수질 오염의 복구 방법

목차

Ⅰ. 수질오염의 정의

Ⅱ. 수질오염의 원인

Ⅲ. 수질오염의 복구방법
1. 화학적 처리방법
2. 물리적 처리방법
3. 생물학적 처리방법
4. 고도처리

Ⅳ.수질오염의 관리
1. 수질관리 모니터링
2. 수질관리 모델링

본문내용

기물질의 제거는 주로 세균이 담당하고 세균의 유기물질 제거에 필요한 산소는 광합성 작용에 의한 녹조류가 맡고 있다.
산화지법은 자연의 기능을 최대한 활용한 방법으로 운영관리가 저렴하고, 운전이 편리하며, 부지면적이 넓은 농촌지역의 오폐수처리방법으로 적당하다. 부지면적의 소요가 크고, 냄새가 많이 발생되고 온도에 민감한 것이 단점이다. 산화지법도 공기를 주입하는 폭기라군(aerated lagoon)이 있는데, 우리나라에서도 폭기라군을 많이 이용하고 있다.
(4) 소화법
소화법(digestion)도 생물학적 처리법의 일종으로서, 공기를 불어넣는 호기성 소화법과 공기를 공급하지 않는 혐기성 소화법이 있다. 소화법은 고농도의 유기성 오폐수의 처리에 적합한데, 우리나라에서는 하수처리장의 슬럿지처리와 분뇨처리장의 처리공법으로 많이 이용되고 있다. 특히 혐기성 소화법은 부산물로 메탄가스가 발생하며, 발효된 메탄가스는 에너지원으로 사용할 수 있다는 장점이 있다.
4. 고도처리
오폐수의 처리에 있어서 스크린, 침사조, 침전조를 이용하여 협착물 등 불순물을 1차적으로 제거하는 것을 1차처리라 하고, 활성오니 또는 살수여상에 의하여 유기성 오염물질(BOD)을 처리하는 것을 2차처리라 한다. 3차처리는 오폐수를 1차와 2차처리한 후 2차처리에서 제거되지 않는 질소, 인 등 영양물질을 제거하는 공정을 말하며, 고도처리라고도 한다. 현재 우리나라에서는 고도처리를 거의 실시하지 못하고 있으나, 호소, 하천, 해역에서 부분적으로 부영양화가 일어나고 있는 점에서 점차 고도처리를 시행하여야 할 것이다.
폐수의 3차처리를 위하여 사용되는 방법은 크게 물리적 방법, 화학적 방법, 생물학적 방법이 있다. 물리적, 화학적 방법으로는 역삼투법, 전기투석법, 이온교환법, 오존법 등이 있으며, 생물학적 처리법으로는 조류채취법, 질5산화 및 탄질산화방법, 박테리아동화법 등이 있다. 생물학 처리방법은 2차처리에서와 같이 운영관리비가 저렴하고, 처리효율이 비교적 양호하며, 최종적인 슬럿지 발생량이 적어서 물리적, 화학적 방법에 비하여 유리하다. 그러나 고도처리의 경우 아직 경제적으로 유용하고 효율이 좋은 실용화된 방법은 그리 많이 개발되어 있지 못하기 때문에 기술개발에 노력하여야 할 것이다. 처리방법의 선택은 유출수의 용도, 폐수의 특성, 처리효율, 경제성 등을 고려하여 결정하여야 할 것이다.
Ⅳ. 수질오염의 관리
1. 수질관리 모니터링
모니터링이란 오염물질의 배출에서부터 공공수역의 환경기준달성에 이르기까지를 관리하는 것을 말한다. 초기단계에서는 환경관계 단속공무원의 오염물질 배출시설에 대한 샘플링에서부터 기준치준수여부에 대한 점검과 수질측정지점의 오염도를 확인하고 지역 환경기준의 달성여부를 점검하여 기준치 초과시 그에 대한 대책을 강구하는 일련의 과정이라고 할 수 있다. 우리나라의 경우 수질오염에 대하여는 일정한 측정지점을 대상으로 권역별 또는 수계별 관리를 실시하고 있다.
