하수 슬러지 처리

하수 처리장에 축적되는 잔류 물을 슬러지 (또는 바이오 솔리드)라고합니다. 하수 슬러지는 폐수 처리 공정의 부산물로 생성되는 고체, 반고리 또는 슬러리 잔류 물질입니다. 이 잔류 물은 일반적으로 1 차 및 2 차 슬러지로 분류됩니다. 1 차 슬러지는 화학적 강수 , 퇴적 및 기타 1 차 과정에서 생성되는 반면, 2 차 슬러지는 생물학적 처리로 인한 활성화 된 폐기물 바이오 매스입니다. 일부 하수 공장은 또한 현장 폐수 처리 시스템으로부터 중격 또는 정화조 고체를받습니다. 종종 슬러지는 추가 치료 및 폐기를 위해 함께 결합됩니다.

하수 슬러지의 처리 및 폐기는 모든 폐수 처리장의 설계 및 작동에서 주요 요인입니다. 최종 처리 전에 슬러지를 처리하는 두 가지 기본 목표는 부피를 줄이고 유기 물질을 안정화시키는 것입니다. 안정화 된 슬러지에는 불쾌한 냄새가 없으며 성가신 또는 건강 위험을 유발하지 않고 처리 할 수 ​​있습니다. 더 작은 슬러지 볼륨은 펌핑 및 저장 비용을 줄입니다.

치료 방법

하수 슬러지의 처리에는 두껍게 , 소화 및 탈수 공정의 조합이 포함될 수 있습니다.

농화

두껍게하는 것은 일반적으로 슬러지 처리의 첫 단계입니다. 물 에 매달린 고형물의 슬러리 인 얇은 슬러지를 처리하는 것이 비현실적이기 때문입니다. 두껍게는 일반적으로 중력 증점제라고 불리는 탱크에서 달성됩니다. 증점제는 총 슬러지의 총 부피를 원래 부피의 절반 미만으로 줄일 수 있습니다. 중력 두껍게하는 대안은 용해 된 공기 부유입니다. 이 방법에서, 기포 는 고체를 표면으로 운반하며, 여기서 두꺼운 슬러지 층이 형성됩니다.

소화

슬러지 소화는 유기 고체가 안정적인 물질로 분해되는 생물학적 과정입니다. 소화는 고체의 총 질량을 줄이고 병원체를 파괴하며 슬러지를 더 쉽게 탈수하거나 건조시킬 수 있습니다. 소화 된 슬러지는 불쾌감을 주며 풍부한 포팅 토양 의 외관과 특성을 갖습니다.

대부분의 대형 하수 처리장은 유기물이 혐기성 (산소가없는 경우)에 의해 대사되는 2 단계 소화 시스템을 사용합니다. 첫 번째 단계에서, 약 5 %의 건조 고체 (DS) 함량으로 두껍게 된 슬러지는 며칠 동안 폐쇄 탱크에서 가열되고 혼합된다. 산-형성 박테리아는 단백질 및 지질 과 같은 큰 분자를 가수 분해하여 작은 수용성 분자로 분해 한 다음 작은 분자를 다양한 지방산으로 발효시킨다. 그런 다음 슬러지는 두 번째 탱크로 흐르며, 여기서 용해 된 물질은 다른 박테리아에 의해 이산화탄소 와 메탄 의 혼합물 인 바이오 가스 로 전환됩니다. 메탄은 가연성이며 첫 번째 소화 탱크를 가열하고 식물의 전기를 생성하는 연료로 사용됩니다.

혐기성 소화는 온도 , 산도 및 기타 요인에 매우 민감합니다. 신중한 모니터링 및 제어가 필요합니다. 경우에 따라, 슬러지는 박테리아의 작용을 보충하기 위해 제 1 소화 단계의 시작 부분에서 여분의 가수 분해 효소를 접종한다. 이 효소 처리는 슬러지에서 더 원치 않는 병원체를 파괴 할 수 있으며, 두 번째 단계에서 더 많은 바이오 가스를 생성 할 수 있음이 밝혀졌습니다.

전통적인 2 단계 혐기성 소화 공정의 또 다른 향상은 열 가수 분해 또는 열에 의한 큰 분자의 분해입니다. 이것은 소화하기 전에 별도의 단계에서 수행됩니다. 일반적인 경우, 프로세스는 약 15 %의 DS 함량으로 탈수 된 슬러지로 시작됩니다. 슬러지는 펄퍼에서 증기와 혼합되고,이 뜨거운 균질화 된 혼합물은 반응기에 공급되며, 약 165 ℃ (약 330 ° F)에서 약 30 분 동안 압력을 받고 있습니다. 이 시점에서 가수 분해 반응이 완료되면 증기의 일부가 피가 피고 (펄퍼에 공급되기 위해) 슬러지는 여전히 약간의 압력으로 갑자기 [플래시 탱크 "로 방출됩니다. 압력은 많은 고체 물질의 세포벽을 파열시킨다. 가수 분해 된 슬러지는 냉각되어 물로 약간 희석 된 다음 혐기성 소화의 두 번째 단계로 직접 보낸다.

