현대 폐수 처리장은 폐쇄 루프 정수 조립 라인으로 운영됩니다. 도시 생활 하수와 산업 폐수는 파이프 네트워크를 통해 수렴하고 다단계 정화를 거쳐 최종적으로 배출 또는 재생을 위한 자격을 갖춘 깨끗한 물로 전환됩니다. 이 기사에서는 실제 하수의 흐름 순서에서 전체 프로세스, 각 장치의 기능 및 핵심 작동 원리를 모든 독자가 쉽게 이해할 수 있도록 자세히 설명합니다. I. 폐수 처리장의 전체 구조 모든 처리 장치는 물 흐름 방향을 따라 직렬로 작동하여 완전한 정화 시스템을 형성하며 7개의 주요 기능 영역으로 구성됩니다. 1. 유입수 펌프장(조대 바 스크린 포함) 2. 전처리 장치(미세 스크린, 침사지 챔버) 3. 1차 침전조 4. 생물학적 반응조(송풍기 하우스 포함) 5. 2차 침전조 6. 소독, 배출 및 재사용 장치 7. 슬러지 처리단위 하수는 물리적 차단 → 1차 침전 → 생물학적 분해 → 진흙-물 분리 → 소독 및 배출/재사용의 순서로 진행됩니다. 전 공정에서 발생하는 모든 슬러지 및 잔여물을 균일하게 포집하여 부피를 줄인 후 반출하여 처리함으로써 수처리 + 슬러지 처리의 이중 운영을 실현합니다. II. 각 처리 장치에 대한 자세한 설명 1. 유입수 펌프장(거친 바 스크린 포함) 이는 하수 수집, 수위 상승 및 거친 여과의 세 가지 핵심 기능을 수행하는 공장으로 유입되는 하수의 첫 번째 관문입니다. 도시 하수는 주로 중력에 의해 흐릅니다. 공장에 도착했을 때 수위가 너무 낮아 후속 구조물에 직접 들어갈 수 없습니다. 수위를 높이려면 물 펌프가 필요하며, 이를 통해 하수는 중력에 의해 모든 후속 처리 장치를 통해 흐를 수 있습니다. 핵심장비 거친 바 스크린, 수중 리프팅 펌프, 수동/전동 수문, 집수정 탱크, 탈취 시스템 작동 원리 • 거친 바 스크린: 10~20 mm의 간격으로 거대한 빗과 같은 역할을 하여 나뭇가지, 비닐봉지, 돌, 천 조각 등 큰 부유물과 부유 물질을 차단하여 후속 파이프라인, 펌프 및 정밀 장비의 막힘을 방지합니다. • 리프팅 펌프: 집수조 내의 오수를 전처리 장치의 설계 수위까지 안정적으로 들어 올려 지속적이고 안정적인 물 흐름을 보장합니다. • 수문(Sluice Gate): 장비 유지보수, 흐름 전환 및 유입수 흐름 조절에 사용됩니다. • 탈취시스템 : 펌프장에서 악취가스를 포집하고, 이를 세척 및 흡착처리하여 배출기준을 충족시키고 공장 내부의 악취를 저감시킵니다. 2. 전처리 장치(미세 스크린 및 그릿 챔버) 거친 스크리닝 후에도 하수에는 여전히 다량의 미세한 부유 물질, 모래 및 재가 포함되어 있습니다. 후속 생화학 및 침전 장비를 보호하려면 추가 전처리가 필요합니다. 핵심장비파인스크린, 볼텍스 침사지/포화 침사지, 스크류 컨베이어, 사수 분리기, 탈취 시스템 작동 원리 • 파인 스크린: 3~5mm의 간격으로 머리카락, 섬유, 종이 조각 등 미세한 부유물을 더욱 차단합니다. 스크린 잔여물은 수집되어 스크류 컨베이어로 운반됩니다. • 그릿 챔버(Grit Chamber): 중력과 소용돌이 작용을 채택하여 고밀도 모래와 돌을 신속하게 침전시키고 유기물과 분리합니다. 