하수 슬러지 처리 및 폐기. 하수슬러지 처리방법, 사용구조물

기계적, 생물학적, 물리화학적(시약) 정화 과정에서 폐기물 및 폐수에서 분리된 현탁액은 퇴적물입니다.

퇴적물의 특성을 그 성질과 구조를 특징짓는 특성뿐만 아니라 탈수 과정 중 거동을 결정하는 특성으로 나누는 것이 좋습니다.

초기 수질이 소독 효과에 미치는 영향	탁도 증가, 색상 및 pH 저하	물에 유기물질이 있어도 살균효과는 변하지 않습니다.	부유 물질의 농도가 증가함에 따라 살균 활성이 감소합니다.	부유 물질의 농도, 온도, 염분 조성이 증가함에 따라	부유 물질이 존재하면 소독 효과가 급격히 감소합니다.	영향을 미치지 않습니다
물의 감각적 특성에 미치는 영향	개선: 페놀을 산화하여 클로로페놀 냄새가 없는 제품으로 만듭니다.	악화: 요오드 냄새가 40~50분 후에 사라집니다.	개선: 냄새 제거	영향을 미치지 않습니다	영향을 미치지 않습니다	개선: 냄새 제거
조치 후 기간	복용량에 따라 하루 이상			복용량에 따라 90-150일		대장균에 영향을 미치지 않습니다.
소독 시간, 분					곧
방법	염소화	요오드화	오존처리	은이온 처리	UV 처리	감마선 조사

일정한 질량. 액체 퇴적물에서는 여과나 원심분리에 의해 측정된 부유 고형물의 농도에 거의 가깝습니다.

친수성 유기 퇴적물에서 이 지표는 종종 유기 물질의 함량에 가깝고 질소 물질의 함량을 특징으로 합니다.

원소 조성은 주로 다음과 같은 지표의 측면에서 유기 퇴적물에 특히 중요합니다. 안정화 정도 또는 일반 산도 설정을 결정하는 탄소 및 수소; 퇴적물의 비료 가치를 평가하기 위한 질소와 인; 중금속 등

무기 퇴적물의 경우 Fe, Mg, Al, Cr, Ca 염(탄산염 및 황산염) 및 Si의 함량을 결정하는 것이 유용한 경우가 많습니다.

독성.산업 폐수 슬러지에 포함된 금속(구리, 크롬, 카드뮴, 니켈, 아연, 주석)은 독성이 있습니다. 그들은 인체에 일반 독성, 돌연변이 유발성 및 태아 독성 등 다양한 유형의 생물학적 영향을 일으킬 수 있는 능력이 있습니다. 독성 및 위험 정도 다양한 금속동일하지 않으며 다음과 같이 평가할 수 있습니다. 실험동물의 평균 치사량 값.실험 결과에 따르면 크롬과 카드뮴은 동물에게 가장 독성이 강한 것으로 나타났습니다.

독성, 물질의 누적 특성과 함께 현재 허용되는 최대 허용 농도에 따르면 공중 보건에 가장 큰 위험은 카드뮴, 크롬 및 니켈입니다. 구리와 아연은 덜 위험합니다.

중금속 산화물을 함유한 갈바니 산업 처리 시설에서 나오는 슬러지는 네 번째 위험 등급, 즉 저위험 물질에 속합니다.

특정 특성을 지닌 슬러지의 형성은 슬러지의 안전한 저장 또는 폐기 가능성을 제공하여 탈수 및 건조 비용을 줄이는 세척 방법을 선택하는 것부터 시작됩니다.

하수 슬러지의 안전한 저장 가능성은 슬러지의 겉보기 점도 및 관련 유동성, 슬러지에 포함된 물의 특성 등 슬러지의 특성과 특성에 따라 결정됩니다.

퇴적물의 겉보기 점도 및 관련 유동성은 입자 사이의 상호 연결 힘의 강도를 측정하는 것으로 간주될 수 있습니다. 또한 침전물의 요변성 특성(침전물이 정지 상태에서 젤을 형성하고 가볍게 흔들어도 유동성으로 돌아가는 능력)을 평가할 수 있습니다. 이 특성은 슬러지의 수집, 운송 및 펌핑 능력을 평가하는 데 매우 중요합니다.

발견된 점도 값은 매우 상대적이고 적용된 전단 응력에 따라 달라지기 때문에 슬러지 현탁액은 뉴턴 유체가 아닙니다.

퇴적물에 포함된 물의 성질.이 물은 쉽게 제거될 수 있는 자유수와 콜로이드 수화수, 모세관수, 세포수, 화학적 결합수 등의 결합수를 합한 것입니다. 결합수를 방출하려면 상당한 노력이 필요합니다. 예를 들어, 세포수는 열처리(건조 또는 연소)를 통해서만 분리됩니다.

이 비율의 대략적인 값은 열중량 분석을 통해 얻을 수 있습니다. 즉, 일정한 온도에서 압축된 퇴적물 샘플에 대한 질량 손실 곡선을 구성하고 적절한 조건에서 처리함으로써 얻을 수 있습니다. 열분석도가 중단되는 지점은 의존성 K = f(5")를 플롯하여 결정할 수 있습니다. 여기서 V-건조 속도, g/분; 에스 - 샘플의 건물 함량, %(그림 2.6).

자유수와 결합수의 비율은 슬러지의 탈수성을 평가하는 데 결정적인 요소입니다.

그림에서. 2.6에서 첫 번째 임계 전류는 일정한 건조 속도(1단계)에서 퇴적물에서 제거될 수 있는 물의 양을 결정하고 자유수 손실 후 퇴적물의 건조 물질 함량을 나타냄을 알 수 있습니다. 다음으로, 결합수를 제거합니다: 먼저 지점까지 에스2 건조 속도 감소와 건물 함량 증가(2단계) 사이의 선형 관계와 건조 속도 감소 속도의 급격한 감소(3단계)를 나타냅니다.

이러한 요소에는 다음이 포함됩니다. 저항률; 압력 증가(퇴적물 압축성)의 영향으로 퇴적물 압축률의 수치적 특성; 주어진 압력에서 슬러지의 건조 물질의 최대 비율을 결정합니다.

압축 능력은 퇴적물의 퇴적 곡선 분석을 통해 결정됩니다. 이 곡선은 느린 교반기가 장착된 용기의 실험실 테스트에서 도출되었습니다. 곡선은 용기에 소요된 시간에 따라 용기 내 퇴적물 덩어리의 분리 정도를 나타냅니다.

하수 슬러지의 수분 방출 능력을 나타내는 가장 중요한 지표는 저항력입니다. 저항률 값(g)은 일반적인 매개변수이며 공식에 의해 결정됩니다.

여기서 P는 침전물이 여과되는 압력(진공)입니다. 에프- 필터 표면적; ri는 여과액의 점도이고; 와 함께 -단위 부피의 여과액을 수용할 때 필터에 침전된 고체상의 침전물의 질량;

여기서 t는 여과 기간입니다. V-방출된 퇴적물의 양.

습기.이 매개변수는 처리 및 저장 중 슬러지의 구성 및 특성 변화를 고려합니다.

퇴적물 압축성.압력 강하가 증가할수록 케이크 기공이 사라지고 여과 저항이 증가합니다. 퇴적물 압축성 계수 (에스) 공식에 의해 결정됨

gr2 -gr{

Lgp2-lgi?" (2-5)

여기서 r과 r2는 각각 압력 />에서 공식 (2.3)을 사용하여 계산된 퇴적물의 저항력입니다. P2.

물 여과 속도는 S 값이 1보다 작거나 같거나 큰지에 따라 P가 증가함에 따라 증가하거나 일정하게 유지되거나 감소합니다.

