폐수 처리는 가정, 산업 및 농업 활동과 같은 인간 활동에서 발생하는 폐수에서 오염 물질을 제거하는 과정입니다. 폐수 처리의 목표는 환경으로 배출하거나 재사용하기에 안전한 처리수를 생산하는 것입니다.
폐수 처리에는 다음과 같은 여러 단계가 있습니다.
전처리:
예비 처리는 폐수 처리의 첫 번째 단계이며 폐수에서 큰 고형물과 파편을 물리적으로 제거하는 작업을 포함합니다. 이는 하류 처리 공정을 보호하고 파이프 및 장비의 막힘을 방지하며 후속 처리 단계의 효율성을 향상시키기 위해 수행됩니다.
다음은 예비 처리에 사용되는 일반적인 방법입니다.
스크리닝: 막대, 헝겊, 플라스틱 및 기타 잔해물과 같은 큰 물체를 제거하기 위해 다양한 크기의 개구부가 있는 스크린을 통해 폐수가 흐릅니다. 그런 다음 수집된 재료는 매립지에 폐기됩니다.
그릿 제거: 폐수는 그릿 챔버를 통과하여 모래, 자갈 및 기타 무거운 물질과 같은 무기 고형물을 제거합니다. 이는 다운스트림 장비의 마모를 방지하기 위해 수행됩니다.
흐름 균등화: 이것은 폐수 유량의 변동을 완화하는 데 도움이 되는 프로세스입니다. 유속이 높을 때는 폐수를 저장하고 유속이 낮을 때는 방출하기 위해 저장 탱크를 사용합니다.
FOG(Fat, Oil, and Grease) 제거: 폐수에서 FOG를 분리하여 포집하는 장치인 그리스 트랩을 사용하여 FOG를 제거합니다. 이것은 FOG가 파이프와 하류 장비를 막는 것을 방지합니다.
1차 처리 후 폐수는 2차 및 3차 처리 공정을 통해 용존 및 부유 유기물과 유해 오염 물질을 제거한 후 배출 또는 재사용됩니다.
1차 치료:
1차 처리는 폐수 처리의 두 번째 단계이며 폐수에서 침전 및 부유 고형물의 물리적 및 화학적 제거를 포함합니다. 1차 처리의 목적은 폐수가 2차 또는 3차 처리되기 전에 가능한 한 많은 유기 및 무기 고형물을 제거하는 것입니다. 다음은 일차 치료에 사용되는 일반적인 방법입니다.
침전: 폐수는 침전 탱크 또는 정화기에 보관되어 침전 가능한 고형물이 탱크 바닥에 침전됩니다. 1차 슬러지라고 불리는 침전된 고형물은 제거되어 슬러지 처리 공정으로 보내집니다. 폐수라고 하는 정화된 액체는 추가 처리를 위해 보내집니다.
응고 및 응집: 이 공정에서는 폐수에 화학 물질을 첨가하여 입자가 응고되어 플록이라고 하는 더 큰 덩어리를 형성하도록 돕습니다. 플록은 침전이나 여과를 통해 더 쉽게 제거할 수 있습니다. 응고 및 응집에 사용되는 화학물질에는 황산알루미늄(명반) 및 염화제이철이 포함됩니다.
균등화: 균등화는 처리장으로 유입되는 폐수의 균형을 맞추는 과정입니다. 이는 폐수가 처리 공정에 들어가기 전에 일시적으로 저장하는 저장 탱크를 사용하여 수행됩니다. 이는 최대 흐름을 줄이는 데 도움이 되며 하류 처리 공정을 위한 일관된 조건을 유지하는 데 도움이 됩니다.
pH 조정: 폐수의 pH가 너무 높거나 낮으면 pH 조정이 필요할 수 있습니다. 산이나 염기를 추가하면 pH를 최적의 치료 범위로 조정하는 데 도움이 될 수 있습니다.
1차 처리 후 폐수는 용해 및 부유 유기 물질의 생물학적 처리를 포함하는 2차 처리 또는 특정 오염 물질을 제거하기 위한 고도 처리 공정을 포함하는 3차 처리를 거칩니다.
2차 처리:
2차 처리는 폐수 처리의 세 번째 단계이며 폐수에서 용해 및 부유 유기 물질의 생물학적 제거를 포함합니다. 2차 처리의 목적은 1차 처리를 거친 폐수를 추가로 처리하고 방류 또는 재사용을 위해 준비하는 것입니다. 다음은 2차 치료에 사용되는 일반적인 방법입니다.