볼텍스 그릿 챔버는 작은 바닥 면적과 높은 모래 제거 효율을 위해 널리 사용되며, 모래 알갱이로 인한 펌프 마모 및 탱크 침적을 효과적으로 방지합니다. • 모래-물 분리기: 침사지 챔버에서 모래-물 혼합물을 분리합니다. 모래는 밖으로 운반되고 분리된 물은 하수 시스템으로 다시 흐릅니다. 3. 1차 침전조 전처리된 하수는 물리적 침전을 위해 1차 침전조로 유입되어 생화학적 처리 전 주요 부하 저감 고리 역할을 합니다. 핵심 기능하수 중 COD 및 BOD₅를 20%~30%, 부유 물질(SS)을 50% 이상 제거합니다. 후속 생물학적 반응조의 유기물 부하를 크게 줄이고, 폭기 에너지 소비를 줄이며 장비의 수명을 연장합니다.Key Note모든 공정에 1차 침전조가 장착되는 것은 아닙니다. 산화 도랑, SBR 및 MBR과 같은 통합 공정은 일반적으로 이를 생략하여 하수가 생화학적 시스템에 직접 들어갈 수 있도록 합니다. 작동 원리하수는 탱크 내부에서 천천히 흐릅니다. 침전 가능한 고형물은 중력에 의해 탱크 바닥으로 가라앉아 1차 슬러지를 형성하며, 이는 슬러지 스크레이퍼에 의해 수집 및 배출됩니다. 상대적으로 깨끗한 상층액은 생물학적 반응조로 흘러 들어갑니다. 4. 생물학적 반응조(Blower House 포함) 폐수처리의 핵심입니다. 활성 슬러지의 미생물은 하수 중의 유기물, 암모니아성 질소, 총질소 및 총인을 "분해하고 소비"하여 고도의 정화를 달성합니다. 주류 공정AAO(혐기성-무산소), 산화 도랑, SBR, CAST, MBR 중 AAO가 가장 널리 적용됩니다. 핵심 장비송풍기, 폭기 디스크/폭기 파이프, 수중 혼합기, 슬러지 회수 펌프, 질화 액체 회수 펌프, 화학 물질 투여 시스템 작동 원리 • 혐기성 구역: 혼합기는 현탁액에 슬러지를 유지합니다. 인을 축적하는 박테리아는 인을 방출하여 후속 호기대에서 인 흡수를 준비합니다. • 무산소 구역: 믹서는 물 흐름을 혼합합니다. 탈질은 반환된 질산화액의 질산염을 활용하여 전체 질소를 제거함으로써 실현됩니다. • 산소 구역: 송풍기는 압축 공기를 전달하며, 이는 통풍 장치를 통해 미세 기포를 형성하여 미생물에게 산소를 공급합니다. 미생물은 대량으로 번식하여 유기물을 분해하고 암모니아성 질소를 산화시킵니다. 한편, 인 축적 박테리아는 과도한 인을 흡수합니다. • 반환 시스템: 슬러지 반환 펌프는 미생물 농도를 유지하기 위해 2차 침전조에서 생화학 탱크로 슬러지를 되돌려 보냅니다. 질산화 액체 반환은 질소 제거 효율을 향상시킵니다. • 화학 투입 시스템: 총 질소와 총 인의 안정적인 규정 준수를 보장하는 데 필요한 만큼 탄소 공급원과 인 제거제를 투입합니다. 5. 2차 침전조 생물반응조의 배출수에는 다량의 활성슬러지가 포함되어 있습니다. 깨끗한 유출수를 보장하려면 중력 침전에 의한 완전한 이수 분리가 필요합니다. 일반적인 유형수직 흐름, 방사형 흐름 및 수평 흐름 2차 침전조. 작동 원리 • 상등액: 최종 표준 준수 배출 준비를 위해 깨끗한 물이 소독 장치로 유입됩니다. • 침전슬러지 : 슬러지의 일부를 생물반응조로 되돌려 미생물량을 유지하는 방식이다. 