불용성 결정질 물질은 일반적으로 압축하기 어렵습니다(0 또는< 0,3). Суспензии с гидрофильными частицами имеют высокую сжимаемость (5>0.5, 1.0에 도달하거나 때로는 초과함).

많은 유형의 유기 퇴적물에는 심지어 "임계 압력"이 있는데, 이 압력을 초과하면 케이크의 기공이 너무 닫혀서 배수가 불가능해집니다. 예를 들어, 도시 하수 슬러지의 경우 1.5 MPa 이상의 압력에서 여과하는 것은 거의 효과적이지 않습니다. 이것이 압력을 점진적으로 증가시키는 것이 케이크 압축을 지연시키는 데 어느 정도 이점이 있다고 믿어지는 이유입니다.

주어진 압력에서 슬러지의 최대 건조 물질 함량.강수 중의 수분은 자유 수분의 형태일 뿐만 아니라 고체 입자와 화학적, 물리화학적, 물리기계적 연결을 가질 수 있습니다. 퇴적물에 결합된 수분이 많을수록 이를 제거하는 데 더 많은 에너지가 소비되어야 합니다. 퇴적물 수분 손실의 증가는 다양한 처리 방법을 사용하여 고체 입자와 결합된 수분 형태를 자유 수분 증가 및 결합 수분 감소 방향으로 재분배함으로써 달성됩니다.

퇴적물의 습도에 대한 여과 계수의 의존성에 대한 연구에 따르면 강수량의 습도가 감소함에 따라 여과 계수의 값도 감소하는 것으로 나타났습니다. 이 경우 여과 계수가 습도에 거의 의존하지 않는 특정 강수 습도 값을 확인할 수 있습니다. 전기도금 폐수에서 발생하는 수산화물 슬러지의 경우,
67-70%의 영역에 속하며 폐수의 갈바노응고 처리 후 슬러지의 경우 50-55% 영역에 있습니다.

힘.수분 함량만으로는 폐수 처리 슬러지의 저장 용량을 예측하는 것만으로는 충분하지 않습니다. 따라서 퇴적물 저장 가능성을 평가하기 위해 강도 특성이 사용됩니다-전단 강도 및 내하중 능력, 독성, 침출성, 수분, 안정성(강도) 및 여과성.

세탁 가능성.중금속은 수산화물 또는 난용성 염(예: 탄산염, 인산염, 크롬산염, 황화물 등)의 형태로 퇴적물에 포함되어 있습니다. 물에 대한 금속 화합물의 용해도에 대한 문헌 데이터를 사용하면 위험 등급을 결정할 수 없습니다. 복잡한 물리학이 고려되지 않았기 때문에 충분한 정확도로 퇴적물을 처리합니다. -퇴적물 저장 중에 발생하는 화학적 과정. 하수 슬러지의 침출성 연구를 통해 보다 신뢰할 수 있는 데이터를 얻을 수 있습니다.

씻어내는 오염물질의 양은 여러 요인에 따라 달라집니다. 하수 슬러지의 상 구성의 관점에서 볼 때 다음과 같은 특징을 가질 수 있습니다. 크리스탈 셀용해성 및 반용성 성분과 액체로 채워진 기공으로 구성됩니다. 퇴적물의 액상에는 음이온 SO4, SG, CO2 등의 형태로 퇴적된 양의 중금속과 용해된 염이 포함되어 있습니다. 퇴적물을 저장할 때 금속 수산화물의 물리화학적 노화가 발생하고 그 결과 탈착된 양이온과 음이온이 액상에서는 pH 값이 감소하고 염 함량이 증가하여 수산화물의 용해도 생성물 감소에 기여합니다.침전물이 침출 액체에 노출되면 석고와 같은 반용해성 화합물이 용해되어 또한 다음을 초래합니다. 액상의 염 함량 증가 침출 액체에 산 무수물 (황, 탄산, 질산)이 포함되어 있으면 pH 값도 감소합니다.

퇴적물 세척성에 대한 실험적 결정은 정적 및 동적 조건에서 수행됩니다. 정적 연구의 핵심은 물을 휘젓거나 바꾸지 않고 퇴적물 시료를 증류수에 담근 후 6~12개월 동안 물 속 침출 성분의 함량을 모니터링하는 것입니다. 동적 실험에는 모든 유형의 외부 대기 영향(비, 결빙 등)에 노출되는 특수 시설을 갖춘 장소의 자연 조건에서 샘플을 보관하는 작업이 포함됩니다. 요소의 침출은 현장에서 제거된 물 샘플과 실험 중(6~12개월 이상) 퇴적물의 손실을 통해 모니터링됩니다.

퇴적물의 물 생산량은 주로 고체상의 크기에 따라 달라집니다. 입자가 미세할수록 퇴적물 생산량이 더 나쁩니다. 퇴적물의 유기물 부분은 빠르게 부패하는 반면, 콜로이드 입자와 미세하게 분산된 입자의 양이 증가하여 결과적으로 물 생산량이 감소합니다.

그림에서. 그림 2.7은 하수 슬러지 처리에 사용되는 일반적인 공정 그래프를 보여줍니다.

현대의 기술적 수단어느 정도의 습도 감소도 달성할 수 있습니다.

현재 퇴적물 압축 및 농축에는 중력, 부유, 원심장에서의 농축 및 여과의 네 가지 방법이 사용됩니다(그림 2.7 참조).

중력 압축은 퇴적물 압축의 가장 일반적인 방법입니다. 사용하기 쉽고 비교적 저렴합니다. 압축 시간은 실험적으로 설정되었으며 2시간에서 24시간 이상까지 매우 다를 수 있습니다.

다짐기간을 단축하고, 수분이 적은 슬러지를 얻고, 다짐 중 부유물질의 제거를 줄이기 위해 다짐중 혼합, 순환농화, 응고, 접합다짐 등 다양한 기술이 사용된다. 다양한 방식강수량 및 열중력법.

압축 중에 퇴적물을 혼합하면 퇴적물의 연속적인 공간 구조가 부분적으로 파괴됩니다. 서로 분리된 구조화된 퇴적물의 일부를 밀어내는 교반기 블레이드는 퇴적물의 공간적 구조에 의해 이전에 포착되고 유지된 자유 수분이 방해받지 않고 방출될 수 있는 조건을 만듭니다. 느린 혼합은 개별 퇴적물 입자를 서로 더 가깝게 만드는 데 도움이 되며, 이는 자체 질량의 영향으로 더 집중적으로 압축되는 큰 응집체 형성으로 응고를 유도합니다.

그림에서. 그림 2.8은 막대 혼합기의 혼합 시간과 속도에 따른 퇴적물 농축 정도의 의존성을 보여줍니다.

최대 효과믹서 블레이드 끝의 혼합 속도 0.04m/s에서 압축이 달성되었으며, 정화수 내 부유 고형물의 함량은 50mg/dm3을 초과하지 않았습니다.

주기적 농축은 로드 교반기로 천천히 혼합하고 각 농축 사이클 후에 정화된 물을 펌핑하면서 여러 농축 사이클에서 응축된 슬러지를 순차적으로 축적함으로써 수행됩니다. 순환 농축 공정의 효율성은 슬러지 농축의 연속 사이클 수에 따라 결정되는 정수압의 증가와 일회성 충전보다 더 집중적으로 느린 기계적 혼합으로 인해 플록의 2차 형성이 다음과 같다는 사실로 설명할 수 있습니다. 이전에 응고된 슬러지에서 관찰되었으며, 이로 인해 플레이크가 더 무거워지고 압축 통풍이 가속화되었습니다.

