작성자: 케이트
Email: kate@aquasust.com
날짜: 2024년 11월 18일
현재 하수 생물학적 처리의 대표적인 공정으로는 활성슬러지 공정과 바이오필름 공정이 있다. 다음으로 수년간의 생산 실습과 이론적 연구를 바탕으로 두 가지 공정 방법을 분석하고 비교합니다.
활성슬러지 공정
프로세스 및 원리
일반적인 활성슬러지 공정은 폭기조, 침전조, 슬러지 회수시스템, 잉여슬러지 제거시스템으로 구성됩니다.
하수와 반환된 활성 슬러지는 폭기조로 함께 유입되어 혼합액을 형성합니다. 공기 압축기 스테이션에서 보내진 압축 공기는 폭기조 바닥에 설치된 공기 확산 장치를 통해 작은 기포 형태로 하수에 유입됩니다. 이는 하수 중의 용존 산소 함량을 높이고 혼합 액체를 유지하는 것을 목표로 합니다. 격렬한 동요와 정지 상태. 용존산소, 활성슬러지, 하수 등이 완전히 혼합되어 접촉되어 활성슬러지 반응이 정상적으로 진행됩니다.
첫 번째 단계에서는 넓은 표면적과 다당류의 점성 물질로 인해 하수 중의 유기 오염물질이 활성 슬러지 입자에 의해 동물원 표면에 흡착됩니다. 동시에, 일부 고분자 유기 물질은 박테리아의 세포외 효소 작용에 따라 작은 분자 유기 물질로 분해됩니다.
두 번째 단계에서 미생물은 이러한 유기 물질을 흡수하여 충분한 산소 조건에서 산화 및 분해하여 이산화탄소와 물을 형성하며, 그 일부는 자체 증식과 번식에 사용됩니다. 활성슬러지 반응의 결과는 하수 중의 유기오염물질이 분해되어 제거되고, 활성슬러지 자체가 증식 및 성장하여 하수를 정화시키는 것이다. 활성슬러지에 의해 정화된 혼합액은 2차 침전조로 들어가며, 여기서 혼합액 중의 부유활성슬러지 및 기타 고형물질이 침전되어 물과 분리됩니다. 정화된 하수는 처리수로 배출됩니다. 침전을 통해 농축된 슬러지는 침전조 바닥에서 배출되며, 대부분은 접종슬러지로 폭기조로 반송되어 폭기조 내 부유고형물 농도 및 미생물 농도를 확보하는 단계; 증식된 미생물은 "잉여 슬러지"로 시스템에서 배출됩니다. 실제로 오염물질은 대부분 하수에서 이러한 잉여 슬러지로 옮겨집니다.
활성 슬러지 공정의 원리는 다음과 같이 이미지화할 수 있습니다. 미생물은 하수 속의 유기물을 "먹고" 하수를 깨끗한 물로 만듭니다. 본질적으로 수역의 자연적인 자가 정화 과정과 유사합니다. 인공적인 강화, 하수 정화 효과가 더 좋습니다.
생물막 과정
생물막 공정 공정 유형.
습식 유형: 생물학적 필터, 생물학적 타워, 생물학적 턴테이블.
침수형: 접촉 산화, 필터 재료가 필터 탱크에 잠겨 있습니다.
유동층 유형: 생물학적 활성탄, 모래 매체가 탱크에 부유되어 흐르고 있습니다.
원리: 생활 하수에는 다량의 유기 성분이 포함되어 있기 때문에 생물막 공정은 담체 표면에 고정된 미생물막에 의존하여 유기물을 분해합니다. 미생물 세포는 물 환경의 적합한 담체 표면에 거의 단단히 부착, 성장 및 번식할 수 있기 때문에 세포에서 뻗어 나온 세포외 중합체로 인해 미생물 세포가 섬유질 엉킴 구조를 형성하게 됩니다. 따라서 생물막은 일반적으로 다공성 구조와 강한 흡착 특성을 가지고 있습니다.
생물막은 담체 표면에 부착되며 친수성이 높은 물질입니다. 하수가 연속적으로 흐르는 조건에서는 항상 외부에 수층이 부착되어 있습니다.
생물막은 또한 미생물의 밀도가 높은 물질입니다. 막 표면과 내부에는 수많은 미생물과 미세동물이 자라고 번식하며, 유기오염물질 → 박테리아 → 원생동물(후생동물)로 구성된 먹이사슬을 형성합니다.
생물막은 박테리아, 곰팡이, 조류, 원생동물, 후생동물 및 기타 눈에 보이는 생물학적 군집으로 구성됩니다. 하수가 담체 표면 위로 흐를 때, 하수 속의 유기 오염물질은 생물막에 있는 미생물에 의해 흡착되고, 산소는 생물막으로 확산됩니다. 유기물의 분해를 완료하기 위해 막에서 생분해 및 기타 효과가 발생합니다.
