공공폐수처리시설 설계지침

게이트의 폭이 2,400mm 이하인 경우에는 일련식(一連式)으로 하며, 게이트의 폭과 높이의 비가 1 : 1 이하인 경우는 이러한 제한에 해당되지 않는다. 게이트의 폭이 2,500mm 이상인 경우에는 이련식(二連式)으로 한다. 이련식의 회전축 사이의 거리는 게이트 폭의 약 70%로 하여 중심에 설치한다. 게이트의 개폐시에는 게이트 자중, 개폐시 그 외의 자중 및 수압에 의한 마찰력에 따라 게이트의 개방시에는 게이트의 바닥하방에, 게이트의 완전 폐쇄시에는 역방향으로 하중이 이동하므로 토목구조에 주의한다. 게이트를 동력에 의해 개폐할 경우 전동기출력은 자중, 개폐속도, 게이트 본체의 마찰 저항력 및 개폐장치의 효율 등을 고려하여 정한다. 전동개폐시의 출력은 긴급시에도 개폐가 가능하도록 하여야 한다. 게이트는 전동식 및 유압식 개폐기를 사용할 경우에는 기계의 단독운전 외에 중 앙조작으로 하여 정전시에 침사지의 기계류가 침수할 위험이 있을 경우에는 자동폐쇄장치를 설치하여야 한다. 게이트는 운전조건에 따라 개폐빈도, 운전조작 및 게이트의 대소, 수압의 대소, 설치장소 등에 의한 개폐의 난이도 등도 고려하여야 한다. 횡축형 표면포기기는 두 가지로 구분된다. 하나는 표면형이고 하나는 잠김형이다. 표면형은 산화구 등에서 쓰이는 것으로 유체의 흐름과 포기를 고려하여 제작한 것으로 주로 브러쉬나 판형의 철, 기타 형상의 철 및 플라스틱봉이나 날을 주로 사용한다. 잠김형은 디스크나 패들을 주로 사용한다. 디스크형인 경우 물속에 잠기는 부분은 대개 직경의 1/8~3/8 정도이다. 샤프트내에서 디스크의 간격은 시스템의 산소요구량과 포기조의 형상에 따라 달라진다. 포기효율은 저속 표면포기기와 비슷하다. 이 형태는 다양한 크기가 가능한데 최고 길이는 7.5m 정도이며 두개의 로터가 한 곳을 중심으로 회전하면서 포기하는 경우 15m 폭까지 포기할 수 있고 3.5m 깊이까지 포기가 가능하다. 로터는 원형으로 제작되는 것이 보통이며 직경은 70~90cm 정도이다. 그리고 이원통은 양축에 베어링으로 고정되어 회전한다. 베어링부는 방수처리가 되어 야 한다. 동력산정시에는 혼합을 고려하여야 하는데, 공급되는 동력은 제작되는 크기에 따라 다르나 대체로 3~34kW/m 정도의 순수동력을 공급하여야 한다. 대략 30W/m3의 동력이 가해져야 산화구에서 0.5m/초의 유속을 유지한다. 질소제어에 있어서 폐수처리공정에서 일반적으로 제거되는 이온은 암모늄이온(NH4 + )과 질산성질소이온(NO3 - )이다. 암모늄이온과 치환되는 이온은 상을 재생하기 위하여 사용되어진 용액의 성질에 따라 변화한다. 천연 혹은 합성 이온교환수지가 이용되지만 내구성 때문에 합성수지가 널리 이용된다. 천연 제올라이트에서 나타나는 Clinoptilolite가 천연 교환수지 중에서 가장 효과적인 것으로 밝혀졌다. 다른 이온교환 가능한 물질보다 암모늄이온에 대한 친밀도가 큼에도 불구하고 합성매질에 비하여 가격이 저렴하다. 이 제올라이트의 중요한 특징 중의 하나는 적용할 수 있는 재생체계를 갖추고 있다는 것이다. 이온교환 용량이 고갈된 후 제올라이트는 석회(Ca(OH)2)를 이용하여 재생할 수 있으며, 제올라이트로부터 제거된 암모늄이온은 높은 pH 때문에 암모니아로 변하게 된다. 펌프의 크기는 구경에 의해 표시한다. 흡입구경과 토출구경이 서로 다른 경우에는 각각의 크기를 따로 나타내고 서로 같은 경우에는 하나의 구경으로 나타낸다. 일반적으로 원심펌프의 경우에는 흡입 구경과 토출구경은 서로 다르며 낮은 양정에 사용되는 사류펌프 및 축류펌프의 경우에는 흡입구경과 토출구경이 다른 경우는 거의 없으며 같은 경우가 많다. 원심펌프는 효율을 향상시키기 위하여 볼류트실을 소형으로 하여 볼류트실내의 유속을 빠르게 하고 양정을 높게 만들므로 볼류트실의 토출구경을 함께 나타내어야 한다. 원심펌프는 양정이 높게 될수록 토출구경이 흡입구경보다 작아지게 된다. 