하수처리관련용어설명

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수온

기온의 영향을 받고 수중의 DO 및 세균, 생물 등의 소멸과 성장에 관여한다. 또한, 하수나 슬러지 중의 유기물 분해속도에도 밀접한 관계가 있다.

  • 유입수
    수온은 유입하수중에 용해하는 산소량 및 염류의 화학변화, 처리장에서의 미생물의 대사기능에 밀접한 관계가 있다. 수온측정에는 기온과의 관계를 알아두어야 하므로 동시에 측정해 둔다. 일반적으로 하수 수온은 10~25℃범위이고, 이보다 높을 때는 고온폐수의 유입을 생각하여야 한다.
  • 일차침전지
    침전효율은 수온의 영향을 받고 일반적으로 여름철에는 효율이 높고 겨울철에는 악화한다. 그러나 여름철에는 지내하수가 부패하여 환원상태가 되기 쉬우므로 슬러지 배출간격을 짧게 하는 등 주의가 필요하다. 또한 유출수는 포기조에 유입하기 때문에 생물학적처리의 효율판단을 위하여도 온도측정은 불가결의 것이다.
  • 생물반응조(포기조)
    활성슬러지에 의한 정화정도를 추정하고, 처리조건을 검토할 때의 자료가 된다. 미생물의 활성은 수온의 영향을 받기쉽고 수온 35℃까지는 10℃상승마다 대사속도는 2배가 된다고 한다. 산기식 포기조에서는 산기하는 공기온도가 공기압축에 의해 대기온도보다 높기 때문에 조내수온은 유입수온보다 약간 높다.
  • 농축조
    농축슬러지의 온도는 하수수온에 가깝다고 볼 수 있다. 미생물활동은 온도영향을 받기 쉽고, 여름철 고온시는 혐기성균의 작용으로 유기물 부패가 진행되어 메탄,황화수소 등의 가스가 발생한다. 유기물분해에 의한 가스발생은 악취의 발생원이 되고, 또한 가스와 함께 슬러지가 부상하여 분리액에 혼입유출하기 때문에 수처리시설에 악영향을 주며 슬러지농축에 장애가 된다.
  • 소화조
    소화온도는 통상 조내에 장진한 온도계에 의하여 주로 1차조내 슬러지에 대해 측정한다. 소화온도는 소화일수와 가장 밀접한 관계가 있다. 소화온도 40℃이하를 중온소화대, 40℃이상을 고온소화대라 하고, 일반적으로 30℃정도로 소화일수 30일의 소화방식을 채용하고 있다. 슬러지소화는 이보다 낮은 온도에서도 진행하나, 온도가 낮으면 그만큼 소화일수가 길어진다. 온도는 조내 수개소에서 측정하는 것이 바람직하다. 측정 위치에 따라 온도차가 있을 때는 오지시 또는 교반부족으로 추측할수 있다. 또한 시간적 변동이 심할 때는 슬러지투입량, 투입회수, 투입간격 등에 문제가 있을 경우가 많다.

투명도

유입하수,처리수 등의 투명한 정도를 나타내며, 투시도계 바닥에 그려져 있는 지름 30cm의 백색 원판을 사용하여 보이지 않는 깊이로 넣은 다음 이것을 천천히 끌어 올리면서 보이기 시작한 깊이를 0.1m단위로 읽어 나타내며, 값이 클수록 투명함을 뜻한다. 동일 항목의 하수에서는 SS, BOD, COD와 상관관계가 많으며, 투명도의 높고 낮음을 통해 하수의 개략적인 오염정도를 알수도 있다. 주간에는 직사광선을 피해서 측정함을 원칙으로 한다.

  • 유입수
    투명도는 SS 및 BOD 와 상관을 나타내는 경우가 많으므로 상관계수를 조사해두면 투명도의 측정으로 유입하수의 SS 및 BOD를 추정할 수 있다. 야간에는 도수가 높아지는 경향이 있고, 공장폐수의 유입으로 이상 강하하는 경우도 있다.
  • 일차침전지
    투명도와 유출입수의 BOD, SS 등의 상관관계를 조사해 두면 침전효율 판단등이 가능해진다. 유입수에 비하여 유출수의 투명도가 악화했을때는 슬러지의 체적이 과대해진 것이므로 적절한 조치를 하여야 한다.
  • 이차침전지
    유출수의 BOD, COD, SS 등의 수질과 상관 관계를 조사해두면 침전효율 판단 등이 가능하다.

