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환경사업부
특징
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상압부상설비의 특징
상압부상설비 모식도
  microbble은 1 ~ 1.5kg/㎡의 낮은 압력(상압)에서 복합이온 계면활성제의 단분자가 갖는 계면 화학적 원리를 응용하여 이온화된 5~50㎛의 이중막 구조의 초미세기포를 안정적으로 생성시킨다. <그림 16>은 상압부상과 가압부상과의 운전압력을 비교하였다.

가압부상(DAF)와의 운전압력 비교
  또한, 생성된 이온화된 이중막의 초미세기포는 기포 간 합류되지 않고 계면반응을 유도할 수 있고 응집 Floc 및 Suspended Solids 등과 강하게 전기적으로 흡착하여 부력에 의해 부상되므로 잔류되는 고형물이 거의 없고 부상효율이 매우 뛰어나다.
   이온화된 이중막의 초미세기포는 Size가 매우 작아 응집된 고형물에 흡착되는 기포의 수가 늘어나게 됨으로서 실제 고형물에 접촉하는 기포의 표면적이 커지고 부상속도가 매우 빠르며 부상효율이 타공법에 비하여 매우 뛰어나게 된다.

(좌)빠른 부상속도 / (우) 높은 처리효율
   microbble은 부상속도가 매우 빠르고, 고형물부하가 600kg/㎡ ․ 일(25kg/㎡ ․ hr)으로서 가압부상식(DAF) 농축조의 고형물부하 100 - 120kg/㎡ ․ 일에 비하여 5배 정도 높으므로 설치면적을 많이 줄일 수 있다. <그림 19>는 일반 중력식 침전조와 상압부상농축시설의 설치면적을 비교한 모습이다.
   microbble은 반송수 사용량이 유입 폐수량의 10% 이하로서 가압부상(DAF)의 반송수 사용량 50 ~ 100%에 비하여 1/5 정도 밖에 되지 않는다. <그림 20>는 상압부상과 가압부상의 반송수 사용량을 비교한 것이다.

(좌)중력식 침전조와의 부지면적 비교 / (우) 가압부상(DAF)과의 반송수사용량 비교
   microbble은 하수슬러지 내 미생물의 특성과 하수슬러지 내에 포함되어 있는 오염물질의 미세응집 반응에 복합이온 계면활성제의 분자 특성을 이용함과 동시에 계면 분자 내 내제된 기포를 혼합슬러지 응결 고형물 내에 발포되게 하고, 미세하게 다량으로 발포된 기포의 부력에 의해 고농축시키는 방법으로 기포의 탈리현상 없이 큰 부력을 부여할 수 있으며, 통상적인 고액분리 개념을 넘어 95 - 96%의 낮은 함수율을 가진 고농축 슬러지를 얻을 수 있다. <그림 21>는 상압부상농축과 가압부상농축과의 부상농축슬러지 상태를 비교한 것이다.

슬러지 농축율 비교
   microbble의 미세기포 발생장치는 별도의 운전이 가능하고, 상압에서 기포가 발생하므로 기계적인 무리가 없이 운전자가 손쉽게 운전할 수 있다. 또한, microbble은 유지관리가 쉽고 기존시설(중력식 농축조, 가압부상식 농축조 등)이 있으나 처리효율이 떨어지고 용량이 부족한 경우에는 기존시설을 그대로 이용하여 대체사용하거나 변형 사용이 가능하다. <그림 22>는 현장에 설치된 기포발생장치의 모습이다. <그림 21>는 상압부상농축과 가압부상농축과의 부상농축슬러지 상태를 비교한 것이다.

미세기포 발생장치
   microbble은 하수처리장 슬러지 농축 시 사용되는 약품비용 또한 기존 원심농축기, 중력식 벨트농축기, 가압부상식 농축조에 비하여 20%~40% 절감이 가능하다. <그림 23>은 상압부상농축과 가압부상농축의 약품사용량 비교를 한 것이다. .

