폐수 처리에 대한 소개

폐수란 무엇입니까?

산업, 상업 또는 주거 목적으로 사용 된 물은 폐수가됩니다. 도시 폐수(sewage)는, 구체적으로는, 배수구, 싱크대, 화장실 및 배수구로부터 수집되는 모든 물 및 폐기물이며, 비 및 빗물을 포함할 수 있다. 도시 폐수는 일반적으로 배설물, 음식물 쓰레기, 개인 위생 제품, 세정제, 화장품 및 의약품 및 기타 제품의 화학 물질로부터 오는 물과 입자를 포함합니다. 이러한 고체 또는 입자는 폐수에 용해, 현탁 또는 부유합니다. 처리를 통해, 이들은 슬러지로서 분리되거나 여과된다.

산업 시설은 또한 제조 공정에 특정한 화학 물질이나 내용물을 가진 상당한 양의 폐수를 생성합니다. 이를 산업 폐수라고합니다.

처리 공정에서 폐수를 지칭하는 두 가지 용어는 유입수와 유출수입니다. 유입수는 기본적으로 처리 단위로 유입되는 폐수를 말하며, 유출수는 처리 후 동일한 단위에서 흘러 나오는 폐수입니다.

폐수 처리란 무엇입니까?

폐수 처리는 폐수가 특정 표준 또는 배출 품질에 도달하기 위해 겪는 프로세스를 말하며, 종종 지역 또는 국가 규제 기관이 설정합니다.

중앙 집중식 하수도 네트워크가있는 도시와 마을에서는 일반적으로 하수 또는 폐수 처리 작업, 하수 처리 공장 또는 물 매립 시설이라고도하는 폐수 처리 공장에서 수행됩니다. 여기서 폐수는 재사용 또는 수역으로 배출되기 전에 몇 가지 단계를 거칩니다.

하수도 네트워크가없는 곳에서는 건물이나 거주지가 폐수 처리 (분산 시스템)를 수행하기 위해 정화조를 보유 할 수 있습니다. 정화 장치는 폐수를 받아 세 개의 층을 형성 할 수 있습니다 : 위에 떠있는 고형물과 쓰레기, 하폐수 및 슬러지. 폐수는 분리되어 토양으로 방출되어 자연적으로 여과됩니다. 토양으로 들어가는 정화 폐수에는 여전히 호르몬, 병원균, 미량 금속과 같은 유해한 성분이 포함되어 있습니다. 이들은 잠재적으로 지하수 시스템을 오염시키고 지역 사회 및 환경 건강에 위험을 초래할 수 있습니다. 정화조에 남아있는 슬러지는 몇 년마다 슬러지 처리 또는 폐기를 위해 펌핑됩니다.

폐수 처리 공장 및 정화조

산업 폐수는 그 특성에 따라 일부 지역에서는 도시 폐수와 함께 처리되도록 허용 될 수 있습니다. 그러나 다른 지역에서는 산업 폐수를 도시 하수 처리 작업과 별도의 전용 처리 공장에서 처리해야합니다.

폐수를 처리하는 이유는 무엇입니까?

폐수 처리가 필요한 규제 기관은 처리되지 않은 폐수를 자연으로 배출하는 것이 지역 사회와 환경의 건강에 부정적인 영향을 줄 수 있기 때문에 그렇게합니다.

병원균이나 위험한 박테리아, 중금속 및 기타 화학 물질은 좋은 미생물과 귀중한 영양소와 함께 폐수에 존재합니다. 이러한 유해 물질은 목욕, 음주 또는 요리를 위해 폐수가 많은 강이나 하천을 사용하는 지역 사회에서 질병을 일으킬 수 있습니다. 이러한 출처에서 마시는 것은 사람들을 설사, 콜레라, 이질 또는 장티푸스의 위험에 빠뜨립니다. 이러한 질병을 대규모로 계약하는 것은 지역 경제 발전에 영향을 미치고 빈곤이 지속될 수 있도록 도와줍니다.

특정 농도의 폐수의 미생물과 화학 물질은 또한 자연 생태계를 크게 방해하거나 손상시킬 수 있습니다. 분뇨를 배출하면 관개와 같이 수역과 감염된 물이 사용되는 육지에서 오염을 일으킬 수 있습니다. 예를 들어, 인 및 질소와 같은 고농도의 영양소로 배출되는 일부 폐수는 부영양화라는 과정을 통해 수역에서 독성 조류 꽃을 일으킬 수 있습니다. 수계의 표면에있는 조류의 이러한 성장은 햇빛을 차단하고 산소의 수생 생태계를 고갈시키는 데 도움이되므로 사각 지대를 만들 수 있습니다.

