멤브레인 생물반응기는 테크노 분야의 기존 활성 슬러지 공정보다 더 나은 성능을 발휘합니다.

2022년 4월 25일

고등 교육 출판사

환경 목표를 더 잘 달성하기 위해 MBR의 작은 설치 공간과 높은 유출수 품질로 인해 점점 더 많은 수의 폐수 처리장(WWTP)이 기존 활성 슬러지(CAS) 공정에서 막 생물 반응기(MBR) 공정으로 개조되고 있습니다. 그러나 CAS에서 MBR로의 개조는 MBR 응용 분야의 높은 에너지 소비와 막 오염으로 인해 논란의 여지가 있었습니다. CAS의 기술경제성과 MBR의 기술경제성을 비교하여 이 문제를 명확히 하는 것이 중요합니다.

한편, 에너지 소비는 운영 비용의 가장 큰 부분을 차지하며 폐수 처리 공정의 지속 가능한 개발을 제한하는 핵심 요소입니다. MBR은 일반적으로 CAS보다 에너지 소비가 더 높습니다. 반면에 높은 비용은 종종 높은 수익과 관련이 있습니다. MBR은 CAS보다 더 높은 배출수 품질로 인해 더 높은 환경적 이점을 얻습니다. 따라서 MBR과 CAS의 정당한 기술 경제적 평가를 위해서는 경제적 비용과 환경적 이점을 모두 종합적으로 고려해야 합니다. 그러나 이전에 보고된 WWTP의 기술 경제적 평가에는 대부분 CAS와 MBR 공정 간의 체계적인 비교가 부족했으며, 특히 동일한 WWTP에서 둘 사이의 엄격한 쌍 비교가 부족했습니다.

이제 중국과학원대학교 연구그룹은 비용 편익 분석과 데이터 포괄 분석을 통해 CAS에서 MBR로 개조된 20개의 전면적인 WWTP의 기술 경제적 특성을 연구했습니다. 결과는 Frontiers of Environmental Science & Engineering에 게재되었습니다.

그들은 CAS에서 MBR로 개조한 후, 에너지 소비량이 0.40에서 0.57kWh/m3으로 증가하면서 배출수 질이 크게 개선되었지만 운영 비용의 변화는 그리 크지 않은 것으로 나타났습니다. 개조 후 평균 한계 환경 편익이 눈에 띄게 증가하여 평균 순이익도 증가했는데, 이는 개조의 기술 경제적 타당성을 나타냅니다. 개조 후 상대적 비용 효율성은 0.70에서 0.73(이론적 최대값은 1)으로 증가한 반면, 상대적 에너지 효율성은 크게 변하지 않았습니다. 한편, 기술경제는 채택된 배출수 기준과 밀접한 관련이 있습니다. MBR은 더 엄격한 배출 기준을 고려할 때 CAS보다 수익성이 더 높습니다.

따라서 연구자들이 고려한 것처럼 MBR은 엄격한 배출 기준 및 오염 물질에 민감한 목적지의 경우 CAS보다 더 나은 성능을 발휘하며 MBR의 에너지 소비를 더욱 줄일 여지가 여전히 많습니다.

추가 정보: Tingwei Gao 외, 기존 활성 슬러지 공정에서 막 생물반응기 공정으로 개조된 폐수 처리장의 기술 경제적 특성, Frontiers of Environmental Science & Engineering(2021). DOI: 10.1007/s11783-021-1483-6