물리적 처리는 물리적 작용을 통해 하수에서 용해되지 않고 떠 있는 오염물 (유막과 유주 포함) 을 분리하여 회수하는 것으로, 그 화학적 성질은 처리 과정에서 변하지 않는다. 일반적으로 사용되는 방법은 여과, 침전, 부선이다.
(1) 필터링 방법: 하수의 부유물이 필터된 매체에 의해 차단됩니다. 필터 매체에는 스크린, 거즈, 입자가 있으며, 일반적으로 사용되는 필터 장치에는 그릴, 스크린, 마이크로필터가 있습니다.
1) 메쉬 및 화면. 배수공사에서 폐수가 하수도를 통해 수처리장으로 유입될 때는 먼저 통로에 비스듬히 놓여 있는 금속 프레임 (그릴), 천공판 또는 필터 (스크린) 세트를 통해 떠다니는 물건이나 부유물이 통과하지 못하게 하고 유입망, 가는 그물 또는 필터에 막히게 해야 한다.
이 단계는 폐수의 전처리에 속하며, 그 목적은 유용한 물질을 회수하는 것이다. 폐수의 초기 넘침은 향후 처리에 유리하고 침전지나 기타 처리 설비의 부하를 줄이는 데 도움이 된다. 펌핑 기계를 미립자 물질로 막히지 않도록 보호하다. 펌프 및 기타 처리 장비를 보호합니다. 그릴 차단의 효과는 주로 하수의 수질과 그릴 틈새의 크기에 따라 달라집니다. 찌꺼기를 제거하는 두 가지 방법이 있습니다: 인공과 기계. 난로 찌꺼기는 제때에 치우고 처리해야 한다.
스크린은 주로 몇 밀리미터에서 수십 밀리미터의 미세한 떠다니는 불순물 (예: 섬유, 펄프, 조류 등) 을 가로막는 데 사용된다. 일반적으로 금속선과 화학섬유로 짜여져 있거나 천공 강판으로, 구멍 지름은 일반적으로 5mm 미만이며 최소 0.2 mm 에 달합니다. 스크린 필터링 장치에는 드럼, 회전, 턴테이블 및 고정식 진동 비스듬한 스크린이 포함됩니다. 어떤 구조든 오물을 가로막고 화면 표면을 쉽게 제거하고 청소해야 한다.
2) 입자 매체 필터링 (필터링, 필터링, 돌격 필터라고도 함). 폐수가 석영 모래와 같은 입상 여과재 침대를 통과할 때, 미세하게 떠 있는 고체와 팔다리는 여과재의 표면과 내부 틈새에 남아 있다. 일반적으로 사용되는 필터 매체는 석영 모래, 무연탄, 가닛이다. 필터링 과정에서 필터는 물리적 차단, 침전 및 흡착 부유물을 동시에 수행합니다. 필터 효과는 필터 구멍 지름의 크기, 필터 레이어의 두께, 필터 속도 및 하수의 특성에 따라 달라집니다.
폐수가 위에서 아래로 입자 필터층을 통과할 때 지름이 큰 공중부양 입자가 먼저 표면 필터의 틈새에서 잘려 이 필터의 틈새가 점점 작아지고, 점차 남는 덩어리 위주의 필터를 형성하여 주요 여과 작용을 한다. 이 효과는 저항 차단 또는 스크리닝에 속합니다.
폐수가 여과층을 통과할 때, 많은 여과재 표면은 공중부양물의 침강에 거대한 유효 면적을 제공하여 무수한 작은 침전지를 형성하여, 공중부양물이 쉽게 가라앉는다. 이런 효과는 중력 침하에 속한다.
여과재의 표면적이 크기 때문에 부유물에 뚜렷한 물리적 흡착 작용이 있다. 또한 모래알은 물속에서 음전기를 띠며 양전기가 있는 철, 알루미늄 등의 팔다리를 흡착하여 필터 표면에 양전기가 있는 막을 형성하여 음전기가 있는 콜로이드를 점토와 각종 유기물과 같은 흡착하고 모래에 접촉 응집을 일으킨다.
