폐수 처리 기술 소개
폐수 ,,,,,,, 인간 활동과 산업 과정의 불가피한 부산물은 치료되지 않은 상태에서 상당한 환경 및 공중 보건 문제를 제기합니다. 처리되지 않은 폐수를 천연 수역으로 배출하면 심각한 일이 발생할 수 있습니다. 오염 , 수생 생태계에 해를 끼치고, 식수원을 오염시키고, 질병의 확산을 촉진합니다. 결과적으로 효과적입니다 폐수 처리 단순히 규제 요건이 아니라 환경 지속 가능성과 공중 보건 보호의 기본 기둥입니다. 수자원을 보존하고 오염을 최소화 해야하는 세계적인 명령은 지속적인 혁신을 일으켰습니다. 폐수 처리 기술 , 다양한 유형과 볼륨의 폐수를 처리하도록 설계된 다양한 시스템으로 이어집니다.
지난 수십 년 동안 상당한 발전이 이루어졌습니다. 생물학적 폐수 처리 과정 유기 오염 물질을 분해하고 영양소를 제거하기 위해 미생물의 힘을 활용합니다. 가장 두드러지고 널리 채택 된 기술 중 하나는 다음과 같습니다. 활성 슬러지 공정 (ASP) , 시퀀싱 배치 반응기 (SBR) , 이사 침대 생물 반응기 (MBBR) , 그리고 막 생물 반응기 (MBR) . 뿐만 아니라, 하이브리드 시스템 처럼 시퀀싱 배치 바이오 필름 반응기 (SBBR) 다양한 접근 방식의 강점을 결합하여 성능 향상을 달성했습니다.
이 기사는이 5 가지 중요한 폐수 처리 기술에 대한 포괄적 인 안내서를 제공하는 것을 목표로합니다. MBBR, MBR, SBR, SBBR 및 ASP . 우리는 각 시스템의 복잡성을 탐구하여 기본 메커니즘, 주요 운영 단계 및 그들이 제공하는 고유 한 장점과 단점을 탐구합니다. 그들의 비교함으로써 오염 물질 제거 효율 , 경제적 고려 사항 (자본 및 운영 비용), 물리적 발자국 요구 사항 , 그리고 운영 복잡성 , 우리는 특정 응용 프로그램에 가장 적합한 폐수 처리 솔루션을 선택할 때 정보에 입각 한 결정을 내리는 데 필요한 지식을 독자에게 장비 할 계획입니다. 이러한 기술을 이해하는 것은 엔지니어, 환경 관리자, 정책 입안자 및 현대 폐수 처리 시설의 설계, 운영 또는 규제에 관련된 모든 사람에게 중요합니다.
활성 슬러지 공정 (ASP)
활성화 된 슬러지 공정 (ASP)은 전 세계적으로 가장 오래되고 가장 많이 설립되었으며 널리 사용되는 생물학적 폐수 처리 기술 중 하나입니다. 20 세기 초에 개발 된 기본 원칙은 폐수에 매달려 유기물과 영양소를 대사하고 제거하기 위해 다양한 호기성 미생물 공동체의 사용을 중심으로 진행됩니다.
ASP 프로세스에 대한 설명
ASP에는 일반적으로 몇 가지 주요 구성 요소가 포함됩니다.
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폭기 탱크 (또는 원자로) : 이것이 과정의 핵심입니다. 원시 또는 1 차 처리 된 폐수는 큰 탱크로 들어가서 미생물의 중단 된 집단과 지속적으로 혼합되어 "활성 슬러지"라고 알려진 것을 형성합니다. 공기 또는 순수한 산소는 디퓨저 또는 기계식 폭기를 통해이 탱크에 지속적으로 공급됩니다. 이 폭기는 두 가지 중요한 목적을 제공합니다.
- 산소 제공 : 호기성 미생물이 유기 오염 물질을 호흡하고 산화시키는 데 필요한 용존 산소를 공급합니다.
- 혼입: 활성화 된 슬러지 플록 (미생물 응집체)을 현탁액으로 유지하고 미생물과 오염 물질 사이의 친밀한 접촉을 보장합니다. 주로 박테리아와 원생 동물 인 미생물은 폐수의 유기 화합물을 식품 공급원으로 소비하여 이산화탄소, 물 및 더 미생물 세포로 전환합니다.
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2 차 정화기 (또는 퇴적 탱크) : 폭기 탱크로부터, 혼합 주류 (폐수 활성 슬러지)는 2 차 명확성으로 흐릅니다. 이것은 중력 퇴적을 위해 설계된 정지 탱크입니다. 물보다 밀도가 높은 활성 슬러지 플록은 처리 된 물에서 분리되어 정화기의 바닥에 정착합니다.
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슬러지 리턴 라인 : RAS (Return 활성 슬러지)로 알려진 정착 활성 슬러지의 상당 부분이 정화기의 바닥에서 통기 탱크로 지속적으로 펌핑됩니다. 이 재순환은 폭기 탱크에서 높은 농도의 활성, 실행 가능한 미생물을 유지하여 효율적인 오염 물질 분해를 보장하기 때문에 중요합니다.
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폐기물 슬러지 라인 : 폐기물 활성 슬러지 (WAS)로 알려진 과도한 활성 슬러지는 시스템에서 주기적으로 제거됩니다. 이 "낭비"는 시스템에서 미생물의 전체 농도를 제어하고 슬러지 축적을 방지하며 노화 된 덜 활성 바이오 매스를 제거하기 위해 필요합니다. 그런 다음 WAS는 일반적으로 추가 슬러지 처리 (예 : 탈수, 소화) 및 폐기를 위해 보내집니다.
메커니즘 : 폭기 및 퇴적
ASP의 핵심 메커니즘은 폭기와 퇴적 사이의 공생 관계에 의존합니다. 폭기 탱크에서, 호기성 미생물은 용해성 및 콜로이드 유기물을 빠르게 소비합니다. 그들은 가시적 인 가상으로 집계되어 정착 가능성을 향상시킵니다. 산소의 지속적인 공급은 대사 활동에 대한 최적의 조건을 보장합니다.
정화기에 들어가면 유속이 상당히 감소하여 밀도가 높은 미생물 플록이 정착 될 수 있습니다. 폐수의 명확성은 주로이 정착 과정의 효율성에 달려 있습니다. 성능이 우수한 활성 슬러지는 밀도가 높고 빠르게 침전 된 플록을 생성하여 고품질 상청액 (처리 된 물)으로 이어지는 다음, 배출되거나 추가 3 차 치료를받습니다.
장점과 단점
ASP의 장점 :
- 입증 된 기술 : 그것은 광범위한 운영 경험과 디자인 지침으로 광범위하게 연구되고 널리 구현되었습니다.
- 고효율 : 생화학 적 산소 수요 (BOD) 및 총 현탁 고형물 (TSS)에 대한 높은 제거 효율을 달성 할 수 있습니다. 적절한 설계 및 작동을 통해 상당한 영양소 제거 (질소 및 인)를 달성 할 수 있습니다.
- 유연성: 다양한 폐수 특성 및 처리 목표에 맞는 다양한 구성 (예 : 기존, 확장 통기, 완전한 혼합, 플러그 흐름)으로 설계 및 작동 할 수 있습니다.
- 비용 효율적 (대규모) : 대형 시립 처리장의 경우 ASP는 비교적 간단한 기계적 구성 요소와 규모의 경제로 인해 비용 효율적인 솔루션이 될 수 있습니다.
ASP의 단점 :
- 큰 발자국 : 폭기 탱크, 특히 보조 정화기에는 상당한 토지 면적이 필요하므로 공간이 제한된 사이트에서는 어려운 일입니다.
- 슬러지 생산 : 비용이 많이 드는 치료 및 폐기가 필요한 상당한 양의 초과 슬러지를 생성합니다. 슬러지 관리는 전체 운영 비용의 상당 부분을 설명 할 수 있습니다.
