공공폐수처리시설 설계지침

침전된 그리트의 제거작업의 지체는 침사지의 효율을 악화시킬 수 있으며, 침전된 그리트를 항상 인력으로 제거하는 것은 용이하지 않으므로 가능한 한 기계식 제사설비를 설치한다. 특히, 유기물이 많은 침사지의 제사작업은 비위생적이므로 가능한 한 인력작업을 피하는 것이 좋다. 그리트가 대량 유입하는 경우 침사지내의 제사설비가 과부하로 인하여 사용불능이 되지 않도록 제사설비의 선정시 주의해야한다. 제사설비의 기종은 침사지저부의 형상, 침사지바닥면의 형상 및 하중이 작용하는 장 소를 고려하여 정한다. 주행식제사설비의 하중은 설비중량×1.3의 충격하중으로 한다. 버킷컨베이어 제사설비는 그리트가 소류하지 않도록 그리트 제거속도는 0.5~3.0m/min의 범위로 한다. 침사지의 그리트 수집은 하류측에서 상류측으로 향하여 수집하므로 제거속도는 상대적인 한계유속을 높이므로 제거속도를 높이면 그리트를 소류시켜 침사지의 효율을 감소시킨다. 버킷컨베이어의 수집속도는 인양능력 및 동력에 영향을 받지만, 경험상 3m/min으로 한다. 그리트의 수집부와 제사부가 독립되어 있는 기종(샌드펌프나 버킷을 이용하는 기종)은 수집된 그리트를 모아두는 곳을 별도로 설치할 필요가 있다. 슬러지처리방법은 유입폐수의 처리과정에서 발생하는 슬러지의 질과 양을 예측함과 동시에 슬러지의 최종처분계획, 공공폐수처리시설의 입지조건, 유지관리의 용이성 및 경제성 등을 고려하여 정한다. 슬러지처리는 모든 처리시설에서 할 필요는 없다. 특히 농공단지의 공공폐수처리시설과 같이 소규모일 경우 여러 처리시설 혹은 인근 처리시설에서 발생한 슬러지를 한 장소에 모아 통합 처리하는 것이 더욱 합리적일 수 있다. 이러한 경우 슬러지처리시설을 갖고 있는 처리시설 혹은 단독 슬러지처리시설까지 운송 또는 관로에 의한 이송이 필요하다. 슬러지처리공정은 농축, 혐기성소화, 호기성소화, 탈수, 소각 등의 각종 단위공정의 조합으로 구성된다. 처리방법의 선정은 공단의 상황, 시설의 규모, 슬러지의 최종처분방법, 입지조건을 감안하여 시설비와 유지관리비의 절감 및 유지관리의 용이성을 검토한 후 신중을 기해야 한다. 폐수처리장에서 발생되는 슬러지는 처리장내의 각 슬러지처리 단위공정으로 이송되며, 슬러지는 발생종류에 따라 함수율이 높은 것과 낮은 것으로 구분될 수 있다. 따라서 슬러지이송시 이러한 사항을 고려하여야 한다. 또한 슬러지는 처리 및 처분을 위하여 처리장외부로 이송되는 경우도 있으므로 펌프 등의 선정 및 사용에 특별한 주의가 요망된다. 슬러지의 종류나 펌핑의 적용정도에 따라 적절한 펌프가 사용되어야 한다. 슬러지펌핑에 사용되는 펌프는 크게 카이네틱(kinetic, 다아나믹, 운동량수송식)펌프, 용적형펌프 및 기타펌프로 나뉘며 카이네틱펌프에는 원심펌프, 임펠러펌프 등이 포함되고 용적형에는 플런저펌프, 다이아프램펌프, 피스톤펌프 등이 있다. 기타펌프로는 에어리프트펌프, 스크류펌프 등이 주로 사용된다. 탈수(dehydro)건조상은 일반 모래건조상과 형태는 같고 모래층을 투수성이 좋은 다른 물질로 교체한 것이다. 이 건조상의 경우 그 주요목적은 고농도의 건조케이크를 얻는 것이 아니라 건조상의 1주기를 단축하는데 있으며, 대체로 1주기가 24에서 48시간 정도이다. 이 방법은 슬러지를 미리 고분자응집제 등을 이용하여 응결시킨 후 다공성의 판위에 도포하여 여액을 생성시킨다. 그 다음 슬러지내 고형물의 응결로 생성된 수분을 빨리 배출시키기 위하여 판 아랫부분에 약간의 감압을 실시하여 여액의 생성을 촉진한다. 