ROBOX 스크류로 MBBR 시스템의 관리를 개선하고 에너지 소비를 줄입니다

폐수 처리는 개별 제지 공장에 맞게 솔루션을 맞춤 제작해야 하는 맞춤형 작업입니다. 물론 제한된 공간과 지표수로 안전하게 배출해야 하는 과제를 해결하려면 혁신적인 생물학적 기술과 스크류 컴프레서를 결합한 플랜트 설계가 해답입니다.

제지 공장의 폐수 처리는 여러 가지 방법으로 최적화할 수 있지만, 공장 구성에 따라 한계가 있는 기존 시스템 설정을 조정해야 하는 경우 작업이 복잡해지는 것은 당연한 일입니다. 하지만 언제든지 할 수 있습니다. 비결은 사이트의 특정 기능에 가장 적합한 기술 솔루션을 찾는 데 있습니다. 제지 업계의 선도적인 골판지 제조업체 중 하나인 토스코페이퍼의 루카 공장에서 일어난 일입니다. 로부치는 엔지니어링 측면을 담당한 Italprogetti와 협력하여 폐수 처리 기술을 공급하고 효율성, 신뢰성 및 손쉬운 유지보수 측면에서 실제 시스템 요구 사항에 가장 적합한 솔루션을 제공하기 위해 노력했습니다.

바이오필름 기술

이 작업은 제지 공장의 개발 요구 사항을 더 이상 충족하지 못하는 기존 시스템에 개입하는 것이었습니다. 이 솔루션은 Italprogetti(www. italprogetti. it)에서 개발했으며, 지금까지 도시 폐수 처리 분야에서만 적용했던 기술을 이 경우에는 특정 플랜트 특성에 맞게 적용하기로 결정했습니다. 이동층 바이오필름 반응기(MBBR)에 대해 이야기하고 있습니다. "이탈프로게티의 폐수 처리 부문 책임자인 다니엘 바치는 "이러한 생물학적 처리 방식을 사용하면 물 속의 유기물을 분해하여 물을 정화할 수 있는 박테리아 군집이 물속에서 자유롭게 움직이지 않고 '캐리어'라고 하는 특수 플라스틱 지지대에 붙어 있습니다."라고 설명합니다. 이들은 압축 공기를 주입하여 치료에 필요한 산소를 시스템에 공급하는 역할을 하는 폭기 공정의 교반 작용 덕분에 반응기 내부에서 계속 움직입니다. 생물학적 반응기에 설치된 특수 그릴은 처리된 물과 함께 운반체가 나오는 것을 방지합니다. 이렇게 하면 운반체에서 자연적으로 분리되어 생물학적 시스템에 의해 제거되는 초과분을 제외하고는 바이오매스 손실의 위험을 피할 수 있습니다.

조직 WWT 플랜트를 위한 MBR 기술

반면 티슈 공장의 경우 물의 종류와 양, 염분의 정도에 따라 골판지 생산에서 발생하는 문제와는 다른 문제가 발생합니다. 이 경우 이탈프로게티는 MBR(멤브레인 바이오 리액터) 기술을 사용합니다. 다니엘 바치는 "현장의 중요한 기업에서 이 방법을 테스트하고 있으며 좋은 결과를 얻고 있습니다."라고 말합니다.

"이 기술을 사용하면 기존의 생물학적 반응기를 사용하여 바이오매스를 부유시키지만 최종 침전조 대신 처리된 물과 활성화된 슬러지를 분리하는 반투과성 초여과막을 사용합니다." 이는 활성 슬러지 농도가 거의 3배 증가했을 뿐만 아니라 부피와 초여과된 최종 수량이 감소했음을 의미합니다. "실제로 MBR 기술은 생물학적 처리와 함께 물을 직접 재활용할 수 있는 매우 효율적인 최종 필터링을 보장하기 때문에 생물학적 시스템이자 3차 시스템입니다."이 시스템은 더 큰 사이클 폐쇄의 경우에도 이상적입니다. 실제로 COD 매개 변수와 염분이 적절하게 처리되고 감소합니다. "첫 번째는 생산 사이클에서 COD 수준을 높이지 않고 물을 재활용하여 관리하는 반면, 염분 (일반적으로 기계 사이클 중에 증가하여 사이클을 닫는)에 영향을주지 않고 폐쇄를 더욱 높이는 목표는 MBR 시스템을 적용한 후 역삼투압을 적용하여 달성하여 두 매개 변수가 매우 낮은 경우에도 물을 재활용 할 수 있습니다."

"제지 공장의 요구 사항을 충족하는 생물학적 솔루션으로 기존 수질 전처리 공정을 리뉴얼하여 효율적인 새 시스템을 구축했습니다."라고 이탈프로게티의 폐수 처리 부문 책임자인 다니엘 바치는 말합니다.

