폐수 처리 공정에서 유량조정조의 역할과 설치 고려사항 및 침전지의 구조, 유입·유출 방식에 따른 효율적 설계 방안 doc_id PCY_201705230336248041_9

유량조정조의 최적의 설치위치는 처리형태, 배제방식 및 유입폐수의 성상에 따라 처리장마다 다르게 결정될 수 있다. 유량조정조를 설치할 경우 처리장 전반에 걸친 여러 위치에서의 유량조정조의 설치에 대해서 검토해야 하며, 각각의 위치에 따른 처리공정도상의 고려도 필요하다. 일반적으로 유량조정조는 유입폐수의 흐름이 계속되도록 위치하여야 하며, 처리장 소요부지를 고려하여 설치한다. 유량조정조의 위치는 일반적으로 1차침전지 전에 설치할 경우에는 침사지와 스크린 뒤에 위치한다. 그러나 각 처리장의 상황을 고려하여 유량조정조는 주관로시설이나 펌프장시설에 대한 과부하를 방지하기 위하여 관로시설에 위치하기도 한다. 또한 슬러지 처리시설로 부터의 반송수의 충격을 저감시키기 위하여 반송수 유량조정조를 설치하기도 한다. 침사지와 스크린 뒤에 설치하는 경우에는 침전물의 퇴적이 문제가 되므로 충분한 혼합이 요구되며 악취발생을 방지하기 위한 포기시설도 필요하다. 1차침전지 뒤, 2차처리전에 설치하는 경우에는 1차침전지의 고형물부하가 유입부하에 따라 변화하게 되나 유량조정조에서 슬러지 및 스컴의 문제는 별로 없다. 활성슬러지에서 포기조내 미생물은 유기물부하변동에 민감하다. 일반적으로 폐수의 유량은 하루, 일주일 중 특정요일, 계절, 연도, 공단지역의 폐수방류시기에 따라서 변화의 폭이 크다. 따라서, 유량조정을 통하여 유량변동폭을 줄이는 것이 좋다. 유량의 변화는 유기물부하 변화의 원인이 되고, 첨두유량과 같이 수리학적 부하가 매우 클 경우, 포기조내 미생물이 수류에 의해 쓸려나가는 wash out 현상을 초래하게 된다. 또한 F/M비를 변화시켜 F/M가 낮아질 경우, 슬러지의 침강성을 악화시키게 되므로, 유량조정조의 설치 등을 통하여 유입유량 변동폭이 첨두유량이 최소유량의 5~10배 이상이 되지 않도록 한다. 그리고 농공단지 공공폐수처리시설과 같이 소규모인 경우나, 공휴일에 작업이 진행되지 않는 경우, 계절에 따른 유량의 변화 가 큰 경우에 대비한 설계가 되도록 한다. 침전지 유입부는 유입수를 수평 또는 수직방향으로 골고루 분산시키면서 밀도류의 영향을 최소화하고, 유입수의 와류에 의한 슬러지블랭킷층의 교란을 줄여야 한다. 유입수를 분산시키는 장치가 부적절한 경우나, 유입수가 제트류와 같은 형태로 유입될 경우에는 단회로 현상이 발생하여 유출수질이 악화되며, 침전지 하부에서 상부로 흐르는 밀도류의 원인이 되어 침전지의 효율에 악영향을 미친다. 따라서 침전지 유입부에서 유입과 동시에 슬러지간의 응집을 촉진하여 저부로 신속히 침전할 수 있도록 침전지에서 플록(floc)생성을 촉진할 수 있는 시간을 주는 것이 필요하다. 한편, 포기조의 혼합 에 의하여 혼합액의 플록이 잘 형성되지 않거나 침전지 유출수질을 향상시키기 위하여 침전지내 응집용 정류판을 설치하는 경우도 있다. 유입정이나 유입정류판은 슬러지수집기의 회전과 함께 회전하는 경우가 많다. 유입정이나 정류판에는 스컴이나 기타 부유성물질이 외부로 배출될 수 있도록 수면근처에 작은 구멍이나 유출구를 설치하는 것이 좋다. 중앙유입식의 경우에도 유입관을 침전지 벽면에서 설치하는 방법이 있는데 유입속도를 낮추어 난류생성을 억제하기가 어렵고 수평으로 설치되기 때문에 구조상 안전성이 다소 약하다. 따라서 큰 규모인 경우는 수직유입관을 설치하는 것이 바람직하다. 