ZM9105 활성슬러니 공정 유체 공학 실습 장비 (교육용 및 직업 훈련용)활성슬러지 하수 처리 파일럿 플랜트 1. 개요
이 활성슬러지 파일럿 설비는 활성슬러지법을 이용한 하수 처리를 연구하고 이해할 수 있게 해줍니다.
이 처리 공정은 하수 처리장에서 물리적 처리 단계(스크린 여과, 협잡물 제거, 1차 침전 등)와
최종 살균 및 염소 소독 단계 사이의 중간 단계에 해당합니다.
그 목적은 앞서 언급한 물리적 처리 후에도 하수에 남아 있는 오염 유기물을 제거하는 것입니다.
유기물 부하는 BOD(생물학적 산소 요구량) 단위로 측정되며, 이 과정에서 COD(화학적 산소 요구량)도 일부 제거됩니다.
처리 과정은 공기나 때로는 순수 산소를 주입하여 호기성 조건에서 배양된 미생물(박테리아, 윤충류, 종벌레 등)에 의해 유기물 부하가 제거되는 탱크 내에서 이루어집니다.
미생물은 오염 물질을 자신의 증식과 생존에 필요한 먹이로 이용합니다.
이러한 미생물 덩어리는 슬러지(오니)의 형태를 띠며, 공정의 명칭도 여기에서 유래했습니다.
오염 물질 제거 단계가 끝나면 맑아진 물과 슬러지를 분리해야 하는데, 이 작업은 침전조(분리조)에서 수행됩니다.
맑아진 물은 방류 수역으로 흘러가거나 살균 처리 단계로 이동하는 반면,
활성슬러지의 일부는 제거 처리의 안정성을 유지하기 위해 산화조 내부로 다시 반송됩니다.
이 파일럿 플랜트는 학생들이 활성슬러지 공정 구현 시 발생하는 모든 유체역학적 및 물리화학적 문제를 학습할 수 있도록 설계되었습니다.
이 장치는 다양한 계측기가 완비되어 있으며, 활성슬러지 플랜트의 현대적 개념에서 비롯된 심화 문제를 이해하는 데 도움이 되는 실험을 수행할 수 있도록 구성되어 있습니다.
예를 들어 다음과 같은 사항들이 포함됩니다:
1 반응조 내 교반 효과;
'에어리프트(air-lift)' 방식을 이용한 슬러지 반송 시스템의 에너지 절감 및 신뢰성;
운전 산소 농도가 슬러지 제거 및 침전에 미치는 영향.
2. 구성
본 파일럿 플랜트는 다음으로 구성됩니다:
기본 플랜트 1식 (코드 944500)
6구 BOD(생물학적 산소 요구량) 측정기 (코드 994510); 선택 사양
BOD 장치용 냉장 항온조(Frigothermostat) 1식 (코드 949104); 선택 사양
COD 분석용 가열 반응기(Thermo reactor) (코드 949103); 선택 사양
24L 탱크가 포함된 전기식 압축기 1식 (코드 971227); 선택 사양
자동 데이터 수집 시스템(SAD/IC130D) 1식 (구성 요소 포함)
3. 설명: 공기 공급 라인
다음으로 구성됩니다:
압력 안정화 감압 밸브;
유량 조절기 2개: 하나는 산화조용, 다른 하나는 슬러지 반송용;
서비스 솔레노이드 밸브 세트;
반응기 내 공기 분배기/산기 장치(diffuser);
침전조에서 슬러지를 반송하기 위한 "에어리프트(air-lift)" 시스템. 이 회로는 압축기 또는 산소 실린더를 통해 공기를 공급받을 수 있습니다.
액체 라인: 다음으로 구성됩니다:
교반기가 장착된 공급 준비 탱크;
희석률 D(Q/V)의 영향을 연구하기 위한 용적식 공급 펌프;
기체/액체/고체의 3상 접촉이 가능한 원통형 플렉시글라스(아크릴) 반응기;
"에어리프트"가 장착된 플렉시글라스 침전조.
