KR0184304B1 - 부영양화 된 원수 정화처리방법 - Google Patents

부영양화 된 원수 정화처리방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 조류등을 포함하는 원수 처리의 효율적, 효과적인 정화처리방법을 제공한다.
담지체로서 입자경이 0.5~15mm이며 공간율이 약 60~80%로 유지되는, 부정형을 이루는 발포 플라스틱으로 이루어진 여과제를 사용하여 원수를 상향류로 처리하고 동시에 SS의 응집과 용출인의 고정화 제거를 위하여 무기계 응집제를 0.5~5mg/l 주입함으로써 부영양화된 원수를 정화한다.

Description

부영양화(富榮養化)된 원수(原水) 정화처리방법
제1도는 본 발명에 따른 수도물 정화 처리방법을 실시하기 위한 장치의 일실시예를 나타낸 다이아그램도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 용기 2 : 입구
3 : 여과층 4 : 폭기용 및 역세척용 노즐
5 : 출구 6 : 공기배출구
7 : 침전물 배출구
본 발명은 부영양화된 원수의 처리방법에 관한 것으로, 특히 인(燐)을 효과적으로 제거할 수 있는 수도물등 원수의 처리 혹은 호수의 정화에 적합한 방법에 관한 것이다.
부영양화된 호수, 하천으로부터의 수도 원수 처리는 조류(藻類)의 이상(異常) 발생이 격심하기 때문에 그 제거를 위해 생물막 처리로서 허니콤(honeycomb)법이 채용되거나 염소에 의한 조류 제거, 모래, 안트라사이트 여과가 병용되고 있다.
이들 조류는 청분(남조류의 microcystis)로 대표되는 바와 같이, 입자경이 2~5미크론으로 미세하며, 통상은 군락을 지어 덩어리가 크지만, 펌프 업하면 개개의 입자로 되돌아가서, 모래나 안트라사이트로는 여과가 어렵다. 허니콤에 의한 생물막 처리로도 공간율이 너무 크기 때문에 순환 처리를 행하여도 청분의 효율적인 회수는 곤란하다. 그 결과, 염소의 증량으로 조류를 죽이지 않으면 안되어 결과적으로 발암성이 강한 트리할로메탄이 생성된다. 또한 부영양화된 호수, 하천에서는 BOD, COD, SS등의 제거는 응집 침전이나 활성탄, 모래 여과의 병용에 의해 어느 정도까지는 달성할 수 있지만 대량의 물을 고속, 고성능, 저렴하게 처리하기는 어렵다.
이러한 경우에 있어서, 동일 출원인에 의해 개발된 발포 플라스틱에 의한 생물막처리 (예를 들어 특공소 제63-85호 참조)에 의하면, 모래 여과나 표준 활성 오니법에 비해 처리 속도, 처리 성능면에서 훨씬 뛰어난 처리 과정을 행할 수 있다. 그러나, 이 방법만으로는 청분과 같은 미세 입자의 완전 제거와 인의 회수를 동시에 달성하기는 곤란하다.
따라서, 발포 플라스틱의 부유층에서의 담지체(擔持體)입자를 직경 0.5~10mm로 부정형을 이루도록 하고, 또한 여과층의 공간율이 70~80%가 되도록 하여 상향류로 정밀 여과를 행함과 동시에, 조류의 응집 및 수중 인의 고정화를 위해 미량(통상 1~5mg/l)의 염화 알루미늄, 철계(鐵系) 응집제등의 무기계 응집제를 주입함으로써 처리하면 효율적인 조류 제거가 행해질 뿐만 아니라, 조류에 의해 체내에 흡수된 질소, 인의 회수와 수중에 용존하는 오르토인산을 인산철로서 고정화하여 동시에 회수할 수 있다.
