폐수 처리의 무산소 구역

머리말:

"무산소 구역"은 용존 산소(DO)가 부족한 폐수 처리장/시스템 내의 영역을 의미합니다. 일반적으로 DO가 0.5ppm 미만인 물은 "무산소"로 간주됩니다. 무산소 상태는 미생물(박테리아)이 DO 공급 속도보다 빠른 속도로 유기물을 산화할 때 발생합니다.

"anaerobic"은 종종 "anoxic" 대신에 잘못 사용된다는 점에 유의해야 합니다. "무산소"는 구체적으로 산소가 없음을 의미하는 반면 "혐기성"은 산소, 질산염 및 황산염과 같은 전자 수용체가 없음을 나타냅니다.

폐수 처리는 폐수의 안전한 폐기 또는 재사용을 보장하여 인간의 건강과 환경을 모두 보호하는 중요한 프로세스입니다. 폐수 처리의 핵심 요소 중 하나는 질소 부하 감소 및 처리 효율 향상에 중요한 역할을 하는 무산소 구역 .

무산소 구역이란 무엇입니까?

무산소 구역은 대사를 위해 산소가 필요하지 않은 미생물의 성장을 촉진하기 위해 산소 수준을 의도적으로 낮게 유지하는 폐수 처리 공정의 섹션입니다.

무산소 구역은 일반적으로 1차 침전조 뒤와 호기성 처리 공정 전에 위치합니다. 탈질 과정에서 미생물은 질산염과 아질산염을 전자 수용체로 사용하여 산소 없이도 폐수에서 유기물을 분해할 수 있습니다. 이 과정은 폐수 내 질소의 양을 감소시킬 뿐만 아니라 대기로 방출되는 무해한 부산물인 질소 가스를 생성합니다.

무산소 구역이 중요한 이유는 무엇입니까?

폐수의 과도한 질소는 부영양화와 같은 환경 문제를 일으킬 수 있습니다. 여기서 과도한 영양분 농도는 과도한 식물 및 조류 성장으로 이어지고 수역의 산소 수준을 고갈시켜 수생 생물에 해를 끼칠 수 있습니다. 호기성 처리 공정 전에 질소 부하를 줄임으로써 전반적인 처리 효율이 향상되고 처리된 폐수의 환경 영향이 줄어듭니다.

이는 처리된 폐수가 민감한 수생 생태계로 배출되는 지역에서 특히 중요할 수 있습니다.

무산소 구역의 설계 및 운영:

무산소 구역의 설계 및 운영은 질소 부하 감소 효과에 매우 중요합니다. 무산소 구역의 크기와 형태, 폐수의 유량, 탄소원의 종류와 양은 모두 탈질율을 결정하는 역할을 합니다. 적절한 모니터링 및 제어 시스템을 사용하면 무산소 구역이 효과적으로 운영되고 있는지 확인할 수도 있습니다.

더 큰 무산소 구역은 탈질 박테리아가 성장하고 유기물을 분해할 더 많은 공간을 제공하는 반면 더 작은 무산소 구역은 불완전한 탈질을 초래할 수 있습니다. 무산소 구역의 모양도 효율성에 영향을 미칠 수 있으며 일부 디자인은 폐수와 미생물의 더 나은 혼합 및 분배를 촉진합니다.

더 느린 유속은 탈질이 발생하는 데 더 많은 시간을 허용할 수 있는 반면 더 빠른 유속은 완전한 탈질을 위한 충분한 시간을 제공하지 못할 수 있습니다. 수압 체류 시간(HRT)은 일반적으로 더 높은 탈질율과 관련된 더 긴 HRT와 함께 무산소 구역에 대한 적절한 유속을 결정하는 데 사용되는 핵심 매개변수입니다.

탈질 박테리아는 탈질을 수행하기 위해 유기 탄소 공급원이 필요하며 탄소 공급원의 가용성과 유형은 탈질 효율에 영향을 줄 수 있습니다. 일부 일반적인 탄소 공급원에는 메탄올, 에탄올 및 아세테이트가 포함되며 탄소 공급원의 적절한 양과 유형은 질소 부하 및 처리되는 폐수의 유형과 같은 요인에 따라 달라집니다.

과제 및 제한 사항:

무산소 구역은 질소 부하를 줄이는 데 효과적일 수 있지만 여러 가지 문제와 제한 사항에 직면할 수도 있습니다. 한 가지 문제는 탈질 촉진에 필수적인 탄소원의 가용성입니다. 경우에 따라 탄소원의 양이 필요한 미생물 활동을 지원하기에 불충분할 수 있으며, 이는 무산소 구역의 효율성을 제한할 수 있습니다. 다른 문제로는 탈질을 억제하고 처리 공정의 전반적인 효율성을 감소시킬 수 있는 폐수에 다른 오염 물질이 존재할 수 있습니다.

유기 탄소의 제한된 가용성: 무산소 구역의 주요 제한 사항 중 하나는 폐수에서 유기 탄소의 제한된 가용성입니다. 탈질화는 탈질세균이 에너지원으로 사용할 유기탄소원이 필요하며, 탄소원이 제한적일 경우 탈질효율이 저하될 수 있다.

다른 미생물 공정과의 경쟁: 무산소 구역은 또한 질화 또는 인 제거와 같은 폐수 처리 시스템의 다른 미생물 공정과 경쟁에 직면할 수 있습니다. 이러한 프로세스는 사용 가능한 탄소원을 소비하고 탈질을 위한 유기 탄소의 가용성을 제한할 수 있습니다.

환경 요인에 대한 민감도: 무산소 구역은 온도, pH 및 산소 가용성과 같은 환경 요인의 변화에 ​​민감할 수 있습니다. 이러한 요인의 변화는 탈질 박테리아의 활동에 영향을 미치고 탈질 효율을 감소시킬 수 있습니다.

높은 에너지 요구 사항: 경우에 따라 무산소 구역은 원하는 환경 조건을 유지하기 위해 상당한 에너지 입력이 필요할 수 있습니다. 예를 들어, 폐수의 적절한 혼합 및 산소 수준을 유지하기 위해 재순환 시스템 또는 폭기가 필요할 수 있습니다.

특정 폐수 유형에 대한 제한적 적용: 무산소 구역은 유기물 함량이 낮거나 질산염이나 아질산염으로 쉽게 전환될 수 없는 형태의 질소 함량이 높은 폐수와 같은 특정 유형의 폐수를 처리하는 데 효과적이지 않을 수 있습니다.

유지보수 과제: 무산소 구역은 적절한 작동을 보장하고 막힘 또는 세균 오염과 같은 문제를 방지하기 위해 정기적인 유지 관리 및 모니터링이 필요합니다.