(2) 침전 법. 침전은 오수 중 부유물과 물의 상대적 밀도가 다른 원리를 이용하여 중력침전을 통해 부유물을 물에서 분리하는 것이다. 물에 떠 있는 입자의 농도와 응집 특성 (즉, 함께 붙일 수 있는 능력) 에 따라 네 가지로 나눌 수 있습니다.
1) 단독 결제 (또는 무료 결제). 침전 과정에서 입자는 서로 수렴하지 않고 단독으로 침전한다. 입자 위치는 물 속에서만 자체 중력과 흐름 저항의 영향을 받으며 모양, 크기 및 질량은 변하지 않고 하강 속도도 변하지 않습니다.
2) 응고 침전 (또는 응집 침전). 응고 침전이란 폐수 중의 콜로이드와 미세한 공중부양고체가 응고제의 작용으로 분리 가능한 솜으로 뭉친 다음 중력 침전을 통해 분리되는 것을 말한다. (윌리엄 셰익스피어, 응고제, 응고제, 응고제, 응고제, 응고제, 응고제) 응고 침전의 특징은 침전 과정에서 입자가 서로 접촉하고 충돌하여 더 큰 솜을 형성하기 때문에 입자의 크기와 질량이 깊이가 증가함에 따라 증가하고 침전 속도도 깊이가 증가함에 따라 증가한다는 것이다.
일반적으로 사용되는 무기 응고제는 황산 알루미늄, 황산 제 1 철, 염화철, 폴리알루미늄입니다. 일반적으로 사용되는 유기 응집제는 폴리아크릴 젤 등이다. 물 유리나 석회와 같은 응고제를 사용할 수도 있습니다.
3) 지역 정착 (혼잡 한 정착, 계층 적 정착이라고도 함). 폐수 중의 부유물 함량이 높을 때 입자 사이의 거리는 비교적 작으며, 그것들 사이의 집합력은 그것들을 하나로 모아 함께 가라앉게 할 수 있으며, 입자의 위치는 변하지 않으므로, 맑은 물과 혼합수 사이에 뚜렷한 인터페이스가 있어 이 인터페이스는 점차 아래로 내려간다. 이런 정착지를 지역 정착지라고 한다. 탁도수가 높은 침전조와 이침전지 침전 (침전 중후기) 은 대부분 이런 부류에 속한다.
4) 가압 침전. 현탁액에 떠 있는 고체의 농도가 높으면 입자가 서로 닿아 압착됩니다. 상층 입자의 중력 작용으로 하층 입자 간격의 물이 돌출되고 입자 군체가 압축됩니다. 압축 침강은 침전조 바닥의 진흙통이나 진흙 농축통에서 발생하는데, 그 진전은 매우 느리다. 수중부유물의 성질에 따라 침사조와 침전조 두 가지 설비가 있다.
침사풀은 모래나 석탄재와 같이 물 속의 밀도가 높은 무기 알갱이를 제거하는 데 쓰인다. 침사풀은 일반적으로 오수 처리 장치 앞에 위치하여 오수 처리의 기타 기계 설비가 마모되는 것을 방지한다.
침전조는 중력을 이용하여 물에 떠 있는 불순물을 분리한다. 20 ~ 100 의 지름을 분리할 수 있습니까? M 보다 큰 입자는 침전조의 흐름 방향에 따라 수평 흐름, 방사형 흐름, 수직 흐름의 세 가지로 나뉩니다.
① 이류 침전조. 폐수는 연못의 한쪽 끝에서 흘러나와 연못에서 수평으로 흐르고, 물 속의 부유물은 점차 연못의 바닥으로 가라앉고, 맑은 물은 다른 쪽 끝에서 넘쳐난다.
② 방사선 침전조. 수영장은 대부분 둥글고 지름이 크며 보통 20 ~ 30m 이상이며 대형 수처리 공장에 적합합니다. 원수가 유입관을 통해 중심통에 들어간 후 통벽의 작은 구멍과 외곽의 원형 천공 베젤을 통해 방사형으로 침전조 주변으로 흐릅니다. 물의 횡단면이 커지면서 유속이 점차 낮아지고 입자가 가라앉고 맑은 물이 그 주변에서 넘쳐 집수조로 배출된다.
