생물학적 처리
포기 미생물들은 최적의 미생물분해 상태를 유지하기 위해 용존 산소의 수준이 변화하는 것을 요구한다. 많은 시설들은 미세한 공기방울 확산기를 산소 전달 효율을 높이기 위해서 사용한다. 미세한 공기방울 확산기들은 확산기 판의 grid 형태 또는 포기탱크 바닥의 돔 형태로 설계될 수 있다. 다른 시설들은 coarse bubble 확산기로 알려져 있는 더 큰 공기방울들을 생산하기 위한 시스템을 사용한다. 더 많은 공기의 부피는 coarse bubble 확산기에 요구된다. 왜냐하면, 시스템은 공기 부피에 비해 공기방울 표면적의 값이 작을 때 효율이 떨어지기 때문이다.
HPO(높은 순도의 산소)활성 슬러지 시스템은 확산된 공기 시스템으로써 같은 원리하에 작동된다. HPO의 중요한 장점은 산소를 공급하기 위해 요구되는 에너지의 감소와 필요한 부지면적의 감소, VOC 배출 감소, 향상된 biokinetics이다. 산소는 저온 증류 또는 극저온을 이용하여 부지상에서 발생시킬 수 있다. 포기 탱크는 덮혀져 있고, HPO는 액체와 탱크 덮개 사이의 headspace로 투입된다. 공정의 길이에 따라 혼합기는 HPO를 액체 흐름으로 유입하기 위해 사용된다. 왜냐하면 질소는 feed stream에서 제거되며, 요구되는 공기 부피는 크게 감소한다. 통풍 비율은 열린 확산 공기 공정보다 더욱 낮다.
기계적인 포기 공정은 주위의 공기로부터 혼합 liquor으로 산소를 전달하기 위해 액체의 기계적인 혼합을 사용한다. 이 공정은 일반적으로 터빈, 브러쉬, 포기조를 걸쳐 설치된 blades의 사용과 관련되어 있다.
생물학적 처리 공정의 배출 메커니즘은 표면 증발과 하수로부터 포기에 사용된 공기방울로의 VOCs의 전달을 포함하고 있다. 또한, VOCs는 기계적인 포기와 웨어 drop과 관련된 배출로부터 발생한 에어로졸 입자들 때문에 배출될 수 있다. 다른 메커니즘은 VOCs와 경쟁하며, 배출을 상당히 감소시킬 수 있다. 이러한 경쟁적인 메커니즘은 생물학적인 분해와 고형물 흡착을 포함하고 있다. 분해성이 높은 휘발성 유기화합물질은 그렇지 않은 물질들과 비교하여 더 낮은 대기배출비율을 갖고 있다. 활성슬러지 시스템의 배출에 영향을 주는 핵심 인자들은 다음과 같다.
기체/액체 비율: 확산 공기 시스템의 경우 하수로의 공기 유입이 높을수록 배출은 크게 증가할 것이다. HPO는 낮은 기체/액체 비율을 가지고 있으므로, HPO 시스템으로부터의 배출은 더욱 낮다. 미세한 공기방울들은 큰 공기방울에 비해 큰 표면적을 제공한다. 이것은 하수로부터 공기방울 입자로의 VOCs의 물질전달비율을 높게 만든다. 그러나 이렇게 높은 물질 전달 효율은 더 좋은 산소 전달 효율을 가져오고 공기 요구량도 적어지게 한다. 미세 입자 포기에 요구되는 더 낮은 기체/액체 비율은 증가된 VOC 물질 전달을 능가한다.
생물학적분해 비율: VOC 생물학적분해가 높을수록, 배출은 더 낮아진다. 쉽게 분해될 수 있는 화합물들은 상당한 양으로 배출될 수 있는 기회를 갖기 전에 이미 분해된다. 아세톤, 메탄올과 같은 분해성이 높은 화합물들은 빨리 분해되는데, 하수가 조의 처음 부분에서 미생물에 처음으로 노출되었을 때 분해되는 것이다. 이러한 화합물들의 배출은 상대적으로 조의 처음부분에서 낮고, 하류 부분에서는 무시할만한 수준이다.
포기 특성: 기계적인 포기 시스템의 경우, 순환적인 특성, 크기, 포기의 힘이 배출에 영향을 줄 것이다.
흡착: 고체에 흡착하는 화합물들은 2차 침전지에서 제거될 수 있다. 그러나 그 이후의 미생물분해 또는 탈착은 슬러지 processing에서 발생할 수 있다. 왜냐하면, VOCs의 흡착은 최소한 부분적으로 가역적으로 나타날 수 있다.
기타 인자들: 배출에 영향을 주는 다른 인자들은 체류시간, 조 표면적, 확산기 유형, 다른 설계 기준들이다.
