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[수질환경개론]수자원의 종류

1. 빗물- 사실상 증류수, 다른 어떤 종류의 자연수보다 절대적인 순도에 가깝다고 할 수 있다.- 엷은 안개방울이 처음에는 공기 중의 먼지와 같은 미립자를 핵으로 형성한다.- 빗물은 응축하는 순간부터 불순물을 수용하게 된다고 볼 수 있다.- 빗방울은 가스를 흡수, 해안 가까이에서는 부유염류(suspended salts)를 용해한다.- 공기 중으로 강하하면서 불순물과 미생물들을 포함한다.*총 연평균 강수량은 많은 편이나, 1인당 강수량은 상당히 부족한 실정이어서 현재 뿐만 아니라 향후 물소비량이 증가할 경우 물 부족 사태가 예상된다.(1) 빗물의 분포- 지구상의 빗물의 양은 12,921㎦ 정도로, 주로 눈에 보이지 않는 수증기 형태로 존재한다.- 공기의 흐름에 의해 육지 위로 이동한다.- 지구상의 빗물이 동시에 강화된다면 지구표면을 2.35cm 정도로 덮을 것으로 추정된다.- 대기 중의 물은 대기에 의해 연속적으로 제거되면서 지구표면에 낙하한다.- 동일량이 식물의 증발산과 수표면 및 지표면 증발에 의해 대기수로 되돌아온다.- 매년 지구에 강하되는 강수량 : 470,948㎦- 바다에 떨어지는 강수량 : 370,952㎦- 육지에 떨어지는 강수량 : 100,032㎦- 대기 중의 물은 연속적으로 제거되며 연속적으로 되돌아온다.(2) 빗물의 특성- 빗물은 연수(soft water)이기 때문에 세탁에 유용, 석회염(lime salts)이 없으므로 취사도 용이하다.- 전반적으로 볼 때 도시급수를 위한 수원으로서 지표수 또는 지하수 보다는 그 가치가 희박하다.- 용해가스 성분빗물은 용해성분이 적기 때문에 완충작용이 작다.대기로부터 용해된 CO2의 영향이 현저하며 때때로 pH 4 정도에 머문다.1기압의 대기와 평형인 증류수 : 25℃에서 pH 5.7로 계산. 우수는 이보다도 낮다.도시 : 석탄 연료의 연소로부터 발생되는 황화물이 우수의 pH를 감소시킨다.0℃10℃20℃공기의 조성N263.2063.4963.6979.01(+Ar)O233.8834.0534.1720.95CO22.92 있는데, 어떠한 경우라도 비라고 하는 것이 무엇과도 바꿀 수 없는 소중한 자원이며, 바로 이 비가 지역과 지구를 순환하면서 생명과 문화를 가꾸어온 사실은 아무도 부정할 수 없을 것이다.빗물을 적극적으로 이용해 온 지역은 섬지방과 농촌이었다. 섬 지방에서는 생존을 위해서, 농촌에서는 농사를 위해서 여러 가지 방법을 통해 이용해왔다. 그리고 도시의 경우 최근에는 거의 대부분 상수도의 공급이 이루어지고 있지만 과거 수돗물이 공급되지 않았던 지역에서는 비가 오면 그것을 받아두고 사용하였다.* 수자원 장기종합계획(2001~2020), '01.7 건설교통부2. 지표수(1) 하천수- 하천에서 취수된 물의 수질은 보통 저수지나 호수에서 취수된 물보다 수질이 더 좋지 못한 편이다.- 하천수의 구성 성분은 계절, 배수지역의 지질과 개발정도에 따라 변한다.- 최대유량과 최소유량의 비(하상계수)가 크고, 갈수 시에는 수질이 악화되기 쉽다.- 건기에는 주로 하수나 지하수로 하천수가 구성되며, 이때에는 경도와 알칼리도가 높다.① 하천수의 주요 성분- 우수에 함유된 성분과 그 지역의 지질학적 특성에 따라 암석 토양의 풍화 생성물로 K, Ca, Mg 등을 함유하고 있다.