장쑤성 쿤산에 위치한 Jianbei North District 폐수 처리장은 중국 최대 규모의 반-지하 도시 폐수 처리 시설 중 하나입니다. 총 처리 용량은196,000톤/일약 560,000명의 주민에게 서비스를 제공하는 이 발전소는 16년에 걸쳐 4가지 건설 단계에 걸쳐 획기적인 MBBR(이동층 생물막 반응기) 업그레이드를 거쳤습니다. 이 사례 연구에서는 폐수 품질을 향상시킨 개조 전략, 프로세스 구성 및 운영 결과를 조사합니다.클래스 A엄격하게클래스 IV 지표수 표준.
공장개요
Kunshan Jianbei North District 폐수 처리장은 독점적으로 처리합니다.도시 폐수 및 가정 하수, 이를 지역 환경 인프라의 중요한 구성 요소로 만듭니다. 이 시설은 대략 총 면적을 차지합니다.115km²Kunshan의 도시 집수지 내. 핵심 처리 과정은 통합됩니다전처리 + MBBR을 사용한 변형된 AAO(혐기성-무산소-산소) 공정 + 고-효율 침전 + V-형 여과 + UV 소독, 고급 폐수 정화에 대한 다중-장벽 접근 방식을 나타냅니다.
처리된 폐수는 다음으로 배출됩니다.자연수역(강)이는 하류 수생 환경의 부영양화를 방지하기 위해 특히 암모니아 질소 및 총인 -에 대한 영양분 제거 -에 대해 엄격한 생태학적 요구 사항을 부과합니다.
Kunshan Jianbei North District WWTP - 중국 최대 규모의 반-지하 처리 시설 중 하나
4-단계 확장 내역
발전소 개발은 4가지 주요 건설 단계에 걸쳐 진행되었으며, 각 단계는 첨단 처리 기술을 점진적으로 통합하는 동시에 용량을 확장했습니다.
1단계 - 최초 시운전(2005)
첫 번째 단계에서는50,000톤/일기본 용량. 2005년 1월에 공사가 완료되었으며 같은 해 8월에 상업운전이 시작되었습니다. 이 단계에서는 당시 적용 가능한 클래스 A 배출 표준을 충족하도록 설계된 기존 처리 장치의 기반을 마련했습니다.-
MBBR을 이용한 2단계 - 확장 및 고급 치료(2009)
2단계에는 또 하나가 추가되었습니다.50,000톤/일용량과 비판적으로 도입된MBBR 기술향상된 생물학적 영양소 제거를 위해. 2009년 8월 상업 가동이 시작되어 해당 공장에서 처음으로 생물막 운반체- 기반 처리 장치를 도입했습니다. 이 단계에서는 부유-활성 슬러지만으로는 발전하는 규제 기대치를 충족시키기에 불충분하다는 조기 인식을 보여주었습니다.
3단계 - 세미-지하 확장(2016)
첨가48,000톤/일, 3단계에서는준-지하 건설- 시각적 영향을 최소화하고 악취 배출을 줄이며 지역사회 사용을 위해 표면 토지를 보존하는 접근 방식을 설계합니다. 이 단계는 2016년 12월 13일에 공식 승인을 통과했습니다.
4단계 - Kunshan의 첫 번째 세미-지하 WWTP(2019)
네 번째이자 마지막 확장팩에는 또 다른 확장팩이 추가되었습니다.48,000톤/일, 공장을 현재 총 규모로 끌어올렸습니다.196,000톤/일. Kunshan의 첫 번째 완전 지하 WWTP 구역인 이 구역은 2019년 5월 23일 승인을 통과하여 양쯔강 삼각주 지역의 미래 도시 폐수 인프라에 대한 선례를 세웠습니다.
다단계 확장 및 프로세스 장치 배열을 보여주는 공장 레이아웃 다이어그램-
업그레이드 및 개조: 클래스 A에서 클래스 IV 지표수 표준(2020~2021)
가장 중요한 변화는 2009년에 시작되었습니다.2020년 9월그리고 에 완료되었습니다2021년 1월. 포괄적인 업그레이드 및 개조 프로그램을 통해 공장의 배출 기준이 이전보다 높아졌습니다.도시 WWTP 표준의 클래스 A훨씬 더 까다로운준-클래스 IV 지표수 표준. 이를 달성하려면 생화학적 처리 코어 - AAO-MBBR 원자로의 체계적인 재설계가 필요했습니다.