③ 수직 침전조. 횡단면은 대부분 원형이지만 정사각형과 다각형도 있습니다. 물은 중앙 파이프의 하구에서 풀로 흘러 들어와 반사판의 차단을 통해 전체 수평 세그먼트 주위에 분포되어 천천히 위로 흐릅니다. 침강 속도가 상승 유속을 초과하는 입자는 진흙으로 가라앉아 물이 주변의 매몰 구멍에서 넘칠 것임을 분명히 한다.
하수 처리 및 활용 방법에서 침전 (또는 공기 부상) 방법은 종종 다른 처리 방법 이전의 사전 처리로 사용됩니다. 예를 들어, 생물학적 처리법을 사용하여 하수를 처리할 때, 일반적으로 사전 침전조를 통해 대부분의 부유물을 미리 제거하여 생화학 처리 부하를 줄여야 하는 반면, 생물학적 처리 후의 물은 여전히 2 차 침전조를 통해 흙탕물 분리 처리를 해야 합니다. 수질을 확보하다.
(3) 부선법. 공기가 오수에 도입되어 작은 기포의 형태로 운반체로 물에서 분리되었다. 하수의 상대적 밀도가 물에 가까운 미세한 입자오염물 (예: 유화유) 이 거품에 붙어 거품이 수면으로 올라간 다음 기계적 수단을 통해 버려져 하수의 오염물을 하수에서 분리한다. 소수성 물질은 쉽게 떠다니고, 친수성 물질은 쉽게 뜨지 않는다. 따라서 공기 부유의 효율성을 높이기 위해 하수에 부선제를 넣어 오염물의 표면 특성을 바꾸고 친수성 물질을 소수성 물질로 전환한 다음 공기 부양을 통해 제거해야 하는 경우도 있다. 이 방법을 "부양" 이라고합니다.
공기 부양은 고도의 분산과 대량의 기포를 요구하여 공기 부양 효과를 높이는 데 도움이 된다. 거품층의 안정성은 적당해야 하며, 부스러기가 수면에서 안정되고, 부스러기의 운송과 탈수에 영향을 주지 않는다. 버블을 생성하는 방법에는 두 가지가 있습니다.
1) 기계적 방법. 공기가 미공관, 마이크로판, 천공 턴테이블 등을 통과하게 하다. 미세한 기포가 생기다.
2) 압력 용해 가스 방법. 일정 압력 하에서 공기를 물에 녹이고 포화에 도달한 다음 갑자기 감압하면 과포화 공기가 작은 거품의 형태로 물에서 빠져나온다. 현재, 오수 처리 중의 공기 부양공예는 대부분 압력 용해법을 채택하고 있다.
공기 부유의 주요 장점은 장비의 작동 능력이 침전지보다 우수하며, 일반적으로 15 ~ 20min 만 있으면 고체 분리를 완료할 수 있어 설치 공간이 적고 효율성이 높다는 것이다. 공기가 떠다니는 진흙은 건조하고 썩기 쉬우며 표면에 긁혀서 조작이 편리하다. 전체 작업은 물에 공기를 도입하고, 수중의 용존 산소를 증가시켜 물속의 유기물, 조류 표면활성제, 냄새를 제거하는 데 뚜렷한 효과가 있다. 유출 수질은 후속 처리와 활용에 유리한 조건을 제공한다.
공기 부유의 주요 단점은 전력 소비량이 크다는 것입니다. 장비 유지 보수 관리 작업량 증가, 운영 부분은 종종 차단됩니다. 부스러기가 물에 노출되면 비바람 등 기후 요인의 영향을 받기 쉽다.
위의 두 가지 공기 부상 방법 외에, 현재는 전해 공기 부기를 자주 사용한다.
(4) 원심 분리. 공중부양오염물질이 함유된 하수가 고속으로 회전할 때, 유화유와 같은 공중부양입자는 하수의 원심력과 달리 분리의 목적을 달성한다. 일반적으로 사용되는 원심설비는 회오리바람 분리기와 원심분리기이다.
2, 화학 처리 방법
오수에 화학 시약 를 넣고 화학반응을 통해 오수 중의 오염물을 분리하여 회수하거나 오염물을 무해한 물질로 전환한다. 이런 방법은 오염물을 물에서 분리해 유용한 물질을 회수할 수 있을 뿐만 아니라, 폐수의 pH 값을 낮추고, 금속이온을 제거하고, 유독성 유해 물질을 산화하는 등 오염물의 성질을 바꿀 수 있기 때문에 물리적 방법보다 더 높은 정화 정도를 달성할 수 있다. 일반적으로 사용되는 화학적 방법은 화학침전, 중화, 산화환원법, 응고법이다.
