폐수 처리장에서의 슬러지 탈수

“슬러지 탈수”란 무슨 뜻인가요?

하수 처리장은 미생물이 호기성(산소 공급) 및 혐기성 과정을 통해 물속에 녹아 있는 유기물을 분해하여 폐수를 처리하는 시설입니다. 폭기조 바닥에 공급되는 산소는 오염물질을 분해하는 미생물의 활동에 필요한 산소를 제공합니다.

침전조에서 가라앉은 생물학적 슬러지는 미생물의 농도를 높게 유지하기 위해 폭기조로 다시 보내집니다. 미생물 덩어리(플록)가 가라앉으면 위쪽의 맑은 물은 강과 같은 자연환경으로 방류하거나 세척수 등 산업용수로 재사용할 수 있습니다.

농축된 슬러지는 재활용하거나 소각하기 전에 수분을 제거하여 부피를 최대한 줄입니다.

슬러지 탈수는 미생물과 미생물의 대사 과정에서 발생한 폐기물 등의 고형물과 액체를 분리하는 과정입니다. 효과적인 탈수를 위해서는 먼저 침전조 바닥에 자연적으로 가라앉히거나 기계적인 방법으로 슬러지를 농축해야 합니다.

농축된 슬러지는 여전히 액체 상태이며, 고형물 함량은 약 10%, 수분 함량은 약 90%입니다. 다음 단계에서는 기계적인 방법으로 고형물에서 물을 분리합니다.

이 과정을 거치면 고형물 함량이 최대 40%인 반죽 형태의 슬러지를 얻을 수 있으며, 태양열 건조를 이용하면 고형물 함량을 최대 80%까지 높일 수 있습니다.

왜 슬러지 양을 줄여야 할까요?

슬러지 배출은 하수 처리장의 원활한 운영과 운영비 절감을 위해 필요합니다. 폭기조 내 슬러지 양이 증가하면 미생물에게 산소를 공급하는 데 필요한 에너지도 비례하여 증가하므로 운영비가 높아집니다.

또한, 효율적인 수질 정화를 위해서는 다양한 연령의 미생물이 필요합니다. 슬러지 양이 증가하면 슬러지의 평균 체류 기간이 길어져 정화 효율이 떨어질 수 있습니다.

마지막으로, 폭기조 내 슬러지가 지나치게 많아지면 슬러지가 처리수와 함께 외부 자연환경으로 배출될 위험이 있습니다.

슬러지 탈수는 어떻게 하나요?

이 과정의 목적은 슬러지를 미리 처리하여 고형물과 액체가 쉽게 분리되도록 하는 것입니다. 이를 위해 슬러지에 고분자 응집제를 혼합합니다.

수용액 상태의 응집제는 양전하 또는 음전하를 이용해 슬러지 입자와 결합하며, 높은 분자량으로 입자들을 서로 뭉치게 하여 플록을 형성합니다. 이렇게 형성된 플록은 더 빠르게 가라앉아 고형물과 물의 분리를 돕습니다.

슬러지의 특성에 따라 유기물 함량이 높은 경우와 무기물 함량이 높은 경우에 적합한 양이온성 또는 음이온성 고분자 응집제를 선택할 수 있습니다. 응집 처리가 끝난 슬러지는 다양한 방법으로 수분을 제거합니다.

첫 번째 단계는 슬러지 농축으로, 응집제를 사용하지 않고 침전조 바닥에 자연적으로 가라앉히거나 응집제를 사용해 배수 테이블 등에서 기계적으로 농축할 수 있습니다. 이 과정을 거친 슬러지는 여전히 액체 또는 반죽과 같은 상태를 유지합니다.

