폐수 처리에서 슬러지는 무엇입니까?
모든 폐수 처리장은 무시할 수 없는 잔류 흐름인 슬러지를 생성합니다. 1차 정화기, 2차 정화기 및 화학적 응집 탱크에서 침전된 오염물질은 여전히 남아 있는 어둡고 점성이 있는 슬러리로 수집됩니다. 무게 기준으로 95~99%가 수분 . 즉, 처리 작업을 떠나는 "폐기물"은 대부분 들어오는 흐름에서 제거하려는 물입니다.
미국 EPA는 하수 슬러지를 도시 폐수 처리 중에 생성된 고체, 반고체 또는 액체 잔류물로 정의합니다. 브리태니커 백과사전에서는 폐수 처리 공정의 부산물로 생성되는 고체, 반고체 또는 슬러리 잔류 물질이라는 유사한 정의를 사용합니다. 슬러지가 유익한 재사용을 위한 규제 표준을 충족하도록 안정화되면 이를 바이오고형물이라고 합니다.
슬러지 구성은 소스에 따라 변경됩니다. 에서 도시 폐수 처리장 , 슬러지에는 국내 유기물, 질소 및 인이 풍부합니다. 산업 현장에서는 화학 침전물, 중금속 또는 오일이 포함될 수 있습니다. 변함없이 유지되는 과제는 고형물을 농축하고, 수분 함량을 줄이고, 폐기 또는 재사용 전에 남은 물질을 안정화시키는 것입니다.
아래 표에는 치료 결정에 가장 중요한 부분이 요약되어 있습니다.
| 구성 요소 | 전체 질량의 비율 | 치료에 대한 효과 |
|---|---|---|
| 물 | 95~99% | 펌핑, 저장 및 운반할 용량을 설정합니다. |
| 유기물 | 건조 고형물 50~70% | 냄새와 분해의 주요 원인; 소화의 대상 |
| 영양소(질소, 인) | 건조 고형물 1~5% | 비료 가치를 부여하십시오. 영양부하 위험을 야기 |
| 무기고체 | 건조 고형물 20~40% | 펌프 및 스크린 표면을 마모시키는 모래 및 금속염 |
| 미량 오염물질 | 변수 | 미세 플라스틱, 중금속 및 병원체는 폐기 규칙을 형성합니다. |
처리열차에서 슬러지는 어떻게 생성되나요?
슬러지는 단일 물질이 아닙니다. 이는 공정의 여러 지점에서 형성되며, 발생 지점은 탈수 장비에서 슬러지가 거동하는 방식을 제어합니다.
1차 슬러지
스크리닝 및 모래 제거 후 1차 정화기는 가장 무거운 유기 고형물을 침전시킵니다. 1차 슬러지는 기존 도시 흐름의 부유 고형물의 약 50~60%를 운반합니다. 섬유질이 많고 모래가 많으며 냄새가 강하지만 상대적으로 쉽게 물을 배출하므로 걸쭉해지고 탈수되는 슬러지가 가장 쉽습니다.
2차(생물학적) 슬러지
생물학적 반응기는 용해된 유기물을 박테리아 바이오매스로 변환합니다. 해당 바이오매스가 2차 정화기에 침전되면 폐활성슬러지(WAS)로 제거됩니다. WAS는 단지 0.5~1.5%의 건조 고형분만 탱크에 남겨두고 박테리아 세포가 물을 너무 단단하게 결합시켜 탈수 시 더 많은 폴리머와 더 긴 체류 시간을 요구합니다. 왜냐하면 다양한 슬러지 유형은 탈수에 다르게 반응합니다. , 1차 슬러지 전용 크기의 기계는 WAS가 지배하는 하천에서 어려움을 겪는 경우가 많습니다. 따라서 대부분의 공장에서는 두 흐름을 혼합하여 보다 일관된 공급물을 생성합니다.
화학슬러지
인 제거 또는 응고를 위한 화학 물질 투여로 인해 금속 수산화물 플록이 생성됩니다. 화학 슬러지는 밀도가 높고 입자가 세밀하며 마모성이 높습니다. 이는 폴리머 수요를 증가시키고 펌프 씰과 프레스 스크린의 수명을 단축시킬 수 있습니다. 탈수 전 1차, 2차, 화학적 슬러지를 균질화하는 완충 탱크는 간단한 투자로 다운스트림 이점이 큽니다.
그림 1. 침전 탱크 개략도: 공급물은 중앙 근처로 들어가고, 정화된 유출물은 가장자리를 넘치고, 슬러지 블랭킷은 농축을 위해 언더플로로 배출됩니다.