아래에 있는 응축 퇴적물의 상부 층의 정수압이 증가하면 퇴적물의 응집 구조에 결합된 물의 일부가 자유수로 전이되는 것과 함께 퇴적물의 구조가 변형됩니다. 응축된 퇴적층의 공극 공간을 통한 여과에 의해 제거됩니다.

다양한 광물 및 유기 화합물이 응고제로 사용됩니다. 시약 관리 시스템에서는 시약 용액의 품질이 제어됩니다( 염화제2철및 석회) 활성 성분의 농도에 따라. 시약 용액의 과잉은 침전물의 여과성을 향상시키지 못하는 반면, 부족한 물질의 과도한 소비는 운영 비용의 불합리한 증가를 수반하므로 시약 용액의 신중한 제어가 필요합니다.

열화상 압축 방법을 사용하면 퇴적물이 가열됩니다. 가열하는 동안 퇴적물 입자 주변의 수화 껍질이 파괴되고 결합된 물의 일부가 자유로워져 압축 과정이 향상됩니다. 가수분해 공장 폐수에서 발생하는 활성 슬러지의 최적 가열 온도는 80~90°C입니다. 20~30분간 가열한 후 슬러지를 담아 압축하면 습도가 99.5%에서 96~95%로 감소한다. 총 처리 시간은 50~80분입니다.

주식 상장.이 방법의 장점은 매개변수를 빠르게 변경하여 조정할 수 있다는 것입니다. 이 방법의 단점은 운영 비용이 더 높고 압축기에 많은 양의 침전물을 축적할 수 없다는 점입니다.

일반적으로 임펠러, 전기 및 압력 부상이 사용됩니다. 후자가 가장 널리 퍼져 있습니다.

부양 압축기를 설계할 때 특정 건물 하중은 5~13kg/(m2 x h)이고 유압 하중은 5m3/(m2 x h) 미만으로 규정됩니다. 압축된 퇴적물의 농도는 다음과 같습니다: 고분자 전해질 없이 건조 물질의 3-4.5%, 고분자 전해질의 복용량과 부하에 따라 고분자 전해질을 사용하여 3.5-6%.

퇴적물 저장 탱크의 용량은 몇 시간 동안 설계해야 합니다. 이 시간이 지나면 기포가 퇴적물에서 빠져나가 다시 정상적인 비중을 얻게 되기 때문입니다.

여과 씰.여과는 퇴적물의 기계적 탈수 방법으로 가장 자주 사용되며 농축을 위해 극히 드물게 사용됩니다. 최신 씰 필터에는 드럼 필터, 드럼 스트레이너 및 필터 컨테이너와 같은 유형이 일반적입니다.

혐기성 소화의 경우 일반적으로 두 가지 온도 체계가 사용됩니다. 즉, 30~35°C의 중온성 온도와 52~55°C의 고온성 온도입니다.

메탄 발효 공정 모니터링에는 고체, 액체 및 기체상의 측정 및 분석 시스템이 포함됩니다. 유입되는 퇴적물과 활성 슬러지의 양을 부피별로 측정하면 소화조의 일일 적재량을 부피 D(%)로 계산할 수 있습니다. 소화조의 전체 부피를 100%로 한다. 소화조 전체 부피의 백분율로 표시되는 하루당 유입되는 강수량은 구조물의 부피 부하 선량을 구성합니다. 이 값은 소화조의 전체 부피에 대한 백분율 또는 부피 단위의 분수(즉, 하루 부피 1m3당 퇴적물 m3)로 표시될 수 있습니다. 예를 들어 선량 D = 8%인 경우 이 값을 표현하는 두 번째 옵션은 0.08m3/(m3 x 일)입니다.

발효 과정에서 슬러지의 양과 소화조로 들어가는 물의 총량은 변하지 않는 것으로 가정됩니다. 따라서 회계에서는 과열 증기(발효 덩어리를 가열하는 데 사용됨)로 공급되는 수분의 양과 제거된 발효 가스로 인해 손실되는 수분의 양을 무시합니다.

일주일에 최소 1~2회, 유입 및 발효된 슬러지에 대한 분석을 실시하여 수분 함량과 회분 함량을 확인합니다. D뿐만 아니라 초기 퇴적물의 습도와 회분 함량을 알면 회분이 없는 물질 Dbz를 기준으로 소화조의 적재량을 쉽게 계산할 수 있습니다. 하루 구조물 부피 1m3당 무회 물질 킬로그램으로 측정된 이 값은 폭기조에 대해 결정된 단위 부피당 부하와 유사합니다. 적재된 슬러지의 유형과 수분 및 회분 함량의 특성에 따라 D63 값은 크게 달라집니다. 중온성 발효 모드의 경우 1.5~6kg/(m3 x day), 호열성 발효 모드의 경우 2.5~ 12kg/(m3 x 일).

소화조 운영 시 퇴적물의 가스형성성분 함량, 인산염, 계면활성제, 일반질소 함량에 대한 화학적 분석은 일반적으로 분기 1회(월 1회 미만)로 수행됩니다. 분석은 연구 기간 동안 수집된 평균 샘플을 통해 이루어집니다. 수분 측정 후 남은 건조 침전물을 사용합니다.

발효가스의 양은 자동등록장치를 이용하여 지속적으로 기록됩니다. 가스 구성에 대한 화학적 분석은 10년 또는 한 달에 한 번씩 수행됩니다. CH4, H2, CO2, N2 및 O2가 결정됩니다. 공정이 안정적이라면 발효 첫 번째 단계의 생성물인 H2의 함량은 2%를 초과해서는 안 되며, CO2의 함량은 30-35%를 초과해서는 안 됩니다. . 이 경우 이 과정은 엄격하게 혐기성이므로 산소가 없어야 합니다. 산소의 존재는 분석에 사용되는 기기를 대기로부터 완전히 분리하지 못한 경우에만 감지됩니다. 메탄의 양은 일반적으로 60-65%, 질소는 1-2% 이하입니다. 가스 구성의 일반적인 비율이 변경되면 발효 체제를 위반하여 이유를 찾아야합니다.

메탄 비율의 감소와 이산화탄소 함량의 증가로 표현되는 가스 구성의 심오하고 장기적인 변화는 소화조의 "산성화"의 증거일 수 있으며 이는 확실히 화학적 구성에 영향을 미칩니다. 미사 물. 산성상 생성물, 특히 저급지방산(LFA)이 다량으로 나타나는 동시에 LFA 외에 탄산염 및 탄화수소 화합물의 함량에 따라 결정되는 간질수의 알칼리도를 감소시킵니다.

이 경우, 적재된 퇴적물의 단위 부피당 가스 생산량이 급격히 떨어지고 pH 값이 5.0으로 감소하는 것이 관찰됩니다. 산발효 가스에서는 황화수소 H2S가 나타나고, 메탄 CH4가 감소하며, 이산화탄소 CO2의 농도가 크게 증가합니다. 이 모든 것은 거품의 형성과 소화조 내부의 촘촘한 껍질의 축적을 동반합니다.

안정적인 발효 조건에서 미사수의 NFA 함량은 5~15mg-eq/dm3 수준이고 알칼리도 값은 70~90mg-eq/dm3입니다. 모든 유기산의 합은 아세트산의 당량과 알칼리도 - 중탄산염 이온의 당량을 통해 결정됩니다.

미사의 화학적 조성은 일주일에 1-3회 결정됩니다(강수량 습도 결정 일정에 따라). 또한, 슬러지수에서는 단백질 성분이 분해되어 나타나는 암모늄염의 질소 함량이 결정됩니다. ~에 정상 작동슬러지 물 내 질소암모늄염의 소화조 농도는 500~800mg/dm3입니다.

