폐수 품질
1. 과잉 유기물
유기물의 처리 효율에 주로 영향을 미치는 요소는 다음과 같습니다.
(1) 영양소
일반적으로 폐수에 함유된 질소, 인과 같은 영양분은 미생물 요구량에 충분하며 과잉인 경우가 많습니다. 다만, 산업폐수의 비율이 상대적으로 높은 경우에는 탄소{1}}질소-인 비율을 확인하여 100:5:1 기준을 충족하는지 확인해야 합니다.
● 질소가 부족하면 일반적으로 암모늄염을 첨가합니다.
● 인이 부족할 경우 일반적으로 인산이나 인산염을 첨가합니다.
(2) pH
폐수의 pH는 일반적으로 6.5~7.5 범위의 중성입니다. 하수관의 혐기성 발효로 인해 pH가 약간 감소할 수 있습니다. 장마철에 pH가 크게 떨어지는 경우는 특히 합류식 하수 시스템에서 도시 산성비로 인해 발생하는 경우가 많습니다.
증가 또는 감소 여부에 관계없이 pH의 갑작스럽고 큰 변화는 일반적으로 산업 폐수의 대량 배출로 인해 발생합니다. 폐수의 pH를 조정하려면 일반적으로 수산화나트륨이나 황산을 첨가해야 하지만 이로 인해 처리 비용이 크게 증가합니다.
(3) 오일 및 그리스
폐수의 유성 물질 함량이 높으면 폭기 장비의 폭기 효율이 감소합니다. 폭기를 늘리지 않으면 처리효율은 떨어지지만, 폭기를 늘리면 운영비용이 증가할 수밖에 없습니다.
또한 오일 함량이 높으면 활성 슬러지의 침전 성능이 저하되고, 심각한 경우 슬러지 벌킹이 발생하여 배출수 내 부유 물질(SS)이 기준을 초과하게 될 수 있습니다. 유분 함량이 높은 유입수의 경우 전처리 단계에서 유분 제거 장비를 추가해야 합니다.
(4) 온도
온도는 활성 슬러지 공정에 광범위한 영향을 미칩니다.
● 첫째, 미생물 활동에 영향을 줍니다. 겨울철에 아무런 관리 조치를 취하지 않으면 처리 효율이 감소합니다.
● 둘째, 2차 침전조의 분리성능에 영향을 미친다. 예를 들어, 온도 변화로 인해 밀도 전류 및 단락이-발생할 수 있습니다. 온도가 낮으면 슬러지 점도가 증가하고 침전 성능이 저하됩니다.
● 셋째, 온도는 통기효율에 영향을 미친다. 여름에는 온도가 높아지면 용존 산소 포화도가 낮아져 산소 이동이 더 어려워지고 통기 효율이 떨어집니다. 또한 공기 밀도도 감소하므로 동일한 공기 공급을 유지하려면 공기량을 늘려야 합니다.
2.TP(총인) 기준 초과
생물학적 인 제거는 혐기성 조건에서 인을 방출하고 호기성 조건에서 과잉 인을 흡수하는 폴리인산염-축적 유기체(PAO)에 의존합니다. 인-이 풍부한 잉여 슬러지를 배출하여 인을 제거합니다. 배출수 TP가 기준을 초과하는 원인은 다음과 같습니다.
(1) 온도
온도는 생물학적 질소 제거보다 인 제거에 덜 영향을 미칩니다. 특정 범위 내에서는 적당한 온도 변화에도 불구하고 생물학적 인 제거가 성공적으로 작동합니다. 실험에 따르면 PAO는 낮은 온도에서 더 느리게 성장하기 때문에 인 제거는 10도 이상의 온도에서 더 바람직합니다.
