지방 폐수 처리장(WWTP)에서는 슬러지 케이크 고형을 늘리기 위해 보통 폴리머를 더 첨가하는 방식으로 접근합니다 양이온성 폴리아크릴아마이드 (PAM). 하지만 과도한 폴리머 투입은 운영 비용을 증가시키고, 끈적한 케이크, 블라인드 필터 매체, 심지어 탈수 효율 저하를 초래할 수 있습니다.
진짜 해답은 공정 최적화, 정밀 컨디셔닝, 장비 제어—단순히 화학물질 소비량이 증가하는 것이 아닙니다. 아래는 폴리머를 과다 투여하지 않고 슬러지 케이크 고형을 개선할 수 있는 실용적이고 식물 중심의 프레임워크입니다.
폴리머를 늘리기 전에 슬러지 컨디셔닝을 최적화하세요
정밀 고분자 제어를 위한 병 테스트 수행
고분자 성능은 유기 함량, EPS 농도, pH와 같은 슬러지 특성에 따라 달라집니다. 일상 병 테스트 다음과 같은 판단에 도움이 됩니다:
- 최적의 폴리머 투여 시간 창
- 올바른 폴리머 종류(전하 밀도 및 분자량)
- 혼합 강도와 플록 숙성 시간
과다 투여는 입자를 재안정시키거나 압축 가능한 플록을 만들어 물을 가둘 수 있습니다. 목표는 조밀하고 전단 저항성 플록과도한 점도는 아닙니다.
플록 구조를 개선하기 위해 pH를 조정하세요
철염이나 알루미늄 염을 상류에 투여할 때 슬러지 pH가 낮아지면(예: pH < 5), 폴리머 효율이 떨어집니다.
pH 조정 6–8 사용:
- 석회(Ca(OH)₂)
- 탄산나트륨(Na₂CO₃)
전하 중화를 크게 개선하고 폴리머 수요를 줄일 수 있습니다.
골격 컨디셔닝 에이전트(저비용 필터 보조제) 사용하세요
소량(건조 고형물의 5–15%)을 첨가하는 방법:
- 라임
- 플라이 애쉬
- 규조토
이는 투과성이 향상된 단단한 케이크 구조를 만듭니다. 이로 인해 압력 하에서 배수가 개선되어 추가 폴리머의 필요성을 줄이는 경우가 많습니다.
탈수 전에 고형물 공급량을 늘리세요
낮은 사료 농도는 케이크 고형물 부족의 주요 원인입니다.
표적 피드 농도 ≥ 3–4%
농점 저유 고형물이 1–2% 미만이라면 다음을 고려하세요:
- 중력 두께 조절 최적화
- 용존 공기 부유(DAF) 농도
- 원심 슬러지 농도
유입 고형이 많을수록 케이크 형성이 개선되고 건조 고형물 톤당 폴리머 소비를 줄입니다.
미세 조정 탈수 장비 매개변수
화학 조절만으로는 부적절한 기계적 설정을 보완할 수 없습니다.
여과기 시스템
- 점진적인 압력 단계 사용:
저압 충전 → 중압 응집 → 고압 압착 - 고압 유지 시간을 연장하세요(가능하면 30–45분 정도)
- 멤브레인 스퀴즈(가능하다면) 활용하세요
- 배출 전에 압축 공기를 입히세요
이 단계들은 추가 폴리머 없이도 케이크 수분을 3–8% 줄일 수 있습니다.
디캔터 원심분리기 사용
세 가지 핵심 매개변수를 최적화하세요:
- 볼 속도: 분리계수를 개선하려면 적당히 증가하세요
- 차동 속도: 슬러지 체류 시간을 늘리기 위해 더 내려가세요
- 급품 속도: 정격 용량의 80–90% 유지
과도한 이송 속도는 종종 습식 케이크를 유발하며, 작업자가 부하 균형을 보정하지 않고 폴리머를 실수로 증가시킬 수 있습니다.
상류 공정 안정성 강화
슬러지 탈수는 단순한 기계적 또는 화학적 문제가 아니라, 생물학적 및 상류 처리 안정성에 깊이 영향을 받습니다.
케이크 고형물 부족의 흔한 근본 원인은 다음과 같습니다:
- 충격 유기 하중
- 과도한 산소 또는 노화 슬러지(높은 SRT)
- 불균형 반환 슬러지 비율
- 응고제 과다복용 폴리알루미늄 클로라이드(PAC), 이로 인해 무기 슬러지 질량과 결속된 물이 증가합니다
슬러지 연성, 균형 잡힌 산소 공급, 일관된 유수 특성을 유지하면 세포 외 고분자(EPS) 축적이 줄어듭니다. EPS는 결속물의 주요 원인 중 하나입니다.
생물학적 시스템이 안정적일 때, 폴리머 수요는 자연스럽게 감소하고 슬러지는 조건 조절에 더 잘 반응합니다.
필요한 경우에만 사전 전처리 적용
최적화에도 불구하고 만성적으로 높은 케이크 수분을 겪는 식물의 경우, 표적 전처리가 정당화될 수 있습니다.
잠재적 선택지는 다음과 같습니다:
- 열 가수분해 (160–200°C): 세포벽을 깨고 결합된 물을 방출합니다
- 효소 조건형성: EPS 구조 저하
- 산화 전처리: 플록 압축성 향상
이 기술들은 탈수성을 크게 향상시키지만 자본 및 에너지 평가가 필요합니다. 다음과 같은 경우에 고려하는 것이 가장 좋습니다:
- 폐기 비용은 매우 높습니다
- 케이크 고형물은 지속적으로 규제 기준을 충족하지 못합니다
- 폴리머 소비는 이미 최적화되어 있습니다
고급 전처리는 성능 저하에 대한 첫 번째 대응이 아니라 전략적 업그레이드여야 합니다.
장비 유지보수와 스마트 모니터링 통합
기계적 비효율성은 종종 화학적 실패로 오인됩니다.
일반적인 성능 손실은 다음과 같은 것들에서 발생합니다:
- 블라인드 필터 천
- 마모된 원심분리기 스크롤
- 플레이트 앤 프레임 프레스의 밀봉 누수
- 부적절한 청소 일정
정기적인 점검과 예방 유지보수를 통해 폴리머 용량을 늘리지 않고도 2–5% 케이크 고형물을 복원할 수 있습니다.
반응성 화학적 과다복용을 피하기 위해 식물은 다음을 시행해야 합니다:
- 슬러지 농도 모니터링
- 원심분리기에서의 토크/부하 모니터링
- 자동 폴리머 공급 제어
- 실시간 고체 저지 추적
데이터 기반 제어 시스템은 운영자의 추측을 줄이고 일관되고 최적화된 탈수 성능을 보장합니다.
최종 통찰
고분자를 과다 투여하지 않고 슬러지 케이크 고형물을 개선하려면 시스템 수준 최적화화학적 증진이 아닙니다.
상류 생물학을 안정화하고, 전략적으로 전처리를 적용하며, 데이터 기반 모니터링으로 장비를 유지함으로써, 지방 자치 시설은 케이크 고형물을 지속 가능하게 증가시키면서 폴리머 비용과 운영 위험을 줄일 수 있습니다.