[논문자료] 하수처리 공법별 네오하이드로포일 교반기의 적용 특성 및 효과

출처: 픽사베이

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수처리 및 환경관련공정에서 교반기는 모든 공정에서 사용되며, 처리 공정과 혼합되는 물질의 특성에 따라, 다양한 형태의 교반기와 임펠러가 사용된다. 그 중에서도 교반성능에 영향을 미치는 임펠러는 기계동력을 교반에너지로 바꾸어 직접 유체에 영향을 미치는 부분이다. 우수한 성능의 교반기를 설계하기 위해서는 임펠러의 효율적인 설계가 필요하다(Bae et al., 2015; Kim et al., 2006). 그러나 임펠러의 형상과 크기, 설치 위치 및 설치 수량 등 설계 변수들이 다양하게 존재하기 때문에 최적으로 임펠러를 설계, 운전하는 것은 현실적으로 간단한 문제가 아니다(Bridgwater. J., 2012; Ottiono et al., 2000). 그러나 국내 대다수의 교반기는 교반기의 소요 동력, 구조, 임펠러 형태 및 유체흐름과 전단력 등을 다양하게 분석하여 설계하는 외국의 교반기에 비해 부족한 운영기술과 설계기준으로 인하여 낮은 교반효율과 높은 에너지 소비를 나타내고 있다. 특히 하수처리장 내 생물반응조에 적절한 교반이 이루어지지 않은 경우, 균일 MLSS 유지 불가, 침전발생, 운전동력의 손실, 미생물의 사멸과 스컴 발생 등의 각종 문제점이 발생하여 처리수의 수질 저하 및 처리장의 운영에 큰 영향을 미치게 된다.

논문 출처: https://scienceon.kisti.re.kr/srch/selectPORSrchArticle.do?cn=JAKO201614137725500

 

본 연구는 실제 운영중인 2개소의 하수처리장 생물 반응조에 적용된 교반기술의 적정성을 판단하고, 발생된 문제점에 대해 생물반응조 공정에 적정한 교반 기술을 검토, 적용하여 발생된 문제점을 개선하였으며, 아래와 같은 결론을 도출할 수 있었다.

 

5.1 A 하수처리장

- 하수처리장 MLE 공법의 무산소조에 적용된 교반기술은 수중횡형 교반기 1대로 무산소조 내부를 교반하고 있다. 적용된 교반기술에 대해 수치해석, MLSS 및 DO 농도 분포 를 측정한 결과 상부에 발생한 스컴, 불균일한 MLSS 및 슬러지 침전 등 교반에 문제가 있음을 확인할 수 있었다.

- 무산소조에 적정한 교반기술을 설계 검토한 결과 무산소조 1대의 수직 Hydrofoil형 교반기를 적용하였고, 교반기 설치 후 수치해석, MLSS 및 DO 농도분포를 측정한 결과조 내 균일한 교반을 통해 기존에 발 생한 문제를 해결할 수 있었다.

- 기존 교반기에 비해 개선한 교반기의 설치 운영 시 생물반응조 1지당 약 70% 정도의 에너지를 절감 할 수 있을 것으로 판단된다.

 

5.2 B 하수처리장

- 하수처리장 A2O공법 생물반응조에 적용된 교반기술은 혐기조, 무산소조를 각각 3개 cell로 나누어 각 cell에 수중횡형 교반기를 사용하여 조 내부를 교반하 고 있었다. 적용된 교반기술에 대해 수치해석, MLSS 및 DO 농도 분포를 측정한 결과 상부에 발생한 스컴 및 슬러지 침전 등 교반에 문제가 있음을 확인할 수 있었다.

- 생물반응조에 적정한 교반기술을 설계 검토한 결과 혐기조와 무산소조를 각각 나누고 있는 cell을 제거하고 생물반응조를 3개로 나누어 1단 수직 Hydrofoil 형 교반기를 적용 설치 후 수치해석, MLSS 및 DO 농도분포를 측정한 결과 균일한 교반에 의해 기존 발생한 문제를 해결할 수 있었다.

- 기존 교반기에 비해 개선한 교반기의 설치 운영시 생물반응조 1지당 약 80% 이상의 에너지를 절감 할 수 있을 것으로 판단된다.

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교반기_(MDB시리즈)

교반기 MDB시리즈는 간단한 구조로 설치와 조작이 가능하며 소음, 진동, 분진이 적게 발생하여 정밀공정에 적용하기 적합합니다. 또 다양한 토크 값과 교반속도 제어가 가능하며 동력 전달이 일정하고 정확하다는 장점이 있습니다. 또 저점도에서 고점도 등 다양한 시료 적용이 가능하며 내식성, 내구성이 탁월해 장시간 작업 수행이 가능하고, 성능저하 방지를 위한 Cooling Jacket 장착으로 최대 330℃의 고온에서도 자유로운 교반작업이 가가능합니다.

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