화학 처리의 한계는 다음과 같습니다.
폐수의 화학 처리는 종종 화학 약품 (또는 재료) 을 사용하기 때문에 처리 비용이 일반적으로 높고 운영 관리에 대한 요구가 엄격하다.
화학적 방법도 물리적 방법과 함께 사용해야 한다. 화학 처리 전에 일반적으로 침전과 필터링을 전처리로 사용한다. 어떤 경우에는 침전, 필터링 등의 물리적 수단을 화학 처리의 후처리로 사용해야 한다.
(1) 화학 침전 법.
화학침전법은 폐수에 화학물질을 첨가하여 폐수에 용해된 오염물과 반응하여 물에 용해되지 않는 염류 (침전물) 를 형성하여 물에 침전되어 수중의 오염물을 줄이거나 제거하는 것을 말한다. 화학침전법은 폐수에서 칼슘 이온, 미러 이온, 중금속 이온 (예: 이, 냄비, 납, 그릇 등) 을 제거하는 데 자주 사용된다. 사용하는 침전제에 따라 침전법은 석회법 (일명 수산화물 침전법), 황화물법, 은염법으로 나눌 수 있다.
수중 Ca 2+ 와 Mg2+ 의 총 함량을 총 경도라고 하며 탄산염 경도와 비탄산염 경도로 나눌 수 있다. 석회를 첨가하면 물 속의 Ca 2+ 와 Mg2+ 가 CaC03 과 Mg (OH) 2 침전을 형성하여 탄산염의 경도를 낮출 수 있다. 탄산염 경도가 아니라면 석회-소다 연화법을 사용하여 Ca 2+ 와 Mg2+ 가 CaC03 창상 llMg (OH) 2 침전을 형성하여 제거할 수 있습니다. 따라서 원수의 경도나 알칼리도가 높을 경우 화학침착을 이온 교환 연화의 사전 처리로 사용하여 이온 교환의 운영비용을 절감할 수 있습니다.
폐수에서 중금속 이온을 제거할 때 일반적으로 탄산염을 넣는 방법을 사용하여 생성된 금속 이온과 탄산염의 용해도가 작아 재활용하기 쉽다. 예를 들어 중탄산 나트륨을 사용하여 파운드 함유 폐수를 처리합니다.
Zns04+na 2c03 → znc03 ↓ naz04.
이 방법은 경제, 단순성, 화학품 공급원 등 장점을 가지고 있으며 현재 가장 널리 사용되고 있는 중금속 폐수 처리 방법이다. 존재하는 문제는 노동 위생 조건이 나쁘고, 파이프가 쉽게 스케일링되고, 막히고, 부식되는 것이다. 침전량이 많아 탈수가 어렵다.
(2) 중화.
중화 처리는 산-염기 상호 작용을 이용하여 소금과 물을 생성하는 화학 원리로, 폐수를 산성이나 알칼리성에서 중성으로 조절하는 처리 방법이다. 산이나 알칼리 농도가 3% 이상인 폐수의 경우 먼저 산 알칼리 회수를 해야 한다. 저농도 산 알칼리 폐수의 경우 중법과 법으로 처리할 수 있다.
산성 오수는 일반적으로 석회, 가성 알칼리 보일러, 탄산보일러를 첨가하거나 석회석과 대리석을 세제와 재료로 사용하여 산성 오수를 중화시켜 처리한다. 알칼리성 오수는 보통 질산과 염산을 넣거나 이산화탄소 가스와 알칼리성 오수로 처리한다. 또한 산성과 알칼리성 오수도 상호 중화를 통해 처리할 수 있다.
(3) 산화 환원법.
