산업용 폐수 처리

생산 공정에서 사용되는 물의 전처리

전처리 공정을 통해, 플랜트의 생산부서에서 유입되는 물의 농도와 오염도에 따라 다양한 처리 방법이 사용될 수 있습니다. 예를 들어, pH를 관리할 때, 공정 내 다양한 과정에 화학물질을 추가함으로써 pH를 조정할 수 있습니다. 고형물은 첫번째 처리 과정에서 제거될 수도 있습니다. 이는 DAF(용존공기부상법)을 포함하며 이를 통해 고형물, 지방, 오일 및/또는 그리스를 제거할 수 있습니다. 특정 화학 플랜트는 DAF 방법을 별도의 또는 떠다니는 화학적 오염을 제거하는 방법으로 사용합니다. 응고제의 화학적 첨가는 이러한 과정에서 사용될 수도 있습니다.

우리는 폐수 처리 플랜트 전반에 걸쳐 특정 지점을 측정하는 것이 필요함을 알고 있습니다. 예를 들어 플랜트의 70%는 전처리와 폐수 처리를 위한 지자체 당국의 파트너만 관리하며, 30%만 현장의 폐수 처리 계획을 가지고 있습니다. 각 플랜트는 고유한 요구조건을 가지고 있으며, 일반적으로 가장 유념해야 하는 측정 지점은 아래와 같습니다:

• pH에 대한 정보는 요구하는 처리 프로세스를 결정하는 데 도움이 됩니다. 특정 응고제는 주어진 pH 범위를 잘 지킬 수 있도록 해 주며, 이러한 조정은 프로세스 개선에 도움이 될 수 있습니다.
• 유입되는 총 부유물질(TSS)을 확인하는 것은 이러한 고형물을 제거하는 데 필요한 응고제와 공기의 주입량을 결정하는 데 도움이 될 수 있습니다. DAF의 종점에서 TSS를 측정하는 것은 공정의 효율을 말해 줄 것입니다.
• 총 유기탄소(TOC)는 공정에 따라 같은 유형의 조정을 수행하고 모니터링하는 데 사용될 수 있습니다. 가능한 많은 고형물을 제거하는 것은 부하 수준을 유지하고, 공정 내 생물학적 비율의 프로세스 변동폭을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다.

저장 탱크

저장 탱크는 공정 폐수 흐름을 고정하고 균등하게 하는데 사용됩니다. 이 공정은 폐수 공정에 대한 더욱 안정적인 유입을 확보하는 데 도움이 됩니다. 다양한 산업 현장에서 긴급 화재 사건을 대비한 소방 목적으로 저장 탱크를 필요로 합니다. 측정은 유기 부하와 같은 필요한 처리 공정에 대한 통찰력을 제공합니다. 일반 오염물질보다 무겁거나 혼란스러운 상황은 공정 관리 문제를 야기할 수 있습니다. 이러한 것들이 언제 발생할지 아는 것은 관리를 위해 필요한 단계를 결정하는 데 도움이 됩니다.

빗물 저장 탱크

플랜트에서 빗물은 악천후 및/또는 짐 싣는 곳 및 주차장 등과 같은 교통 구역에서 잠재적인 유출물로부터 나오는 모든 물의 집합을 포함합니다. 화학물질 유출, 디젤 연료, 가스, 오일 및 다른 오염물은 모니터링되어야 하고, 배출되기 전에 처리되어야 합니다. TOC 는 이러한 물에서 오염 정도를 확인 수 있는 측정 항목으로 자리잡고 있습니다. 용존 산소 및 pH도 우수에서 포함되어 있는 귀중한 통찰력을 줄 수 있습니다. 폭우가 내리는 동안 평소보다 더 많은 양의 물이 빗물 저장 탱크로 유입됩니다. 이는 좋을 수도 나쁠 수도 있습니다. 높은 수준의 오염 물질의 희석에 도움이 되지만 또 지나치게 많이 처리가 될 수도 있습니다. 높은 수준의 오염물의 분리는 처리 과정에 도움이 됩니다.

