상하수도 127회 1교시 문제 12. 부상농축

답 1. 슬러지 농축 개요

1) 슬러지 농축의 목적

- 소화조와 탈수시설의 용량감소 및 운전비 경감

- 슬러지 개량 시 약품소요비 절감

- 탈수효율의 증대

2) 농축방식 설명

(1) 개요

- 1차 침전 슬러지 : 농축시설 없이 후속 소화조나 탈수시설로 이송

- 2차 침전 슬러지 : 부상식, 원심농축, 벨트농축 처리하여 인의 재용출 방지

(2) 중력식 농축

- 슬러지 입자와 물과의 비중차를 이용한 중력 침강법

- 장점 : 간단한 구조로 유지관리가 용이, 약품사용 없음

- 단점 : 악취문제, 소요면적이 크고 계절적 영향으로 안정적 운전 어려움

(3) 부상식 농축

- 슬러지의에 가압공기 주입, 슬러지의 비중을 물보다 작게 하여 고액분리 · 농축

- 장점 : 잉여슬러지(2차 침전지)에 적합, 고형물 회수율이 비교적 높음, 약품사용 없음

- 단점 : 동력비, 악취문제, 소요면적 크고 유지관리 어려움

(4) 원심농축

- 원심력을 슬러지에 적용시켜 인위적인 비중차이 유발하여 슬러지 농축

- 장점 : 소요면적 적음, 잉여슬러지에 효과적, 연속운전 가능, 고농도 농축 가능

- 단점 : 소요동력 높음, 약품투입량 많음

 

 

답 2. 부상농축

1) 부상분리법의 개요

- 부상분리법이란 미세한 기포를 발생시켜 이 기포를 슬러지에 부착, 슬러지의 비중을 1과 같게 하거나 1보다 작게 하여 부상시켜 제거하는 방법

- 폐수처리에서 부상분리는 주로 부유물질을 제거 및 생물학적 슬러지 농축 시 사용

2) 중력침강분리법에 대한 부상분리법의 장단점

① 장점

- 천천히 침전하는 작거나 가벼운 입자들을 단시간 내에 완전히 제거

- 표면부하율이 높고, 체류시간이 짧기 때문에 중력침전지에 비해 부지면적 및 건설비 적게 소요

- 유출수가 용존산소를 많이 함유하므로 냄새발생 적음

- 중력침전에 비해 부상슬러지 농도가 큼

② 단점

- 공기공급, 진공발생 등의 추가 기계가 소요되며, 동력비 및 유지관리비 고가

- 진공 부상지의 경우, 압력에 견딜 수 있는 기밀성 구조물 요구

- 운전관리가 비교적 어려우며, 중력침전에 비해 처리효율 떨어짐

 

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3) 부상분리법의 종류

① 단순 공기 부상법(Air flotation)

- 산기기나 기계식 포기장치에 의해 기포를 발생시켜 부상 제거

② 감압법 : 진공 부상법(Vacuum flotation)

- 상온에서 공기를 주입하여 포기한 후, 약간의 진공을 걸어 기포를 발생

③ 가압법 : 용존공기 부상분리(Dissolved air flotation)

- 대기압하에서 5 ~ 7기압 정도의 가압 후, 상압으로 낮추면 용존기체가 유리되어 기포 발생

 

 

4) 부상지의 설계 시 고려사항

① A/S 비

- 슬러지의 단위중량당 공급하는 공기의 중량비

- S : 고형물의 농도(mg/L), Sa : 공기의 용해도, f : 포화상태에서 공기의 실제 용해비(0.5), P : 압력, R/Q : 반송률

- 일반적으로 하수처리 시 잉여 슬러지의 A/S는 2 ~ 4 % 정도

- SVI가 200 이상되어 침전성이 불량할 경우 A/S비 증가

- A/S비가 높을수록 처리효율 증가, 어느 한도 이상에서는 동력증가 대비 처리효율 증가 낮음

② 부상슬러지 제거기와 침전슬러지 제거기를 모두 설치

- 유입슬러지 중에는 하수 중에 있던 모래나 고형물 등 무거운 물질들이 바닥으로 침전하므로 침전슬러지 제거기도 설치

③ 가압펌프의 토출압력은 2 ~ 5 kg/㎠의 범위가 되도록 선정

④ 공기포화조 : 압력, 부식에 견딜 수 있는 재료, 용량은 가압수의 체류시간이 2분 정도 되도록 함

⑤ 부상지는 원칙적으로 2조 이상 : 고장, 수리, 청소 등에 대비

 

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