슬러지 팽창 제어를 위한 염화칼슘의 적용 효과
여러 요인의 변화로 인해 활성 슬러지의 품질이 저하되고, 부피가 커지며, 침전 성능이 저하되고, SVI 값이 지속적으로 상승하여 2차 침전조에서 정상적인 점토 분리가 이루어지지 않게 됩니다. 2차 침전조의 슬러지 수위가 계속 상승하고, 결국 슬러지 손실이 발생하며, 폭기조의 MLSS 농도가 과도하게 감소하여 정상적인 공정 운전 중에 슬러지가 파괴됩니다. 이러한 현상을 슬러지 벌킹이라고 합니다. 슬러지 벌킹은 활성 슬러지 공정 시스템에서 흔히 발생하는 비정상 현상입니다.
활성 슬러지 공정은 현재 폐수 처리에 널리 사용되고 있습니다. 이 방법은 도시 하수, 제지 및 염색 폐수, 요식업 폐수, 화학 폐수 등 다양한 유기 폐수 처리에 우수한 결과를 보여왔습니다. 그러나 활성 슬러지 처리에는 공통적인 문제점이 있는데, 바로 운전 중 슬러지 팽창이 쉽게 발생한다는 것입니다. 슬러지 팽창은 크게 사상균형 슬러지 팽창과 비사상균형 슬러지 팽창으로 나뉘며, 발생 원인은 다양합니다. 슬러지 팽창은 매우 심각한 피해를 초래하며, 일단 발생하면 제어가 어렵고 회복 시간도 오래 걸립니다. 적시에 제어 조치를 취하지 않으면 슬러지 손실이 발생하여 폭기조의 작동에 근본적인 손상을 입히고, 결국 전체 처리 시스템이 붕괴될 수도 있습니다.
염화칼슘을 첨가하면 사상균의 성장을 억제하여 세균 미셀 형성을 촉진하고 슬러지 침전 성능을 향상시킬 수 있습니다. 염화칼슘은 물에 용해된 후 분해되어 염화이온을 생성합니다. 염화이온은 물 속에서 살균 및 소독 효과를 가지므로 사상균을 일부 사멸시키고 사상균으로 인한 슬러지 팽창을 억제할 수 있습니다. 염소 투입을 중단한 후에도 염화이온은 장기간 물 속에 남아 있어 사상균이 단기간에 과도하게 증식하지 않고 미생물이 조밀하고 규칙적인 응집물을 형성할 수 있습니다. 이는 염화칼슘 첨가가 사상균의 성장을 억제하고 슬러지 팽창 문제를 해결하는 데 효과적임을 보여줍니다.
염화칼슘을 첨가하면 슬러지 팽창을 신속하고 효과적으로 제어할 수 있으며, 활성 슬러지의 SVI(고형물 지수)를 빠르게 감소시킬 수 있습니다. 염화칼슘 첨가 후 SVI는 309.5mL/g에서 67.1mL/g으로 감소했습니다. 염화칼슘을 첨가하지 않은 경우에도 운전 모드를 변경하여 활성 슬러지의 SVI를 감소시킬 수 있지만, 감소 속도는 더 느립니다. 염화칼슘 첨가는 COD 제거율에 뚜렷한 영향을 미치지 않으며, 염화칼슘을 첨가했을 때의 COD 제거율은 첨가하지 않았을 때보다 단지 2% 정도 낮을 뿐입니다.