응집 침전, 통합 산화 도랑 공정을 이용한 화학섬유 폐수 처리

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1 폐수의 수질 및 양 쉬진수망 프로젝트: 모 외국계 기업은 합성 실크 폴리에스터 원단을 생산하는 섬유 염색 공장으로, 이 공장에서 발생하는 폐수에는 섬유 폐수, 알칼리 저감 폐수, 정제 폐수, 염색 가공 폐수, 그리고 기타 용도로 사용되는 물이 있습니다.또한 기숙사, 식당, 욕실, 사무동 등에서 나오는 생활하수도 있습니다.각 폐수의 수질 및 양에 대한 정보는 표 1을 참조하십시오. 표 1 폐수의 양과 수질
폐수명칭 | CODcr(mg/L) | pH | 물량(m3/d)
알칼리 감소 처리된 폐수 | 10,000–40,000 | >14 | 100
정제 공정에서 발생하는 폐수 | 1,000–1,600 | 9–11 | 144
염색 및 가공 공정에서 발생하는 폐수 | 700–1,300 | 5–6 | 853
직물 제조 공정에서 발생하는 폐수 | 60–95 | 6–8 | 657
기타 용도로 사용되는 폐수 | 600–1,000 | 6–9 | 308
생활하수 | 300–400 | 6–8 | 105

2. 폐수 처리 공정
알칼리 감소 처리된 폐수의 CODCr 값은 전체 생산 폐수 배출량 중 상당한 비중을 차지합니다. 따라서 산을 첨가하여 예비 처리를 하는 방식이 설계상으로는 합리적입니다. 하지만 이 공정에는 산의 사용량이 많고, 조작이 복잡하며, 운영 비용도 높다는 단점이 있습니다.수량이 적기 때문에, 다른 폐수와 혼합하여 함께 처리하는 것을 고려하고 있습니다.물리화학적 처리법과 생화학적 처리법을 함께 사용하는 것은 인쇄·염색 폐수를 처리하는 데 있어 일반적으로 사용되는 전형적인 공정입니다[1].응집 침전은 탈색 및 부유물 제거 능력이 뛰어난 특징을 가지며, 동시에 투입되는 응집제는 pH를 조절하는 역할도 합니다.생화학적 처리법은 용해성 유기물 제거 능력이 뛰어납니다.이 공정에서는 폐수 내의 주요 오염물질들이 pH 6~9 조건에서는 녹지 않는 테레프탈산과 각종 분산 염료 등인 관계로, 폐수를 먼저 응집 침전시킴으로써 유기 오염물질과 색도를 효과적으로 제거하고 pH 값을 조절할 수 있습니다. 이를 통해 폐수의 생화학적 처리 성능이 향상되어, 후속 생화학적 처리를 위한 유리한 조건이 마련됩니다.생화학적 처리법은 산화동 공정을 사용하며, 해당 인쇄염색 폐수의 특성과 높은 방출수 품질에 대한 요구사항에 적합합니다.? 폐수 처리 공정 흐름은 그림 1을 참조하십시오. 3 주요 처리 구조물 및 설계 파라미터 3.1 집수탱크 집수탱크의 크기는 5.6m×2.5m이며, HRT는 20분입니다. 탱크 바닥에는 두 대의 FLYGT 잠수형 오수 펌프가 설치되어 있습니다.잠수형 오물 펌프에는 펌프를 보호하고 유입 수량의 변화에 적응할 수 있도록 수위 자동 제어 장치가 장착되어 있습니다. 3.2 균질화 탱크 　균질화 탱크의 크기는 14.7m×5.2m이며, 유효 수심은 4.1m입니다. 조절 시간은 2.5시간입니다. 수면에는 두 대의 부유식 제트 혼합기가 설치되어 있어 물을 섞는 역할을 합니다.산화 도랑은 충격 부하에 대한 내성이 뛰어나므로, 균질화 탱크의 HRT는 짧습니다. 3.3 중화탱크　중화탱크의 크기는 2.5m×2.1m이며, 유효 수심은 2.5m입니다. 