[폐기물] 분뇨

1. 분뇨 처리공정 

 

(1) 분뇨는 유입 원수 내에 토사, 씨앗류 등의 협잡물을 많이 포함하고 있어 원활한 수처리를 위해서는 적절하고 충분한 전처리가 이뤄져야 한다.
(2) 전처리를 거친 분뇨는 주처리 공정인 생물반응조로 유입되어 다양한 생물학적 처리공법에 의해 처리되어진다.
(3) 분뇨를 단독처리 후 방류시키는 처리시설에서는 방류수기준을 부합시킬 수 있는 후단처리시설의 설치를 검토하여야 한다.
(4) 분뇨의 특성을 고려한 냄새와 설비운영에 따른 소음 및 진동에 대한 대책이 관련규정에 따라 수립되어야 한다.

2. 기계시설

1) 펌프장시설 

펌프형식으로는 전처리, 2차처리, 슬러지처리용으로 구분할 수 있으며, 처리장 동선에 가장 적합하고 효율이 우수하며, 내부식성 등을 고려한 다각적인 검토가 필요하다.

 

(1) 펌프구경 

D：펌프구경(㎜), Q：토출량, V：유속 (1～1.5m/sec)

 

(2) 양정 

- 실양정(Ha)
- 손실양정(Hf)

 

(3) 전양정 = 손실양정 + 실양정
이송유체가 분뇨임을 감안 배관손실 여유를 3배 고려한다.

 

(4) 전동기 동력(P)

3. 주 처리시설 

 

1) 혐기성 처리시설

전처리설비에서 공급되는 분뇨를 혐기성균으로 소화시키는 것으로 혐기성소화공정이라 칭하며, 처리액은 후속적으로 생물학적 또는 화학적 2차 처리를 필요로 한다.

 

① 혐기성소화조의 구조는 PC콘크리트, 철근콘크리트조 등 수밀하고 기밀한 것으로 한다. 특히 발생가스에 의해 부식을 받기 쉬운 부분은 철근의 피복을 두껍게 함은 물론 적절한 방식 라이닝을 하는 등 방식구조로 해야 한다.

② 혐기성소화조의 액면과 상부 슬라브의 간격은 가스압의 균일화, 발생 가스의 유효이용, 교반에 의한 발포, 스컴에 의한 가스인출관의 폐쇄방지 등을 고려하여 여유 있는 구조로 하여야 한다.

③ 혐기성소화조의 측면에는 청소를 위한 수밀 맨홀을 설치함이 바람직하다.

④ 소화단수는 2단을 표준으로 한다.

⑤ 제1단의 소화온도는 37±2℃ 로 한다.

⑥ 소화일수는 20∼30일로 하고, 투입 분뇨 등의 성상에 따라 결정한다. 단 제1단의 소화일수는 15일 이상으로 한다.

⑦ 혐기성소화조의 용량은 계획처리량에 소화일수를 곱한 것으로 한다.

⑧ 분뇨의 투입관, 슬러지 배출관 및 탈리액 배출관 등의 배관내경은 100mm 이상으로 한다.

 

⑨ 일반적으로 혐기성 소화의 처리효율은 BOD 기준으로 80% 내외이며, 단독처리 방류시설의 경우 방류수기준 충족을 위해 추가적인 생물학적 또는 화학적 공정에 의한 처리가 요구된다.

 

2) 호기성 처리시설 

전처리 설비에서 공급되는 분뇨를 호기성균에 의해 처리하는 공정을 말하며 호기성 소화 또는 호기성 산화라 칭한다. 1단계 호기성 처리 후에 후속적으로 생물학적, 화학적, 물리학적 처리시설의 추가가 요구된다.

 

① 호기성 소화조의 평면형상은 장방형 또는 정방형으로써 그 구조는 철근콘크리트조 등의 수밀한 것이어야 하고, 2개조 이상이 표준이다. 밀폐구조인 경우에는 포기조 내에서 발생한 가스배출구의 점검 및 보수용 맨홀을 설치하여야 한다. 또한 포기조의 유효수심은 3.5∼5.0m로 하고, 여유고는 80cm이상으로 한다.

② 호기성소화법으로 분뇨를 무희석으로 처리하면 생물반응열에 의하여 액온이 상승하고, 여름철에는 40℃를 넘는 경우도 있다. 이와 같이 고온이 되면 미생물의 활동은 오히려 저하하므로 반응조 온도의 상한치는 38℃로 한다. 특히, 영양물질 제거를 목적으로 하는 경우, 질산화 미생물은 고온에 더 민감하게 반응하므로 여름철에는 냉각수의 사용을 검토할 필요가 있다. 무희석 처리에서 반응조 온도는 동절기에도 생물처리에 부적합한 15℃ 이하의 온도가 되는 경우가 거의 없으므로 소화조의 가온설비에 대한 고려는 특별히 필요가 없다.

③ 호기성소화조의 소화일수는 15일 이상을 표준으로 한다.

④ 반송슬러지량은 계획처리량에 대하여 호기성소화조에 있어 소정의 MLSS농도를 유지하기 위하여 필요한 양이어야 한다. 즉 호기성소화조 유입량에 대하여 30%를 표준으로 하고 최대 50%를 넘지않아야 한다. 이때 소화조의 MLSS농도를 분뇨 단독처리인 경우 20,000mg/l 내외, 개인하수처리 시설 찌꺼기 단독처리인 경우 15,000mg/l 내외, 혼합처리인 경우에는 15,000～20,000mg/l로 한다.

⑤ 소화조의 BOD-MLSS부하는 개인하수처리시설 찌꺼기 단독처리인 경우 0.03정도이고 분뇨 단독처리인 경우 0.06정도로써 전반적으로는 0.03～0.07kgB0D/kgMLSS․일의 범위로 한다. 또한 BOD 용적부하는 개인하수처리시설 찌꺼기 단독처리인 경우 0.4정도이고 분뇨단독 처리인 경우 0.6정도이므로 전반적으로 0.6kgBOD/m3․일 이하를 표준으로 한다.

⑥ 일반적으로 호기성소화에 의한 처리효율은 BOD 기준으로 90% 내외로 알려지고 있으며, 단독처리 방류 공정의 경우 방류수 기준 충족을 위해 추가적인 생물학적, 물리․ 화학적인 시설의 추가가 요구된다.

 

3) 생물학적 질소제거 처리시설 

- 협잡물을 제거한 분뇨를 직접 생물학적 질산화 - 탈질소화법으로 처리하여 BOD와 질소를 동시에 제거하는 방식이다.

- 자연계에 널리 서식하는 미생물 중에 질산화균 및 탈질균을 이용하여 분뇨중의 질소화합물을 최종적으로 질소가스로 전환하는 기술이다