활성슬러지 공정

목차

활성슬러지 미생물에 의한 유기물 산화 분해 과정은 활성슬러지의 조성을 C5H7O2N으로 하고, 기질을 CxHyOz로 하면 다음 식으로 나타낼 수 있다.
(1) 유기물의 산화반응

(2) 세포물질의 합성반응

(3) 세포질의 체내 호흡 방법

◆ 활성슬러지법의 설계, 조작인자 ◆

1. 활성슬러지 농도(MLSS)

2. BOD 부하

3. 폭기시간 (aeration time)

4. 슬러지 일령 (Sludge age)

5. 활성슬러지의 평균체류시간

6. 슬러지 지표 (Sludge Indicator)

7. 반 송 비

본문내용

5-42)에서, SVI와 SDI의 관계는 다음식으로 나타낸다.
(식 5-43)
SDI = { 100} over {SVI }
종상적인 활성슬러지의 SVI는 50~100이지만, 벌킹을 일으키면 SVI가 300~400 이상이 되고, 최종 침전지에서의 고액분리가 어려워진다. SVI는 연간을 통털어 상당 변동하므로 SVI가 커진 경우에도 충분히 처리될 수 있도록, 중소규모의 처리장에서는 SVI200이상, 대규모 처리장에서는 SAVI150 이상에서 최종 침전지를 설계하는 것이 바람직하다.
7. 반 송 비
활성슬러지법에서는 폭기조의 활성슬러지농도 X를 소정농도로 유지하기 위해 최종 침전지 슬러지를 폭기조로 반송할 필요가 있다. 이 반송슬러지농도 및 반송비의 관리는 활성슬러지법의 운전조작에 있어서 가장 중요한 변수의 하나이다.
그림 5-20 폭기조와 최종 침전지에 있어서의 활성슬러지의 물질수지
그림 5-20을 기초로 폭기조와 최종 침전지에 있어서의 활성슬러지의 물질수지를 취하면 다음식이 얻어진다.
(식 5-44)
(Q + Qr)X = QrXr + QeXe
반송비 Qr/Q = r로 하면 다음식이 유도된다.
(식 5-45)
r = { X-Xe} over {Xr-X }
여기에서, X >> Xe 이기 때문에,
(식 5-46)
r = { X} over {Xr-X } = { Qr} over {Q }
활성슬러지는 통상 30분간의 정지침전에서 양호한 압밀상태에 달하기 때문에, 반송슬러지의 최대 슬러지농도 Xr max를 활성슬러지 혼합액을 30분간 침전시겨 얻어진 농축활성슬러지농도로 가정하면, Xr, r max의 관계는 다음식으로 나타낼 수 있다.
(식 5-47)
Xr ≤ Xr max = 1000
{ X} over {10 } Pv = 100 { X} over {Pv }
(식 5-41), (식 5-47)에서 다음식이 얻어진다.
(식 5-48)
Xr ≤ Xr max =
{ 10^6} over {SVI }
(식 5-47)를 (식 5-46)에 대입하면, 반송비는 r는 다음식으로 나타낼 수 있다.
(식 5-49)
r = {Qr } over {Q }≥ { Pv} over {100-Pv }
Pv에 대해 풀면, 다음식이 얻어진다.
(식 5-50), (식 5-51)
Pv ≤ { Qr} over {Q+Qr } ×100
Pv ≤ { r} over {1+r }×100
(식 5-41), (식 5-51)에서 다음식이 유도된다.
(식 5-52)
S ≤ {10^6} over {SVI }( { r} over {1+r })
(식 5-52)을 바꾸어 쓰면, 다음식을 얻을 수 있다.
(식 5-53)
r ≥
{ 1} over { { 10^6} over {X·SVI }-1 } = { X} over { { 10^6} over {SVI }-X }
(식 5-52), (식 5-53)은 슬러지반송비 r, 슬러지용량지표 SVI, 폭기조내 활성슬러지 농도 X의 관계를 나타내고 있다.
[예제]
2차 고율 활성 슬러지 공정을 현장 조사하여 얻은 자료는 다음과 같다.
폭기조 부피 = 2.400㎥ 폐슬러지의 mlss = 25.000㎎/ℓ
유입수 용량 = 2,400㎥/day 유입수의 SS = 2,000㎎/ℓ
반송슬러지 유량 = 75.7㎥/ℓ 유입수의 BOD = 227㎎/ℓ
폐슬러지 유량 = 75.7㎥/day 유출수의 MLSS = 111㎎/ℓ
폭기조의 MLSS = 3.170㎎/ℓ 폭기조의 MLVSS = 2,560
위의 자료를 이용하여 다음을 계산하시오.
(a) 폭기조의 BOD 용적부하와 BOD 슬러지 부하
(b) F/M비
(c) 슬러지 일령(sludge age)
(d) 고형물 체류시간(SRT)
(e) 폭기시간(hr)

키워드

활성슬러지