가압부상(DAF)와의 약품사용량 비교8
   microbble은 부하량이 늘어난 기존 System에 개별적으로 합류 설치가 가능하여 공정 개선 시 설치가 용의하고 전체 System상 복합적 효율상승을 얻을 수 있어 중장기적으로 운영비용을 절감 시킬 수 있다.
   microbble은 농축 부상된 슬러지의 함수율을 낮추고 전처리 유지 효율을 극대화 시켜줄 수 있어 후단 주처리 공정설계 / 시공 / 운전 시 최적의 전처리 공정 구성을 할 수 있다.
   microbble은 유입되는 폐수나 슬러지의 밀도가 커지거나 농도가 높아지는 경우에도 계면활성제의 농도와 기포의 주입량을 증가시켜 부상효율이 저하되지 않도록 조절할 수 있고, 고형물의 제거효율을 극대화할 수 있어 안정된 처리수질의 보장이 가능하다.
   microbble은 기존의 중력식 침전조 및 가압부상조(DAF)에 비해 고농도 ․ 고점도의 축산폐수, 침출수, 농축폐수의 고액분리가 가능하고 처리시간, 효율, 성능이 뛰어나다.
   microbble은 기존의 가압부상(DAF) 효율저하에 영향을 미치던 플럭 해체현상을 없애고 혼합슬러지 고형물 간의 체거름 현상(Sweeping)을 얻을 수 있으므로, Over-flow 되는 핀-플럭(Pin-floc)을 거의 없게 하여 처리효율이 뛰어나며, 부상효율이 98% 이상 되어 부상된 슬러지의 함수율을 현저히 떨어뜨려 농축 분리할 수 있다.
빠른 부상속도 5% 이상의 부상농축
빠른 부상속도 5% 이상의 부상농축
높은 고형물부하 : 600kg/㎡ ․ 일 적은 부지면적
높은 고형물부하 : 600kg/㎡ ․ 일 적은 부지면적
초간편 운전 블레이드 회전형 슬러지 스크래퍼
초간편 운전 블레이드 회전형 슬러지 스크래퍼
1 ~ 1.5kg/㎡의 낮은 압력(상압) 10% 이하의 반송수 사용량
1 ~ 1.5kg/㎡의 낮은 압력(상압) 10% 이하의 반송수 사용량

<기존 가압부상설비와의 비교자료>

구분 상압부상(microbble) 가압부상(DAF)
부상원리 상압에서 생성된 초미세기포를 이용하여 응집된 플럭을
부상분리시키는 방식
과포화 상태로 있는 기체와 액체의 혼합액을 대기중에서 압력을 감소시켜서
기포를 발생시켜 부상분리시키는 방식
설비모습
설비구성 1. 미세기포 발생장치
2. 혼합장치
3. 상압부상조
4. 약품저장탱크
5. 약품정량펌프
1. 가압탱크
2. Air Compressor
3. 혼합장치
4. 가압부상조
5. 약품저장탱크
6. 약품정량펌프
수면적 부하 8㎥/㎡ ․ hr 3㎥/㎡ ․ hr
고형물 처리량
(2지 기준)
12,000㎥/일 3,250㎥/일
고형 부하 600㎏/㎡ ․ 일 100 ~ 120㎏/㎡ ․ 일
고형물 회수율 90% 이상 80 ~ 85%
농축농도 5% 이상 3% 이상
장점 - 부상효율이 뛰어남
- 미세기포 발생장치가 상압부상조, 응집혼화조와 분리되어 단독 운전됨
- 농축회수율이 우수하며, 운전 중단과 재가동이 용이함
- 미세기포 발생장치가 자체적으로 Main control이 가능하므로 유지관리가 간편함
- 순환수 사용량이 5 ~ 7% 미량이면 운전 가능함
- 국내 실적이 다수 있음
- 정수장, 호소부유물 등 저농도 대상폐수 선택 사용 시 좋은 효율을 나타냄
단점 - 기포조제가 필요함 - 부상효율이 떨어짐
- 고압 설비 및 부상조와 고정된 연계 System으로 인하여 잦은 고장발생