분석 및 측정 데이터를 기반으로 일련의 계산이 이루어지며 그 결과 D 및 D63이 결정되고 퇴적물 P63의 회분이없는 물질의 분해 비율 (습도 및 회분의 변화를 고려함) 함량), 가스 생산량 Pr, 적재된 건조 물질 1kg 및 발효된 무회 물질 1kg의 가스 생산량 및 침전물 1m3당 증기 소비량입니다.

정상적인 발효가 방해받는 이유는 다음과 같습니다: 소화조에 신선한 퇴적물을 많이 적재하는 것, 급격한 온도 변동 및 발효될 수 없는 오염물질을 소화조에 적재하는 것입니다. 이러한 이유의 영향으로 메탄을 생성하는 미생물의 활성이 억제되고 슬러지 발효 과정의 강도가 감소합니다.

소화조 작동에 대한 설명은 표에 제공된 형식에 따라 수행됩니다. 2.17.

~에 시운전 작업우선 소화조의 견고성, 안전 밸브의 유무, 혼합 장치의 유무 및 작동 가능성을 확인합니다. 강철 회전 부품이 구조물의 고정 부품과 접촉할 수 있어 스파크가 발생할 가능성에 주의가 필요합니다.

표 2.17

소화조 운영 월별 회계 명세서

다음 장치는 작동 소화조의 기술 매개변수를 자동으로 모니터링하는 데 사용됩니다.

1. 건물의 가스 오염을 모니터링하고 공기 중 방폭(최대 2%) 가스 함량을 신호로 보내는 장치. 경보센서는 주입실 벽면에 설치하고 표시장치는 제어반에 설치하며, 최대 500m 거리에서 센서로부터 탈착이 가능하다. 도달하면 비상팬과 음향(광) 비상신호가 자동으로 켜집니다.

2. 퇴적물 온도를 모니터링하는 장치. 여기에는 소화조에 내장된 슬리브의 구리 또는 백금 열 저항과 같은 기본 장치가 포함됩니다. 보조 장치제어판에서.

3. 소화조의 가스 흐름을 측정하기 위해 멤브레인 또는 벨 차압 게이지가 1차 변환기로 사용되고 레코더가 2차 변환기로 사용됩니다. 방출된 가스의 양은 매일 기록됩니다.

또한 소화조의 일반적인 설계에는 각 소화조의 가스 파이프라인에서 가스 온도를 측정하고 가스 압력을 측정하는 것이 포함됩니다.

메탄 발효 공정은 다음 목표를 달성하기 위해 모니터링됩니다.

특정 분해 정도가 달성되면 발효 기간을 줄여 구조물의 부피를 줄이고 결과적으로 자본 비용을 줄입니다.

발효 과정에서 방출되는 바이오가스의 양을 늘려 이를 사용하여 소화조 자체를 가열하는 비용을 줄이고 추가로 다른 유형의 에너지를 얻습니다.

발열량과 활용 효율성을 높이기 위해 바이오가스의 메탄 함량을 높입니다.

성취 좋은 인감소화 슬러지의 수분 방출 특성을 통해 탈수 시설 비용을 절감합니다.

하수 슬러지 처리의 주요 임무는 국가 경제를 위해 폐기할 수 있는 가능성을 보장하거나 환경에 대한 피해를 최소화하는 특성을 지닌 최종 제품을 얻는 것입니다. 이 작업을 구현하는 데 사용되는 기술 체계는 매우 다양합니다.

하수 슬러지를 기계적, 물리적, 화학적, 생물학적 처리압축(두꺼워짐), 유기 부분의 안정화, 컨디셔닝, 탈수, 열처리, 가치 있는 제품 폐기 또는 침전물 제거(반응식 2) 등의 주요 단계로 나눌 수 있습니다.

그림 5 - 하수 슬러지 처리 단계 및 방법

퇴적물 압축

퇴적물의 압축은 자유 수분 제거와 관련이 있으며 퇴적물 처리를 위한 모든 기술 계획에서 필요한 단계입니다. 압축하는 동안 평균 60%의 수분이 제거되고 퇴적물의 질량은 2.5배 감소합니다.

압축에는 중력, 여과, 원심 및 진동 방법이 사용됩니다. 중력 압축 방법이 가장 일반적입니다. 이는 분산상의 입자 침강을 기반으로 합니다. 수직 또는 방사형 침전 탱크는 슬러지 압축기로 사용됩니다.

활성슬러지의 압축은 생슬러지의 압축과 달리 슬러지의 성상변화를 동반한다. 콜로이드 시스템인 활성 슬러지는 구조 형성 능력이 높기 때문에 압축으로 인해 자유수의 일부가 결합 상태로 전이되고 슬러지의 결합수 함량이 증가하면 물 생산량의 저하.

화학 시약 처리와 같은 특수 처리 방법을 사용하면 결합수의 일부를 자유 상태로 전환할 수 있습니다. 그러나 결합된 물의 상당 부분은 증발 과정을 통해서만 제거될 수 있습니다.

슬러지 안정화

무산소 안정화

도시폐수 슬러지를 중화하는 주요 방법은 혐기성소화이다. 발효를 메탄발효라고 하는데, 퇴적물에 있는 유기물이 분해되어 메탄이 주요 생성물 중 하나로 형성되기 때문입니다.

메탄 발효의 생화학적 과정은 미생물 군집이 생활 활동 중에 하수 슬러지의 유기 물질을 산화시키는 능력에 기초합니다.

산업용 메탄 발효는 광범위한 박테리아 배양을 통해 수행됩니다. 이론적으로 퇴적물의 발효는 산성과 알칼리성의 두 단계로 구성되는 것으로 간주됩니다.

산성 또는 수소 발효의 첫 번째 단계에서 침전물과 슬러지의 복잡한 유기 물질은 먼저 세포외 박테리아 효소의 작용에 따라 단순한 물질로 가수분해됩니다. 즉, 단백질은 펩타이드와 아미노산으로, 지방은 글리세롤과 지방산으로, 탄수화물은 단당으로 가수분해됩니다. 박테리아 세포에서 이러한 물질이 추가로 변형되면 주로 유기산인 첫 번째 단계의 최종 생성물이 형성됩니다. 생성된 산의 90% 이상이 부티르산, 프로피온산, 아세트산입니다. 기타 상대적으로 단순한 유기 물질(알데히드, 알코올)과 무기 물질(암모니아, 황화수소, 이산화탄소, 수소)도 형성됩니다.

발효의 산성 단계는 일반적인 부생체, 즉 젖산 및 프로피온산 박테리아와 같은 조건성 혐기성 미생물과 부티르산, 아세톤 부틸 및 셀룰로오스 박테리아와 같은 엄격한(절대) 혐기성 미생물에 의해 수행됩니다. 발효의 첫 번째 단계를 담당하는 대부분의 박테리아 종은 포자를 형성하는 형태입니다. 알칼리성 또는 메탄 발효의 두 번째 단계에서는 환경 조건에 매우 민감한 메탄 형성 박테리아(포자를 갖지 않는 절대 혐기성 미생물)의 필수 활동의 결과로 첫 번째 단계의 최종 생성물로부터 메탄과 탄산이 형성됩니다. .

메탄은 CO 2 또는 아세트산의 메틸기가 감소하여 형성됩니다.

여기서 AN 2는 메탄을 생성하는 박테리아에 수소 공여체 역할을 하는 유기 물질입니다. 일반적으로 이들은 지방산(아세트산 제외)과 알코올(메틸 제외)입니다.

많은 종류의 메탄 형성 박테리아가 산성 단계에서 형성된 분자 수소를 산화시킵니다.그러면 메탄 형성 반응은 다음과 같은 형태를 갖습니다.