산화환원법은 화학물질과 수중 오염물의 산화환원반응을 통해 오수 중 유독성 유해 오염물을 무독성 또는 미독물질로 바꾸는 방법이다. 이런 방법은 주로 중금속이나 산화물과 같은 무기오염물을 처리한다. 강산, 액체 염소, 오존 등 강력한 산화제나 전극의 양극반응을 이용하여 폐수 중의 유해 물질을 산화시켜 유해 물질로 분해한다. 철분 분말 등 복원제나 전극의 음극반응을 이용하여 폐수 중의 유해 물질을 무해한 물질로 복원한다. 하수 탈색, 살균, 탈취에 사용되는 오존 산화; 공기산화법은 황폐수를 처리한다: 복원처리 금도금 폐수는 산화복원처리 폐수의 한 예이다.
수처리에 일반적으로 사용되는 산화제는 산소, 오존, 염소, 차염소산이다. 일반적으로 사용되는 환원제는 황산 제 1 철, 아황산염, 철분 부스러기, 주조분 등이다.
(4) 응혈.
응고법은 가라앉기 어려운 미세한 입자와 콜로이드 입자가 함유된 폐수에 전해질을 넣어 팔다리의 안정성을 파괴하고 덩어리로 만드는 것이다. 일반적으로 사용되는 응결제는 황산 알루미늄, 황산 아철, 염화철, 폴리에틸렌선 또는 폴리아크릴 젤입니다. 응결을 가속화하기 위해 석회, 활성화 실리콘, 골접착제 등 응고제를 자주 넣는다.
3, 물리적 및 화학적 처리 방법
물리화학법 (약칭 물화법) 은 추출, 흡착, 이온교환, 막분리기술, 공기추출 등 물리화학원리를 이용하여 공업폐수를 처리하거나 회수하는 방법이다. 주로 폐수에서 무기나 유기 (생분해하기 어려운) 용해나 콜로이드 오염물을 분리해 유용한 성분을 회수하고 폐수를 심도 있게 정화한다. 따라서 높은 불순물 농도의 폐수 (재활용 방법으로 사용) 또는 저농도 폐수 (폐수 깊이 처리) 를 처리하는 데 적합합니다. 물리적, 화학적 방법으로 공업 폐수를 처리하기 전에 일반적으로 폐수 중의 부유물, 유류, 유해 가스 등의 불순물을 줄이거나 폐수의 pH 값을 조절하여 재활용 효율을 높이고 손실을 줄이기 위해 사전 처리해야 한다. 동시에 농축된 찌꺼기를 사후 처리하여 2 차 오염을 피한다. 일반적으로 사용되는 방법은 추출, 흡착, 이온 교환 및 막 분리 (투석, 전기 투석, 역삼 투 및 한외 여과 포함) 입니다.
(1) 추출 방법.
추출은 하수에 용해되지 않고 밀도가 물보다 낮은 유기용제를 첨가하여 접촉을 충분히 혼합하고 오염물을 재분배하여 수상에서 용제상으로 옮기고 용제와 물의 밀도 차이를 이용하여 용제를 분리하여 하수를 정화하는 방법이다. 그런 다음 용질과 용제의 끓는 점 차이를 이용하여 용질을 회수하면 재생된 용제를 재활용할 수 있다. 사용된 용제를 추출제라고 하고, 제기된 물질을 추출물이라고 한다. 추출은 오염물 (용질) 을 이용하여 물과 유기용제의 용해도 차이를 분리하는 액체 물질 전달 과정이다.
추출제를 선택할 때 추출제의 추출된 물질 (오염물) 의 선택성, 즉 용해에 주의해야 한다. 일반 용해도가 높을수록 추출 효과가 좋습니다. 추출제와 물의 밀도가 낮을수록 추출 후 물과 쉽게 분리된다. 일반적으로 사용되는 추출제는 산소 추출제, 인 추출제, 질소 추출제를 포함한다. 일반적으로 사용되는 추출 설비는 펄스 체판 탑, 원심추출기 등이다.
(2) 흡착법.
흡착법은 다공성 고체 물질 (흡착제) 의 표면을 이용하여 하나 이상의 용해오염물, 유기오염물 등을 흡착하는 것이다. (용해물질이나 흡착제라고 함) 물에 들어가 재활용하거나 제거하고 폐수를 정화한다. 예를 들어, 활성탄은 폐백수 중의 염소 염소 산소 등 유독물질을 흡착하여 탈색 탈취 작용을 한다. 현재 오수 깊이 처리는 대부분 흡착법을 채택하고 있으며, 정적 흡착과 동적 흡착의 두 가지 방법으로 나눌 수 있다. 즉, 오수가 정적과 동적일 때 각각 흡착처리를 하는 것이다. 일반적으로 사용되는 흡착 장비로는 고정층, 이동층 및 유동층이 있습니다.
