폐수처리공정

소개글

폐수처리공정에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 물리적 처리
1) 스크린
2) 침사지
3) 침강분리
4) 부상분리
5) 여과

2. 화학적 처리
1) 흡착
2) 응집
3) 산화환원
4) 이온교환
5) 소독
6) 폭기

3. 생물학적 처리
1) 호기성 처리
ㄱ. 활성슬러지법
ㄴ. 살수여상법
ㄷ. 회전원판법
ㄹ. 장기폭기법
ㅁ. 산화구법
ㅂ. 산화지
2) 혐기성 처리
ㄱ. 혐기성 소화법
ㄴ. 혐기성 필터
ㄷ. 혼합형 반응조

4. 고도 처리
1) 질,인 영양성분 제거
2) 미생물 고정화에 의한 폐수처리
3) 분리막 이용
4) 고급산화법

본문내용

고형물 체류시간(SRT ; Solid Retention Time), 높은 유기물 부하로 운전가능하며 충격 부하에 비교적 강한 점 등의 장점들은 종래의 재래식 혐기성 처리공정의 단점들을 획기적으로 개선하였으나 긴 시간 가동후 여재가 막혀 편류 현상이 일어나고 고농도의 부유성 고형물을 함유한 폐수에는 적용하기 어려운 점이 있다. 혐기성 필터 공법은 아래 과 같다.
Fig.6 혐기성 필터
다. 혼합형 반응조
아래 에서 나타난 것과 같이 혼합형 반응조는 하부에는 Sludge Blanket 층을 형성하고 상부에는 여재를 넣은 시스템으로 혐기성 필터와 UASB의 장점을 극대화한 "혼합형"이다. 반응기는 수직탑으로 되어 있으며 안정적인 운전을 위해서 입상 슬러지가 형성되어야 한다는 점은 UASB와 동일하고 미생물의 유실을 최소화시키기 위하여 반응조 상단을 여재로 충전하는 점은 혐기성 필터와 유사하다.
혼합형 반응조는 혐기성 필터의 근본적인 문제였던 여재 막힘에 따른 유로형성 문제를 Cross-Flow 여재를 사용함으로써 다소 해결하였으며, 상단만을 여재로 충전함으로써 여재 사용에 따른 경제적인 부담을 다소 경감하였다.
반응조 상단에 충전된 여재는 UASB의 기체-고체 분리 장치보다 상승하는 미생물을 효과적으로 분리, 침전시킬 수 있으므로 UASB보다 입상화가 신속히 이루어진다. 본 반응조의 장점으로는 혐기성 필터가 갖는 모든 장점과 여재의 비용절감 및 효율 향상을 들수 있으나 시설비는 UASB에 비해 비싼 편이다. 혼합형 반응조는 하부의 Sludge Blanket 층의 미생물들이 환경 변화에 의해 충격을 받아 사멸하게 되더라도 여재에 부착되어 있는 미생물들이 새로운 환경에 적응할 시간이 있으므로 환경 변화에 대한 반응조 안정성 면에서 UASB보다 우수하다.
Fig.7 혼합형 반응조
Ⅳ. 고도처리
고도(3차) 처리란 폐 하수의 2차 처리 후 잔존하는 부유물질 등의 제거에 추가적인 처리로 이러한 물질에는 무기성이온, 영양염류(N,P), 중금속(유해금속) 및 합성유기물 등이 포함한다. 고도처리의 궁극적인 목적은 호소 부영양화 해역의 적조현상 및 생태계의 악영향 방지에 있으며, 고도(3차)처리의 방법선택은 처리된 유출수의 용도, 폐수의 특성, 처리방법의 적합성 및 경제성 등에 의해 좌우된다. 고도처리 방법으로는 오존, 생물활성탄(BAC), 고급산화법(AOP), 입상활성탄(GAC) 및 광촉매산화법 등이 있다.
1. 질소 · 인 영양성분 제거