사용하는 미생물 아세트산그리고 메틸알코올, 반응을 수행하십시오.

이러한 모든 반응은 메탄을 생성하는 박테리아의 에너지원이며, 각각의 반응은 출발 물질의 일련의 연속적인 효소 변형을 나타냅니다. 이제 비타민 B12가 메탄 생성 과정에 참여하는 것으로 확인되었으며, 이는 메탄 생성 박테리아의 활발한 산화환원 반응에서 수소 전달에 주요 역할을 하는 것으로 알려져 있습니다.

산성 및 메탄 단계에서 물질의 변형 속도는 동일하므로 안정적인 발효 과정에서 첫 번째 단계의 생성물인 산이 축적되지 않는 것으로 믿어집니다.

발효 과정은 방출되는 가스의 조성과 부피, 미사의 품질, 발효 슬러지의 화학적 조성으로 특징지어집니다.

생성된 가스는 주로 메탄과 이산화탄소로 구성됩니다. 정상적인(알칼리성) 발효 동안, 첫 번째 단계의 생성물인 수소는 에너지 대사의 산화환원 반응에서 메탄 생성 박테리아에 의해 사용되기 때문에 가스에 1~2% 이하의 양으로 남아 있을 수 있습니다.

단백질 분해 중에 방출되는 황화수소 H 2 S는 암모니아가 있으면 기존 철 이온과 쉽게 결합하여 콜로이드 황화철을 형성하기 때문에 실제로 가스에 유입되지 않습니다.

단백질 물질의 암모니아화 최종 생성물인 암모니아는 이산화탄소와 결합하여 탄산염과 중탄산염을 형성하며, 이는 미사수의 높은 알칼리성을 유발합니다.

에 따라 화학적 구성 요소발효 중 슬러지는 슬러지 1m 3당 5~15m 3의 가스를 방출합니다.

발효 과정의 속도는 온도에 따라 달라집니다. 따라서 퇴적물 온도가 25~27°C일 때 이 과정은 25~30일 동안 지속됩니다. 10°C에서는 지속 기간이 4개월 이상으로 늘어납니다. 발효 속도를 높이고 이에 필요한 구조물의 부피를 줄이기 위해 슬러지의 인공 가열을 30~35°C 또는 50~55°C의 온도로 사용합니다.

일반적으로 발생하는 메탄 발효 과정은 배지의 약알칼리성 반응(pH 7.b), 간질수의 높은 알칼리성(65-90 mg-eq/l) 및 낮은 지방산 함량(최대 5-12 mg-eq/l). 미사수의 암모니아성 질소 농도는 500~800mg/l에 이릅니다.

프로세스 중단은 구조 과부하로 인해 발생할 수 있습니다. 온도 체계, 퇴적물과 함께 독성 물질 섭취 등 위반은 지방산 축적, 미사수의 알칼리도 감소 및 pH 저하로 나타납니다. 생성되는 가스의 양은 급격하게 감소하고, 가스 내 탄산과 수소(발효의 산성 단계 생성물)의 함량은 증가합니다.

발효의 첫 번째 단계를 담당하는 산 생성 박테리아는 모든 종류의 박테리아에 대한 저항력이 더 강합니다. 불리한 조건, 과부하 포함. 소화를 위해 공급되는 퇴적물은 대부분 오염되어 있습니다. 빠르게 증식함으로써 산을 형성하는 박테리아는 박테리아 덩어리의 동화 능력을 증가시켜 증가된 부하에 적응합니다. 첫 번째 단계의 속도가 증가하고 배지에 많은 양의 지방산이 나타납니다.

메탄 박테리아는 매우 느리게 번식합니다. 일부 종의 생성 시간은 며칠이므로 작물 수를 빠르게 늘릴 수 없으며 원시 퇴적물의 함량이 미미합니다. 발효 덩어리의 중화 능력 (알칼리성 보유량)이 고갈되면 pH가 급격히 감소하여 메탄 생성 박테리아가 사망합니다.

슬러지의 정상적인 발효에 가장 중요한 것은 폐수의 구성, 특히 슬러지 발효 과정을 수행하는 미생물의 필수 활동을 억제하거나 마비시키는 물질의 존재입니다. 따라서 산업폐수와 생활폐수의 공동 처리 가능성에 대한 문제는 그 성격과 물리화학적 구성에 따라 개별 사례별로 해결되어야 합니다.

생활 폐수와 산업 폐수를 혼합할 때 폐수 혼합물의 pH는 7~8, 온도는 6°C 이상이어야 합니다.

30°C. 독성 또는 유해 물질의 함량은 혐기성 조건에서 발생하는 미생물에 대한 최대 허용 농도를 초과해서는 안됩니다. 예를 들어 퇴적물의 구리 함량이 슬러지 건조 물질의 0.5%를 초과하면 속도가 느려집니다. 생화학 반응발효 과정의 두 번째 단계이자 산상 반응의 가속화입니다. 신선한 퇴적물의 재가 없는 물질의 중량 기준으로 0.037%의 하이드로아세나이트 나트륨을 첨가하면 유기물의 분해 과정이 느려집니다.

생 슬러지의 처리 및 발효에는 세 가지 유형의 구조물이 사용됩니다. 1) 정화조 (정화조); 2) 2층 침전 탱크; 3) 소화기.

정화조에서는 물이 정화되고 물에서 떨어지는 침전물이 분해됩니다. 정화조는 현재 저용량 역에서 사용되고 있습니다.

2단 침전조에서는 침전부가 하부에 위치한 부패성(정화조) 챔버와 분리되어 있습니다. 2층 침전조 설계의 발전은 정화기-소화조입니다.

현재 가장 널리 사용되는 슬러지 처리 방식은 소화조로, 인공 가열 및 혼합을 통해 슬러지를 발효시키는 역할만 합니다.

발효된 슬러지는 높은 습도(95~98%)로, 국내에서는 사용하기 어렵습니다. 농업비료용(기존 이동수단으로는 이동이 어렵기 때문에) 차량압력 분배 네트워크를 설치하지 않고). 습도는 퇴적물의 양을 결정하는 주요 요인이다. 따라서 슬러지 처리의 주요 임무는 물을 분리하여 부피를 줄이고 운반 가능한 제품을 얻는 것입니다.

폐수 처리 중에 위생상 위험을 초래하는 침전물이 형성됩니다. 처리 및/또는 폐기해야 합니다. 하수 슬러지는 다음 방법으로 처리됩니다.

안정화;
밀봉하다;
조절;
탈수;
파괴;
처분.

처리방법의 선택은 퇴적물의 종류와 성질에 따라 결정된다. 퇴적물은 기원에 따라 다음과 같이 분류될 수 있습니다.
1. 기본:
1.1. 거친 것(격자 및 체에 형성됨, 습도 – 80%);
1.2. 무겁다(모래 트랩에서; 습도 – 60%);
1.3. 부유형(침전 탱크 위, 습도 – 60%);
1.4. 미가공(1차 침전 탱크 및 정화기에서; 습도 약 93-95%);
2. 보조:
2.1. 미가공(2차 침전 탱크; 습도 약 99.2-99.7%);
2.2. 발효(침전물 안정화 시설에서, 습도 - 97%);
2.3. 압축(슬러지 압축기 및 퇴적물 압축기, 습도 – 90-96%%);
2.4. 탈수(탈수 시설에서, 습도 – 68-75%);
2.5. 건조(건조기 후).

퇴적물은 위험도와 독성의 정도에 따라 분류됩니다.

낮은 위험;
약간 위험함;
매우 위험함;
매우 위험합니다.

