회전원판법과 충전상 반응기법을 이용한 폐수처리

폐수처리 공학[회전원판법과 충전상 반응기법(PBR)]

 

* 회전원판법(Rotating Biological Contactor ; RBC)

 

- 근접배치한 얇은 원형 판들을 폐수가 흐르는 통에 약 40% 잠기게 한 후 1~2 rpm 정도로 회전시켜 생긴 판 표면인 생물막이 폐수를 통과하면서 유기물을 흡착하여 분해시킨다.

 

- 슬러지의 반송이 불필요하기 때문에 직접 최종침전지에 화학약품을 첨가하면 콜로이드성 SS와 인을 제거할 수 있으며, 황산알루미늄을 첨가하면 80%까지의 탈인 효율을 얻을 수 있다.

 

- 회전원판법의 장점

 

1) 운전이 쉽다.

2) 운전유지비가 낮다.

3) 부하변동과 유해물질에 대한 내성이 크다.

4) 반응시간이 짧다.

5) 질산화 반응이 일어난다.

6) 슬러지 발생량이 적다.

7) 휴지기간에 대한 대응력이 뛰어나다.

8) 기존 폐수처리장의 효율개선을 위한 시설로 적합하다.

 

- 회전원판법의 단점

 

1) 처리수의 투시도가 낮다.

2) 추운 날씨에는 처리 효율이 낮다.

3) 회전체가 구조적으로 취약하다.

4) 폐수처리 규모가 증가할 경우 척도효과가 별로 없다.

 

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* 충전상 반응기(PBR, Packed bed reactor) 법

 

- 하향류의 접촉여상, 상향류 또는 하향류의 침적여상(submerged bed), 상향류의 유동상 등의 형태가 쓰일 수 있다.

 

1) 침적여상(Submerged Bed Reactor) 반응기

 

- 미생물이 서식할 수 있도록 액상에 매질을 완전히 침적시킨 생물학적 반응조이다. 크게 호기성 여상과 형기성 여상으로 구분한다.

- 호기성 침적여상은 일반적으로 접촉산화조라고 불린다. 전후에 1차 침전지와 2차 침전지를 설치한다.

- 일반적으로 포기가 필요하다, 동력비가 들기도 한다.

 

2) 유동상 반응기법(Fluidized Bed Reactor)

 

- 침적여상법의 일종으로 상향류식으로 담체를 유동시키는 반응시스템이다.

- 높은 기질부하율을 가지며, 부하율 변동이나 충격부하, 환경변화 등에 대한 강한 적응력을 갖는다.

- 공극이 막히는 문제점이 없다, 유출수 등의 재순환이 없다, 혐기성 공정의 모든 장점을 가지고 있다.

- 슬러지 블랭킷을 안정되게 유지해야 하며 과립의 유실을 방지해야 한다.

 

3) 생물여상법

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- 회전원판의 회전속도 0.3m/s 정도가 필요하며, 원판 간의 최소 거리가 보통 1.5~2.5cm 이상이 되어야 한다.

 

- 일반적으로 생물막은 두 가지 형태로 발생한다고 추론할 수 있는데 dense막과 filamentous 막이다. dense막은 고정된 미생물이다. 이상적인 형태는 평면이 부드러운 표면이다. filamentous 생물막은 filamentous 박테리아에 의해 지배된다. 전형적인 박테리아는 Chlamydobacteria인 Sphaerotilus Natans이다.