DO (Dissolved Oxygen)

수중에 용해되어 있는 분자상의 산소를 말한다. DO는 기압, 수질, 염분, 수온 등의 영향을 받으나, 오염도가 높을수록 소비율이 커져서 함유량이 적고, 물이 청정할수록 그 온도에서의 포화량 가까이 함유하고 있다. 수온의 급상승이나 조류번식이 현저할 때는 과포화되기도 한다. 또한 물의 자정작용이나 수중생물 등의 생육에 있어서 필수적으로 DO가 필요하다.

  • 생물반응조(포기조)
    활성슬러지의 처리기능에 영향이 없는 MLDO는 0.3mg/l이상으로 알려지고 있다. 그러나 유입수량 및 수질은 변화하므로 안전을 고려하여 유입구에서는 최저 0.5~1.0mg/l, 유출구에서는 2~3mg/l이상 유지하는 것이 바람직하다.

SS (Suspended Solid)

수중의 고형물 입자들을 크기에 따라 분류할 때 10nm 이하의 입자를 용존물질, 1㎛ 이상의 입자를 부유물질, 그 중간의 것을 콜로이드 물질이라고 정의한다. SS는 물 속에 있는 입자의 직경이 1㎛이상인 입자를 말하며 부유물질 이라고하며 단위는 mg/ℓ이다.

[mg/ℓ= mg/kg = mg/1,000g = g/1,000,000g = PPM]

SS는 물의 오염도를 평가하는데 중요한 지표로서 슬러지 생성량과 직접적인 관계가 있으며, 여과지에 일정량의 하수를 여과시켜 건조한 후 여과지에 걸린 고형물의 무게를 측정하여 구한다. 수중의 고형물을 측정하는 다른 개념으로 TS (총고형물, total solids)는 시료를 여과하지 않고 건조기에서 건조시켜 수분을 증발시킨 후 남아있는 증발 잔유물를 측정하여 얻는다. TS는 SS를 측정할 때 여과지를 통과하는 직경 1㎛ 이하인 입자까지도 측정하므로 TS가 SS의 수치보다 미약하게나마 약간 높지만, 하수처리장 물질수지 계산시에는 TS≒SS라고 보고 TS=SS로 계산한다. 일반적으로 10,000mg/ℓ이하일 때는 SS를 사용하고, 10,000mg/ℓ이상일 때는 TS를 사용한다. [10,000mg/ℓ=1%]

 

DS (dry solids)

DS는 물 속에 포함되어 있는 함수율 0%의 이론적인 고형물 무게이며, 유량과 SS를 곱한 값으로 계산(DS=유량×SS)하고, 단위는 Kg 또는 톤을 사용한다. 즉 DS는 하수중에 포함된 SS성분을 고형물 무게로 환산한 것이며, 하수처리 물질수지 계산시에 각 처리공정별로 발생되는 유량이나 슬러지의 계산에 사용한다. DSS는 수중의 무기물과 유기물을 함유하는 고형물로서 1㎛ 이상의 입자로 구성된 것을 말하고 현탁물질이라고도 한다. 유입하수, 처리수 등을 일정규격의 여과지로 여과했을 때 잔류하는 물질을 말한다. 슬러지의 발생량 산정, 포기조의 부하량 산정 등에 사용되며 유지관리상 중요한시험 항목의 하나이다.

  • 유입수
    SS가 높으면 관로내에 퇴적해서 유수를 저해하고, 유기성SS를 다량 함유하면 혐기성 분해를 일으키며, 펌프장이나 처리시설에 과부하가 되어 기능을 저하시키는 원인이 된다. 일반적으로 SS는 100~150mg/l 정도이나 공장폐수의 유입으로 높아질때도 있다. 또한 지하수와 더불어 미세한 무기성 SS나 세사가 유입할 때도 있다.
  • 일차침전지
    SS는 가능한한 자주 측정해서 제거율을 알아두는 것이 좋다. 침전효율은 수량 부하의 영향을 크게 받으므로 측정시간, 시료채취방법에 대한 고려가 필요하다. 일반적으로 유입수의 SS는 100 mg/l, 유출수는 60~120 mg/l가 표준이고, 입경이 10~100μm정도 이상의 입자가 침전하여 슬러지가 된다고 한다. 유출수의 SS 농도차에서 지내 고형물 발생의 총량을 산출하기 때문에 슬러지처리시설의 적정한 수질관리를 위해서도 SS 측정은 중요한 것이다.
  • 이차침전지
    설계기준 이하로 되어야 하며, 활성 슬러지의 응집, 침강성의 저하,수면 적부하의 증대, 필요이상으로 슬러지가 적체하면 SS는 높아진다. 또한 월류웨어에 이끼(수조류)가 끼어 상징수의 월류를 저해하면 월류부하의 증대원인이 되므로 적절히 이끼를 제거해야 한다.

