폐수에서 오염 물질 및 오염 물질을 제거하기 위해 폐수 처리에 사용되는 다양한 유형의 장치 및 장비가 있습니다. 가장 일반적인 장치 중 일부는 다음과 같습니다.
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스크린은 폐수가 다른 처리 공정에 들어가기 전에 폐수에서 큰 고형물, 부스러기 및 기타 물질을 제거하는 데 도움이 되므로 많은 폐수 처리 시스템에서 중요한 구성 요소입니다. 스크린은 제거할 수 있는 입자의 크기를 결정하는 스크린의 구멍 크기에 따라 분류할 수 있습니다. 폐수 처리에 사용되는 몇 가지 일반적인 유형의 스크린은 다음과 같습니다.
바 스크린: 바 스크린은 물이 통과할 수 있도록 떨어져 있는 일련의 막대로 구성되지만 큰 잔해물과 고형물을 포착합니다. 막대는 수동 또는 기계적으로 청소하여 포획된 물질을 제거할 수 있습니다.
미세 스크린: 미세 스크린은 메쉬 또는 천공판을 사용하여 폐수에서 더 작은 입자를 제거합니다. 미세한 스크린을 사용하여 머리카락, 종이 및 플라스틱과 같은 물질을 제거할 수 있습니다.
마이크로스크린: 마이크로스크린은 미세 스크린과 유사하지만 더 미세한 메쉬 또는 기공 크기를 사용하여 박테리아 및 기타 미생물을 포함한 더 작은 입자를 제거합니다.
드럼 스크린: 드럼 스크린은 메쉬 또는 구멍이 뚫린 표면이 있는 회전 드럼을 사용하여 파편과 고형물을 포착합니다. 캡처된 재료는 드럼 표면에서 긁어내어 제거됩니다.
디스크 스크린: 디스크 스크린은 천공이 있는 회전 디스크를 사용하여 파편과 고형물을 포착합니다. 캡처된 재료는 스크레이퍼 또는 브러시로 제거됩니다.
스크린 유형의 선택은 제거해야 하는 입자의 크기와 특성은 물론 전체 처리 시스템의 설계에 따라 달라집니다. 고형물을 제거하는 것 외에도 스크린은 펌프 및 밸브와 같은 다운스트림 장비를 큰 파편이나 기타 물질로 인한 손상으로부터 보호하는 데 도움이 될 수 있습니다.
그릿 챔버:
그릿 챔버는 모래, 자갈 및 너무 무거워서 침전만으로는 제거할 수 없는 기타 거친 물질과 같은 무거운 무기 고형물을 제거하기 위해 폐수 처리장에서 사용되는 1차 처리 유형입니다. 이러한 물질은 처리 과정에서 펌프, 밸브 등의 장비에 손상을 줄 수 있으며 1차 처리 중에 슬러지에 축적될 수도 있습니다.
그릿 챔버는 폐수의 흐름을 늦추고 무거운 물질이 바닥에 가라앉도록 함으로써 작동합니다. 그릿 챔버는 일반적으로 폐수가 충분한 시간 동안 챔버에 남아 있도록 하기 위해 약 1:4의 폭 대 길이 비율을 가진 길고 좁은 탱크입니다. 폐수가 챔버로 유입되면 속도가 느려져 무거운 물질이 바닥에 가라앉게 됩니다.
침전된 그릿은 그릿 펌프, 그릿 분류기 또는 그릿 컨베이어를 포함할 수 있는 그릿 제거 시스템을 사용하여 챔버 바닥에서 제거됩니다. 제거된 그릿은 매립지 또는 기타 적합한 폐기 장소로 보내집니다.
그릿 챔버는 와류형 또는 이물질형일 수 있습니다. 와류형 그릿 챔버에서 폐수는 챔버에 접선 방향으로 유입되어 그릿을 폐수에서 분리하는 데 도움이 되는 소용돌이 운동을 생성합니다. 이물질형 모래실에서 폐수는 낮은 속도로 유입되어 모래가 챔버 바닥에 가라앉도록 합니다.
그릿 챔버는 일반적으로 1차 침전 전에 처리 공정의 시작 부분에 위치하여 무거운 재료가 손상을 일으키거나 후속 처리 공정을 방해하기 전에 제거되도록 합니다.