이로써 수도 원수 처리에 있어서, 조류를 완전 회수하고 전염소(前鹽素), 중염소(中鹽素) 처리 공정을 필요로 하지 않게 할 수 있으며, 최종 살균을 위한 염소 주입량도 격감시킬 수 있어서 결과적으로 트리할로메탄의 생성을 극소화할 수 있다.
호수 정화의 경우에는, 조류의 완전 제거에 의해 one-pass 처리로도 질소의 약 60%, 인의 약 75%, TOC(유기탄소)의 약30%가 제거되며, 반복제거에 의해 특히 조류의 이상 발생의 원인이 되는 인은 90%이상이나 제거되어, 한번 처리된 후에는 호수중의 인 부족에 의해 약3년간에 걸쳐 조류의 이상 발생을 방지할 수 있다.
이때의 처리 속도는 20m/H로 고속이며, 미량의 응집제 첨가로 저렴하게 대량의 물을 안정적으로 처리할 수 있다. 장치도 고속처리이기 때문에 컴팩트하고 초기 및 유지 비용의 대폭 합리화 뿐만 아니라 생물막 여과에 의한 미량 독성 화학물질 (예를 들어 트리할로메탄, 다이옥신, 유기인등)의 흡착 제거를 꾀할 수 있다. 이때 사용되는 담지체로서는 발포 플라스틱이 적합하지만 그 성상 및 재질은 필요에 따라 적절하게 정한다. 정할 필요가 있다.
부영양화 원수 처리의 경우에는 원수의 BOD, COD, SS농도도 비교적 낮고, 대량의 물을 고속으로 처리해야 한다는 전제가 있다. 이를 위해서는 담지체 입경을 0.5~15mm로 하며, 여과 성능의 유지와 막힘 방지의 관점에서 입자 형상을 부정형으로 하고, 공간율도 60~80%로 유지하는 것이 바람직하며, 특히 여과 효율의 향상을 위하여 상향류 처리가 바람직하다.
또한 물에 용출된 오르트인산의 고정화와 미세 조류의 응집 촉진을 위해서는, 0.5~5mg/l의 철계를 주체로 한 무기계 응집제의 주입이 바람직한 조건이 된다. 이들 조건이 갖추어짐으로써 부영양화 원수의 처리를 효율적이면서도 바람직하게 실시할 수 있다. 철계 응집제 및 대체물로서는 황산 제2철, 황산 제1철, 염화 제2철, 탄산칼슘염, 마그네슘염, 폴리황산, 수산화 제2철(폴리철), 황산 알루미늄, 폴리염화알루미늄등이 있다.
이들 부영양화 원수에서는 조류에 의한 탄소 동화작용이 활발하고 pH는 8~9, 용존산소는 10~15로 높아 생물막처리에서도 폭기(曝氣, aeration)의 필요가 없다. 따라서 생물막 여과성능 향상을 위해 여과제를 적절하게 정할 필요가 있다. 그런, 조류의 발생이 적은 상류의 하천수에서는 용존산소도 낮기 때문에 폭기의 필요성이 생긴다.
이러한 관점에서 본 발명자는 부영양화 방지 대책에 있어서, 인의 제한이 최대 포인트이며, 조류의 완전 회수와 인의 고정화에 표준을 맞추어야 한다는 식견을 얻었다.
이러한 종래 기술의 문제점 및 발명자의 식견을 감안하여, 본 발명의 주된 목적은 해조류등을 포함하는 수도원수처리의 효율적, 효과적인 정화처리방법을 제공하는것이다.
상술한 목적은 본 발명에 의하면, 부영양화된 호수, 하천으로부터의 원수를 정화 처리하는 방법에 있어서, 담지체로서 입자경이 0.5~15mm이며 공간율이 약 60~80%로 유지되는, 부정형을 이루는 발포 플라스틱으로 이루어진 여과제를 사용하여 원수를 상향류로 처리하고, 동시에 SS의 응집과 용출인의 고정화 제거를 위하여 무기계 응집제를 0.5~5mg/l 주입함으로써 부영양화된 원수를 정화하는 것을 특징으로 하는 방법을 제공함으로써 달성된다.