BOD (Biochemical Oxygen Demand)

수중에 함유되고 있는 분해가능한 유기물이 일정조건하에서 미생물에 의하여 분해되고 안정화될 때 소비하는 소비량을 말하고, 일반적으로 20℃에서 5일간에 소비하는 산소량으로 나타낸다. 수치가 클수록 오염도가 높음을 의미한다.

  • 유입수
    BOD가 높은 하수는 유기물 농도가 높기 때문에 관로내에서 혐기성 분해를 일으켜 악취를 내기도 하고, 과부하가 되어 처리기능을 저하시키는 원인이 되기도 한다. 일반적으로 100~200mg/l정도이나 강우시 관거내 체적토사가 침류되어 일시적으로 BOD가 높아질 때가 있다. BOD의 이상상승은 공장폐수의 유입, 이상저하는 지하수의 혼입이 있는 것으로 일단 생각하여야 한다. 유기물에 의한 오염 상태를 알기 위해서는 BOD측정이 적당하나, 측정이 곤란한 공장폐수를 함유하고 있을 때는 COD측정에 의한다.
  • 일차침전지
    1차침전지에서의 BOD 제거율은 고형물의 제거율에 관계가 있으나 대체로 20~40%라고 한다. 유출수의 BOD가 높을 때는 생물학적 처리에 영향이 있다. 용해성 BOD를 측정하므로써 침전가능 BOD의 개략적 비율을 알 수 있기 때문에 그 비율을 파악해 두도록 한다. 통상의 경우 유입수의 50~60%, 유출수의 60~70%가 용해성 BOD 라고 하나 반송수나 용해성 유기물이 많은 공장 폐수의 유입에 의해 이보다 높은 값을 보일 때도 있다. 또한 지내하수가 부패하여 환원상태가 되면 유기산 생성으로 용해성 BOD가 높아진다. BOD와 COD의 상관관계를 조사해두면 COD 측정으로 BOD를 추정할 수 있다.
  • 이차침전지
    정상적으로 운전관리가 이루어지면 무난히 낮은 BOD를 얻을 수 있다. 그러나 BOD-SS 부하의 과다, 활성슬러지의 응집, 침강성의 저하 및 SS 의 증가로 인해 BOD가 높아지기도 한다. 또한 수온이 높을 때나 슬러지 일령이 길 때는 질산화가 진행되어 BOD가 높아지는 경우도 있다. 처리수 BOD의 이상 원인으로는 유입수량의 증가, 유입수의 시간변동과대, 포기조의 관리부족, BOD분석시 질화진행 등을 들 수 있다.
  • 소화조
    유기물의 감소와 더불어 BOD도 감소한다. 특히 소화후에도 높은 BOD를 보이는 탈리액에 대해서는 BOD를 측정할 필요가 있다. 탈리액의 BOD는 순조롭게 소화가 이루어질 때 1,200~2,000mg/l이다. 탈리액에 대해서는 그 추출량을 파악해 둠과 아울러 될 수 있는 한 수처리시설의 부하를 경감하고 평균화하기 위하여 양질의 탈리액추출과 평등한 반송에 힘써야 한다.

COD (Chemical Oxygen Demand)

유입 하수나 처리수 등을 100℃에서 30분간 KMnO4 용액과 반응시켰을때 소비된 KMnO4 량으로부터 수중 오염물질이 화학적으로 산화 분해되어 안정화하는데 필요한 산소량을 말한다. BOD와 다른점은 미생물에 의해 분해되기 어려운 유기물까지 측정할 수 있으며 단시간내에 측정할 수 있는 잇점이 있다. COD는 BOD와 마찬가지로 수중 오염 물질량을 뜻하며, 양자간 일정한 관계가 성립하는 경우가 많고, 일반적으로 BOD/COD 비가 높을 때는 생물처리가 쉽고, 낮을 때는 처리가 곤란하다.

