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스크린조(Screen Tank)
- 정의
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유입수 중에 함유된 비교적 큰 부유고형물을 배수관로에서 제거하기 위하여 스크린에 유입시켜 스크린의
유효간격(SLIT)보다 큰 부유물질을 스크린망 및 본(BAR) 위에 남게해서 제거한다.
- 목적
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폐수 중에 함유된 고형물질의 양을 줄이고 화학약품에 의한 화학적 처리시 부하량을 감소시킬 뿐만 아니라
스크린이 없으면 협작물의 크고 작은 것이 폐수처리장으로 유입되어 스크래퍼(Scraper), 밸브(Valve)에
고장을 일으키거나 이송펌프의 날개(Impeller)가 손상되는 것을 방지하고, 배수관로(Pipeline)가 막히는
일이 없도록 예방하기 위해서다.
- 설계
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집수조(균등조=유량조정조) 및 침사조의 유입부에 대개 망목(SLIT:유효간격) 5mm 조(粗)스크린(Auto bar
screen 포함)과 2mm 세(細)스크린을 설비한 후 안전수로를 설치하여 Gate로서 조절하며, 재질은 철근
콘크리트 폐수 70㎥/day를 처리할 경우 스크린 설치부의 유속은 평균 0.6m/sec 정도, 최대 2m/sec 이하로
유지하며, 설치 경사각은 수평 70%정도이고, 수로의 소요 단면적은 1.4㎡, 수심 0.7m, 폭 1m, 길이 2m
정도로 한다. 특히, 스크린조 이후에 침사조가 있을 때는 수평면과 45~60 °로 경사지게 하고 스크린을
통한 유속은 0.75m/sec로 한다.
- 집수조(Storage Tank)
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각종 공정의 배출시설에서 배출된 유입수를 완전하게 처리하기 위해서 모아두는 곳이다. 이외에 집수조를
모아두는데 의의보다 본처리의 효율증대를 오염물질 부하를 일정하게 유지하는 탱크라고 해서 균등조
(Equalization Tank)라 했고, 수처리 시 방지시설의 충격부하와 정상가동을 위해 폐수발생량을
조절하는 Tank라 해서 유량조정조 또는 제거하려는 농축조의 분리액, 탈수기의 여액, 역세수를 회수
처리하여 혼화조(Mixing Tank)라고 하기도 한다.
침사지(Grit Chamber)
- 개요
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직경 0.2mm 정도의 무기성 부유고형물질, 모래, 자갈 등의 비중이 2.65 이상인 물질을 침사물이라고
말하며, 이것들이 유입수에 섞여 그대로 집수균등조에 유입되면 밑바닥에 쌓이거나 산기관을 막히게 하고
처리할 유효용적을 감소시키며 다음 공정에 이송 시 펌프의 날개를 손상시킬 염려가 있으므로 이를 사전에
분리하는데 그 목적이 있다. 한편 수처리시는 유입수 특성에 따라 침사물이 함유되지 않을 경우는 생략해도
무방하다.
- 특징
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침사지는 토사(吐砂)와 같은 무기물질만을 분리하면 좋겠으나 실제는 제거하려는 모래 등 침사물과 함께
침강속도가 큰 유기성 입자가 침전되어 악취가 발생되는데 이 경우는 가라앉은 모래를 세척해 유기물을
분리시켜 다시 균등조로 유입시켜야 한다. 최근에는 이를 방지하기 위해서 침사지 밑바닥에 설계할 때부터
산기장치를 설비해 공기를 주입시키는 포기식 침사지가 개발되어 예비포기도 해 호기성을 유지하는데도
효과가 있다.
- 침사지의 종류
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부상조(Flotation Tank)
- 목적
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보다 가벼운 물질을 수표면에 떠오르게 하여 부상된 슬러지를 스컴(Scum)이라 하며, 이에 부상 분리된
현탁액 제거 뿐만 아니라 오염물질의 산화처리, 미생물을 이용한 생물학적 처리를 위한 용존산소(DO)공급,
폐수 중의 기체 및 휘발성 물질도 제거, 교반 효과로 폐수의 균등화를 유지시켜 줄 수도 있다.
