SBR 반응기

SBR 반응기

1 SBR 공정 소개

SBR은 시퀀싱 활성 슬러지 법(Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process)의 약자다.원래 영국 학자 Ardern과 Lockett가 1914 년에 제안했지만 당시 가스 노출기가 쉽게 막히고 자동 제어 수준이 낮으며 운영 운영 관리가 복잡하다는 점을 감안할 때 곧 연속식 활성 슬러지 법으로 대체되었습니다.20세기 70년대까지 각종 신형 가스레인지, 부동식 출수댐 (수력기) 과 자동 제어 모니터링의 하드웨어 설비와 소프트웨어 기술의 개발, 특히 컴퓨터와 공업 자동 제어 기술의 보완에 따라 오수 처리 과정에 대한 자동 조작이 가능해졌다. SBR 공정은 독특한 장점으로 많은 관심을 받았고 신속하게 발전하고 응용되었다. 현재 세계에서 수백 개의 SBR 오수 처리 공장이 성공적으로 운영되고 있다.미국 국립환경보호청 (EPA) 은 SBR 공정을 낮은 투자, 낮은 운영 비용 및 수리 비용, 높은 효율의 환경 관리 기술로 보고 있다.

SBR은 활성 슬러지법의 일종에 속하며, 그 반응 메커니즘 및 오염물 제거의 기능은 전통적인 활성 슬러지법과 기본적으로 동일하며, 다만 운행 조작 방식에는 큰 차이가 있다.이것은 시간 순서로 프로세스의 각 단원을 분할하며, 전체 과정은 단일 조작 단원에 대해 간헐적으로 진행된다.전형적인 SBR은 가스를 모아 한 못에 침전시키므로 두 침전지 및 슬러지 환류 설비를 설치할 필요가 없다.이 시스템에서 반응지는 일정한 시간간격내에 오수를 가득 채우고 간헐처리방식으로 운행하며 처리후 혼합액을 침전시키고 전용배수설비를 빌어 상청액을 제거하며 침전된 생물오니는 못내에 남겨두어 재차 오수와 혼합하여 오수를 처리하는데 사용하는데 이렇게 순서대로 반복적으로 운행하여 순서식처리공예를 구성하였다.전형적인 SBR 시스템은 입수, 반응, 침전, 배수 및 유휴의 5 단계로 나뉘어 작동합니다.일반적인 SBR 기술을 사용하여 하수를 처리하는 기본 작동 모드는 다음 그림과 같습니다.

SBR 프로세스는 다음과 같은 주요 이점을 제공합니다.

1.처리 구조물은 매우 적다.SBR 반응기 하나는 가스, 침전이 일체화되어 초침지, 이침지, 회류 슬러지 펌프실을 생략했다.그러므로 구조물을 처리하는 부지면적, 구조물간의 련결도관 및 류체수송설비를 크게 절약하여 일반적으로 공사총투자의 10~20% 를 낮출수 있다.

2. 그 사이에 물이 쉬기 때문에 시간이 길고 짧으며 수량이 얼마든지 조절할 수 있기 때문에 수량과 수질의 변화에 비교적 강한 적응성을 가지고 따로 조절지를 설치할 필요가 없다.

3. 부지가 적고 전통적인 활성오니법보다 30~50% 적게 차지하며 현재 각종 오수처리공예에서 부지가 가장 절약되는 공예의 하나이다.

4. 질소를 제거하고 인을 제거할 수 있다.노출 시간과 간헐 시간을 조절함으로써 오수가 반응지에서 좋은 산소, 산소 부족, 염산소 상태를 교체하여 공정의 탈질소제린에 조건을 마련하였다.이와 동시에 이런 환경조건의 변화도 사상균의 생장을 효과적으로 억제하고 진흙팽창의 영향을 줄일수 있다.

5.하수처리장이 막 건설되어 운행할 때, 유량은 일반적으로 설계치보다 낮다.SBR은 수량과 수질의 수요에 따라 운행지의 수량을 증감할 수 있다. 이렇게 하면 불필요한 에너지 소모를 피할 수 있다. 이것은 다른 공정이 갖추지 못한 것이다.

SBR 프로세스의 주요 단점은 다음과 같습니다.