주입구

주입 단계에서 폐수는 막을 통과하며 모래 및 큰 부유물질을 제거합니다. 소위 말하는 오물의 원수 또는 유입수는 폐수 처리 방식에 따라 여러 다른 공정을 거치며 이동합니다. 어떤 플랜트는 위생적인 하수관에서 처리 폐기물을 혼합합니다. 일반적으로 바 형태의 막이 유입수에서 누더기, 암초, 먼지, 모레 등의 큰 내용물을 제거하는 데 사용됩니다.

1차 처리

1차 처리에서 주요 정화제는 중력을 통해 유기 고형물을 가라앉게 만듭니다. 동시에 지방, 오일 및 그리스는 표면에 떠 있게 합니다. 가라앉은 고형물은 1차 슬러지로 불리며, 보통 혐기성 소화조로 전달되기 전에 다운스트림 공정에서 걸쭉해 집니다. 떠다니는 지방, 오일, 그리스는 표면에서 수집되며, 일반적으로 혐기성 소화조에 직접 첨가됩니다. 일반적으로 1차 정화제는 가려진 폐수에서 약 70%의 고형물과 45%의 생화학적 산소 요구량(BOD)을 제거합니다. 향상된 생물학적 영양소 제거 공정을 운영하는 최근 장비들은 보통 첫번째 슬러지에서 탄소를 추출하거나 발효하며, 혐기 또는 무산소 공정의 다운스트림으로 측면 스트림에 미생물의 기주로써 투여합니다.

pH 및 TSS를 명확하게 아는 것은 이 단게에서 공정을 관리하는 데 큰 도움이 됩니다. 하지만 유속의 변화는 프로세스 관리에 큰 영향을 줄 수 있습니다. 유기물의 높은 부하도 프로세스에 영향을 줄 수 있습니다. 작업자가 샘플에 대해 많이 알면, 이러한 변화에 대응할 수 있는 능력을 갖추게 됩니다.

2차 처리

2차 처리는 용해 가능한 유기물질, 질소와 인과 같은 영양소 및 1차 처리에서 탈출한 대부분의 부유물질을 제거합니다. 보통 대부분의 생물학적 공정은 미생물이 유기 혼합물 및 영양분의 대사과정을 통해 성장하고 재생산 하는 데 사용됩니다. 가장 일반적인 두 가지 생물학적 2차 처리 과정은 성장과 성장 정지 시스템과 관련이 있습니다. 성장 정지 프로세스는 폐수 및 반송슬러지에 이미 존재하고 있는 각각의 유기물로부터 부유 미생물 플록의 성장을 촉진합니다. 이 플록은 유산소, 무산소 및 혐기성 환경을 통해 오염물질을 제거할 수 있는 유기물을 포함합니다. 일단 오염물이 제거되면, 플록은 중력을 통해 물로부터 분리되는 2차 정화조 공정으로 보내집니다. 2차 정화조의 바닥에 있는 슬러지의 일부는 1차 배출물(반송 슬러지)와 섞여 혼합액을 생성하기 위하여 상류로 직접 돌아갑니다. 슬러지의 잔여물은 공정(폐활성 슬러지)으로부터 제거되며, 미생물의 이상적인 생태계를 형성합니다. 부착된 성장 시스템은 매체에 부착하여 생물막을 형성하는 미생물에 의존합니다. 침전된 오물은 미생물이 오염을 제거하는 생물막이 코팅된 매질에 간간히 섞입니다. 성장 정지 프로세스와 마찬가지로, 생물막 파편과 부유 미생물 플록은 슬러지가 재생되는 분리를 위해 2차 정화조로 보내지며, 폐수 및 정수는 다음 단계로 보내집니다.

생물학적 처리가 효율적으로 작동하기 위해서, 미생물은 균형을 이루는 비율로 탄소, 질소 및 인 (소위 C:N:P)과 철, 구리, 아연, 니켈, 망간, 칼륨, 황 및 폐수에 형성되어 존재하는 기타 다른 성분 등의 영양소가 필요합니다. 일반적으로 받아들여지는 C:N:P 비율은 100:5:1입니다. 특정 설비는 이 비율을 벗어나도 잘 작동하기도 합니다. 그러나 나머지들은 생태계를 억제하고, 2차 정화조에 가라 앉아 있는 다당류 점액 생성 또는 사상균의 성장을 경험합니다.

