[수질] 수질오염방지기술, 고도처리공법[하수의 고도처리(화학적 고도처리]

Q. 물리화학적 방법을 이용하여 질소를 효과적으로 제거하는 공법이 아닌 것은?

∨① 금속염(Al, Fe)첨가법 

② 탈기법(Air Stripping)

③ 이온교환법 

④ Break Point 염소 제거법

 

Q. 다음의 물리화학적 처리방법 중 수중의 암모니아성 질소의 효과적 제거방법과 가장 거리가 먼 것은?

∨① alum주입 

② break point염소 주입법 

③ zeolite이용법 

④ 탈기법

 

Q. 하수내의 잔류인 제거를 위한 화학적 침전에 대한 설명이다. 이중 잘못된 것은?

① 수중의 인제거를 위해서는 우선 인을 부유물질로 만들어야 한다.

∨② pH 10이하에서 인은 잉여칼슘이온과 반응하여 하이드록실아파타이트 ( Ca10(PO4)6(OH)2 )를 형성한다.

③ 침전제로서 석회는 금속염보다 슬러지 양이 많고, 석회 저장과 취급에 문제가 있어 사용이 줄고 있다.

④ Al³⁺, Fe³⁺ 등 다가금속염은 난용성 인산염을 형성하므로 인의 침전제로 자주 이용되고 있다.

 

Q. 수생조류의 원형질의 주요 성분으로서 산화와 환원반응을 하지 않으며 칼슘등과 결합하여 비용해성 침전물을 형성하는 것은?

① 탄소 

② 질소 

∨③ 인 

④ 철

 

Q. 금속염을 첨가하여 인(P)을 제거할 때 장점이라고 볼 수 없는 것은?

① 금속염이 함유된 폐수처리 시 약품량을 줄일 수 있다. 

② 인 제거 조작이 아주 간단하고 명확하다.

∨③ 슬러지 탈수성이 개선된다. 

④ 최초 침전지에서 유기물 부하를 감소시킬 수 있다.

 

Q. 하수내의 인을 석회를 첨가하여 처리하는 내용으로 알맞지 않은 것은?

① 석회주입량은 인의 농도보다는 폐수의 알칼리도에 의해 변한다.

② 다른 인제거 공정에 비해 슬러지 발생량이 많다.

∨③ 금속염을 사용하여 발생한 슬러지보다 탈수하기 어렵다.

④ 겨울철 유지관리가 어렵다.

 

Q. 펜톤 산화처리방법에 관한 설명으로 가장 바르지 못한 것은?

① 최적 반응 pH는 3~4.5이다.

∨② pH 조정은 반응조에 펜톤 시약을 모두 첨가한 후 조절하는 것이 효율적이다.

③ 과산화수소수를 첨가함으로서 수산화철의 침전율을 향상시킬 수 있다.

④ 폐수의 COD는 감소하지만, BOD는 증가 할 수 있다.

⑤ 펜톤 산화처리 후 슬러지 발생량이 증가할 수 있다.

 

Q. 다음 중 펜톤산화에 대한 설명으로 틀린 것은?

① 철과 과산화수소를 이용하여 처리한다.

∨② 반응후, COD, BOD는 모두 감소한다.

③ 슬러지 생산량이 많은 것이 단점이다.

④ 펜톤시약의 효과는 pH 3~5 부근에서 가장 강력하다.

 

Q. 펜톤산화처리에 관한 설명 중 틀린 것은?

① 최적 반응 pH는 3 ~ 4.5이다.

∨② pH조정 후 반응조에 과산화수소수와 철염을 투입함으로서 산화효과 저해를 방지한다.

③ 염색폐수를 처리할 때 색이 없어졌다고 해서 완전처리된 것이 아니므로 주의해야 한다.

④ 폐수의 COD는 감소하지만 BOD는 증가할 수도 있다.

 

Q. 정수고도처리 시 사용되는 생물활성탄(BAC：Biological Activated Carbon)의 단점이라 볼 수 없는 것은?

∨① 활성탄의 사용기간이 단축된다.

② 활성탄이 서로 부착, 응집 수두손실이 증가한다.

③ 정상상태까지의 기간이 길다.

④ 활성탄에 병원균이 자랄 때 문제가 될 수 있다.

 

Q. BAC공법을 이용하여 고도정수 처리 시 장점이 아닌 것은?

① 오염물질에 따라 생물 분해, 흡착작용이 상호보완

② 미생물 성장에 좋지 않은 조건이라도 흡착이 주작용하여 서서히 분해

∨③ 분해 속도가 빠른 물질이나 적응 시간이 필요 없는 유기물 제거에 효과적

④ 활성탄 사용시간 연장 및 재생가능

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● 화학적 고도처리

1. 활성탄 흡착

흡착이란 흡착제(adsorbent)를 사용하여 용액으로부터 오염물을 제거하는 것으로서 흡착장치는 회분식(batch), 컬럼식(고정상과 역류이동) 또는 유동층 흡착조 등이 있으며 하수처리에서 사용되는 활성탄은 과립 형태의 입상활성탄을 일반적으로 사용하고 있다.

하수도시설기준(2011)

▶ 활성탄 흡착제
- 분자량이 클수록
- 불포화유기물이 존재할수록
- 방향족 고리수가 많을수록
- 용해도가 낮은 물질일수록 흡착이 잘된다

▶ Freundlich 등온흡착식
- 흡착제의 단위질량당 흡착되는 물질의 질량을 정의하는데 사용

- 보통 하수처리를 위하여 필요한 활성탄 양은 Freundlich의 식을 주로 이용하고 있다

위의 식은 log그래프상에서 x/m을 y측에, C를 x축에 놓았을 때 직선으로 나타남을 알 수 있다. 이 직선의 기울기(1/n)로부터 n값을 구할 수 있고, K값은 절편으로부터 구한다

- x/m = kC^(1/n) 으로 나타낼 수 있고 x/m은 흡착제의 단위질량당 흡착되는 물질의 양, k와 n은 실험으로 얻어지는 상수, C는 흡착되는 물질의 용액 중 평형농도를 나타낸다
- 어떤 물질을 흡착공정에 의해 제거하려 할 때 필요한 흡착제의 양을 산정하는데 도움이 된다

 

▶ Langmuir 흡착등온선

x : 흡착된 용질의 양

m : 흡착제(활성탄)의 양

X : 흡착제 단위 질량당 흡착된 용질의 질량

C : 용질의 평형농도

a, b : 상수

 

2. 화학적 인 제거 

1) 응집제 첨가

2) 하수 내 P을 칼슘이온과 첨가하여 침전제거하는 공법(정석탈인법)

 

3. 이온교환

 

4. 산화

1)  Fe / H2O2 법 (펜톤산화)

- 펜톤 시약으로 발생되는 OH라디칼의 산화력으로 유기물을 분해하는 공정

- 최적 반응 pH는 3~4.5이다.

- 과산화수소수를 첨가함으로서 수산화철의 침전율을 향상시킬 수 있다.

- 폐수의 COD는 감소하지만, BOD는 증가 할 수 있다.

- 펜톤 산화처리 후 슬러지 발생량이 증가할 수 있다.

- 염색폐수를 처리할 때 색이 없어졌다고 해서 완전처리된 것이 아니므로 주의해야 한다.

- 슬러지 생산량이 많은 것이 단점이다.

 

2) 파괴점 염소주입법  

 

출처: 하수도시설기준(2011)