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Chap. 5 Wastewater treatment & Disposal 5 – 1 폐수의 특성 Table 5-1 Important waste contaminants contaminant Environmental significance superded solid sludge deposit anerobic condition Biodegradable organics biological degradation DO감소 pathogens nutrients refractory organics (일반적으로 non-biogradoble organics heavy metal Dissolved inorganic solids entrophication taste odor를 가질 수도 있다 toxic, carcinogenic * pathogen ⅰ) chlorination Cl 2 + H 2 O HOCl + H + ⅱ) hypochlorination Ca(OCl) 2 Ca ++ + 2OCl - * Nitrogen ⅰ) suspended-growth nitrification & denitrification ⅱ) Fixed-film ⅲ) Ammonia stripping ⅳ) Ion exchange ⅴ) breakpoint chlorination NH 3 + HOCl NH 2 Cl + H 2 O (monochloroamine) NH 2 Cl + HOCl NHCl 2 + H 2 O (dichloroamine) * Phosphorus ⅰ) metal-salt addition ⅱ) Lime ⅲ) biological-chemical phosphorus removal

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Page 1: P제거 - elearning.kocw.netelearning.kocw.net/contents4/document/lec/2013/Gachon/You Insang/8.pdf대부분의 재래식 소화조는 반회분식(semi-batch)으로 운영되어 새로운

Chap. 5 Wastewater treatment & Disposal

5 – 1 폐수의 특성

Table 5-1 Important waste contaminants

contaminant Environmental significance

superded solid․sludge deposit

․anerobic condition

Biodegradable organics․biological degradation

․DO감소pathogens

nutrients

refractory organics

(일반적으로 non-biogradoble organics

heavy metal

Dissolved inorganic solids

entrophication

taste odor를 가질 수도 있다

toxic, carcinogenic

* pathogen

ⅰ) chlorination

Cl2 + H2O → HOCl + H+

ⅱ) hypochlorination

Ca(OCl)2 → Ca++ + 2OCl-

* Nitrogen

ⅰ) suspended-growth nitrification & denitrification

ⅱ) Fixed-film

ⅲ) Ammonia stripping

ⅳ) Ion exchange

ⅴ) breakpoint chlorination

NH3 + HOCl → NH2Cl + H2O (monochloroamine)

NH2Cl + HOCl → NHCl2 + H2O (dichloroamine)

* Phosphorus

ⅰ) metal-salt addition

ⅱ) Lime

ⅲ) biological-chemical phosphorus removal

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P제거

① Biological-chemical phosphorus removal(phostrip process)

② Biological treatment

③ chemical treatment

ⅰ) 10Ca+2 + 6PO4-3 + 2OH- → Ca10(PO4)6(OH)2

ⅱ) Al+3 + HnPO43-n ↔ AlPO4 + nH+

ⅲ) Fe+3 + HnPO43-n ↔ FePO4 + nH+

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환경관리공단

‘화성사업소’-연색 폐수 sludge 처리 예)

* 일본 Kasumigaura 하수처리장 예)

< 특징 >

ⅰ) N, P 고도처리

ⅱ) sewage treated water가 식수원인 호수에 유입

operation conditions of kasumigaura kohoku sewage treatment plant

Sep. 1987

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W a t e r Q u a l i t y (Sep 1987)

unit : ㎎/ℓ (except pH)

5 – 2 폐수처리의 종류

1) 1차 처리: 물리적, 화학적 처리

① 스크린 분리

② 분쇄

③ 그릿제거

④ 침강(응집제 사용 후 응집시켜 침장)

2) 2차 처리: 생물학적 처리

① 부유 활성슬러지를 이용한 처리

② 고정화 균을 이용한 처리

3) 3차 처리: 고도처리: 인과 질소 제거

5 - 3 2차 처리(활성슬러지를 이용한 폐수처리)

< 용어정리 >

ⅰ) HRT (hydraulic retention time)

