전처리 (1차처리 : Primary Treatment)

전처리 (1차처리 : Primary Treatment)

전처리 목적

 

① 전처리 과정은 주로 물리적 단위조작에 의해 이루어지며, 비교적 부피가 큰 부유․고형물 및 현탁물질의 제거를 통해 다음 처리단계의 처리를

   용이하게 하는데 있다.

② 전처리시설의 공정(물리적 처리단위 조작)별 적용사항은 다음과 같다.

 

                                   물리적 처리 단위조직 및 적용예

단 위 조 작	적 용
스 크 리 닝	∙ 큰 부유물(나무조각, 비닐, 천조각 등)을 제거
파 쇄	∙ 큰 부유물을 균등한 크기로 분쇄
유 량 균 등 조	∙ 유량 및 BOD, SS에 대한 농도 및 부하량을 일정하게 유지
혼 화 조	∙ 처리약품과 폐수가 잘 혼합되도록 교반
침 전 지	∙ 침전성 고형물(grit, ss 등)을 제거(침사지, 1,2침전지), 슬러지 농축
부 상 조	∙ 미세한 현탁 고형물(유분, colloid성 입자등) 제거, 슬러지 농축
Microstraining	∙ 스크린에 분류하기도 하나 여과와 같다. (미생물 및 algae 제거)
응 집 침 전 조	∙ 침전 잘되도록 작은입자(colloid성 현탁물질)를 결합, 큰 입자 형성 침전
흡 착	∙ 흡착제와 피흡착제의 물리적 특성에 의해 흡착

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. 전처리(물리적 처리) 공정 

 

 

① 스크린(Screening) 

 

 

가. 스크린의 기능

     스크린은 유입되는 폐․하수 중 큰 부유․고형물질을 제거하여 펌프 등의 손상과 폐쇄를 방지함과 동시에 다음 단계의 처리시설을 보호하여

     폐․하수처리를 용이하게 하는데 있다. 

 

나. 스크린의 형식

     스크린은 간격에 따른 분류와 협잡물 제거장치의 설치유무에 따라 자동식(기계식) 및 수동식으로 구분할 수 있다. 

 

 

                          스크린의 형태 및 간격 등에 의한 분류

형태에 따라	봉 스크린 (Rack bar Screen)	격자 스크린 (Grating Screen)	망 스크린 (Fine Screen)
유효간격에 따라	조목 스크린	중목 스크린	세목 스크린
	50～150mm	25～50mm	15～25m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

다. 스크린의 설치위치

    - 스크린은 대부분 침사지 전방에 설치하며, 조목 스크린은 세목 스크린 앞에 설치한다.

    - 스크린의 경사각은 협잡물 제거를 기계식으로 할 경우 수평에서 70°전후로 하고, 인력으로 청소할 때는 45～60°로 한다. 

 

라. 스크린 시설의 유지관리 사항

    - 스크린의 폐․하수 통과 유속은 침사지의 효율방지와 스크린 앞쪽에 그리트의 침전을 방지하기 위해 계획시간 최대유량에 대해 수평식일

       경우   0.3～0.45M/초, 자동식 0.45～0.6M/초로 적정하게 유지하여야 한다.

    - 유입폐수의 흐름 방해와 스크린 전후의 수위차가 크게 되어 펌프효율의 이상저하로 펌프운전에 지장을 주게 되므로 스크린에 걸리는 협잡물

       은 신속하게 제거하여야 한다.

  

 

② 침사지(Grit Chamber) 

 

가. 침사지의 기능

     폐․하수내의 Grit (자갈, 모래, 기타 뼈나 금속 부속품 등의 무거운 입자로 구성)에 의한  펌프를 포함한 기계류의 불필요한 마모, 파손 및

     폐쇄를 방지하고, 처리시설 및 관로 등에 침사물의 축적을 방지한다. 

 

나. 침사지의 종류

     침사지의 종류는 수평류식 침사지, 폭기식 침사지, 특수 침사지로 분류되며, 가장 일반인 침사지는 직사각형 수평류식 침사지이다.

 

다. 침사지의 유지관리 사항

  - 침사지의 설치는 일반적으로 스크린 뒤, 1차 침전지 앞에 설치한다.

  - 침전대상 물질의 비중은 2.65이상, 직경(입자경)은 0.2mm이다.

  - 침전지의 유속은 0.15～1.30m/sec 기준으로 하며, 체류시간은 30～60초로 한다.

  - 침사지의 깊이는 2.5～3.5m (유효깊이 1.5～2m)로 한다. 

 

 

③ 유량조정조(균등조) 

 

가. 설치목적 및 기능

   - 유량 및 수질의 변동에 따른 안정성을 유지하고,  수질의 균등화 및 안정화(유입부하의 균등화)를 유지한다.

   - 부하방지(저해물질 희석, 생물학적 공정의 처리효율 향상) 및 독성물질의 일시적 유입에 의한 악영향 방지(pH 포함) 

 

나. 유량 조정조의 유지관리 사항

   - 유량 조정조의 크기는 유입폐수의 변동형태에 따라 정하며, 계획일 최대수량을 넘는 유량을 일시적으로 저류할 수 있어야 한다.

