산업 폐수 처리 단계의 A to Z

산업, 상업 및 가정용으로 물을 사용하면 물의 물리적 및 화학적 특성을 변화시키는 바람직하지 않은 오염 물질이 수역에 추가되어 사용에 적합하지 않고 환경적 관점에서 위험합니다. 따라서 폐수는 수질을 개선하여 환경, 건강 및 안전 기준에 부합하도록 일련의 처리 과정을 거쳐야 합니다.

폐수 처리는 일반적으로 1차, 2차 및 3차의 세 단계로 진행됩니다. 색상, 냄새, 탁도, pH, COD, BOD, 질소 함량, TDS 및 폐수의 재사용 가능성 및 처리 가능성을 제어하는 ​​병원체 함량과 같은 일련의 물리적, 화학적 및 생물학적 매개변수가 있습니다. 각 처리 단계는 폐수의 매개변수가 충족되도록 합니다.

1. 폐수의 1차 처리

산업 폐수의 초기 처리는 플라스틱, 목재, 그리스 등과 같은 부유 고형물이 물리적으로 제거되는 1차 처리 중에 발생합니다. 물에 존재하는 모든 종류의 콜로이드 물질은 오염된 콜로이드 물질과 함께 응집되어 처리 탱크 바닥에 가라앉게 하는 응집제 및 응집제를 사용하여 화학적 처리를 받습니다. 이 단계에서 폐수 는 폐수의 2차 처리를 위해 보내지기 전에 산 또는 알칼리를 사용하여 폐수의 pH를 중화합니다. 이는 2차 폐수처리단계에서 미생물의 증식을 촉진하기 위해 필요한 단계이다. 미생물은 먹이를 주고 번성하고 복제하기 위해 중성에 가까운 pH 환경을 선호합니다.

2. 폐수의 2차 처리

1차 폐수처리에 이어 2차 폐수처리로 이어지는 폐수처리공정의 핵심입니다. 2차 처리는 1차 처리된 폐수가 탄소 산화 및 다른 영양소 제거를 유발하는 생물학적 제제를 사용하여 추가 처리되는 생물학적 처리 공정으로도 알려져 있습니다. 폐수의 2차 처리는 효소나 미생물과 같은 생물학적 제제를 사용하여 수행됩니다.

A. 효소를 매개로 하는 폐수의 2차 처리

효소는 생화학 반응을 촉매하는 무생물 생물학적 단백질 분자입니다. 효소 매개 2차 폐수 처리 공정에서 효소는 효소-기질 반응을 통해 물을 처리합니다. 여기서 효소는 기질 부위에 부착되어 기질 분해를 유발합니다. 몰락은 효소의 사용이 대량의 지속적인 요구 사항을 고려할 때 비용이 많이 드는 일이 된다는 것입니다. 효소의 기질 특이성으로 인해 추가적인 유기 오염 물질은 분해될 수 없습니다. 또한 쉽게 비활성화되어 교체해야 하는 환경의 변동에 매우 민감합니다. 또한 치료 시설에 사용하려면 특정 기반 시설이 필요합니다.

B. 미생물 매개 폐수의 2차 처리

폐수의 미생물 분해는 폐수의 2차 처리를 위한 가장 다재다능하고 효과적이며 간단한 방법입니다. 폐수의 미생물 처리는 폐수에서 일반적으로 발견되는 대부분의 유기 오염 물질을 쉽게 분해할 수 있습니다. 미생물은 이러한 유기 오염 물질을 먹이로 사용하여 독성 고분자 유기 화합물을 물, 이산화탄소, 바이오매스 및 기타 작고 무독성인 부산물로 분해합니다. 미생물이 생존, 적응, 증식 및 비특이적으로 유기 오염 물질을 분해하는 능력은 2차 폐수 처리를 위한 가장 비용 효과적이고 효율적인 솔루션입니다. 강력하고 과학적으로 선택된 미생물의 컨소시엄으로 구성된 미생물 제품을 사용하는 것이 좋습니다. 이 미생물은 다양한 단순 유기 화합물과 난치성 유기 화합물을 대상으로 하여 폐수 2차 처리 동안 더 나은 결과를 얻을 수 있습니다.

2.1. 폐수 2차 처리 방식

2차 처리 과정은 처리 시스템의 미생물이 생존하고 시스템에 유입되는 물을 처리하기 위해 산소의 존재가 필요한지 여부에 따라 주로 호기성 및 혐기성 처리로 분류할 수 있습니다.

2.1. 에어로빅 치료:

호기성 처리에서 폐수의 미생물 분해는 에어레이터에 의해 기계적으로 공급되는 공기/산소의 존재 하에 발생합니다. 폭기장치를 지속적으로 가동하고 2차 탱크의 매개변수를 모니터링하기 위한 에너지 소비는 혐기성 처리보다 비용이 많이 듭니다. 그러나 호기성 조건에서 오염 물질의 빠르고 효율적인 분해는 혐기성 처리보다 우위를 제공합니다. 오염 물질의 더 빠른 분해는 폐수에 대한 더 짧은 체류 시간을 보장하여 넓은 토지 공간에 대한 요구 사항을 줄입니다. 에어로빅 기술은 다음과 같은 다양한 기술에 사용됩니다.