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ⅱ) SRT (sludge retention time)

= MCRT (mean cell residence time)

=

ⅲ) MLSS (mixed liquor suspended solid) ≒ X

ⅳ) BOD loading rate = [㎏/㎥․day]

ⅴ) BOD-MLSS loading rate [㎏․BOD/㎏․MLSS․day]

only assation tank 0.3 - 0.5 ㎏․BOD/㎏․MLSS․day

ⅵ) SVI (sudge volume index)…30min 정치후의 sludge 침강상태

MLSS [㎎/ℓ] : mixed liquor suspended solid

Vs : 30분후 침강된 sludge volume [㎖]

V : sample volume [㎖]

ⅰ) SVI는 MLSS의 charactristics와 concentration에 따라 변한다

ⅱ) 다른 reporter volume과 비교 불가능

ex) 전혀 침강되지 않은 MLSS 1000㎎/ℓ → SVI = 1000

≠ 전혀 침강되지 않은 MLSS 10,000㎎/ℓ → SVI = 100

ⅲ) Unit

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< Sewage treatment plant 예>

V : volume [㎥]

X : biomass concentration [㎏/㎥]

S : soluble food concentration [㎏/㎥]

< 활성슬러지(= 균) Growth kinetics (Growth & Food Utilization)>

- 회분계에서의 경우

0) aerobicic condition

ⅰ) batch reaction

ⅱ) 충분한 Food

ⅲ) 균접종

<Biomass growth and food utilization>

ⅰ) log-growth phase에서의 균체의 growth rate

μ ------ ①

X = concentration of biomass [M/L3]

μ = specific growth rate [θ-1]

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= growth rate constant

ⅱ) Monod equation

μμ

------ ②

Ks : μ=μ/2일때의 기질 농도

㉠ Ks << S μ= μ zero order

~ μ는 Sp 무관

㉡ Ks >> S μ=μ*S/Ks (s에 대하

여 1st order)

* Michaelis-Menten eq. (효소반응속도식)

E + S ⇌ ES → E + P

ⅱ-①) S 變化에 따른 μ 작성 방법

㉠ S 는 const, 초기 균체수 X0

㉡ S 變化에 따른 를 구한다.

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ⅱ-②) Ks의 의미…Ks↑ 할수록 증식속도가 느리다.

* batch system with excess nutrient

ⅲ) endogeneous decay phase에서의 균체 생성속도

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α ------ ③

endogeneous decay rate constant [θ-1]

from ①③

net charge of biomass concentration

→ μμ

growth decay

* Nutrient Utilization

ⅰ) (biomass production rate)와 (food utilization rate)와의 관계

→ food는 anabolism (동화작용) … 새로운 cell 생성

cataboliosm (이화작용) … enegy 생성

→ 부호는반대

ⅱ)

mass fraction of food converted to biomass (0 < Y < 1)

μ

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5 - 4 Suspended culture system (부유상태)

*Activated sludge process (CSTR)

ⅰ) biomass의 mass balance at steady state (system = activated sludge 정체)

input + gen = output + consumption + Accumulation

------ ①

ⅱ) food (organic substrate) mass balance at S-S

input + gen = output + consumption + Accumulation

------ ②

ⅲ) Assumption

㉠ influent, effluent 中의 biomass 농도 무시 (X0 = Xe = 0)

㉡ reaction은 반응기 안에서만 일어나고 complete mixing

from ① X0 = Xe = 0이므로 α ------ ①'

from ② ------ ②'

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from ①'②'

------ ③

θθ ~hydraulic detention time for the reaction (based on influent flow)

반응기內의균체량량 θ ~mean cell residence time (일반적으로 θc > θ)

③에 代入하면 θ θ

반응기 內의 X(MLSS : mixed-liquor suspended solid)

θ

θ αθ

θ↑ 하면 MLSS 농도 ↓한다 = θ↓하면 MLSS↑한다

θ↑ 하면 MLSS 농도 ↑한다

X↓하면 S0≈S (no treatment)

