활성 슬러지 분리에 적합한 데칸터 원심분리기를 선택하는 방법

I. 핵심 선정 기준

1. 슬러지 처리 용량(건량 기준)

주요 지표: 일일 건슬러지 처리 용량(톤/일)을 기준으로 실제 처리 용량을 슬러지 수분 함량과 결합하여 변환합니다.

예: 수분 함량이 97%인 슬러지의 경우, 습식 슬러지 100톤은 건조 슬러지 3톤(건조 기준)에 해당합니다.

2. 슬러지 특성 분석

수분 함량: 초기 수분 함량이 높을수록(예: 99%) 분리 효율이 높은 모델(예: 높은 회전 속도 및 큰 길이-직경 비율)을 선택해야 합니다.

입자 크기 및 점도:

미세 입자(활성 슬러지 미생물 응집물 등)는 더 높은 원심력(회전 속도 ≥3000rpm)이 필요합니다.

고점도 슬러지(소화 슬러지 등)는 조절 공정(석회 첨가 등)과 막힘 방지 설계가 적용된 장비를 선택해야 합니다.

유기물 함량(VSS/SS):

VSS/SS ≥0.7일 경우 슬러지는 부패하기 쉽고 탈수하기 어려워서 원심력을 강화하거나 체류시간을 연장해야 합니다(차동속도 ≤10rpm).

II. 핵심 장비 매개변수 선택

1. 드럼 및 스크류 디자인

길이-직경 비율(L/D):

3.5~4.5가 권장됩니다. 길이-직경 비율이 클수록 침전 면적이 넓어져 활성 슬러지와 같은 미립자 슬러지에 적합합니다.

드럼 회전 속도 및 원심력:

활성 슬러지 분리에는 2,000~5,000g(회전 속도 2,500~4,000rpm에 해당)의 원심력이 필요합니다. 회전 속도가 높을수록 슬러지 케이크의 수분 함량은 낮아지지만, 에너지 소비량과 장비 마모를 제어해야 합니다.

차동 속도 조정 범위:

5~30rpm의 차동 속도가 권장되며, 다양한 슬러지 특성(고점도 슬러지의 경우 낮은 차동 속도)에 적응할 수 있는 주파수 변환 조정 기능이 있어야 합니다.

2. 재료 및 부식 방지 설계

접촉 부품의 재료:

일반 활성 슬러지: 304 스테인리스 스틸;

산성 슬러지(pH <5) 또는 부식성 물질 함유: 316L 스테인리스 스틸 또는 듀플렉스 스틸(예: 2205)

심각한 마모가 있는 시나리오(모래가 포함된 슬러지 등): 스크류 푸셔 표면에 텅스텐 카바이드 코팅을 적용합니다.

3. 자동화 및 제어 기능

필요한 기능:

주파수 변환 속도 조절(회전 속도 및 차동 속도의 실시간 조정)

고장 조기 경고(진동, 온도, 토크 모니터링)

응집제 투여 시스템과 연동 제어(예: 공급 유량에 따라 화학물질 투여량을 자동으로 조절)

III. 프로세스 매칭 및 보조 시스템

1. 전처리 공정 적응

응집제 투여 시스템:

원심분리기 처리 용량에 맞춰야 합니다. 예를 들어, 하루 10톤의 건슬러지를 처리하는 경우, PAM 투여량은 건슬러지 1톤당 5kg으로 계산되며, 농도 0.1~0.3%의 용해조와 정량 펌프를 설치해야 합니다.

컨디셔닝 장비:

소화 슬러지는 석회 주입 시스템(주입량 5~10%)과 일치해야 하며, 원심분리기가 알칼리 저항 설계(pH ≤12)를 갖추고 있는지 확인해야 합니다.

2. 치료 후 요구 사항

슬러지 케이크의 목표 수분 함량:

60% 이하로 낮춰야 하는 경우에는 회전수가 높고(≥3500rpm) 액체링 두께가 얇고(≤30mm) 모델을 선택해야 합니다.

혐기성 소화에 사용하는 경우 수분 함량은 75%면 충분하며, 회전 속도를 낮추어 에너지를 절감할 수 있습니다.

분리된 액체의 재사용:

분리된 액체를 폐수처리 시스템으로 재순환시켜야 하는 경우 분리정밀도가 높은(SS ≤500mg/L) 장비를 선택해야 합니다.

IV. 경제적 및 현장 고려 사항

1. 에너지 소비 및 운영 비용

전력 계산:

드럼 직경 450mm 모델: 전력은 약 30~45kW이고, 1톤의 건슬러지를 처리하는 데 필요한 에너지 소비량은 약 8~12kWh입니다.

기존 벨트 필터 프레스와 비교했을 때, 데캔터 원심분리기는 에너지 소비량이 10~15% 더 높지만 화학 물질 비용은 20~30% 더 낮습니다.

사이트 요구 사항:

LW520 원심분리기 1대의 면적은 약 4~6㎡이며, 보조 시설(화학실, 제어 캐비닛)을 설치하면 추가로 5~8㎡가 필요하므로, 설치 공간이 좁은 경우에 적합합니다.

2. 공급업체 및 서비스

선호하는 선택 사항:

폐수처리 산업 분야에서 사례를 보유한 브랜드(독일 Flottweg, 스웨덴 Alfa Laval, 국내 Haishen Electromechanical 등)

장비 디버깅, 작업자 교육, 정기 유지 관리 서비스(마모된 부품의 교체 주기에 대한 제안 등)를 제공합니다.

V. 선택 사례 참조

시나리오: 시립 폐수 처리 시설(처리 용량 50,000톤/일, 과잉 슬러지 수분 함량 97%)

건식 처리 용량 계산:

습성 슬러지 양: 50,000톤/일 × 3%(건량기준비율) = 습성 슬러지 1,500톤/일, 건량 슬러지 45톤/일.

장비 선택:

LW520 데칸터 원심분리기 2세트를 선택하세요(단일 유닛 처리 용량 25~30톤/일, 드럼 직경 520mm, 회전 속도 3200rpm, 길이-직경 비율 4.0).

재질은 316L 스테인리스 스틸이며, 자동 PAM 투여 시스템을 갖추고 있습니다(투여량은 건조 슬러지 1톤당 5kg).

기대되는 효과:

슬러지 케이크 수분 함량 70%~75%, 분리된 액상 SS ≤300mg/L, 단일 장치의 에너지 소비량은 약 40kWh/시간이며 벨트 필터 프레스와 비교하여 운영 비용이 15% 절감됩니다.

VI. 선택 실수 방지

❌ 습식 슬러지 양만을 기준으로 선택: 장비 과부하(예: 수분 함량 97% 슬러지 100톤/일을 건식 처리 용량으로 잘못 계산)를 방지하기 위해 건식 처리 용량을 핵심으로 해야 합니다.

❌ 슬러지 변화 무시: 폐수 처리 시설이 향후 산업 폐수를 수용할 가능성이 있는 경우 장비 매개변수 조정(예: 회전 속도 조정 범위 ≥2000~4000rpm)을 위한 공간을 확보하세요.

❌ 애프터 서비스 유지 관리를 소홀히 함. 공급업체에 취약한 부품(예: 나사 푸셔 및 씰)에 대한 교체 주기 및 비용을 요구하지 않아 이후 운영 및 유지 관리 비용이 급증합니다.

위의 차원에 대한 포괄적인 평가를 통해 선택된 데칸터 원심분리기가 활성 슬러지 분리에 있어 효율성, 비용 및 안정성의 최적의 균형을 달성한다는 것을 확인할 수 있습니다.

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