2차 침전조는 활성슬러지 폐수처리시스템의 핵심구조 중 하나로 진흙과 물을 분리하는 핵심기능을 담당합니다. 그러나 실제 운영 시 2차 침전조에서는 슬러지 부유가 빈번하게 발생하여 방류수 수질을 악화시키고 심한 경우 전체 처리시스템의 안정적인 운영에 영향을 미치기도 한다. 슬러지 부유 문제는 복잡해 보이지만 크게 벌크 슬러지 부유와 미세입자 슬러지 부유(슬러지 유실)의 두 가지 범주로 분류할 수 있습니다. 본 논문은 다양한 슬러지 부유 현상의 원인과 그에 따른 대책을 체계적으로 정리하여 운영 및 관리 담당자에게 참고 자료를 제공한다. I. 벌크 슬러지 부유 침전조 내에는 주먹 크기의 슬러지 덩어리가 가끔 부유하는데, 이는 주로 두 가지 요인에 의해 발생됩니다. 1. 탈질 슬러지 현상 특성부유 슬러지는 색상이 연하고 때로는 녹빛을 띠는 경우도 있습니다. 원인 분석폭기조의 질화도가 상대적으로 높을 때 암모니아화, 질산화를 통해 질소 화합물이 질산염으로 전환되어 NO₃-N 농도가 높아집니다. 회수율이 너무 낮거나 슬러지 회수율이 좋지 않아 침전조 내 슬러지 레벨이 상승하면 장기간 슬러지를 재생시킬 수 없습니다. 침전조 바닥의 슬러지는 무산소 상태가 되어 질산염의 탈질 반응을 촉발시킵니다. 생성된 질소(N2)는 슬러지에 부착된 작은 기포를 형성하여 결국 벌크 슬러지를 부유하게 만듭니다. 해결책 1. 반환 비율을 높여 2차 침전조의 슬러지를 적시에 재생하고 슬러지 층의 높이를 줄입니다. 2. 슬러지 체류 시간을 단축하고 더 많은 슬러지를 배출하여 슬러지 농도를 낮추십시오. 3. 폭기조의 용존 산소(DO) 수준을 적절하게 줄입니다. 위의 조치는 질산화를 약화시키고 질산염의 발생을 줄일 수 있습니다. 2. 정화조 슬러지 현상 특성탈질 슬러지와는 다르게 정화조 슬러지는 검은색을 띠며 강한 부패성 냄새를 동반합니다. 원인분석 슬러지가 쌓이는 2차 침전조에는 데드존(Dead zone)이 존재합니다. 장기간의 슬러지 축적은 혐기성 정화조 분해로 이어져 H2S, CO2, H2 등의 가스를 생성합니다. 이 기포는 슬러지에 달라붙어 위쪽으로 떠오릅니다. 해결 방법 1. 사각지대에 슬러지 축적을 제거합니다. 예를 들어 사각지대에서 압축 공기를 사용하여 정기적으로 폭기 및 교반을 수행합니다. 2. 슬러지의 장기 체류를 방지하기 위해 슬러지 반환을 늘립니다. 3. 설계 단계에서 탱크 구조를 최적화하여 슬러지가 축적되기 쉬운 영역을 줄입니다. II. 미세 입자 슬러지 부유(슬러지 세척) 미세 슬러지 입자가 유출수와 함께 지속적으로 흘러나오는 현상을 일반적으로 "슬러지 세척"이라고 합니다. 원인은 시스템 운영 부하, 슬러지 상태, 수질 변화 및 기타 측면을 포함하여 복잡합니다. 슬러지 유실의 주요 원인 1. 과도한 시스템 부하 처리 부하(수량 및 오염물질 농도)의 급격한 증가로 인해 2차 침전조의 수리학적 체류 시간이 단축됩니다. 활성 슬러지는 침전되지 않고 폐수와 함께 흘러나갑니다. 한편, 유입수 농도가 증가하면 활성 슬러지의 활성이 증가하고 침전성이 저하되어 탁한 유출수 및 슬러지 유실이 발생합니다. 2. 사상균의 팽화(Bulking) 사상균의 과도한 증식으로 인해 슬러지 벌킹이 발생합니다. 슬러지는 침강 속도가 매우 느린 느슨한 구조를 나타내므로 완전히 침강되기 전에 슬러지가 씻겨 나가게 됩니다. 필라멘트성 슬러지 벌킹은 활성 슬러지 공정 운영에서 가장 일반적인 문제 중 하나입니다. 