- 하천수가 토양층을 통과하는 경우 불용해성 현탁물질과 콜로이드 등은 제거된다.- 유기물질은 흡착되고 물 속의 이온과 암석토양 중의 이온 사이에는 이온교환이 이루어진다.- 하천수의 수질은 매우 유동적이며 그 영향인자로서는 유량, 지질, 및 계절 등이 있다.- 하천수질은 유량과 매우 밀접한 관계가 있으며 지질의 경우 용해되기 쉬운 암석인 석회암 지대를 통과한 인자들에 의해 좌우된다.- 지하수에 비해 경도가 낮으며 철, 망간 등의 무기이온 함량이 낮고, 용존산소의 함유도가 비교적 높은 편이다.② 우리나라의 하천- 우리나라에서는 연중 수량이 풍부한 하천을 강, 계절적으로 수량이 심히 변화하는 하천을 천, 시냇물과 같은 급류를 계류라 부르고 있다.- 우리나라의 대부분의 하천은 그 유역면적이 작고 유로 연장이 짧으며 또한 산지가 비로 정의- 우리나라의 주요하천은 다른 나라에 비해 하천의 유량 변동이 매우 심하다.- 서해와 동해로 흘러드는 하천들은 하천어귀 부근에서 밀물과 썰물의 영향을 많이 받는다.- 이러한 감조하천은 하천어귀 부근의 논밭에 염도를 증가시켜 농작물에 피해를 주게 된다.- 하구둑(영산강, 낙동강), 방조제(아산, 남양, 삽교천)를 건설하여 용수의 공급과 경지 이용도를 높이고 있다.- 시간별 불균형의 척도라고 할 수 있는 월 평균 유출량의 분포는 6~9월에 전체의 약 67%에 해당하는 467억㎥이 홍수로서 유하되며, 나머지 230억㎥만이 평상시 유출하고 있어 하천유황을 그대로 이용하는 경우 가용 수자원의 양이 얼마나 적은가를 알 수 있다.◆ 유역의 평균폭, BB = A/L여기서 A = 유역면적; L = 본류의 길이◆ 유역평면계수, mm = A/BL = B/B여기서 B = 최대유역폭◆ 유역형상비, aa = B/L◆ 유역형상계수, F (Horton, 1945)F = B/L = A/L2 = maF가 크다 - 길이에 비해 폭이 넓은 유역(F = 1; 정사각형 유역)동진강 0.515; 안성천 0.296; 삽교천 0.234F가 작다 - 세장한 유역임진강 0.013; 금강 0.061; 한강 0.072; 낙동강 0.087◆ 길이와 폭과의 관계L = a*Ab◆ 하천밀도하천밀도 - 지천의 다소를 표시하천밀도 = 본류와 지천길이의 총합/유역면적예제) 다음 하천의 형상계수를 구하시오.하천명유역면적A(㎢)유로연장L(㎞)형상계수낙동강23,852525섬진강4,897212영산강2,798115삽교천1,61961만경강1,60299◆ 하상계수의 정의: 하천의 특정 지점에서의 연간 최대유량과 최소유량의 비하상계수 = 최대유량/최소유량◆ 하천의 하상계수가 큰 경우 : 연간 하천유량의 변화가 크다.이수, 치수, 환경 등 하천의 3대 기능 모두에 부정적으로 작용하천명하상계수한강1:393낙동강1:372금강1:299섬진강1:734영산강1:682대동강1:404재영강1:715임진강1:785예성강1:1,320* 우리나라취발생의 원인이 된다.- 물이 정체되어 있으므로 불쾌한 냄새와 색도 및 탁도를 띤다.- 정체현상에 따른 부영양화가 되기 쉽고, 호소의 바닥이 혐기성 상태로 되기 쉽다.- 질소와 인의 함유량이 많아 농업용수로 적합하다.