MBBR 대 CAS: 현대식 폐수 처리에 대한 결정적인 대결

소개

도시가 성장하고 환경 규제가 강화됨에 따라 폐수 처리 시스템의 선택은 단순한 기술적 결정이 아닙니다. 경제적, 물류적 필요성 . 오늘날 시설에서는 고효율 오염 물질 제거, 제한된 물리적 공간, 증가하는 에너지 비용, 운영 단순성에 대한 요구 사이에서 균형을 유지해야 합니다.

수십 년 동안 대규모 폐수 청소 분야의 확실한 챔피언은 CAS(재래식 활성 슬러지) 프로세스—신뢰할 수 있는 일꾼. 그러나 최근 몇 년 동안 매우 효율적이고 공간을 절약할 수 있는 경쟁자가 주목을 받고 있습니다. 이동층 생물막 반응기(MBBR) .

MBBR은 공간 절약, 고효율 미래 , CAS는 여전히 검증된 일꾼 .

MBBR이란 무엇입니까?

혁신가 정의

MBBR 또는 이동층 생물막 반응기 , 첨단 고속 생물학적 폐수 처리 기술입니다. 주요 목표는 보호되고 조밀한 생물학적 필름의 개념을 사용하여 최소한의 부피 내에서 처리 용량을 최대화하는 것입니다.

MBBR은 다음과 같은 특수한 작은 플라스틱 조각을 활용하여 이러한 효율성을 달성합니다. 생물막 운반체 또는 메디아 - 폭기조 내에서 자유롭게 부유하고 순환하도록 설계된 것입니다.

생물막 운반체 또는 메디아 pitcure:

MBBR 공정: 생물막의 장점

생물막 운반체를 다음과 같이 생각하십시오. 유익한 박테리아를 위한 마이크로 호텔 . 이러한 운반체는 매우 높은 표면적 대 부피 비율로 설계되어 미생물 군집을 위한 보호되고 이상적인 환경을 제공합니다( 생물막 ) 번영하고 성장합니다.

1. 미디어 설치: 수천 개의 작은 운반체(종종 바퀴나 작은 별 모양)가 폭기조에 추가되며 일반적으로 탱크 부피의 50%~70%를 채웁니다.

2. 통기 및 혼합: 송풍기에서 공급되는 공기는 두 가지 목적으로 사용됩니다. 즉, 박테리아가 유기 오염물질(이사회 및 암모니아)을 소비하는 데 필요한 산소를 제공하고 운반체가 탱크 전체를 순환하도록 유지하는 데 필요한 난류 혼합을 생성합니다.

3. 치료: 폐수가 탱크를 통과할 때 오염 물질은 운반체의 생물막 층으로 확산되어 박테리아에 의해 대사됩니다. 바이오매스가 운반체에 물리적으로 부착되어 있기 때문에 시스템은 바이오매스 유실 전통적인 방법보다.

4. 분리: 반응기 출구에 있는 체 또는 스크린은 탱크 내의 매체를 유지하여 처리된 물과 벗겨진 고형물만 최종 정화기 또는 여과 단계로 진행될 수 있도록 합니다.

MBBR의 장점:

• 작은 설치 공간: 이것이 가장 중요한 판매 포인트입니다. 담체의 생물막 농도가 매우 높기 때문에 MBBR은 종종 반응기에서 CAS와 동일한 수준의 처리를 달성할 수 있습니다. 50% 더 작아짐 , 도시 지역이나 토지가 제한된 장소에 적합합니다.

• 충격 부하에 대한 저항: 생물막의 보호된 특성은 다음을 제공합니다. 견고한 방패 오염물질 농도나 유량의 갑작스러운 급증에 대비하여 CAS보다 훨씬 빠른 복구를 보장합니다.

• 간단한 조작: CAS와 달리 민감한 RAS(Return Activated Sludge) 비율을 모니터링하고 관리할 필요가 없습니다. 생물막이 자체 성장과 탈락을 관리하므로 시스템에는 "보모"가 덜 필요합니다.

• 높은 처리 효율성: 질산화(질소제거)에 탁월합니다. 고형물 보유 시간 보호된 생물막의 SRT(SRT)는 느리게 성장하는 질화 박테리아가 번성할 수 있도록 합니다.

MBBR의 단점:

• 운송업체 비용: 특수 플라스틱 캐리어의 초기 구매 및 설치는 매우 중요합니다. 초기 자본 지출 .

• 미디어 마모: 시간이 지남에 따라 미디어는 약간의 마모를 경험할 수 있지만 현대적인 디자인은 이를 최소화합니다. 시스템에서 캐리어 손실을 방지하려면 견고한 스크린이 필요합니다.

• 막힘 가능성: 드물기는 하지만 제대로 설계되지 않은 통기 또는 거친 스크리닝으로 인해 배지 응집이 발생하여 잠재적으로 처리 효율성이 저하될 수 있습니다.