- 운영 감도 : 폐수 흐름 및 구성의 갑작스런 변화에 민감합니다 (예 : 독성 충격). 화가 조건은 침전 (벌크, 거품)이 열악하고 폐수 품질이 감소 할 수 있습니다.
- 에너지 소비 : 폭기는 에너지 집약적 인 프로세스로 운영 비용에 크게 기여합니다.
- 폐수 품질 제한 : BOD/TSS에는 적합하지만 매우 높은 유출 물질 (예 : 직접 재사용)을 달성하려면 추가 3 차 치료 단계가 필요할 수 있습니다.
일반적인 응용 프로그램
활성화 된 슬러지 공정은 주로 다음에 사용됩니다.
- 시립 폐수 처리 : 국내 및 상업용 폐수를 처리하는 대규모 및 중소 도시 폐수 처리장에서 가장 일반적인 생물학적 치료 단계입니다.
- 산업 폐수 처리 : 폐수가 생분해 될 수 있고 억제 물질이 없으면 광범위한 산업 폐수에 적용됩니다. 예를 들어 식품 및 음료 산업, 펄프 및 종이 및 일부 화학 제조 시설이 있습니다.
- 고급 시스템에 대한 전처리 : 때로는 MBRS와 같은보다 진보 된 기술 또는 전문 산업 응용 분야 전에 예비 생물학적 치료 단계로도 사용됩니다.
시퀀싱 배치 반응기 (SBR)
시퀀싱 배치 반응기 (SBR)는 활성화 된 슬러지 기술에서 유의 한 진화를 나타내며, 분리 된 지속적으로 흐르는 반응기가 아닌 단일 탱크에서 순차적으로 모든 주요 처리 단계 (통기, 퇴적 및 디 캔팅)를 수행함으로써 자체적으로 구별됩니다. 이 배치 작업은 프로세스 레이아웃을 단순화하고 상당한 작동 유연성을 제공합니다.
SBR 기술의 설명
폐수가 다른 탱크를 통해 별개의 공정을 위해 흐르는 기존의 연속 흐름 시스템과 달리 SBR은 충전 및 드로우 모드로 작동합니다. 단일 SBR 탱크는 일련의 개별 작동 단계를 통해 순환하여 공간 지향적 프로세스가 아닌 시간 지향적 프로세스가됩니다. 단일 SBR 탱크는 작동 할 수 있지만 대부분의 실용적인 SBR 시스템은 병렬이지만 비틀 거리는 사이클로 작동하는 최소 2 개의 탱크를 사용합니다. 이는 한 탱크가 반응, 침전 또는 디캔팅하는 동안 한 탱크가 충전 될 수 있으므로 폐수의 지속적인 유입을 보장합니다.
주요 단계 : 채우기, 반응, 정착, 그리기 및 유휴
전형적인 SBR 운영주기는 5 개의 별개의 단계로 구성됩니다.
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채우다:
- 설명: 원시 또는 1 차 처리 된 폐수는 SBR 탱크에 들어가서 이전 사이클에서 남아있는 활성화 된 슬러지와 혼합됩니다. 이 단계는 다른 조건에서 작동 할 수 있습니다.
- 정적 채우기 : 폭기 또는 혼합 없음; 탈질 또는 혐기성 조건을 촉진합니다.
- 혼합 채우기 : 폭기없이 믹싱; 무산소 상태 (탈질) 또는 혐기성 조건 (포스페이트 흡수)을 촉진합니다.
- 방출 된 채우기 : 폭기 및 혼합이 발생합니다. 호기성 상태와 즉각적인 BOD 제거를 촉진합니다.
- 목적: 폐수를 바이오 매스에 소개하고 생물학적 반응을 시작합니다. 혼합은 오염 물질과 미생물 사이의 접촉을 잘 보장합니다.
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React (폭기) :
- 설명: 충전 단계 후 또는 충전 단계에서 탱크는 강렬하게 폭기되어 혼합됩니다. 미생물이 유기 화합물 (BOD/COD) 및 질산화 암모니아를 적극적으로 분해 할 수 있도록 호기성 조건이 유지됩니다. 이 단계는 영양소 제거 (탈질 및 생물학적 인 제거)를 용이하게하기 위해 무산소 또는 혐기성 조건의 기간을 포함하도록 설계 될 수 있습니다.
- 목적: 오염 물질 제거의 대부분이 발생하는 생물학적 치료의 1 차 단계.
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정착 (퇴적) :
- 설명: 폭기 및 혼합이 중지되고 활성화 된 슬러지는 정지 상태 (정지) 조건 하에서 침전 될 수 있습니다. 조밀 한 미생물 플록은 탱크의 바닥에 정착하여 슬러지 담요 위에 명확한 상청액 층을 형성합니다.
- 목적: 처리 된 폐수를 활성 슬러지 바이오 매스에서 중력으로 분리합니다. 이것은 고품질 폐수를 달성하기위한 중요한 단계입니다.
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드로우 (decant) :
- 설명: 슬러지가 정착되면, 처리 된 상청액은 탱크의 상부 부분에서 쫓아냅니다. 이것은 일반적으로 침전물 슬러지를 방해하지 않도록 설계된 이동식 위어 또는 수중 펌프를 사용하여 수행됩니다.
- 목적: 시스템에서 처리 된 폐수를 배출합니다.
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유휴 (또는 폐기물/휴식) :
- 설명: 이 선택적 단계는 드로우와 후속 충전 단계 사이에서 발생합니다.
- 폐기물 슬러지 : 이 단계에서 탱크에서 과도한 활성 슬러지 (WAS)를 제거하여 원하는 슬러지 연령 및 농도를 유지할 수 있습니다.
- 휴식/리필 준비 : 탱크는 다음 채우기주기를 준비하여 짧게 유휴 상태로 유지 될 수 있습니다.
- 목적: 슬러지 인벤토리를 관리하고 다음 처리주기를 위해 탱크를 준비합니다.
각 단계의 지속 시간은 타이머 또는 프로세스 제어 시스템에 의해 신중하게 제어되므로 다양한 유입수 조건 및 폐수 품질 요구 사항에 따라 상당한 유연성이 가능합니다.
장점과 단점
SBR의 장점 :
- 소형 발자국 : 모든 프로세스가 단일 탱크에서 발생하므로 SBR은 일반적으로 별도의 명확한 구별기가있는 기존 ASP 시스템에 비해 더 적은지면을 요구합니다.
- 고출력 품질 : SBR의 정지 정착 조건은 종종 부유 한 고형물 및 BOD 제거 측면에서 우수한 폐수 품질을 초래합니다. 또한 단일주기 내에 유산소, 무산소 및 혐기성 상이 다양한 호기성, 무산소 및 혐기성 단계에 의해 우수한 영양소 제거 (질소 및 인)를 달성 할 수 있습니다.
- 운영 유연성 : 상 위상 기간을 조정하는 능력은 다양한 유입수 흐름과 오염 물질 하중에 쉽게 적응할 수있을뿐만 아니라 원하는 폐수 품질의 변화를 허용합니다.
- 슬러지 벌킹 문제 감소 : SBR의 제어 된 정착 단계는 종종 연속 흐름 시스템에 비해 슬러지 침착성이 향상되고 슬러지 벌킹의 문제가 줄어 듭니다.
- 보조 정화기 또는 슬러지 리턴 펌프가 없음 : 별도의 정화기와 슬러지 리턴 펌핑의 관련 자본 및 운영 비용이 제거되어 플랜트 레이아웃을 단순화하고 유지 보수를 줄입니다.
SBR의 단점 :
- 간헐적 배출 : 처리 된 폐수는 배치로 배출되며, 수신체로의 연속 방전이 필요한 경우 이퀄라이제이션 탱크가 필요할 수 있습니다.
