SBR 공법

SBR 공법이란

SBR 공법은 우리나라 말로 연속회분식반응조라고 합니다. SBR 공법은 일반적인 BNR 이나 MBR과 같이 연속적으로 공정을 통과하면서 물이 처리되는 것이 아닌 하나의 조 안에서 여러가지 조건을 변경하여 운전하는 것을 말합니다. 주요 단계로는 유입 - 반응 - 침전 - 배출 - 휴지 순서로 진행되며 각 처리장의 환경에 맞게 조절되어 사용합니다.

간단한 처리과정으로는 원수와 미생물의 혼합으로 유입 됩니다. 호기 조건으로 질산화 및 미생물의 인 과잉 섭취로 인을 제거하고 침전 타임에 슬러지를 침절시켜 고액분리 된 상등수를 배출해줍니다. 후단에 여과설비나 UV 소독기를 설치하는 경우가 많으며 일반적으로 소규모, 중규모 처리장에서 많이 사용하는 공법입니다. 운전 시간은 일반적으로 유입 30~100분, 반응시간 180 ~ 300분, 침전은 30~100분, 배출 역시 30~100분 정도 조절합니다. 대략적인 시간일 뿐 운전 시간은 운영중인 환경에 따라 좌우되므로 참고사항으로만 알고 계시면 될 것 같습니다.

SBR 공법의 장점

1.공법의 유연성이 좋다.
SBR 공법 최고의 장점은 유연성이 높다는 것입니다.부하가 들어오더라도 사이클을 조절하여 길게 반응시킬수도 있고  계절이 변하면서 온도가 변동되더라도 유연하게 대처할 수 있습니다.  예를 들면 공정 조건의 타임을 조절하여 탈질이 잘 안되면 무산소 시간을 늘리거나 질산화가 안되면 호기조 시간을 늘려 대처할 수 있습니다.

2. 공간효율을 좋다.
한 조에서 처리가 이루어지기 때문에 공간효율이 매우 좋은 편입니다. SBR 공법은 여러 조를 사용하여 처리하는 전통적인 연속 흐름 시스템에 비해 적은 공간을 요구합니다. 또한 증설이 필요한 경우 조 하나만 추가하여 높은 효율로 처리가 가능합니다. 그리고 복잡한 유입 유출 구조가 아니기 때문에 예비 처리 장치가 불필요하거나 간소화 될 수 있어 전체적인 시설 규모가 줄어듭니다.

3. 운영비가 적게 든다.
단일 반응조에서 모든것을 처리하기 때문에 다중 시스템을 관리하는 것 보다 운영비 및 유지관리비가 적게 소요됩니다. 앞서 이야기한 대로 추가 증설이 필요한 경우에 들어가는 비용도 일반적인 연속흐름반응시스템에 비해 적게 듭니다. 수도권의 경우 토지비용이 많이 들어가기 때문에 넓은 부지를 사용하기가 힘든데 SBR의 경우 적은 부지를 소요하므로 토지비용이 감소합니다. 또한 대부분 자동화되어 있습니다. DO, pH, MLSS농도 등 현장 계측기를 통해 모니터링 하고 운전시간을 관리자가 원하는대로 조절하여 운전할 수 있습니다.

4. 처리효율이 좋다.
SBR은 각 반응 주기 동안 특정한 운영조건을 최적화하여 특정 물질에 대한 제거 효율을 높일 수 있습니다.  SBR의 경우 필요에 따라 높은 MLSS 농도를 유지하여 물과 미생물의 접촉시간을 늘릴 수 있고 교반속도, 송풍량 등을 실시간 모니터링으로 조절할 수 있습니다. 각 공정 단계가 분리되어 수행되므로 상호 간섭이 최소화 되고 결과로 더 높은 처리효율을 낼 수 있습니다. 또한 공정의 각 단계를 정밀하게 제어하여 에너지 소비를 최소화 하면서 오염물질 제거 효율을 높일 수 있습니다.

SBR공법의 단점

1. 유입량이 많거나 변동이 심한경우 처리가 어렵다.
연속흐름시스템이 아니기 때문에 유입량 변동이 심한경우 부하를 받을 수 있습니다. 또한 유량조정조 등을 설치하여 반응이 이루어지는 동안 들어오는 유입수를 받아놓을 조가 필요합니다. 이는 일평균 유입량 변동이 심하지 않은 경우에는 문제가 되지 않지만 합류식이나 불완전한 분류식의 경우 우천시 등에 의해 유입량이 갑자기 많아지고 공정에 부하로 작용할 수 있습니다.

2. 대기시간이 발생한다.
반응이 한개의 조에서 순차적으로 진행되므로 다음 사이클이 시작 되기 전까지 휴지 시간이 필요할 수 있으며 전체 시스템으로 보았을 때 처리 과정의 시간 효율성을 떨어뜨릴 수 있습니다.

3. 충격 부하에 대한 민감성
처리구역의 환경변화로 인해 시간을 두고 유입성상이 변경되는 경우 공정 조건을 변경하여 유연하게 대처할 수 있지만 갑작스러운 충격부하가 발생하는 경우 즉각적인 대응이 어려울 수 있습니다. 반응조가 한 공정을 완료한 후 다음공정으로 넘어가기 때문에 일정시간이 지연될 수 밖에 없고 이 문제는 빠른 대응을 어렵게 만들고 부하 조절에 시간이 걸릴 수 있습니다. 정해진 순서와 시간에 따라 운영되는  SBR은 충격부하에 대해 시스템이 빠르게 적응하는데 어려움을 주는 요소가 되기도 합니다.

4. 초기비용이 많이 들어간다.
SBR 공법은 운영비용은 적게 들어갈 수 있으나 초기비용이 많이 들어갈 수 있습니다. 앞서 이야기한대로 자동화가 많이 되어있기 때문에 이를 제어하는 시스템과 DO, pH, ORP, MLSS 현장 계측기 등이 많이 필요하고 각 공정을 정밀하게 제어하기 위한 실시간 공정 모니터링을 제어하는데 필요한 PLC,  대규모나 복잡한 처리시스템에 사용되는 DCS 와 같은 컴퓨터 기반의 제어 시스템이 설치 되야 하며 운영데이터를 기록하고 분석할 수 있는 소프트웨어 등이 필요합니다.

마무리

오늘은 SBR 공법에 대해 알아보았습니다. 제가 다녀본 SBR 공법을 운영중인 처리장은 대부분 만톤 이하의 처리장에서 많이 사용되고 있으며 소규모 처리장에서 사용하는 경우가 대부분이었습니다.  본 처리장으로 이용되는 경우 잘 운영되고 있었지만 소규모 처리장의 경우에는 대부분 계측 시스템이 잘 되지 않는 곳이 많이 있었습니다. SBR같은 경우 이런 계측기 관리가 매우 중요하기 때문에 신경써주어야 함에도 불구하고 대부분 인력 부족 문제가 해소되지 않아 힘든 운영을 하는 곳이 많았습니다. 환경직에서 일하는 사람으로써 환경업종에 종사하시는 근로자들의 처우가 하루 빨리 나아지길 바랍니다.