하수처리란
하수처리란?
- 하수란 생활에서 발생되는 배수의 총칭으로, 오수와 우수로 구성된다.
- 오수는 가정에서 발생되는 생활하수, 공장이나 사업장에서의 배수, 지하수 등이 집합된 것이며 우수란 빗물이 도로등의 배수로를 통하여 모여진 물이다.
- 또한, 처리구역의 지역적 특성, 규모, 인간의 생활양식, 공장의 조업방식과 시간대별, 요일별, 계절에 따라 양적, 질적으로 변화하게 된다.
- 하수처리는 오물이나 더럽혀진 물을 깨끗이 정화하여 환경을 안전하게 회복시키기 위하여 한다.
- 합성세제는 하수처리장에서 완전하게 처리되지 못하고 영산강으로 보내진다.
- 폐유, 휘발유, 신나등은 하수처리의 주체가 되는 미생물을 사멸시켜 하수처리를 어렵게 한다.
하수처리 주요기능
- 고형물 제거 : 하수중의 모래, 넝마, 막대기, 야쿠르트병 등 제거
- 오염물질과 유기물 감소 : 호기성 미생물에 의하여 유기물 등 오염물질을 분해, 제거하여 정화
- 산소 회복 : 호수, 하천, 바다로 보내지는 처리수에 산소 공급
하수처리 과정
- 하수처리과정은 수처리과정과 슬러지처리 과정으로 나누어진다.
- (1) 하수처리계통도
- 수처리과정 : 침사지 ⇒ 최초침전지 ⇒ 포기조 ⇒ 최종침전지 ⇒ 총인처리시설 ⇒ 여과 및 소독 ⇒ 방류
- ① 침사지(Grit Chamber)
- 유입되는 하수중의 토사류와 비닐등 부유물질을 제거한다.
- 돌, 조각, 모래등 비중이 큰 물질은 침전시키고, 플라스틱병 등 물에 뜨는 물질들은 스크린을 통해 걸러낸다.
- 모래나 돌조각은 제거하지 않으면 기계나 펌프류를 손상시키고, 배수관로를 막거나 효율을 떨어뜨린다.
- 침사지내의 평균유속은 0.15∼0.3㎧, 체류시간은 30∼60초
- 비중이 2.0∼2.5, 입경 0.2㎜의 것을 침전시키고 가벼운 유기물은 침전시키지 않는다.
- ② 최초침전지(Primary Sedimentation)
- 침사지에서 무거운 모래 등을 제거한 하수가 유입된다.
- 하수를 일정시간 체류시켜 침강성 물질과 부상물질을 하수로부터 분리, 제거함으로써 BOD와 SS를 30∼35% 정도를 제거함.
- 침전효율은 하수망의 형태, 하수의 생성기간, 침전전의 분쇄정도에 따라서 좌우된다.
- 침전지의 유효수심은 2∼4m, 유속은 0.3㎧가 표준이다
- 지내에 2시간 체류하면서 침전성 고형물질을 침전시키며 수집기로 긁어 모아 슬러지 농축조로 보낸다.
- ③ 포기조(Aetation Tank)
- 침사지에서 무거운 모래 등을 제거한 하수가 유입된다.
- 하수를 일정시간 체류시켜 침강성 물질과 부상물질을 하수로부터 분리, 제거함으로써 BOD와 SS를 30∼35% 정도를 제거함.
- 침전효율은 하수망의 형태, 하수의 생성기간, 침전전의 분쇄정도에 따라서 좌우된다.
- 침전지의 유효수심은 2∼4m, 유속은 0.3㎧가 표준이다
- 지내에 2시간 체류하면서 침전성 고형물질을 침전시키며 수집기로 긁어 모아 슬러지 농축조로 보낸다.
- ④ 최종침전지(Final Sedimention)
- 포기조에서 처리한 하수를 최종적으로 침전처리 하는 곳이다.
- 포기조로부터 혼합액을 정지시켜 활성 슬러지와 상등수로 분류하여 활성 슬러지는 포기조로 반송하고 처리수는 방류한다.
- 포기조에서 유기물을 분해, 유기물을 형성한 미생물군은 최종침전지에 들어와 가라앉게 된다. 이때 미생물군이 잘 가라앉지 않으면 처리수의 처리효율이 떨어지게 된다.
