Municipal Wastewater Treatment Explained: 프로세스, 이점 및 산업 솔루션

글로벌 도시화가 가속화되고 수자원에 대한 압박이 증가함에 따라,도시 폐수 처리는 현대 도시 인프라의 중요한 구성 요소가 되었습니다. 효과적인 처리 시스템은 환경을 보호할 뿐만 아니라 공중 보건을 지원하고 산업 전반에 걸쳐 지속 가능한 물 재사용을 가능하게 합니다.

그러나 정확히 무엇입니까도시 폐수, 그리고 처리 시설은 어떻게 오염된 물을 재사용 가능한 자원으로 전환합니까? 이 기사에서는 핵심 원칙, 고급 기술 및 전략적 이점을 살펴봅니다.폐수 관리 시스템지자체 응용 분야에 맞게 조정됩니다. 새로운 프로젝트를 계획하거나 기존 하수 처리장을 최적화하려는 경우 이러한 기본 사항을 이해하는 것은 정보에 입각한 미래 지향적인 결정을 내리는 데 매우 중요합니다.

그 방법에 대해 알아보겠습니다.하수 처리장작업, 다단계 프로세스, 그리고 환경 규정 준수 및 지속 가능한 개발 목표를 달성하는 데 필수적인 이유.

도시 폐수 처리란 무엇입니까?

도시 폐수 처리가정, 상업용 건물 및 공공 시설에서 수집된 폐수에서 오염 물질을 제거하는 체계적인 프로세스를 말합니다. 일반적으로 하수라고 하는 이 폐수에는 유기물, 부유 고형물, 영양분(예: 질소 및 인) 및 잠재적으로 유해한 병원체가 혼합되어 있습니다.

처리 공정은 물리적, 화학적, 생물학적 방법을 통해 이러한 오염 물질을 제거하도록 설계되어 물을 안전하게 배출하거나 재사용할 수 있도록 합니다. 많은 지방 자치 단체 시스템은 다음과 같은 기술을 통합합니다.역삼투압(RO) 시스템, 침전조, 활성 슬러지 반응기 및 소독 장치를 사용하여 높은 처리 효율을 달성합니다.

다단계 설정을 배포함으로써 지방 자치 단체는 점점 더 엄격해지는 배출 규정을 충족하고 환경 보호를 보장할 수 있습니다. 특히 RO 시스템은 조경, 산업 냉각 또는 지하수 재충전에 재사용할 수 있는 초순수 폐수를 달성하기 위해 3차 처리 단계에서 자주 사용됩니다.

도시 폐수 처리 공정의 주요 단계

도시 폐수 처리 공정은 일반적으로 세 가지 주요 단계로 나뉘며, 각 단계는 특정 유형의 오염 물질을 대상으로 설계되었습니다. 이 단계는 최종 폐수가 환경 배출 기준을 충족하거나 재사용에 적합한지 확인합니다.

1. 1차 치료 – 물리적 분리

이 첫 번째 단계는 스크리닝, 그릿 제거 및 침전을 통해 큰 고형물과 부유 물질을 제거하는 데 중점을 둡니다. 다운스트림 생물학적 처리 장치의 전체 부하를 줄이고 민감한 장비를 손상으로부터 보호하는 데 도움이 됩니다.

2. 2차 처리 – 생물학적 분해

이 단계에서 유기물은 미생물을 사용하여 생물학적으로 분해됩니다. 일반적인 방법에는 활성 슬러지 공정, 산화 도랑 또는 물방울 필터가 포함됩니다. 이 단계는 생화학적 산소 요구량(BOD)과 부유 물질(suspended solids)을 크게 줄입니다.

3. 3차 치료 – 고급 연마

3차 또는 고급 처리는 질소 및 인과 같은 영양소를 제거하여 수질을 더욱 향상시킵니다. 또한 여과, 활성탄 흡착 및역삼투압(RO)용해된 고형물을 제거하고 오염 물질을 추적합니다. 이 단계는 물 재사용 또는 민감한 배출 구역에 매우 중요합니다.

