빠른 답변: 슬러지는 탈수되기 전에 농축된다. 왜냐하면 탈수 장비는 처리해야 할 슬러지의 부피를 기준으로 크기가 정해지지, 그 안의 고형분을 기준으로 정해지지 않기 때문이다. 슬러지를 고형분 1%에서 4%로 높이면 물의 4분의 3이 제거되고 부피가 75% 줄어들므로, 필터 프레스와 그 공급 펌프, 폴리머 투입량 및 사이클 시간이 모두 그에 따라 줄어든다. 중력 농축기, 용존 공기 부상, 회전 드럼 농축기 및 중력 벨트 농축기가 일반적인 선택이며, 어느 것을 선택할지는 슬러지가 1차 슬러지인지, 생물학적 슬러지인지, 화학적 슬러지인지, 광물성 슬러지인지에 달려 있다. 고형분 3–6%로 공급되는 필터 프레스는 1%로 공급되는 것보다 하루에 2~4배 더 많은 사이클을 돌린다.
증점제의 역할과 그것이 가장 먼저 오는 이유
농축과 탈수는 규모만 다를 뿐 같은 작업이다. 둘 다 슬러지에서 물을 제거하는데, 농축은 고형분 함량을 1% 미만에서 3~8%로 끌어올리고, 탈수는 거기서 다시 20~40% 이상으로 끌어올린다. 이 둘이 별개의 단계인 이유는 첫 번째 작업을 저렴하게 처리하는 장비가 두 번째 작업을 할 수 없고, 두 번째 작업을 하는 장비는 첫 번째 작업을 감당할 수 없기 때문이다.
하루에 건조 고형물 1톤을 0.8% 고형물 농도의 폐활성슬러지로 생산하는 공장을 생각해 보자. 이는 125m³의 슬러지에 해당한다. 4%로 농축하면 25m³가 된다. 농축되지 않은 슬러지를 처리하는 필터 프레스는 각 주기의 대부분을 단순히 물로 채우는 데 소비할 것이며, 펌프는 아무 이득 없이 하루에 100m³의 물을 여포를 통해 밀어내게 될 것이다. 농축하면 동일한 톤수가 정상 주기로 작동하는 3분의 1 크기의 프레스에 들어간다. 동일한 계산이 벨트 프레스, 원심분리기 및 스크류 프레스에도 적용된다.
농축은 또한 공급 원료를 안정화합니다. 탈수 장비는 일정한 공급 농도에서 최상의 성능을 발휘합니다. 농축기는 침전조 블로우다운과 공정 이상으로 인한 변동을 완화하고, 처리장이 24시간 가동되는 동안 프레스가 교대 근무 일정에 따라 작동할 수 있도록 완충 용량을 제공합니다. 다음에 관한 저희 기사 폐수 처리장에서 발생하는 슬러지의 양은 얼마나 됩니까? 일일 부하를 추정하는 방법을 제공한다.
증점 방법
| 방법 | 일반적인 피드 | 일반적인 증점 고형분 | 최고의 | 약함 |
|---|---|---|---|---|
| 중력 농축기(픽킷 레이크가 있는 원형 탱크) | 0.5–2% | 3–8% (1차), 2–3% (생물학적) | 1차, 화학 및 광물성 슬러지가 침전된다 | 폐활성슬러지(부패하여 부상하며 2–3%에 불과함) |
| 용존 공기 부상 (DAF) | 0.3–1% | 3–5% | 폐활성슬러지, 유성 및 경질 슬러지 | 중광물 고형물; 공기 포화를 위한 에너지 |
| 중력 벨트 농축기 | 0.5–1.5% | 4–7% | 고분자를 함유한 생물학적 슬러지; 간단하고 컴팩트함 | 폴리머 필요; 냄새 개방; 벨트 세척수 |
| 회전 드럼 농축기 | 0.5–1.5% | 5–9% | 고분자를 포함한 생물학적 슬러지; 밀폐형, 작은 설치 면적 | 폴리머 필요; 섬유나 그리스로 인한 스크린 막힘 |
| 원심분리기 (농축 모드) | 0.5–1.5% | 4–8% | 공간이 매우 협소하고 냄새를 차단해야 하는 경우 | 전력, 유지보수, 폴리머 |
| 정적 슬러지 저장 탱크 (침전 및 디캔트) | 1–3% | 2–5% | 소규모 플랜트, 화학 및 광물 슬러지 | 느림; 생물학적 슬러지가 부패한다 |
패턴은 스스로 침전되는 슬러지, 즉 1차, 물리화학적 및 광물성 슬러지는 중력에 의해 농축되는 반면, 잘 침전되지 않는 생물학적 슬러지는 부상 또는 폴리머 보조 기계식 농축기에 의해 농축된다는 것이다. 우리의 안내서 DAF가 필요할 때 부양 사례를 더 자세히 다룹니다.