다양한 생물학적 과정은 플러그 유속 폭기조, 완전 혼합형 폭기조, 연속 회분식 반응기, 옥시데이션 디치, 살수여상, 이동층 생물학적 반응기, 결합된 고정막 활성 슬러지 등을 포함하여 2차 처리를 완료하기 위해 이용될 수 있습니다.

생물학적 영양소 제거(BNR)은 물 속의 질소와 인을 제거하기 위하여 미생물 환경을 바꿉니다. BNR 공정은 다양한 생물학적 기능을 수행하기 위하여 물이 일련의 챔버를 통해 이동하는 동안 혐기(산소 또는 질산염 없음), 무산소(산소는 없지만 질산염은 존재함) 및 호기(산소 존재) 단계를 포함합니다.

화학적 처리 공정은 인의 화학적 제거처럼 사용될 수도 있습니다. 폭기조 및 정화조 내에 화학적 침전물이 소개됨으로써 인은 용해되지 않는 혼합물로 결합되거나 슬러지로 제거될 수 있는 응집에 의해 제거됩니다.

슬러지 분리

공정으로부터 제거되는 슬러지를 처리하기 위한 방법은 고형물의 양은 물론 현장의 특정 상황에 따라 다릅니다. 호기성 소화는 유입물이 하루에 8백만 갤런보다 적은 설비에 의해 종종 사용됩니다. 폐활성슬러지 및 존재한다면 1차 슬러지는 미생물이 유기물을 마음껏 먹고, 휘발성 고체 함량과 전반적인 슬러지량을 줄이기 위해 미생물이 슬러지 내에 존재하는 산소 공급 반응기에 결합됩니다. 혐기성 소화는 하루에 8백만 갤런보다 많은 양이 유입되는 설비에서 일반적으로 사용됩니다. 이는 다른 유기물들이 산발효 및 메탄 생성 공정을 통해 슬러지 내에서 유기물과 미생물을 마음껏 먹을 수 있는 혐기성 환경을 조정하기 위해 밀봉된 반응기의 사용을 수반합니다. 혐기성 소화에 의해 형성된 메탄은 그린 에너지 원료로서 소화기를 가열하고, 확 타오르거나 세척 및 용도변경을 거쳐 연료 보일러에 사용될 수 있습니다. 무거운 고체의 제거는 처리를 목적으로 용존 및 작은 유기물을 떠나 플랜트 내에 부하를 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다. 1차 정화조에서 슬러지 수준을 모니터링하는 것은 제거 비율을 결정할 수 있습니다.

정화조 내의 건강한 슬러지 수준의 전반을 유지하는 것은 제거 공정에서 매우 중요합니다. 전반 및 공정이 너무 가벼우면 제거 과정에서 틀어질 수도 있습니다. 유속은 측정을 통해 확인할 수 있습니다.

슬러지 관리

농축은 폴리머 혼합물 첨가에 의해 액체 일부의 비율을 제거함에 따라 슬러지를 농축하는 것을 포함하며, 혐기성 소화 전에 수행되어야 합니다. 벨트 프레스로 탈수하고, 원심분리기 또는 다른 방법들은 슬러지를 단단한 침전물로 농축합니다. 이 단단한 침전물은 건조되거나 간단히 땅 또는 쓰레기 매립지에 폐기될 수 있습니다.

배출

배출 단계에서 여과, 소독 및 탄소 흡착 등과 같은 기술은 남아있는 유기물 부하, 부유 또는 용존 고형물, 병원균 및 처리 과정을 통과한 중금속 등을 제거하는 데 사용될 수 있습니다. 이 단계의 목표는 배출 품질을 호수, 강, 바다로 배출, 비농경지 용수(공원, 골프코스, 녹도 등)로 재사용 또는 지하수 함양 등 의도한 사용에 맞는 수준까지 올리는 것입니다.