형태분류호분의 성인고등유기체, 유기물 집적, 해안성·운석·화산·용식·풍성·사태·지반·빙하작용수온 변화성열대호, 온대호, 한대호염분의 다과함수호, 담수호호수의 위치산정호, 산중호, 평지호생산 내용빈영양호, 중영양호, 부영양호표면의 형태원형·반원형·타원영·아직사각형·수지형·초승달형·삼각형·불규칙형호수순환의 형태1회 순환호, 2회 순환호, 다순환호, 빈순환호수수온 성층중냉층, 중온층, 하온층, 난온층호제방의 유무무제방(자연호), 일면·양면·삼면·사면 제방* 호소수의 분류호수는 자연적으로 이루어진 것과 인공적으로 만든 것이 있으며 자연적인 호수에는 침식작용으로 생긴 것, 화산의 폭발에 의하여 생긴 것, 물의 흐름에 의하여 생긴 것 등이 있다. 인공적인 호수에는 가뭄을 해결하기 위하여 만든 저수지와 수력 발전소 등을 만들기 위한 다목적 호수가 있다.보통 호수의 분류는 호분의 성인, 수온, 위치, 염분, 생산내용, 표면형태, 순환, 수온성층, 제방유무 등을 기준으로 한다.① 세계의 호소수- 호수는 인간생활과 밀접한 공존관계를 유지해 왔다. 호수는 인류가 살아가는데 꼭 필요한 생명의 근원이라 할 수 있는 물을 대주는 젖줄일 뿐만 아니라 담수어 제공, 관광지 역할, 교통로 제공, 상수원, 정신적인 안정과 아름다움을 느끼게 해주며 수력발전, 관개용수 등 유익한 많은 것들을 우리 인류에게 제공해 주고 있다.- 호수란 라틴어의 수조(水槽)를 뜻하는 러커스(Lacus)에서 유래했다. 호수는 원칙적으로 바다와 직접 연결되지 않은 지표의 와지(窪地 : 오목하게 패어 웅덩이가 된 땅)에 위치하는 정수괴(淨水傀)의 총칭으로 대부분 담수로 되어 있지만, 사해나 볼리비아의 우유니호처럼 염수로 되어 있는 것도 있다. 또, 해안 지역에서는 좁은 유·출입의 수로를 갖고 있어 담수와 염수조절·수산업·관광산업 등 인간생활과 밀접한 관계가 있다.아시아에는 세계 제1의 담수호로 26.2×103㎦의 체적을 가진 바이칼호가 있으며 이를 포한한 아시아에 산재한 담수로의 수량은 전체 담수호 수량의 21% 정도이고, 미국·캐나다 등 북미에 위치한 담수호의 수량은 전체의 약 26%, 아프리카 약 28%, 이들 세 대륙의 담수량은 전체 담수호 수량의 약 75%를 차지하고 있다.염수호의 총 수량은 104×103㎦이며 이중 카스피해가 80×103㎦로 전 세계 염수호 수량의 대부분인 80% 정도를 차지하고 있으며 나머지 대부분은 아시아에 분포되어 있다.호수의 이름국명최대 맑기(m)마주우일본41.6바이칼러시아40.5데이호어미국32.7다자와일본30.0그레이터미국27.0와아펜독일25.0코스끄르몽고24.6* 세계의 맑은 호수② 우리나라의 호소수의 특징- 우리나라는 지각 운동이 및 화산 활동이 적고 또한, 대륙붕에 덮인 일이 없었으므로 큰 자연 호수가 많지 않다.- 1910년대의 조사 결과에 의하면 우리나라에서는 주위가 2km 이상이 자연 호수가 81개 정도 있으며 그 가운데에서 주위가 4km 이상인 호수는 20개 정도였다.- 현재는 많은 자연 호수가 주변에서 유입되는 토사의 퇴적으로 매몰되어 그 수가 적어졌다. 주요 자연호로는 광포와 백두산 천지를 비롯하여 요교호, 소동정호, 천아포, 강동호, 화진포, 경포 등이 있다.- 우리나라는 자연호에 비해서 인공호가 더 넓은 내수면적을 차지하고 있으며 그 대표적인 것이 발전용 및 다목적댐으로 수풍호(345㎦), 장진호(54㎦), 부전호(22㎦), 황수원호(24㎦), 소양호(70㎦), 대청호(73㎦), 안동호(52㎦), 충주호(96㎦), 파로호(38㎦), 갈담호(26.5㎦) 등이 있으며, 관개용으로 건설된 고삼저수지, 남양호, 아산호 등이 있다.- 우리나라의 자연호는 토사의 퇴적 및 간탁으로 그 수와 면적이 줄어가고 있는 반면에 인공호는 국토 개발과 더불어 그 수가 점차 늘어갈 것이 예상된다.명칭소재지면적(㎦)요교호전북 익산8.6소