CAS란 무엇인가요?

주력 제품 정의

CAS(재래식 활성 슬러지) 전 세계적으로 사용되는 가장 오래되고, 가장 일반적이며, 틀림없이 가장 신뢰할 수 있는 생물학적 폐수 처리 공정입니다. 이는 대부분의 신기술을 측정하는 표준입니다. MBBR과 달리 CAS는 전적으로 응집성 바이오매스 - 물과 부유 미생물의 섬세한 혼합물 - 치료를 위한 것입니다.

CAS 프로세스: 혼합-침강 모델

CAS는 간단하고 효과적입니다. 혼합 침전자 모델 미생물이 오염물질을 섭취할 수 있는 완벽한 조건을 만들어 깨끗한 물에서 미생물을 분리하는 것입니다.

1. 폭기조(혼합): 원폐수는 대형 탱크에 혼합되어 있습니다. 활성슬러지 (농축된 미생물 덩어리). 공기가 탱크 안으로 적극적으로 펌핑되어 미생물이 물질을 대사하는 데 필요한 산소를 제공합니다. BOD (생화학적 산소 요구량) 및 기타 오염 물질.

2. 청징제(침전): 혼합액은 크고 조용한 흐름으로 흐른다. 2차 침전조(청징기) . 여기서 미생물(슬러지)은 중력으로 인해 응집(뭉쳐짐)되어 침전되어 깨끗하고 처리된 물을 남깁니다.

3. 슬러지 재활용(통제의 핵심): 침전된 슬러지가 중요합니다. 일부는 지속적으로 폭기조로 다시 펌핑됩니다. 활성 슬러지 반환(RAS) . 이러한 재활용을 통해 고농도의 활동적이고 배고픈 미생물이 유입되는 흐름을 처리하는 데 항상 사용할 수 있도록 보장합니다. 잉여 슬러지는 제거되어 폐기됩니다.

CAS의 효율성은 정밀한 유지에 크게 좌우됩니다. 슬러지 시대 그리고 F/M 비율(식품 대 미생물 비율) , 이는 매우 민감한 운영 프로세스입니다.

CAS의 장점:

• 잘 확립된 기술: 수십 년간의 운영 경험은 프로세스가 보편적으로 이해되고 대부분의 운영자가 모니터링 및 제어 요구 사항에 매우 익숙하다는 것을 의미합니다.

• 상대적으로 낮은 자본 비용: 기본 콘크리트 탱크와 쉽게 사용할 수 있는 폭기 장비에 의존하기 때문에 기본 CAS 원자로의 초기 건설 비용은 종종 낮추다 전문 캐리어가 필요한 MBBR보다

• BOD 및 TSS를 효과적으로 제거: 최적의 조건에서 작동할 때 CAS는 유기 탄소와 부유 물질을 매우 효과적으로 제거합니다.

• 영양소 제거의 유연성: 엄격한 기준을 달성하기 위해 CAS를 쉽게 수정할 수 있습니다(예: 혐기성 또는 무산소성 구역 추가). 질소 및 인 제거 요구 사항.

CAS의 단점:

• 큰 설치 공간: CAS는 충분한 미생물 농도를 유지하기 위해 대형 폭기조가 필요하고 결정적으로 매우 큰 폭기조가 필요하기 때문에 MBBR보다 훨씬 더 많은 공간이 필요합니다. 2차 청징제 적절한 슬러지 침전을 보장합니다.

• 충격 부하에 민감함: 이것이 주요 약점입니다. 갑작스러운 독성 방출, 온도 변화 또는 수압 서지가 발생할 수 있습니다. "씻어내다" 취약한 활성 슬러지 플록으로 인해 침전 불량, 바이오매스 손실, 복구 시간이 며칠에서 몇 주까지 늘어날 수 있습니다.

• 슬러지 생산 및 관리: CAS는 탈수, 처리 및 폐기해야 하는 대량의 과잉 슬러지를 생성합니다. 이는 운영 비용의 상당 부분을 차지합니다.

• 숙련된 운영자가 필요합니다: 프로세스는 다음 사항에 매우 민감합니다. 슬러지 품질 . 이를 위해서는 숙련된 인력의 RAS, 낭비율 및 F/M 비율에 대한 지속적인 모니터링과 정교한 제어가 필요합니다.

MBBR과 CAS: 주요 차이점

MBBR과 CAS는 모두 효과적으로 물을 정화하지만 핵심 메커니즘은 성능, 설치 공간 및 비용 면에서 극적인 차이를 가져옵니다. 여기서는 프로젝트 우선순위에 따라 두 기술 사이의 선택이 명확해집니다.

운영 복잡성: "보모" 감소와 지속적인 제어

운영 복잡성의 차이는 특히 소규모 플랜트나 숙련된 작업자가 적은 플랜트의 경우 MBBR을 선택하는 가장 강력한 이유 중 하나입니다.