슬러지 소화는 또한 호기성 적으로 발생할 수 있습니다. 즉, 산소의 존재하에. 슬러지는 약 20 일 동안 열린 탱크에서 격렬하게 방출됩니다. 이 과정에서는 메탄 가스가 형성되지 않습니다. 에어로빅 시스템은 혐기성 시스템보다 작동하기가 더 쉽지만 일반적으로 폭기에 필요한 전력으로 인해 더 많은 운영 비용이 발생합니다. 호기성 소화는 종종 소형 통기 또는 접촉 안정화 시스템과 결합 됩니다.

호기성 및 기존의 혐기성 소화는 유기 슬러지 고체의 약 절반을 액체 및 가스로 전환합니다. 열 가수 분해 후 혐기성 소화는 고체 물질의 약 60 ~ 70 %를 액체 및 가스로 변환 할 수 있습니다. 고체의 양은 기존의 소화보다 작게 생산 될뿐만 아니라 바이오 가스의 생산량이 커지면 일부 폐수 처리장은 에너지가 자급 자족 할 수 있습니다.

탈수

소화 된 하수 슬러지는 일반적으로 폐기 전에 탈수됩니다. 탈수 슬러지는 여전히 70 % 정도의 상당한 양의 물을 함유하지만, 수분 함량이 있더라도 슬러지는 더 이상 액체로 작동하지 않으며 고체 재료로 처리 될 수 있습니다. 슬러지 건조 베드는 가장 간단한 탈수 방법을 제공합니다. 소화 된 슬러지 슬러리가 모래 의 열린 침대에 퍼져 건조 될 때까지 남아 있습니다. 건조는 모래를 통한 증발과 중력 배수의 조합으로 이루어집니다. 모래 아래에 지어진 배관 네트워크는 물을 모으고 식물의 머리로 다시 펌핑됩니다. 약 6 주간의 건조 후, 슬러지 케이크는 호출되는 경우, 고체 함량은 약 40 %를 가질 수 있습니다. 그런 다음 피치 포크 또는 프론트 엔드 로더로 모래에서 제거 할 수 있습니다. 습한 날씨 또는 추운 날씨에서 건조 시간을 줄이기 위해 모래 침대 위에 유리 인클로저가 만들어 질 수 있습니다. 침대 건조에 많은 양의 토지 면적이 필요하기 때문에,이 탈수 방법은 일반적으로 인구 밀도가 높은 도시가 아닌 농촌 또는 교외 도시에서 일반적으로 사용됩니다.

슬러지 건조 층의 대안 에는 로터리 드럼 진공 필터, 원심 분리기 및 벨트 필터 프레스가 포함됩니다. 이 기계 시스템은 슬러지 건조 층보다 공간이 적으며 더 많은 운영 제어를 제공합니다. 그러나, 그들은 일반적으로 슬러지 컨디셔닝 (sludge 컨디셔닝)이라고 불리는 단계에 앞서 있어야하며, 여기서 화학 물질은 액체 슬러지에 추가되어 고체를 응고하고 배수 성을 향상시킨다.

처분

처리 된 하수 슬러지의 최종 목적지는 일반적으로 땅입니다. 탈수 슬러지는 위생 매립지 에 지하에 묻힐 수 있습니다. 또한 토양 컨디셔너 및 비료 로 가치를 사용하기 위해 농지에 퍼질 수 있습니다. 슬러지에는 독성 산업 화학 물질이 포함될 수 있기 때문에 농작물이 인간 소비를 위해 자라는 땅에는 퍼지지 않습니다.

도시 지역에서와 같이 토지 처리를위한 적절한 부지를 이용할 수없는 경우 슬러지가 소각 될 수 있습니다. 소각은 수분을 완전히 증발시키고 유기 고체를 불활성 재로 변환합니다. 재는 폐기해야하지만, 부피가 줄어들면 더욱 경제적입니다. 대기 오염 제어는 하수 슬러지가 소각 될 때 매우 중요한 고려 사항입니다. 스크러버 및 필터와 같은 적절한 공기 청소 장치를 사용해야합니다.

한때 많은 해안 지역 사회 의 경제적 처분 방법 인 바다에 슬러지를 버리는 것은 더 이상 실행 가능한 옵션으로 간주되지 않습니다. 그것은 현재 중국 과 다른 많은 해안 국가에서 금지되어 있습니다.