폐수처리 분야에서 활성슬러지 공정은 조용한 '정화지킴이' 역할을 합니다. 호기성 미생물의 집합체로 형성된 이 제품은 강력한 흡착 및 산화 기능을 사용하여 폐수의 유기물을 "먹고" 변형시켜 수질을 보호합니다. 그러나 이 "보호자"는 "건강 위기"-슬러지 벌킹에 직면할 수도 있습니다. 일단 발생하면 과도한 배출 기준을 초래할 수 있을 뿐만 아니라 전체 처리 시스템을 마비시킬 수도 있습니다. 오늘은 슬러지 벌킹의 원인과 과정에 대해 알아보고, 이를 정확하게 파악하고 과학적으로 해결하는 방법을 알려드리겠습니다.
I. 활성슬러지의 '보건법' 이해
슬러지가 "덩어리처럼 커지는지" 확인하려면 먼저 "건강 지표"를 이해해야 합니다. 다음 세 가지 핵심 지표는 활성 슬러지 상태를 모니터링하는 데 중요합니다.
슬러지 침전량(SV30) : 폭기조에서 혼합액 1000mL를 취하여 30분간 방치한 후 혼합액에 대한 침전된 슬러지의 부피비를 측정한다. 정상범위는 20~30%입니다. 이 값을 크게 초과하는 값은 벌크 경고를 나타낼 수 있습니다.
슬러지 부피 지수(SVI): 침전 30분 후 건조 슬러지 1g이 차지하는 부피(ml/g)입니다. 공식은 (SV% × 100) / MLSS입니다. 약 100의 SVI는 최적의 슬러지 침전 성능을 나타냅니다. 150을 초과하는 SVI는 슬러지가 벌킹 상태에 들어가려고 하거나 이미 들어섰다는 것을 의미합니다.
풍부한 필라멘트: 현미경으로 보면 필라멘트 박테리아가 활성 슬러지의 "골격"을 형성합니다. 소량의 유익한 응집제가 존재하지만 수준(d)에 도달하면 주의가 필요하고 수준(e)은 벌킹 상태를 나타내고 수준(f)은 심각한 벌킹을 나타냅니다.
II. 슬러지 벌킹의 두 가지 주요 원인
슬러지 벌킹은 단일 요인으로 인해 발생하지 않습니다. 이는 주로 필라멘트 벌킹과 비-필라멘트 벌킹의 두 가지 범주로 나뉩니다. 범죄를 저지르는 조건과 방법은 다릅니다.
(I) 필라멘트성 벌킹: 가장 흔한 "말썽꾼"
정상적인 상황에서는 플록-형성 박테리아가 사상균보다 빠르게 성장하며, 이 둘은 균형 잡힌 공생 관계로 공존합니다. 그러나 환경이 급격하게 변화하면 '표면적이 크고 저항성이 강하다'는 장점을 지닌 사상균이 급격히 증식하여 우세를 장악하고 슬러지 침전성을 저하시키는 원인이 됩니다.
6가지 유도 요인이 있습니다.
유입수의 유기물 함량이 낮다는 것은 미생물이 "충분히 공급"되지 않는다는 것을 의미합니다.
질소 및 인과 같은 영양분이 부족하면 플록 성장이 제한됩니다.
낮은 pH는 박테리아 활동을 억제하여 사상균이 증식하도록 합니다.
폭기조의 용존산소(DO)는 2mg/L 미만으로 사상균 성장에 도움이 되는 혐기성 환경을 조성합니다.
유입수 수질/수량 영향 미생물의 큰 변동;
적당한 온도(25~30도)로 여름에 발병하기 쉽습니다. 유입수가 "먼지를 일으키고" H2S(1~2mg/L 초과)를 생성하는 경우, 치사물이 과도하게 증식할 수도 있습니다.
(II) 비-필라멘트 벌킹: 플록의 "자체-붕괴"
이러한 유형의 벌킹은 사상균에 의한 것이 아니라 플록 박테리아 자체의 비정상적인 생리적 활동에 의해 발생하며 두 가지 상황으로 나눌 수 있습니다.
점성 벌킹: 유입수에는 다량의 용해된 유기물이 포함되어 있어 슬러지 부하(F/M)가 과도하게 높지만 질소와 인이 부족하거나 DO가 낮습니다. 박테리아가 과잉 공급된 후에는 정상적으로 대사할 수 없고 다량의 친수성 다당류를 분비하여 슬러지의 결합수를 100%에서 400%로 급증시켜 침전할 수 없는 겔-유사 물질을 형성합니다.
