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1. 용수 및 하폐수 처리의 개요
1.1. 용수 처리 과정
용수 처리 과정은 원수(자연 수원이나 지하수)를 깨끗한 마실 물로 변환하는 일련의 단계로 이루어져 있다. 일반적인 용수 처리 과정에는 침전, 여과, 소독, 살균, 그리고 pH 조절 등이 포함된다. 이러한 처리 과정을 통해 미생물, 불순물, 중금속, 유기 물질 등을 제거하고 물의 품질을 향상시킨다.
먼저 취수공정에서는 하천, 호수, 지하수 등에서 원수를 취수하여 정수장으로 보내게 된다. 이후 응집 및 침전공정에서는 취수된 원수에 화학 응집제를 투입하여 물 속에 있는 작은 입자들을 응집시킨다. 응집된 입자는 중력에 의해 침전지로 가라앉아 물에서 제거된다.
그 다음 여과공정에서는 침전 후에도 남아 있는 미세한 입자와 불순물을 제거하기 위해 물을 여과한다. 주로 모래여과기나 활성탄여과기가 사용되며, 이를 통해 미세 입자와 일부 유기물을 제거한다.
소독공정에서는 여과된 물에 소독제를 투입하여 병원균을 제거한다. 일반적으로 염소 소독이나 자외선(UV) 소독을 사용하며, 물의 안전성을 보장하기 위한 필수 단계이다.
pH 조정 및 추가 처리 단계에서는 물의 pH를 적정 수준으로 맞추기 위해 알칼리성 물질을 투입한다. 필요에 따라 불소 처리, 맛과 냄새 제거를 위한 활성탄 처리 등을 추가적으로 시행한다.
마지막으로 저수 및 배출공정에서는 소독 및 pH 조정이 완료된 물을 저수탑이나 저수지에 저장하고, 각 가정과 사업장으로 안전하게 공급하기 위해 배출 시스템을 통해 배수한다.
이와 같은 일련의 용수 처리 과정을 거쳐 깨끗하고 안전한 수돗물이 생산되며, 각 단위 공정은 물속의 불순물 제거와 병원균 살균 등 필수적인 역할을 수행한다.
1.2. 하폐수 처리 과정
하폐수 처리 과정은 사용된 물, 즉 하수(생활하수, 공업폐수 등)를 환경에 안전하게 배출하거나 재활용 가능한 수준으로 정화하는 일련의 과정을 의미한다. 하폐수 처리 시스템은 물의 물리적, 화학적, 생물학적 특성을 다루며, 일반적으로 여과, 침전, 생물학적 처리, 소독 등의 단계로 구성된다.
하폐수 처리의 주요 단계는 다음과 같다.
먼저 하수가 발생하는 각 가정이나 공장에서 하수구를 통해 하수처리장으로 보내진다. 하수처리장으로 유입된 하수는 침사지 공정을 거쳐 모래, 자갈 등의 큰 이물질이 제거된다. 이후 유량 조정조에서 하수의 양과 성질이 균일하게 조절된다.
그 다음 최초 침전지에서 중력에 의해 하수 속 오염물질이 침전된다. 이 과정에서 물보다 무거운 물질은 바닥에 가라앉고 부유물질은 분리된다. 이를 통해 약 40%의 오염물질이 제거된다.
이후 포기조(생물반응조)에서 미생물을 이용한 생물학적 처리가 이루어진다. 포기조에 공기를 주입하여 미생물을 배양하면 이들이 하수 내 유기물을 분해한다. 이 과정에서 유기성 고형물의 80% 이상이 제거된다.
다음으로 최종 침전지에서 생물학적 처리 후 발생한 슬러지가 침전되어 분리된다. 최종적으로 소독조에서 염소 또는 자외선 처리를 통해 병원균이 제거되며, 이렇게 처리된 물은 하천으로 배출되거나 재활용된다.
이처럼 하폐수 처리는 물리적, 화학적, 생물학적 처리 등 다양한 단계를 거쳐 오염물질을 제거하고 수질을 개선하는 과정이다. 효율적인 하폐수 처리는 환경 오염 방지와 수자원의 지속가능한 활용에 중요한 역할을 한다.
1.3. 재활용 수처리
재활용 수처리는 사용된 물을 정화하여 다시 사용 가능한 수준으로 만드는 프로세스를 의미한다. 재활용 물은 농업, 산업, 그리고 화장실 등 다양한 용도로 사용될 수 있으며, 물의 재활용은 자원 보전과 지속 가능성을 지원한다.
재활용 수처리에는 여과, 소독, 재처리 등의 단계가 포함된다. 먼저 여과 공정을 통해 물 속의 부유물질, 미생물, 유기물 등을 제거한다. 이후 소독 공정에서 잔존 병원균을 제거하고, 필요에 따라 추가적인 재처리 단계를 거친다. 재처리 단계에서는 pH 조절, 이온 교환, 역삼투 등의 기술을 활용하여 물의 화학적·생물학적 특성을 개선한다.
재활용 수처리 기술은 처리 목적과 용도에 따라 다양한 수준의 처리 수준을 달성할 수 있다. 예를 들어 농업용수나 공업용수로 사용되는 재활용수는 보다 낮은 수준의 처리로도 가능하지만, 음용수나 의료용수로 사용되는 재활용수는 더 엄격한 수질 기준을 충족해야 한다.
재활용 수처리를 통해 물 부족 문제를 완화하고, 환경에 방출되는 오염물질을 줄일 수 있다. 또한 물 자원의 재이용은 지속가능한 물 순환 체계 구축에 기여한다. 하지만 재활용수의 안전성과 신뢰성 확보를 위해 지속적인 기술 개발과 관리 체계 구축이 필요하다.
1.4. 산업 폐수 처리
산업 폐수 처리는 공장, 제조업체, 화학 공정 등에서 발생하는 특수한 폐수를 처리하는 과정이다. 다양한 산업 폐수 처리 기술이 존재하며, 폐수의 종류와 성질에 따라 다르게 적용된다.
산업 폐수는 일반 가정하수에 비해 더욱 복잡하고 다양한 오염물질을 포함하고 있다. 중금속, 유기화합물, 독성물질 등이 주요 오염물질이며, 이러한 물질들을 효과적으로 제거하기 위해서는 적절한 처...
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