[상하수도학]제 8장 하수처리장 시설(최종침전지와 활성슬러지법/활성슬러지법 설계공식)#2

 3. 최종침전지와 활성슬러지법

  (1)2차 처리시설

   1)폭기조

    ㉠폭기의 목적

     ·호기성 미생물의 생물화학적 반응에 필요한 산소를 공급한다.

     ·혼합액을 교반하여 액상으로 산소 이동을 촉진하고 오염물질과 활성슬러지와의 접촉기회를 증대시킨다.

     ·폭기조 내에 활성슬러지의 침전을 방지한다.

    ㉡폭기조의 종류

     ·산기식 폭기조: 공기를 물 속에 공급시키는 동시에 폭기조를 혼합시킨다.

     ·기계식 폭기조: 폭기조의 수면을 기계적으로 교반하여 폭기조 내의 혼합액과 대기 중의 공기를 접촉시켜 폭기조 내의 액체에 산소를 공급하고, 또한 선회류를 일으켜 폭기조를 혼합시킨다.

   2)최종 침전지(2차 침전지)

    ㉠폭기조로부터 유입된 하수중에서 활성슬러지를 침전시키고 상등액을 염소소독 시설 등으로 유출시켜 슬러지와 처리수를 분리하는 역할을 한다.

    ㉡최초침전지(1차 침전지)에서 제거되지 못한 잔존 BOD의 제거

    ㉢제원

     ·형상: 원형, 직사각형 또는 정사각형으로 한다.

     ·유효수심: 2.5~4.0m, 수면의 여유고는 40~60cm정도로 한다.

    ※1차 처리시설과 같다.

     ·침전시간: 보통 계획 1일 최대오수량에 대해 3~5시간으로 한다.

 

  (2)활성슬러지법(가장 널리 사용)

   1)활성슬러지법 개요

    ㉠폭기조(Aeration tank)로 유입되는 하수에 산소를 공급(호기성 조건)하면 이 조건에 적합한 호기성 미생물이 번식하여 이 미생물들과 용존 미립자들이 계면현상에 의해 뭉쳐져 플록(Floc)이 형성된다. 이 플록을 활성슬러지(Activated Sludge)플록이라 한다.

   2)활성슬러지법의 흐름도

 

   3)활성슬러지법의 특성

장점	단점
·설치면적이 작게 든다. ·처리수의 수질이 특히 우수하다. ·악취나 파리의 발생이 거의 없고, 2차 공해의 우려가 없다. ·BOD, SS의 제거율이 높다.	·유지관리비에 상당한 기술을 요한다. ·운전비가 많이 든다. ·수량, 수질 등에 영향을 받기 쉽다. ·슬러지 생산량이 많다. ·슬러지의 팽화(Bulking)현상이 발생할 우려가 있다. ※침전되지 않고, 부풀어 오르는 것.

 

 4. 활성슬러지법 설계공식

  (1)활성슬러지법 설계공식

   1)BOD 용적부하(kgBOD/m^3day)

    ㉠활성슬러지법의 설계나 유지관리의 기본적 지표로 이용된다.

    ※단위 고정

   2)BOD 슬러지부하 (kgBOD/kgMLSSday, F/M비)

    ㉠F/M 비(MLSS 대신에 MLVSS를 사용하기도 함)로 이용할 수 있다.

    ※단위 고정, 먹이(유기물)가 많다.=F/M비가 높다.

    ※MLSS(Mixed Liquor Suspended Soilds): 폭기조 내 혼합액의 평균 부유물 농도

   3)폭기시간(Aeration time)

   4)슬러지 일령과 고형물 체류시간(Soilds Retention Time: SRT, 출제 x)

    ㉠슬러지 일령(Sludge age)

     : 폭기조에 유입되는 고형물이 폭기가 되는 이론적 평균시간(day)

    ㉡고형물 체류시간(SRT)

     : 최종 침전지내에서 분리된 고형물은 일부는 폐기되고 일부는 다시 반송되어 슬러지는 폭기시간보다 긴 체류시간동안 폭기조내에 체류하게 되는데 이 기간을 의미한다.

   5)슬러지 용적지수(SVI)와 슬러지 밀도지수(SDI)

    ㉠SVI 및 SDI는 슬러지의 침강농축성을 나타내는 지표이다.

    ㉡폭기조 혼합액(MLSS) 1L를 30분간 침전시킨 후 1g의 MLSS 슬러지가 차지하는 부피(mL)를 SVI라 한다.

    ※마지막 계산 결과에 g당 mL인지만 계산하면 된다.

    ※SVI(Sludge Volume Index)

    ※SDI(Sludge Density Index)

    ㉣SVI=50~150이면 침전성이 양호, 200 이상이면 슬러지 팽화(Bulking)을 의미한다.

   6)슬러지 반송

    ㉠폭기조내의 MLSS농도를 일정하게 유지하기 위해서 침전슬러지의 일부를 다시 폭기조로 반송하는 것을 말한다.

    ㉡슬러지 반송률(r)

여기서, X: 폭기조내 MLSS농도(mg/L), X_r: 반송슬러지 SS농도(mg/L), SS: 유입수의 SS농도(mg/L)(고려하지 않을 경우에는 0)