하수슬러지의 압축 및 안정화

하수 슬러지의 압축은 그 부피를 감소시킵니다. 일반적으로 탈수 전에 사용됩니다. 이는 슬러지 압축기(활성 슬러지의 압축) 및 퇴적물 압축기(1차 침전조에서 형성되는 활성 슬러지와 생 슬러지 혼합물의 압축)에서 수행될 수 있습니다. 구조적으로 씰은 방사형과 수직의 두 가지 유형이 있습니다. 부유 장치는 퇴적물을 압축하는 데에도 사용됩니다(소화조 또는 열처리 전).

강수량 안정화폐수에는 두 가지 유형이 있습니다.
1. 무산소성:
1.1. 소화기(제조사: R.Lach GmbH, KRESTA);
1.2. 정화조(합금 하수 시스템에 접근할 수 없는 개별 건물용) 후 물을 소독하고 매립지로 운반합니다. (제조업체: GRAF, AUGUST-EKO, Akyop, UE "Polymerkonstruktsiya").
1.3. 2층 침전 탱크(최대 용량 10,000m3/일;
1.4. 청징제-부패제.
2. 에어로빅:
2.1. 복도 폭기조;
2.2. 확장 폭기 폭기조;
2.3. 에어로탱크 디스플레이서.

하수 슬러지 컨디셔닝– 수분 공급 특성을 개선하여 후속 기계적 탈수 효과가 증가하는 처리입니다.
컨디셔닝 방법:
1. 시약:
1.1 응고(철염, 알루미늄염, 석회)
1.2 중화;
2. 열처리;
3. 해동;

하수 슬러지 탈수- 최대 건조를 위해 젖은 부분을 분리하는 작업은 다음과 같이 수행됩니다.

진공 필터(제조사: Koch Industries, Eagle Group);
진동 필터;
필터 프레스(Ekoton);
원심분리기(제조사: Humbolt, Flottweq, Alfa, Laval);
드럼 건조기;
분리기;
카운터제트 건조기;
진공 건조 장치;
미사 사이트.

하수 슬러지의 파괴는 다음과 같은 방법으로 수행됩니다.

"습식" 산화;
타고 있는;
열분해;
가스화.

처리 후 대부분의 슬러지는 매립지로 이송됩니다. 그러나 위생적인 관점에서 위험하지 않은 퇴적물은 예를 들어 겨울에 숲을 심거나 도로에 물을 뿌리는 데 사용할 수 있습니다(모래 함정의 퇴적물). 이전에는 2차 침전조에서 처리된 슬러지를 식물 비료로 사용했습니다.

생활폐수 슬러지는 부피가 크고, 습도가 높으며, 조성과 성질이 불균일하며, 빠르게 분해되고 부패할 수 있는 유기물질을 함유하고 있습니다. 퇴적물은 박테리아 및 병원성 미생물과 기생충 알로 오염되었습니다.

1차 침전조의 슬러지와 과잉 활성 슬러지는 65~75%의 유기물로 구성되며, 이 중 80~85%는 단백질, 지방, 탄수화물로 구성됩니다.

하수 슬러지는 여과하기 어려운 슬러지 현탁액입니다. 퇴적물의 수분 방출 특성은 특정 여과 저항과 원심분리 지수로 특징지어집니다.

슬러지 처리의 기술적 과정은 다음과 같은 주요 단계로 나눌 수 있습니다: 압축(두꺼워짐); 유기 부분의 안정화; 조절; 탈수; 열처리; 귀중한 제품의 재활용 또는 잔류물 처리.

슬러지 및 하수슬러지의 압축. 채택된 계획의 의존성을 고려하여 처리장 1차 침전조의 슬러지, 과잉 활성 슬러지, 1차 침전조의 슬러지와 과잉 활성 슬러지의 혼합물, 부유 슬러지, 슬러지 및 안정화 후 슬러지를 압축할 수 있습니다.

과잉 활성 슬러지를 압축하려면 폐수 처리장이들은 압축 부양 원리에 따라 작동하는 수직 및 방사형 중력식 슬러지 압축기 또는 부양 슬러지 압축기를 사용합니다.

중력 압축은 과잉 활성 슬러지의 양을 줄이는 가장 일반적인 기술입니다. 후속 처리에 필요한 구조물의 양과 에너지 비용을 크게 줄입니다. 수직 및 방사형 압축기의 설계는 1차 침전 탱크의 설계와 유사합니다.

방사형 슬러지 압축기의 침전물 수집 및 제거는 슬러지 스크레이퍼 또는 슬러지 흡입기에 의해 수행됩니다. 수직형 슬러지 압축기와 슬러지 스크레이퍼 및 흡입 펌프가 장착된 방사형 슬러지 압축기의 작동을 비교한 결과, 슬러지 스크레이퍼가 장착된 방사형 슬러지 압축기가 가장 효율적인 것으로 나타났습니다. 이는 압축 공정 중 활성 슬러지의 느린 혼합과 수직형 슬러지 압축기에 비해 방사형 슬러지 압축기의 높이가 낮기 때문에 설명됩니다. 교반 시 활성 슬러지의 점도와 동전기적 전위가 감소하여 응집 및 침전이 향상됩니다. 이러한 이유로 에 현대적인 디자인슬러지 압축기, 저경도 믹서 설치가 제공됩니다.

활성 슬러지의 부유 압축을 통해 부패를 방지하고 압축 기간과 구조물의 부피를 줄일 수 있습니다. 과잉 활성 슬러지를 압축하기 위한 부유 장치는 일반적으로 내부 장비가 다른 직경 6, 9, 12, 15, 18, 20, 24m 및 깊이 2~3m의 원형 탱크입니다.

혐기성 및 호기성 조건에서 하수슬러지 및 활성슬러지의 안정화. 1차 및 2차 퇴적물의 안정화는 유기 부분이 장기간 동화되는 단순한 화합물이나 생성물로 분해되어 달성됩니다. 환경. 강수안정화를 실시해야 함 다양한 방법- 생물학적, 화학적, 물리적 및 이들의 조합.

가장 널리 사용되는 방법은 생물학적 혐기성 및 호기성 안정화입니다. ~에 소량정화조, 2단 침전조 및 정화기 - 회전 장치는 침전물을 제거하는 데 사용됩니다. 대량의 퇴적물을 처리하기 위해 소화조와 호기성 광화제가 사용됩니다.

소화조에서 생화학적 안정화 과정은 혐기성 조건에서 수행되며 복잡한 미생물 복합체의 필수 활동의 결과로 최종 생성물(주로 메탄 및 이산화탄소)로 인해 퇴적물에서 유기물이 분해되는 것을 나타냅니다.

현대 개념에 따르면, 혐기성 메탄 소화에는 서로 다른 박테리아 그룹이 수행하는 상호 연결된 네 가지 단계가 포함됩니다.

1. 효소 가수분해 단계는 외효소를 분비하는 빠르게 성장하는 통성 혐기성 미생물에 의해 수행되며, 여기에 참여하면 용해되지 않은 복합 유기 화합물의 가수분해가 더 단순한 용질의 형성으로 수행됩니다. 최적의 가치이 박테리아 그룹의 발달을 위한 pH는 6.5 - 7.5 범위입니다.

2. 산 형성(산성) 단계에는 휘발성 지방산, 아미노산, 알코올, 수소 및 이산화탄소. 이 단계는 빠르게 성장하고 불리한 환경 조건에 매우 강한 이종 박테리아에 의해 수행됩니다.

3. VFA, 아미노산 및 알코올을 아세트산으로 전환하는 아세트산 생성 단계는 두 그룹의 아세트산 생성 박테리아에 의해 수행됩니다. 이전 단계의 생성물에서 수소를 방출하여 아세테이트를 형성하는 첫 번째 그룹을 일반적으로 수소 형성 아세트산 생성 물질이라고 합니다.