반면 양호하게 처리된 이차침전지처리수의 비율은 대체로 1.0이하가 된다. 이것은 생물처리에 의하여 생물분해가 가능한 유기물이 잘 제거되고 있음을 뜻하고, 정화능력이 저하되었을 때는 비율이 1.0 이상으로 대개의 경우 1.5~2.0 이 된다. 또한 [K2Cr2O7법]은 KMnO4법 보다 많은 종류의 유기물을 산화 분해하고 산화율도 크다. 일반적으로 K2Cr2O7법으로 80~90% 분해되지만 유기물구조에 따라서 직쇄지방족화합물, 방향족탄화수소, 피리딘 등의 환상질소화합물은 거의 분해되지 않는다.

이 시험법은 BOD 시험에 방해물을 함유하는 것이 많은 산업폐수에 특히 적용되고 거의 모든 유기물에 대한 값을 얻을 수 있고 또한 오차도 적다. 그 때문에 이론적 산소요구량이나 최종 BOD의 근사치로서 사용되고 있다.

활성슬러지 처리

하수를 포기시켜 흡착성과 침전성을 갖게한 슬러지를 말하며, 유기물을 영양원으로하여 번식하는 호기성세균, 원생동물, 편충 등의 생물 및 유기,무기의 비생물성 슬러지의 집합체로써, 하수에 대한 정화기능이 높다. 활성슬러지는 호기성상태에서 하수와 혼합하면 하수와 혼합하면 하수중 유기물이 활성슬러지에 흡착되고, 슬러지를 이루고 있는 미생물에 의하여 산화 및 동화하여 분해,액화, 가스화하며, 일부 활성슬러지로 전환한다. 또 활성슬러지법은 활성슬러지를 이용하여 하수를 처리하는 방법이다.

흡 착

하수가 활성슬러지와 접촉하면 단시간 (20~30분)에 많은 BOD가 제거되는 현상이며, 하수는 조내를 유하하는 사이에 몇번이나 흡착을 반복하면서 정화되어간다. 흡착능력은 반송슬러지와 하수가 접촉하는 초기 즉, 유입구 부근에서 크다.

산화와 동화

흡착된 유기물은 미생물의 영양원으로 이용되는 것이나, 미생물의 증가에 필요한 에너지를 얻기 위해 흡착유기물을 분해하는 것을 산화라 하고, 산화에 의하여 얻은 에너지를 이용하여 미생물의 새로운 세포를 합성하는 것을 동화라 한다.

증발잔류물(TS) 및 강열감량(VS)

가. 증발잔류물

입하수, 처리수 또는 슬러지를 105~110℃에서 1시간 증발, 건조했을 때 잔류하는 물질을 말한다.

  • 농축조
    일반적으로 농축슬러지의 TS농도는 2~4%정도이나 잉여활성 슬러지의 투입율, 1차침전지 슬러지의 농도 및 슬러지중의 유기분의 다소에 따라 농축성은 달라진다. 대체로 함수율이 클수록 또 유기분이 적을수록 침강성이 좋아진다. 분리액의 증발 잔류물 농도는 1,000mg/l 이하가 바람직하고, 최악의 경우라도 5,000mg/l를 초과하지 않아야 한다.
  • 소화조
    슬러지 처리 과정에서의 고형물지수, 부하량 및 소화슬러지나 탈리액의 성상을 파악할 목적으로 투입슬러지, 소화슬러지 및 탈리액에 대하여 측정한다. 측정결과는 투입슬러지 또는 탈리액에 대해서 투입고형량 또는 소화슬러지의 인출량이나 수처리시설에의 부하산정에 사용된다. 소화조의 고형물 부하량은 소화일수에 따라 제약을 받기 때문에 투입슬러지의 고형물 농도를 조절하게 되는데 소화온도 35℃, 소화일수 30일의 2단 소화에서는 2~2.8 kg/㎥일을 표준으로 한다. 관리가 양호할 때는 TS는 소화슬러지 3~5% 정도, 탈리액 0.2~0.5% 정도가 된다. 탈리액의 TS가 통상보다 높아지는 원인은 소화슬러지의 인출량부족, 조의 고형물과다, 불완전소화로 유기물분해의 저하, 스컴의 혼입, 슬러지와 탈리액의 분리불량 등이다.
나. 강열감량

증발잔류물을 600℃에서 30분간 태웠을 때 잔류한 물질을 강열잔류물이라 하고, 감소된 량을 강열감량이라 한다. 일반적으로 강열잔류물은 무기분을, 강열감량은 유기분을 나타낸다.