침전조:
정화기로도 알려진 침전조는 폐수에서 부유 물질과 유기물을 제거하기 위해 폐수 처리장에서 사용되는 1차 처리 유형입니다. 이 탱크는 폐수를 침전시켜 더 무거운 고형물은 탱크 바닥으로 가라앉고 가벼운 고형물은 상단으로 떠서 찌꺼기 층을 형성합니다. 그런 다음 정화된 물은 탱크 중앙에서 제거됩니다.
침전조는 일반적으로 직사각형 또는 원형 모양이며 폐수의 흐름을 느리게 하여 고형물이 침전될 시간을 충분히 갖도록 설계되었습니다. 탱크에는 탱크 바닥에서 침전된 고형물을 제거하고 표면에서 찌꺼기 층을 제거하는 데 도움이 되는 스크레이퍼, 스키머 또는 갈퀴와 같은 기계 장비가 장착될 수 있습니다.
침전조는 대부분의 부유 고형물과 유기물을 제거하는 1차 정화기 또는 생물학적 처리 후 남은 고형물과 미생물을 제거하는 데 사용되는 2차 정화기로 설계할 수 있습니다.
침전조의 효율성은 체류 시간, 고형물의 침전 속도 및 탱크 설계를 포함한 여러 요인에 따라 달라집니다. 체류 시간은 폐수가 탱크에 남아 있는 시간이며 일반적으로 탱크의 크기와 유량에 의해 결정됩니다. 고형물의 침전 속도는 크기, 모양 및 밀도에 따라 달라지며 응고제와 같이 고형물을 응집시키는 데 도움이 되는 화학 물질의 첨가에 의해 영향을 받을 수 있습니다.
전반적으로 침전조는 폐수가 생물학적 또는 고급 처리 공정을 사용하여 추가 처리되기 전에 대부분의 고형물과 유기물을 제거하는 데 도움이 되므로 폐수 처리의 중요한 구성 요소입니다.
폭기조:
폭기조는 폐수 처리장의 생물학적 처리 공정의 필수 구성 요소입니다. 이러한 탱크의 주요 기능은 미생물이 번성하고 폐수에 존재하는 유기물을 분해할 수 있는 환경을 제공하는 것입니다.
일반적인 활성 슬러지 공정에서 폭기조는 폐수가 미생물 배양물 또는 슬러지와 혼합되는 대형 분지 또는 탱크입니다. 슬러지에는 호기성 호흡 과정을 통해 폐수의 유기물을 분해하는 박테리아, 원생동물 및 곰팡이를 포함한 미생물 혼합물이 포함되어 있습니다.
미생물의 성장과 활동을 촉진하기 위해 폭기조에는 폐수에 산소를 공급하는 디퓨저 또는 기계식 폭기 장치와 같은 폭기 장치가 장착되어 있습니다. 이것은 미생물이 대사 과정을 수행하는 데 필요한 필수 산소를 제공합니다.
통기 공정은 일반적으로 몇 시간이 걸리며, 이 시간 동안 미생물은 폐수의 유기물을 소비하고 그 수를 증가시킵니다. 통기 공정이 완료된 후 폐수는 2차 정화기 또는 침전 탱크로 보내지며, 여기서 미생물이 침전되어 슬러지 층을 형성합니다. 그런 다음 정화된 물은 제거되고 3차 처리 공정에서 추가로 처리될 수 있습니다.
폭기 공정의 효율성은 슬러지의 미생물 농도, 폭기조의 용존 산소 수준, 폐수의 유기물 부하율 등 여러 요인에 따라 달라집니다. 미생물이 효과적으로 유기물을 분해하고 고품질 유출물을 생성할 수 있도록 이러한 요소를 신중하게 제어해야 합니다.
활성 슬러지 시스템:
활성 슬러지 시스템은 미생물을 사용하여 폐수에서 유기물을 분해하는 생물학적 폐수 처리 공정입니다. 이 과정은 폐수에 공기를 추가하여 미생물의 성장을 촉진하고 유기물을 소비하여 이산화탄소, 물 및 새로운 미생물 세포로 전환시키는 과정을 포함합니다.