그 다음 슬러지케이크는 대기압하에서 건조된다. 그 다음 인력을 이용하거나 기계식으로 케이크를 수집한다. 케이크를 배출시킨 다음 슬러지건조상은 물을 이용하여 매 주기마다 막힘을 방지하기 위하여 청소를 실시한다. 이 방법은 대체적으로 중 소규모의 처리장에 적합한 공정으로 한 주기가 매우 짧기 때문에 72m2 (6m×12m)의 건조상면적을 이용하여 하루에 300~600kgSS를 처리할 수 있다. 하지만 케이크의 함수율이 높아서 정수장 슬러지의 경우에는 11~17%, 장기포기법슬러지의 경우에는 12~16%(건조고형물기준)를 얻는다. 기류건조(flash drying)소각로에서는 슬러지를 더운 기류속에서 주입시킴으로써 수분이 재빨리 제거된다. 기류건조설비는 고온가스 덕트, 분쇄기, 혼합기, 승강덕트, 싸이클론, 건조슬러지의 분쇄기 및 수증기팬 등으로 구성되며 운전상 최대의 융통성을 발휘할 수 있도록 구성요소들의 여러 조합이 가능하다. 혼합된 슬러지는 분쇄기에 들어가기 전에 로에서 나오는 700℃ 정도의 고온 가스에 의해 급속히 수분이 증발하기 시작한다. 분쇄기에서 슬러지와 고온가스는 기계적으로 혼합되면서 슬러지는 거의 건조되어 함수율이 8~10% 정도로 감소된다. 슬러지의 기류건조는 연료비 때문에 비교적 비싼 편이다. 슬러지케이크 1kg 건조시키는데 대략 4,500 kcal의 열량이 필요하며 형상은 기류건조기와 같다. 가장 널리 쓰이는 슬러지 농축방법은 중력농축과 부상농축이며 추가로 원심분리농축과 배수(drainage)형 농축방법이 있으며 방법마다 적용범위에 다소 차이가 있다. 초기에는 대부분 중력식을 사용했으나, 최근에는 부상식 또는 원심력식 농축방법이 널리 사용되기 시작하였다. 그러나 중력식은 아직도 많이 사용하는 방법이며 로터리드럼형 농축조는 점점 사용이 줄어들고 있는 실정이다. 농축방법의 선택은 공정의 형상, 농축효율 가능범위, 화학약품의 사용, 에너지 및 노동력에 따라 여러 형태로 나뉜다. 시설에 따라서 슬러지의 농축은 1차침전지, 슬러지소화시설 또는 따로 분리된 농축조를 설치하여 실시할 수 있다. 그리고 분리농축시설인 경우 상징수는 주폐수처리공정으로 반송되어 처리된다. 작은 규모의 처리장(유량 3,800m3 /일 이하)인 경우에는 분리된 농축조를 사용하기 보다는 기존의 1차침전지나 슬러지소화시설을 이용하여 중력식으로 농축하는 것이 바람직하고, 대규모 처리장의 경우에는 효율을 향상시키기 위해서 분리된 농축조를 사용하거나 여러 가지 대안의 농축방법을 모색하는 것이 좋다. 슬러지도 농축이전에 전처리가 필요한데 원폐수의 전처리 정도나 사용되는 농축방법에 따라 달라진다. 공기에 포화된 물과 소량의 부식성 가스는 베어링 노화의 주원인이다. 과거에는 베어링 및 회전축끝 단의 기계적 결함에 의하여서도 회전축이 휘는 경우가 많았다. 최근의 베어링부(self-aling bearingt unit)는 이러한 문제를 해결하였다. 내습내식성 베어링의 사용으로 부식방지를 도모하고 회전축끝을 플래이트로 보호함으로써 회전축과 베어링의 잠재적인 문제점을 줄일 수 있다. 또한 회전축를 타고 폐수가 베어링에 들어가는 것을 막기 위한 장치(inside drop shield)를 설치한다. 원판덮개를 사용하는 경우에는 베어링의 용이한 유지관리를 위하여 접근이 용이하고 부식위험을 줄일 수 있도록 원판 덮개 바깥쪽에 설치한다. 부득이한 경우 바깥쪽에 설치하지 못할 때에는 유지관리를 위한 여유공간을 확보하거나 문을 설치하여야 한다.