[수질환경기사] 필수 환경 용어

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1. 필수 환경용어

가. pH(potential of hydrogen) : 수소이온농도
◦ 액체의 수소이온 농도를 나타내는 기호로써 액체 1ℓ중의 수소이온
그램수의 역수의 상용대수로 표기하며
1

pH=  log10--------
                    [H+]
1기압, 25oC의 순수한 물 1ℓ중의 수소이온이 10-7그램 이온을 포함 하고 있기 때문에 pH7을 중성이라 하고 7이상이 알칼리성, 7이하가 산성이 된다.

나. BOD(Biochemical Oxygen Demand) : 생물화학적 산소요구량
◦ 수중에 포함되어 있는 유기물이 미생물에 의해서 호기성분해될 때 필요로 하는 산소량을 mg/ℓ(ppm)단위로 나타낸 것으로 유기물의 양을 간접적으로 나타내는 지표이며, 수치가 높을수록 오염물질 함유량이 많은 것을 나타낸다.

 

다. COD(Chemical Oxygen Demand) : 화학적 산소요구량
◦ 수중에 포함되어 있는 유기물이 화학적으로 산화분해 될 때 소비되는 산소량을 mg/ℓ(ppm)단위로 나타낸 것으로 수질오염을 나타내는 지표이며, 수치가 높을수록 오염도가 높은 것을 나타낸다.

라. SS(Suspended Solid) : 부유물질
◦ 물속에 있는 입자 지름 2mm이하의 유기물이나 무기물을 포함하는 고형물질의 총칭으로 mg/ℓ(ppm)단위로 나타낸다.

마. DO(Dissolved Oxygen) : 용존 산소
◦ 산소에 대한 미생물의 반응은 매우 다양해서 활성슬러지법의 중요한 제어 인자중 하나이다. 일반적으로 호기성 미생물처리시설에서는 호기성 외에 통기성 미생물 등 많은 미생물이 서식하고 있으며, 활성슬러지 처리시설을 효율적으로 운전하기 위해서는 DO농도를 2∼3㎎/ℓ정도로 유지해야 하며, 이것은 미생물 증식에 필요한 산소공급외에 폭기조내 적절한 교반 및 생물 대사과정에서 발생된 Gas상 물질의 탈기 등에 이용 된다.
- 만약, 폭기조내의 MLSS농도가 높은 경우에는 확산저항 때문에 산소이용의 단위속도가 감소하므로 DO공급량도 평소보다 증가시켜야 한다.
그러나 너무 과도한 DO의 공급은 공기의 전단력에 의해 Floc의 파괴 및 침강성을 악화시켜 최종 처리수를 혼탁하게 하는 원인이 되므로 주의해야 한다.
- 산소의 용해도는 수온, 기압 및 오수중의 염분농도 등에 영향을 받아 수온이 높아지는 하절기에는 총괄 산소이전 계수는 커져서 빨리 분산되나 용존 효율은 저하하며, 수온이 내려가는 동절기에는 DO 확산속도는 느리나 용존 효율은 상승한다.
- 일반적으로 DO농도가 5∼7㎎/ℓ정도로 높게 유지하면 질산화 작용이
진행되어 최종침전조에서 슬러지의 부상현상이 일어나는 원인이 되기도 한다.

바. MLSS(Mixed Liquor Suspended Solids)
◦ 생물학적처리에서는 유기물을 각종 미생물로 처리하므로 정화에 관계되는 미생물의 농도는 조작 조건 중 가장 중요한 것이다.
- BOD부하가 증대하면 미분해 유기물이 잔존하고 BOD제거율은 저하한다. 특히, 낮은 수온 하에서는 BOD부하를 될 수 있으면 낮게 하는 것이 바람직하다.

 

사. MLVSS(Mixed Liquer Volatile Suspended Solids)
◦ MLSS중 유기물질의 평균 부유물 농도를 나타낸다.
◦ 폭기조내의 혼합액에는 무기물질도 포함되어 있으므로 부유물의 미생물 농도로 엄밀하게 나타날 때 사용된다.
◦ MLSS중의 휘발성 부유물질(600oC, 30분 가열)이 MLVSS에 해당하는 것으로 실제 활성슬러지 미생물의 농도를 표시한다.

아.SV30(Sludge Volume) : 30분간 침전슬러지양
◦ 폭기조의 혼합액을 500∼1,000㎖ 메스실린더에 채취해 30분간 정치하고 침전시켜 슬러지의 침전량을 %로 나타낸 것으로 활성슬러지의 침전성과 슬러지 조정의 시기, 슬러지 인발량을 판단하는 지표가 된다.