활성 슬러지 시스템에서 폐수는 미생물의 성장을 촉진하기 위해 공기가 지속적으로 공급되는 폭기조에서 먼저 처리됩니다. 미생물은 폐수의 유기물을 소비하여 성장에 필요한 에너지와 영양분을 제공합니다. 미생물이 자라면서 폐수에서 침전될 수 있는 덩어리 또는 플록을 형성합니다.
폭기조 후에 폐수는 2차 정화기로 보내지며 여기서 플록은 폐수에서 침전되어 슬러지로 제거됩니다. 처리된 폐수는 추가 처리를 위해 배출되거나 보내집니다.
폐수 처리에 활성 슬러지 시스템을 사용하면 몇 가지 이점이 있습니다. 예를 들어 폐수에서 유기물, 질소 및 인을 효과적으로 제거하여 부영양화 및 기타 수질 문제를 방지할 수 있습니다. 활성 슬러지 시스템은 또한 지표수로 배출되거나 관개용으로 사용될 수 있는 고품질 폐수를 생성할 수 있습니다.
그러나 활성 슬러지 시스템과 관련된 몇 가지 문제도 있습니다. 예를 들어, 시스템은 미생물과 영양분의 적절한 균형을 유지하기 위해 세심한 관리가 필요합니다. 너무 많거나 적으면 문제가 발생할 수 있기 때문입니다. 또한 시스템은 충격 부하 및 기타 장애에 취약하여 처리 과정을 방해할 수 있습니다. 마지막으로 활성 슬러지 시스템은 대량의 슬러지를 생성할 수 있으므로 적절하게 처리하고 폐기해야 합니다.
멤브레인 바이오리액터:
MBR(Membrane Bioreactor)은 생물학적 처리와 막 여과를 결합한 폐수 처리 시스템의 한 유형입니다. MBR 시스템은 생물학적 공정을 사용하여 폐수에서 유기물을 분해한 다음 멤브레인을 사용하여 부유 물질, 박테리아 및 기타 오염 물질을 걸러냅니다.
MBR 시스템에서 폐수는 미생물이 유기물을 소비하고 이를 이산화탄소와 물로 변환하는 폭기조에서 먼저 처리됩니다. 그런 다음 혼합액은 멤브레인 필터를 사용하여 처리된 물에서 분리되어 고형물과 미생물을 유지하면서 물을 통과시킵니다. 멤브레인에 갇힌 고형물과 미생물은 폭기조로 되돌려 처리 과정을 계속합니다.
MBR 시스템에 사용되는 멤브레인 필터에는 중공 섬유와 플랫 시트의 두 가지 주요 유형이 있습니다. 중공사막은 일반적으로 소규모 시스템에 사용되는 반면 평막은 대규모 응용 분야에 사용됩니다. 두 가지 유형의 막 모두 박테리아, 바이러스 및 기타 오염 물질을 걸러내는 작은 구멍이 있습니다.
MBR 시스템은 기존의 폐수 처리 시스템에 비해 몇 가지 장점이 있습니다. 예를 들어, MBR 시스템은 멤브레인이 부유 물질, 박테리아 및 기타 오염 물질에 대한 물리적 장벽을 제공하기 때문에 기존 시스템보다 더 높은 품질의 폐수를 생산할 수 있습니다. MBR 시스템은 또한 멤브레인 여과가 2차 정화기를 대체할 수 있기 때문에 기존 시스템보다 적은 공간을 필요로 합니다. 또한 MBR 시스템은 더 높은 바이오매스 농도에서 작동할 수 있으므로 처리 효율이 높아지고 슬러지 생성이 감소할 수 있습니다.
그러나 MBR 시스템은 특수 멤브레인과 고급 제어 시스템이 필요하기 때문에 기존 시스템보다 작동하기가 더 복잡하고 비용이 많이 듭니다. 멤브레인의 유지 관리 및 교체 비용도 많이 들 수 있습니다. 이러한 문제에도 불구하고 MBR 시스템은 도시 및 산업 폐수 처리, 특히 공간이 제한적이거나 고품질 폐수가 필요한 분야에서 점점 인기를 얻고 있습니다.