- 원리
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어떤 고체입자에 기포가 부착되면 겉보기 밀도가 작아져서 같이 떠오르게 되며, 이 때 공기기포가 고체
입자에 부착되려면 고체, 액체, 기체인 3상(Three phase)이 공존하는 계면성질이 적당해야 한다.
공기는 물속 상온에서 강제 주입시 5~7% 정도가 용해하나 그 용해도는 헨리법칙(Henrys Law)에 따라
압력에 비례하고, 온도에 반비례한다. 따라서 일정한 온도에서 가압하면 공기를 용해시켰다가 상압으로
감압 시키면 사이더(Cider) 원리처럼 그 용해도 차만큼 공기가 기포를 형성하면서 상향식으로 위치하게
되면 떠오르게 된다. 이 원리를 이용해 기계적 방법으로 가압시켰기 때문에 가압부상법이라 하며,
이 방법은 수량,수온의 영향을 적게 받으며, 체류시간이 20~40분 정도로 짧고 부닐탱크 규모가 작고
설치면적이 적게 소요되나 가압 시 동력이 소요된다.
- 설계조건
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① 표면적 부하율은 3~8㎥/㎡.hr정도로 하고, 고형물 부하는 5~10㎏-DS/㎥.hr정도로 한다.
② 부상조의 체류시간은 20~30분, 가압조의 체류시간은 1~2분으로 한다.
③ 기포상승속도는 25~125㎜/min, 부상속도는 6~16㎝/min으로 한다.
④ 재질은 SS400 4T, 6T, 9T에 Epoxy Coating해 부식을 방지해야 한다.
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침전조(Sedimentation Tank)
- 정의
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유입수 중에 함유된 침전 가능한 고형물의 비중이 물의 비중 1보다 클 경우 즉, 침강력이 액체에 대한
마찰항력보다 클 경우 부유고형물이 중력에 의해 저변으로 가라앉는 현상을 침전(Sedimentation)이라
한다. 이 원리를 이용해 폐수 중 고액분리가 이루어지는 장치를 침전조(Clarifier)라 하고 저변에 가라앉은
고형물을 슬러지(Sludge:오니)라 하며, 비중차에 의해 상부에 위치한 폐수를 상징수(上澄水)라 칭한다.
침전은 기본적으로 침강속도보다 유출속도가 클 경우에만 진행되며, 작게되면 부상되고 같으면 용해된다.
- 목적
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침전조내에 폐수를 정치(靜置)해 두면 현탁한 고형물의 일부가 플록(Floc)이 되어 중력에 의하여 자연침강
되어 고액분리 됨으로써 다음공정의 오염농도를 저하시키는데 그 목적이 있다. 이때 침강속도는 부유
고형물의 입자형태 등에 따라 약간씩 차이가 있으나 대체로 입자의 크기에 따라 제일 많이 영향을 받으며
그 외에 비중, 농도, 수온, 체류시간, 유효깊이, 수표면상의 풍향, 유속 등으로부터 영향을 받는다.
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탈수기
- 슬러지(Sludge)의 정의
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유입수 중의 부유고형물질의 부상 및 침전에 따라 액체에서 분리된 고형물질을 슬러지라 말하며,
가압부상 및 침전지 고형물질이 떠오른 부상물을 스컴(Scum)이라고 한다.
특히, 생물학적 처리공법에 의한 침전조의 슬러지를 잉여슬러지라 하며, 함수율 99~99.5% 정도이다.
이들 슬러지의 용량(Volume)을 감소시키기 위하여 중력침전에 의해 농축을 행하며, 활성오니공법에서
활성오니조의 MLSS를 BOD 오니부하(F/M) 조건에 따라 우전 시 일정하게 유지하기 위하여 침전조에
침전된 슬러지를 활성오니조에 반송한 오니를 반송오니라 한다.
- 탈수의 정의
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농축된 슬러지는 97~99%로 함수율이 높고 슬러지량도 많아 처분하는데 불편함으로 슬러지 중에 함유된
수불을 기계적 힘 등에 의해 강제로 탈리(Separation) 시키는 조작을 탈수(Dehydration)라 말하며,
목적에 따라 탈수기술은 건조상을 이용한 자연탈수, 압력을 가한 인공탈수가 있는데 탈수기의 종류는
Filter Press, Decanter, Vacuum Filter, Double Belt Press 등이 있다.
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