I. 기본 개념
활성슬러지 공정은 가장 널리 사용되는 호기성 생물학적 폐수처리 기술이다.
그 핵심 원리는 활성 슬러지-다수의 미생물(박테리아, 곰팡이, 원생동물 등)이 응집하여 형성된 응집성 슬러지-를 활용하여 호기성 조건에서 물 속의 유기물을 분해하여 폐수를 정화하는 것입니다.
II. 기본원리
1. 흡착: 활성 슬러지 플록의 표면은 폐수에서 유기물, 콜로이드 및 부유 고형물을 흡착합니다.
2. 산화적 분해: 호기성 조건에서 미생물은 유기물을 영양분과 에너지원으로 사용하여 이를 CO2, H2O, NH₃, PO₄³⁻와 같은 안정한 무기 물질로 분해합니다.
3. 세포 합성: 일부 유기물은 새로운 미생물 세포로 전환되어 슬러지 부피가 증가합니다.
4. 침강 및 분리
처리된 슬러지-물 혼합물은 2차 침전조에 침전되어 슬러지-물 분리가 이루어집니다. 상등액은 배출되고, 일부 슬러지는 재활용되며, 과잉 슬러지는 배출됩니다.
간단히 말해서, 미생물은 오염물질을 섭취하고 → 성장하고 → 정착하고 → 물이 맑아집니다.
III. 기본 구성 요소(5개 주요 구성 요소)
1. 폭기조 : 미생물의 반응과 유기물의 분해가 일어나는 곳.
2. 폭기 시스템: 산소를 공급하고 슬러지를 혼합합니다.
3. 2차 침전조: 슬러지와 물을 분리하여 정화된 유출수를 생성합니다.
4. 슬러지 반송 시스템 : 2차 침전조 바닥의 슬러지를 폭기조로 반송하여 미생물 농도를 유지합니다.
5. 과잉 슬러지 배출 시스템: 과잉 노화 슬러지를 배출하여 시스템 안정성을 보장합니다.
IV. 핵심 지표
1. MLSS(혼합주 부유물질)
폭기조 내 활성슬러지 농도는 미생물 수를 반영합니다.
2. SV(Sludge Settling Ratio): 침전 30분 후의 슬러지 부피 비율로 침전 성능을 평가하는 데 사용됩니다.
3. SVI(슬러지 부피 지수): 슬러지가 부피가 큰지, 느슨한지, 침전이 잘 안 되는지 판단합니다.
4. DO(용존산소): 일반적으로 호기성 반응을 보장하기 위해 약 2 mg/L로 제어됩니다.
5. 슬러지 체류 시간(SRT): 처리 효율과 슬러지 생성에 영향을 미치는 시스템 내 미생물의 평균 체류 시간입니다.
V. 일반적인 프로세스
폐수 → 바 스크린 → 침사지 → 폭기조(Aeration) → 2차 침전조
↓ 2차 침전조 슬러지 : 일부는 폭기조로 복귀되고, 일부는 잉여 슬러지로 배출됩니다.
6. 장점과 단점
장점
• 높은 처리효율, COD, BOD, SS 제거 우수
• 성숙한 운영, 폭넓은 적용성(생활하수, 산업폐수)
• 상대적으로 작은 설치 공간, 안정적인 배출수 품질
단점
• 높은 에너지 소비(공기 공급을 위한 전력 소비)
• 관리 요구 사항이 높고 슬러지 벌킹, 거품 발생 및 부유 현상이 발생하기 쉽습니다.
• 과잉 슬러지 생성, 추가 처리 필요
Ⅶ. 적용 범위
• 지방자치단체 하수
• 생분해성이 우수한 산업폐수(식품, 양조, 인쇄 및 염색, 화학 등)