(2) pH 값
pH 6.5에서 8.0 사이에서는 인 함량과 폴리인산염 미생물의 흡수율이 안정적으로 유지됩니다. pH가 6.5 이하로 떨어지면 인 흡수가 급격히 감소합니다. 급격한 pH 강하는 호기성 및 혐기성 영역 모두에서 인 농도의 급격한 증가를 유발합니다. pH 강하가 클수록 더 많은 인이 방출됩니다. 이 방출은 PAO의 생리학적 또는 생화학적 반응이 아니라 순전히 화학적 "산 용해" 효과입니다. pH 강하로 인해 혐기성 인 방출이 커지면 호기성 인 흡수가 낮아져 방출이 파괴적이고 비효과적임을 나타냅니다. pH가 증가하면 약간의 인 흡수가 발생합니다.
(3) 용존산소(DO)
분자 산소 1mg은 생분해성 COD 1.14mg을 소비하여 PAO 성장을 억제하고 인 제거를 방해합니다. 혐기성 구역은 혐기성 미생물에 의한 산성 발효를 촉진하고 PAO에 의한 인 방출을 촉진하며 생분해성 유기물의 소비를 줄여 PAO가 더 많은 PHB를 합성할 수 있도록 낮은 DO를 유지해야 합니다. 반대로, 호기성 구역에서는 하수에서 용해된 인산염을 흡수하고 세포내 폴리인산염을 합성하기 위한 에너지를 얻기 위해 저장된 PHB를 분해하는 PAO를 지원하기 위해 더 높은 DO가 필요합니다. 효과적인 혐기성 인 방출과 호기성 흡수를 보장하려면 DO를 혐기성 구역에서는 0.3mg/L 미만으로, 호기성 구역에서는 2mg/L 이상으로 조절해야 합니다.
(4) 혐기조 내 질산성질소
혐기성 구역의 질산성 질소는 유기 기질을 소비하여 PAO의 인 방출을 억제하고 따라서 호기성 조건에서 인 흡수에 영향을 미칩니다. 또한 질산성질소는 탈질화를 위한 전자수용체로 탈질박테리아를 사용하는데, 이는 PAO 인 대사에 필요한 산을 생성하는 발효과정을 방해하여 PAO 인 방출, 흡수, PHB 합성을 억제한다. 질산성 질소 1mg은 생분해성 COD 2.86mg을 소비하여 혐기성 인 방출을 억제합니다. 일반적으로 질산성 질소는 1.5mg/L 미만으로 제어됩니다.
(5) 슬러지 연령
인 제거는 주로 잉여 슬러지를 배출하여 이루어집니다. 따라서 과잉 슬러지의 양에 따라 제거 효율이 결정됩니다. 슬러지 연령은 슬러지 배출량과 인 흡수에 직접적인 영향을 미칩니다. 슬러지 수명이 낮아지면 과잉 슬러지 배출 및 시스템 인 제거가 증가하여 인 제거가 향상되고 2차 침전 유출수의 인이 감소됩니다. 그러나 생물학적 질소 및 인 제거에는 박테리아 성장을 위한 질산화 및 탈질화를 위한 충분한 슬러지 연령이 필요하므로 인 제거가 만족스럽지 못한 경우가 많습니다. 일반적으로 인 제거 시스템의 슬러지 수명은 3.5~7일 사이로 제어됩니다.
(6) COD/TP 비율
생물학적 인 제거에서는 혐기성 단계의 유기 기질의 유형과 양, 하수 내 인과 미생물이 필요로 하는 영양분의 비율이 제거 효율에 결정적인 영향을 미칩니다. 다양한 기질은 다양한 인 방출과 흡수를 유도합니다. 저분자량, 쉽게 분해되는 유기물(예: 휘발성 지방산)은 PAO에 의해 쉽게 사용되어 저장된 폴리인산염을 방출하고 인 방출을 강력하게 유도합니다. 고분자량, 분해하기 어려운-유기물은 약한 인 방출을 유도합니다. 혐기성으로 인이 완전히 방출될수록 호기성으로 인을 더 많이 흡수하게 됩니다. PAO는 혐기성 인 방출의 에너지를 사용하여 혐기성 조건에서 생존을 위해 저분자 유기물을 흡수합니다. 따라서 PAO 생존과 이상적인 인 제거를 위해서는 충분한 유기물(COD/TP > 15)이 필수적입니다.