증점이 필터 프레스를 어떻게 변화시키는가
필터 프레스는 고정된 챔버 용적을 가진 배치식 기계입니다. 각 사이클은 챔버를 케이크로 채우며, 사이클 시간은 공급물로부터 해당 케이크를 형성하는 데 걸리는 시간입니다. 공급물 고형분은 세 가지 방식으로 영향을 미칩니다:
- 시간을 채워. 고형분 1%에서는 챔버가 케이크로 채워지기 위해 대략 자기 부피의 30배에 달하는 슬러지를 받아야 합니다. 4%에서는 약 8배입니다. 충전 단계는 몇 시간에서 1시간 훨씬 이하로 줄어듭니다.
- 천의 마모 및 블라인딩. 천을 통과하는 물 1세제곱미터마다 미세 입자가 천 속으로 들어갑니다. 농축된 공급물은 케이크 1킬로그램당 물 사용량이 적고 천이 더 깨끗하다는 것을 의미합니다.
- 폴리머. 폴리머는 건조 고형물 1킬로그램당 투입되지만, 슬러지를 컨디셔닝 후가 아니라 전에 농축하면 혼합이 더 잘 되고 투입량이 더 적다.
실제적인 결과로, 고형분 3–6%로 공급되는 프레스는 1%로 공급되는 동일한 프레스보다 하루에 두 배에서 네 배 많은 사이클을 완료하므로, 부하를 처리하는 프레스가 더 작고 저렴합니다. 크기 산정 측면에서, 공급 고형분 수치는 우리가 가장 먼저 요청하는 숫자인데, 이는 다른 어떤 단일 매개변수보다 플레이트 수를 더 많이 변화시키기 때문입니다. 참조 필터 프레스 용량 계산 방법 그리고 필터 플레이트가 몇 개 필요합니까?.
두꺼운 것을 생략할 수 있을 때
모든 식물이 별도의 농축 단계를 필요로 하는 것은 아닙니다:
- 화학 및 광물 슬러지 정화조 하부 배출물은 종종 이미 고형분이 3–10% 함유되어 있어 바로 프레스로 보내집니다. 전기도금, 제혁, 섬유 및 광산 슬러지가 일반적으로 이 그룹에 속합니다.
- 소규모 STP 및 ETP 일일 약 500m³ 미만의 경우 일반적으로 슬러지 저장 탱크에서 밤새 침전 및 상등액 분리로 농축되며, 이는 2–3% 농도로 소형 프레스를 공급하기에 충분합니다.
- MBR 플랜트 혼합액의 고형분 농도를 8–12 g/L로 유지하기 때문에, 폐슬러지는 이미 약 1%에 가까워 프레스 전에 일반적으로 회전 드럼 농축기나 DAF가 필요하다. 도움을 줄 1차 슬러지가 없다.
경험칙: 프레스에 도달하는 슬러지의 고형분이 2% 미만이면 농축은 프레스 크기 면에서 자체 비용을 상쇄할 만큼 이득이 된다. 3%를 초과하면 농축기는 거의 도움이 되지 않는다. 2%에서 3% 사이는 프레스가 하루에 몇 시간 가동될 수 있는지에 달려 있다.
처리 계통에서의 농축
일반적인 STP에서의 흐름은 1차 침전지 및 2차 침전지 → 슬러지 혼합 → 농축조 → (소화조가 있는 경우) → 조정 → 탈수입니다. ETP에서는 보통 침전지 또는 DAF → 슬러지 저장조 → 조정 → 탈수이며, 저장조가 농축 역할을 합니다. 광업 및 광물 처리에서는 농축조가 대구경 고속 장치로서 30–60% 고형분으로 프레스를 공급하며, "농축조"와 "탈수"의 역할은 위와 동일하지만 훨씬 더 높은 농도에서 이루어집니다. 우리의 ETP vs STP 그리고 광산 폐기물 탈수 기사들은 각각에서 언론이 어디에 위치하는지를 보여준다.