2017 년 유엔은 전 세계 폐수의 80 % 이상이 처리되지 않은 환경으로 방출된다고 추정했습니다. 즉, 처리되지 않은 폐수를 자연 환경으로 배출하는 것은 해롭다는 것이 입증되었지만 많은 도시와 마을에는 여전히 엄격한 폐수 및 슬러지 규정 및 폐수 처리 인프라 (하수도 네트워크, 처리 공장)가 부족합니다.

폐수는 어떻게 처리됩니까?

중앙 시설에서 폐수를 처리하는 데 많은 기술이 제공됩니다. 기술과 방법은 종종 지역 사회 또는 공장에서 생산 된 특정 폐수를 처리하여 유출 품질에 필요한 임계 값을 충족 할 수있는 적합성에 따라 선택됩니다. 사용 가능한 기술에 대한 비용과 인식 또한 중요한 요소입니다.

많은 기존의 폐수 처리 공장은 선별, 일차 처리, 이차 또는 생물학적 처리, 연마 (소독 및 여과) 및 슬러지 처리와 같은 일련의 처리를 사용합니다. 이러한 식물에서의 전형적인 단계는 하기에 기술된다.

심사

스크리닝의 목적은 파이프와 펌프를 막히거나 장비를 더 빠른 속도로 마모시킬 수있는 폐수에서 특정 고체 품목을 제거하는 것입니다.

바 또는 메쉬 스크린은 일반적으로 비닐 봉지, 식물 및 섬유와 같은 더 큰 품목을 분리하는 데 사용되며 돌, 자갈, 인간의 머리카락 및 모래를 제거하기위한 그릿 제거 챔버가 있습니다. 이러한 품목이 제거되면 일반적으로 고형 폐기물 매립지로 운반되거나 소각됩니다.

일차 치료

일차 처리의 목적은 전통적으로 기계적 수단을 통해 정착 가능하고 부유 한 고체를 제거하는 것입니다. 또한 화학 물질, 즉 유기 폐수 고형물을 함께 묶어 제거하기가 더 쉬운 폴리머에 의해 지원 될 수 있습니다.

일차 처리를 지배하는 원칙은 여과, 중력 및 퇴적입니다. 종래의 폐수 처리 공장에서는 중력과 침전을 이용하여 부유 고형물을 제거합니다. 밀도가 높은 폐수 고형물은 분지 또는 탱크의 바닥으로 가라 앉고 가벼운 입자는 상단으로 떠 있습니다. 그런 다음 이러한 고체를 탈지하거나 긁어 모으고 나머지 폐수에서 분리합니다. 이 제거 된 슬러지는 원시 또는 일차 슬러지라고하며, 유출수가 보조 처리로 이동하는 동안 슬러지 처리로 이동합니다.

전통적인 일차 처리를 수행하는 전통적인 기술 또는 장비에는 일차 정화제, 침전 분지, 침전 분지 또는 일차 침전 탱크가 포함됩니다. 보다 최근의 기술에는 침전과 함께 작동하는 라멜라 분리기 또는 정화기가 포함됩니다. 여과를 추가로 통합하는 회전 벨트 필터 (RBF); 및 나노버블 또는 마이크로버블을 용해된 공기 부유선별 또는 유도된 기체 부유선별의 과정에서와 같이 부유 고형물을 보다 쉽게 부유시킬 수 있다.

이차 또는 생물학적 치료

이차 또는 생물학적 처리는 폐수에 존재하는 탄소, 질소 및 인을 용해 또는 미립자 형태로 제거합니다. 종래의 생물학적 처리는 전형적으로 폭기 과정을 사용하여 폐수 내의 미생물을 성장시키고, 이어서 이차 침강 또는 정화 단계를 이용한다. 이 과정은 한 세기 전에 시작된 동안 활성 슬러지 공정이라고도했습니다. 오늘날, 용어 "활성 슬러지 공정"은 미생물 및 다른 폐수 고형물의 보다 쉽게 분리가능한 질량을 생성하기 위해 공기 또는 산소를 사용하는 폐수 처리에서 대부분의 생물학적 공정을 기술하는데 사용될 수 있다.