(7) 쉽게 생분해되는 COD(RBCOD)
연구에 따르면 아세트산, 프로피온산 및 포름산과 같은 기질은 높은 인 방출 속도를 유도하며 이는 기질 농도가 아닌 활성 슬러지 농도 및 미생물 조성에 따라 달라집니다. 이러한 인 방출은 0-차 동역학을 따릅니다. PAO가 대사할 수 있으려면 먼저 다른 유기물을 이러한 작은 분자로 전환해야 합니다.
(8) 글리코겐
글리코겐은 포도당 단위로 구성된 큰 가지 모양의 다당류이며 세포 내 에너지 저장 역할을 합니다. PAO에서 글리코겐은 호기성 환경에서 형성되어 혐기성 조건에서 대사된 에너지를 저장하여 NADH(PHA 합성의 전구체)를 생성하고 대사 에너지를 제공합니다. 과도한 통기 또는 과도한{2}}산화는 PAO의 글리코겐을 감소시켜 혐기성 조건에서 NADH 결핍을 일으키고 인 제거가 불량해집니다.
(9) 수력학적 체류시간(HRT)
잘 작동되는-도시의 생물학적 질소 및 인 제거 시스템에서 인의 방출과 흡수에는 일반적으로 각각 1.5~2.5시간과 2.0~3.0시간이 필요합니다. 인 방출은 다소 더 중요합니다. 따라서 혐기성 HRT를 면밀히 모니터링합니다. 너무 짧은 혐기성 HRT는 충분한 인 방출을 방지하고 유기물이 저지방산으로 분해되는 것을 방지합니다. 너무 길면 비용과 부작용이 증가합니다. 인 방출과 흡수는 서로 연관되어 있습니다. 충분한 혐기성 방출은 호기성 흡수를 향상시키고 그 반대의 경우도 긍정적인 순환을 생성합니다. 운영 데이터에 따르면 적합한 HRT는 1시간 15분~1시간 45분 동안 무산소 및 2시간~3시간 10분 동안 유산소로 나타납니다.
(10) 수익률(R)
A/O(혐기성/호기성) 공정에서는 폭기조에서 2차 침전조로 돌아가는 활성슬러지의 용존산소를 충분히 유지하여 혐기성 인의 방출을 방지하는 것이 중요합니다. 빠른 슬러지 제거가 이루어지지 않으면 두꺼운 슬러지 층으로 인해 높은 DO에도 불구하고 혐기성 인이 방출됩니다. 따라서 회수율이 너무 낮지 않아야 침전조에서 슬러지가 빠르게 배출될 수 있습니다. 지나치게 높은 회수율은 에너지 소비를 증가시키고 폭기조 내 슬러지 체류 시간을 감소시켜 BOD5 및 인 제거를 저해합니다. 최적의 수익률은 50%에서 70% 사이입니다.
3.기계 및 전기 장비
하수 및 슬러지 처리의 안정적인 운영은 신뢰할 수 있는 기계 및 전기 장비에 달려 있으며 이는 공장 에너지 소비에도 영향을 미칩니다.
(1) 바 스크린 머신
처리의 첫 번째 단계로, 하수 유입을 막을 수 있는 결함이 발생하기 쉽습니다. 일반적인 문제:
베어링 마모 또는 기계적 고장으로 인한 걸림. 정기적인 윤활과 점검이 필요합니다.
섬유, 비닐봉지에 의해 막혀 흐름이 감소하고 넘침. 기술 업그레이드 또는 수동 청소가 필요합니다.
(2) 리프트 펌프
주로 수중 펌프. 펌프 임펠러와 씰 링 틈이 잔해로 막혀 씰링과 효율성이 저하되고 모터 고장이 발생할 수 있습니다. 정기 점검, 펌프 회전, 강화된 바 스크린 작동을 권장합니다.