* Activated sludge process의 설계변수

ⅰ) volumetric loading rate (=BOD Loading rate)

단위시간당 의반응기부피ⅱ) F/M ratio (food/microorganism 比)

단위시간당 제거된반응기 內 질량ⅲ) mean cell residence time (θc)

θ

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5 – 5 plug-flow system(고정화계)

χθ

θ θ

χ

χ : average biomass 농도 “Lawrence & Macarity [5.29]"

θ α

α=recycle ratio (=θr/θ)

material balance after mixing with recycled sludge

QS0 + αQS = (1+α)QSi

α

α

↑순환 sludge와 mixing 후 기질 농도

* θ=θc (no recycle of activated sludge)

<problem>

θ

에서 kinetic parameter Y, kd,μm, Ks을 experimental 구하시오.

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ⅰ) Χ

θ

ⅱ) μ

㉠ assumption X0 = 0

㉡ steady-state

θ

μ

θ

θμ

θθ μ μ

5 - 6 생물막 처리법(고정화계)

생물막 처리법은 폐수가 고체입자의 표면에 형성된 생물막을 따라 흐르면서 호기성 미

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생물들에 의해 대사되는 방법

생물막의 모식도 및 막 내부의 산소와 유기물의 농도 분포는 그림 13.4와 같음.

생물막을 이용한 실제 폐수 처리방법으로는 살수여상법(trickling filter), 회전원판법이

있음

<살수여상법>

살수여상법(trickling filter bed)은 가장 흔히 사용되는 생물막 반응기인데 입자 크기

가 5~10 cm인 쇄석, 자갈, 소괴(clinker), 또는 광재(slag)로 채워진 원형 또는 사각형

여상(filter bed)으로 구성되어 있음

여상을 채우는 물질을 여재(media)라 부르는데 보통 1.5~2.0 m 깊이이며 집수장치

(underdrain) 위의 큰 돌들로 된 층으로 지탱됨.

<회전원판법>

회전원판법(rotating biological contractor, RBC)은 살수 여상보다 발전된

폐수처리법으로 회전축(shaft)에 수직으로 가까이 배치한 얇은 원형판들을 폐수가

흐르는 물통에 약 40 % 정도가 잠기게 한 후 수직축을 1 rpm 속도로 회전시킴.

<기타 생물막 공정>

침적여상(submerged filter)은 표면적이 큰 접촉제(쇄석, 세라믹, 원판, 또는 벌집형 플

라스틱 제제 등)의 표면에 형성된 생물막이 지속적으로 폐수 내에 잠겨있게 하여 유기

물을 처리하는 방법이 있음

5 - 7 혐기성 폐수처리

혐기성 슬러지 소화(sludge digestion)의 주된 목적은 악취를 제거하고, 슬러지의 부

패 현상을 저하시키며, 병원체의 숫자와 미생물 활성을 감소시키는 것 등임.

혐기성 처리(anaerobic treatment)는 호기성 처리(aerobic treatment)에 비해 높은

생물학적 산소요구량(biological oxygen demand, BOD)를 가진 폐수나 폐기물의 처

리에 적합함.

혐기성 소화공정(anaerobic digestion process)은 하수처리에서 나오는 폐기 슬러지

를 최종 처분하기 전에 처리와 안정을 위한 방법으로 이용함.

슬러지가 소화되면 30~40 %의 고형물이 기체로 전환되면서 유기물이 감소되고 안

정됨.

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< 혐기성소화 공정의 개요>

혐기성 소화란 슬러지에 존재하는 탄수화물, 지방, 단백질의 형태의 유기 고형물을

가수분해하고 발효시켜 궁극적으로 메탄으로 전환시키는 혐기성 미생물들의 일련의

혼합배양 과정을 말하며, 보통 슬러지의 유기 고형물량은 이런 방법에 의해 50 %까지

감소함.

