슬러지 처리는 하수 처리 시스템의 중요한 부분이며, 비용은 총 하수 처리 비용의 절반 이상을 차지합니다. 슬러지 처리 및 관리는 전 세계 수자원 산업의 주요 과제입니다.
슬러지 탈수는 슬러지 처리의 필수 프로세스이며 최종 처리 비용의 효과적인 감소에 중요합니다. 비교적 성숙하고 비용 효율적이며 사용자 친화적 인 슬러지 탈수 기술인 응집/응고는 가장 일반적으로 사용되는 슬러지 컨디셔닝 접근법 중 하나입니다. 이 효과는 다양한 환경 적 요인에 의해 영향을 받았다. 또한, 다른 전처리와의 조합은 응고/응집의 탈수 특성을 향상시키기 위해 중요하다.
슬러지와 슬러지 탈수 란 무엇입니까?
슬러지는 하수 처리의 산물이며, 총 고체 함량은 일반적으로 치료 전 8% 미만입니다. 슬러지의 성분은 매우 복잡하며 물과 다양한 유형의 고형물로 나눌 수 있습니다. 슬러지의 기존 물과 관련하여, 일반적으로 자유 수, 간질 물, 지표수 및 제거 난이도에 따른 수화 (또는 내부) 물을 포함하는 명확한 분류는 탈수 연구에 필수적입니다.
상이한 슬러지 공급원은 다른 고체 성분을 함유하고, 생물학적 방법을 사용하여 하수 처리에서 생성 된 폐기물 활성 슬러지는 상청액, 점액, 느슨한 세포 외 중합체 물질 (EPS), 밀접하게 바운드 EPS 및 펠렛의 5 개 분획으로 나눌 수있다. 폐기물 활성 슬러지에서 EPS의 존재는 효율적인 슬러지 탈수의 어려움의 주요 원인으로 간주됩니다. 슬러지의 물과 고체 모두에 대해 인증 기준은 통일되고 표준화되어야합니다.
슬러지 탈수 과정은 다른 크기, 소형 및 표면 특성을 갖는 플록의 응집에 의해 형성된 슬러지 케이크의 형성과 밀접한 관련이있다. 물을 배수 및 반발하여 슬러지 탈수에는 슬러지 케이크 형성과 슬러지 케이크의 압축이 포함됩니다. 따라서, 투과성과 압축성은 탈수 성능에 중요하며, 많은 연구는 실험적 평가를 통해 압축성 및 발현 특성을 특성화했다.
응고/응집 및 슬러지 탈수에서의 적용
응고/응집은 수처리에서 효율적인 고체-액체 분리를 달성하기위한 가장 일반적으로 적용되는 기술 중 하나입니다. 응고 과정에서, 반대 전하가있는 응고제를 첨가함으로써 표면 전하를 감소시킨 후 물에 작은 현탁 된 콜로이드가 불안정화된다; 그런 다음 불안정화 된 입자가 집계되어 정착됩니다. 입자 응집을 추가로 가속화하고 정착 효율을 향상시키기 위해, 유연한 장쇄 형태를 갖는 중합체 응집제는 응고제 AIDS로서 응고 후 때때로 공급된다. 이들 중합체 응집제는 물에 다양한 콜로이드 입자를 흡착하고 연결하여 퇴적에 의해 효과적으로 제거 될 수있는 큰 플록을 형성하는 교량으로 작용한다. 후자의 과정을 응집이라고합니다. 응고/응집 기술은 수처리 외에 채굴, 오일 추출 및 종이 생산을 포함한 많은 산업 분야에서 널리 사용됩니다.
응고제/응집체는 응고/응집체, 무기 소금 응고제, 유기 합성 중합체 응집제, 천연 중합체 응집제 및 생물 형성제를 포함하는 핵심이다. 무기 응고제 및 합성 중합체 응집제는 가장 자주 사용되는 탈수 컨디셔너이며, 주로 알루미늄 및 제 2 철 및 폴리 아크릴 아미드 (PAM) 유도체를 포함합니다. 그러나, 그들의 응용은 단점에 의해 제한된다 :무기 응고제는 일반적으로 고용량으로, 시스템 pH에 민감하며, 잔류 금속 이온이있는 반면, 합성 중합체 응집제 (주로 PAM 유도체)는 비용이 많이 들고 2 차 오염 및 건강 위험을 유발할 수있다. 생물 형성제는 비교적 긴 보유 시간이 필요합니다. 마지막으로, 천연 폴리머는 환경 친화 성, 광범위한 가용성, 생분해 성 및 눈에 띄는 구조적 특징과 같은 많은 장점으로 인해 관심이 높아지고 있지만 실제 응용은 여전히 부족하고 추가 조사가 필요합니다.
슬러지 탈수에서 응고/응집을 가진 다른 전처리
골격 제작자 첨가, 전자 레인지 처리, 초음파 처리, 산/알칼리 처리, 산화 처리 및 효소 처리와 같은 일반적으로 사용되는 전처리는 물리적 및 화학적 컨디셔닝 방법으로 나뉩니다. 이들 방법으로 전처리 후, 결합 된 물의 방출 및 EPS 구조의 분해가 동시에 발생한다. 그런 다음 응고제/응집제는 전하 중화 및 브리징 효과를 통해 기능을 최대한 활용할 수 있습니다. 따라서 응고/응집과 결합 된 이러한 전처리는 탈수 특성을 효율적으로 향상시킬 수 있습니다.
전망
그러나 실제 작동은 폐기물 활성 슬러지의 현재 탈수 성능이 여전히 상대적으로 열악하다는 것을 나타냅니다. 다량의 EPS, 바운드 수 배수에 대한 높은 에너지 수요 및 슬러지 케이크의 강한 압축성은 탈수 과정에서 어려움으로 간주됩니다. 다른 이유에는 위의 매개 변수를 테스트하기위한 불충분 한 일치 표준이 포함됩니다. 그러나 주요 이유는 슬러지의 매우 복잡하고 다단계 구조적 특징으로 인해 잘 확립 된 구조-활성 관계가 없기 때문입니다. 슬러지를 더 잘 이해하려면 수분 함량, 고체 구성 요소 및 플록 특성 외에 슬러지 케이크의 특성을 철저히 연구해야합니다.
슬러지 탈수 성능을 더욱 향상시키기 위해, 새로운 응고제/응집제는 시급히 개발되어야하며, 높은 탈수 효율, 저비용 및 환경 친화적 인 특성을 가져야합니다. 따라서 탈수 메커니즘은 슬러지의 구조적 특성뿐만 아니라 응고제/응집체의 구조적 특성에 기초하여 상세하게 연구되어야한다. 또한, 응고제와 응집제의 조합과 다른 전처리와의 응고/응집의 조합을 조사 할 수있다.
이러한 결과는 최근 저널 Water Research에 발표 된 슬러지 탈수 :검토에서 응고/응집이라는 제목의 기사에 설명되어 있습니다. 이 작업은 Nanjing University의 Hua Wei, Boqiang Gao, Jie Ren, Aimin Li 및 Hu Yang이 수행했습니다.