MBBR 생화학 탱크: 7가지 주요 개선 사항
직사각형 생화학 탱크는 개조의 초점이었습니다. 유입수 COD가 일반적으로 다음을 초과하는 경우100mg/L, 업그레이드된 시스템은 지속적으로 이하의 배출수 COD를 달성했습니다.20mg/L- 제거 효율이 80%를 초과합니다. 7가지 목표 개선 사항이 구현되었습니다.
1. MBBR19 생물막 캐리어 미디어
선택한 식물MBBR19다음에서 제조된 캐리어100% 버진 HDPE검정색. 원통형 캐리어 구조는 우수한 유동화 특성을 유지하면서 생물막 부착에 최적화된 내부 교차- 구조와 보호된 표면적을 특징으로 합니다. Virgin HDPE는 화학적 불활성, UV 저항성 및 지속적인 작동 시 10년 이상의 서비스 수명을 보장합니다. - 매체 교체 시 상당한 가동 중지 시간과 비용이 수반되는 이 규모의 시설에 필수적입니다.
MBBR19 캐리어 미디어 - 100% 버진 HDPE, 높은 생물막 밀도와 긴 서비스 수명을 위해 설계됨
2. 유입 유량 분포 최적화
중요한 유압 수정으로 입구 구성이넓은-측면 파이프 입구에긴-측 넘침 위어 유입구. 이 겉보기에 작은 변화는 상당한 운영상의 이점을 가져왔습니다. 즉, 탱크 단면 전반의 흐름 분포를 최적화하고, 단락 및 데드존을 제거하고, MBBR 캐리어 유동화 균일성을 향상하고, 유압 및 유기 충격 부하에 대한 탱크의 저항을 크게 향상시켰습니다. 균일한 흐름 분포는 일관된 생물막 성능을 위한 전제조건입니다. - 데드존은 캐리어 축적을 초래하고 유효 반응기 부피를 감소시킵니다.
장측-오버플로 위어 입구 수정 - 데드존 제거 및 캐리어 유동화 개선
3. 콘센트 미디어 보유 화면
헌신적인MBBR 보존 화면운반 매체가 하류 처리 장치로 빠져나가는 것을 방지하기 위해 반응기 출구에 설치되었습니다. 스크린 설계는 매우 중요합니다. 과도한 막힘은 헤드 손실과 유지 관리 빈도를 증가시키는 반면, 부적절한 스크리닝은 매체 손실을 초래하여 효과적인 바이오매스 재고를 감소시키고 다운스트림 장비가 막힐 위험이 있습니다. Kunshan의 스테인레스강 웨지-와이어 스크린은 유압 처리량을 유지하면서 MBBR19 캐리어를 유지할 수 있는 크기입니다.
캐리어 미디어 손실을 방지하는 스테인레스 스틸 MBBR 콘센트 고정 스크린 -
4. 캐리어 채우기 비율
개조는 다음을 사용했습니다.10~15% 채우기 비율(원자로 유효 부피에 대한 운반체 부피) 이는 MBBR 개조에 대해 특히 보수적입니다. 그린필드 MBBR 설계에서는 30~55%의 충진율이 일반적이지만 개조 프로젝트에서는 기존 탱크 형상, 폭기 용량 및 혼합 에너지에 비해 향상된 처리 용량의 균형을 맞춰야 합니다. Kunshan의 10~15% 충전율은 기존 인프라의 수력학적 및 통기 한계를 초과하지 않고 필요한 배출수 개선을 성공적으로 제공했습니다. - 브라운필드 MBBR 통합에 대한 실용적이고 비용 효율적인 접근 방식입니다.-
5. 미세한 기포와 거친 기포의 결합
에어레이션 시스템은듀얼-모드 구성미세 버블 디스크 디퓨저와 거친 버블 폭기 호스 결합:
미세한 버블 통기(디스크 디퓨저)는 MBBR 캐리어 유동화와 미생물 대사를 위한 용존 산소 공급의 두 가지 목적을 제공합니다. 미세한 기포는 일반적으로 침수 미터당 4.5~6.5%로 더 높은 산소 전달 효율(OTE)을 제공하므로 생물학적 처리의 에너지-효율적 중추입니다.
거친 거품 통기(폭기 호스)는 미세한 기포 에너지만으로는 균일한 매체 현탁액을 유지하기에 불충분할 수 있는 구역에서 캐리어 유동화를 보완합니다. 거친 기포는 더 강한 난류와 혼합 패턴을 생성하여 캐리어 층화를 방지하고 반응기 전체에 걸쳐 일관된 생물막-폐수 접촉을 보장합니다. 이 하이브리드 폭기 전략은 소형 반응기보다 균일한 유동화가 더 어려운 대형-탱크 MBBR 시스템에 대한 중요한 설계 고려 사항인 캐리어 현탁액의 기계적 요구 사항과 산소 전달 효율의 균형을 맞춥니다.