  • 소화조
    소화조의 목적은 VSS(유기물)의 감소가 주이기 때문에 이것을 측정한다는 것은 소화의 진행 상태를 아는데 필요한 것이며, 투입 슬러지, 소화슬러지 및 탈리액에 대하여 측정한다. 이 측정에 의해서 조의 유기물부하량이나 소화효율을 알 수 있다. 유기물 부하량은 고형물 부하량과 마찬가지로 온도, 교반 등의 조건에 따라 다르나, 대략 1.3~1.7kg/㎥일을 기준으로 보아도 좋다. 일반적으로 소화슬러지의 VSS는 대략 40~60% 이고, 소화가 불충분한 때는 이 비율이 크게 된다. 비율이 크게 되는 원인으로서는 고농도의 VSS를 함유하는 슬러지가 부하되었을 때, 소화온도, 교반, 소화일수가 부족할 때, 저해물질 투입으로 소화장해를 받았을 때 등이다.

MLSS (Mixed Liquor Suspended Solid)

포기조내 혼합액의 SS를 ㎎/ℓ로 표시한 것이며, 활성슬러지의 농도를 뜻한다. 활성슬러지란 말은 입자들이 박테리아, 곰팡이, 원생동물들의 덩어리로 되어있다는 사실에서 나온 것이다. BOD-SS부하, 슬러지일령 검토, SVI 산정 및 반송슬러지량이나 잉여슬러지량을 조절하는데 사용된다. MLSS에는 유입하수의 SS도 포함된다. 포기조내의 미생물량은 통상 포기조내의 부유물량으로 추정하여 BOD부하, 슬러지일령 등을 고려하여 보통 1,500~2,000mg/l에서 유지하나 BOD부하가 크면 3,000~5,000mg/l에서 운전하는 경우도 있다. 포기조내의 활성슬러지는 소량씩 증식되기 때문에 MLSS를 일정하게 유지하려면 활성슬러지의 침전율 (SludgeVolume, SV(%))를 기준으로 반송슬러지의 일부를 잉여슬러지로 인발하여야 한다. 따라서 포기조의 일상관리는 주로 SV의 측정과 잉여활성슬러지의 인발조작의 2가지로 요약된다.

MLVSS (Mixed Liquor Volatile Suspended Solid)

MLSS의 VSS (유기성 부유물질)를 ㎎/ℓ로 표시한 것이며, 주로 활성슬러지의 미생물량을 추정할 목적으로 측정한다. (MLVSS = 0.5~ 0.7MLSS) 이 비율은 BOD-SS부하가 높으면 상승하고 BOD부하를 낮게 하면 저하한다.

RSSS (Return Sludge Suspended Solid)

반송슬러지 중의 SS를 ㎎/ℓ로 표시한 것이며, 반송슬러지의 농도를 뜻한다.

RSVSS (Return Sludge Volatile Spended Solid)

RSSS중의 VSS를 ㎎/ℓ로 표시한 것이다. 주로 활성슬러지중의 미생물량을 나타낸다.

SV(Sludge Volume)

용량 1ℓ의 메스실린더에서 활성슬러지를 30분간 정치한 다음 침전한 슬러지량을 검체에 대한 백분율(%)로 나타낸 것이다. SV는 BOD-SS부하나 슬러지일령을 적정한 범위로 유지하기 위하여 필요한 활성슬러지 포기조내에 유지되고 있는가 여부를 추정하는 지표로서 보통 15~20%로 유지한다. 측정방법은 포기액을 정치 상태에서 30분간 방치하였을 때 침전슬러지 용적을 %로 나타낸다. 또한 5, 10, 20, 45, 60분간의 침전율을 구하고 여기에서 침전곡선을 작성하여 활성슬러지의 침강특성을 알 수도 있다.

슬러지 일령 (Sludge Age)

Sludge Age를 말하며 활성슬러지의 일령을 말한다. BOD를 산화하는데 필요한 외관상의 일수. 포기조중의 MLSS농도와 포기조중에 유입한 하수의 BOD농도와의 관계를 나타내는 슬러지일령은 포기조의 운전조작이나 설계시 중요한 척도의 하나이다. 보통 표준활성슬러지법의 슬러지 일령은 3~5일이 적당하다.

담당부서 : 용연수질개선사업소 / 담당자 : 이용길 / 연락처 : 052-229-5951 / 최근 업데이트 : 2017-08-16
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