활성 슬러지 공정에 기반한 이차 처리는 다음과 같이 작동합니다 : 폐수에 자연적으로 존재하거나 시딩되는 미생물은 대기 공기에 노출되거나 공기 또는 산소로 펌핑됩니다. 이것은 일반적으로 폭기 탱크 또는 분지에서 수행됩니다. 산소는 이러한 미생물이 폐수에서 특정 유기 고형물 (음식물 및 인간 폐기물의 지방, 설탕 및 기타 생분해 성 성분)을 재생산하고 소비하는 데 도움이됩니다. 번식을 통해 미생물과 다른 유기 고체는 더 조밀 해지고 생물학적 플록을 형성합니다. 이어서, 침전 또는 부유 상태가 보다 용이하고, 이차 침전 또는 정화 단계에서 이차 또는 "폐기물 활성화"(WAS) 슬러지로서 분리된다. WAS 또는 이차 슬러지는 슬러지 처리로 진행되고, 유출물은 연마 또는 소독으로 진행된다.

폭기 탱크 및 분지 외에도 생물학적 치료에 사용되는 기술로는 멤브레인 바이오 리액터 (MBR), 트리클링 필터 베드 필터, 이동층 바이오 필름 반응기 (MBBR), 통합 고정 필름 반응기, 생물학적 폭기 필터 (BAF) 및 시퀀싱 배치 반응기 (SBR)가 포함됩니다. 이차 침전 또는 정화 단계는 보조 정화기, 용해 된 공기 부양 탱크 및 회전 벨트 필터로 수행 할 수 있습니다. 시퀀싱 배치 반응기는 동일한 장치의 모든 단계를 다룹니다.

폐수 처리를 위한 첨단 기술

소독 및 여과

이차 처리의 유출물은 일반적으로 소독 및 여과 단계로 진행될 때 조밀 한 고형물 또는 슬러지가 없으며 때로는 "연마"또는 "삼차 처리"라고도합니다. 소독 및 여과는 폐수가 환경으로 방출되거나 농업, 화장실 플러싱, 냉각 등과 같은 용도로 지방 자치 단체에서 재사용되기 전에 질병을 유발하는 미생물 또는 독성 화합물의 유해한 농도를 갖지 않도록하는 것을 목표로합니다.

여러 프로세스와 기술이 소독을 수행 할 수 있습니다. 오존화 및 염소화로 화학 화합물과 반응은 미생물을 죽이고 걸러 낼 수있는 불용성 화합물을 형성합니다. 자외선의 경우, 방사선은 미생물의 유전 구조를 파괴하는 데 사용됩니다. 여과는 불용성 화합물을 포획하기 위해 다양한 여과 매질을 사용한다. 여과 기술에는 모래 필터, 스트레이너, 빠른 중력 및 압력 필터, 세분화 된 미디어 필터 및 멤브레인 필터가 포함됩니다.

배출 또는 배출 품질 측정

환경으로 방출되거나 깨끗한 물로 재사용하기 전에 처리 된 유출물을 샘플링하여 지역 또는 국가 규정에 의해 설정된 배출 표준을 충족하는지 확인해야합니다. 샘플은 또한 일반적으로 폐수 처리 과정의 시작 부분에서 지방 자치 단체의 하수의 특성을 이해하고 처리 전후의 미생물 및 기타 입자의 수준을 비교하기 위해 채취됩니다. 수질 지표에는 일반적으로 생화학 적 산소 수요 (BOD), 화학 산소 수요 (COD), 인, 질소 및 대변 대장균 또는 박테리아가 포함됩니다.

슬러지 처리는 어떻습니까?

슬러지는 영양소와 자원이 풍부하지만 소독 및 여과 전의 폐수와 마찬가지로 자연 환경을 방해 할 수있는 유해한 미생물 및 기타 입자가 포함되어 있습니다. 주로 저장되거나 재사용되기 전에 이러한 병원균 및 화합물을 줄이기 위해 치료됩니다.

슬러지 처리 는 또한 대기 중의 자연적으로 가스(메탄 및 이산화탄소)로 변하는 슬러지 내의 유기물을 안정화 또는 저감시키는 역할을 한다; 최종 볼륨을 줄이고, 일반적으로 유틸리티에 대한 관련 처리 비용을 줄입니다. 및 슬러지 처리 비용의 일부를 상쇄하기 위해 사용되거나 판매될 수 있는 처리 공정의 제품 및 부산물을 수집한다.  

이상적으로, 일차 및 이차 처리의 슬러지는 영양분과 바이오 가스를 회수하고, 병원균을 줄이며, 바이오 솔리드 부피를 낮추기 위해 현대적인 슬러지 처리 과정을 거칩니다. 그러나 많은 경우, 슬러지는 폐기 또는 토지 적용 전에 탈수 (그리고 아마도 석회화)됩니다. 일부 폐수 처리 공장은 슬러지를 사용하여 고품질 비료 및 토양 제품 (미국에서는 클래스 A 바이오 솔리드 라고 함)을 생산할 수 있습니다.