환경기능사 자격증 필기대비 요약
수질오염 고도처리(인, 질소제거)
환경기능사 용어 정리
폭기(曝氣, aeration) - 수돗물의 정수나 하수 처리할 때 , 미생물에 의한 유기질의 분해가 왕성하게 행하여지게 하기 위해 물속에 공기(산소)를 주입하는 것
헥타르(ha, hectare) - 제곱미터(㎡)의 보조 계량 단위로 쓰이며, 1ha=10,000㎡ (100m x 100m).
동수 구배(hydraulic gradient) - 두 지점의 지하수위의 차이를 두 지점 간의 거리로 나눈 비를 말하며, 지하수의 이동을 일으키는 원동력이다.
동수반경(hydraulic mean radius) - 하천이나 폐합 관거의 유수(통수) 단면적(A)을 윤변(P)으로 나눈 값이다.
윤변(wetted perimeter, P)- 수로에 있어서 흐르는 물과 수로 측면 및 바닥이 접하는 부분을 흐름 방향과 직각인 평면상에서 측정한 길이를 말한다.
유수의 단면적(유적, A)- 흐름을 직각으로 끊는 횡단면적이다.
고도처리의 반응조의 역할
호기조(Oxic)-호기성 미생물에 의해 질산화, 인의 섭취
혐기조( Anareobic)-인의 방출
무산소조( AnOxic)-탈질 미생물에 의한 탈질화
** 호기조에서 질산화 - 질소가 수소를 얻어 질산이...
** 무산소조에서 질산이 - 산소가 없으니 질산이 산소를 빼앗겨 질소가 되나?
** 혐기조에서 인이 방출되어 호기조로 거기서 인이 섭취
** 호기조에서 인의 섭취 (반응으로 제거?) - 인이 산화반응을 통해 인산염??
A/O 공정
인(P) 제거가 주목적이며 BOD도 제거
생물학적 인(P) 제거
반송 슬러지는 혐기조에서 미생물 내의 인(P)을 용해성 인으로 방출 후 호기조에서 미생물에 의해 흡수 폐슬러지로 제거
A2/O 공정
A/O 공정을 개선 (무산소조 1개 추가)으로 질소도 제거
호기조에서 질산화 된 혼합액을 내부반송 -> 무산소조에서 탈질화
탈질화의 진행으로 질산성 산소가 인의 방출에 미치는 영향을 감소시킨다.
UCT 공정
무산소조가 2개 연결
A2/O 공정과 유사하지만 반송 슬러지가 무산소조로 순환되며 무산소조에서 혐기조로 내부순환
반송 슬러지에 함유된 질산성질소를 무산소조로 보냄으로써 호기조에서의 인의 흡수율이 올라간다.
VIP 공정
UCT 공정과 유사하며 재순환 방법에 차이가 있다.
호기조에서 무산소조롤로 무산소조에서 혐기조로 반송된다.
혐기조에서 혐기성 분해되어 전체 공정에서 산소요구량이 감소한다.
수정 Bardenpho 공정
"무산소조-호기조- 무산소조-호기조"에 혐기조를 추가한 공정
반송 슬러지는 혐기조로, 호기조는 무산소조로 반송
비교적 큰 규모의 처리장에서 사용한다.
2차 호기조는 종침에서 탈질에 의한 Rasing현상 및 인의 재방출을 방지한다.
Sidestream 공정(Pgostrip)
인의 제거가 주목적
인 침전을 위하여 석회석 주입이 필요하다
최종침전지에서 인(P) 용출 방지를 위해 MLSS내에 DO를 높게 유지한다.
Stripping을 위해 별도의 반응조가 필요하다.
연속회분식 반응조(SBR)
처리용량이 큰 처리장에서 사용 불가
BOD 변화폭이 큰 경우 잘 견딘다.
하나의 반응조를 이용하기에 슬러지 반송이 없다.
유입기를 혐기 상태로 할 경우 용존산소가 거의 없도록 하여 포기 시 산소전달 효율을 극대화시킨다.