공학/기술| 2017.01.11| 17페이지| 1,500원| 조회(202)

수질, 수질오염, 수질관리, 수자원, 수질환경, 수질환경공학, 수질오염공학, 수질개론, 수자원의종류

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[수질오염방지기술]염소주입설비

1. 염소(Chlorine)정수처리공정에서 염소가 주로 사용되는 것은 염소가 수중에 존재하는 다양한 병원성 미생물을 불활성화 시킬 수 있으며, 잔류효과로 인하여 미생물 재성장을 막아 송, 배, 급수 관로 내 이차오염을 방지 할 수 있고, 가격도 다른 소독제에 비하여 경쟁력을 가지고 있기 때문이다.특히, 소독시설에 대하여 운영과 유지 관리가 편리하고 취급하기가 용이하다는 장점을 지니고 있으나 THMs와 같은 소독부산물이 발생되며, 과잉으로 사용했을 경우 맛과 냄새를 유발할 수 있다는 단점도 있다. 따라서 최근 염소를 이용한 소독공정은 염소를 단독으로 사용하는 것이 아니라 살균효과를 높이고 DBPs를 제어하기 위하여 다른 2차 소독제와 병용하여 사용하는 시스템으로 변화하고 있다.염소는 병원성 미생물을 불활성화 또는 파괴하여 수요자를 질병으로 보호하기 위한 살균, 물 속에 존재하는 철과 망간과 같은 성분들의 산화, 또는 두가지 목적으로 병용되어 사용되고 있다.2. 염소의 화학적 성질전형적으로 살균을 위하여 사용되는 염소의 형태는 염소가스, 차아염소산나트륨, 차아염소산칼슘 등 세 가지 종류이다.(1) 염소가스정수처리시설이 대규모인 경우에는 염소가스를 액화하여 HOCl를 사용하고 있다. 소독공정에서 HOCl가 수중에 용해되면 다른 무기물과 반응하여 소비도 되지만 아래와 같은 반응이 일어나며, 여기서 염소소독과 관련하여 소독능을 가지고 있는 것을 유리잔류염소라 하며 HOCl, OCl에 비하여 약 100배 정도 높다.Cl2(aq) H2O → HOCl +H + ClHOCl ↔ H OClHOCl과 OCl의 존재비율은 수용액의 pH와 온도에 의존하지만 온도의 변화에는 큰 영향을 받지 않는다. 따라서 pH에 따라서 소독효과에 차이를 보이게 된다. pH 6 이하에서는 HOCl이 이온화도가 낮아 염소는 주로 HOCl으로 존재하며, pH 6 이후부터는 HOCl이 급격히 이온화하여 pH 8.5가 되면 대부분의 염소는 OCl의 형태로 존재하며, pH 9 이상에서는 OCl만이 존재하게 된다 판매되고 있는 입상형태의 차아염소산칼슘은 65%의 유효염소를 포함하고 있다.차아염소산칼슘을 수중에 넣으면 아래와 같은 반응이 진행되며, 차아염소산나트륨과 마찬가지로 차아염소산을 생성하고, OH-에 의해 pH가 올라가는 효과가 있다.Ca(OCl)2 + 2H2O → 2HOCl + Ca² + 2OH3. 염소의 생성(1) 염소가스염소가스는 알칼리성의 Salt Brine 또는 염산의 전기분해, 질산과 염화나트륨 반응, 염산의 산화 등 여러 공정을 거쳐 제조가 가능하다. 