CH2CHCOOH + 2H20 CH3COOH + CO + 3H 2.

아세트산염을 형성하고 수소를 사용하여 이산화탄소를 감소시키는 두 번째 그룹은 일반적으로 수소 사용 아세트산 생성 물질이라고 합니다.

4H 2 + 2C0 2CH COOH + 2H 2 0.

4. 메탄 생성 단계는 천천히 자라는 박테리아에 의해 수행되며 엄격한 혐기성 미생물로 환경 조건 변화, 특히 7.0~7.5 미만의 pH 및 온도 감소에 매우 민감합니다. 다양한 메탄생성물질 그룹은 두 가지 방식으로 메탄을 생성합니다.

아세테이트 분할:

CH 3 COOH CH 4 + CO 2,

이산화탄소 감소:

C0 2 +H 2 CH 4 +H 2 0.

첫 번째 경로는 72%의 메탄을 생성하고, 두 번째 경로는 28%를 생성합니다.

발효 과정이 느립니다. 속도를 높이고 구조물의 부피를 줄이기 위해 슬러지의 인공 가열이 사용됩니다. 동시에 가스인 메탄의 방출은 훨씬 더 효율적이며 이를 포집하여 연료로 사용해야 합니다. 온도에 대한 의존성을 고려하여 중온성(t = 30 - 35)과 고온성(t = 50 - 55)의 두 가지 유형의 공정이 구별됩니다.

소화기는 밀봉되어 있습니다. 수직 탱크철근 콘크리트 또는 강철로 만들어진 원추형 또는 평평한 바닥이 있습니다.

소화조의 다이어그램은 그림 1에 나와 있습니다. 3.2.17. 퇴적물 수준은 소화조의 좁은 목에서 유지되므로 발효 덩어리의 단위 표면당 가스 방출 강도를 높이고 조밀한 껍질 형성을 방지할 수 있습니다.

쌀. 3.2.17. 다이제스트 기자 :

1 – 퇴적물 공급; 2 – 증기 인젝터; 3 – 발효 슬러지 방출;

4 – 소화조 비우기; 5 – 단열;

6 - 가스 수집 및 제거 시스템; 7 – 순환 파이프; 8 – 퇴적물 수준

하수 슬러지의 호기성 안정화는 호기성 조건에서 유기 물질의 산화 과정입니다. 혐기성 소화와 달리 호기성 안정화는 한 단계에서 발생합니다.

C 5 H 7 N0 2 +50 2 ->5C0 2 +2H 2 0+NH 3 ,

이어서 NH 3 가 NO 3 로 산화됩니다.

압축되지 않은 및 압축된 과잉 활성 슬러지 및 1차 침전조의 침전물과의 혼합물은 호기성 안정화 대상이 될 수 있습니다.

퇴적물의 호기성 안정화는 일반적으로 폭기조 등 깊이 3~5m의 구조물에서 이루어지며, 호기성으로 안정화된 퇴적물의 침강 및 다짐은 별도의 슬러지 압축기 또는 특별히 지정된 장소에서 1.5~5시간 동안 실시해야 한다. 안정기 내부. 압축된 슬러지의 습도는 96.5~98.5%입니다. 슬러지 물은 폭기조로 보내져야 합니다. 호기성 안정제의 다이어그램이 그림 1에 나와 있습니다. 3.2.18.

쌀. 3.2.18. 미네랄라이저 다이어그램: I – 폭기 구역; II – 정착 구역; III – 퇴적물 압축기; 1 – 안정화된 퇴적물; 2 – 침전수의 방출; 3 – 공기 덕트; 4 – 비우기; 5 – 슬러지 혼합물; 6 - 기계 탈수 공장에서 원심 분리

퇴적물의 호기성 안정화는 생물학적으로 안정적인 제품의 생산, 우수한 수분 전달률, 작동 용이성 및 구조물의 낮은 건설 비용을 보장합니다. 동시에, 폭기에 대한 상당한 에너지 비용으로 인해 하루 50~100,000m 3 이상의 용량을 갖춘 처리장에서 이 공정을 사용하는 타당성이 제한됩니다.

하수슬러지 소독. 생활폐수 슬러지에는 병원성 미생물과 기생충 알이 다수 포함되어 있으므로 폐기 및 보관 전 슬러지를 소독하는 것이 매우 중요합니다. 하수 슬러지의 소독은 다양한 방법으로 이루어집니다.

열 - 가열, 건조, 연소;

화학 – 화학 시약을 이용한 처리;

바이오열 - 퇴비화;

생물학적 - 원생동물, 균류 및 토양 식물에 의한 미생물 파괴;

물리적 영향 - 방사선, 고주파 전류, 초음파 진동, 자외선 등

일반적 특성하수 슬러지 소독 공정은 표에 나와 있습니다. 3.2.2. 대규모 폭기장에서는 기계적으로 탈수된 슬러지의 열 건조를 사용하는 것이 좋습니다. 이를 통해 운송 비용을 줄이고 슬러지에서 다음과 같은 형태의 비료를 얻을 수 있습니다. 대량 재료. 최대 20,000m 3 /일 용량의 폭기장에서 연료 및 에너지 비용을 줄이려면 구충실을 사용하고 최대 50,000m 3 /일 - 화학적 소독 방법을 사용하는 것이 좋습니다. 슬러지를 비료로 처리할 수 없는 경우, 생성된 열을 이용한 연소를 사용할 수 있습니다.

하수슬러지 소독방법 지표 표 3.2.2

프로세스	탈수슬러지 1개당 열소비량, MJ	처리 후 습도, %	이 방법의 주요 장점	이 방법의 주요 단점	선호하는 애플리케이션
구충실에서의 치료	600-700	60-70	사용하기 쉽고 연료 소비가 적습니다.	상대적으로 높은 습도와 슬러지 운반 비용	최대 20명 규모의 폐수처리시설
카운터 제트 건조기의 열 건조	1900-2800	35-40	운송 비용이 절감되고 비료와 연료의 재활용이 단순화됩니다.	높은 소비연료, 자격을 갖춘 인력의 필요성, 배기가스 정화의 중요성	동일하며 용량이 100 이상입니다.
바이오열처리(퇴비화)	-	45-50	연료, 에너지, 운송비가 절감되고, 고품질의 비료가 준비됩니다.	방수 코팅이 된 구역을 건설하고 충전제(가정 쓰레기, 기성 퇴비, 이탄, 톱밥 등)를 사용해야 할 필요성	동일하며 최대 200명까지 수용 가능
생성된 열을 이용한 연소	-300 ~ +1800	-	운송 비용이 크게 절감되고 추가 열을 얻을 수 있습니다.	필요성 효과적인 청소폐가스, 자격을 갖춘 인력의 필요성	퇴적물로 인한 비료 소비자가 없거나 독성이 높은 폐수 처리 시설

생활 하수 슬러지는 부피가 크고, 습도가 높으며, 조성과 성질이 불균일하며, 분해 및 부패가 빠른 유기물질을 함유하고 있습니다. 퇴적물은 박테리아 및 병원성 미생물과 기생충 알로 오염되었습니다.

1차 침전조의 슬러지와 과잉 활성 슬러지는 65~75%의 유기물로 구성되며, 이 중 80~85%는 단백질, 지방, 탄수화물로 구성됩니다.

하수 슬러지는 여과하기 어려운 슬러지 현탁액입니다. 퇴적물의 수분 방출 특성은 특정 여과 저항과 원심분리 지수로 특징지어집니다.