- 컨트롤의 복잡성이 높음 : 레벨 센서, 타이머 및 자동화 된 밸브를 포함하여 순차적 단계를 관리하기위한보다 정교한 자동 제어 시스템이 필요합니다. 이로 인해 계측 및 제어의 초기 자본 비용이 높아질 수 있습니다.
- 냄새 문제 : 특히 혐기성 또는 무산소 단계에서 제대로 관리되지 않으면 냄새 생성 가능성이있을 수 있습니다.
- 숙련 된 작전 : 성능을 최적화하기 위해 배치 프로세스 및 제어 시스템을 잘 이해하는 운영자가 필요합니다.
- 동일한 용량을위한 더 큰 탱크 크기 : 주어진 평균 흐름의 경우, SBR 탱크 부피는 배치 특성과 전체 사이클 부피를 수용해야하기 때문에 연속 통기 탱크보다 클 수 있습니다.
응용 프로그램 및 적합성
SBR 기술은 다음을 포함하여 광범위한 응용 분야에 매우 적합합니다.
- 중소 규모의 지방 자치 단체 : 특히 토지 가용성이 제약 인 경우 또는 더 높은 폐수 품질이 필요한 경우.
- 분산 폐수 처리 : 지역 사회, 세분, 호텔, 리조트, 학교 및 중앙 시립 시스템에 연결되지 않은 상업 단지에 이상적입니다.
- 산업 폐수 처리 : 식품 가공, 유제품, 섬유 및 제약 산업과 같은 가변 유량 및 농도로 산업 폐수를 처리하는 데 효과적입니다. 유연성으로 충격 부하를 처리 할 수 있습니다.
- 계절 운영 : 캠프장이나 관광 시설과 같이 변동하는 흐름이있는 응용 프로그램에 적합합니다.
- 기존 공장 업그레이드 : 폭기 탱크를 SBR로 변환하여 종종 영양소 제거 기능을 향상시켜 기존의 활성 슬러지 플랜트를 업그레이드하는 데 사용할 수 있습니다.
이해했다. "Move Bed Bioreactor (MBBR)"섹션으로 넘어 갑시다.
이사 침대 생물 반응기 (MBBR)
이동 침대 생물 반응기 (MBBR)는 바이오 필름 기반 폐수 처리의 상당한 발전을 나타내며, ASP 또는 SBR과 같은 기존의 현탁 성장 시스템에 대한 작고 매우 효율적인 대안을 제공합니다. 1980 년대 후반 노르웨이에서 개발 된 MBBR 기술은 수천 개의 작은 플라스틱 담체를 사용하여 미생물이 바이오 필름으로 성장할 수있는 보호 표면적을 제공합니다.
MBBR 기술에 대한 설명
핵심에서 MBBR 시스템은 소량의 소형 특수 설계된 플라스틱 매체 (캐리어 또는 바이오 필름 캐리어)로 채워진 통기 탱크 (또는 혐기성/무산소 탱크)로 구성됩니다. 이들 캐리어는 일반적으로 고밀도 폴리에틸렌 (HDPE) 또는 폴리 프로필렌으로 만들어지며 다양한 형태와 크기로 제공되며, 각각 바이오 필름 부착을 위해 보호 된 표면적을 최대화하도록 조작된다.
캐리어는 일반적으로 호기성 탱크의 폭기 시스템 또는 혐기성/무산소 탱크의 기계적 믹서에 의해 반응기 내에서 일정한 움직임으로 유지된다. 이 연속적인 움직임은 폐수, 바이오 매스 및 공기 (호기성 시스템) 사이의 최적의 접촉을 보장합니다. 기존의 활성화 된 슬러지 시스템과 달리, MBBR은 바이오 매스 농도를 유지하기 위해 2 차 정화기로부터 슬러지 재순환을 요구하지 않습니다. 바이오 매스는 운반체의 바이오 필름으로 자라며,이 바이오 필름은 너무 두껍게 될 때 자연적으로 비오스를 활성화하고 효율적으로 유지합니다.
MBBR 반응기에 이어, 분리 단계, 전형적으로 2 차 명확한 또는 미세 스크린은 방출 또는 추가 처리 전에 처리 된 고체 (슬래프 오프 바이오 필름 및 비활성 입자 포함)와 처리 된 물을 분리해야한다.
바이오 필름 담체의 사용
MBBR의 혁신은 의존에 있습니다 바이오 필름 캐리어 . 이들 운반체는 미생물 성장의 기질로서 작용하여, 높은 농도의 활성 바이오 매스가 비교적 작은 부피 내에서 유지 될 수있게한다. 이러한 운송 업체의 주요 특성에는 다음이 포함됩니다.
- 높은 표면적 : 캐리어의 복잡한 설계는 단위 부피당 큰 보호 표면적을 제공하며, 이는 높은 바이오 매스 농도로 해석됩니다.
- 중립 부력 : 캐리어는 물에 가까운 밀도를 갖도록 설계되어 공기가 나거나 혼합 될 때 반응기 내에서 자유롭게 움직일 수 있습니다.
- 내구성: 강력한 플라스틱 재료로 만들어진 이들은 화학 및 생물학적 분해에 저항력이있어 오랜 수명을 보장합니다.
- 자기 청소 : 통기의 전단력과 결합 된 운송 업체 간의 지속적인 움직임 및 충돌은 바이오 필름을 최적의 두께로 유지하여 과도한 성장을 방지하고 효율적인 질량 전달을 유지하는 데 도움이됩니다.
폐수가 반응기를 통해 흐르기 때문에, 유기 오염 물질과 영양소는 미생물에 의해 소비되는 운반체의 바이오 필름으로 확산됩니다. 이 고정 필름 접근법은 중단 된 성장 시스템에 비해 더 높은 체적 로딩 속도를 허용합니다.
장점과 단점
MBBR의 장점 :
- 소형 크기 / 작은 발자국 : 주요 이점은 동일한 처리 용량에 대해 기존의 활성화 된 슬러지 시스템에 비해 필요한 상당히 작은 반응기 부피입니다. 이는 운송 업체에 대한 높은 농도의 활성 바이오 매스 때문입니다.
- 고효율 및 견고성 : MBBR 시스템은 유입 유량 또는 유기농 농도의 충격 하중 및 변동에 매우 강력하고 덜 민감합니다. 바이오 필름은 안정적이고 탄력적 인 미생물 군집을 제공합니다. 그것들은 BOD 및 암모니아 질소 제거 (질화)에서 매우 효율적입니다.
- 슬러지 재활용 없음 : ASP와 달리 MBBR은 RAS (Return Activated Sludge) 펌핑, 작동 단순화 및 에너지 소비 감소가 필요하지 않습니다.
- 역 세척 없음 : MBBR은 다른 고정 필름 시스템 (예 : 속도 필터 또는 침수 된 공기 필터)과 달리 미디어의 주기적 역류가 필요하지 않습니다.
- 업그레이드하기 쉬운 : 기존의 기존 활성화 된 슬러지 탱크는 단순히 운반자와 폭기를 추가하여 MBBR로 변환 할 수 있으며, 새로운 탱크 구조가 필요하지 않고 용량과 성능을 크게 증가시킬 수 있습니다. 이것은 우수한 후퇴 옵션입니다.
- 슬러지 생산 감소 (잠재적으로) : 바이오 필름 시스템은 때때로 매달린 성장 시스템에 비해 초과 슬러지를 생산할 수 있지만, 이는 다를 수 있습니다.
MBBR의 단점과 한계 :
- 청구 후 필요 : 바이오 필름은 캐리어에서 자라지 만 과도한 바이오 필름 및 현탁 된 고형물이 여전히 발생하므로 2 차 정화기 또는 다른 분리 장치 (예 : DAF, 미세 스크린)가 필요합니다.
