상하수도기술사 128회 1교시 기출문제 11. 압출류형반응조(PFR)와 완전혼합반응조(CFSTR)

1. 개요

- 폐수처리에 사용되는 반응기의 주된 형태는 회분 반응기, 압출류형 반응조(PFR, 플러그 흐름 반응기), 완전혼합 반응조(CFSTR, 연속 흐름 교반탱크 반응기), 임의흐름 반응기, 충전층 반응기, 유동층 반응기 등

- 수력학적 특성에 의해 분류할 때 상기 앞의 4가지 반응기는 균일 반응을 위해 사용하며, 불균일 반응은 일반적으로 뒤의 2가지 반응기에서 진행

- 아주 긴 장방형 탱크는 실제에 있어서는 이상적 플러그 흐름 반응기로 가정

→ 탱크의 길이가 180m를 넘는 경우도 있으며, 탱크의 효율적 사용을 위해 탱크를 뱀모양으로 배치하는 것이 보통임

- 원형 및 장방형 탱크는 연속 흐름 교반 반응기로 봄

 

답 2. 기본 반응기 및 생물막 반응조의 종류, 배열형태, 용도

반응기의 종류	그림	설명 또는 응용
회분 반응기		반응기의 도입 및 배출 흐름 없음 액상 내용물은 완전 혼합 BOD 시험은 병으로 만든 회분 반응기에서 실시 SBR에 적용
압출류형 반응조 PFR - 플러그흐름반응기 - 관형 흐름 반응기		유체 입자는 도입 순서로 탱크를 거쳐 흘러서 배출 유체입자는 이론적 체류시간과 같은 시간동안 탱크 안에 체류 이러한 형태의 흐름은 길이 대 폭의 비가 큰 긴 탱크에서 볼 수 있으며, 길이방향에서의 분산은 최소이거나 없음
완전혼합반응조 CFSTR - 연속흐름교반탱크반응기		입자가 탱크 안에 도입되면 즉시 반응기 전체에서 분산되어 완전 혼합 입자는 통계적 모집단에 비례하여 반응기에서 배출 원형 또는 장방형 탱크에서 내용물을 균일하게 연속적으로 재분산 시 완전혼합 가능 일반적인 수처리 미생물 폭기조의 형태
임의 흐름 반응기		플러그 흐름과 완전 혼합 사이의 임의의 부분 혼합이 이루어지는 혼합
충전층 반응기 (생물막 반응조)		충전층 반응기 자갈, 슬랙, 도자기, 플라스틱 같은 충전매체를 채운 것 흐름 : 완전히 채움(혐기성 여상), 간헐적 공급(살수여상) 탈질여상에 적용 · 전형적인 후탈질 공정으로 3차 처리공정으로 분류 · 영양소 제거공정의 2차 처리수를 추가 처리할 수 있는 운전 유연성 · 일부 미처리된 질산성 질소의 추가처리나 처리수내 SS 제거 · 탈질과 여과공정을 혼합한 형태로 처리수의 재이용으로 사용 가능
유동층 반응기 (생물막 반응조)		유동층 반응기는 충전층 반응기와 비슷하나, 충전 매체가 유체의 상향 흐름에 의해 층 전체에 팽창 충전 공극율은 유량 조절하여 변화 가능 현수미생물막법에 적용 · 활성슬러지법의 변법으로, 인조섬유를 넥타이 모양으로 길게 연결하여 폭기조에 넣은 상태 → 벌킹 문제 없으며 유지관리 용이 · 오랜 시간 미생물이 섬유막에 붙어있어, 오래된 부분은 혐기성 → 악취 문제 발생

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