수질환경기사 슬러지 최종처분시설 — 처분량과 슬러지 비중

최종처분시설로 보내는 슬러지의 양은 침전지에서 제거된 고형물의 질량과 함수율, 비중으로 정해진다. 고형물 질량은 처리 유량과 부유물질 농도, 제거율을 곱해 구하고, 이를 고형물 함량과 비중으로 나누어 부피로 바꾼다.

유입수 SS 300mg/L, 유출수 SS 120mg/L, 처리 유량 50,000m³/day이면 제거 SS는 50,000 × (300 − 120) / 1,000 = 9,000kg/day이다. 1차 슬러지의 고형물 함량이 2%, 비중이 1.0이면 슬러지 양은 9,000 / (0.02 × 1,000) = 450m³/day가 된다.

유입수 SS 180mg/L, 유량 4,000m³/day, 1차 침전지 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.

유량 2,000m³/day, SS 220mg/L, 제거율 60%, 함수율 94%, 비중 1.03이면 제거 SS는 264kg/day이고, 함수율 94%는 고형물 6%이므로 슬러지 총중량은 264 / 0.06 = 4,400kg/day이다. 비중 1.03으로 나누면 부피는 약 4.27m³/day, 즉 약 4.3m³/day가 된다.

같은 고형물 양이라도 함수율이 높으면 슬러지 부피가 커지고, 비중이 크면 부피가 작아진다. 처분량을 정할 때는 함수율과 비중을 먼저 확인해야 한다.

탈수기 면적은 시간당 건조 고형물 양을 탈수속도로 나누어 구한다. 함수율 90%인 슬러지 10m³/hr를 비중 1.0 기준으로 탈수하면 건조 고형물은 10 × (1 − 0.9) × 1,000 = 1,000kg/hr이다. 탈수속도가 4kg(건조 고형물)/m²·hr이면 필요한 면적은 1,000 / 4 = 250m²이다.

슬러지 비중은 성분별 질량분율을 각 비중으로 나눈 값의 합으로 역산한다. 함수율 80%, 고형물의 1/3이 유기물(비중 1.0), 2/3가 무기물(비중 2.5)이면 1/S = 0.8/1 + (0.2 × 1/3)/1.0 + (0.2 × 2/3)/2.5 = 0.8 + 0.0667 + 0.0533 = 0.92이므로 S ≈ 1.087이다.