- 미디어 유지 화면 : 탱크에서 이동 통신사 손실을 방지하기 위해 원자로의 출구에 스크린이 필요합니다. 이 화면은 때때로 막히면 유지 보수가 필요합니다.
- 이동 통신사의 초기 비용 : 특수 플라스틱 캐리어의 비용은 기존 시스템에 비해 초기 자본 지출이 더 높아질 수 있습니다.
- 캐리어 마모 가능성 : 매우 오랜 기간 동안 지속적인 움직임은 운송 업체의 마모로 이어질 수 있지만 장수를 위해 설계되었습니다.
- 혼합/폭기를위한 에너지 : RAS 펌핑은 없지만 운송 업체가 매달리기위한 지속적인 폭기 또는 혼합에는 여전히 에너지가 필요합니다.
다양한 산업의 응용
MBBR 기술은 매우 다양하며 다양한 부문에서 광범위한 응용 프로그램을 찾습니다.
- 시립 폐수 처리 : 새로운 시립 공장과 기존 플랜트를 업그레이드하여 더 엄격한 배출 한계, 특히 질소 제거 (질화 및 탈질)에 점점 더 많이 사용됩니다.
- 산업 폐수 처리 : 다음과 같은 산업의 고강도 유기 산업 폐수를 효과적으로 처리합니다.
- 음식 및 음료 (예 : 양조장, 유제품, 양조장, 도축장)
- 펄프와 종이
- 화학 및 제약
- 직물
- 석유 화학
- 전처리 : 더 민감하거나 고급 프로세스 이전에 강력한 전처리 단계 또는 특정 폐수 품질 매개 변수를 달성하기위한 독립형 솔루션으로 사용됩니다.
- 질소 제거 : 안정적인 바이오 필름으로 인한 질화에 특히 효과적이며, 이는 충격 부하 및 억제제로부터 질화 박테리아를 보호합니다. 탈질을 위해 구성 할 수도 있습니다.
훌륭한! "막 생물 반응기 (MBR)"섹션을 진행합시다.
막 생물 반응기 (MBR)
막 생물 반응기 (MBR)는 폐수 처리에서 최첨단 진화를 나타내며, 생물학적 처리 과정 (일반적으로 활성화 된 슬러지)을 막 여과와 통합한다. 이 혁신적인 조합은 특히 폐수 품질 및 발자국에 관한 기존의 활성화 된 슬러지 시스템의 많은 한계를 극복합니다.
MBR 기술의 설명
핵심적으로 MBR 시스템은 미생물에 의한 오염 물질의 생물학적 분해를 물리적 장벽 (막)과 병합하여 처리 된 물을 활성 슬러지와 분리합니다. 이것은 기존의 2 차 정화기와 종종 3 차 여과의 필요성을 제거합니다.
MBR 시스템에는 두 가지 기본 구성이 있습니다.
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수중 MBR : 이것은 가장 일반적인 구성입니다. 막 모듈 (예를 들어, 중공 섬유 또는 평평한 시트 막)은 통기 탱크 (또는 인접한 별도의 막 탱크)에 직접 배치됩니다. 저압 흡입 (진공) 또는 중력은 막 기공을 통해 처리 된 물을 끌어 당겨 바이오 매스 및 기타 매달린 고형물을 남겨 두는 데 사용됩니다. 거친 거품 통기는 일반적으로 막 아래에 막 표면을 수색하여 생물학적 과정에 대한 오염 및 산소 공급을 방지합니다.
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외부 (부 사이드 스트림) MBR : 이 구성에서, 막 모듈은 메인 생물 반응기 외부에 있습니다. 혼합 주류는 막 모듈을 통해 생물 반응기로부터 지속적으로 펌핑되며, 농축 슬러지가 생물 반응기로 되돌리는 동안 투과 (처리 된 물)가 수집된다. 이 구성은 일반적으로 외부 순환과 잠재적으로 더 높은 막 횡단 압력으로 인해 더 높은 펌핑 에너지를 포함합니다.
구성에 관계없이 핵심 원리는 여전히 남아 있습니다. 막은 절대 장벽으로 작용하여 거의 모든 현탁 된 고형물, 박테리아, 심지어 일부 바이러스 및 콜로이드를 유지하여 매우 고품질 폐수를 생성합니다. 반응기 내에서 바이오 매스의 높은 보유는 기존의 활성화 된 슬러지 (2,000-4,000 mg/L)에 비해 훨씬 높은 혼합 주류 현탁 고형물 (MLSS) 농도 (일반적으로 8,000-15,000 mg/L 이상)를 허용합니다. 이 높은 바이오 매스 농도는 주어진 하중에 대해 더 작은 생물 반응기 부피로 직접 해석됩니다.
막 여과의 통합
막의 통합은 근본적으로 생물학적 치료의 분리 단계를 변화시킨다. MBR은 중력 정착 (ASP 또는 SBR에서와 같이)에 의존하는 대신 물리적 장벽을 사용합니다. 이것은 몇 가지 심오한 의미를 가지고 있습니다.
- 완전한 고형물 분리 : 막은 모든 현탁 된 고체를 효과적으로 유지하여 본질적으로 TS가없는 폐수로 이어집니다. 이것은 종래의 시스템을 괴롭힐 수있는 슬러지 벌킹 또는 불량한 침전과 관련된 문제를 제거합니다.
- 높은 바이오 매스 농도 (MLSS) : 효율적인 고체 보유는 생물 반응기에서 매우 높은 농도의 미생물을 유지할 수있게한다. 이것은 작은 탱크가 더 큰 유기 부하를 처리 할 수있어 발자국을 크게 줄일 수 있음을 의미합니다.
- 긴 슬러지 유지 시간 (SRT) 및 짧은 유압 유지 시간 (HRT) : MBR은 매우 긴 SRT (일에서 몇 달)로 작동 할 수 있으며, 이는 느리게 성장하는 미생물 (질산화 박테리아와 같은)의 성장과 높은 정도의 유기 및 영양소 제거에 유리합니다. 동시에, HRT는 높은 MLS로 인해 상대적으로 짧을 수 있으며, 소형에 더 기여합니다.
- 향상된 생물학적 활동 : 안정적인 환경과 높은 바이오 매스 농도는 종종 더 안정적이고 효율적인 생물학적 과정으로 이어집니다.
장점과 단점
MBR의 장점 :
- 고품질 폐수 : 추가 치료 후 민감한 환경, 관개, 산업 재사용 또는 심지어 재사용 재사용으로의 직접 배출에 적합한 예외적으로 고품질 투투를 생성합니다. 폐수는 사실상 현탁 된 고형물, 박테리아 및 종종 바이러스가 없다.
- 작은 발자국 : 2 차 정화기 및 종종 3 차 필터의 필요성을 제거하면 필요한 전체 토지 면적이 크게 줄어들어 MBR은 공간이 제한된 사이트 또는 용량 업그레이드에 이상적입니다.
- 견고성과 안정성 : 높은 MLSS 및 긴 SRT는 MBR 시스템을 기존 시스템에 비해 유압 및 유기 충격 부하에보다 탄력적으로 만듭니다.
- 향상된 영양소 제거 : 긴 SRT는 질화에 대한 우수한 조건을 제공하며, 적절한 설계 (무산소 구역), 탈질 및 생물학적 인 제거도 매우 효과적 일 수 있습니다.
- 개조 잠재력 : 광범위한 토목 공사없이 기존 활성 슬러지 플랜트를 업그레이드하여 용량을 높이거나 폐수 품질을 향상시키는 데 사용할 수 있습니다.
MBR의 단점 :
- 멤브레인 오염 : 이것은 주요 운영 과제입니다. 파울 링 (막 표면 또는 기공 내에서 재료의 축적)은 막 투과성을 감소시키고 막 횡단 압력을 증가 시키며 빈번한 세척이 필요합니다. 이것은 운영 복잡성과 비용에 추가됩니다.