수분 함량이 진짜 문제입니다
수분 함량은 슬러지 관리에 있어서 가장 중요한 수치입니다. 원시 도시 슬러지는 일반적으로 97~99%가 물입니다. 농축은 입자 사이의 자유수를 제거하고, 탈수는 결합된 물을 배출하며, 건조는 나머지를 증발시킵니다. 각 단계의 효과는 아래와 같습니다.
일반적인 치료 단계에서 수분 감소. 단계 값은 도시 슬러지에 대해 일반적으로 달성되는 범위를 나타냅니다. 실제 수치는 슬러지 소스, 폴리머 주입 및 장비 성능에 따라 달라집니다.
산술이 놀랍습니다. 수분이 99%인 슬러지 1톤에는 건조 고형물이 10kg만 들어있습니다. 동일한 고형물 질량을 25% 건조 고형물로 탈수하면 약 40kg의 케이크가 생성되며, 이는 저장, 펌핑 및 운반에 필요한 무게가 25배 감소합니다. 이것이 탈수 장비에 대한 투자가 일반적으로 짧은 운영 기간 내에 운송 비용 절감을 통해 상환되는 이유입니다.
처리되지 않은 슬러지를 직접 처리할 수 없는 이유
처리되지 않은 슬러지는 생물학적으로 불안정합니다. 유기물은 계속 분해되어 황화수소와 암모니아를 방출합니다. 물질은 냄새가 나고 매개체를 유인하며 환경에 방출되면 산소를 소비합니다. 살모넬라 및 장내 바이러스와 같은 병원균은 원시 슬러지에서 몇 주 동안 생존하므로 직접 토지 처리는 실제 공중 보건 위험을 초래합니다.
규제 당국은 엄격한 규칙으로 대응했습니다. 미국에서는 EPA의 40 CFR Part 503 규정에 따라 토지에 적용하기 전에 바이오고형물이 병원체 지표 및 중금속에 대한 제한을 충족해야 합니다. 유럽에서는 도시 폐수 처리 지침과 국가 후속 법률에 따라 업계가 슬러지 안정화 및 영양분 회수 방향으로 나아가고 있습니다. 따라서 슬러지 처리는 선택이 아닌 허가 요건입니다.
비용은 사례를 강화합니다. 업계 추정치는 일반적으로 폐수 처리장 운영 예산의 20~50% 슬러지 처리 및 폐기에 사용됩니다. 운반비와 팁 비용은 무게에 따라 부과되기 때문에 케이크에 물을 남겨두면 바로 돈으로 환산됩니다.
슬러지 처리 열차
슬러지 유형에 관계없이 처리 순서는 농축, 안정화, 탈수, 필요한 경우 건조라는 동일한 4단계 논리를 따릅니다. 각 단계는 물의 다른 부분을 목표로 하고 다음 단계를 위한 재료를 준비합니다.
농축
농축 concentrates sludge from about 1% to 4–6% dry solids by removing free water. Gravity belt thickeners, drum thickeners and flotation units are common choices. The water removed is returned to the plant inlet, and the smaller sludge volume allows downstream digesters or dewatering machines to be sized smaller.
탈수
기계적 탈수는 농축 후 남은 물을 제거합니다. 벨트 필터 프레스와 원심분리기는 대용량 흐름에 적합한 반면, 챔버 필터 프레스는 배치 작업에서 높은 건조도를 제공합니다. 에이 스크류 프레스 슬러지 탈수 기계 원심분리기의 고속 및 세척수 요구 없이 느리게 회전하는 스크류가 쐐기형 스크린에 대해 슬러지를 압축하기 때문에 생물학적 및 산업용 슬러지에 대한 일반적인 선택입니다.
스크류프레스 슬러지 탈수기, 고액분리기 제조업체 Qingben Environmental Protection은 중국 스크류 프레스 슬러지 탈수 기계 제조업체이자 고액 분리기 공장인 Profe... 제품보기 → 폐기 경로상 더 건조한 케이크가 필요한 경우, 고압 벨트 연속 슬러지 심층 탈수기 점진적으로 더 높은 압력을 적용하여 케이크 고형물을 대략 25%에서 최대 35~60%로 밀어 매립이나 소각으로 보내는 톤수를 크게 줄입니다.