본 발명에 의하면, 수도원수처리에 있어서 조류를 완전 회수하고 전염소, 중염소 처리 공정을 필요로 하지 않으며, 최종 살균을 위한 염소 주입량도 격감시킬수 있고, 결과적으로 트리할로메탄의 생성을 극소화할 수 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.
제1도는 본 발명에 입각한 수도물 정화 처리방법을 실시하기 위한 장치의 일실시에를 도시한 것으로, 처리되어야 할 수도 원수는 용기(1)내를 향해 용기 하부에 설치된 입구(2)에서 도입되며, 담지체로서 입자경을 0.5~15mm, 공간율을 약 60~80%로 유지해야 하며, 부정형을 이루는 발포 플라스틱으로 이루어진 여과제를 이용한 여과층(3)내를 위를 향하게 유통하고, 동시에 SS농도의 응집 효과와 용출인의 고정화를 위하여 칼슘 또는 철계 응집제로 이루어진 무기계 응집제를 적량, 예를 들어 0.5~5mg/l 주입한다. 필요에 따라 반응을 촉진시키기 위해, 적절한 폭기용 노즐(4)을 이용하여 폭기하고, 이 폭기된 원수는 용기 상부에 설치된 출구(5)에서 송출된다.
부호(6) 및 (7)은 각각 공기 배출구 및 침전물(sludge) 배출구이다.
[실시예 1]
부영양화 호수에서의 청분의 회수 처리
제1도에 도시한 장치를 이용하고 무기계 응집제(폴리염화 알루미늄) 1mg/l을 사용하여 유속 20m/H로 정밀 여과 처리를 행하였다. 역세척은 1일 1회 행하였다.
정밀여과장치 : 염화비닐제, 300ø×3mH, 여과층 1.5m
담지체 입자 : 발포 폴리 프로필렌, 입자경 3~10mm, 부정형, 부피 비중 0.2g/ c
c
처리결과
수질의 정화와 인이 1/10으로 저하하였다.
[실시예 2]
부영양화 호수에서의 수도 원수 처리
제1도에 도시한 장치를 이용하고 무기계 응집제(폴리 염화 알루미늄) 1mg/l을 사용하여 유속 10m/H으로 생물막 처리를 병용하여 정밀 여과를 실시하였다. 역세척은 1일 1회 행하였다.
정밀여과장치 : 염화비닐제, 400ø×3mH, 여과층 1.5m
담지체 입자 : 발포 폴리 프로필렌, 입자경 3~7mm, 부정형, 부피 비중 0.2g/cc
처리결과
수질의 정화와 살균을 위한 염소량의 감량, 나아가 THM 생성능의 저하를 꾀할 수 있었다.
[실시예 3]
모(某)하천에서의 정화처리
제1도에 도시한 장치를 이용하고, 생물막 처리를 행하여 배수 출구에 무기 응집제 1mg/l의 주입을 행하였다. 유속은 10m/H.
생물막 처리장치 : 염화비닐제, 400ø×3mH, 여과층 1.5m
담지체 입자 : 발포 폴리 프로필렌, 입자경 3~7mm, 부정형, 부피 비중 0.2g/cc
처리결과
청정한 처리수가 유지될 뿐만 아니라 인의 대폭 제거가 가능하였다.
본 발명에 의하면, 수도 원수 처리에 있어서 조류를 완전히 회수하고, 전염소, 중염소 처리 공정을 불요하며, 최종 살균을 위한 염소 주입량도 격감시킬 수 있어, 결과적으로 트리할로메탄의 생성을 극소화할 수 있다.

Claims (1)

  1. 부영양화된 호수, 하천으로부터의 원수를 정화처리하는 방법에 있어서, 담지체로서 입자경이 0.5~15mm이며 공간율이 약 60~80%로 유지되는, 부정형을 이루는 발포 플라스틱으로 이루어진 여과제를 사용하여 원수를 상향류로 처리하고 동시에 SS의 응집과 용출인의 고정화 제거를 위하여 무기계 응집제를 0.5~5mg/l 주입함으로써 부영양화된 원수를 정화하는 것을 특징으로 하는 방법.
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