소화조(digester)는 보통 균체가 재순환되지 않는 반응기를 사용함.

대부분의 재래식 소화조는 반회분식(semi-batch)으로 운영되어 새로운 슬러지(raw

sludge)의 투여와 안정된 산물의 회수가 1주일 정도의 간격으로 간헐적으로 수행됨.

<혐기성 소화의 대사경로>

고분자량의 유기물이 분해되어 메탄이 형성되기까지 거치는 네 단계의 반응:

가수분해(hydrolysis)

분해산물의 발효(fermentation)

휘발성 지방산으로부터 초산의 생성(acetic acid production)

발효 최종산물을 기질로 이용한 메탄생성(methanogenesis)

<소화슬러지 내의 미생물>

혐기성 소화는 균류와 원생동물의 역할 없이 거의 전적으로 박테리아의 활성에 의한

것으로 보임.

슬러지에서 발견되는 박테리아: 가수분해균, 발효균, 메탄생성균의 3가지로 나뉨.

슬러지로부터 분리된 주요박테리아: Clostridia, Bacteroides spp.,

Pseudomonas, Bacillus spp. 등.

혐기성 소화의 주된 발효미생물은 절대 혐기성 세균들(obligatory anaerobic

bacteria)임.

Clostridium spp.는 Butyribacterium, Propionibacterium, Megasphera spp.와 더

불어 발효균으로도 탁월함. Streptococci와 Lactobacilli도 발견될 수 있으며, 메탄생성

박테리아들도 절대 혐기성임.

혐기성 공정은 환원적 조건(reduced condition)에서 이루어지기 때문에 특징적인 황

화수소(H2S) 냄새를 발생함.

이때 황화수소의 일부는 시스테인 등 황함유 아미노산에서 유래되나, 대부분은 미처리

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하수에 존재하는 황산염이 혐기성 세균인 Desulfovibrio desulfuricans에 의해 환원되어

생성됨.

5 – 8 3차 처리(생물학적 고도 처리)

- 폐수의 3차 처리(tertiary treatment)는 1, 2차 처리에 의해 제거하지 못한 난분해성

유기물과 무기영양소, 특히 질소와 인의 제거가 주요목적이며 고도처리(advanced

treatment)라고도 함.

클로로페놀(chlorophenol), PCB와 같은 유기염소화합물을 포함한 많은 종류의 난분해

성 유기화합물은 대부분 독성을 함유하고 있기 때문에 이들을 폐수로부터 제거하여야

함.

또한 질소화합물과 인산염은 수계에서 부영양화(eutrophication)를 유발하여 여러 가

지 악영향을 초래함.

질소화합물 중 암모니아는 그 자체가 동물체에 독성을 나타내며 아질산염과 질산염으

로 산화되면서 용존산소를 소모시킴.

일반적으로 생물학적 고도처리는 2차 처리가 끝난 후 별도의 처리과정을 두지않고

주로 2차 처리공정을 변형시켜서 유기물 제거와 동시에 영양염류와 난분해성 유기물

을 제거하게 됨.

- 질소 제거(nitrogen removal)

생물학적 고도처리에서 대표적인 것으로 그 원리는 연속적인 질화작용 / 탈질화작용을

이용하는 것

① 폐수 내의 유기질소를 종속 영양박테리아들이 암모니아로 전환시킴.

② 질화박테리아들(Nitrosomonas, Nitrobacter)은 종속 영양박테리아와의 경쟁에서

뒤지며 절대 호기성이고 또한 유기물에 의해 저해를 받으므로 보통 질화작용은 유기물

이 어느 정도 제거되며 용존 산소가 풍부한 조건에서 잘 일어나게 됨.

세포 (Nitrosomonas)

세포 (Nitrobacter)

③ 탈질화작용(denitrification)은 질소 환원반응으로 혐기성 박테리아들

(Pseudomonas spp)이 질산염을 전자 수용체로 이용하여 질소가스로 환원시키는 과

정임.

