폐수 처리장이 새로운 생물학적 탱크를 건설하지 않고도 용량을 늘릴 수 있는 방법

기존 생물학적 탱크가 병목 현상을 일으키는 이유

폐수 처리장은 여러 가지 이유로 "가득찬" 것처럼 보일 수 있습니다. 일부 시설에서는 인구 증가, 산업 확장 또는 추가 생산 라인으로 인해 평균 유압 흐름이 증가했습니다. 다른 곳에서는 유량이 유사하게 유지되지만 유입되는 COD, BOD, 암모니아 또는 총 질소 부하가 증가했습니다.

더욱 엄격한 배출수 요건으로 인해 기존 생물학적 공정이 규모가 작아 보일 수도 있습니다. 일단 충분한 탄소 제거를 제공한 탱크는 안정적인 질산화 또는 보다 까다로운 영양 제한을 ​​달성하기 위한 충분한 유효 바이오매스, 산소 전달 용량 또는 고형물 보유 시간을 갖지 못할 수 있습니다.

이것이 엔지니어가 다음을 구별해야 하는 이유입니다. 유압 용량 그리고 생물학적 능력 . 유압 용량은 허용 가능한 유지 시간에 탱크를 물리적으로 통과할 수 있는 유량의 양을 나타냅니다. 생물학적 능력은 보유된 미생물 개체군이 실제로 제거할 수 있는 오염 물질의 양을 나타냅니다.

탱크 용량 증가 없이 바이오매스 증가: MBBR 및 IFAS 개조

기존 탱크 내에서 생물학적 처리 용량을 늘리는 가장 효과적인 방법 중 하나는 더 많은 활성 바이오매스를 유지하는 것입니다. 이동층 생물막 반응기 및 통합 고정막 활성 슬러지 기술은 미생물이 부착된 생물막으로 성장할 수 있는 플라스틱 캐리어를 제공함으로써 이를 수행합니다.

기존 활성 슬러지 공정에서 보유할 수 있는 바이오매스의 양은 슬러지 침전 및 활성 슬러지 회수 작업과 밀접하게 연관되어 있습니다. 생물막 운반체를 도입함으로써 미생물 개체군의 일부가 2차 정화기와 독립적으로 배지에 유지됩니다.

암모니아 산화 미생물은 상대적으로 느리게 성장하기 때문에 이는 질산화에 특히 유용할 수 있습니다. 생물막은 부유 물질 보유가 제한된 경우에도 이러한 유기체가 시스템에 남아 있을 수 있는 안정적인 표면을 제공합니다.

에 MBBR 개조 , 부착된 바이오매스는 처리 임무의 큰 부분을 수행할 수 있습니다. 에 IFAS 개조 , 부유 활성 슬러지 공정은 유지되는 반면 생물막 운반체는 부착된 미생물의 집단을 추가합니다.

과도한 충진 비율은 혼합을 더욱 어렵게 만들고, 공기 수요를 증가시키며, 캐리어 이동을 고르지 않게 만들고, 리텐션 스크린의 유압 부하를 증가시킬 수 있습니다. 따라서 성공적인 개조는 단순히 탱크를 가능한 많은 미디어로 채우는 것이 아니라 생물학적 부하 계산으로 시작됩니다.

생물학적 과정을 확장하기 전에 폭기 업그레이드

더 많은 생물학적 양이 필요한 것으로 보이는 일부 식물은 실제로 산소 전달로 인해 제한됩니다. 산소가 충분하지 않은 상태에서 바이오매스를 늘리거나 로딩하면 생물학적 반응기 자체가 충분히 큰 경우에도 처리 성능이 저하될 수 있습니다.

폭기 시스템은 시간이 지남에 따라 성능이 저하됩니다. 디퓨저는 오염될 수 있고, 압력 강하가 증가할 수 있으며, 기류 분포가 고르지 않을 수 있으며, 오래된 거친 기포 시스템은 동일한 양의 산소를 전달하는 데 더 많은 송풍기 전력이 필요할 수 있습니다.

MLSS 농도가 높으면 깨끗한 물에 비해 실제 산소 전달 효율이 더욱 감소할 수 있습니다. 탱크 깊이, 폐수 화학, 계면활성제, 온도, 디퓨저 상태 및 폭기 레이아웃도 미생물이 실제로 이용할 수 있는 산소에 영향을 미칩니다.

많은 기존 발전소의 경우 산소 전달 효율을 복원하거나 개선하는 것은 반응기 설치 공간을 변경하지 않고 사용되지 않은 생물학적 용량을 복구하는 가장 빠른 방법 중 하나입니다.

SRT 및 바이오매스 농도를 높이되 청징제에 주의하십시오.

기존 활성 슬러지 플랜트는 때때로 생물학적 공정에서 고형물 체류 시간을 늘리고 더 많은 바이오매스를 유지함으로써 추가 부하를 처리할 수 있습니다. 여기에는 슬러지 낭비 감소, MLSS 증가 또는 반환 활성 슬러지 운영 최적화가 포함될 수 있습니다.

그러나 이 전략에는 실질적인 한계가 있습니다. MLSS가 높을수록 2차 침전지를 통과해야 하는 고형물의 질량이 증가합니다. 이는 또한 산소 요구량을 증가시키고 혼합액 점도를 증가시켜 산소 전달 효율을 감소시키고 슬러지 분리를 더욱 어렵게 만들 수 있습니다.