소독 시스템:
소독 시스템은 폐수에서 병원성 미생물의 수준을 줄이는 데 도움이 되므로 많은 폐수 처리 공정에서 중요한 구성 요소입니다. 사용할 수 있는 소독 시스템에는 다음과 같은 여러 가지 유형이 있습니다.
염소화: 염소화는 처리된 폐수에 염소를 첨가하는 일반적인 소독 방법입니다. 염소는 박테리아와 바이러스를 포함한 많은 종류의 미생물을 죽일 수 있습니다. 그러나 염소화는 인체 건강에 해로울 수 있는 트리할로메탄과 같은 소독 부산물을 생성할 수도 있습니다.
자외선(UV) 방사선: UV 소독 시스템은 고강도 UV 램프를 사용하여 폐수에 있는 미생물을 죽입니다. 자외선은 미생물의 DNA를 손상시켜 번식을 방해합니다. UV살균은 소독부산물이 발생하지 않는 무화학공법입니다.
오존 처리: 오존 처리는 처리된 폐수에 오존을 추가하는 과정입니다. 오존은 미생물을 죽이고 유기 화합물을 분해할 수 있는 강력한 산화제입니다. 오존 처리는 소독 부산물을 생성하지 않는 화학 물질이 없는 방법이지만 운영 비용이 많이 들 수 있습니다.
멤브레인 여과: 한외여과 멤브레인과 같은 일부 유형의 멤브레인 필터는 처리된 폐수에서 박테리아와 바이러스를 제거할 수 있습니다. 멤브레인 여과는 효과적인 소독 방법이 될 수 있지만 설치 및 유지 관리 비용이 많이 들 수 있습니다.
소독 시스템의 선택은 폐수의 특성, 필요한 소독 수준 및 사용 가능한 자원을 포함한 다양한 요인에 따라 달라집니다. 많은 경우에 소독 방법을 조합하여 원하는 수준의 치료를 달성할 수 있습니다.
3차 처리 시스템:
3차 처리 시스템은 이미 1차 및 2차 처리 공정을 거친 폐수를 추가로 처리하는 데 사용됩니다. 3차 처리의 목적은 물에 남아있는 불순물과 오염물질을 제거하여 재사용 또는 환경으로 배출하기에 적합한 폐수를 생성하는 것입니다. 몇 가지 일반적인 3차 치료 시스템은 다음과 같습니다.
여과: 여과는 폐수에서 작은 입자, 부유 물질 및 기타 불순물을 제거하는 과정입니다. 3차 처리에 사용되는 일반적인 유형의 필터에는 모래 필터, 멀티미디어 필터 및 멤브레인 필터가 포함됩니다.
화학 처리: 화학 처리는 폐수에 화학 물질을 첨가하여 용존 고형물과 유기 화합물을 제거하는 것입니다. 3차 처리에 사용되는 일반적인 화학 물질에는 응고제, 응집제 및 소독제가 포함됩니다.
영양분 제거: 영양분 제거는 폐수에서 과도한 질소와 인을 제거하는 과정입니다. 과도한 영양분은 조류 번식 및 기타 환경 문제에 기여할 수 있습니다. 영양소 제거를 위한 일반적인 방법에는 생물학적 영양소 제거(BNR) 및 화학적 침전이 포함됩니다.
소독: 소독은 폐수에서 병원성 미생물을 죽이는 과정입니다. 일반적인 소독 방법에는 염소 처리, UV 방사선 및 오존 처리가 포함됩니다.
역삼투: 역삼투는 반투막을 사용하여 폐수에서 용존 고형물, 염분 및 기타 불순물을 제거하는 과정입니다. 이 공정은 산업 또는 농업 분야에서 재사용하기에 적합한 고품질 물을 생산할 수 있습니다.
3차 처리 시스템의 선택은 폐수에서 제거해야 하는 특정 오염 물질, 유출물의 의도된 용도 및 사용 가능한 자원에 따라 달라집니다. 많은 경우에 원하는 수준의 수질을 달성하기 위해 처리 방법을 조합하여 사용할 수 있습니다.
전반적으로 폐수 처리 장치는 폐수에서 오염 물질과 오염 물질을 제거하고 처리된 물이 환경 및 공중 보건 기준을 충족하는지 확인하는 데 필수적입니다.