자.SVI(Sludge Volume Index) : 오니용량지표
◦ 활성슬러지의 침전특성을 나타낸 것으로 최종침전조에서의 슬러지 침강분리 적․부 판정 등 슬러지 농도의 적절한 유지관리에 중요한 지표로 활용된다.
                1.0ℓ혼합액의 SV30(%)×104

SVI =    -----------------------
                  MLSS(mg/ℓ)
◦ 즉, 폭기조 내 혼합액을 30분 정치 후 1g의 활성슬러지 부유물(MLSS)이 차지하는 부피를 % 또는 ㎖로 나타낸 값이다.
◦ SVI(Sludge Volume Index)는 30분 동안 침강한 후 1g의 활성슬러지가 차지하는 부피를 % 또는 ㎖로 나타낸 값으로 대개 SVI는 50∼150 정도에서 침강성이 양호하며 SVI 200이상이면 Sludge Bulking이 일어난다.

차. 반송슬러지
◦ 활성슬러지법에 있어서 최종침전조에서 침강한 활성슬러지를 인발하여 폭기조로 다시 보내는 것을 반송이라 하며 반송되는 슬러지를 반송슬러지라 한다.
◦ 폭기조의 MLSS농도를 적절히 유지하려면 반송이 필요하게 되고 반송 슬러지의 양은 폭기조 운전상태(SVI, MLSS등)에 의해 결정되며 계획 오수량에 대한 반송슬러지 용량을 백분율(%)로 나타낸 것을 반송비라고 한다.

 

카. 잉여슬러지
◦ 최종침전조에서 침전에 의해 발생된 슬러지 중 재이용되는 반송슬러지를 뺀 나머지를 말하며 제거하여 슬러지 처리(농축탈수)를 실시하게 된다.
◦ 잉여슬러지는 매일 연속적으로 제거하여 주는 것이 바람직하며 배출량이 너무 적을 경우에는 주기적으로 행한다.

타. SRT(Solid Retention Time) : 오니체류시간(단위 : 일)
◦ 활성슬러지법에서 폭기조와 최종침전조내에 체류하는 슬러지가 처리시설 밖으로 배제될 때까지의 슬러지 체류시간을 의미한다.
SRT =MLSS(mg/l)×폭기조 유효용적[반송슬러지농도(mg/l)×폐슬러지량(m3/d)+{유입수량(m3/d)-폐슬러지량(m3/d)-폐슬러지량(m3/d)}x유출수 SS농도(m3/d)]

파.F/M 비(Food to Microorganism) : 유기물 부하
◦ 미생물에 의한 유기물의 분해 섭취는 미생물의 증가를 초래하므로 영양분의 공급과 폭기조내 미생물량 사이에 알맞은 평형을 유지하여야 하며 이 관계를 F/M비라 한다. 폭기조내에서 유지되는 F/M비는 활성슬러지 시스템의 운영을 결정한다.
◦ F/M비가 높으며 과잉의 기질과 함께 미생물의 대사속도는 최대로 되며 미생물은 대수증식을 하게 된다. 이에 반해 F/M비가 낮으면 기질의 농도가 미생물의 증식에 제한인자로 작용하므로 폭기조내에서는 세포의 자기산화와 세포합성이 동시에 일어난다. 따라서 F/M비가 낮으면 대부분의 유기물이 완전히 산화되므로 방류수의 수질이 양호하나 폭기조의 미생물량은 감소하게 되며 F/M비가 높으면 과잉의 기질은 미생물에 의해 완전히 이용되지 않고 일부 유기물이 남아 방류수로 유출되므로 방류수의 BOD가 높게 나타날 수도 있다.
◦ 이처럼, F/M비는 활성슬러지의 침강성에 절대적인 영향을 미치는데 F/M비가 너무 높거나 너무 낮을 때는 슬러지에 이상현상이 나타나게 된다.

 

2. 활성슬러지법
□ 활성슬러지법은 오수에 함유하고 있는 유기물을 박테리아, 조류, 원생동물
등의 미생물을 이용하여 처리하는 방법이다.
□ 활성슬러지법의 일반적인 처리방법은 다음과 같다.
유입수(오수)⇒스크린조⇒유량조정조⇒폭기조⇒최종침전조⇒소독조⇒방류
↑←-↓   침전오니
↓농축조⇒저류조→폐기처분

 

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