하수처리시설

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하수처리시설에 대한 보고서 자료입니다.

목차

◎ 하수처리(sewage treatment)
1. 1차처리
① 스크리닝
② 침사지
③ 침전조
④ 염소소독
◎ 1차처리인 물리적 방법
(1) 유량 균등조(Equipization Bash)
(2) 부상법(Flotation)
(3) 막공법(Membrane Process)
(4) 흡착(Adsorption)
(5) 침전공정(Sedimentation)
2. 2차처리
(1) 활성 슬러지 공정(Activated Sludge Processes)
(2) 접촉성 반응조
(3) 혐기성 소화
(4) 라군과 안정화지(Lagoons and Stabilization Basins)
3. 3차처리
(1) 중화(Neutralization)
(2) 응집 침전
(3) 이온 교환
(4) 화학적 산화(chemical oxidation)

본문내용

생물학적 변환.
㉢ 세 번째 단계(메탄형성)는 그 중간 화합물을 보다 단순한 최종생성물, 주로 메탄 및 탄산가스로의 생물학적 변화.
③ 혐기성 소화 공정의 조건
㉠ 비메잔균과 메탄균은 동역학적 평형상태를 유지.
㉡ 반응조의 내용물에 용존산소가 없어야 함
㉢ 용액의 pH가 6.6∼7.6 범위
㉣ 최적온도 범위는 친온성(mesophilic) 소화인 경우 30에서 38℃, 친열 성(thermophilic) 소화인 경우 49에서 75℃
(4) 라군과 안정화지(Lagoons and Stabilization Basins)
안정화지는 비교적 얕은 수심으로 폐수를 담고 있는 흙으로 된 탱크를 말하며, 다른 처리 방법에 비해서 적은 시설비와 운전비를 들여 상당한 경제적 이점이 있기 때문에 소규모 부락 지역에서 매우 선호.
① 호기성 라군: 8∼16ft(2,4∼4.9m)정도의 깊이. 기계식 또는 산기식 폭기 장치를 이용하여 폭기.
② 임의성 안정화지: 3가지 층이 존재.
㉠ 표면지역: 호기성 미생물과 조류가 공생,
㉡ 바닥지역: 축적된 고형물이 혐기성 미생물에 의하여 분해,
㉢ 중간지역: 유기성 폐수의 분해가 임의성 미생물에 의하여 일어나는 부 분적으로 호기성 또는 부분적으로 혐기성인 지역.
③ 혐기성 안정화지: 고형물 농도가 높고 고농도 유기성 폐수의 처리에 사용. 가열에너지를 절약하고, 혐기성 상태를 유지하기 위하여 혐기성 안정화지는 9.1m의 깊이까지 시설. 고농도 유기성 폐수의 빠른 안정화를 수행하는데 효과적으로 사용.
④ 호기성 안정화지: 용해시 유기성 폐수와 하수처리장 유출수의 처리를 위해서 주로 사용.
⑤ 호기성-혐기성 안정화지: 가장 일반적인 형태, 도시하수와 다양한 종류의 산업폐수 처리에 사용.
3. 3차처리
2차처리 유출수를 한 단계 더 처리하는 것을 고도처리(advanced treatment) 또는 3차처리라하며 3차처리는 2차처리 유출수에 남아있는 부유물질, 용존 유기물 등과 특히 질소와 인 등의 무기 영양염류를 제거하는 화학적 과정임.
(1). 중화(Neutralization)
산업폐수는 산성 또는 알칼리성이므로 연속처리를 하거나 도시 하수처리장에 방류하기 전에 pH를 6.5∼9.0사이로 맞추어 중화시킴.
① 산성폐수 : 석회석층에 통과시키거나
Ca(OH)_3
및 NaOH 및
Na_2 CO_3
등을 첨가.
㉠
H_2 SO_4
함유율이 0.6%이상인 폐수는 석회석층을 사용해서는 안됨.
⇒ 이유 : CaSO4가 생성되어 분쇄 석회석(crushed limestone)위에 침전되어서 효과적인 중화를 할 수 없게 되기 때문.