다양한 탈수 장비

  • 벨트프레스 탈수기(Belt Filter Press)
  • 슬러지를 농축한 후, 회전하는 두 개의 여과포 사이에 투입합니다. 여과포가 점차 가까워지면서 압력이 높아지고, 슬러지에 포함된 물이 여과포를 통해 빠져나옵니다. 탈수된 슬러지는 장비 끝부분에서 배출되어 재활용하거나 후속 처리에 사용됩니다.
  • 스크류프레스 탈수기(Screw Press)
  • 스크류프레스 역시 농축된 슬러지를 사용합니다. 천공된 원통 내부에서 스크류가 천천히 회전하면서 슬러지를 점진적으로 압축합니다. 스크류 출구에 탈수된 슬러지가 형성되면서 압축력이 발생하고, 분리된 물은 원통의 구멍을 통해 배출되어 하수처리장 전단부로 되돌아갑니다.
  • 원심탈수기(Decanter Centrifuge)
  • 원심탈수기는 원심력을 이용해 슬러지의 고형물과 물을 분리하는 장비입니다. 고속 회전으로 고형물의 침전을 촉진하여 탈수 슬러지와 분리수(상등액)로 나눕니다. 원통 내벽에 쌓인 고형물은 내부에서 회전하는 스크류에 의해 연속적으로 긁어내어 배출합니다.
  • 필터프레스(Filter Press)
  • 필터프레스는 여과판과 여과포를 이용해 슬러지를 압력으로 여과하고 탈수하는 장비입니다. 기계적 여과·탈수 방식 중에서도 높은 탈수 성능을 제공하며, 처리 조건에 따라 고형물 함량을 30~80%까지 높일 수 있습니다. 산업폐수와 생활하수에서 발생하는 슬러지의 탈수에 사용됩니다.
  • 지오튜브(Geotube)
  • 지오튜브는 특수하게 제작된 여과용 섬유 소재로 만든 대형 튜브형 탈수 장치입니다. 내부에 슬러지를 채우면 미세한 고형물은 내부에 남고 물은 섬유를 통과해 외부로 배출됩니다. 시간이 지나면서 수분이 빠져나가고 고형물이 점차 농축·압밀되어 슬러지의 부피가 감소합니다.

슬러지 탈수를 위한 응집제 정량 투약 솔루션

도사트론 D25WL 제품군은 5,000PE(인구당량) 용량의 소규모 하수처리장(1인 150~200리터/일 기준, 약 750~1,000톤/일 하수처리량)이나 이동식 처리 설비에서 액상 응집제를 투약하기에 적합한 솔루션입니다.

D25WL2 모델은 설치가 간편하고 전기 없이 작동하며, 옥외 설치에도 사용할 수 있습니다. 또한 외부 투약 방식을 적용하여 유지보수가 편리합니다. 전용 믹서(Mixer)를 함께 설치하면 물과 고분자 응집제가 균일하게 혼합되어 고형물과 액체의 분리 효율을 높일 수 있습니다.

도사트론의 기술과 고분자 응집제 투약 펌프는 희석수와 고분자 응집제를 균일하게 혼합하고, 희석된 응집제가 슬러지와 고르게 섞이도록 합니다. 공정에 따라 별도의 응집제 조제 설비를 설치하지 않아도 되므로 설비 비용과 설치 공간을 절감할 수 있습니다.

권장 펌프 모델

이 제품군은 하수 슬러지 처리에 사용할 수 있지만, 슬러지의 성질과 사용되는 화학물질, 그리고 처리 시스템의 사양과 요구사항에 따라 달라진다는 점을 유념해야 합니다. 사용 설명서의 지침과 최신 표준을 참고하여 이 제품이 귀하의 용도에 적합하고 안전하며 환경 규정을 준수하는지 확인하는 것이 권장됩니다.

D25WL2IEPO

D25WL2 IE PO는 점성이 높은 제품에 적합한 표준 사양, 외부 투약 방식으로 배관 내 폴리머를 효율적으로 투약할 수 있는 경제적이고 효과적인 솔루션입니다.

희석 범위  0.2 – 2% [1:500 – 1:50]
유량  : 10 l/h – 2.5 m3/h
허용 수압 : 0.3 – 6 bar
원액 투입량 : 0.02 – 50 l/h
스트로크 용량(2회딸깍 시 토출량) : 0.45리터
연결부 : NPT-BSP 3/4” M Ø 20x27mm

PU1 D25WL2IEPO

D25WL2 IE PO는 점성이 높은 제품에 적합한 표준 사양, 외부 투약 방식 및 다이내믹 믹서를 갖추고 있어 배관 내 폴리머를 효율적으로 투약할 수 있는 경제적이고 효과적인 솔루션입니다.

희석 범위  0.2 – 2% [1:500 – 1:50]
유량  : 10 l/h – 2.5 m3/h
허용 수압 : 0.3 – 6 bar
원액 투입량 : 0.02 – 50 l/h
스트로크 용량(2회딸깍 시 토출량) : 0.45리터
연결부 : NPT-BSP 3/4” M Ø 20x27mm

D25WL2IEPOPVDF

D25WL2 IE PO PVDF 디스펜서는 점성이 높은 폴리머에 적합한 표준 사양과 외부 투약 방식을 적용하여 배관 내 폴리머를 효율적으로 투약할 수 있는 경제적이고 효과적인 솔루션입니다.

희석 범위  0.2 – 2% [1:500 – 1:50]
유량  : 10 l/h – 2.5 m3/h
허용 수압 : 0.3 – 6 bar
원액 투입량 : 0.02 – 50 l/h
스트로크 용량(2회딸깍 시 토출량) : 0.45리터
연결부 : NPT-BSP 3/4” M Ø 20x27mm