- 높은 자본 비용 : 멤브레인 및 관련 특수 장비 (예 : 수색, 청소 시스템을위한 공기 송풍기)는 기존 ASP 또는 SBR 시스템보다 초기 자본 지출을 상당히 높게 만듭니다.
- 더 높은 운영 비용 : 폭기 (생물학적 공정 및 막 수색을위한 에너지 소비), 펌핑 (특히 외부 MBR의 경우) 및 화학 청소제는 더 높은 운영 비용에 기여합니다.
- 막 수명 및 교체 : 멤브레인은 유한 수명 (일반적으로 5-10 년, 작동 및 수질에 따라)을 가지고 있으며 대체 비용이 많이 듭니다.
- 전처리 요구 사항 : MBR은 강력하지만 적절한 전처리 (스크리닝, 그릿 제거)는 손상과 과도한 오염으로부터 막을 보호하는 데 중요합니다.
- 숙련 된 작전 : 숙련 된 운영자는 막 성능을 모니터링하고 청소 프로토콜을 구현하며 파울 링 문제를 해결해야합니다.
도시 및 산업 폐수 처리의 응용
MBR 기술은 급격히 견인력을 얻고 있으며 다양한 부문에서 점점 더 적용되고 있습니다.
- 시립 폐수 처리 :
- 토지가 부족하거나 엄격한 배출 제한이 적용되는 새로운 식물의 경우.
- 더 높은 폐수 표준을 충족시키기 위해 기존 플랜트를 업그레이드합니다 (예 : 민감한 물 또는 물 재사용 프로젝트로의 직접 배출).
- 지역 사회, 리조트 및 상업 개발을위한 분산 처리.
- 산업 폐수 처리 :
- 재사용 또는 엄격한 방전을위한 높은 폐수 품질이 필요한 복잡한 고강도 산업 폐수를 처리합니다. 예로는 의약품, 식품 및 음료, 섬유 및 화학 산업이 있습니다.
- 천천히 생분해 성 화합물을 함유하는 폐수.
- 물 재사용 및 재활용 : 우수한 폐수 품질로 인해 MBR 투과체는 추가 고급 처리 과정 (예를 들어, 역 삼투)을위한 우수한 공급 원료 (예 : 관개, 산업 공정 물, 비 포전 불가능한 용도 및 추가 정제 후 식수)를위한 물을 생산하기위한 우수한 공급 원료입니다.
이해했다. "하이브리드 시스템 : SBBR"섹션으로 넘어 갑시다.
하이브리드 시스템 : SBBR
폐수 처리 기술이 계속 발전함에 따라 다양한 시스템의 최고의 기능을 결합하여보다 효율적이고 강력하며 비용 효율적인 솔루션을 만들 수 있습니다. 하이브리드 시스템은 통합 프로세스의 상승적 이점을 활용하는 것을 목표로합니다. 이러한 유망한 하이브리드 중 하나는 시퀀싱 배치 바이오 필름 반응기 (SBBR)이며, 이는 시퀀싱 배치 반응기 (SBR) 및 이동 베드 바이오 캡터 (MBBR)의 원리를 독창적으로 결합합니다.
SBBR 기술에 대한 설명
시퀀싱 배치 바이오 필름 반응기 (SBBR)는 SBR의 배치 별 순서 처리 사이클 특성에서 작동하지만 반응기 내에 MBBR에 사용 된 것과 유사한 바이오 필름 담체를 포함시킨다. 이는 시스템이 동일한 탱크 내에서 공존하는 부착 된 성장 (활성 슬러지) 및 부착 된 성장 (캐리어의 바이오 필름)의 이점을 의미합니다.
전형적인 SBBR 구성에서, 반응기는 MBBR과 마찬가지로 자유롭게 움직이는 바이오 필름 캐리어를 함유하며, 이는 반응 상 동안 폭기 또는 혼합에 의해 현탁액으로 유지됩니다. 운영주기는 표준 SBR의 잘 정의 된 단계를 따릅니다 : 채우기, 반응 (캐리어가 매달리기위한 폭기/믹싱 포함), 정착 및 드로우. 정착 단계 동안, 매달린 바이오 매스는 정착하지만, 운반체에 부착 된 바이오 필름은 탱크에 남아있다. 따라서 디 캔트 된 폐수는 주로 정착 된 매달린 슬러지로부터 분리되며 캐리어에서 직접 분리된다.
SBR 및 MBBR 원리의 조합
SBBR은 두 가지 별개의 생물학적 치료 접근법의 강점을 효과적으로 통합합니다.
- SBR에서 : 배치가 현저한 운영 유연성을 채택하여 단일 탱크 내에서 폭기, 혼합 및 무산소/혐기성 기간을 정확하게 제어 할 수 있습니다. 이로 인해 다양한 유입 부하에 적응력이 높아지고 사이클의 다른 단계에서 특정 조건을 프로그래밍하여 고급 영양소 제거 (질소 및 인)를 달성하는 데 이상적입니다. 연속적인 확장제 및 슬러지 리턴 펌프 (연속 흐름 MBBR 시스템에서와 같이)의 제거는 SBR에서 빌린 특징입니다.
- MBBR에서 : 바이오 필름 담체의 사용을 통합하여 부착 된 미생물 성장을위한 안정적이고 탄력적 인 플랫폼을 제공합니다. 이것은 반응기 내에서 바이오 매스 농도 및 다양성을 상당히 증가시켜 충격 부하 또는 억제 화합물에 대한 부피 처리 능력이 높고 견고성을 향상시킨다. 바이오 필름은 느리게 성장하는 박테리아 (니트리퍼)에 대한 보호 환경을 제공하며, 부유 바이오 매스가 화를 내거나 부분적으로 세척하더라도 안정적인 모집단을 유지합니다.
이 듀얼 바이오 매스 시스템 (현탁 및 부착)은보다 포괄적이고 안정적인 처리 과정을 허용합니다.
하이브리드 접근의 장점
SBBR 시스템에서 SBR 및 MBBR 원리의 조합은 몇 가지 강력한 장점을 산출합니다.
- 향상된 치료 효율 : 현탁 및 부착 된 성장 바이오 매스의 존재는 BOD, COD, 특히 질소 (질화 및 탈질) 및 인에 대한 우수한 제거 효율을 초래할 수 있습니다. 강력한 바이오 필름은 운영 업셋에 대한 '버퍼'역할을하여 일관된 성능을 유지합니다.
- 부피 로딩 증가 : MBBR과 마찬가지로, 캐리어에 대한 높은 농도의 활성 바이오 매스는 SBBR이 기존의 SBR 또는 ASP에 비해 더 작은 반응기 부피 내에서 더 높은 유기 및 유압 하중을 처리하여보다 컴팩트 한 풋 프린트를 초래할 수있게한다.
- 운영 유연성 및 제어 : SBR의 고유 한 유연성을 유지하여 연산자가주기 시간, 폭기 패턴 및 채우기 조건을 쉽게 조정하여 다양한 유입수 품질, 유량 및 폐수 요구 사항을 최적화 할 수 있도록합니다. 이것은 영양소 제거에 특히 유리합니다.
- 개선 된 슬러지 특성 : 바이오 필름은보다 안정적인 전체 바이오 매스에 기여합니다. 현탁 된 슬러지는 여전히 정착해야하지만, 바이오 필름의 존재는 때때로 미생물 커뮤니티에 대한 완충 효과로 인해 현탁 된 플록의 침전 특성을 향상시킬 수 있습니다.
- 충격 부하에 대한 견고성 : 탄력성 바이오 필름은 오염 물질 농도 또는 유압 충격의 갑작스런 변화로 인한 세척 또는 억제에 덜 취약한 미생물 집단을 제공하여 시스템을 매우 강력하게 만듭니다.
- 슬러지 생산 감소 (잠재적으로) : 바이오 필름 시스템은 때때로 순수한 정지 성장 시스템에 비해 순 슬러지 생산을 낮출 수 있지만, 이는 특정 작동 조건에 따라 다릅니다.