반응 시간은 6분입니다.중화탱크에 중합황산철과 소량의 진한 황산을 투입하여 pH 값을 조절하고 빠른 응집 반응을 유도합니다.중화조에는 기계식 교반기가 설치되어 있으며, 응집제 투입 시스템과 pH를 자동/수동으로 조절하는 산 투입 시스템도 갖추어져 있습니다.pH 값을 7~9 사이로 유지합니다.또한 산 저장 탱크와 응집제 저장 탱크가 있으며, 둘 다 UPVC 판을 내장하여 부식을 방지하였습니다. 각각의 유효 용량은 2.5m3와 8m3입니다. 3.4 응집 침전조 　응집 반응조는 회전류형 공간 반응조를 사용하며, 정사각형 형태의 6개 구역으로 나뉘어 있습니다. 각 구역에는 위아래로 구멍이 있으며, 두 개의 시리즈로 구분됩니다.반응 총 시간 20분. 　　각 반응조에는 침전조가 하나씩 딸려 있으며, 그 형태는 다단식 평류 침전조입니다. HRT는 2.5시간이고, 표면 부하량은 1.4m³/(m²·h)입니다. 크기는 14.7m×3.2m입니다.반응조와 침전조의 슬러지는 건조장으로 보내져 처리됩니다. 3.5 1단계, 2단계 통합 산화동　통합 산화동은 이 공정에서 가장 중요한 부분이며, 동시에 이 공정의 주요 특징이기도 합니다.통합 산화구는 공기 공급, 슬러지와 물의 분리, 슬러지 재투입 기능을 하나로 통합하여 별도의 2차 침전조를 건설할 필요가 없습니다.주요 특징: ① 공정이 간단하며, 슬러지가 자동으로 재순환되고, 장비가 적음；②충격 부하에 강하며, 안정적이고 신뢰성 있게 작동하고, 유지보수가 간단함；③슬러지는 안정화될 수 있으며, 남는 슬러지의 양은 극히 적습니다；④기반시설 및 운영 비용이 낮음；⑤고형물과 액체의 분리 효과가 일반 2단 침전조보다 높습니다.이 프로젝트에 적용된 통합형 산화조는 미국 EIMCO사의 Carrousel 산화조와 그 안에 장착된 모듈식 고체-액체 분리기입니다. 고체-액체 분리기의 바닥부에는 일정한 간격으로 배열된 사다리꼴 모양의 가로대들이 있어, 혼합액이 균일하게 유입되고 침전된 슬러지가 신속하게 다시 회수될 수 있도록 합니다.1단계 및 2단계 일체형 산화구의 HRT는 각각 15.5시간과 14.7시간이며, SRT는 모두 30일 이상입니다. 유기성 슬러지 부하는 각각 0.15kgBOD/(kgMLSS·d)와 0.05kgBOD/(kgMLSS·d)입니다. 구의 깊이는 각각 3.6m와 3.4m이며, 너비는 모두 6.0m입니다. 직선 구간의 길이도 모두 43m이며, 양 끝의 반원형 곡선 부분의 반지름도 모두 6.0m입니다.고형물과 액체를 분리하는 부분의 HRT는 각각 1.9시간과 1.7시간입니다. 표면 부하율은 모두 1.4m3/(m2·h)입니다. 크기는 길이가 15m, 너비가 6m이며, 깊이는 각각 2.6m와 2.4m입니다.1단계 통합 산화조의 고형물-액체 분리기에서 나오는 물은, 환경 주변에 3m 간격으로 4개의 300mm×200mm 크기의 구멍이 설치되어 있어, 그곳을 통해 직접 2단계 통합 산화조로 흘러 들어갑니다. 2단계 통합 산화조의 고형물-액체 분리기에서 나오는 물은 역시 3m 간격으로 설치된 4개의 수집용 용기를 통해 처리됩니다. 이때 수집용 용기의 유량은 0.8 L/(m·s)입니다.? 공기압입 장비는 미국 EIMCO사에서 생산한 역우산형 저속 표면공기압입기로, 각 단계에 하나씩 설치되며 도랑의 한쪽 끝에 위치합니다. 