[상하수도학]제 5장 정수장 시설(정수장 계획/착수정 및 응집시설)#1

 1. 정수장 계획

  (1)정수장 계획

   1)계획정수량

    ㉠기준수량: 계획 1일 최대급수량을 기준으로 정한다.

    ㉡여유수량: 작업용수, 잡용용수, 기타 손실수량을 고려하여 계획 1일 최대급수량의 5~10%를 추가한다. (원칙: 10%)

   2)정수장 입지계획시 고려사항

    ·시설 전체의 배치와 고저를 고려, 경제적이고 관리하기 좋은 위치이어야 한다.

    ·오염의 염려가 적은 위생적인 환경이어야 한다.

    ·재해를 받을 염려가 적고 배수하기 좋은 환경이어야 한다.(침수 재해)

    ·형상이 좋고 충분한 면적의 용지가 확보되어야 한다.

    ·유지관리상 유리한 위치이어야 한다.

    ·건설 및 장래에 확장하기에 유리한 곳이어야 한다.

 

  (2)정수처리의 개념

   1)정수처리 계통도

    ㉠완속여과의 경우

     ·취수-도수-착수정-보통 침전지-완속 여과지-염소 소독지-정수지-송수

    ㉡급속여과의 경우(일반적으로 많이 이용)

     ·취수-도수-착수정-혼화지-플록 형성지-약품 침전지-급속 여과지-염소 소독지-정수지-송수

    ㉢고도정수처리의 경우

     ·취수-도수-혼화지-플록 형성지-약품 침전지-급속 여과지-오존 처리-활성탄-염소 소독지-정수지-송수

   2)정수처리 대상물질

    ㉠부유물질(Suspended soilds): 직경 10mu(0.01mm)이하 부유물질로 탁도를 유발하며 침전, 여과 등으로 제거한다.

    ※입자 지름이 2mm 이하로 물에 용해되지 않는 물질

    ㉡용해성 물질(Dissolved Soilds): 이온, 콜로이드 등으로 탁도 및 색도를 유발하며, 약품친전 등을 통해 불용성물질로 전환시켜 제거한다.

    ㉢세균, 미생물: 병원성 미생물 등은 침전, 여과로도 일부 제거되지만 주로 소독으로 제거된다.

   3)정수방법의 선정

    ㉠침전(보통침전, 약품침전)

    ㉡여과(완속여과, 급속여과)

    ㉢소독(염소소독, 이산화염소독)

    ㉣고도처리(오존처리, 활성탄처리)-최근 도입

 2. 착수정 및 응집시설

  (1)착수정

   1)도수시설에서 유입되는 원수를 정수처리장에서 최초로 도입하는 공정의 시설로서 원수의 수위를 안정시키고 원수량을 조절한다.

 

  (2)응집

   1)응집원리

    ㉠원수의 현탁물질 중 0.01mm이하, 특히 콜로이드성 입자(10^-6~10^-4mm)는 비중이 물과 비슷하여 잘 가라앉지도 않고 표면에 떠오르지도 않아 매우 안정된 상태로 있다.

    ㉡또한 입자주위가 ‘-’전하를 띠고 있어 입자들끼리 서로 반발하므로 더욱 침전이 어려워 응집제를 주입, 전기적 중화에 의한 반발력을 감소시켜 입자들을 뭉치게 하여 침전시키는 것을 응집이라 한다.

   3)응집반응(2단계)

    ㉠혼화단계(급속교반단계, 응결단계): 응집제를 투입한 후 급속교반에 의한 탁질성분을 미세한 플록으로 응결시킨다.

    ※교반: 물리적 또는 화학적성질이 다른 2종 이상의 물질을 외부적인 기계 에너지를 사용하여 균일한 혼합상태로 만드는 일.

    ㉡플록형성단계(완속교반단계, 응집단계): 혼화단계에서 생성된 미세한 플록을 완속교반으로 한층 큰 입자의 플록으로 응집시킨다.

 

  (3)응집시설(응집지)

   1)혼화지(응결단계)

    ㉠혼화시간: 계획 정수량에 대하여 1~5분을 표준으로 한다.

   2)플록형성지(플록형성 단계)

    ㉠용량: 계획 정수량의 20~40분간을 체류할 수 있는 용량으로 한다.

 

  (4)응집제 및 응집보조제

   1)응집제

    ㉠황산알루미늄 (황산반토, 명반 Al_2(SO_4)_3·18H_2O)

     ·저렴, 무독성 때문에 대량첨가가 가능하고 대부분의 수질에 적합하다.

     ·결정(Al(OH)_3 덩어리)은 부식성, 자극성이 없어 취급이 쉽다.

     ·탁도, 색도, 세균, 조류 등 대부분의 현탁물 또는 부유물에 대해 제거효과가 있다.

     ·황상반토의 수용액은 강산성이므로 취급에 주의가 요망된다.

     ·철염에 비해 생성된 플록이 가볍고 적정 pH(pH 7부근)의 폭이 좁은 것이 단점이다.(pH=5.5~8.5)

    ㉡폴리염화알루미늄(PAC)

    ㉢알루민산나트륨

    ㉣염화제2철(FeCl_3), 황산제1철(FeSO_4·7H_2O), 황산제2철(Fe_2(SO_4)_3) 등이 있다.

   2)응집보조제

    ㉠한층 무겁고 신속히 침강하는 플록을 만들고 플록의 결합강도를 증가시키기 위해 사용되며 결국 응집제의 사용량을 절감할 수 있다,

    ㉡알긴산나트륨, 활성규산(Na_2SiO_4·7H_2O) 등이 있다.

 

  (5)Jar-Test(약품교반시험)

   1)플록생성이 빠르고 가장 응집상태가 좋은 최적의 응집제량이나 응집조건을 찾는 응집반응 실험을 말한다.

   2)응집반응에 영향을 미치는 인자

    ·pH, 알칼리도, 수온, 피응집성분의 종류 및 농도, 응집제 종류, 교반조건(속도경사)