응용 프로그램 및 사례 연구
SBBR 기술은 고성능, 유연성 및 컴팩트 한 발자국이 필요한 다양한 응용 분야에 적합합니다. 특히 변동하는 부하 또는 엄격한 폐수 표준이 우려되는 경우.
- 중소 규모의 도시 폐수 처리 : 영양소 제거 능력으로 강력한 치료가 필요한 지역 사회에 이상적이며 공간 제약이있을 수 있습니다.
- 산업 폐수 처리 : 가변 유기 부하 또는 안정적인 바이오 필름 커뮤니티의 혜택을받는 특정 화합물을 갖춘 폐수를 생산하는 산업에 매우 효과적입니다. 예제는 다음과 같습니다.
- 음식 및 음료 (예 : 와이너리, 양조장, 스낵 식품 생산)
- 섬유 산업 (색상 및 BOD 제거)
- 제약 제조
- 매립지 침출수 처리 (높은 및 가변 유기/질소 부하로 알려진)
- 기존 식물의 업그레이드 : 기존 SBR 또는 기존의 활성화 된 슬러지 탱크는 MBBR 담체로 개조하여 용량을 향상시키고 영양소 제거를 개선하며 견고성을 증가시켜 SBBR로 효과적으로 변환 할 수 있습니다. 이는 플랜트 확장 또는 규정 준수 업그레이드를위한 비용 효율적인 솔루션을 제공합니다.
- 분산 처리 시스템 : 광범위한 인프라없이 신뢰할 수 있고 고품질 처리가 필요한 원격 사이트, 리조트 및 개발에 적합합니다.
사례 연구는 종종 어려운 조건에서도 높은 수준의 BOD, TSS 및 암모니아 제거를 일관되게 달성하는 SBBR의 능력을 강조하여 현대 폐수 처리 환경에서 귀중한 옵션입니다.
비교 분석
활성화 된 슬러지 프로세스 (ASP), 시퀀싱 배치 반응기 (SBR), 이동 베드 바이어 반응기 (MBBR), 멤브레인 생물 반응기 (MBR) 및 시퀀싱 배치 바이오 필름 반응기 (SBBR)에서 사용 가능한 옵션에서 최적의 폐수 처리 기술을 선택하려면 핵심 메트릭 전반에 걸쳐 완전히 이해해야합니다. 이 섹션에서는 효율성, 비용, 발자국 및 운영 복잡성에 중점을 둔 비교 분석을 제공합니다.
효율 비교 (BOD, TSS 제거)
생물학적 폐수 처리의 주요 목표는 유기 오염 물질 (생화학 적 산소 수요 또는 BOD로 측정 된 화학 산소 수요 또는 COD)과 현탁 된 고체 (TSS)를 제거하는 것입니다. 영양소 제거 (질소 및 인)도 점점 더 중요 해지고 있습니다.
기술 | BOD/COD 제거 | TSS 제거 | 질화 | 탈질 | 생물학적 p 제거 | 효율성의 주요 강점 |
ASP | 우수한 (90-95%) | 우수한 (90-95%) | 좋은 (충분한 SRT 포함) | 좋은 (무독 영역 포함) | 보통 (특정 디자인 필요) | 입증 된 기본 제거에 신뢰할 수 있습니다 |
SBR | 우수한 (90-98%) | 우수한 (95-99%) | 우수한 (통제 폭기) | 우수한 (프로그래밍 가능한 무독성/혐기성 단계) | 우수한 (프로그래밍 가능한 혐기성/호기성 상) | 높고 일관된 폐수 품질, 우수한 영양소 제거 |
MBBR | 매우 우수한 것 (85-95%) | 클래피아 후에 필요합니다 (정화기는 TSS 제거를 제공합니다) | 우수한 (안정적인 바이오 필름) | 양호 (무독성 MBBR 또는 결합 된 프로세스 포함) | 제한적 (주로 유기/질소) | BOD/n에 대한 견고성, 고성능 부하 |
MBR | 우수한 (95-99%) | 사실상 100% (막 장벽) | 우수한 (긴 SRT) | 우수한 (프로그래밍 가능한 무독성 영역) | 우수한 (높은 MLSS, 긴 SRT) | 우수한 폐수 품질 (TSS, 병원체), 높은 영양소 제거 |
SBBR | 우수한 (90-98%) | 우수한 (SBR 정착으로 인한 95-99%) | 우수한 (안정적인 바이오 필름 및 프로그래밍 가능한 단계) | 우수한 (프로그래밍 가능한 무독성 단계) | 우수한 (프로그래밍 가능한 혐기성/호기성 상) | 견고성 및 유연성, 높은 영양소 제거, SBR보다 높은 용량 |
효율성 요약 :
- MBR 물리적 막 장벽으로 인해 특히 TSS 및 병원체 제거에 대해 뛰어난 폐수 품질로 눈에.니다. 민감한 물로 직접 재사용 또는 방전이 필요할 때 종종 선택입니다.
- SBR 그리고 SBBR 프로그래밍 가능한 배치 작업을 통해 엄격한 BOD, TSS, 특히 영양소 제거 (질소 및 인)를 달성하기위한 매우 유연하고 효율적인 시스템을 제공합니다. SBBR은 바이오 필름으로 인해 견고성과 더 높은 용량을 추가합니다.
- MBBR BOD 및 질소 제거에 대한 체적 효율성이 뛰어나며 매우 강력하지만 여전히 ASP와 유사하게 TSS 분리를위한 기존의 명확한 명확한 요구가 필요합니다.
- ASP 대규모로 기본 BOD/TSS 제거를위한 견고한 성능으로 남아 있지만 고급 영양소 제거를 위해보다 전문화 된 구성과 더 큰 발자국이 필요할 수 있습니다.
비용 분석 (Capex, Opex)
비용은 지속적인 운영 및 유지 보수를위한 초기 설정 및 운영 지출 (OPEX)을위한 자본 지출 (CAPEX)을 모두 포함하는 중요한 요소입니다.
기술 | capex (상대) | Opex (상대) | 주요 비용 드라이버 |
ASP | 보통의 | 적당한 높이 | 토목 공사 (대형 탱크), 폭기 에너지, 슬러지 처리 |
SBR | 적당한 높이 | 보통의 | 자동화/컨트롤, 폭기 에너지, 슬러지 처리 |
MBBR | 적당한 높이 | 보통의 | 캐리어 미디어, 폭기 에너지, 토목 공사 (소규모 탱크) |
MBR | 높은 | 높은 | 멤브레인 (초기 및 교체), 폭기 에너지 (바이오 및 수색), 청소 화학 물질, 펌핑 |
SBBR | 높은 | 적당한 높이 | 캐리어 미디어, 자동화/컨트롤, 폭기 에너지, 슬러지 처리 |
비용 요약 :
- MBR 일반적으로 최고 Capex 및 Opex 막 비용, 대체, 폭기 에너지 (생물학적 및 막 수색) 및 화학적 세정으로 인해. 그러나 높은 유출 품질과 더 작은 발자국은 특정 시나리오 에서이 비용을 정당화 할 수 있습니다.
- ASP 종종 하부 capex 기본 시스템의 경우 Opex는 중요 할 수 있습니다 폭기 및 상당한 슬러지 관리 비용의 높은 에너지 소비로 인해.
- SBR a 보통 ~ 높은 capex 정교한 컨트롤의 필요성과 연속 시스템보다 탱크 볼륨이 더 큰 필요성으로 인해 특히 영양소 제거가 최적화되면 OPEX가 적당 할 수 있습니다.
- MBBR a 보통 ~ 높은 capex 운송 업체 비용으로 인해 OPEX는 일반적으로 RAS 펌핑이 없어서는 혜택을받습니다.