Municipal Wastewater Treatment의 이점

도시 폐수 처리 시스템은 환경적으로나 경제적으로 광범위한 이점을 제공합니다. 규정 준수를 넘어 자원 회수 및 지속 가능한 도시 개발에 중요한 역할을 합니다.

• 환경 보호:처리되지 않은 하수가 강, 호수 및 연안 해역을 오염시키는 것을 방지하여 수생 생태계와 생물 다양성을 보존합니다.
• 안전한 물 재사용:처리된 폐수는 농업, 산업 및 간접 음용수에도 재사용할 수 있어 담수 공급원에 대한 의존도를 줄일 수 있습니다.
• 공중 보건 안전 조치:병원체, 중금속 및 독성 물질에 대한 노출을 줄여 지역 사회의 건강을 보호합니다.
• 자원 회수:현대 식물은 에너지(바이오 가스), 영양소(질소/인) 및 재생수를 추출하여 순환 경제 목표를 지원합니다.
• ESG 및 SDG 표준 준수:지방 자치 단체 및 산업 파트너가 환경, 사회 및 거버넌스 벤치마크를 충족하고 UN의 지속 가능한 개발 목표에 기여할 수 있도록 지원합니다.

도시 폐수 처리의 핵심 공정

도시 폐수 처리 시스템은 일반적으로 일련의 물리적, 생물학적, 화학적 단계를 통해 작동합니다. 이러한 공정은 오염 물질을 체계적으로 제거하고 처리된 물의 안전한 배출 또는 재사용을 보장하도록 설계되었습니다.

1. 예비 처리

큰 파편, 모래 및 모래는 다운 스트림 장비의 손상을 방지하기 위해 바 스크린과 그릿 챔버를 통해 제거됩니다. 이것은 처리 시설의 무결성을 보호하기 위한 첫 번째 단계입니다.

2. 1차 치료

침전조에서 부유 물질은 슬러지로 바닥에 가라앉고 가벼운 물질은 떠다니며 걷어냅니다. 이 단계는 총 부유 물질(TSS)의 약 50–60%를 제거합니다.

3. 2차(생물학적) 치료

이것은 대부분의 지방 자치 단체 시스템의 핵심입니다. 미생물은 유기 오염 물질을 생물학적으로 분해하는 데 사용됩니다. 인기 있는 구성은 다음과 같습니다.

• 활성 슬러지 공정(ASP):폭기 탱크는 미생물 활동을 촉진하여 생화학적 산소 요구량(BOD)을 줄입니다.
• 멤브레인 생물 반응기(MBR):더 높은 폐수 품질을 위해 생물학적 분해와 멤브레인 여과를 결합합니다.
• 물방울 필터 및 바이오 타워 :고정 필름 공정은 소규모 공장 또는 저부하 응용 분야에 적합합니다.

4. 3차 치료

이 고급 단계는 잔류 영양소(질소 및 인), 미세 오염 물질 및 병원체를 제거합니다. 사용되는 기술에는 다음이 포함될 수 있습니다.

• 모래 여과 또는 한외 여과
• 활성탄 흡착
• UV 소독 또는 염소 처리

5. 슬러지 처리

1차 및 2차 처리 과정에서 발생하는 슬러지는 농축, 소화(혐기성 또는 호기성) 및 탈수를 거칩니다. 최종 슬러지 케이크는 현지 규정에 따라 비료로 사용되거나 매립지로 보내질 수 있습니다.

보다 효율적인 영양분 회수 및 시스템 제어를 원하는 시설을 위해 STARK Water는 또한 다음을 제공합니다산업용 RO 시스템 솔루션이는 특히 도시 재사용 프로젝트에서 3차 단계로 통합될 수 있습니다.

스마트 기술과 미래 트렌드

글로벌 도시화가 가속화되고 지속 가능성 목표가 더욱 엄격해짐에 따라 도시 폐수 처리 산업은 스마트 기술과 디지털 솔루션을 통해 상당한 변화를 겪고 있습니다.