㉡
AL^+3
,
Fe^+3
와 같은 금속이온이 많이 존재할 경우.
⇒ 수산화물 침전물이 형성되어 분쇄 석회석을 덮어 중화능력을 저감시킴.
② 알칼리성 폐수 :
H_2 SO_4
, HCL 또는
CO_2
와 같은 강한 무기산으로 중화.
㉠ 무기산의 반응 : 매우 빠르게 진행되며 혼합 용기에는 pH감지기를 부착하여 산의 유입량을 조절.
㉡
CO_2
에 의한 알칼리성 폐수의 중화 : 중화조 바닥에 다공관망을 설치하여
CO_2
를 기포상태로 유입시킴으로써 탄산(
H_2 CO_3
)을 생성시켜 알칼리 물질과 반응시킴.
(2). 응집 침전
① 응집에 영향을 미치는 인자
인 자
내 용
수 온
수온이 높으면⇒ 반응속도증가.
물의 점도저하로 응집제의 화학반응이 촉진.
수온이 낮으면⇒ 플록 형성에 소요되는 시간이 증가.
입자가 작아지고 응집제의 사용량도 많아짐.
pH
응집제의 종류에 따라 최적의 pH 조건을 맞추어 주여야 함.
알칼리도
하수의 알칼리도가 많으면 응집제를 완전히 가수 분해 시키고 플록을 형성하는데 효과적이며, pH 변화와 관련됨.
용존물질의 성분
수중에 응집반응을 방해하는 용조눌질이 다량 존재하는지의 여부를 검토.
교반조건
응집제 및 응집보조제의 적절한 반응을 위하여 교반조건을 조절.
② 입자를 응집시키기 위한 전하의 영향을 극복하기 위한 방법들.
㉠ 전위 결정이온을 첨가하여 콜로이드 표면에서 반응하여 표면전하를 줄이거나, 전해질을 첨가.
㉡ 긴 사슬을 가진 고분자응집제를 첨가.
㉢ 수산화금속이온을 형성하는 화학약품을 투입.
③ 침전(precipitation)은 폐수로부터 중금속을 처리하기 위한 단위 공정.
㉠ 중금속 : lime을 첨가하여 수산화물로 침전하거나 pH조절로 용해도를 최소화하여 침전.
㉡ 중금속을 포함한 산업폐수 : 중금속의 침전을 방해하는 물질을 전처리를 통하여 제거한 후 lime침전을 사용.
(3). 이온 교환
이온 교환 공정은 액체상의 이온과 고체상 이온간의 화학반응 공정.
① 물 연수화 : 칼슘과 마그네슘 이온을 나트륨이온과 교환하여 물을 연수화하는 것.
② 총 탈염화(total demineralization) : 이온 교환은 물에서 모든 양이온과 음이온을 제거하는데 사용. 양이온 수지는 수소이온으로 대전되어 있으며 음이온 수지는 수산이온으로 대전.
③ 암모니아를 제거 : 천연 제오라이트, clinoptilplite는 암모니아를 제거하는데 사용.
④ 중금속 이온을 제거하는데 사용.
(4) 화학적 산화(chemical oxidation)
화학적 산화란 발생된 산업페수속에 산화가 가능한 물질이 포함되어 있는 경우 이를 산화시켜 생물학적 공정에서 생물학적 분해를 쉽게 하거나 흡착공정에 흡착을 용이. pH에 영향을 받으며 촉매 존재 여부로 영향을 받음.
① 산화제: 염소, 오존, 과산화수소, 및 과망간산칼륨 등이 사용.
② 오존에 의한 산화: 오존은 폐수 속에 준재하는 여러 가지 화합물을 빠르게 산화시킬 수 있는 강력한 산화제. 오존은 색도 제거, 소독, 맛 및 냄새 제거, 철 및 망간 제거와 Aldrin, 시안, 페놀, 철이 포함된 화합물 및 계면 활성제 등이 포함된 복잡한 유기물의 산화에 매우 효과적. 그 밖에 방향족 화합물 등에도 많이 적용, 유기물 제거를 위해 자외선을 같이 적용.
③ 염소에 의한 산화: 화학적 산화제로 잘 알려져 있으며 정수처리, 소독 및 화학적 산화에 사용. 염소는 시안 폐수 또는 페놀을 함유한 폐수 등을 처리하는 산화제.

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