- SBBR a 더 높은 capex 운송 업체로 인한 순수한 SBR보다 OPEX는 폭기 및 슬러지 낭비 정도에 따라 SBR 또는 MBBR과 유사합니다.
발자국 비교
토지 면적 요건은 종종 도시 또는 인구 밀도가 높은 지역에서 주요 제약입니다.
기술 | 상대 발자국 | 크기의 주요 이유 |
ASP | 매우 큽니다 | 대형 폭기 탱크, 실질적인 보조 정화기, 슬러지 처리 |
SBR | 중간 정도 | 단일 탱크이지만 충전/드로우 사이클 및 침전을 위해서는 볼륨이 필요합니다. |
MBBR | 소규모 중간 | 캐리어에 대한 높은 바이오 매스 농도이지만 여전히 명확한 사람이 필요합니다. |
MBR | 아주 작습니다 | 높은 MLSS, 정화기가 필요하지 않은 소형 막 모듈 |
SBBR | 소규모 중간 | SBR 압축성과 MBBR의 고성능 하중을 결합합니다. 매달린 슬러지에 대한 정화기는 없지만 주어진 흐름에 대해서는 MBR보다 탱크 크기가 여전히 큽니다. |
발자국 요약 :
- MBR 논란의 여지가없는 승자입니다 가장 작은 발자국 , 공간이 제한된 도시 지역이나 개조에 이상적입니다.
- MBBR 또한 크게 제공합니다 발자국 감소 ASP와 비교할 때 여전히 비교 후에도 필요합니다.
- SBR 그리고 SBBR 여러 프로세스를 단일 탱크에 통합하기 때문에 일반적으로 ASP보다 더 작습니다. SBBR은 바이오 필름의 부피 효율이 높기 때문에 순수한 SBR보다 작은 발자국을 잠재적으로 제공합니다.
- ASP 필요합니다 가장 큰 발자국 다중, 대형 및 지속적으로 작동하는 탱크로 인해.
운영 복잡성
작동 용이성, 자동화 수준 및 필요한 운영자 기술이 중요한 고려 사항입니다.
기술 | 운영 복잡성 | 복잡성의 주요 측면 |
ASP | 보통의 | 슬러지 관리 (벌크, 폼), 폭기 제어, 고형물 취급. 한 번 최적화 된 비교적 안정적인. |
SBR | 적당한 높이 | 사이클의 정교한 자동화 및 제어, 위상 타이밍, 영양소 제거. 제어 시스템 고장에 민감합니다. |
MBBR | 보통의 | 캐리어 이동, 미디어 보유, 차단 후 관리에 대한 폭기 최적화. 바이오 매스 업셋에 덜 민감합니다. |
MBR | 높은 | 멤브레인 오염 제어, 청소 프로토콜 (화학/물리), 무결성 테스트, 폭기/펌핑을위한 에너지 관리. |
SBBR | 높은 | SBR 제어 복잡성을 MBBR 캐리어 관리 및 통기를 결합하여 중단 및 부착 된 성장을 모두 결합합니다. |
운영 복잡성 요약 :
- MBR 일반적으로 가장 운영상 복잡한 부지런한 막 관리, 청소 및 무결성 모니터링의 필요성으로 인해.
- SBR 그리고 SBBR 필요하다 높은 수준의 자동화 및 숙련 된 운영자 배치 사이클의 정확한 타이밍을 관리하고 영양소 제거를 최적화합니다.
- MBBR 일반적으로 적당히 복잡합니다 , 운송 업체 보유 및 기복 후에주의를 기울여야하지만 ASP보다 바이오 매스 화량에 대한 경향이 적습니다.
- ASP , 단순하게 보이지만 여전히 필요합니다 적당한 운영 복잡성 슬러지 정산 가능성을 관리하고 생물학적 활동에 대한 최적의 조건을 유지합니다.
응용 프로그램 및 사례 연구
각 폐수 처리 기술의 이론적 장점과 단점을 이해하는 것이 필수적이지만 실제 시나리오에서 수행하는 방법을 보는 것도 마찬가지로 중요합니다. 이 섹션에서는 MBBR, MBR, SBR, ASP 및 SBBR에 대한 전형적인 응용 프로그램을 살펴보고, 예시적인 사례 연구와의 다양한 과제에 대한 적합성을 강조합니다.
MBBR 사례 연구
응용 프로그램 : MBBR은 시립 및 산업 폐수 처리에 널리 채택됩니다. 특히 기존 식물이 업그레이드가 필요한 경우, 더 높은 하중을 관리해야하거나 질소 제거를위한 소형 솔루션이 필요합니다. 견고성은 고강도 유기 폐수를 치료하는 데 적합합니다.
사례 연구 예 : 질산화를위한 도시 공장 업그레이드
- 도전: 중간 크기의 도시 폐수 처리장은 암모니아 질소에 대한보다 엄격한 폐수 한계에 직면했으며, 기존의 활성화 된 슬러지 시스템은 특히 추운 달 동안 일관되게 만나기 위해 고군분투하고있었습니다. 이 공장은 또한 확장을위한 공간이 제한적이었습니다.
- 해결책: 이 공장은 질화를위한 전처리 단계로서 MBBR 단계를 구현하기로 결정했습니다. 기존의 폭기 분지는 MBBR 캐리어를 추가하고 적절한 통기를 유지함으로써 개조되었다.
- 결과: MBBR 업그레이드는 질산화 속도를 크게 개선하여 공장이 새로운 암모니아 배출 제한을 지속적으로 충족시킬 수있게했습니다. MBBR의 소형 특성은 기존 발자국 내에서 업그레이드를 허용하여 새로운 탱크에 대한 비용이 많이 드는 토목 건설을 피할 수있었습니다. 안정적인 바이오 필름은 온도 변동에 탄력적 인 것으로 입증되어 신뢰할 수있는 성능을 보장합니다.
사례 연구 예 : 산업 폐수 처리 (식품 가공)
- 도전: 대형 식품 가공 시설은 변동하는 BOD 하중을 갖는 고강도 유기 폐수를 생성하여 기존의 혐기성 처리가 어렵고 활성화 된 슬러지 연못이 일관된 준수를 달성하기가 어렵습니다.
- 해결책: 호기성 MBBR 시스템은 1 차 생물학적 치료 단계로 설치되었다. MBBR은 높은 채우기 백분율의 캐리어를 사용하여 높은 유기 부하를 처리하도록 설계되었습니다.
- 결과: MBBR 시스템은 처리 과정을 효과적으로 안정화시켜 가변 유입수로도 90% 이상의 BOD 제거를 달성했습니다. 바이오 필름의 견고성은 생산 변화로 인한 충격 부하를 처리하여 일관된 폐수 품질 및 규제 준수를 초래하면서 비슷한 기존의 호기성 시스템보다 작은 발자국이 필요합니다.
MBR 사례 연구
응용 프로그램 : MBR 기술은 물 재사용, 환경에 민감한 지역으로의 배출 또는 토지 가용성이 심각하게 제한되는 경우 가장 높은 폐수 품질을 요구하는 프로젝트를 위해 점점 더 선택되고 있습니다. 도시 및 복잡한 산업 시나리오에서 널리 퍼져 있습니다.
사례 연구 예 : 도시 수도 재사용 프로젝트
- 도전: 빠르게 성장하는 해안 도시는 물 부족에 직면했으며 시립 폐수를 관개 및 산업 이용 불가능한 용도에 적합한 표준으로 처리함으로써 수자원을 최대화하려고했습니다. 대규모 기존의 식물 확장을위한 토지는 드물고 비싸다.
- 해결책: MBR 공장이 건설되었습니다. 이 시스템은 기존의 2 차 정화기 및 3 차 필터를 대체하여 특정 재사용 응용 분야에 대한 역삼 투에 의해 추가로 치료 될 수있는 고품질 투과성을 생성했습니다.
