에너지 효율을 향상시키고 처리장의 탄소 배출량을 줄이기 위해 폐수 처리 장비에서 어떤 발전이 이루어졌습니까?

발전 폐수 처리 장비 에너지 효율을 크게 향상시키고 처리장의 탄소 배출량을 줄였습니다. 이러한 혁신은 프로세스 최적화, 재생 가능 에너지원 사용, 보다 지속 가능한 기술 통합에 중점을 두고 있습니다. 다음은 몇 가지 주요 개선 사항입니다.

1. 에너지 회수 시스템
바이오가스 생산 및 활용: 현재 많은 현대 폐수 처리장은 슬러지의 유기물을 분해하는 혐기성 소화 공정을 통합하여 부산물로 바이오가스(메탄)를 생성합니다. 이 바이오가스는 처리장 자체에 전력을 공급하는 데 사용될 수 있어 에너지 소비와 외부 전력원에 대한 의존도를 크게 줄일 수 있습니다. 일부 발전소는 바이오가스를 사용하여 전기나 열을 생산함으로써 운영 비용을 상쇄하는 데 도움이 되는 재생 에너지원을 제공합니다.
EfW(Energy-From-Waste) 기술: 일부 공장에서는 폐기물 고형물(슬러지)을 열분해 또는 가스화와 같은 열처리 시스템에서 처리하여 폐기물을 에너지로 전환합니다. 이러한 기술은 에너지 회수에 도움이 될 뿐만 아니라 처리해야 하는 폐기물의 양을 줄여줍니다.

2. 막생물반응기(MBR) 기술
공간 및 에너지 효율성 향상: MBR 시스템은 생물학적 처리와 막 여과를 하나의 장치에 결합하여 보다 효율적인 공간 활용과 향상된 처리 성능을 제공합니다. 이 기술은 2차 정화기의 필요성을 줄이고 화학 물질 투입량이 적고 물리적 인프라가 더 작기 때문에 에너지 사용량을 줄일 수 있습니다.
향상된 슬러지 품질: MBR은 기존 시스템에 비해 슬러지를 적게 생성하여 슬러지 처리에 필요한 에너지 집약적 필요성을 줄이고 공장의 환경 영향을 더욱 줄입니다.

3. 폭기 시스템 혁신
미세 기포 확산기: 미세 기포 통풍기는 더 작은 기포를 생성하여 산소 전달을 위한 더 큰 표면적을 갖습니다. 이는 보다 효율적인 통기로 이어지며 이는 생물학적 처리 공정에 매우 중요합니다. 폭기를 최적화함으로써 공장은 폐수 처리에서 가장 에너지 집약적인 단계 중 하나인 에너지 소비를 줄일 수 있습니다.
자동 제어 시스템: 이제 고급 폭기 시스템에는 실시간 필요에 따라 산소 수준을 모니터링하고 조정하는 센서와 자동 제어 메커니즘이 포함됩니다. 이를 통해 폐수 품질과 흐름의 변화에 ​​역동적이고 에너지 효율적으로 대응할 수 있어 에너지 낭비가 최소화됩니다.

4. 막 여과 발전
정삼투(FO): 정삼투는 자연적인 삼투압 차이를 사용하여 물을 여과하는 새로운 여과 기술로, 전통적으로 정수에 사용되는 역삼투 시스템보다 에너지가 덜 필요합니다. 이 방법은 아직 개발 중이지만 수처리 공정의 에너지 효율성을 향상시킬 수 있는 가능성이 있습니다.
저에너지 역삼투: 최신 저에너지 역삼투 멤브레인은 더 낮은 압력에서 작동하도록 설계되어 여과에 필요한 에너지 양을 줄입니다. 이러한 멤브레인은 담수화 플랜트에 자주 사용되지만 폐수 처리 분야에서도 적용 사례가 늘어나고 있습니다.

