사업소개

사업소개 수질오염방지시설
수질오염방지시설

생물학적 처리시설

  • 생물학적 처리시설

원리

유입수 중에 함유된 탄소화합물인 유기물질을 세균(bacteria)이나 원생동물 (protozoa) 등의 미생물에 의하여 생물화학적으로 산화 및 환원하여 안정화시키는 처리공법이다. 즉, 폐수 중에 존재하는 유기물을 Bacteria, Protozoa, Algae 등에 의해서 분해 가능한 유기물 (BDCOD:bio-degradable chemical oxygen demand)이 호기성 혐기성임의성 상태에서 CO2, CH4, H2O, NH3 등으로 가스화시키고 미생물을 생장시켜 침전분리시킴으로써 제거 처리하게 된다.

활성오니법(Activated sludg process)

최종침전지로부터 유입폐수량의 20~50%에 상당하는 활성슬러지를 포기조(활성오니조)로 반송하여 유입폐수와 활성슬러지를 혼합한다. 그후 5시간 정도 포기하여 최종침전지에서 슬러지를 분리하여 상등수를 방류하는 것이다. 이 방법은 침전성이 좋은 활성슬러지가 얻어지고 또한 정상적인 기능이 기대될 수 있는 공법이다.
흡착 및 산화작용의 처리 등이 원활하고, 합리적으로 이루어져야 하는 등 고도의 운전기술을 필요로 하므로 비교적 대규모의 처리시설에 전문기술자가 상근하는 곳에 적당하다. 그러나 포기용 동력이 비교적 많이 들고 잉여오니의 생성량이 많다
1) 포기(Aeration)
포기는 공기와 물을 활발하게 접촉시키는 조작으로서 그 목적은 공기 중의 산소를 수중에 용해하거나 수중의 불필요한 가스 및 휘발성 물질을 방산하는 것이다. 즉 기체와 액체 사이의 물질이동을 촉진하는 조작으로 포기는 수처리 분야에서 흔히 사용되는 단위조작이지만, 그 중에서도 활성오니 처리공법을 할 경우, 포기의 기능은 말할 것도 없이 산소이동에 따른 산소의 흡수는 활성오니에 의한 유기성 물질의 산화, 슬러지의 증식 자기산화 등 생물화학적 반응을 진행시키는 것으로서 기본적인 조작이다. 또한 혼합 교반은 활성오니를 충분히 현탁시켜서 흡수된 산소와 활성오니를 효율이 좋게 접촉시키기 위해 필요하다
2) 관리조건
  1. pH : 최적 pH는 6~8정도이며, 과부하시는 약알칼리로 상승하고 부하가 감소되면 약산성이 된다.
  2. 온도: 활성오니의 활성도는 수온에 크게 영향을 받는데 최적온도는 20~30°C이지만 일반적으로 12~35°C로 유지하면 된다.
  3. 용존산소(DO) : DO는 1~2mg/l 이상이어야 하나 최소한 0.5mg/l 이하가 되어서는 아니 되며, 7~8mg/l가 되면 물벼룩 (Moina)이 출현해 방류수를 피빛으로 변색한다
  4. 포기량: 과포기시는 DO가 증가해 유기물이 미생물에 흡착되는데 이때 흡착보다 먼저 산화되어 Floc의 압밀성이 나빠지며, 부족시는 유기물에 미생물의 흡착에 비해 산화가 느려 Floc이 가벼워져 침전성이 나빠진다.
  5. 무기영양분 : 활성오니(미생물)가 신진대사를 하는데 일반적인 영양조건은 BOD:N: P=1005~15:1 정도가 좋다.
  6. MLSS (혼합액상부유고형물 : mixed liquor suspended solids): 활성오니조 내의 혼합 폐수 중 액상인 활성오니를 말하며, 적당한 MLSS를 유지하기 위해서는 반송오니와 폐슬러지의 양을 잘 조절해야 한다.
  7. 오니의 색깔: 원수 중에 착색물질이 없다면 대개 적색 및 황색을 띤 적갈색(일명 초코렛색)이다. 만일 흑갈색을 띄고 악취를 풍기면 혐기성 상태가 되어 활성도가 저하되고 침강성도 악화되며, 백색을 띄면 사상균이 발생된 것이다.