원형침전지에서 주변유입식인 경우는 유입방향은 단일방향 또는 양방향으로 유입되며, 한방향인 경우 침전지내 유량분산을 위하여 유입수로의 폭과 깊이를 조절하며 오리피스를 이용하여 유입한다. 이 경우 균등한 유량분배를 위하여 오리피스의 수두손실을 동일하게 하는데 첨두율(첨두유량/평균유량)이 3을 초과하는 경우에는 60mm를 사용하고 평균유량에서는 25mm로 설계하는 것이 좋다. 원형침전지에서는 침전지 중심으로 유입하는 폐수가 방사상으로 주변부로 유출하는 구조로 되어 있다. 그러므로, 확산류로 된 흐름은 불안정하고 수평방향 편류에 대한 저항이 약하므로 바람이나 슬러지제거기 운전으로 인한 영향을 받기 쉽고, 침전효율은 일반적으로 직사각형침 전지보다 낮다. 특히 2차침전지에서 활성슬러지는 침전지 유입직후 연직으로 침강하여 저부를 따라 유출단이나 벽면을 향하여 흘러들면서 슬러지층 상부의 상징수층의 역방향으로 향하는 2차적인 흐름 즉, 밀도류가 생성된다. 이러한 상승류에 의해 침전제거된 슬러지가 재부상하게 된다. 원형침전지에서의 확산류는 침전지내 흐름을 불안정하게 하며 이러한 현상에 대한 저항이 없어 상승류의 발생이 더욱 증가하는 것으로 생각된다. 또한, 월류웨어도 원주부 바깥으로 설치되므로 설계웨어월류부하를 만족하지 못하는 경우도 있을 수 있다. 그러나 직사각형침전지에서 사용되는 슬러지제거기에 비하여 구조가 단순하며 건설비, 보수빈도, 보수비용 등에 대하여 유리하다. 그리고 기타 침전지 형태로 내장형(intrachannel)침전지, 다층식침전지 및 경사판침전지가 있다. 내장형 침전지의 경우는 산화구에 주로 설치되는 형태로 산화구내에 정류판을 이용하여 산화구 표면에서 하부까지 정류판의 길이를 변화시켜 포기조내 정적인 침전지역을 만들어 침전을 유도하는 형태이다. 유출수는 침전지내 수면 밑에 설치된 오리피스관이나 웨어를 통해서 배출된다. 그리고 침전된 슬러지는 침전지 하부의 슬러지인출관 등을 통하여 산화구로 반송된다. 이러한 형태는 외부에 따로 침전지를 설치할 필요가 없고, 반송펌프와 반송관이 필요없다. 폐슬러지 폐기는 포기조혼합액형태로 제거되며 추가적인 농축시설이 필요하다. 단점으로는 슬러지벌킹현상이 일어날 경우 제어할 방법이 거의 없다는 것이다. 다층침전지는 부지면적이 협소한 곳에서 많은 유량을 처리하기 위해서 쓰이는 방법으로 종류에는 직렬식과 병렬식이 있다. 후자의 경우는 일본에서 주로 사용되는 것이다. 그리고 경사판 침전지는 침전효율을 향상시키기 위해서 침전지에 경사관이나 경사판을 넣은 것으로 주로 처리장의 효율향상을 꾀하기 위하여 추가적으로 설치되는 경우가 많다. 원형침전지인 경우는 유입방식에 따라 유출시설의 설치위치가 달라진다. 중앙유입식인 경우 대부분 침전지 벽면쪽에 설치하며, 주변유입식인 경우는 중앙 또는 가장 자리에 설치한다. 유출시설은 대부분 웨어를 통하여 유출용수로를 거쳐 외부로 배출된다. 대부분의 경우에 단일식이 주로 사용되고 특히 규모가 작은 경우나 고형물이 웨어에 부착하는 것을 방 지하기 위한 저류판이 설치된 경우 단일의 원형 웨어가 설치되는 것이 바람직하다. 침전지의 크기가 커질수록 웨어부하율에 대한 침전지 표면부하율의 비가 커지게 된다. 따라서 벽면효과를 줄이고 필요한 월류장(越流長)을 확보하기 위하여 침전지의 벽에서부터 침전지 직경의 30%되는 곳에 다중웨어를 설치하여 유출시키는 방법도 있다. 이 방법의 장점은 월류부하율을 낮출 수 있고, 침전지벽면에서 일정거리에 위치하고 있어 벽면효과를 방지하여 유출수질을 향상시킬 수 있다는 점이다. 반면 단점으로는 다소 건설비가 많이 들고, 웨어를 청소하기가 어려운 점이 있다.