3. 저부하 장기 운전저부하 조건에서 장기간 운전하면 슬러지 노화 및 미생물 내인성 호흡이 발생하여 플록 분해 및 조각화가 발생하고 이로 인해 슬러지 유실이 발생합니다. 부하가 지나치게 높거나 낮으면 폐수 내 슬러지 손실이 발생할 수 있습니다. 4. 환경 요인의 급격한 변화 환경 조건의 비정상적인 변화는 슬러지 유실을 유발할 수 있습니다. • 낮은 수온은 미생물 활동을 감소시키고 슬러지 침전성을 악화시킵니다. • 과도한 통기는 높은 전단력을 생성하고 슬러지 플록을 분해합니다. • pH 값의 급격한 변동은 미생물의 정상적인 대사를 방해합니다. • 독성 및 불활성 물질의 유입으로 슬러지 활동이 억제됩니다. 5. 유입수 수질의 급격한 변동 유입수 pH, 독성 오염물질 및 기타 지표의 급격한 변화는 물론 독성 및 불활성 물질의 유입으로 인해 슬러지 중독 또는 활성 손실이 발생하여 플록 분해 및 슬러지 유실이 발생할 수 있습니다. 6. 영양 불균형 및 슬러지 노화 슬러지 노화는 영양 결핍이나 과도한 산소 공급으로 인해 발생합니다. 미생물은 자체 소비를 수행하여 플록 구조를 약화시키고 침전 성능을 저하시킵니다. 7. 유입되는 암모니아 질소가 지나치게 높음 유입되는 암모니아 질소가 지나치게 높고 C/N 비율이 낮으면 슬러지 콜로이드 메커니즘의 균형이 깨져 플록 분해 및 슬러지 유실이 발생합니다. 8. 탱크 수온이 지나치게 높음 탱크 온도가 40℃를 초과하면 미생물 대사가 교란되어 슬러지 응집 및 침전이 저하됩니다. 9. 기계적 요인 기계적 폭기 임펠러의 회전 속도가 지나치게 높으면 강한 전단력이 발생하여 플록 입자가 부서지고 물과 함께 흘러나오는 미세한 입자가 많이 생성됩니다. 슬러지 세척을 위한 종합적인 솔루션 슬러지 세척을 해결하는 핵심 원칙은 먼저 근본 원인을 파악한 후 구체적인 조치를 취하는 것입니다. 1. 슬러지 중독이 발생한 경우 독성 폐수 및 오염원의 유입을 즉시 차단합니다. 2. 영양 결핍 및 슬러지 노화의 경우 영양분(탄소원, 질소원, 인원)을 적절하게 추가하고 슬러지 재생 조치를 시행합니다. 3. 부하 변동이 있는 경우 작동 매개변수를 조정하고 폭기율과 슬러지 회수율을 합리적으로 제어합니다. 4. 사상성 슬러지 벌킹의 경우 화학약품 투입, 슬러지 체류 시간 조정, 혐기성/무산소 선택 구역 추가 등의 조치를 취합니다. III. 운영 및 관리에 대한 빠른 참조 핵심 사항 용존 산소(DO) 관리 • 지속적으로 낮은 DO + 높은 유입수 부하 → 불완전한 유기물 분해, 어두운 색도를 갖는 탁한 유출수; • 지속적으로 높은 DO + 낮은 유입수 부하 → 슬러지의 미생물 내인성 산화, 침전성이 낮은 가벼운 슬러지, 유출수와 함께 떠다니는 가벼운 슬러지. 2차 침전조 관리 부유 슬러지는 대부분 바닥 슬러지의 혐기성 분해에 의해 발생하는데, 그 이유는 주로 슬러지 회수 흐름이 부족하거나 슬러지 스크래퍼 손상으로 인해 데드존에 슬러지가 축적되는 두 가지 이유 때문입니다. 특별 알림 부유 슬러지 문제 해결은 "첫 번째 관찰, 두 번째 감지, 마지막 조정" 원칙을 따라야 합니다. 부유하는 슬러지의 종류는 부유하는 슬러지의 색상, 크기, 냄새 등의 외관특성을 관찰하여 초기에 판단할 수 있습니다. 수질 검출 데이터(DO, NO₃-N, pH, MLSS 등)와 결합하여 문제를 확인할 수 있으며 최종적으로 목표 조정 계획을 수립할 수 있습니다.
