상하수도기술사 115회 3교시 기출문제 3. 수도권에 소재한 공공하수처리시설(용량 = 250000m3 /day)은 인근의 산업단지에서 발생하는 산업폐수(유량 = 30000m3 /day)를 연계 처리하고 있다. 고농도 질소..

답 1. 산업폐수의 물리, 화학적 질소 처리 개요

- 질소처리에 있어 물리, 화학적 처리공정은 도시하수의 처리에서는 특별한 경우를 제외하고 사용되지 않으며, 특히 소형 시설에서는 더욱 사용되지 않음

- 산업폐수의 양이 원 하수처리량에 약 1/10 정도에 해당하므로, 연계처리를 포함한 전체 하수를 처리하는 것 보다는 연계처리하는 산업폐수만을 별도로 물리, 화학적 방법을 통해 질소제거하는 방안 고려

- 물리, 화학적 처리공정을 이용할 경우, 우선 수중의 유 · 무기물이 첨가되는 무기이온과 반응하고 이러한 반응이 pH에 영향을 줄 수 있다는 것을 인식해야 하며, 이는 가끔 예상치 못한 부가반응 등을 일으킬 수 있음

- 질소제거 공정에서 물리, 화학적 이온 제거기술에 관련된 것은 주로 암모늄(NH4+-N)이온과 암모니아(NH3-N)이며 질산성, 아질산성 질소 및 유기질소는 해당되지 않음

[상하수도기술사 기출문제, 산업폐수 질소제거]

답 2. 물리, 화학적 질소제거 방법

1) 암모니아 탈기 : Ammonia stripping, NH3-N

- 암모니아 탈기는 질소, 인 제거기술에서 인의 제거를 위한 lime 첨가에서 비롯

- 인의 침전을 위한 lime의 첨가는 수 중의 pH를 높이게 되고, 수 중의 암모늄 이온을 암모니아 형태로 전환 → 이는 수 중에 용해된 기체의 형태를 의미하며 공기의 폭기를 통해 대기 중으로 방출 가능

- pH가 10.5 ~ 11.5로 높일 경우 수 중 암모늄 이온과 암모니아 비율은 2 : 8 정도가 되며, 이 비율은 Henry’s Law 상수에 따름 → 탈기가 진행되면 탈기된 암모니아의 비율만큼 암모늄 이온은 다시 암모니아로 전환

2) 이온교환 : Ion Exchange, NH4+-N

- 천연 · 합성수지로 만들어진 이온교환 수지를 컬럼에 충진하고 제거하고자 하는 특정이온이 포함된 원수를 Column/Bed를 통과시켜 수지에 부착된 기존이온을 특정이온으로 교환하는것

→ 이온교환수지 내의 특정이온이 파과점에 도달할 때까지 반응 지속

[상하수도기술사 기출문제, 산업폐수 질소제거]

3) 파과점 염소주입 : Breakpoint chlorination, NH4+-N

- 질소제거를 위한 파과점 염소주입은 정수처리에서 유래되었으며, 이는 잔류염소에 의한 소독력의 유지를 위한 목적에서 비롯

- 염소가 수중에 유입되면 쉽게 산화되는 유 · 뮤기물과 결합하여 염소를 소모하며, 이 후 염소는 암모니아와 계속 반응하여 클로라민 형성 → 계속 염소 주입 시 클로라민 산화되며 유리 잔류염소가 수 중에서 증가(파과점)

- 이러한 반응은 수중의 알칼리도를 소모하며 처리수의 용존물질 함량을 증가시킴

4) 역삼투 : Reverse Osmosis

- 용존물질 제거의 대표적 기술

- 제거율 : 암모늄 95%, 질산성 질소 55%로 질산성 질소의 경우 활성탄 흡착, 파과점 염소주입 등 다른 기술에 비해 제거율 낮음. 따라서 총질소 제거에 있어 다소 불리한 경우 有

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[상하수도기술사 기출문제, 산업폐수 질소제거]

 

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