미국의 경우 Diaphragm Cell에서 Salt Brine과 Caustic Solution의 전기분해를 통하여 제조되는 염소는 일반적으로 약 70% 정도이다. 염소는 안정된 화합물이기 때문에 정수처리 시설 내에서 제조하기보다 정수시설 외부에서 화학약품 제조업자로부터 제조된 것을 구입하여 사용하는 것이 일반적이다.(2) 차아염소산염① 차아염소산나트륨차아염소산나트륨의 공업적 제조는 묽은 차아염소산나트륨(1% 미만)은 바닷물(Salt brine)을 이용하여 전기화학적인 방법을 통하여 제조하고 있다. 차아염소산나트륨은 일반적으로 액체 표백제 또는 자벨수라고도 부른다. 현재 상업용 또는 산업용으로 생산된 것은 10~16%의 차아염소산나트륨이다. 차아염소산나트륨도 매우 안정한 화합물이기는 하지만 농도, 저장온도, 저장시간, 불순물 그리고 빛 노출 등에 영향을 크게 받는다.차아염소산나트륨은 분해가 되면 농도가 감소하지만 인체에 해로운 Chlorite 또는 Chlorate 등 부산물을 생성하기 때문에 취급시 이에 대해서 유의해야 한다.② 차아염소산칼슘차아염소산칼슘은 물에 Chlorine Monoxide을 투여하고, 그 후 Lime으로 중성화하여 액체상태의 차아염소산칼슘이 만들어지면 물을 제거하여 입상형태의 차아염소산칼슘을 공업적으로 제조하고 있다. 일반적으로 최종 생산품은 약 70%이상 유효염소와 4~6%의 Lime을 포함하고 있다. 차아염소산칼슘은 열을 가할 경우 쉽게 대기로 기화하여 유기물과 반응하기 때문에 산화의 두 목적으로 사용은 되지만 가격면에서 염소가스보다 고가이기 때문에 사용에 있어 제한이 따른다.5. 소독부산물 생성과 제어(1) DBPs의 생성할로겐유기물은 수중에 존재하는 NOM(Natural Organic Matter)과 소독시 주입되는 염소 또는 브롬이 반응할 때 발생된다. 염소는 보통 1차 또는 2차 소독제로 직접 물에 주입이 된다. 브롬은 염소소독시 물속에 존재하는 브롬이온이 염소에 의해서 산화되어 생성된다. 할로rps 소독부산물의 생성에 영향을 주는 인자는 NOM의 형태와 농도, 염소의 형태와 양, 접촉시간, 브롬이온의 농도, pH, 질소유기화합물, 온도 등에 영향을 받는다. 질소유기화합물은 질소를 포함한 Haloacetonitriles, Halopricrines, 그리고 cyanogen halides 등과 같은 소독부산물 생성에 영향을 준다.DBPs 형성에 가장 관련있는 것은 염소를 투입하는 지점에서의 TOC(Total Organic Carbon)이다. DBPs 생성은 또한 염소소비량과도 관련이 있다. Stevens(1989) 등은 pH 5.0에서 보다 pH 9.4에서 더 높은 TTHMs(Total Tfrihalomethanes)가 생성됨을 보여주었으나 HAAs는 pH에 대하여 뚜렷한 영향을 발견하지 못했다. 미국의 MWDSC (Metropolitan Water District of Southern California)에서 35개 정수시설에서 수행한 결과에서 중간 TTHMs과 HAAs 농도는 39㎍/L과 19㎍/L로 THMs가 HAAs보다 더 많이 생성되었다. 그러나 Singer 등은 North Carolina 시설에서 생성된 THMs와 HAAs 등은 이와 반대되는 결과를 얻기도 하였다. 