생물막의 표면층은 호기성 및 조건호기성 미생물로 구성되어 있으며, 생물막의 내부층은 혐기성 상태인 경우가 많습니다. 생물막이 점차 두꺼워지고 혐기성 층의 두께가 호기성 층의 두께를 초과하면 생물막이 탈락되고 담체 표면에 새로운 생물막이 재생됩니다. 생물막의 주기적인 재생을 통해 생물막 반응기의 정상적인 작동이 유지됩니다.
생물막의 재생 및 배출. 생물막 반응기의 정상적인 작동을 유지하는 것은 생물막의 재생 및 제거에 있어 중요한 부분입니다. 생물막의 표면층은 호기성 및 조건호기성 미생물로 구성되어 있으며, 생물막의 내부층은 혐기성 상태인 경우가 많습니다. 생물막이 점차 두꺼워지고 혐기성 층의 두께가 호기성 층의 두께를 초과하면 생물막이 탈락되고 담체 표면에 새로운 생물막이 재생됩니다.
갱신 및 삭제 과정은 다음과 같습니다.
첫째, 혐기성 막의 출현 과정:
하나는 생물막입니다.
두 번째는 성숙한 생물막의 전반적인 두께가 계속 증가하고 산소가 침투할 수 없는 내부 부분이 혐기성 상태로 변한다는 것입니다. 둘 다 혐기성 막과 호기성 막으로 구성됩니다.
세 번째는 호기성 멤브레인이 유기물 분해의 주요 장소이며 일반적인 두께가 2mm라는 것입니다.
둘째, 혐기성 막이 두꺼워지는 과정:
하나는 혐기성 대사산물의 증가로, 이는 혐기성 막과 호기성 막 사이의 불균형을 초래합니다.
두 번째는 가스 생성물의 지속적인 탈출로, 이는 필러에 대한 생물막의 접착력을 약화시킵니다.
세 번째는 정화 기능이 약하고 떨어지기 쉬운 노화된 생물막이 되는 것입니다.
셋째, 생물막 업데이트:
하나는 노화된 막이 벗겨지고 새로운 생물막이 다시 자라는 것입니다.
두 번째는 새로운 생물막의 정화 기능이 더욱 강해진다는 점이다.
활성슬러지 공정과 바이오필름 공정 비교
활성슬러지 공정의 장점과 단점.
오랫동안 도시 생활하수의 2차 생물학적 처리는 활성슬러지법을 주로 채택해 왔으며 현재 세계에서 가장 널리 사용되는 2차 생물학적 처리법이다. 다음과 같은 특징이 있습니다.
첫째, 전통적인 활성 슬러지 공정을 사용하면 자본 건설 비용, 운영 비용, 에너지 소비가 높고 관리가 더 복잡하며 슬러지 벌킹이 발생하기 쉽습니다. 공정 장비는 고효율 및 저소비 요구 사항을 충족할 수 없습니다.
둘째, 하수 배출 기준이 지속적으로 강화됨에 따라 하수 중의 질소, 인 등 영양염류 배출에 대한 기준이 더욱 높아졌다. 질소 및 인 제거 기능을 갖춘 전통적인 하수 처리 공정은 대부분 활성 슬러지 공정을 사용하며, 종종 여러 개의 혐기성 및 호기성 반응조를 직렬로 연결하여 다단계 반응조를 형성해야 하며, 질소의 목적을 달성하기 위해 내부 순환을 증가시킵니다. 인 제거는 자본 투자와 에너지 소비를 증가시키고 운영 및 관리를 더욱 복잡하게 만듭니다.
셋째, 활성슬러지 공정은 잉여슬러지가 많이 발생하므로 슬러지 해독처리가 필요하여 투자비가 증가한다.
바이오필름 공정의 장점과 단점.
바이오필름 공정은 도시 하수의 2차 생물학적 처리를 위해 일반적으로 사용되는 방법이기도 합니다. 활성슬러지 공정과 비교하면 다음과 같은 특징이 있습니다.
첫째, 생물막은 하수의 질과 양의 변화에 대한 적응성이 강하고, 관리가 용이하며, 슬러지 벌킹이 발생하지 않습니다.
둘째, 담체 표면에 미생물이 고정되어 있어, 발생시간이 긴 미생물도 증식할 수 있다. 생물학적 단계는 더 풍부하고 안정적이며 잉여 슬러지를 덜 생성합니다.
셋째, 저농도 하수를 처리할 수 있다. 또한, 생물막 공정의 단점은 생물막 운반체가 시스템 투자를 증가시킨다는 것입니다. 담체물질의 비표면적이 작고, 반응장치의 부피가 제한되어 공간효율이 낮으며, 도시하수를 처리할 때 활성슬러지 처리에 비해 처리효율이 낮다. 고체 표면에 부착된 미생물의 양을 조절하기 어렵고 작업 유연성이 낮습니다. 자연환기를 이용하여 산소를 공급하는데, 이는 활성슬러지 공급량에 비해 부족하여 혐기성 상태가 발생하기 쉽습니다.