방류수질이 기준치 미달 시 처리시간을 연장가능
질소, 인의 효율적인 제거가 가능하다.
혐기성 처리(소화)
1. 혐기성 소화의 목적
병원균의 사멸
무게, 부피 감소
메탄과 같은 부산물 회수
혐기성 소화의 장단점
고농도 폐수처리가 가능
유용한 가스 생산(CH4 메탄 - 탄소성분이 많아야 한다.)
폭기시설이 필요 없어 동력 소모가 적다.
슬러지 발생량이 적고 탈수성이 양호하다.
슬러지의 비료 가치가 낮다.
악취가 발생한다.(H2S, NH3)
처리수의 수질이 나쁘다.
상등액의 BOD가 높다
미생물 성장 속도가 늦다.
처리시간이 길어 반응조가 커야 한다.
운전이 까다롭다.
소화가스 발생량 저하의 이유는?
소화조 내 온도가 저하
소화조내 pH가 상승(8.5 이상)
과다한 유기산의 생성
슬러지 부하량이 적다.
2. 상향류 혐기성 슬러지(UASB)
소형물의 농도가 높을수록 소형물 및 미생물이 유실 될 우려가 있다.
수리학적 체류시간을 적게 할 수 있어 반응조 용량이 축소된다.
폭기시설 및 여재가 필요 없어 비용이 적게 든다.
미생물 체류시간을 적절히 조절하면 저농도 유기성 폐수의 처리도 가능하다.
3. 임호프 탱크(Imhoff Tank)
상부에서 부유물이 침전이 일어나고 하부에서는 침전물의 혐기성 소화가 하나의 탱크에서 이루어지는 소규모 분뇨처리시설
임호프 탱크의 구성은?
스컴실 - 소화실 - 침전실로 구성
침전물질을 측정하는 장치는
임호프 콘(imhoff cone)
■ 우수의 유량 계산
** 강우강도는 분당 mm이다.
** 우수유출량은 초당 m3이다.
** 면적이 km2으로 주어지면 ha로 환산해야 한다.
1a = 100㎡ (10m x 10m)
1ha=10,000㎡ (100m x 100m)
10ha = 100,000 m2 (100m x 1000m)
100ha = 1,000,000 m2 (1000m x 1000m) = 1km2
0.3 km2, 100ha : 1km2 = X : 0.3km2, 30ha
■ 문제, 유역의 강우강도는 100mm/hr, 유역면적은 1.5km2에서 유출되는 유량을 합리식으로 예측할 때 유량은? (단, 유출 계수 = 0.5)
Q = 1/360 X CIA
먼저 유역면적
1.5 km2 = 100ha : 1km2 = X : 1.5km2 = 150ha
= 1/360 X ( 0.5 x 100 X 150)
= 5250 / 360
= 20.8333 m3/sec
■ 맨닝(Manning)의 유속 공식
■ 동수반경(R) 구하기
** 윤변(wetted perimeter) - 수로에 있어서 흐르는 물과 수로 측면 및 바닥이 접하는 부분을 흐름 방향과 직각인 평면상에서 측정한 길이 (원형은 원둘레?)
■ 문제, 직경 1m의 콘크리트관에 20℃의 물이 동수 구배 0.01로 흐르고 있다. manning공식에 따른 평귬유속(m/sec)은 얼마인가? (조도계수 n= 0.014)
V = 1/n x R^2/3 x I^1/2
R = 1/4 = 0.25m
V = 1/ 0.014 x 0.25^2/3 x 0.01^1/2
V(m/sec) =2.83m/sec
콘크리트 하수관거의 부식(황화합물)의 과정은?
콘크리크 하수관에 유기물이 침적된다.
혐기성 상태가 되어 H2S가 발생
H2s가 산화되어 SO2, SO3로 변한다.
SO2, SO3가 황 박테리아와 반응하여 H2SO4이 생성되어 부식시킨다.
H2S -> SO2, SO3 -> H2SO4(황산, 황화합물)
■■
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