- 결과: MBR 시스템은 박테리아가 거의없는 TSS 및 탁도로 유출 물을 전달하여 계획된 재사용 애플리케이션의 요구 사항을 초과했습니다. 공장의 발자국은 동등한 용량을 가진 기존의 식물이 요구하는 것보다 상당히 작았으며, 이는 귀중한 해안을 절약했습니다.
사례 연구 예 : 제약 산업 폐수 처리
- 도전: 제약 회사는 수용 강을위한 엄격한 배출 제한을 충족시키고 내부 물 재활용 가능성을 탐색하기 위해 다양한 유기 화합물을 함유 한 복잡한 폐수를 처리해야했습니다.
- 해결책: 복잡한 유기물을 처리하고 고품질 폐수를 생성하는 능력으로 인해 MBR 시스템이 선택되었습니다. MBR은 긴 슬러지 유지 시간 (SRT)을 허용했으며, 이는 천천히 생분해 성 화합물을 분해하는데 유리하다.
- 결과: MBR 시스템은 COD 및 기타 특정 오염 물질에 대한 높은 제거 효율을 지속적으로 달성하여 엄격한 배출 규정을 준수 할 수있었습니다. 고품질의 투과성은 또한 시설 내에서 물 재활용 가능성을 열어 담수 소비를 줄였습니다.
SBR 사례 연구
응용 프로그램 : SBR은 다목적이며 중소 규모의 지방 자치 단체, 분산 처리 시스템 및 변동하는 흐름과 하중을 갖는 산업 응용, 특히 고급 영양소 제거가 우선 순위 인 경우에 적합합니다.
사례 연구 예 : 분산 된 지역 사회 폐수 처리
- 도전: 중앙 시립 처리장에서 멀리 떨어진 새로운 주거 개발은 엄격한 영양소 배출 한도를 충족시키고 다양한 점유율로 작동 할 수있는 독립적 인 폐수 처리 솔루션이 필요했습니다.
- 해결책: 2 탱크 SBR 시스템이 구현되었습니다. SBR의 프로그래밍 가능한 특성은 혐기성, 무산소 및 호기성 단계의 최적화를 허용하여 동시 질화 및 탈질 및 생물학적 인 제거를 달성 할 수 있었다.
- 결과: SBR 시스템은 현지 개울로의 배출에 적합한 낮은 BOD, TSS, 질소 및 인으로 고품질 폐수를 일관되게 생성했습니다. 운영 유연성으로 인해 시스템은 주거 지역의 변동 흐름 특성에 효율적으로 적응하여 낮은 흐름 기간 동안 에너지 소비를 최소화 할 수있었습니다.
사례 연구 예 : 유제품 산업 폐수 처리
- 도전: 유제품 가공 공장은 하루 종일 폐수 흐름과 유기 강도의 상당한 변화를 경험하여 연속 흐름 시스템의 안정적인 작동을 어렵게 만듭니다. 높은 유기 및 질소 부하가 존재 하였다.
- 해결책: SBR 시스템이 설치되었습니다. 배치 작업은 본질적으로 가변 흐름을 처리하고 반응 단계를 제어하는 능력은 유제품 유기물의 효과적인 파괴 및 효율적인 질소 제거를 허용했습니다.
- 결과: SBR은 변동하는 하중을 성공적으로 관리하여 낙농 허가를 충족시키기 위해 유제품 폐수를 지속적으로 처리했습니다. 충전 단계 및 제어 된 React/Sett 단계에서 내장 된 이퀄라이제이션은 피크 생산 시간 동안에도 신뢰할 수있는 성능을 보장합니다.
ASP 사례 연구
응용 프로그램 : 활성화 된 슬러지 공정은 전 세계적으로 대규모 시립 폐수 처리의 주변으로 남아 있습니다. 또한 폐수가 생분해 성이 높고 넓은 육지 지역이있는 산업 환경에도 적용됩니다.
사례 연구 예 : 대형 도시 폐수 처리장
- 도전: 주요 대도시 지역은 BOD 및 TSS의 표준 방전 제한을 충족시키기 위해 국내 및 상업용 폐수의 지속적이고 대량 처리가 필요했습니다.
- 해결책: 기존의 활성화 된 슬러지 플랜트가 설계되었으며, 여러 대형 폭기 분지 및 2 차 정화기가 동시에 작동합니다.
- 결과: ASP는 하루에 수백만 갤런을 성공적으로 처리하여 90% 이상의 BOD 및 TSS를 확실하게 달성했습니다. 강력한 설계는 큰 수신 흐름을 처리 할 수 있었고 매우 큰 용량을위한 비용 효율적인 솔루션을 제공했습니다. 지속적인 최적화는 폭기 효율성 및 슬러지 관리에 중점을 두었습니다.
사례 연구 예 : 펄프 및 제지 공장 폐수 처리
- 도전: 펄프 및 제지 공장은 유기농 함량이 높은 대량의 생분해 성 폐수를 생성했습니다. 주요 관심사는 방전 전에 효과적인 BOD 감소였습니다.
- 해결책: 확장 된 통기 활성화 슬러지 공정이 구현되었습니다. 확장 된 폭기 설계에 의해 제공되는 긴 유압 유지 시간은 밀의 폐수에 존재하는 복잡한 유기 화합물의 철저한 분해를 허용했다.
- 결과: ASP는 BOD 및 TSS 농도를 준수 수준으로 효과적으로 감소시켰다. 상당한 발자국이 필요하지만,이 특정 산업 응용 프로그램에 대한 입증 된 신뢰성과 상대적으로 낮은 운영 복잡성으로 인해 적합한 선택이되었습니다.
SBBR 사례 연구
응용 프로그램 : SBBR은 두 세계의 최선을 요구하는 상황에서 떠오르고 있습니다. SBR의 유연성과 영양소 제거는 Biofilm 시스템의 견고성 및 더 높은 체적 효율성과 결합합니다. 그들은 특히 고강도 또는 가변 산업 폐기물과 고급 처리가 필요한 소형 시립 솔루션에 특히 가치가 있습니다.
사례 연구 예 : 매립지 침출수 처리
- 도전: 매립지를 처리하는 것은 매우 가변적 인 조성, 고농도의 암모니아 및 재발 성 유기 화합물의 존재로 인해 악명 높게 어렵습니다.
- 해결책: SBBR 시스템이 설계되었습니다. SBR의 배치 작업은 다양한 침출수 특성에 적응할 수있는 유연성을 제공했으며, MBBR 운반체는 일관된 질화/탈질 및 어려운 유기물의 향상된 분해를위한 안정적인 바이오 필름을 제공했습니다.
- 결과: SBBR은 높은 농도의 암모니아 질소를 제거하고 변동하는 유입수로도 COD 감소에서 우수한 성능을 보여 주었다. 탄력성 바이오 필름은 침출수에서 종종 발견되는 억제 성 화합물에 저항하여 순수하게 매달린 성장 시스템에 비해보다 안정적이고 신뢰할 수있는 처리로 이어진다.
사례 연구 예 : 용량 및 견고성을위한 산업 SBR 업그레이드
- 도전: 화학 제조 공장의 기존 SBR 시스템은 증가 된 용량 수요를 충족시키고 유기 로딩 증가로 인해 피크 생산 동안 일관된 폐수 품질을 유지하기 위해 고군분투하고있었습니다.
- 해결책: MBBR 캐리어를 기존 SBR 탱크에 추가하여 효과적으로 SBBR로 변환했습니다. 새로운 탱크가 필요하지 않았습니다.
- 결과: 운송 업체의 첨가는 기존 탱크의 체적 처리 용량을 크게 증가시켜 발자국을 확장하지 않고 증가 된 하중을 처리 할 수있게했습니다. 하이브리드 시스템은 또한 충격 하중에 대한 탄력성이 높아서 더 일관된 성능과 운영 업셋을 줄였습니다.