폐수 처리에 일반적으로 사용되는 흡착제는 활성탄, 술 폰화 석탄, 숯, 코크스, 규조토, 톱밥, 흡착 수지이다. 활성탄과 흡착 수지는 광범위하게 응용된다. 일반적으로 흡착제는 표면적보다 큰 느슨한 다공성 구조입니다. 흡착력은 분자 중력 (반데발스력), 화학 결합력, 정전기 중력의 세 가지로 나눌 수 있다. 물 처리에 있는 대부분의 흡착은 위의 세 가지 흡착력이 함께 작용한 결과이다.
흡착제가 포화된 후, 반드시 재생을 하여 흡착제의 구멍 틈에서 흡착질을 제거하고 흡착 능력을 회복해야 한다. (윌리엄 셰익스피어, 흡착제, 흡착제, 흡착제, 흡착제, 흡착제, 흡착제, 흡착제) 재생 방법에는 가열 재생, 스트리핑, 화학산화 재생 (습식 산화, 전기산화, 오존산화 등) 이 포함된다. ), 용매 재생 및 생물학적 재생.
흡착제는 가격이 비싸고 흡착법이 유입 사전 처리 요구 사항이 높기 때문에 급수 처리에 자주 쓰인다.
(3) 이온 교환법.
이온 교환법은 이온 교환제의 이온 교환을 통해 오수 중 이온 오염물을 교체하는 방법이다. 이온 교환 수지의 생산과 이온 교환 기술의 발전에 따라 그 효과와 조작이 편리하기 때문에 최근 몇 년 동안 공업 오수 중 유독물질의 회수와 처리에 적용되었다. 예를 들어 양이온 교환제는 구리, 니켈, 카드뮴, 아연, 수은, 금, 은, 백금과 같은 중금속을 하수에서 제거 (재활용) 하는 데 사용됩니다.
이온 교환법은 공업수처리에서 연화 탈염에 주로 사용되며, 주로 폐수에서 금속이온을 제거하는 것이다. 나트륨 이온 교환 수지는 이온 교환 연화법에 쓰인다.
(4) 막 분리법.
1) 전기 투석. 전기 도핑법은 음양이온교환막을 이용하여 DC 전기장 작용 하에 용액 중 음이온에 대한 선택적 투과성 (즉, 양이온막은 양이온만 통과할 수 있고, 음이온막은 음이온상만 통과할 수 있음) 을 이용하여 용액 중 일부 이온을 용액의 다른 부분으로 이동시켜 용액 중의 전해질이 물과 분리되어 농축, 정화, 분리의 목적을 달성한다. 전기 침투는 이온 교환 기술을 바탕으로 발전한 새로운 방법으로, 오수 처리뿐만 아니라 해수담화와 이온수 (순수) 준비에도 사용할 수 있다.
2) 역삼 투.
역삼투는 이미 중금속 폐수를 함유한 처리, 하수의 심도 처리, 해수담화에 사용되었다. 세계 담수 공급 위기가 심각한 오늘날 역삼투와 증기법을 결합한 해수담화 기술은 전망이 넓다. 이온 교환 시스템의 또 다른 중요한 용도는 이온 교환의 사전 처리 방법으로 이온 초순수를 준비하는 것이다. 폐수 처리에서 역삼 투는 주로 중금속 이온을 제거 및 회수하고 소금, 유기물, 색도 및 방사성 원소를 제거하는 데 사용됩니다.
현재 수처리 분야에서 널리 사용되고 있는 반투막은 아세테이트 섬유막과 폴리쿨막 술 폰화 폴리스티렌 식초 등 중합체입니다. 일반적으로 사용되는 역삼 투 장치는 관형, 나선형, 중공 섬유 및 판 프레임입니다. 침투할 수 있는 물은 재사용할 수 있다.