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유기물 세포

- 생물학적 인(phosphorus) 제거방법

폐수처리에 관여하는 미생물들이 인을 과잉 섭취하게 하여 제거하는 방법인데, 활성

슬러지법에서는 슬러지를 혐기성 조건과 호기성 조건에 반복해서 노출시키면 인 함유

율이 높은 슬러지를 생성하는 원리를 이용함.

① 혐기성 상태에서는 유기물을 흡수하여 polyhydroxybutyrate (PHB) 형태로 저장하

며 인을 세포 밖으로 방출함

② 다음에 호기성 상태에서는 저장된 탄소원을 사용하여 인을 과잉 섭취하여

polyphosphate의 형태로 세포 내에 저장함.

인 제거에 관계되는 미생물로는 Acinetobacter가 있으며 그 외에 Bacillus,

Aeromonas, Pseudomonas 등도 관여함.

- 질소와 인을 동시에 제거하는 방법으로 조류(algae)를 배양하는 방법이 있음.

이 방법은 2차 처리가 끝난 처리수를 안정지에서 조류가 생장하면서 폐수 내의 질소와

인을 제거시킨 후 조류를 거둬내는 방법임.

그러나 이 방법은 조류가 광합성을 하여 생장하기 때문에 태양광이 충분한 계절과 지

역에서만 적당함.

이 문제를 극복하기 위하여 태양광의 접촉면적을 넓힌 새로운 형태의 조류배양기가

개발되었음.

조류생장이 왕성하면 광합성에 의해 이산화탄소가 소모되어 pH가 상승하여 물에 용해

되어 있던 인산이 침전되는 문제점이 있음.

5 – 9 슬러지의 처리

< 슬러지의 개념 >

정의: 정수나 폐수처리시 발생하는 수중의 부유물이 분리되어 침전된 것

정수장 슬러지와 폐수장 슬러지로 분

90%의 수분 함유

※ 스컴(scum) 부력에 의해 침전지 위에 떠 있는 것

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스크린 여과물(screenings) 스크린에 걸린 물질

1) 정수장 슬러지

① 종류

폐수장 슬러지에 비해 유기물이 매우 낮음

최종처분을 위한 부피감소가 중요

- 수산화 알루미늄(alum, 응집제로 사용된 황산알루미늄의 가수분해 산물)

유기물, 세균, 무기물이 주성분

- 1차침전 슬러지(미사, 진훍, 부유물질)

- 응집, 연수화과정 슬러지(사용된 약품과 반응화합물)

② 처리

- 라구운(lagoon)에 의한 처리: 소규모 정수장 슬러지 처리에 최적. 넓은 토지가 필

요. 주로 미국 소도시에서 사용

- 기계적 탈수방법: 압력여과, basket형 원심분리기, solid bowl 형 원심분리기, belt

press, dual cell gravity (DCG) filter 등

- Alum의 회수: alum을 회수하기 위하여는 alum찌꺼기(Al(OH)3)에 H2SO4를 가하

여 회수함.(회수효율 약 78%)

- 하수처리시설에 투입하는 방법: alum슬러지나 하수처리 1차 침전지에서 침전, 2차

설비에 악영향을 주지않음

- 토지주입: 토양의 pH는 6.5이어여야 함

- 매립: 가장 흔히 사용되는 방법

2) 폐수처리장의 슬러지

① 종류

- 활성슬러지(오니)

1차 슬러지: 1차 침전조에서 침전가능한 고형물(약 65%의 유기물 함유)을 침전

시킨 것으로 전체 BOD의 30% 정도 제거.

2차 슬러지: 활성슬러지조를 통과하고 나온 슬러지 악취는 없음. 갈색, 부패하기 어

려우나 부패하면 검정색이 됨.

