[수질] 수질오염방지기술, 고도처리 공법 (고도정수처리)
Q. 상수의 고도처리 기술을 선정하는 조건과 거리가 가장 먼 것은?
∨① 오염물질 완전제거
② 기존처리 system 적용가능성
③ 처리과정 중 오염부산물이 생기지 않음
④ 원수 수질변동에서도 안정적 처리
Q. 다음 중 하․폐수 3차 처리를 하는 이유와 가장 거리가 먼 것은?
① 질소에 의한 산소소모(NOD) 방지
② 부영양화 현상방지
∨③ 부패균 감소
④ 염소살균시 효율저하 방지
Q. 도시하수 중의 질소제거를 위한 방법과 그에 대한 설명으로 알맞지 않는 것은?
① 탈기법：하수의 pH를 높여 하수 중 질소를 암모니아로 전화시킨 후 대기로 탈기시킴
② 파괴점 염소처리법：충분한 염소를 투입하여 수중의 질소를 염소와 결합한 형태로 공침제거 시킴
∨③ 이온교환수지법：NH4+이온에 대해 친화성 있는 이온교환수지를 사용하여 NH4+를 제거시킴.
④ 생물학적 처리법：미생물의 산화 및 환원반응에 의하여 질소를 제거시킴
Q. 다음 폐수처리공법 중 고도처리로 볼 수 없는 것은?
① 활성탄 흡착에 의한 난분해성 유기물의 제거
② 혐기, 호기법에 의한 영양물의 제거
∨③ 살수여상법에 의한 탄소계 유기물의 제거
④ 화학적 응결에 의한 인의 제거
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
Q. 폐수의 고도처리에 관한 다음의 기술 중 옳지 않은 것은?
① Cl⁻, SO4²⁻ 등 무기염류의 제거에는 전기투석법이 이용된다.
② 활성탄 흡착법에서 폐수중의 인산은 제거되지 않는다.
③ 모래 여과법은 고도처리 중 흡착법이나 전기투석법의 전처리로 이용된다.
∨④ 폐수중의 무기성 질소화합물은 철염에 의한 응집침전으로 완전히 제거된다.
Q. 폐수의 고도처리에 관한 설명 중 잘못된 것은?
① 응집침전법도 고도처리의 하나로 이용되고 있다.
② 고도처리법은 생물처리에서 제거되지 않는 성분을 더욱 제거하는 방법이다.
③ 모래여과법은 고도처리에서 흡착법이나 투석법의 전처리로서 중요하다.
∨④ 폐수중의 무기질소 화합물은 철염에 의한 응집침전으로 대부분 제거된다.
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.
● 고도 정수처리
- 고도처리 는 통상의 유기물제거를 주목적으로 하는 2차처리에서 얻어지는 처리수질 이상의 수질을 얻기 위하여 행해지는 처리이다.
- 전에는 3차처리 라는 용어가 사용되었는데 이는 활성슬러지법 등에 의한 2차처리를 행한 후 부가적으로 수행되는 처리를 의미하였지만, 근년에 들어서는 기술 개발에 의하여 단독 공정으로도 2차처리 이상의 수질을 얻을 수 있는 처리기술들이 많이 등장하였기 때문에 3 차처리 라는 용어 대신에 고도처리 라는 용어를 사용하게 되었다
- 기존 정수처리 방법에서 처리할 수 없는 물질을 제거할 목적으로 사용되는 처리시설
- 색도, 이취미물질, THMs, 암모니아성 질소, 중금속, 음이온계면활성제 등
1. 처리방식의 선정
(1) 질소, 인 동시 제거공정
(2) 질소제거공정
(3) 인제거공정
(4) 잔류 SS 및 잔류 용존유기물 제거공정
1. AOP (고급산화법)
- 오존/UV법
- 오존/H2O2법
- 오존/높은pH법
2. 배오존 설비
1) 활성탄 흡착분해법
2) 가열분해법
3) 촉매분해법
3. 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.
4. 막여과시설
1) 막의 열화
압력에 의한 creep 변형이나 손상 등 물리적 열화, 가수분해나 산화 등 화학적 열화, 미생물로 자화되는 생물열화 등 막 자체의 비가역적인 변질로 생기는 성능변화
2) 막의 파울링
- 막 자체가 변화되는 것이 아니라 외적 요인에 의해 막의 성능이 저하되는 것을 말한다
- 막의 세척으로 성능을 회복시킬 수 있다
3) 분리막 모듈의 형식
(1) 판형
- 평면상의 막을 여러 장 겹쳐서 조이는 형
- 구조가 간단하고 조립 되어 있어 분해하여 보수하기가 용이하다.
- 한외여과용에 주로 사용되고 대상 원액은 슬러지에서 고분 자용액까지 비교적 폭이 넓다.
- 원수 유로의 폭을 매우 좁게 하는 것으로 유속을 크게하여 막면에 겔층 이 부착하는 것을 방지한다.
- 물리적 세척은 불가능하고 약품세척을 실시한다
(2) 관형
- 원통형으로 만들어진 막을 같은 원통형의 통수성을 갖는 내 압지지체의 내측 또는 외측에 장착하고 있다.
- 내경은 10～20mm, 길이는 1.5～3m의 것이 많이 사용 되고 있다.
- 단관식과 복수로 구성된 다관식 모듈이 있다.
- 공급액의 유로폭이 크기 때문에 전처리는 조대 입자를 제거하는 것만으로 충분하다.
- 공급액의 유속을 크게하기 쉽고 막면에 스케일 부착이 적다.
- 세척이 용이하며 물리적 세척법을 적용할 수 있다.
- 약품세척도 수시로 병용한다.
- 막교환은 용이하지만 막면적당 장치용량이 크고 설비용적도 커진다.
- 통상 고유속으로 운전하기 때문에 여과량당 소비동력이 크다.
(3) 나선형
- 막, 막지지체, 스페이서, 투과액, 채수관 등으로 이루어진다.
- 평막 사이에 통수성 지지물질을 끼워 넣고 막의 외측면에는 망상의 스페이서를 겹치고 막의 세 변을 접착제로 봉하여 투과액 채수관을 중심으로 말아 넣은 것이다.
- 원수는 스페이서부에 들어가고 막을 통과한 액은 지지체부에서 투과액 채수관을 통과하여 배출된다.
- 나선형 모듈은 모듈당 막면적이 크고 투과속도도 빠르기 때문에 장치의 콤팩트화가 가능하다.
- 스페이서는 활류촉진효과를 갖고 있기 때문에 막으로의 공급량이 적어도 막면에서의 유속이 커지고 염분이 막표면 부근에 농축되어 염분제거율이 저하되는 농도분극현상을 방지할 수 있다.
- 유로단면이 작기 때문에 유로폐쇄를 방지하기 위한 전처리를 필요로 한다
(4) 중공사형
- 내면적 중의 한면 또는 외측면이 0.1～1μm정도의 활 성막면으로 되어 있는 중공사 여러 개를 하나의 모듈에 수납하고 있다.
- 다른 형식과는 달리 지지체를 사용하지 않고 자기지지구조로 되어 있기 때문에 막 자체에 어느 정도의 기계적 강도가 요구된다.
- 원수가 중공사의 외측과 내측에 공급되는 두 가지 형이 있다.
- 단위용적당 유효면적이 크고, 보다 낮은 압력으로 소정의 처리 능력을 달성할 수 있어 소비동력이 적다.
- 출구측에서 압입하는 역세척과 약품세척을 실시한다.
참고: 하수도시설기준(2011)