제어 및 조절 시스템
활성 슬러지 파일럿 플랜트 IC130D는 다음 기능을 제공합니다:
산소(O2) 측정기(감지 소자 포함)를 이용한 산화조 내 용존 산소 농도 제어;
탱크로 공급되는 공기 유량을 조절하는 조절기/구동기;
공급 혼합물의 온도 제어;
타이머로 구동되는 슬러지 반송을 통한 산화조 내 슬러지 양 제어;
공정 과정을 실시간으로 확인할 수 있는 발광 모식도 패널(mimic panel).
측정 장비
본 파일럿 플랜트에는 아래에 명시된 양을 측정하기 위한 장비가 포함되어 있습니다: 산화조 및 침전조로 공급되는 공기 유량;
하수 공급 유량 및 온도;
반응조 내 pH;
용존 산소량.
또한, 간단한 조작을 통해 반송 슬러지 양과 배출(퍼지) 슬러지 양을 측정할 수 있습니다. 본 장치와 함께 다음의 구성품도 제공됩니다:
슬러지 비율을 측정하기 위한 원뿔형 용기(cone);
박테리아 배양에 적합한 환경을 조성하기 위한 화학 약품 세트;
동결건조 박테리아;
질산염 농도 측정용 시험지;
pH 측정용 시험지
4. 실험 범위
산화조 내 유입수의 수리학적 체류 시간에 따른 정화 효과 측정.
혼합(교반) 조건에 따른 정화 효과 측정.
용존 산소(DO) 농도 변화에 따른 효과 평가.
운전 산소 농도 변화에 따른 슬러지 침강 특성 측정.
슬러지 연령(sludge age)의 영향.
pH의 영향.
온도에 따른 정화 효율.
정화 공정에 미치는 활성탄의 영향.
공기 대신 산소(O2)를 사용한 실험.
5. 필요 설비
전원: 220V - 50/60 Hz - 3 kW | 압축 공기 공급: 800 l/h - 6 bar
급수: 200 l/h - 2 bar.
6. 규격 및 중량
규격: 급수 탱크 포함 2450 x 700 x 1700(높이) mm | 순중량: 270 kg
파일럿 플랜트 구성 요소
그림 1을 참조할 때, 활성 슬러지 하수 처리 장치(IC130D)는 다음으로 구성됩니다:
1.- 용량 150 l의 급수 탱크
2.- 정속 교반기 - 100 RPM, 90 W
3.- 저수위 표시기
4.- 급수 차단 밸브
5.- 급수 배출 밸브
6.- 급수 필터
7.- 정량 펌프 - 용량 0-20 l/h
8.- 1.5 l 댐퍼(완충기)
9.- 브리더 밸브(통기 밸브)
10.- 급수 유량계 (최대 측정 범위 60 l/h) 11.- 유량계 작동 밸브
12.- 유량계 세척 밸브
13.- 바이패스 밸브
14.- 유량계 세척
15.- 유량계 작동 밸브
16.- 공급 유량 변환기 (*)
17.- 디지털 적산계 (*)
18.- 2000 W 공급액 가열기
19.- 산화 반응조 - 용량 약 35 L
20.- 200 W 가변 속도 교반기
21.- pH 측정 장치
22.- 반응조 배출 밸브
23.- 디지털 온도 표시 및 조절기
24.- 디지털 용존 산소 표시 및 조절기
25.- 산소 공급용 유량계 (최대 유량 500 L/h)
26.- 산소 공급 밸브
27.- "에어리프트(air-lift)" 밸브
28.- "에어리프트" 유량계 (최대 유량 500 L/h)
29.- "에어리프트" 디지털 타이머
30.- 공기/산소 감압 밸브
31.- 불활성 슬러지 배출 밸브
32.- 불활성 슬러지 배출용 디지털 타이머
33.- "에어리프트"를 이용한 슬러지 회수
34.- 반응조 배출
35.- 침전조
36.- 불활성 슬러지 수집조
37.- 상등수 배출
38.- 컴퓨터 제어 버전 구성 요소
39.- 콘솔 및 전기 제어반