   - 유량 조정조의 형상은 폐수의 농도를 되도록 균일화할 수 있도록 직사각형 및 정사각형을 표준으로 한다.

   - 유량 조정조는 철근 콘크리트 구조로 하며 수밀한 구조로 하여 부력에도 안정하게 한다.

   - 유량 조정조의 유효수심은 송수펌프의 양정을 적정하게 유지하기 위해 3～5m로 하고, 유량 조정조의 여유고는 송수펌프에 필요한 여유 및

      본 처리시설의 여유 등을 고려한다.

   - 저류된 폐수가 부패하거나 침전되는 것을 방지하기 위해 교반(기계식 또는 산기식)을 한다. 

 

 

④ 침전지 

 

가. 침전(Sedimentation) 원리

   폐수의 부유물질 중에서 중력에 제거될 수 있는 침전성 고형물을 제거하는 것으로 정화(Clarification) 또는 농축(Thickening)이라고도 한다. 

 

나. 침전지 설치 목적

   - 2차 처리공정으로 유입되는 폐․하수 중의 BOD 및 SS를 감소시키고, 화학적 처리시 약품 주입량의 감소 및 폐슬러지량의 감소시킨다.

   - 생물학적 처리시 폭기량과 폭기시간을 단축시키고, 2차 처리의 처리효율 증가 및 처리시간 단축을 통해 최종 유출수의 수질향상을 유도한다. 

 

다. 침전형태

   - 독립침전(Ⅰ형) : 입자 상호작용 없이 침전, 비중이 1보다 큰 무기성 입자의 침전

   - 응결침전(Ⅱ형) : 입자가 서로 응결침전, Floc 형성에 폐수성상․체류시간․약품․pH․교반속도 등에 의해 지배

   - 지역침전(Ⅲ형) 또는 방해침전 : 침전에 입자들이 서로 방해를 받으며, 침전하는 부유물과 상동수간의 뚜렷한 경계면 생김

   - 압출침전(Ⅳ형) : 하부의 슬러지를 서서히 누르면서 하부의 물을 상부로 분리시키는 침전 

 

 

라. 침전지 유지(설계) 조건

 

최 초 침 전 지	2 차 침 전 지
∙장방형 침전지의 폭과 길이의 비	∙유효수심=3～6M
= 1 : 3～5m	∙고형물 부하율=150～170㎏/㎡․일
∙원형침전지의 최대직경 = 60m	∙표면적 부하율=20～30㎥/㎡․일
∙침전지의 깊이 = 3～4m	∙침전지내 폐수체류시간=2～5시간
∙침전지내의 폐수체류시간 = 1～3시간
∙침전지내(장방형) 평균유속 = 0.3～4m/min ∙표면부하율 = 30～40㎥/㎡․일

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

마. 침전지 유지관리

   - 침전지내의 수류의 안정을 기하기 위해 펌프를 간헐적으로 가동시킨다.

   - 침전슬러지를 적당한 시점마다 제거하여 침전지내에서 부패되는 것을 방지한다.

   - 부상슬러지의 규칙적인 제거로 월류 유출방지하고,  체류시간, 수면적 부하, 슬러지의 농도를 적절히 유지한다.

   - 단회로 현상이나 와류에 대한 영향을 감소하기 위해 유입부에는 정류 판, 유출부에는 톱니형 웨어 등을 설치한다. 

 

 

⑤ 부상조(Flatation Tank) 

 

가. 부상원리

     폐수 중 용해되지 않은 물질로 물보다 비중이 작은 부유성 물질을 부상시켜 분리하는 것 

 

나. 부상분리의 목적

   - 현탁액 제거 및 오염물질을 산화처리하고, 폐수 중의 기체 및 휘발성 물질을 제거한다.

   -  교반효과로 폐수의 균등화를  유지한다. 

 

다. 부상의 종류

   - 공기부상 (Air-Flotation) : 부상조 바닥에 공기주입관을 설치 미세공기를 형성 상승시킴

   - 용존공기부상(Dissolved-Flotation) : 압력탱크에 공기와 폐수를 가압시켜 대기압으로 전환시 미세기포가 형성되어 상승

   - 진공부상(Vaccum Flotation) : 폐수를 진공상태에서 대기압상태로 전환시 용존기체가 작은 기포를 형성하여 상승 

 

라. 유지관리

   - 표면적 부하율은 3～8㎥/㎡․hr, 고형물 부하는 5～10㎏～ds/㎡․hr 정도로 유지

   - 부상조의 체류시간은 20～30분, 가압조의 체류시간은 1～2분으로 한다.

   - 기포의 상승속도는 25～125mm/min 부상속도는 6～16㎝/min으로 한다.

   - Scum층의 두께는 0.3～0.6mm 이상이 되지 않도록 수시로 제거한다.