- 최종침전지에서는 이러한 미생물 덩어리를 잘 가라앉게하고, 이를 다시 포기조로 보내 유기물의 산화, 분해에 이용되게 한다
- 포기조로 보내고 남은 슬러지는 농축조로 보내어 슬러지 처리공정을 거치게 되며 처리된 상등수(맑은물)만을 영산강에 방류한다.
- ⑤ 방류구
- 하수를 처리한 후 처리수를 공공수역에 내보내는 최종시설이다.
- 처리의 정도에 따라서 방류수의 수질이 다르고 계절, 시간등에 따라서 방류수량에 변동이 있다.
- 처리장에서 공공수역으로 방류하는 처리수중의 유해세균, 대장균등의 멸균과 냄새제거, 부식통제, BOD를 제거하기 위하여 소독설비를 하며, 염소주입기와 혼합장치(접촉조와 방류거)로 구성된다.
- 하수의 살균은 정수와는 달리 100% 살균이 아니고 충분한 량의 염소를 주입해서 15분 후 0.5㎎/ℓ정도의 잔류염소를 존재시키기 위하여 시행하였으나 하천의 생태계에 악영향을 미친다는 보고가 있어 현재는 가동 중단중임.
- 슬러지처리과정 : 농축조 ⇒ 소화조 ⇒ 탈수기 ⇒ 슬러지건조시설 ⇒ 부산물공급(발전소 연료, 시멘트 원료)
- ① 농축조(Sludge Thickener)
- 생슬러지와 잉여슬러지를 중력에 의해 농축시켜 물과 고형물을 분리시키는 시설이다.
- 하수가 침사지와 최초침전지, 포기조, 최종침전지등을 거치면서 발생되는 슬러지는 농축 조로 보내진다.
- 농축조에서는 최초침전지의 생 슬러지와 최종침전지의 잉여 슬러지를 농축시킨다. 중력에 의한 침전방식으로 수분을 99.2%에서 97%까지 줄인다.
- 농축조에서 농축된 슬러지(오니)는 소화조로 보내게 된다.
- 슬러지 농축은 슬러지 처리시설의 전체효과에 큰 영향이 있을 뿐 아니라 분리액은 수처리 시설에도 영향을 미치기 때문에 충분한 관리가 요구된다.
- ② 소화조(Anaerobic Digester)
- 농축조에서 농축된 슬러지를 혐기성 미생물을 이용 분해시켜 슬러지의 부피감소, 분해시 발생되는 메탄가스를 회수하는 시설물
- 유기물의 함량을 줄여 사후에 2차 오염을 최소화하고 안정화하기 위함이며 소화방법은 산소를 차단하여 슬러지를 처리하는 방법인 혐기성 소화방법을 주로 사용한다.
- 소화조에서는 슬러지를 30일정도 체류시키고 그 과정에서 불필요한 박테리아를 사멸시키고 고형물질을 감소시킨다.
- 소화조는 메탄가스를 생성하고 슬러지의 악취를 없앤다.
- 생산된 메탄가스는 자체적인 연료(보일러, 발전기)로 사용되어 자원재활용에 도움을 준다.
- 일반적으로 C/N비가 12∼16의 범위 내에서 반응이 가장 활발하게 되어 세포가 가장 많이 형성된다.
- ③ 탈수설비(Sludge Dewatering Station)
- 소화조에서 소화된 슬러지는 탈수기로 보내 수분을 제거한 뒤 처리한다.
- 소화처리된 슬러지는 탈수작업으로 부피와 무게를 감소시킨다.
- 탈수공정에서는 슬러지에 응집약품을 투여하여 고형화를 촉진시킨다.
- 하수처리결과 발생한 슬러지는 용적도 크고 수분도 많아 액상이기 때문에 그대로의 처분은 불가능에 가깝다. 탈수설비는 슬러지 함수율 80%이하 정도의 케익상으로 탈수하여 슬러지 용량을 적게함과 아울러 반출, 운반 및 처분을 쉽게 하기 위한 것이다.
- 슬러지의 TS농도는 약품첨가량의 산정, 탈수케익 발생량을 파악하기 위하여 측정한다. 투입슬러지의 TS농도는 슬러지의 성질, 소화정도, 세정배율등에 따라 다르나 보통 4%전후 이다.
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