저-점도 벌킹(분산 성장): 유입수에 독성 물질(예: 중금속, 페놀, 시안화물)이 포함되어 있으면 박테리아가 점성 물질을 분비할 수 없어 플록을 형성하지 못하고 슬러지-수분 분리가 완전히 실패합니다.
III. 10 슬러지 벌킹 솔루션
슬러지 벌킹이 감지되면 특정 원인을 기반으로 한 목표 접근 방식이 필요합니다. 다음 10가지 방법을 조합하여 사용할 수 있습니다.
향상된 통기: DO 농도를 2-4 mg/L로 높입니다(특수한 경우 고부하 점성 벌킹과 같이 통기를 줄여야 할 수 있음).
부하 조정: 유입되는 유기물 농도를 줄이거나 슬러지 반환 유량을 늘려 F/M 비율의 균형을 맞춥니다.
단계 주입: 집중된 유입수 영향을 방지하고 미생물 성장 환경을 안정화합니다.
연장된 통기 시간: 유기물의 완전한 분해를 촉진하기 위해 "재{0}}공기"를 수행합니다. 영양분 보충: 미생물의 요구를 충족시키기 위해 질소 화합물(예: 요소) 또는 인 공급원을 추가합니다.
슬러지 밀도 증가: 슬러지 침전을 가속화하기 위해 석회 또는 소화 슬러지를 추가합니다.
폐수 희석: 독성이나 유기물 농도를 줄이기 위해 유입수를 처리수 또는 깨끗한 물로 희석합니다.
소스 제어: 탄수화물이 과도한 경우 폐수 소스(예: 식품 가공 폐수)를 조사하고 소스 투입을 줄입니다.
2차 침전조 교반: 슬러지를 천천히 저어 슬러지-물 분리를 가속화합니다.
응고제 첨가: 슬러지의 침전이 불량하고 정화 능력이 여전히 온전한 경우에는 고분자량 전해질 응고제를 사용하여 침전을 돕습니다.
IV. 확장: 슬러지 부유/해침 – 벌킹과 혼동하지 마십시오.
벌킹 외에도 활성 슬러지는 "부유" 및 "해교" 문제를 경험할 수 있으며 이는 주의 깊게 구별해야 합니다.
대형 슬러지 부유 : 슬러지 색상이 옅고 녹슨 냄새가 난다면 탈질(침전조에서 산소결핍, 질산염이 질소가스로 전환되는 현상)에 의한 것입니다. 회수율을 높이고 슬러지 연령을 줄입니다. 슬러지가 검고 냄새가 나는 경우는 축적된 슬러지의 혐기성 부패(H2S 등의 가스 발생)에 의한 것입니다. 침전조의 데드존을 제거하고 정기적으로 폭기하십시오.
부유하는 작은 슬러지 입자(플로팅 슬러지) : 유입수 pH/독성 물질의 급격한 변화, 슬러지 노화, C/N 불균형, 수온 40도 초과 등에 의해 발생하는 경우가 많습니다. (유독성 유입수 차단, 영양분 보충 등) 목표에 맞는 조정이 필요합니다.
V. 생활관리: 치료보다 예방이 중요
정기 모니터링: 매일 SV30 및 SVI를 측정하고 매주 사상균 풍부도를 검사하여 비정상적인 신호를 즉시 감지합니다.
안정적인 유입수: 유입수 수질 및 수량의 변동을 제어하여 독성 물질로 인한 충격을 방지합니다.
환경 최적화: DO 2-4 mg/L, 수온 15-25도 및 BOD:N:P=100:5:1을 유지하여 박테리아 플록에 적합한 조건을 만듭니다.
생물학적 단계를 관찰하십시오. Vorticella와 같은 고착성 섬모가 우세하다는 것은 시스템 작동이 양호하다는 것을 나타냅니다. 운동성 섬모의 급증과 사상균의 증가는 시기적절한 개입이 필요합니다.
활성 슬러지의 "건강"은 폐수 처리 효과를 직접적으로 결정합니다. 슬러지 벌킹은 어렵더라도 그 원인을 파악하고, 정확한 조치를 취하고, 이를 철저한 일상 관리와 결합함으로써, 이 "정화 수호자"는 지속적으로 높은 효율성을 유지할 수 있습니다.