- 살수여상 슬러지: 솜털같은 슬러지. 갈색을 띠며 냄새는 나쁘지 않음

- 소화슬러지: 어두운 갈색으로 대량의 가스 함유. 완전소화된 슬러지는 냄새가 없

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고 타르모양의 형태.

- 기타: 스크린 여과물, Grit, Scum, 화학적 슬러지(인화합물, 탄산염, 수산화물 등

② 특성

- 비중: 약 1.0, 건조되면 1.4 - 2.1

- 고형물 농도

단위: ㎎/L 또는 %

용존고형물(105 C, 4시간 증발 후 남는 고형물, 콜로이드와 이온들 포함)과 부유고

형물(섬유상 여과막을 통과하지 않는 물질)

휘발성 고형물(600 C, 30분간 산화되는 것)과 잔류성 고형물

- 침전성

S.V.I.(Sludge volume index): 1L 눈금실린더 안에서 슬러지가 30분 동안 침전되는

양(mL)을 측정하여 MLSS와 비교한 값

3) 생물학적 폐수처리에 있어서의 슬러지 발생량

폐 슬러지의 생산량: WT = Px + Inv -Et

Px: 균체 생성량(kg/day)

Inv: 비휘발성 SS의 도입량(kg/day)

Et: 방류수의 SS량(kg/day)

4) 슬러지의 처리․처분 개요

하수슬러지의 처리형태: 생슬러지, 소화슬러지, 탈수슬러지, 콤포스트슬러지, 소각회,

용융슬래그

① 처리․처분 방법

목적: 감량화, 안정화, 무해화

기본적 처리방법: 농축, 탈수, 건조, 소각

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처리에 사용되는 단위조작: 별표 참조

② 재자원화

과거에는 금속류나 유가물질을 회수하고, 유해물질을 제거한 후 매립했으나최근에

는 안정화에 의해 고화처리 함으로써 제품화 및 건설재료에 이용

- 소각회

석회계 소각회: 응집제 염화제2철 10%, 보조응집제 소석회 40%

성토재, 매립제, 토양개량제에 쓰임

고분자계 소각회: 입자가 매우미세, Si성분 다량포함

타일, 블록, 암관의 원료, 특수성 포장제

- 용융슬래그

탈수슬러지나 소각회를 1300C -1500 C에서 용융시킨 것

중금속 등 유해물질을 다량 함유한 슬러지의 안정화처리

소각회에 의한 처리용량의 감소

건설재료 등으로서의 유효이용

5) 슬러지의 개량(conditioning)

슬러지의 안정화 및 탈수성 향상을 위한 조작

생물학적 개량, 화학적 개량 및 물리적 개량

① 생물학적 개량

혐기성 소화: 산소공급없이 메탄 발생

호기성 소화: 영양분 공급 없이 공기를 공금해주어 자기분해하도록 하는 것

② 화학적 개량

- 약품의 종류 및 투약량

<무기약품>

알루미늄염이나 철염(슬러지 양의 30-50%) 등과함께 진공탈수기나 가압탈수기 사용

과산화수소와 철이온(황산1철)에 의한 방법(penton 산화법)

유기물 중의 일부가 산화되어 겔 구조가 파괴됨으로써 물의 분리를 촉진시킴

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<고분자 유기응집제>

유기고분자 전해질(양이온성 응집제)을 사용하여 벨트프레스, 스큐류프레스, 원심탈

수 등과 조합하여 사용

③ 열처리

열을 가하고 무기약품으로 탈수하는 방법

열을 가하면 세포가 파괴되어 세포내 수분이 나옴

피산소성 열처리: 180-210 C, 20-30분 악취발생

친산소성 열처리; 145- 165C, 공기를 불어 넣어주면서 가열, 위 방법의 보완책

④ 슬러지의 세척

탈수공정을 방해하는 물질을 제거하기 위해 이용

세척수: 슬러지 = 2:1, 다단식 또는 역류식이 있음

소화슬러지를 세척하면 알카리성을 줄이고, 응집제를 줄일 수 있음.