수질 모니터링의 경우 수소이온농도(pH), 용존산소농도(DO), 생화학적 산소요구량(BOD) 등 주요 측정지점에 대한 측정을 실시하고 있다. 모니터링은 환경기준치의 달성여부에 대한 체크와 함께 기준치 초과시 그 원인분석 및 사후대책 등을 강구하여야 한다. 1970년대와 1980년대를 거치면서 모니터링기술도 많이 발전하였으나, 아직 해결하여야 할 과제는 많이 있다. 대부분의 경우 측정지점에 대한 주요 건사항목의 분석과 기준치 달성여부를 단순 비교 확인하는 정도라고 할 수밖에 없다.
수질 모니터링은 궁극적으로는 수질 등 쾌적한 환경조성을 달성하는데 있으며, 과학적 배경을 둔 정확한 자료분석에 있다고 보여지므로 측정치의 정확도제고와 함께 각종 기초자료에 대한 통계적 관리가 중요하다고 볼 수 있다. 이를 달성하기 위하여 측정망운용의 효율화, 각종 자료의 데이터베이스화, 모델을 운용한 자료분석의 과학화를 들 수 있다.
2. 수질관리 모델링
하천, 호소, 해양 등에서 수질관리모델을 정립하는 것은 대기오염의 경우보다도 더욱 복잡한 경우가 많다. 하천, 호소, 해양 등 수계에서 일어나는 반응은 물리적, 화학적 반응 뿐만 아니라 상당한 부분이 수계내부에 존재하는 생물체 즉, 동식물은 물론 미생물까지 관여하므로 이러한 내부적인 복잡한 반응기제를 수치적으로 정형화하는 것에 한계가 있다.
수질관리모델에서는 복잡한 시스템의 단순화를 위하여 수계 내에서의 물질이동이 완전혼합 또는 단계적 혼합인 경우로 가정하여 접근하는 경우가 많다. 완전혼합모델의 경우, 어느 작은 구획내에서의 물질이동은 완전히 혼합되어 전체의 농도가 동일하다는 이상적인 상태로 가정한다. 단계적 혼합모델의 경우는 한 구획내의 전체가 동일농도는 아니지만 하나하나의 단계에서는 오염물질의 농도가 동일한 것으로 가정하고 있다.
수계내에서는 미생물 등의 작용에 의하여 오염물질 자체의 분해가 일어나는데, 이러한 분해작용은 대부분의 경우 온도가 높을수록 반응속도는 빠르며, 용존산소, pH 등 제반여건에 따라서 다르게 나타난다. 수질관리모델링에서는 이러한 일련의 반응을 단순화하여 1차반응 또는 2차반응으로 가정하여 접근하고 있다. 1차반응(1st oderreaction)이란 오염물질의 변화가 시간에 따라서 항상 일정하게 변화하는 것이다. 수질관리모델은 하천, 호소, 해양 등에 대하여 여러 가지 모델을 제시하고 있으며, 이러한 모델은 실제 시스템에서 생태계모델까지 포함하여 많은 경우 컴퓨터패키지화하여 실용화되고 있다.
) 현재 상용화되고 있는 수질관리모델로는 QUEL Ⅱ모델, BOX-MIXING 모델, WQRRS모델, 유한요소모델, Simulation모델 등이 있다.
특히 수질관리모델에서 하천 등에 기본적으로 응용되고 있는 모델로는 Street-Phelps 모델이 있다. 이는 하천에서 유기오염물질의 감소가 용존산소의 증감과 직접 관계가 있음을 토대로 하여 유도된 반실험모델의 일종이다. 이 모델은 BOD가 단순히 세균에 의한 산화에 의하여 감소되며, 침전, 휘발, 저질생물의 산화에 의하여 감소되지 않고 또한 산소는 조류의 광합성에 의하여 공급되지 않으며, 산소는 조류의 재포기에 의하여 공급되는 것으로 가정하고 있다.

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