가변 유입 및 수집 시스템 설계에서는 변동을 효율적으로 처리하기 위해 고정-속도 및 가변{1}}속도 펌프와 함께 경사지게 배열된 펌프가 필요합니다.
(3) 송풍기
핵심 및 에너지-집약적 장비. 매개변수에는 공기 흐름, 압력, 전력 소비 및 소음이 포함됩니다. 효율성, 수명, 소음 및 안정성 면에서 루츠 송풍기에 비해 장점이 있는 원심 송풍기는 일반적으로 사용됩니다. 가변 주파수 제어 및 다중 송풍기 구성으로 에너지 사용을 최적화합니다.
유화 및 과열을 방지하려면 오일 쿨러, 필터를 정기적으로 유지보수하고 적절한 오일 품질을 보장하는 것이 필요합니다.
(4) 에어레이션 헤드
대부분 미세 다공성 막(디스크, 돔, 플레이트, 튜브 유형)입니다. 막힘과 고무 노화로 인해 산소 전달 효율이 감소합니다. 안전 예방 조치와 함께 개미산이나 고압 공기를 사용하여 정기적으로 청소해야 합니다. 정기적으로 배수 밸브를 열어 응축수를 제거해야 합니다. 심하게 막혔거나 손상된 디퓨저는 교체해야 합니다.
(5) 슬러지 제거설비
일부 공정에는 2차 침전조(예: SBR, UNITANK)가 부족하여 슬러지 층 유입 및 슬러지 배출 부족으로 인해 에너지 및 화학물질 소비가 증가합니다. 간헐적 또는 다중-점 슬러지 배출을 권장합니다. 침전조의 스크레이퍼 및 흡입장치의 정기적인 유지관리가 필요합니다.
(6) 탈수기
두 가지 주요 유형: 원심분리기와 벨트 필터 프레스.
4. 원심분리기:
슬러지 농도, 공급 속도, 속도 차이, 케이크 고형물에 대한 폴리머 투입량, 여과액 SS 및 회수율을 고려하십시오.
속도 차이가 크면 슬러지 보유 기간이 단축되고 수분 함량과 여과액 고형물이 증가합니다.
차이가 작을수록 분리가 향상되지만 막힐 위험이 있습니다.
폴리머 투입량과 공급 속도를 조정하여 최적화하세요.
일반적인 문제:부적절한 세척으로 인한 경보, 윤활 막힘으로 인한 베어링 과열, 주파수 변환기의 모터 경보, 특히 우기 동안 작은 슬러지 플록으로 인해 슬러지가 배출되지 않습니다. 완화할 운영 매개변수를 조정합니다.
벨트 필터 프레스:
물을 제거하기 위해 롤러 위를 지나가는 두 개의 벨트 사이에서 슬러지가 압축되고 절단됩니다.
운영 및 유지 관리 지점에는 균일한 슬러지 분포, 부드러운 스크레이퍼, 노즐 청소 시스템, 자동 벨트 추적 및 인터록 보호가 포함됩니다.
일반적인 문제: 벨트 미끄러짐, 벨트 편차, 막힘 및 케이크 고형물 감소는 주로 과부하, 부적절한 장력, 손상된 롤러 및 과잉 폴리머로 인해 발생합니다. 정기적인 조정과 청소가 필수적입니다.
모니터링 기기
불순물이 많고 열악한 환경으로 인해 측정 오류가 자주 발생하거나 온라인 분석기가 손상되어 제어 및 자동화에 영향을 미칩니다.
농도 범위에 맞는 적절한 물 시료 전처리 장치와 분석기가 필요합니다. 대형 장비는 통신 비용을 줄이기 위해 공장 자동화와 호환되는 제어 시스템을 갖추어야 합니다.
유지 관리 절차에는 계획된 예비 부품, 정기적인 교정, 청소 및 소모품 교체가 포함됩니다.
하수 처리장에서는 낙뢰가 자주 발생하므로 실외 장치의 경우 낙뢰 보호가 매우 중요합니다. 보호가 부족하면 수리 비용이 많이 들고 운영 위험이 발생합니다.