농축, 탈수공법을 이용한 슬러지 처리

- Volute 농축탈수기 -

1. 기술개요

이 환경기술평가는 □99년 6월 이후부터 현재까지 실시되고 있으며 그림 1에서 알 수 있는 바와 같이 ACS프로세스는 생물반응조에서 잉여슬러지를 직접 인발 농축, 탈수하기 때문에 최종침전지의 슬러지를 전량 반송시키고 있다.

2. Volute 처리설비 개요

이 농축 탈수기는 이러한 목적에 맞는 농축탈수기로 일명 다중원바외통형 스크류프게스 탈수기(이하 volute)로 생물반응조의 슬러지를 폴리황산제이철과 고분자응집제로 응집시킨후 스텐레스링을 적용시킨 외통이라고 불리우는 여과부와 스크류로 구성된 농축, 탈수기에 의해 농축, 탈수를 일공정으로 할 수 있는 장치로 그림 2와 같다.

3. 탈수실험 조사결과

<기존 슬러지설비와 현재 처리설비의 비교>

구분		종래방식	신방식
잉여슬러지 인발위치		최종침전지→농축→저류→탈수	생물반응조→직접탈수
슬러지 처리에 필요한 시설	토목	농축조 저류조	불필요
	기계	농축슬러지 스크레이퍼 저류조 교반기 농축슬러지 이송펌프	불필요
		슬러지투입펌프 약품주입펌프 탈수기 탈수케이크 저류설비	다중원반외통형 스크류프레스 탈수기 탈수케이크 저류설비
	전기	농도계(농축슬러지) 유량계(투입슬러지)	불필요

3.1 탈수실험 조사결과 (생물반응조에서 인발한 잉여슬러지)

(1) 운전방법

유입유량은 1,078 ∼ 1,434□/일, 평균유량은 1,243□/일, 유입BOD는 148∼274 ppm 였으며, SS는 111∼182ppm와 평균145ppm였다. 반응조의 인발 잉여슬러지의 농도는 3,749∼4,768ppm로 평균 4,153ppm이었다. 탈수기는 타이머에 의해 24시간 자동운전을 실시하였다.

(2) 함수율 및 처리량

그림 6에서 알 수 있는 바와 같이 기존의 탈수방법인 최종침전지에서 잉여슬러지를 인발 후 농축조에서 농축, 벨트프레스를 이용하였으며 탈수결과는 84%이고, 생물반응조에서 직접 인발하여 탈수한 결과는 80%이하를 유지하였다.

(3) SS 등의 회수율

투입된 슬러지의 MLSS는 최소 2,790ppm ∼최대 3,769ppm, 평균 3,302ppm이였다. 반송여액의 BOD는 23∼68ppm과 평균 35.5ppm, SS는 36∼160ppm과 평균 88.25ppm으로 SS의 평균제거율은 약97.5%로 매우 제거율이 좋았으며 T-P도 0.24∼0.58ppm과 평균0.4ppm으로 매우 좋았다.

(4) 인제거율

Volute탈수기는 슬러지 조제시 철염의 투입으로 인해 잉여슬러지에 포함된 함유 총인과 용출 총인이 거의 모두 제거되어 탈리액으로 배출되는 양이 최소 0.28ppm∼최대 0.4ppm로 유입된 총인 대부분 제거되어 반송되는 여액은 거의 일정하였다.

(5) 생물반응조에서 잉여슬러지 직접탈수시 효과

· 일반적으로  반응조의 MLSS가 일정하므로 응집제량을 한번 셋팅하면 약품량 변경이 필요없다.

·반응조에서 직접 인발한 슬러지는 악취가 발생하지 않으므로 탈수시 악취발생이 없다.

·농축조 등 시설이 불필요하여 슬러지의 저류·저장으로 인한 악취발생 및 탈수성 악화 등을 방지할 수 있다.

점토첨가에 의한 하수소화슬러지 탈수

1.머리말

탈수시 점토를 첨가해 탈수케이크를 퇴비화하는 프로젝트를 고안, 탈수성과 탈수여과액이 수질에 영향에 대해서 검토했다.