하이브리드 미세 및 거친 기포 통기 시스템 - 산소 전달과 운반체 유동화의 균형 유지
6. 거품 관리 프로토콜
가벼운 표면 폼은 다음과 같이 인식됩니다.정상적인 생화학적 현상생물막에서 미생물 대사와 세포외 고분자 물질(EPS) 생산으로 인해 발생합니다. 공장은 계층형 거품 모니터링 프로토콜을 사용하여 운영됩니다. 가볍고 일시적인 거품에는 수동 개입이 필요하지 않습니다. 조사 및 시정 조치는 다음과 같은 경우에만 시작됩니다.과도한 거품 축적, 넘침 또는 이상한 냄새유입되는 독성 충격 부하, 슬러지 노화 또는 운영 조정이 필요한 유기물 과부하 상태에 대한 - 잠재적인 지표가 관찰됩니다.
7. 탱크 벽 마모 방지
장기-MBBR 작동에는 지속적인 캐리어 유동화 및 탱크 벽과의 충돌이 포함됩니다. - 이는 MBBR 시스템 고유의 기계적 마모 메커니즘입니다. Kunshan 공장은 다음을 구현합니다.정기점검 프로그램부식 방지 코팅, 폭기 장비 무결성 및 스크린 상태 유지를 포함합니다.- 마모된 부품을 사전에 수리하고 예정된 교체를 통해 예상치 못한 가동 중단 시간을 방지하고 구조적 무결성을 유지합니다. 이는 장기적인 자산 수명에 직접적인 영향을 미치는 MBBR 작업에서 자주 간과되는 측면입니다.-
WWTP 구성 유형: 비교 관점
다양한 구성을 통해 기존 활성 슬러지에서 발전한 Kunshan 공장은 폐수 처리 인프라 계획에 대한 귀중한 통찰력을 제공합니다. 3단계와 4단계에 채택된 반-지하 설계는 토지 사용 압력과 지역사회 악취 문제로 인해 인프라 설계 선택이 점점 더 많아지고 있는 중국 도시에서 증가하는 추세를 나타냅니다.
WWTP 구성 유형 - 지상-, 준-지하 및 완전 지하의 비교 분석
MBBR 개조 프로젝트의 주요 내용
| 디자인 매개변수 | 곤산 사양 | 공학적 중요성 |
| 캐리어 유형 | MBBR19, 100% 순수 HDPE | 도시 폐수의 화학적 안정성과 긴 사용 수명 |
| 채우기 비율 | 10–15% | 기존 탱크 및 폭기 한계를 존중하는 보수적인 개조 비율 |
| 폭기 전략 | 미세한 기포 + 거친 기포(하이브리드) | 산소 전달 효율과 캐리어 유동화 요구의 균형을 유지합니다. |
| 입구 디자인 | 긴-측면 오버플로 위어 | 단락-을 제거합니다. 충격 부하 저항 향상 |
| 배출수 기준 | 클래스 A → 클래스 IV 지표수 | 중국에서 가장 엄격한 배출 기준 중 하나 |
| 총 용량 | 196,000m³/일 | 중국 최대 규모의 반-지하 도시 WWTP 중 하나 |
Kunshan Jianbei North District WWTP는 다음을 보여줍니다.대규모-MBBR 개조는 기술적으로 가능하고 경제적으로 실용적입니다., 심지어 200,000톤/일에 가까운 용량에서도 마찬가지입니다. 16-년, 4단계 개발 접근 방식을 통해 공장은 지속적인 운영을 유지하면서 점진적으로 첨단 처리 기술을 통합할 수 있었습니다. - 유사한 업그레이드 문제에 직면한 지방자치단체를 위해 연구할 가치가 있는 모델입니다. 보수적인 10~15% MBBR 충전 비율로 달성된 클래스 A에서 클래스 IV 지표수 표준으로의 성공적인 승격은 기존 AAO 인프라 내에서 잘 설계된 생물막 캐리어 통합의 효율성을 강조합니다.
참고자료 및 데이터 소스
현장 방문 보고서, Kunshan Jianbei North District 폐수 처리장, 2026년 6월. 현장 검사 중에 확인된 공장 운영 데이터 및 설계 사양-. 중국의 도시 WWTP 오염 물질 배출 표준(GB 18918-2002) 및 지표수 환경 품질 표준(GB 3838-2002)을 기준으로 배출 표준 비교.