이러한 이유는 North Carolina 원수의 pH가 낮고, 물 속에 존재하는 TOC, 브롬이온의 농도 등의 차이에 기인한 것이다.Pourmoghaddas 등은 브롬이 존재하는 물에서 염소소독할 때 브롬 또는 염소 그리고 브롬과 염소가 혼합된 THMs와 ng, Coagulation, Flocculation 그리고 침전 등을 통해서 일어나는 처리과정을 Jar test를 이용하여 수행하였다. 염소는 이 처리과정중 여러 지점에 주입하였는데, 주입지점에 따라 DBPs의 생성량이 영향을 받는 것으로 나타났다. DBPs의 생성은 처리공정의 마지막으로 갈수록 DBPs의 전구물질 제거로 인하여 그 생성량이 감소되는 것으로 나타났다.6. 염소처리시설과 유지관리염소소독에 이용될 수 있는 염소의 형태는 염소가스와 차아염소산염이 있다. 일반적으로 염소가스는 액화된 염소가스를 기화기를 통하여 기화시키고, 이것을 수압 이젝터에 의해 고농도로 물에 용해시켜 주입지점으로 운반한다. 소규모의 정수시설에 적합한 차아염소산염의 형태로 이용되는 염소에는 차아염소산나트륨과 차아염소산칼슘이 있다.염소가스를 이용하는 염소처리설비는 기화기, 가스관양계량기, 염소가스여과기, 가스압력조절밸브, 가스압력계, 염소주입장치, 염소가스 누출탐지기, 잔류염소분석장치, 염소가스 저장소, 환기장치, 염소가스 중화장치, 염소가스 저장용 실린더 등을 필요로 한다.염소가스는 실린더에 충전되어 저장소에 저장되며 소독에 이용되는데, 황녹색의 염소가스는 맹독성이므로, 취급에 주의해야 하며 누출에 대비하여 저장소는 저온이 유지되도록 하며, 환기가 잘되고, 만일의 누출에 대비하여 중화장치와 경보장치가 갖추어져야 한다. 상수도 시설기준에는 저장량 1,000kg 이상의 시설에 대하여 가스누출검지 경보설비, 중화반응탑, 중화제 저장조 등을 갖춘 중화장치를 설치하도록 하고 있다. 염소가스 중화장치는 검출기로부터 염소가스의 누출이 감지외면 흡인닥트에 의해서 중화장치로 보내져 중화되도록 설계되어 있다.1. 염소 투입 설비ALLDOS의 신개발 시리즈 GS 140에 속하는 염소투입기는 투입량이 큰 것으로 안전한 방식으로 물을 소독하는데 그 내용이 독특하고 혁신적이다.이들 염소투입기의 구성은 기체와 기계적인 요소는 물론 염소투입량을 조절하고 잔류염소치를 측정하기 위한 마이크로프로세서 방식으로 조절여 PLC에서는 입력된 신호를 종합분석 조절 역할을 하는 중앙 집중 제어방식을 갖추었다.염소투입상태가 불안정 할 때 이를 감지하여 그 상태를 즉시 알려준다.4-20mA의 입력신호를 받아 작동하는 염소투입량 조절밸브는 유량계에서 오는 Analogue 신호에 의하여 직접 조절된다.즉 별도의 조절 전자장치가 필요 없이 희망하는 염소투입량 범위를 써보모타가 직접 조절한다.모든 운전부와 지시부는 쉽게 다룰 수 있도록 눈높이로 설치되었다.투입량 조절밸브와 차압력 조절기의 신제품은 컴퓨터 시험 결과 재현성과 염소투입기의 정확성이 판명되었다.- 용이한 점검● 부품의 설치나 유지보수작업은 ABS로 만든 덮개를 때어내고 염소투입기 전면에서 손쉽게 처리할 수 있다.● 전면에서 모든 작업을 할 수 있으므로 바닥면에 설치할 경우 큰 면적을 필요치 않는다.● 그러므로 염소투입기를 설치할 때는 염소투입기 후면과 건물벽 사이는 불과 몇 Cm 간격이면 충분하다.● 염소투입기의 하부는 사방이 개방 가능한 구조로 진공관등의 설치작업을 투입기 전면에서 용이하게 할 수 있다.2. 