2.슬러지 및 점토광물

H하수처리장의 처리방식은 표준활성슬러지법으로 발생한 잉여슬러지는 중력농축의 농축탱크에서 농축한 후 소화일수 33일 동안 중온소화가 이루어진다. 탈수시험에 사용하는 고분자응집제로는 중카티온계 고분자응집제를 1%수용액으로 조정해 실온상태에서 저장, 사용했다.

점토는 성분이 다른 세 종류의 시판용 제품을 사용했으며, 바람으로 건조한 후 450□이하의 입자로 만들어 사용했다.

<표 1> 점토광물의 성분

3. 탈수성에 미치는 영향

3.1 실험

①샘플슬러지 0.1L에 점토를 슬러지 건조중량에 대하여 0, 25, 50, 75, 100, 150, 200%의 비율로 첨가한 후 고분자응집제를 주입했는데 고분자응집제의 주입율은 0.6부터 0.1% 간격으로 1.5%까지 변화한다.

②1분간 100rpm으로 마그네틱 스터러를 사용, 교반한 후 탈수했다

③탈수는 5분간 조작한 다음 케이크 함수율을 특정했다.

3.2 결과 및 고찰

·점토와 고분자응집제의 탈수에서도 점토첨가율 200%를 제외하면 주입율1.0%이하에서 효과가 인정되는데 점토첨가율을 늘이면 점토율 150%까지는 주입율 증가와 함께 함수율은 감소했다.

·점토첨가율 100%(주입율 0.7%이상)에서 물기제거율은 94%이상으로 가장 높아지는데 첨가율200%가 되면 92%에서 93%를 보인다. 또한 주입에 의한 물기제거율의 효과는 점토첨가율이 높아지면 감소하고 0.7%이상에서는 거의 변화가 없는데 반해 고분자응집제만을 사용하는 경우에는 주입율1.1%수치까지는 효과가 증대했으며 주입율 1.1%에 상당하는 것은 점토엄가율50%(주입율 0.7%)였다.

4.점토 탈수케이크내의 수분상태

·함수율을 검토해 본 결과 점토 첨가에 의해 고형물은 증가하나, 점토첨가율에 바비례하여 함수율이 줄어들었다. 즉, 탈수성의 개선에 효과가 있다고 할 수 있는데 그 원인을 케이크중의 수분분포 특성을 가지고 검토해 본다.

4.1 실험

①3.1의 방법에 따라 점토의 혼합율을 100%, 고분자응집제 주입을 1.0%로 탈수한 케이크를 직경 8cm, 두께 3mm에서 4mm의 원형으로 만들었다.

②이 케이크를 건조기(섭씨 30도)속에 설치했다.

③30초마다 중량변화를 계량해 증발속도 곡선을 작성.

4.2 결과 및 고찰

(그림 4) 고분자응집제(주입율 1.0%)에 의한 탈수케이크의 증발속도곡선

(그림 5) 점토(첨가율 100%) 및 고분자응집제(주입율1.0%)에 의한

탈수케이크의 증발속도곡선]

(표 2)증발속도곡선에 의해 구한 탈수케이크의 수분 분포

5. 수질에 미치는 영향

5.1 실험

①3.2에서 고분자응집제에 의한 탈수에서는 주입율 1.0%정도가 적절하다는 사실을 알아냈으므로 이를 기준으로 점토  첨가율을 0, 25, 50, 75, 100%로 변화시켜 탈수하고 탈수여과액중의 인산이온 및 암모니아이온의 농도를 측정했다.

5.2 결과 및 고찰

그림(6) 점토 첨가율이 탈수여과액수질에 미치는 영향

6. 점토의 종류에 의한 영향

(표 3) 규산과 알루미나 비가 탈수성과 탈수여과액수질에 미치는 효과

7. 맺음말

·고분자응집제 주입율 1.0%처리와 점토첨가율 50%(주입율 0.7%)가 물기제거율 면에서 거의 동일한 탈수성을 보였지만 함수율은 4.0% 정도의 점토를 첨가한 경우에 줄어들었다.

·탈수 여과액의 인산이온 제거율은 14.3%로 그다지 높지 않으나, 암모니아이온은 20%(103ppm)정도 저하되었다.

·점토의 종류를 변화시켜 케이번 비 검토결과 케이번 비가 큰 경우에 함수율이 약간 저하되었지만 수질은 반대로 낮은 경우에 제거율이 높으며 인산이온보다 암모니아이온에 영향이 컸다.