"특히 제지 산업에서 침전기를 사용하여 활성화된 슬러지를 사용하는 기존 공정에서는 슬러지 플록이 특히 가볍고 잘 가라앉지 않기 때문에 이는 매우 중요한 측면입니다. 처리된 물과 함께 바이오매스를 끌어당길 위험은 상당합니다. "이러한 조건에서 MBR 기술을 사용하면 (가동 문제, 투여 오류 등의 경우에도) 탱크 내 박테리아의 지속성을 보장하여 시스템을 복구하고 단시간에 최적의 조건을 복원하며 기존 기술에 비해 문제의 부피를 2~3배 줄일 수 있습니다."라고 말합니다.

이뿐만이 아닙니다. 폐수의 유형은 또한 높은 유입구 COD, 생분해성이 낮은 유기 물질의 높은 비율, 높은 칼슘 농도 등 몇 가지 특징적인 측면을 보여주었습니다. "이러한 요구는 MBBR 시스템뿐만 아니라 상당한 저분해성 분획이 배출구 COD 결과를 무효화하고 칼슘이 운반체에 떨어져 효과를 제한하는 것을 방지하기 위한 다른 기술 솔루션의 채택을 요구했습니다." 이 문제를 해결하기 위해 직렬로 설치된 세 대의 MBBR 반응기 중 마지막 한 대를 활성 슬러지 재활용에 투입했습니다. "이는 생분해성분이 낮은 COD를 제어할 수 있다는 것을 의미하며, 원자로의 pH를 주의 깊게 모니터링하고 pH가 떨어지는 것을 방지하는 제품을 투여하여 칼슘 수치를 관리할 수 있었습니다."

그 결과 하루 1,000mᶟ의 용량을 처리할 수 있는 시스템으로, 유입구의 COD는 약 4,500mg/l, 배출구는 80-100mg/l로 지표수 배출 허가 제한치(160mg/l)를 훨씬 밑도는 수치를 기록했습니다.

스크류 컴프레서의 선택

이탈프로제티 솔루션은 또한 토스코페이퍼의 또 다른 특정 요구 사항을 충족합니다. 일반적으로 부피를 줄이는 기술을 선택해야 하는 것 외에도, 이 개입의 특별한 특징 중 하나는 사용 가능한 공간이 매우 제한적이라는 점입니다. 바치는 "그래서 8미터가 넘는 매우 높은 원자로를 갖춘 솔루션이 필요했는데, 로브 블로어와 같은 기존 기술로는 에너지 낭비가 심했을 것"이라고 설명합니다. 결국, 우리는 효율이 향상된 덕분에 전력 수준을 낮추고 시스템 운영 비용과 관련하여 큰 이점을 얻을 수 있었던 Robuschi ROBOX SCREW 저압 범위의 WS 85/3P 컴프레서 유닛 두 대를 선택했습니다. 두 개의 컴프레서 유닛은 각각 880mbar의 압력 레벨로 작동하며 최대 작동 지점에서 1,994Nm3/h의 용량을 제공합니다." 로부스키 컴프레서는 오일을 사용하지 않아 더욱 친환경적인 작동을 보장하며(ISO 8573-1에 따른 인증 클래스 0), 고효율 내부 압축, 소음기 및 단순하고 견고한 형태의 최신 소음 인클로저 덕분에 소음 배출이 최소화되어 정비가 용이합니다.

이 플랜트 엔지니어링이 기존 시스템을 최신 상태로 유지하는 데 이상적인 이유 중 하나는 시스템 관리를 개선 및 간소화하고 에너지 소비를 줄일 수 있다는 점이며, 이는 바키가 직접 강조한 목표이기도 합니다. "이를 위해 로부스키와 협력하여 컴프레서 모니터링을 구현했습니다. 이 회사는 초기 설정을 수정하여 압축기 풀리와 벨트에 개입하여 수명과 유지보수, 무엇보다도 에너지 소비를 최적화할 수 있었습니다." 엔지니어는 로부스키 컴프레서는 기존의 로브 블로어가 아닌 스크류 솔루션으로 "지속적인 공기 흐름을 보장한다"고 설명합니다. 또한 탱크 내 용존 산소 농도에 따라 송풍기 속도를 조절하는 인버터가 있어 꼭 필요한 양의 공기만 분사하고 용존 산소를 최적의 수준으로 유지하면서 동시에 에너지 소비를 줄입니다. 또한 스크류 컴프레서는 로브 솔루션보다 더 높은 공급 압력 값을 허용하므로 수직으로 개발된 시스템에 가장 적합하며 용량 피크에 쉽게 대응할 수 있도록 조절할 수 있습니다. 하지만 가장 흥미로운 점은 특히 상당한 높이에서 작업 조건에 따라 기존 솔루션에 비해 에너지 낭비가 약 15~20% 감소한다는 점입니다." 시스템에 대한 투자에 대한 빠른 경제적 수익을 보장하는 데 도움이 되는 주목할 만한 이점입니다.

제지 부문의 기회

토스코페이퍼가 채택한 혁신적인 폐수 처리 시스템은 2013년부터 성공적으로 운영되고 있으며, 지속적인 지원 서비스를 통해 공급업체와의 협업을 이어가고 있습니다. 15일마다 시스템 점검을 실시하여 주요 기능을 측정하고, 운영자가 직접 공장을 방문하여 모든 매개변수가 충족되는지 직접 확인합니다. 하지만 원격 모니터링 시스템도 있습니다.