따라서 엔지니어는 MLSS를 크게 늘리기 전에 표면 오버플로 비율, 고형물 적재 비율, 슬러지 부피 지수, 반환 슬러지 용량 및 피크 흐름 성능을 평가해야 합니다.

적절한 정화 응용 분야에서 튜브 정착기 또는 라멜라 모듈은 기존 정화기 설치 공간 내에서 효과적인 침전 영역을 늘릴 수 있습니다. 이 접근법은 모든 활성 슬러지 2차 정화기에 대한 보편적인 솔루션은 아니지만 수력학적 정화 용량이 주요 제약인 경우 매력적일 수 있습니다. 슬러지 특성과 수리학적 거동을 먼저 평가해야 합니다.

고체 분리가 용량 제약이 될 때 MBR 개조 사용

일부 공장에서는 생물학적 반응기가 주요 문제가 아닙니다. 실제 한계는 2차 침전지입니다. 더 많은 바이오매스가 필요하지만 중력 침전으로 이를 안정적으로 유지할 수 없는 경우 막 분리는 또 다른 개조 경로를 제공할 수 있습니다.

막 생물반응기는 기존의 슬러지 침전에 의존하지 않고 물리적 막 장벽을 사용하여 혼합액에서 처리수를 분리합니다. 이를 통해 바이오매스 농도가 정화기 성능에 덜 의존하게 되며 작은 설치 공간 내에서 더 높은 MLSS 작업을 지원할 수 있습니다.

MBR은 또한 저부유 고형물 배출물을 생성할 수 있으며 특히 물 재사용, 제한된 토지 또는 보다 엄격한 배출 품질이 확장 목표의 일부인 경우에 매력적입니다.

그 대신 시스템 복잡성이 높아집니다. 멤브레인 모듈에는 공기 정련, 투과수 펌핑, 오염 제어, 주기적인 화학적 세척, 전처리 및 최종 멤브레인 교체가 필요합니다.

하드웨어를 추가하기 전에 프로세스 제어 최적화

모든 용량 문제에 새로운 장비가 필요한 것은 아닙니다. 공정 제어가 제대로 이루어지지 않으면 상당한 처리 잠재력이 미사용 상태로 남아 있는 경우에도 기존 공장이 물리적으로 작은 규모로 보일 수 있습니다.

에어레이션이 일반적인 예입니다. 송풍기를 고정 출력으로 계속 작동하면 부하가 낮은 기간에는 산소가 과잉되고 피크 기간에는 산소가 부족해질 수 있습니다. DO 기반 제어 또는 암모니아 기반 폭기 제어는 산소 공급을 실제 생물학적 수요에 더 잘 맞출 수 있습니다.

SRT 관리도 마찬가지로 중요합니다. 과도한 슬러지 낭비는 질화 바이오매스를 감소시킬 수 있는 반면, 낭비가 충분하지 않으면 MLSS 및 정화 문제가 불필요하게 높아질 수 있습니다. RAS, WAS, 내부 재활용, 탄소 주입 및 간헐적 통기를 최적화하면 때로는 상당한 공정 안정성을 회복할 수 있습니다.

흐름 균등화도 도움이 될 수 있습니다. 발전소는 평균적으로 일일 부하를 처리할 수 있지만 짧은 최대 유량 또는 고강도 이벤트 중에는 실패할 수 있습니다. 균등화는 시간이 지남에 따라 이러한 피크를 재분배하여 생물학적 반응기와 정화기에 대한 스트레스를 줄입니다.

개조를 선택하기 전에 실제 병목 현상을 식별하는 방법

성공적인 플랜트 용량 업그레이드는 장비 선택이 아닌 프로세스 감사로 시작되어야 합니다. 목표는 기존 플랜트에서 더 많은 유량이나 부하를 처리하는 것을 방해하는 요인이 무엇인지 정확히 파악하는 것입니다.

개조와 새로운 탱크 건설: 경제성 비교 방법

개조는 토목 공사를 줄여주기 때문에 매력적이지만 모든 공장에서 자동으로 가장 저렴한 솔루션은 아닙니다. 기존 탱크는 구조적으로 견고해야 하고, 유압 장치는 계속 작동 가능해야 하며, 기존 프로세스 제약 내에서 필요한 용량 증가를 달성할 수 있어야 합니다.

새로운 탱크 건설에는 굴착, 철근 콘크리트, 새로운 배관, 토지, 허가, 전기 인프라 및 긴 건설 기간이 필요할 수 있습니다. 폐수를 우회하거나 처리 트레인을 폐쇄하는 것이 비현실적인 공장 운영에서는 어려울 수도 있습니다.

대신 개조에는 생물막 캐리어, 보유 스크린, 디퓨저 교체, 송풍기 수정, 막 모듈, 정화 장비, 펌프, 제어 및 임시 설치 작업이 포함될 수 있습니다.

토지 비용이 비싸고, 토목 확장이 어렵고, 공장이 지속적으로 작동해야 하며, 필요한 용량 증가가 더 높은 바이오매스 재고, 개선된 산소 전달, 더 나은 고형분 분리 또는 더 효과적인 공정 제어를 통해 달성될 수 있을 만큼 적당한 경우 개량 경제성이 가장 강한 경우가 많습니다.