고압 벨트 연속 슬러지 심층 탈수 기계 제조업체 Qingben Environmental Protection은 중국 고압 벨트 연속 슬러지 심층 탈수 기계 제조업체 및 공장입니다. 제품보기 → 일반적인 탈수 및 건조 기술을 위한 일반적인 케이크 건조-고체 범위입니다. 막대는 장비 데이터시트 및 업계 문헌에 보고된 최소값부터 최대값까지 표시됩니다.
| 기술 | 일반적인 케이크 고형물 | 다음에 가장 적합합니다. | 주요 절충안 |
|---|---|---|---|
| 스크류 프레스 | 20~35% | 생물학적 슬러지, 유성 및 가변 사료 | 에너지를 낮추고 물을 씻으십시오. 적당한 건조함 |
| 벨트 필터 프레스 | 18~25% | 대규모 도시 흐름 | 지속적인 작동; 케이크는 폴리머 품질에 따라 달라집니다. |
| 원심분리기 | 20~28% | 안정적인 피드를 갖춘 높은 처리량의 플랜트 | 높은 전력 소모, 소음 및 스크롤 마모 |
| 챔버 필터 프레스 | 30~45% | 일괄 연마 및 소량 흐름 | 일괄 작업 및 더 높은 노동 투입량 |
| 고압 벨트 press | 35~60% | 매립 및 소각 경로 | 더 높은 자본 및 화학물질 소비 |
건조
열 건조는 건조 고형물 함량이 60~85%인 제품, 즉 냄새 없이 보관할 수 있거나 더 높은 에너지 회수율로 소각하거나 대체 연료로 판매할 수 있는 안정적인 과립이 필요한 공장에 사용됩니다. 저온 건조기는 히트펌프나 폐열을 사용해 40~75°C에서 작동하므로 고온 시스템보다 안전하고 에너지 효율성이 높습니다. 에이 저온 벨트형 슬러지 건조기 잔열이 있거나 공장에서 최종 질량을 급격하게 줄여야 하는 곳에 적합합니다. 비교 연산자 저온 및 고온 건조 출구 건조도뿐만 아니라 제거된 물 1kg당 전체 에너지 입력을 계산해야 합니다.
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종말점은 치료가 얼마나 정당화되는지를 결정합니다. 안정화된 생물학적 고형물의 토지 적용은 많은 지역에서 지배적인 경로입니다. 미국 EPA는 미국에서 생산되는 바이오솔리드의 절반 이상이 토지에 사용된다고 보고하고 있으며, Eurostat 수치에 따르면 EU 하수 슬러지의 약 절반이 농지에 사용되는 것으로 나타났습니다. 농지가 없는 곳에서는 탈수된 케이크를 매립하거나 에너지 회수를 통해 소각합니다.
유럽과 중국의 규제 변화 방향은 인 회수, 탄소 중립 운영 및 매립지 배송 감소를 향한 것입니다. 운영자에게 실용적인 교훈은 간단합니다. 더 건조하고 안정적인 슬러지는 이러한 모든 옵션을 열어 두는 반면, 젖고 불안정한 케이크는 이러한 옵션을 제한합니다.
자주 묻는 질문
Q1. 슬러지는 생물학적 고형물과 동일합니까?
아니요. 슬러지는 정화기에서 처리되지 않은 부산물입니다. 바이오 고형물은 안전한 토지 적용 기준을 충족하기 위해 소화, 석회 처리 또는 건조를 통해 안정화된 슬러지입니다.
Q2. 슬러지에는 얼마나 많은 물이 포함되어 있나요?
생슬러지 is 95–99% water. Thickening lowers it to about 94–96% moisture, mechanical dewatering to 60–85%, and thermal drying can bring it down to 10–40%.
Q3. 가장 건조한 케이크를 만드는 탈수 방법은 무엇입니까?
기계적 옵션 중에서 챔버 필터 프레스와 고압 벨트 프레스는 건조 고형물 함량이 30~60%에 이릅니다. 스크류 프레스는 적당한 건조함을 제공하지만 기름진 사료와 다양한 사료에 대한 내성이 훨씬 더 좋습니다.
Q4. 슬러지 냄새가 왜 그렇게 강한가요?
냄새는 유기물의 미생물 분해로 인해 발생하며, 이로 인해 황화수소와 휘발성 지방산이 방출됩니다. 소화, 석회 안정화 및 건조는 이러한 생물학적 활동을 억제합니다.
Q5. 하수 슬러지를 비료로 사용할 수 있나요?
네, 먼저 치료를 받으면요. 안정화된 바이오 고형물은 질소와 인을 함유하고 있으며 토양 개량제로 널리 사용되지만 중금속 함량과 병원균 수준은 현지 규정을 충족해야 합니다.
Q6. 탈수 장비는 얼마나 자주 청소해야 합니까?
대부분의 공장에서는 매일 프레스 스크린과 컨베이어를 세척하고 매주 더 깊은 청소를 수행합니다. 예상치 못한 가동 중지 시간을 방지하려면 스크류 플라이트, 스크린 및 베어링을 매월 검사해야 합니다.