살수여상법(Trickling filter process)

1) 원리
여상에 하수를 살수하면 하수는 여재 표면으로 유하해서 여재에 형성되어 있는 생물막에 의해서 호기적으로 분해되어 처리된다. 이때 중요한 점은 하수가 여재를 지날 때 여재표면을 감싸서 흐르는 것이 가장 바람직한 상태가 된다.
2) 살수강도
여상면에 순간적으로 살수되는 하수량으로, 즉 1초에 여상에 살수되는 하수량을 그 여상면적으로 나누어서 그 비율로 24시간 연속해서 살수할 때의 하수량을 말한다.
3) BOD 부하
여재의 단위체적당 1일 BOD 부하로 나타낸다. 즉 여상에 살수되는 하수의 BOD화 살수량과의 곱을 여상깊이와 면적의 곱으로 나눈 값이다.
BOD부하는 2.2kg/m2? day를 넘지 않도록 한다.
4) 여재
재료로는 석영조면암, 안산암, 화강암 등과 같은 쇄석을 사용하나 이들은 비표면적이 적기 때문에 최근에는 플라스틱 여자가 많이 개발되고 있다.
5) 장점
  • 폭기에 동력이 필요없다.
  • 건설비와 유지비가 적다.
  • 운전이 간편하다.
  • 폐수의 수질이나 수량변동에 덜 민감하다.
  • 온도에 의한 영향이 적다.
  • bulking 문제가 없다.
  • 슬러지 반송이 필요없다.

산화지법(Oxidation pond process)

1) 구조
박테리아와 조류의 공생관계 이용
  • 구조
2) 설계시 고려할 사항
산소공급능력·혼합능력 / 유기물질 부하율 및 체류시간/산화지의 모양/운전온도
3) 산화지의 종류와 설계요소
  • 호기성 산화지
    산소는 바람에 의한 표면포기와 조류에 의한 광합성에 의하여 공급된다. 호기성 산화지는 전 수심에 거쳐 일정한 용존산소 농도를 유지하기 위해 주기적으로혼합시켜 주어야 한다.
  • 포기식 산화지
    임의성 산화지보다 높은 BOD 부하를 받아들이며, 악취문제가 적고 소요부지 또한 비교적 작은 편이다. 포기식 산화지 다음에는 임의성 산화지나 침전지를 설치하여 방류수 내의 SS함량을 줄이도록 한다.
  • 임의성 산화지
    가장 흔한 형태의 산화지로서 호기성 산화지나 포기식 산화지와는 달리 부유물질이 산화지 내에서 침전되어 혐기성 지역이 형성되도록 하며 혐기성 분해가 이루어지도록 설계된다. 따라서 수면과 대기의 접척부분은 호기성, 밑바닥은 혐기성이 되어 임의성 산화지가 형성된다.

혐기성 소화

1) 개요
혐기성 소화란 용존산소가 존재하지 않는 환경에서 유기물이 미생물에 의해 분해되는 과정으로 슬러지 중의 유기물은 미생물의 활동에 의하여 제거된다.
2) 목적
혐기성 미생물에 의한 슬러지 중의 유기물을 분해시켜 슬러지의 안정화, 슬러지량의 감소 및 멸균과 소화과정의 부산물인 메탄가스를 얻기 위하여 설치한다.
3) 소화온도
40°C이하를 중온소화대, 40°C이상을 고온소화대라 하는데 일반적으로 35° C정도로 소화일수 30일의 소화방식을 채용하고 있다.
4) pH의 영향
pH는 통상 7.2~7.4가 최적이며, 산생성균과 메탄생성균의 개체수가 평형을 유지하는 한 크게 변동하지 않는다. pH가 6.8이하일 때는 산생성균이 우세하고, 이와 같은 환경을 좋아하는 미생물은 탄산가스를 발생하며, 발포현상을 일으켜서 스컴의 발생 원인이 될 뿐만 아니라 불쾌한 악취를 발생하게 된다. pH가 높아지면 메탄생성균이 불활성화하고 pH가 상승함에 따라 이 경향은 더욱 더 현저해져서 pH 9에 달하면 소화는 정지한다.
5) 혐기성 소화과정
6) 혐기성 처리법의 장점
  • 유기물 농도가 높은 폐수에 유리하다.
  • 슬러지 발생량이 적다.
  • 소화 후 슬러지의 탈수성이 좋다.
  • 질소, 인 등의 영양염류의 요구량이 적다.
  • 포기장치가 불필요하다.
  • 부산물로 CH4를 회수할 수 있다.
  • 호기성 공종에 비하여 중금속 독성에 덜 민감하다.
  • 호기성 공종에 비하여 처리비용이 적게 든다.
  • 소화슬러지는 비료로서 가치가 있다.
  • 호기성 공정에서 제거하기 힘든 물질도 일부 제거된다.