1. 자동화 및 원격 모니터링

현대의 처리 공장은 SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition) 시스템과 IoT(사물 인터넷) 센서를 점점 더 많이 채택하여 유량, 수질 매개변수 및 장비 상태를 실시간으로 모니터링합니다. 이러한 시스템은 예측 유지 보수를 가능하게 하고 운영 중단 시간을 줄입니다.

2. AI 기반 프로세스 최적화

이제 인공 지능 및 기계 학습 모델이 적용되어 폭기 제어, 화학 물질 주입 및 에너지 소비를 최적화합니다. 이러한 도구는 처리 비용을 줄이면서 일관된 폐수 품질을 달성하는 데 도움이 됩니다.

3. 에너지 회수 및 순환 경제 통합

차세대 시설은 규정 준수뿐만 아니라 에너지 중립을 목표로 합니다. 바이오가스 생산을 통한 혐기성 소화, 열 회수 및 영양분 재생(예: 스트루바이트로서의 인)과 같은 기술은 순환 경제 모델에 기여합니다.

4. RO 및 Advanced Filtration과의 통합

물 부족에 직면한 지역에서는 처리된 도시 폐수가 산업 냉각, 관개 또는 간접 식수로 재사용됩니다. 에서 제공하는 것과 같은 역삼투 시스템스타크 워터는 이러한 고급 재사용 계획의 중요한 구성 요소로, 초순수 출력을 제공합니다.

5. 모듈식과 컨테이너로 수송된 체계

분산된 요구 사항과 원격 커뮤니티를 해결하기 위해 모듈식 컨테이너형 폐수 처리 시스템이 인기를 얻고 있습니다. 이러한 플러그 앤 플레이 장치는 신속한 배포와 확장 가능한 용량을 제공하여 비상 상황이나 소규모 지방 자치 단체에 이상적입니다.

전반적으로 지능적이고 지속 가능한 도시 폐수 시스템으로의 진화는 21세기 도시 환경 복원력의 초석으로 자리매김하고 있습니다.

STARK 솔루션과 글로벌 성공 사례

스타크워터는 다양한 지리적, 경제적, 환경적 조건의 요구를 충족시킬 수 있는 맞춤형 도시 폐수 처리를 위한 포괄적인 솔루션을 제공합니다. 소형 도시 시스템에서 대규모 도시 공장에 이르기까지 당사의 엔지니어링 팀은 확장 가능한 고효율 수처리 장비를 제공합니다.

우리의 핵심 제품

• 통합 전처리 시스템:스크리닝, 그릿 제거 및 침전 장치를 포함하여 도시 유입 특성에 맞게 설계되었습니다.
• 생물학적 처리 모듈:프로젝트 요구 사항에 따라 MBR(Membrane Bioreactor), SBR(Sequencing Batch Reactor) 및 기존 활성 슬러지 기술을 활용합니다.
• 고급 연마 장치:갖춘역삼투 시스템물 재사용 및 배출 규정 준수를 위한 소독 장치.

글로벌 프로젝트 참조

• 사우디 아라비아 리야드 – 10,000m³/d 시립 RO 재사용 시스템:사막 기후에서 물을 재활용할 수 있는 완전 컨테이너형 공장을 납품하여 담수 의존도를 줄였습니다.
• 쿠알라룸푸르, 말레이시아 – 도시 폐수 업그레이드:노후화된 장비를 고효율 송풍기 및 모듈식 탱크로 교체하여 COD 제거를 40% 개선했습니다.
• 케냐 농촌 이니셔티브 – 이동식 위생 시설:마을 수준의 배치를 위해 최소한의 유지 보수 요구 사항으로 태양열 처리 용기를 공급했습니다.

슈나이더 일렉트릭의 턴키 프로젝트 접근 방식은 설계부터 시운전까지 원활한 통합을 보장하며, 원격 모니터링 기능과 다국어 기술 문서를 통해 지원됩니다.

지방 자치 단체가 새로운 인프라를 계획하든 기존 시스템을 업그레이드하든,STARK Water는 지속 가능한 폐수 솔루션의 전문 파트너로서 준비되어 있습니다.