4, 생물학적 처리 방법
생물학적 처리는 자연 환경에서 미생물의 생화학 작용을 이용하여 오수나 팔다리에 용해된 유기오염물과 일부 무기독 (예: 불화물, 황화물) 산화 분해를 안정적이고 무해한 무기물로 전환하여 폐수를 정화하는 방법이다. 이 방법은 투자가 적고, 효과가 좋고, 운영비용이 낮다는 장점이 있어 도시 오수 및 공업폐수 처리에 광범위하게 적용된다.
현대 생물학적 처리 방법은 미생물이 생화학 반응에서 산소가 필요한지 여부에 따라 호기성 생물학적 처리와 혐기성 생물학적 처리로 나뉜다.
(1) 호기성 생물학적 처리.
호기성 조건 하에서 폐수 처리 과정은 호기성 박테리아와 겸성균의 생화학 작용에 의존하는데, 이를 호기성 생물학적 처리라고 한다. 이런 방법은 유산소 공급이 필요하다. 처리 시스템에서 호기성 미생물의 상태에 따라 활성 오폐법과 생체막법으로 나눌 수 있다.
활성 오폐법은 현재 가장 널리 사용되는 생물학적 처리 방법이다. 이 방법은 유기오염물과 세균이 풍부한 폐수에 공기로 끊임없이 유입되는 것으로, 일정 시간이 지나면 떠다니는 솜모양의 진흙 알갱이가 나타난다. 이 알갱이는 실제로 호기성 세균 (및 겸성 호기성 세균) 이 흡착한 유기물과 산소대사 산물의 집합체로 유기물을 분해하는 능력이 강하여' 활성 슬러지' 라고 한다. 폭기조에서 흘러나오는 오수와 활성 오폐물 혼합액이 침전조 침전을 통해 분리되면 맑은 물이 배출되고, 진흙이 노출통으로 되돌아가 종토로 계속 작동한다. 이런 활성 오물을 주체로 하는 생물 처리 방법을 활성 오폐법이라고 한다. "폐수는 폭기조에 4 ~ 6h 시간 머물며, 폐수 속의 유기물 (BOD6) 은 약 90% 정도 제거할 수 있다. 활성 오폐법에는 일반 활성 오폐법, 완전 혼합 표면 폭기법, 흡착 재생법 등 다양한 연못형과 작동 방식이 있다.
2) 생물막법은 하수가 고체 충전재 (자갈, 석탄재, 플라스틱 충전재) 를 통해 연속적으로 흐르는 것으로, 미생물이 충전재에서 번식하여 진흙과 같은 부착막을 형성하는 방법으로, 생물막법이라고 하며, 생물막법으로 하수를 처리한다. 생물막은 주로 대량의 세균 접착제, 곰팡이, 조류, 원생동물로 구성되어 있다. 생체막의 미생물은 활성 진흙과 같은 정화 작용을 하여 물속의 유기 오염물을 흡수하고 분해한다. 충전재에서 떨어진 노화 생체막은 처리된 하수와 함께 침전조로 유입되고, 오수는 침전조가 침전되어 분리되면 정화된다. 일반적으로 사용되는 생체막법으로는 바이오필터, 바이오접촉 산화지, 바이오턴테이블 등이 있다.
(2) 혐기성 생물학적 처리.
혐기성 조건 하에서 혐기성 미생물을 이용하여 폐수를 분해하여 정화하는 방법을 혐기성 생물학적 처리라고 한다. 최근 몇 년 동안 세계적인 에너지 부족으로 오수 처리가 에너지 절약과 에너지 이용 방향으로 발전하여 혐기성 미생물 처리 방법의 발전을 촉진시켰다. 대량의 고효율 신형 습산소 생물 반응기가 잇따라 나타났는데, 여기에는 습산소 생물 필터, 승류 습산소 오폐상, 습산소 황화상 등이 포함되어 있다. 이들의 공통된 특징은 리액터 내 생물군의 농도가 높고, 도시 진흙의 나이가 길기 때문에 처리 능력이 크게 향상되어, 에너지 소비가 낮고, 에너지 회수가 적고, 남은 진흙이 적고, 발생하는 진흙이 안정적이고, 고농도 유기폐수 처리 효율이 높다는 점이다. 다년간의 발전을 거쳐 혐기성 생물 처리는 이미 하수 처리의 주요 방법 중 하나가 되었다.