6) 슬러지의 탈수

① 탈수의 목적

슬러지의 양 감소

부피감소로 인한 운반 및 처리비용 감소

운반 및 취급 용이

슬러지 소각 용이

침출수량 감소

② 슬러지 내부의 수분 존재

- 간극수

큰 고형입자간극에 존재하는 수분. 가장 큰 비중. 쉽게 처리가능

- 모관결합수

미세한 슬러지 입자 사이에 존재하는 수분. 모세관 표면장력의 합력과 역으로 작용

하는 힘(원심력, 진공압 등)을 작용시키면 분리가능

- 부착수

미세슬러지에 부착되어 있는 수분. 콜로이드 상으로 수분이 존재. 응집제로 분리가

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- 내부수

슬러지 내부의 수분. 예) 미생물 세포내 수분. 세포막을 파괴하여야 함. 고온가열,

냉동조작, 친산소분해 또는 피산소분해

③ 자연을 이용한 탈수방법

- 러지 건조상

운전비용이 적게 됨

특별한 기술 불필요

슬러지 성상에 크게 민간하지 않음

생성된 케이크에 수분이 그리 많지 않음

- 건조용 라군

라군에 슬러지를 주입하여 침전시킨 후 상등액을 다시 처리시설로 보내고, 슬러지

깊이를 0.7-1.4m로 하여 수분을 증발시켜 건조하는 방법

에너지 소요가 없고, 약품주입이 필요없음. 부지소요가 큼. 냄새, 지하수 오염 등 문

④ 기계적 탈수방법

- 진공탈수

로타리드럼형 진공여과 탈수기: 여과막이 드럼 밑에 밀착되어 함께 회전

belt 형, coil 형

- 가압탈수

필터프레스: 여과천이 덮혀 있는 슬러지를 공급시켜 가동

- 원심분리 탈수

basket 형, disk nozzle 형, soild bowl형이 있음

- Belt press

약품으로 개량된 슬러지가 belt press에 주입되면 중력으로 탈수되고, belt이동에 따

라 롤러사이의 압력으로 탈수됨

7) 슬러지의 화학적 안정화

① 석회 사용 안정화

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- 냄새제거

- 슬러지 탈수작용

② 염소사용 안정화

- 20,000mg/L 농도로 슬러지에 첨가하여 사용

③ 산소안정화

- 생물학적 안정화법

- 유기물의 안정화

④ 방사선조사(Irradiation)

- 병원성 미생물 사멸

- PCB 등 난분해성 물질의 파괴에 도움

8) 슬러지의 연소

일반적으로 슬러지의 고형분 함량이 많지 않으므로 슬러지의 연소로들은 보조연료

(중유나 폐유)를 필요로 함

① 슬러지 발열량 식

계산식: Dulong식

경험식: Pair 식

Shanon 식

Liao식: 슬러지의 VS와 발열량의 관계

② 수분증발에 소요되는 열량식

PQ = (100-P)W

Q = 슬러지 열량(Btu/L)

P = 슬러지내 고형물의 함량(%)

W = 수분증발에 소요되는 열량(Btu/L)

③ 개략적인 발열량

생슬러지: 2,000-4,000 kcal/kg고형물

탈수슬러지: 500-2,000kcal/kg 슬러지

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④ 유동층 소각로의 예

슬러지 함수율 55% 이하: 자연연소 가능

슬러지 함수율 60% : 연소공기를 30C로 예열

슬러지 함수율 70% : 슬러지 고형물 100kg 당 8kg의 보조연료 필요

⑤ 다단로(Multiple Hearth)

- 건조, 연소, fixed carbon 연소지역, 냉각지역으로 구분도미

- 상부에서 슬러지가 투입되어 중앙샤프트에 의해 부숴지며, 분산되면서 하단부로

내려감

- 가운데 층에서 연소

⑥ 유동층 소각로

9) 슬러지 매립