물 모니터링 스테이션은 수용수로 안전한 배출이 이루어지도록 플랜트를 채비합니다. 폐수 처리 설비로부터 유출물이 일반적으로 강, 해양 또는 다른 수역 내 환경으로 배출됨과 동시에, 다양한 목적으로 사용하기 위하여 배출될 수도 있습니다. 이는 농업용수를 비롯하여 공원이나 휴양시설(골프 코스, 스포츠 경기장 용수, 눈 제조)에서 사용될 수도 있고, 야생 서식지 또는 대수층/습지/슾지대 함양을 목적으로 쓰이거나, 공정수 또는 길거리 청소 등과 같은 산업 용도로 이용될 수 있습니다.

슬러지 체류 시간 (RTC-SRT)

폭기조 내 올바른 슬러지 체류 시간 및 혼합액 부유 고형물 수준은 규정 준수 및 에너지 효율 처리를 위한 기본입니다. 하크(Hach)의 RTC-SRT 시스템은 자동으로 폐활성슬러지를 조정하여, 이상적인 SRT 및 MLSS 농도를 제공하여 안정적인 BOD/COD를 보장하고, 원하지 않은 탈질화를 피할 수 있습니다.

슬러지 체류 시간 (RTC-SRT)

폭기조 내 올바른 슬러지 체류 시간 및 MLSS 수준은 규정 준수 및 에너지 측면에서 효율적인 처리를 위한 기본입니다. 하크(Hach)의 RTC-SRT 시스템은 자동으로 폐 활성화 슬러지를 조정하여, 이상적인 SRT 및 MLSS 농도를 제공하며, 이를 통해 1년 내내 안정적인 탈질화를 보장합니다.

PO4-P 침전 (RTC-P)

화학적 PO4-P 제거로 플랜트 배출에서 총인(TP)의 제한 충족은 여러 어려움이 따를 수 있습니다. 변화하는 유입 부하는 침전물의 고정 투입 비율로 거의 관리될 수 없습니다. PO4-P에서 측정되는 것에 근거하여, RTC-P 시스템은 침전 투입율에 대한 설정값을 계산해주며, 원하는 설정값에 대한 PO4-P 농도의 정확한 관리 및 유입 변화에 대한 빠른 반응을 보장합니다. 이를 통해 침전에 대한 비용 및 침전 슬러지 양을 최소화함과 동시에 TP 관련 규정 준수를 지원합니다.

슬러지 농축 (RTC-ST)

화학적 PO4-P 제거로 플랜트 배출에서 총인(TP)의 제한 충족은 여러 어려움이 따를 수 있습니다. 변화하는 유입 부하는 침전물의 고정 투입 비율로 거의 관리될 수 없습니다. PO4-P에서 측정되는 것에 근거하여, RTC-P 시스템은 침전 투입율에 대한 설정값을 계산해주며, 원하는 설정값에 대한 PO4-P 농도의 정확한 관리 및 유입 변화에 대한 빠른 반응을 보장합니다. 이를 통해 침전에 대한 비용 및 침전 슬러지 양을 최소화함과 동시에 TP 관련 규정 준수를 지원합니다.

슬러지 탈수 (RTC-SD)

슬러지 처리의 낮은 비용, 회수에 부정적인 영향 최소화 및 폴리머 소비는 슬러지 탈수의 핵심 목표입니다. RTC-SD 시스템은 농축된 슬러지에서 총 부유물질(TSS)를 관리함에 따라 이를 달성하고, 폴리머 투입을 조정함에 따라 집중할 수 있습니다.

용존 공기 부상 (RTC-DAF)

슬러지 내에서 높은 총 부유물질(TSS) 농도 및 처리된 배출물에서 낮은 TOC/TSS 농도는 용존 공기 부상법(DAF)의 핵심 목표입니다. 농축된 슬러지 내에서 TSS를 관리하고 pH, 응고제 및 폴리머 투입을 올바르게 조정함께 따라 유출물을 관리하는 RTC-DAF 시스템을 통해 달성될 수 있습니다.