• CAS는 정확성을 요구합니다. CAS는 지속적인 모니터링이 필요한 살아있는 시스템입니다. 슬러지 부피 지수(SVI) , 혼합 주류 부유 물질(MLSS) , 그리고 정확하다 활성 슬러지 반환(RAS) 플록을 건강하게 유지하고 적절하게 침전되도록 펌핑 속도를 조정합니다. 이는 섬세한 균형잡기 행위입니다.

• MBBR은 생활을 단순화합니다: MBBR 시스템에서 생물학적 물질은 캐리어에 물리적으로 고정됩니다. 혼합 및 산소 공급을 위한 통기를 관리하기만 하면 됩니다. 시스템은 훨씬 더 관대하고 극적으로 향상되었습니다. 일상적이고 복잡한 슬러지 관리의 필요성 감소 . 이로 인해 인건비가 절감되고 현장에서 필요한 기술 전문 지식도 줄어듭니다.

토지 방정식: 발자국 대 자본

최종 비용을 계산할 때는 초기 구매 가격 이상을 고려해야 합니다.

1. 토지가 비싸거나 이용할 수 없는 경우(예: 도시 개조): MBBR의 캐리어 비용은 다음과 같이 신속하게 정당화됩니다. 토지 취득 비용 회피 또는 the impossibility of building large CAS tanks.

2. 토지가 저렴하고 풍부한 경우(예: 시골 자치단체): CAS 탱크는 자본 비용이 낮기 때문에 폐수 흐름이 안정적일 경우 재정적으로 선호되는 선택이 되는 경우가 많습니다.

MBBR 및 CAS의 응용

MBBR과 CAS의 적합성은 환경, 폐수의 특성 및 프로젝트의 장기 목표에 따라 결정되는 경우가 많습니다. 다음은 각 기술이 실제로 빛나는 부분에 대한 분석입니다.

MBBR(공간 절약 및 문제 해결사)에 적합한 애플리케이션

MBBR은 물리적, 물류 또는 성능 관련 제약 조건이 프로젝트 범위를 지배할 때 이상적인 솔루션으로 자리매김하고 있습니다.

• 기존 플랜트 개조: 이는 틀림없이 MBBR에 대한 가장 일반적이고 비용 효율적인 애플리케이션입니다. 기존의 과부하된 CAS 플랜트는 기존 폭기조에 캐리어를 추가하기만 하면 용량과 성능(특히 질산화의 경우)을 극적으로 높일 수 있습니다. 이를 통해 새로운 탱크 건설에 따른 막대한 비용과 중단을 방지할 수 있습니다. IFAS – 통합 고정막 활성 슬러지(활성 슬러지와 결합된 경우).

• 산업 폐수 처리: 산업계에는 흐름이 매우 다양하고 화학적 조성이 변동하며 폐수가 민감한 부유 슬러지에 유독할 수 있는 경우가 많습니다. MBBR 충격 하중에 대한 복원력 식품 및 음료, 펄프 및 제지, 화학 제조와 같은 분야에서 선택이 가능한 제품입니다.

• 소규모 커뮤니티 및 분산 시스템: 작은 마을, 리조트 또는 원격 광산 현장의 경우 MBBR의 간단한 작동과 컴팩트한 특성은 큰 자산입니다. CAS 시설보다 더 적은 토지와 덜 복잡한 일일 운영 노동력이 필요합니다.

• 전처리 또는 용량 강화: MBBR은 대량의 BOD 제거를 처리하기 위한 견고한 첫 번째 단계로 종종 사용되며 최종 연마 단계에서는 덜 까다로운 작업을 남겨둡니다(MBBR은 연마의 완벽한 전구체입니다). 탈질화 ).

CAS(Reliable W또는khorse)에 적합한 애플리케이션

신뢰성, 낮은 초기 비용, 기존 관리가 우선시되는 경우 CAS는 여전히 지배적인 선택입니다.

• 대규모 도시 폐수 처리장: 크고 안정적이며 대량의 흐름이 있고 역사적으로 토지가 확보된 주요 대도시 지역의 경우 CAS가 여전히 표준입니다. 그만큼 낮추다 initial capital expenditure 그리고 the familiarity of the process management make it a safer, well-vetted option.

• 토지 가용성이 제약이 아닌 경우: 공장이 설치 공간을 쉽게 확장할 수 있는 경우(예: 시골 또는 대규모 산업 단지) CAS의 낮은 초기 구축 비용으로 인한 경제적 이점이 MBBR의 운영 효율성보다 더 큰 경우가 많습니다.

• 특정 영양소 제거 요구사항: MBBR은 질산화에 탁월하지만 복잡한 다단계 CAS 변형(예: $\text{A/O}$ 또는 $\text{A2O}$ 프로세스)은 우선순위가 엄격하고 전용일 때 구현되는 경우가 많습니다. 생물학적 인 제거 그리고 overall nutrient control. The tight operational control of CAS can sometimes lend itself better to these specific modifications.