직결형염소투입기 Geco C103100kg 염소용기나 염소가스 집합관 위에 직접 설치하는 방식으로 새롭게 디자인된 진공식 염소 가스 주입 시스템이다.Geco C 103/113은 투입유량을 최대 4 kg/hr까지 투입 가능하며 투입용량을 5단계의 서로 다른 용량으로 구성한다. 적용분야는 음용수, 수영장물, 공업용수, 소비수, 산업폐수 뿐만 아니라 이동용 소독장치에 관련된 모든 소독처리 공정에 걸쳐 광범위하게 응용된다. 직결형 염소투입기 C103은 미려한 형태의 기능성 외함과 감편한 설치를 위한 인젝터와 구성품들이 완전히 구비된다.내부식성 재료의 적용과 직선상의 염소투입량 조절밸브 및 최대 효율성의 진공조절기는 안전한 운전과 높은 내구성을 보증한다.작동과 표시방법은 인체공학적인 구조로서 염소가스의 투입량 조절이 간편하고 유량계의 눈금을 잘 읽고 알아볼 수 있으며 또한 자동공병지시는 선명한 색을 택함으로서 작동 시 많은 편리함

공학/기술| 2017.01.11| 21페이지| 1,500원| 조회(252)

수질오염, 염소, 수질환경, 수질공학, 염소주입, 수질환경공학, 수질오염방지기술, 염..

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[수질오염방지기술]오존주입설비

1. 오존공정에 의한 처리효과(1) 오존의 살균효과정수처리되는 원수에는 유기물 함량이 매우 낮다. 그러나 Humic 물질들, 특히 Fulvic Acid나 Humic Acid 등은 원수에 흔히 존재하고 있다. 살균제 중 가장 널리 쓰이는 염소가 투입될 경우 이들 유기물과 결합, 반응하여 THMs류의 화합물을 형성시킨다. THMs은 암을 유발시키는 발암물질로 알려져 있으며, 인간이 섭취할 경우 비록 낮은 농도이지만 오랜 기간에 걸쳐 섭취하면 인체 내에 축적되고, 따라서 인간에게 암을 유발시킬 가능성이 높다. 이에 따라 미국 등지는 물론 국내에서도 정수살균시 염소처리를 재고하게 되었으며, 그 대안으로서 THMs 등을 형성시키지 않으면서도 살균 효과가 매우 높은 오존의 사용을 고려하게 된 것이다.오존은 불소 다음으로 강력한 산화제로서 염소에 비하여 몇가지의 장점을 지니고 있다. 오존은 염소처럼 유기물과 결합하여 THMs 등을 형성시키지 않으며 맛과 냄새의 원인이 되는 Phenol 등의 유기물은 산화시킨다. 또한 산화력이 높은 관계로 미생물 살균에 염소보다 훨씬 효과적이다. 그러나 단점으로는 오존의 반감기가 약 25분으로써 매우 불안정한 가스이기 때문에 살균현장에서 제조 공급되어야 하며, 오존발생기의 규모가 클 경우 경제성이 낮으며, 잔류성이 없기 때문에 사용자에게 공급되는 상수도 관망에서 미생물에 의한 2차오염을 방지할 수가 없다.(2) 철, 망간의 처리지하수나 복류수 중에 철(Fe)과 망간(Mn)이 공존하고 있는데, 일반적으로 철이 망간보다 많이 함유되고 있는 것이 보통이다. 철은 수중에서 맛과 냄새를 유발시키고 또한 색을 띠게 된다. 배수관망에서 철박테리아의 서식으로 관의 폐쇄, 적수의 원인물질로도 알려져 있다. 망간은 쓴맛을 내며 박테리아에 의해 관내 유량 감소의 원인물질로 알려져 있다. 수중에서 흑갈색을 띠며 염소와 반응하게 되면 과망간산나트륨을 생성시켜 망간에 의한 색도보다 300배의 색도를 유발하게 된다.