입축사류펌프 및 입축축류펌프에서는 흡입구가 나팔모양으로 되어 있으므로 토출구경으로 표시한다. 펌프의 구경을 반드시 송수관과 일치시킬 필요는 없으며 확대관 및 축소관을 이용하여 펌프와 연결 하면 된다. 최근에는 소형화 경량화 및 기술의 발달로 인하여 대체로 펌프의 유량범위가 커지는 추 세인데 제조사에 따라 펌프구경에 대한 유량의 차이가 많으므로 펌프구경의 결정 시에는 주의가 필요하다. 인양장비의 조작방식에는 수동식과 전동식이 있으며 정격하중, 펌프의 설치상황, 사용빈도 및 작업범위 등을 고려하여 적절한 방식의 인양장비를 설치한다. 양정빈도(揚程頻度)가 많고 운반할 기계의 하중이 무거운 경우에는 전동식을 설치하는 것이 좋으며 양정빈도가 적다고 판단되는 경우에는 수동식을 사용하여도 무방하다. 펌프실의 인양장비로는 천정크레인(crane) 또는 취급이 용이하고 고장이 적은 호이스트(hoist)를 설치하는 것이 좋다. 그러나 필요에 따라서는 소형이며 가격도 비교적 저렴한 체인블록(chain block)을 쓰는 것도 좋다. 작업범위가 직선으로 넓은 경우에는 작업의 용이성을 고려하여 인양장비를 이동시키면서 사용하기 위한 주행장치를 설치하며(일반적으로 주행레일을 설치한다) 작업범위가 직선으로 좁을 경우에는 생략할 수 있다. 천정크레인은 작업조건에 따라 고속형, 보급형 및 저속형의 세 종류가 있으나 펌프장용으로는 될 수 있는 한 저속형을 쓰는 편이 좋다. 고속형의 경우 속도가 빠르고 작업성이 좋지 못하며 천정크레인용 전동기의 용량이 크게 되는 등 단점이 많아 잘 사용하지 않는다. 천정크레인 또는 호이스트를 설치할 때는 해당 KS규격 및 관계법규에 따라야 한다. GP 유닛의 수를 줄이고 1유닛당 접속 호수를 많게 한 경우에는 유입관의 연장이나 깊이가 커지고 유입관 건설비의 증대, GP의 대형화를 초래하게 된다. 따라서 1유닛당 접속 호수는 지형, 입지조건, 지반 등을 고려하여 최적의 접속 호수를 선정하도록 한다. 또한 GP 유닛의 설치 장소는 집수의 용이성, 유지관리의 작업성, 경제성을 고려하여 결정한다. 저수 탱크의 상시 운전 용량은 작으면 펌프의 운전 회수가 많아지고 고장의 원인이 되는 경우가 염려된다. 그러나 지나치게 크면 저수 탱크 용량이 커지고 비경제적이 되므로 1회 운전 시간이 2~3분 정도가 되도록 정하도록 한다. 또한 계획을 초과하는 오․ 폐수의 유입이나 정전시 및 GP 등의 수리 시 오․ 폐수의 유입도 고려한다. 저수 탱크의 저부에는 테이퍼를 붙이고 침전물이 적어지는 구조로 하고 GP의 위치는 가능한 저수 탱크 중심으로 오도록 설치한다. 저수 탱크 내의 접속관에는 조인트부를 설치하는 등, 고장 시 GP 교환이 간편하게 이루어지는 구조로 한다. 또 저수 탱크의 구조는 상재하중 및 토압, 수압에 대해 안전하고 수밀성을 갖는 것으로 하는데, 가능한 한 간단한 것으로 한다. 맥동상 여과는 하향식 중력 여과로서 여재로 층화되지 않은 얕은 층의 가는 모래를 사용한다. 다른 얕은 여상 여과지에서는 고형물들이 주로 모래 표면에 축적되는데 반해 이 여과지에서는 고형물이 여상 전체에 축적된다. 이 여과에서의 특이사항은 공기 파동을 이용하여 모래표면을 분쇄시키고 이 때 부유물질들이 여상 안으로 들어가는 점이다. 공기파동과정을 우선 배수장치에 갇혀 있던 일정량의 공기를 얕은 여상에 통과시키면서 위로 이동시켜 표면에 있던 고형물 층을 파괴하고 새로 모래 표면을 형성하는 것이다. 고형물 층이 교란될 때 갇혀 있던 고형물의 일부가 모래 위로 재부상하나 대부분의 고형물은 여상안에 축적된다. 간헐적인 공기 파동에 의해 모래 표면이 쪼개지면서 고형물들이 여상에 갇혀지고 또 새로운 여상 표면이 생성되는 과정이 되풀이 되고, 한계의 수두손실에 도달할 때까지 여과지에서는 간헐적인 공기 파동이 계속된다. 그 후 여상내의 고형물을 제거하기 위해 일반적인 역세척 과정을 겪는다(Metcalf & Eddy/Aecom, 2014).