프레스를 고려한 증점제 선택
다운스트림 프레스에 중요한 두 가지 점이 있다. 첫째, 기계식 농축기에서 첨가된 폴리머는 슬러지를 한 번 컨디셔닝한다. 프레스에서 더 첨가하여 두 번째 컨디셔닝을 하는 것은 일반적이지만, 두 제품이 서로 상용성이 있어야 하며 총 투입량은 가정하지 말고 자 테스트로 확인해야 한다. 둘째, 농축된 슬러지는 프레스로 펌핑 가능해야 한다. 고형분 6–8% 이상에서는 생물학적 슬러지가 원심 펌프로 펌핑하기 어려워지고 프로그레시브 캐비티 또는 피스톤 펌프가 필요하며, 슬러지 저장 탱크에는 층 분리를 막기 위한 교반기가 필요하다. 우리의 페이지 폐수 처리 설비 프레스와 함께 사용할 수 있는 증점 및 펌핑 옵션을 나열하며, 필터 프레스 천을 위한 폴리머 컨디셔닝 도징 측면을 담당합니다.
자주 묻는 질문
슬러지를 탈수하기 전에 왜 농축시키는가?
탈수 장비는 슬러지 부피를 기준으로 용량이 산정되기 때문입니다. 고형분 함량을 1%에서 4%로 농축하면 물의 4분의 3이 제거되므로 필터 프레스, 공급 펌프, 폴리머 및 사이클 시간이 모두 작아집니다. 또한 공급 농도를 균일하게 하고 완충 저장 기능을 제공합니다.
필터 프레스에 어떤 고형물 농도를 공급해야 합니까?
생물학적 슬러지와 혼합 슬러지의 경우 고형분 3–6%가 좋은 목표입니다. 침전조에서 나오는 화학 및 광물 슬러지의 경우 3–10%가 일반적이며 별도의 농축기가 필요하지 않습니다. 2% 미만일 경우 농축기는 프레스 크기 측면에서 자체 비용을 회수합니다.
폐활성슬러지에는 어떤 증점제가 가장 적합합니까?
용존공기부상, 중력벨트농축기 또는 회전드럼농축기는 모두 고형물 4–7%에 도달한다. 중력농축만으로는 폐활성슬러지에서 2–3%에 불과하며 슬러지는 부패하기 쉽다.
증점제를 생략해도 되나요?
화학 및 광물 슬러지의 경우 이미 3% 이상의 농도로 침전조를 빠져나가며, 슬러지 저장 탱크에서 침전 및 경사분리를 하는 소규모 플랜트에도 해당됩니다. 2% 미만으로 희석된 생물학적 슬러지는 거의 항상 농축조를 사용하는 것이 유리합니다.
증점은 폴리머 소비를 줄이나요?
폴리머는 건조 톤당 투입되므로 총량이 자동으로 줄어들지는 않지만, 농축된 슬러지에서는 혼합과 플록 형성이 더 우수하며, 실제로는 농축기와 프레스의 결합 투입량이 희석된 슬러지를 프레스에 직접 투입하는 것보다 일반적으로 더 낮습니다.
공급 고형물이 필터 프레스 사이클 시간에 어떤 영향을 미칩니까?
강하게. 고형분 1%에서 챔버는 케이크로 채우기 위해 대략 30 챔버 부피의 슬러지가 필요하다; 4%에서는 약 8이다. 프레스는 농축된 슬러지에서 하루에 두 배에서 네 배 많은 사이클을 완료하므로, 더 작은 프레스가 동일한 톤수를 처리한다.
슬러지 유형, 일일 건조 고형물 및 현재 공급 농도를 알려주시면, 농축조 추가가 가치가 있는지 판단해 드리고 어느 쪽이든 프레스 크기를 산정해 드리겠습니다: 농축 및 탈수 제안을 요청합니다.
참고 문헌: US EPA — 바이오솔리드 기술 정보 시트: 중력 농축, US EPA — 바이오솔리드 기술 정보 시트: 원심분리 농축 및 탈수, US EPA — 바이오솔리드 기술 정보 시트: 요철판 필터 프레스.