재래의 폐수처리는 생화학적 산소요구량 즉 BOD제거가 주목적이었고, 표준 활성슬러지법과 같은 호기성 생물학적 처리방법이 BOD제거를 위한 가장 경제적이고, 신뢰할 수 있는 처리법으로 알려져 왔다. 그러나 환경오염이 심화됨에 따른 수질기준의 강화로 부영양화의 원인이 되는 질소, 인의 처리가 필요하게 되었다. 대표적으로 혐기/무산소-호기 활성슬러지법을 들 수 있는데, 혐기-무산소-호기등의 연속적인 환경변화기법은 산업폐수의 전 처리 기술, 슬러지 침강성 증가, 영양성분제거와 유기염소화합물 분해에 응용되고 있다. 개발된 질소, 인 제거공정으로는 A2/O process(Fig.8), Modified Bardenpho, UCT, VIP, SBR(Sequencing Batch Reactor) 등이 있다.
+-----------------+
|
유입수 +-----++-----+---------+ | +--------------+
------+-▶-+혐기 |무산소| 호 기 +-+--+ 침 전 조 +----▶ 유출수
+-----+------+---------+ +------+-------+
+--------------------------------------+-------▶ 잉여슬러지
반송슬러지
A2/O process(Fig.8)
2. 미생물 고정화에 의한 폐수처리
활성슬러지법으로 대표되어지는 미생물 부유현탁법은 폭넓게 사용되어져 왔으나 미생물을 고농도로 유지하는 데에 한계가 있고, 미생물 농도의 제어에 고도의 기술이 필요하기 때문에 생물막법 등의 미생물 고정화에 의한 폐수처리기술이 개발되어져 왔다. 생물막법은 플라스틱, 세라믹 등의 접촉재 표면에 형성된 생물막을 이용하여 오염물질을 생물학적으로 산화 분해시키는 방법이다. 활성슬러지법과 비교할 때, 다양한 미생물의 생식이 가능하여 외부조건의 변동에 대응력이 상대적으로 높다. 특히 영양성분 제거와 관련되는 질화세균 및 탈질 세균이 잘 증식하여 활성슬러지와 비교해서 질소제거율이 높은 장점이 있다. 이외에 포괄고정화법, 자기조립법 등이 응용되고 있다.
3. 분리막의 이용
분리막은 고분자 재료의 물질 선택투과성질을 이용한 분리기술의 하나로 1960년대에 미국에서 공업용수의 탈염공정에 적용하기 위하여 개발된 기술로 세계적으로 해수의 담수화, 폐수 재이용을 위한 고도 수처리 공정에 사용되고 있다. 초기의 분리막은 역삼투막(RO)을 중심으로 개발되었으나 최근에는 한외여과(UF), 정밀여과막(MF) 등의 다양한 분리막이 개발되어 수처리 분야에 광범위하게 적용되어 가고 있다. 폐수처리에 적용되는 공법의 예로 생물학적 처리공정에서 침전조 대신에 분리막을 사용하여 고액분리에 의한 고형물의 제거율 향상과 반응조의 미생물 농도를 높게 유지하는 방법을 들 수 있다.
4. 고급산화법 (advanced oxidation process)
최근에 와서 산업폐수중의 색유발물질 등의 난분해성 물질처리를 위해 고급산화법(AOP)이 새로운 처리법으로 도입되고 있다. 오존, 과산화수소, UV등에 의해 OH라디칼을 중간 생산물질로 생산하여 수중 유기물질을 산화처리하는 방법이다. 아직까지는 정수처리에 주로 사용되나 염색 등 산업폐수처리까지 활용이 가능하다. AOP의 종류로는 ozone/high pH AOP, ozone/hydrogen peroxide AOP, ozone/UV AOP등이 있다.
국내처리장에서도 이용되고 있는 펜톤(Fenton)산화법은 과산화수소와 과산화수소를 분해하여 OH라디칼을 생성시키는 철염을 혼합하여 난분해성 유기물을 산화시키는 공법으로 폐수의 전처리 또는 후처리공정으로 사용되고 있다.

키워드

물리적 처리,   화학적 처리,   생물학적 처리,   고도 처리,   활성슬러지,   폐수처리공학