5. UV 및 오존 기반 소독
UV 광 효율성: 자외선(UV) 소독은 염소 기반 방법의 인기 있는 대안이 되었습니다. 저압 수은 증기 램프 및 LED와 같은 UV 램프 기술의 새로운 발전으로 에너지 소비를 줄이면서 UV 소독 효율성이 향상되었습니다. 이러한 시스템은 화학 물질을 사용하지 않고 폐수를 소독하는 보다 에너지 효율적인 방법을 제공합니다.
오존 발생 개선: 오존 처리는 소독을 위한 또 다른 고급 방법이며, 새로운 오존 발생기는 훨씬 더 효율적으로 작동하도록 설계되었습니다. 이러한 발생기는 더 적은 에너지로 오존을 생성할 수 있어 소독 과정의 지속 가능성을 높여줍니다.

6. 스마트 자동화 및 AI 기반 최적화
AI 및 기계 학습: 인공 지능(AI)과 기계 학습은 공장 운영을 최적화하기 위해 폐수 처리에 점점 더 많이 사용되고 있습니다. 이러한 기술은 센서 및 실시간 모니터링 시스템의 방대한 양의 데이터를 분석하여 폭기, 화학 물질 투여, 슬러지 관리와 같은 매개변수를 조정하여 처리 프로세스가 최대한 에너지 효율적이도록 보장합니다.
예측 유지 관리: 고급 예측 유지 관리 알고리즘은 잠재적인 장비 오류가 발생하기 전에 이를 감지하여 가동 중지 시간을 줄이고 기계 오작동으로 인한 에너지 비효율성을 방지할 수 있습니다. 이는 장비의 수명을 연장하고 교체 부품의 필요성을 줄여 공장의 전체 탄소 배출량을 줄이는 데 도움이 됩니다.

7. 친환경 인프라와 자연 기반 솔루션
인공 습지: 일부 폐수 처리 분야에서 인공 습지는 전통적인 처리 방법의 대안으로 사용됩니다. 이 시스템은 천연 식물 뿌리와 미생물을 사용하여 폐수를 여과하고 처리합니다. 에너지 투입이 거의 필요하지 않고, 온실가스 배출을 줄이며, 폐수 처리에 대한 보다 지속 가능한 솔루션을 제공합니다.
살아있는 기계: 이러한 시스템은 폐수를 정화하기 위한 자연적 과정(예: 식물 정화)을 통합하여 소규모 지역사회나 틈새 응용 분야를 위한 에너지 효율적이고 환경 친화적인 대안이 됩니다.

8. 고급 슬러지 처리
열 가수분해: 이 공정은 열과 압력을 사용하여 슬러지의 유기 물질을 분해하여 처리를 더 쉽게 만들고 부피를 줄입니다. 또한 혐기성 소화 중 바이오가스 생산을 개선하여 에너지 회수율을 높입니다.
슬러지 건조 혁신: 태양열 건조 베드 또는 저온 건조 공정과 같은 슬러지 건조의 새로운 기술은 슬러지 처리 및 폐기에 필요한 에너지를 줄입니다. 고온 소각의 필요성을 줄임으로써 이러한 방법은 에너지 소비와 탄소 배출을 줄입니다.

9. 물 재활용 및 재사용
물 회수 시스템: 일부 현대식 플랜트는 관개, 냉각 시스템 또는 산업 공정과 같은 음용이 아닌 목적으로 처리된 물을 회수하고 재사용하도록 설계되었습니다. 이는 담수 수요를 줄여 지역 물 공급에 대한 부담을 완화하고 수처리 시설이 환경에 미치는 영향을 줄입니다.
10. 탄소 배출량 감소 전략
재생 에너지 통합: 많은 폐수 처리장은 태양광 패널이나 풍력 터빈과 같은 재생 에너지원을 통합하여 운영에 전력을 공급하고 있습니다. 이러한 통합은 공장의 탄소 배출량을 낮추는 데 도움이 되며 업계 내에서 지속 가능한 에너지 관행을 촉진합니다.