1.반응지의 입수, 가스, 배수 과정의 변화가 빈번하여 인공 관리를 사용할 수 없기 때문에 오수장 설비 계기에 대한 요구가 비교적 높고 관리자에게 일정한 기술 수준을 요구한다.

2. 물의 양이 많을 경우 용적 활용도가 높지 않은 문제점이 드러난다.

1.2 SBR 개량 공정 소개 및 비교

SBR의 운행 방식은 유연하고 변화가 많으며 적응성이 강하기 때문에 서로 다른 수질과 실제 공정의 요구를 만족시키기 위해 공정 과정을 개선할 수 있다. 기초 연구 분야의 끊임없는 발전과 사람들이 활성 진흙의 오염 물질 제거 기능에 대해 점차적으로 이해함에 따라 고전적인 SBR 기술이 실제 공정에서 응용되는 일정한 한계를 감안하여 실제 공정의 수요에 적응하기 위해 SBR 기술은 각종 새로운 형식을 파생시켰다.

현재 많이 활용되고 있는 개량공법은 ICEAS, 유니탄크, DAT-IAT, CAST(CASS) 등이다.

1.2.1 ICEAS 공정 원리

ICEAS는 간헐적 순환 지연 노출 활성 슬러지법 (Intermittent Cycle Extended Aeration) 으로 알려져 있으며, 가장 큰 특징은 반응기의 입수단에 예반응 구역을 추가하여 연속 입수 (침전기, 배수기 여전히 연속 입수), 간헐 배수, 뚜렷한 반응 단계와 유휴 단계가 없다는 것이다.오수는 예비반응구역에서 아주 낮은 류속으로 주반응구역에 진입하여 주반응구역의 흙탕물분리에 뚜렷한 영향을 주지 않는다.ICEAS는 시설이 단순하고 관리가 편리하며, 특히 시정 오수와 산업 폐수를 처리하는 데 고전적인 SBR 시스템보다 비용이 더 적게 들기 때문에 국내외에서 널리 중시되고 있다.1980년대 초 호주에서 일어난 이래 현재 300여 개의 오수 처리 공장이 건설되어 가동되고 있다.

ICEAS는 그림 1-2와 같이 작동합니다.

SBR 반응 풀을 길이 방향에 따라 앞부분은 사전 반응 영역, 뒷부분은 주 반응 영역으로 두 부분으로 나눕니다.예비반응구역은 물흐름을 조절하는 역할을 할수 있으며 주요반응구역은 공기가 노출되고 침전되는 주체이다.ICEAS는 연속 입수 공정으로 반응 단계에서 물이 들어올 뿐 아니라 침전과 걸러 짜는 단계에서도 물이 들어간다.오수가 예비반응구역에 진입한후 격벽밑부분의 련결구를 통해 평류류상태로 주반응못에 들어가 주반응못에서 간헐적인 오폭과 침전을 진행하여 련속 입수하고 간헐적으로 출수하는 SBR반응못으로 되여 배수를 크게 간소화하고 운행도 더욱 령활해졌다.

ICEAS 프로세스에서 각 운영 단위의 역할은 다음과 같습니다.

A、폭기 단계는 폭기 시스템에서 반응 탱크 안으로 간헐적으로 산소를 공급하는데, 이때 유기물은 미생물 작용을 거쳐 생물에 의해 산화되며, 동시에 오수 중의 암모니아 질소는 미생물 질화 반질화 작용을 거쳐 탈질소 효과를 달성한다.

B、침전 단계는 이때 반응지 안으로 산소 공급을 멈추고 활성 슬러지가 정지 상태에서 내려가 흙과 물을 분리한다.

C、걸러낸 물 단계가 진흙이 일정한 깊이까지 침전되면 걸러 내는 기계 시스템이 작동하여 반응지 안의 맑은 액체를 배출한다.물을 짜내는 과정에서 진흙이 연못 바닥에 가라앉아 농도가 비교적 높기 때문에 필요에 따라 진흙펌프를 가동하여 남은 진흙을 진흙탕으로 배출하여 반응기 내의 일정한 활성 진흙 농도를 유지할 수 있다.물을 걸러 낸 후, 또 다음 새로운 주기에 들어가서, 가스를 터뜨리기 시작하고, 반복해서 오수에 대한 처리를 완성한다.