모터의 출력은 73.5 kW이며, 산소 공급을 위한 동력은 2.1kgO2/(kW·h)입니다. 　　잔여 슬러지는 산화동에서 배출되며, 각 산화동에는 슬러지를 건조장으로 끌어올리기 위한 잠수형 펌프가 설치되어 있다.실제 운전 과정에서 산화동이 지연 공기 공급 단계에 있기 때문에, 그곳의 슬러지는 이미 안정화 단계에 접어들어 남은 슬러지 양이 극히 적으며, 기본적으로 1년에 한 번꼴로만 슬러지를 제거합니다. 3.6 건조장　건조장은 총 10개의 공간으로 구성되어 있으며, 번갈아 가며 사용됩니다. 각 공간의 크기는 10m×5m이며, 그 안에는 모래와 자갈로 만들어진 여과재가 설치되어 있습니다.건조된 슬러지는 외부로 반출되어 처리되며, 침출수는 집수탱크로 다시 유입됩니다. 3.7 제어실과 실험실　제어실의 크기는 3.3 m×3.3 m입니다.폐수 처리장의 분석실은 생산용 분석실과 함께 건설됩니다.4 실제 운전 결과　표2에는 조정 기간과 준공 검수 시의 운전 측정 결과 중 일부 데이터가 나와 있으며, 처리 수량은 일반적으로 2000～2500m3/d입니다. 표 2 폐수 처리 시스템의 유입수 및 유출수의 수질 데이터
채취일자 | CODcr(mg/L) | 색도(배) | pH
1997년 8월 26일 | 1389 | 809 | 4.23 | 0.125 | 91.71 | 1.37 | 7.6
1997년 8월 27일 | 2362 | 919 | 6.13 | 7620 | 94.71 | 2.57 | 7.3
1997년 8월 28일 | 1203 | 979 | 1.92 | 8615 | 94.81 | 1.67 | 7.7
1998년 9월 17일 | 2068 | 689 | 6.74 | 8315 | 96.91 | 2.57 | 7.5
1998년 9월 18일 | 1939 | 849 | 5.74 | 0315 | 96.31 | 1.87 | 7.6
1998년 9월 19일 | 2169 | 789 | 6.43 | 7012 | 96.81 | 2.07 | 7.3

표 2를 보면, 유입수의 CODCr 농도는 크게 변동하지만, 유출수의 경우에는 여전히 기준치를 충족하고 있습니다.이 처리 공정은 1998년 9월 17일에 지역 환경보호 당국의 준공 검사를 통과했으며, 모든 배출 수질 지표가 《오수 종합배출기준》(GB8978—88)의 1등급 기준을 충족했습니다.5 주요 기술경제 지표　이 처리 공정의 주요 기술경제 지표는 국내의 유사한 업체들이 생산하는 폐수 처리 공정의 해당 지표들과 비교한 결과가 표 3에 나와 있습니다. 표 3 주요 기술경제 지표 비교
비교 대상: 본 공정의 폐수 처리 프로젝트, 자싱 퉁샹 군허 기체액체 섬유공장의 폐수 처리 프로젝트, 산타우 신창 섬유인쇄공장의 폐수 처리 프로젝트
물 사용량 (t/d): 3000, 2000, 800
프로젝트 투자비 (원/t): 432.6, 313.4, 440
물 처리에 필요한 추가 투자비 (원/t): 1442, 1567, 5500
전기료 (원/t): 0.53, 0.62, 0.44
약품 비용 (원/t): 0.51, 0.92, 0.9
사용 면적 (m²/t): 0.85, 0.61
배출수 기준: GB8978-SS 1등급 기준, GB8978-SS 1등급 기준, GB8978-SS 2등급 기준
표 3을 보면, 이 처리 공정의 경우 톤당 투자비와 운영 비용(전기료, 약품 비용)이 모두 낮은 것으로 나타납니다. 이정수망에서 전재됨