활성 슬러지 처리 – 폐수 2차 처리에서 가장 일반적으로 사용되는 기술입니다. 이 과정에서 미생물과 고형물은 대형 폭기 장치와 교반기를 사용하여 탱크에 부유됩니다. 미생물은 유기 오염 물질과 상호 작용하여 분해합니다. 고형물과 미생물은 함께 덩어리를 형성하여 혼합액 현탁 고형물(MLSS)로 플록을 형성합니다. 원하는 폐수 처리를 달성한 후 혼합액은 2차 정화기로 배출되어 슬러지가 바닥에 가라앉고 상등액은 3차 처리를 받습니다. 슬러지의 일부는 2차 처리 장치로 다시 재활용되며 이는 유입되는 폐수의 추가 처리를 위한 종자 역할을 합니다. 이 슬러지의 미생물은 이미 물의 유기물 부하에 미리 적응하여 분해 과정을 더 빠르고 효율적으로 만듭니다.

MBBR (이동층 생물막 반응기) : MBBR도 활성 슬러지 공정의 일종이지만 미생물이 폴리에틸렌 담체 표면에 생물막으로 부착됩니다. 이러한 불활성 담체는 폭기조 내부로 쉽게 이동할 수 있어 표면적이 넓어 미생물 및 폐기물 상호작용에 쉽게 접근할 수 있습니다. 그들의 움직임은 더 높은 분해율을 촉진합니다.

순차 회분식 반응기(SBR) : 처리과정에서 일정 간격으로 활성슬러지 시스템을 채우고 빼내는 역할을 합니다. 처리 후 폭기 및 교반을 중지하고 슬러지 침전이 허용됩니다. 그런 다음 처리된 상층액을 배출구에서 빼냅니다. 이 폐수 2차 처리 공정에서 균일화, 폭기 및 정화가 단일 시스템에서 달성될 수 있습니다.

막 생물반응기: 미세여과(MF) 또는 한외여과(UF)와 같은 막 공정과 함께 활성 슬러지와 같은 생물학적 폐수 처리의 조합은 막 생물반응기로 달성할 수 있습니다. 여과 유닛은 생물학적 반응기 내부에 배치되고, 반응기 내부의 미생물 바이오매스를 유지하는 여과 유닛을 통해 유출수가 배출된다.

2.1.2. 혐기성 처리-

공기/산소가 없는 상태에서 폐수를 미생물 처리하는 것을 혐기성 처리라고 합니다. 이러한 분해는 혐기성 미생물에 의해 수행됩니다. 높은 에너지 투입을 필요로 하지 않기 때문에 폐수의 2차 처리를 위한 비용 효율적인 방법입니다. 교반기 및 실시간 데이터 모니터링과 같은 시스템에 대한 에너지 입력은 최소화되지만 더 높은 체류 시간으로 많은 양의 폐수를 처리하기 위한 공간 요구 사항은 호기성 시스템에 비해 훨씬 높습니다. 혐기성 치료에 사용되는 기술은 다음과 같습니다.

혐기성 석호 : 폐수 처리를 위한 혐기성 조건을 제공하는 연못과 같은 인공 흙 유역을 혐기성 석호라고 합니다. 폐수는 석호에서 유지되며 오염 물질의 분해를 위해 잠재적인 혐기성 미생물이 추가됩니다. 이 기술은 다른 혐기성 시스템에 비해 더 높은 머무름 시간이 필요합니다.

혐기성 슬러지 블랭킷(ASB) 반응기: 이 과정에서 유입수는 혐기성 조건에서 플록 또는 입상 슬러지의 블랭킷을 통과합니다. 유출물의 흐름은 아래쪽 또는 위쪽일 수 있습니다. 상향류 혐기성 슬러지 블랭킷(UASB) 반응기는 가장 일반적으로 사용되는 ASB 기술입니다.

혐기성 필터 반응기. 이 과정에서 폐수는 표면에 생물막이 남아 있는 혐기성 필터를 통과하게 됩니다. 필터에는 합성 또는 천연 유래의 불활성 담체가 포함되어 있습니다. 필터는 상향 또는 하향 흐름으로 작동할 수 있습니다.

질화 및 탈질소화에 의한 질소 제거: 이 폐수 2차 처리 방법은 질소와 같은 영양소 제거를 위해 호기성 처리와 혐기성 처리의 조합을 사용합니다. 질소는 일반적으로 알칼리성 pH의 암모니아, 산성 pH의 암모늄 이온 및 중성 pH의 암모니아성 질소의 형태로 물에 존재합니다. 질소 제거 과정은 질산화와 탈질소라고 하는 2단계 과정입니다.

폐수 3차 처리

3차 폐수 처리는 물리적 및 화학적 공정을 결합하여 폐수에서 유해한 미생물 병원체와 고등 생물을 제거하는 최종 처리 공정입니다. 여기에는 추가 물리적/화학적 소독 처리가 뒤따르는 여과와 같은 물리적 분리 방법이 포함될 수 있습니다. 다른 방법들도 추가적으로 채용될 수 있다. 때로는 자원 부족으로 인해 치료의 이 부분을 완전히 건너뜁니다. 이는 폐수의 2차 처리가 가능한 한 효율적이 되도록 하는 것이 더욱 중요합니다.

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