활성 슬러지 공정: 이 공정에서 폐수는 폐수 내 유기 물질을 소비하고 분해하는 박테리아 및 곰팡이를 포함한 미생물 배양물과 혼합됩니다. 활성 슬러지라고 하는 혼합물은 침전조를 사용하여 처리된 물에서 분리됩니다. 처리된 물은 추가 처리를 위해 전송되거나 배출될 수 있습니다.
살수 여과기: 이 공정에서 폐수는 미생물의 생물막이 발달한 암석층 또는 플라스틱 매체 위에 분사됩니다. 미생물은 폐수가 매체 위로 흘러내리면서 폐수의 유기 물질을 소비합니다. 그런 다음 처리된 물은 필터 바닥에 수집되어 추가 처리를 위해 보내집니다.
Rotating Biological Contactor: 이 공정에서 폐수는 미생물 생물막으로 덮인 회전 디스크 또는 드럼에 분사됩니다. 디스크가 회전함에 따라 미생물은 폐수의 유기 물질을 소비합니다. 처리된 물은 수집되어 추가 처리를 위해 보내집니다.
순차 회분식 반응기: 이 공정에서 폐수는 여러 단계의 생물학적 처리를 거치는 회분식으로 처리됩니다. 각 단계에는 폐수의 유기 물질을 분해하는 다양한 미생물 세트가 포함됩니다. 처리된 물은 수집되어 추가 처리를 위해 보내집니다.
2차 처리 후 폐수는 일반적으로 특정 오염 물질을 제거하기 위한 고급 처리 공정을 포함하는 3차 처리를 받습니다. 이는 처리된 폐수가 배출 또는 재사용에 필요한 품질 기준을 충족하는지 확인하기 위해 수행됩니다.
3차 처리:
활성 슬러지 공정은 폐수에서 유기물, 질소 및 인을 제거하기 위해 폐수 처리장에서 사용되는 일반적인 생물학적 처리 공정입니다. 스크리닝, 이석 제거, 침전 등의 1차 처리 공정에 이은 2차 처리의 일종입니다.
활성 슬러지 공정에서 폐수는 폭기조에서 "활성 슬러지"로 알려진 미생물 배양물과 혼합됩니다. 활성슬러지는 박테리아, 원생동물, 진균 등의 미생물이 혼합되어 폐수 내 유기물을 소비하여 미생물 바이오매스, 이산화탄소, 물로 전환시킨다.
폭기조에는 일반적으로 확산 폭기 장치 또는 기계적 폭기 장치가 장착되어 미생물에 산소를 공급하여 미생물의 성장과 활동을 촉진합니다. 폭기 과정은 일반적으로 몇 시간이 걸리며 미생물의 호기성 대사를 지원하기 위해 높은 수준의 용존 산소가 필요합니다.
통기 공정 후 폐수는 2차 정화기 또는 침전 탱크로 보내지며 여기에서 활성 슬러지와 남아 있는 부유 물질이 침전됩니다. 침전된 슬러지는 폭기조로 되돌려 처리 과정을 계속하고, 정화된 물은 3차 처리나 소독 등 추가 처리 과정을 거쳐 배출되거나 재사용된다.
활성 슬러지 공정의 효율성을 유지하려면 미생물 배양을 주의 깊게 모니터링하고 제어해야 합니다. 용존 산소 농도, 영양소 이용 가능성, pH 및 온도와 같은 요소는 미생물의 성장과 활동을 촉진하고 고품질 유출물을 보장하기 위해 특정 범위 내에서 유지되어야 합니다. 또한 불활성 고형물의 축적을 방지하고 원하는 미생물 개체군을 유지하기 위해 프로세스에서 과도한 슬러지를 주기적으로 제거해야 합니다.
처리 후 폐수는 일반적으로 수역으로 배출되거나 관개 또는 산업 공정과 같은 비음용 목적으로 재사용됩니다.
폐수 처리는 공중 보건과 환경을 보호하기 위한 중요한 과정입니다. 적절한 처리는 수인성 질병의 확산을 방지하고 수로의 오염을 줄이며 수자원을 보존하는 데 도움이 됩니다.