나머지는 과도한 슬러지 축적을 방지하기 위해 슬러지 처리 장치로 배출되는 잉여 슬러지입니다. 6. 소독, 배출 및 재사용 장치 2차 침전조의 방류수는 기본 기준에 도달했지만 여전히 소수의 박테리아와 바이러스가 포함되어 있습니다. 안전한 배출이나 재사용을 위해서는 소독이 필수입니다. 일반적인 소독 방법 • UV 소독: 화학 약품이 없고 잔류 물질이 없으며 접촉 시간이 짧고(수초 ~ 10초 이상) 작동 및 유지 관리가 간단합니다. 도시 폐수 처리장에서 널리 사용됩니다. • 차아염소산나트륨 소독: 투여가 편리하고 비용이 저렴합니다. 필요한 접촉 시간 ≥ 30분; 잔류염소는 2차 오염을 방지하기 위해 엄격한 관리가 필요합니다. • 오존 소독: 매우 강력한 산화 살균 능력으로 탈색과 탈취가 동시에 이루어집니다. 높은 장비 투자 및 운영 비용. 대부분 높은 표준 재사용 시나리오에 적용됩니다. 최종 폐기 경로 • 표준 배출: 강, 호수 등 수용 수역으로 배출됩니다. • 재생 재사용: 도시 녹화, 도로 세척, 산업용 냉각수, 조경수 보충 등에 적용되어 수자원 재활용을 실현합니다. 7. 슬러지 처리장 1차 침전조의 1차 슬러지와 2차 침전조의 잉여 슬러지는 수분 함량이 높고 부패가 쉬운 특성이 있습니다. 2차 오염을 방지하려면 부피 감소, 안정화 및 무해한 처리를 거쳐야 합니다. 슬러지 완전 처리 흐름 농축 → 컨디셔닝 → 탈수 → 외부 처리핵심 장비슬러지 농축조/농축기, 슬러지 컨디셔닝 탱크, 판틀 필터 프레스/벨트 탈수기/스크류 프레스 탈수기, 슬러지 사일로, 탈취 시스템 작동 원리 • 농축: 슬러지 내 유리수를 제거하여 부피를 줄이고 후속 처리 부하를 낮춥니다. • 컨디셔닝: 슬러지 탈수 성능을 향상시키기 위해 PAM(폴리아크릴아미드)과 같은 화학물질을 투여합니다. • 탈수: 기계적 압출은 슬러지 수분 함량을 80% 미만으로 줄여 고체 슬러지 케이크를 형성합니다. • 외부 폐기: 슬러지 케이크는 매립, 소각, 건축 자재 생산, 토지 활용 등 무해한 폐기를 위해 적격 장소로 운반됩니다. III. 폐수 처리 공정 요약 폐수 처리장의 정화 논리는 본질적으로 다음과 같습니다. 물리적 차단 및 침전 → 생물학적 분해 → 2차 침전 및 이수 분리 → 고급 정화 → 슬러지 처리 1. 물리적 불순물 제거: 거친/미세 스크린이 잔류물을 차단하고 그릿 챔버에서 모래를 제거하여 먼저 고체 불순물을 제거합니다. 2. 예비 부하 감소: 1차 침전조는 부유 슬러지를 침전시켜 생화학적 부하를 줄입니다. 3. 핵심 정화: 미생물은 유기물을 분해하고 수질 기준을 충족하기 위해 질소 및 인 제거를 실현합니다. 4. 진흙-물 분리: 2차 침전조는 활성 슬러지에서 깨끗한 물을 분리하여 깨끗한 유출수를 보장하고 활성 슬러지를 재활용합니다. 5. 살균 및 규정 준수: 깨끗한 물 배출 또는 재사용을 위해 병원성 미생물을 소독합니다. 6. 슬러지 처리: 잉여 슬러지는 농축, 탈수, 부피 감소를 거쳐 무해하게 처리됩니다.
