개념 한 쪽
수질환경기사 탈수시설 — 탈수 전 슬러지 부피와 계량법
탈수 전 슬러지 부피를 제거된 부유물질, 함수율, 비중으로 계산하는 방법과 열처리 등 슬러지 계량법의 원리를 익힌다.
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뜻
탈수는 슬러지의 함수율을 낮추어 부피를 줄이는 공정이다. 탈수로 보내는 슬러지의 부피는 제거된 부유물질 질량을 고형물 함량과 비중으로 나누어 구한다.
폐수 10,000m³/day, SS 400mg/L, 침전지 제거율 80%이면 제거 SS는 3,200kg/day이다. 함수율 98%이면 고형물 함량이 2%이므로 슬러지 부피는 3,200 / (0.02 × 1,000) = 160m³/day이다.
비중이 1이 아닌 경우에는 고형물 질량을 비중으로 한 번 더 나눈다. 폐수 1,000m³, SS 210mg/L, 처리효율 70%이면 제거 SS는 147kg이다. 비중 1.03으로 나누면 147 / 1.03 ≈ 142.7L가 되고, 함수율 94%이므로 전체 슬러지 부피는 142.7 / 0.06 ≈ 2,379L, 즉 약 2.38m³가 된다.
1차 침전지의 제거율을 적용할 때도 같은 순서를 쓴다. 유량 4,000m³/day, 유입 SS 180mg/L, 제거율 38%이면 제거 SS는 273.6kg/day이다. 1차 슬러지가 고형물 5%를 함유하고 비중이 1.1이면 슬러지 1m³당 고형물은 0.05 × 1.1 × 1,000 = 55kg이므로 슬러지 양은 273.6 / 55 ≈ 4.97m³/day이다.
함수율이 높을수록 슬러지 부피가 커지고, 비중이 크면 같은 고형물 질량에서 부피가 작아진다.
슬러지 계량법에는 열처리, 고분자 응집제 투입, 무기약품 투입, 세정 등이 있다. 열처리는 고온으로 결합수와 세포 내 수분을 분리해 함수율을 낮추고, 응결핵을 형성해 탈수성을 개선한다. 고분자 응집제는 응결을 촉진하고, 무기약품은 pH를 바꾸어 안정화하며, 세정은 알칼리도를 낮추는 목적으로 쓴다.
예제
선지 판단은 제거 SS를 구하는 식, 함수율을 고형물 함량으로 바꾸는 계산, 비중이 1이 아닐 때의 보정, 열처리의 작용에서 갈린다. 함수율을 그대로 곱해 고형물 양을 구한 선지가 틀린다. 함수율 98%를 고형물 98%로 바꾸어 계산하거나, 비중 1.03을 나누지 않은 선지도 어긋난다. 열처리가 응결핵을 형성한다는 설명을 응결핵을 적용한다고 바꾼 선지도 성립하지 않는다.
자주 묻는 물음
- 탈수 전 슬러지 부피는 어떻게 구하나요?
- 제거된 부유물질 질량을 고형물 함량과 비중으로 나눕니다. 폐수 10,000m³/day, SS 400mg/L, 제거율 80%이면 3,200kg/day이고, 함수율 98%이면 160m³/day입니다. 폐수 1,000m³, SS 210mg/L, 처리효율 70%, 비중 1.03, 함수율 94%이면 약 2.38m³입니다.
- 함수율과 비중은 슬러지 부피에 어떤 영향을 주나요?
- 함수율이 높을수록 부피가 커지고, 비중이 크면 같은 고형물 질량에서 부피가 작아집니다. 그래서 고형물 질량을 구한 뒤 함수율로 고형물 함량을 만들고, 비중으로 한 번 더 나누어 부피를 계산합니다.
- 열처리는 탈수성을 어떻게 개선하나요?
- 고온으로 결합수와 세포 내 수분을 분리해 함수율을 낮추고, 응결핵을 형성해 탈수성을 개선합니다. 고분자 응집제는 응결을 촉진하고, 무기약품은 pH를 바꾸어 안정화하며, 세정은 알칼리도를 낮춥니다.
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