하수 처리장의 인 관리가 큰 부담을 주고 있어 더욱 효율적인 인 제거가 시급합니다.

1, 화학적 인 제거

현재 도시 하수에서 인 제거 방법에는 생물학적 인 제거, 화학적 인 제거 및 생물학적과 화학적 처리 방법의 결합이 포함됩니다. 생물학적 인 제거 공정은 비교적 경제적인 방법이지만, 퇴비화와 인 제거 과정에서 슬러지 수명, 탄소원 등에서 모순이 발생하여 출수 TP 농도가 상대적으로 불안정하고 심지어 국가 배출 기준을 충족하지 못할 수도 있습니다. 따라서 생물학적 인 제거가 배출 기준을 충족하지 못할 경우 종종 화학적 제제를 사용하여 인 제거를 강화합니다. 화학적 인 제거는 주로 폐수에 무기 금속 염 제제를 첨가하여 폐수 내 용해성 염(예: 인산염)과 반응하여 입자형이고 불용성 물질을 생성하는 것을 의미합니다. 일반적인 화학적 인 제거제는 주로 금속 염 제제와 석회수입니다. 경제적 고려 사항으로 인해 인 침전에 사용되는 금속 염 제제는 주로 Fe 염, Fe 염 및 Al 염입니다. 본 연구에서는 폴리알루미늄 클로라이드(PAC)를 연구 대상으로 삼아 그 폐수 처리에서의 활용 방안을 탐구하였습니다.

2. 폴리클로라이드 알루미늄의 폐수 처리에서의 사용

1. 배경

溫주 시편 폐수처리장은 총 폐수 처리 용량이 250,000 m³/일입니다. 프로젝트 1단계 업그레이드의 폐수 처리 공정은 "CAST-MBBR+자기침전조+섬유회전디스크 필터조"이며, 2단계 확장 프로젝트의 폐수 처리 공정에는 다단 A/0 (개선된 A2/O) 생물조, 직사각형 주변 진입 및 출구 2차 침전조, 자기침전조 및 섬유가 흡착 콜로이드와 같은 물질과 미세 현탁 입자를 포함합니다.

A1Cl+KPO → AlPO ↓+3KCl (1)

Al+30H → Al (OH) ↓ (2)

3. 폴리클로라이드 알루미늄의 용량 계산

위례 신편 폐수 처리장의 사례를 들어 설명하면, 해당 처리장의 총 폐수 처리 규모는 250000 m3/일이며, 유입수의 인(P) 농도는 1.5 mg/L입니다. 도시 폐수에 대한 일급 A 배출 기준에 따르면, 출수의 인 농도는 0.5 mg/L 미만이어야 합니다. PAC(다핵황화알루미늄) 제제는 실험실에서 검사되었으며, 그 A1 함량은 5.32%입니다. PAC 제제의 밀도는 1.12kg/L입니다. 화학적 침전을 통해 인을 제거할 때, 1몰의 알루미늄이 1몰의 인을 소비하는데, 이는 1g의 인을 제거하기 위해서는 0.87g의 알루미늄이 필요하다는 것을 의미합니다. 실제로 반응은 100% 이루어지지 않으며, 예를 들어 금속 이온과 OH가 수산화물 형성에서 경쟁하기 때문에 실제 용량은 초과되어야 하며, 이를 통해 출수 농도가 기준을 만족하도록 해야 합니다. 독일에서는 계산 중 추가 계수 β 개념을 제안했습니다. 추가 계수는 여러 요인에 의해 영향을 받으며 최적 조건에서는 β=1입니다. 비최적 조건에서는 β=2~3 또는 그 이상으로, 실제 투여 시 투여 실험을 통해 결정됩니다.

P 부하 = 25000m/d × (0.0015-0.0005) kg/m=250kg/d 투여 계수 β 예를 들어 알루미늄이 2.5일 때 필요한 양은 다음과 같습니다: 2.5 × (27/31) × 250 kg/d=543.75 kg/d, 이를 PAC 용량으로 환산하면: 543.75 kg/d ÷ 5.32%~10220 kg/d, PAC 부피로 환산하면: 10220 kg/d ÷ 1.12 kg/L=9125 L/d

4. 실질적인 사용에서의 폴리알루미늄클로라이드의 최적 용량

하수 처리장의 실제 상황에 기반하여 다음과 같은 소규모 실험을 수행하십시오. 1mL의 LPAC 시약을 취하여 100mL 용적 플라스크에서 희석하십시오. 6개의 500mL 비커를 준비하고 각각에 500mL의 물을 넣은 후 물의 TP(총인)을 측정하십시오. 각 비커에 40mg의 자화학 분말과 0.15% 농도의 PAMO 3mL를 추가하십시오. 계산을 통해 다양한 투여 계수 하에서 추가해야 할 PAC 희석액의 양을 계산하십시오. 각 비커에 해당하는 희석액을 추가하고 교반하십시오. 침전 후 상층액을 취해 물의 TP를 측정하십시오. 구체적인 값들은 표 1에 나타나 있습니다. 표 1에서 볼 수 있듯이, 첨가 계수 β가 5일 때 배출수의 총 인 농도는 기본적으로 1등급 A 배출수 기준을 충족하며, 배출 농도는 0.5mg/L입니다. 이 시설의 제인 공정은 생물학적 및 화학적 제인 공정의 조합으로, 생물학적 제인 공정 중에는 제인 미생물이 무산소 상태에서 인을 방출하고 유산소 상태에서 인을 흡수한 후 슬러지로부터 배출되어 부분적인 제인 효과를 달성합니다. 따라서 PAC의 첨가 계수 β가 5일 때 안정적으로 배출 요구 사항을 충족할 수 있으며, 해당 PAC 사용량은 약 21t/일입니다.

3. 요약

PAC는 총 인의 제거에 중요한 영향을 미칩니다. 하수처리장의 용량 계수가 5일 때, 배출 수질 기준을 충족할 수 있으며, 사용하는 PAC의 양은 21톤/일입니다. 총 인의 제거율은 유입수의 영향을 받으므로, 유입수 총 인 농도가 과거 자료와 다를 경우, 본 소규모 실험을 기반으로 추가 계수를 적절히 조정하여 배출 기준을 충족시킬 수 있습니다.