슬러지 및 하수슬러지의 압축. 처리장의 채택된 설계에 따라 1차 침전조의 슬러지, 과잉 활성 슬러지, 1차 침전조 슬러지와 과잉 활성 슬러지의 혼합물, 부유 슬러지, 슬러지 및 안정화 후 슬러지가 압축될 수 있습니다.

처리장에서 과잉 활성 슬러지를 압축하기 위해 수직 및 방사형 중력식 슬러지 압축기 또는 압축 부상 원리로 작동하는 부상 슬러지 압축기가 사용됩니다.

방사형 슬러지 압축기의 침전물 수집 및 제거는 슬러지 스크레이퍼 또는 슬러지 흡입기에 의해 수행됩니다. 수직형 슬러지 압축기와 슬러지 스크레이퍼 및 흡입 펌프가 장착된 방사형 슬러지 압축기의 작동을 비교한 결과, 슬러지 스크레이퍼가 장착된 방사형 슬러지 압축기가 가장 효율적인 것으로 나타났습니다. 이는 압축 공정 중 활성 슬러지의 느린 혼합과 수직형 슬러지 압축기에 비해 방사형 슬러지 압축기의 높이가 낮기 때문에 설명됩니다. 교반 시 활성 슬러지의 점도와 동전기적 전위가 감소하여 응집 및 침전이 향상됩니다. 따라서 슬러지 압축기의 현대적인 설계는 저경도 혼합기 설치를 제공합니다.

활성 슬러지의 부유 압축은 부패를 방지하고 압축 기간과 구조물의 부피를 줄입니다. 과잉 활성 슬러지를 압축하기 위한 부유 장치는 일반적으로 내부 장비가 다른 직경 6, 9, 12, 15, 18, 20, 24m 및 깊이 2~3m의 원형 탱크입니다.

혐기성 및 호기성 조건에서 하수슬러지 및 활성슬러지의 안정화. 1차 및 2차 퇴적물의 안정화는 유기 부분을 환경에 의해 오랫동안 동화되는 단순한 화합물이나 생성물로 분해함으로써 달성됩니다. 퇴적물의 안정화는 생물학적, 화학적, 물리적 및 이들의 조합 등 다양한 방법으로 수행될 수 있습니다.

가장 널리 사용되는 방법은 생물학적 혐기성 및 호기성 안정화입니다. 강수량이 적은 경우에는 정화조, 2단 침전조 및 정화기(회전 장치)를 사용합니다. 소화조와 호기성 광화제는 대량의 퇴적물을 처리하는 데 사용됩니다.

현대 개념에 따르면, 혐기성 메탄 소화에는 서로 다른 박테리아 그룹이 수행하는 상호 연결된 네 가지 단계가 포함됩니다.

1. 효소 가수분해 단계는 외효소를 분비하는 빠르게 성장하는 통성 혐기성 미생물에 의해 수행됩니다.
용해되지 않은 복잡한 유기 화합물의 가수 분해가 더 간단한 용질의 형성과 함께 발생합니다. 이 박테리아 그룹의 발달을 위한 최적의 pH 값은 6.5 - 7.5 범위입니다.

2. 산 형성(산성) 단계에서는 휘발성 지방산, 아미노산, 알코올, 수소 및 이산화탄소의 방출이 동반됩니다. 이 단계는 빠르게 성장하고 불리한 환경 조건에 매우 강한 이종 박테리아에 의해 수행됩니다.

3. VFA, 아미노산 및 알코올을 아세트산으로 전환하는 아세트산 생성 단계는 두 그룹의 아세트산 생성 박테리아에 의해 수행됩니다. 이전 단계의 생성물에서 수소를 방출하여 아세테이트를 형성하는 첫 번째 그룹을 수소 형성 아세트산 생성 물질이라고 합니다.

CH2CHCOOH + 2H20 CH3COOH + CO + 3H 2.

아세트산염을 형성하고 수소를 사용하여 이산화탄소를 감소시키는 두 번째 그룹을 수소 사용 아세트산 생성 물질이라고 합니다.

4H 2 + 2C0 2CH COOH + 2H 2 0.

아세테이트 분할:

CH 3 COOH CH 4 + CO 2,

이산화탄소 감소:

C0 2 +H 2 CH 4 +H 2 0.

첫 번째 경로는 72%의 메탄을 생성하고, 두 번째 경로는 28%를 생성합니다.

발효 과정이 느립니다. 속도를 높이고 구조물의 부피를 줄이기 위해 슬러지의 인공 가열이 사용됩니다. 동시에 가스인 메탄의 방출은 훨씬 더 효율적이며 이를 포집하여 연료로 사용할 수 있습니다. 온도에 따라 중온성(t = 30 - 35)과 호열성(t = 50 - 55)이라는 두 가지 유형의 공정이 구분됩니다.

소화조는 철근 콘크리트 또는 강철로 만들어진 원뿔형 또는 평평한 바닥을 가진 밀봉된 수직 탱크입니다.

소화조의 다이어그램은 그림 1에 나와 있습니다. 3.2.17. 퇴적물 수준은 소화조의 좁은 목에서 유지되므로 발효 덩어리의 단위 표면당 가스 발생 강도를 높이고 조밀한 껍질 형성을 방지할 수 있습니다.

쌀. 3.2.17. 다이제스트 기자 :

1 – 퇴적물 공급; 2 – 증기 인젝터; 3 – 발효 슬러지 방출;

4 – 소화조 비우기; 5 – 단열;

6 - 가스 수집 및 제거 시스템; 7 – 순환 파이프; 8 – 퇴적물 수준

하수 슬러지의 호기성 안정화는 호기성 조건에서 유기 물질의 산화 과정입니다. 혐기성 소화와 달리 호기성 안정화는 한 단계에서 발생합니다.

C 5 H 7 N0 2 +50 2 ->5C0 2 +2H 2 0+NH 3 ,

이어서 NH 3 가 NO 3 로 산화됩니다.

압축되지 않은 및 압축된 과잉 활성 슬러지 및 1차 침전조의 침전물과의 혼합물은 호기성 안정화 대상이 될 수 있습니다.

퇴적물의 호기성 안정화는 생물학적으로 안정적인 제품의 생산, 우수한 수분 전달률, 작동 용이성 및 구조물의 낮은 건설 비용을 보장합니다. 그러나 폭기에 대한 상당한 에너지 비용으로 인해 50~100,000m 3 /일 이상의 용량을 갖춘 처리장에서 이 공정을 사용하는 타당성이 제한됩니다.

하수슬러지 소독. 생활폐수 슬러지에는 병원성 미생물과 기생충 알이 다수 포함되어 있으므로 폐기 및 보관 전 슬러지를 반드시 소독해야 합니다. 하수 슬러지의 소독은 다양한 방법으로 이루어집니다.

열 - 가열, 건조, 연소;

화학 – 화학 시약을 이용한 처리;

바이오열 - 퇴비화;

생물학적 - 원생동물, 균류 및 토양 식물에 의한 미생물 파괴;

물리적 영향 - 방사선, 고주파 전류, 초음파 진동, 자외선 등

하수 슬러지 소독 공정의 일반적인 특성은 표에 나와 있습니다. 3.2.2. 대규모 폭기장에서는 기계적으로 탈수된 슬러지의 열 건조를 사용하는 것이 좋습니다. 이를 통해 운송 비용을 줄이고 벌크 물질 형태의 슬러지에서 비료를 얻을 수 있습니다. 최대 20,000m 3 /일 용량의 폭기 스테이션에서 연료 및 에너지 비용을 줄이려면 구충실을 사용하고 최대 50,000m 3 /일 - 화학적 소독 방법을 사용하는 것이 좋습니다. 슬러지를 비료로 처리할 수 없는 경우, 생성된 열을 이용한 연소를 사용할 수 있습니다.