5. 인 및 질소 제거
(1) 인 제거. 도시 하수에서 인의 주요 원천은 배설물, 세제, 일부 공업폐수로, 정인산염, 폴리인산염, 유기인의 형태로 물에 용해된다. 일반적으로 사용되는 인 제거 방법은 화학법과 생물법이다.
1) 화학적 탈 인산. 인산염과 철염, 석회, 알루미늄염 등의 반응. 인산 철, 인산 칼슘, 인산 알루미늄 등의 침전물을 생성하여 폐수에서 인을 제거한다. 화학법은 인 제거 효율이 높고 처리 결과가 안정적인 특징을 가지고 있다. 진흙 처리 처리 과정에서 인은 재발하지 않아 2 차 오염을 초래하지는 않지만 진흙 생산량은 비교적 크다.
2) 생물학적 인 제거. 생물학적 인 제거는 호기성 조건 하에서 미생물이 폐수에 인산염을 용해시키는 과다 흡수, 침전, 분리를 통해 인을 제거하는 것이다. 전체 처리 과정은 혐기성 인 방출과 산소 흡입 인의 두 단계로 나뉜다.
인을 과다하게 함유한 폐수와 인을 함유한 활성 슬러지가 혐기성 상태로 들어가면 활성 슬러지 속의 폴리인산염은 축적된 폴리인산염을 무기인으로 분해하여 혐기성 상태에서 폐수로 방출한다. 이것은 "혐기성 인 방출" 입니다. 폴리인균이 인을 분해할 때 생성되는 에너지의 일부는 스스로 생존할 수 있고, 나머지는 폴리인균이 폐수에 있는 유기물을 흡수하고, 습산소 발효산균의 작용으로 다시 아세트산으로 전환한 다음, 다시 PHB (폴리단염기부티르산) 로 전환하여 체내에 저장한다.
폴리인균이 호기성 상태에 들어간 후, 호기성 분해 체내에 저장된 PHB 는 대량의 에너지를 방출하고, 일부는 스스로 증식하고, 다른 일부는 폐수 중의 인산염을 흡수하여 폴리인의 형태로 체내에 축적한다. 이것은 "유산소 인 흡수" 입니다. 이 단계에서 활성 슬러지는 계속 증식한다. 인을 함유한 활성 진흙은 일부분을 제외하고는 혐기성 못으로 역류하고, 나머지는 남은 진흙 배출 시스템으로 인을 제거하는 목적을 달성한다.
(2) 질소 제거.
생활하수에서 각종 형태의 질소의 비율은 상대적으로 일정하다. 유기질소는 50 ~ 60%, 암모니아 질소는 40 ~ 50%, 아질산염과 질산염의 질소는 0 ~ 5% 를 차지한다. 사람들의 음식에서 나온 단백질입니다. 질소 제거 방법에는 화학법과 생물법의 두 가지가 있다.
1) 화학적 질소 제거. 암모니아 흡수법과 염소화 방법을 포함한다.
① 암모니아 흡수법. 먼저 폐수의 pH 값을 10 이상으로 조절한 다음 탈착탑에서 암모니아를 탈착시킵니다.
② 염소화 방법. 암모니아 질소가 함유된 폐수에 염소를 첨가하다. 염소의 투입량을 적절히 조절함으로써 물 속의 암모니아 질소를 완전히 제거할 수 있다. 염소의 양을 줄이기 위해, 이 방법은 종종 생물 질화와 결합되어 있다. 즉, 먼저 질화한 다음 미량의 잔류 암모니아 질소를 제거한다.
2) 생물학적 질소 제거. 생물학적 질소 제거는 미생물의 작용으로 유기질소와 암모니아 질소를 질소로 변환하는 과정으로, 질산화와 반질화를 포함한다.
질산화 반응은 호기성 조건 하에서 폐수의 암모니아 질소가 질산화 세균 (아질산염 세균과 질산염 세균) 에 의해 아질산염과 질산염으로 전환되는 것이다. 반질화작용은 혐기성 조건 하에서 질산염 질소 (NO3-) 와 아질산염 질소 (NH2-) 가 반질산화균에 의해 질소로 환원되는 것이다. 따라서, 전체 반질화 과정은 호기성과 산소 부족 두 단계를 거쳐야 한다.