보통 철, 망간은 수중에서 Fe(HCO3)2, Mn(니즘이 산소의 해리에서 시작되므로 당연하지만 산소농도에 대해서 약 0.5차의 대응을 나타낸다. 즉, 원료가스를 공기에서 산소로 바꾸면 오존의 수율이 약 2.2배로 향상된다. 이와 같이 오존의 생성이 산소농도에 대해서 1차가 아닌 이유는 공존가스(공기를 원료로 하는 경우는 질소가 여기에 해당)의 방전에 의한 여기가 오존의 생성에 이용되는 것과 질소와 산소의 반응에 의해 생성되는 NOx가 연쇄반응으로 오존을 분해하는 등 복잡한 경재반응이 있는 등을 들 수 있다.나. 수증기오존생성 원료가스중의 수증기의 공존은 매우 크고 오존생성에 영향을 준다. 산소를 원료로 했을 때의 수증기 농도와 오존생성효율은 100ppm의 수증기 공존으로 오존수율이 반감하였다. 수증기에 의한 오존수율의 저하 메카니즘은 명확하지 않지만 HO Radical에 의한 연쇄 오존분해반응이라고 생각된다. 보통, 오존제조에는 이슬점이 -50℃ 이하인 건조기체가 원료가스로 사용된다.다. 환원성 가스일산화탄소나 수소, 프레온 등 환원성 가스의 공존은 소량으로도 오존의 수율에 영향을 준다. 그 영향도는 가스의 종류에 따라 다르며 수소나 프레온과 같이 연쇄 오존분해반응을 일으키는 물질은 같이 큰 영향을 미치고, 일산화탄소에서는 저농도영역에서 오히려 수율이 향상되는 결과가 얻어졌다.라. 불활성 가스질소나 아르고, 탄산가스와 같은 불활성 가스의 혼입효과는 거의 산소농도의 감소라고 생각하면 된다. 질소에서는 조건에 따라서는 오존수율의 증가를 나타내는 일도 있다.마. 유기물오존제조 원료가스 중에서 유기물의 혼입을 피하지 않으면 안된다. 유기물이 방전장에 존재하면 생성된 오존이나 산소원자와 반응할 뿐 아니라 그 생성물인 물이나 유기 Radical에 의한 연쇄 오존분해반응에 의해 오존수율을 대폭 감소시킨다.② 방전조건원료가스가 오존발생기에 도입되면 오존발생특성은 오존발생기의 “방전상태” 및 “온도효과”를 주는 인자에 의해 결정되고, 오존수율은 오존발생기 출구의 오존농도 또는 단위원료 가스분자가 방전공간체재 중에 방전에서 받된 오존발생이 어렵다는 결점을 안고 있지만 양질의 냉각수를 얻을 수 없는 경우에도 오존발생기의 자체부식이 없기 때문에 소형기종을 대상으로 채용되어 왔다. 종래, 수냉각방식은 냉각수질에 따라서는 부식이 발생했지만 열교환기를 통한 간접냉각방식에 의해 현재 해결되고 있다. 특별히 고농도의 오존이 필요한 경우, 또는 설치공간 문제로 인해 고밀도 방전이 요구되는 경우에는 냉동기를 이용한 저온냉각이 오존수율을 높게 유지하는데 유효하다.(4) 전원오존발생기에 200~400V의 입력전압을 6~18kV로 승압한 고전압을 공급하는 설비가 필요하며 일반적으로는 유도형 전압조정기와 변압기로 구성된다. 대용량의 설비에서는 여기에 고주파 인버터가 부가되어 고밀도 방전이 행해진다. 고주파 전압의 채용효과는 단순히 고밀도 방전에 의한 오존발생기의 공간 절약화뿐만 아니라 최적 전압, 전류 파형에 의한 고오존 수율화, 특히 인가전압을 저하할 수 있기 때문에 전극관의 장고수명화를 가능하게 하였다.2.4 산소원료 오존발생장치오존발생의 원료기체로서 산소를 이용하면 오존수율이 약 2.2배 정도 향상되는 동시에 오존발생기도 공기원료용의 2분의 1의 장치로 동등한 오존을 제조할 수 있다. 따라서 원료기체의 산소로 교체는 오존생성 비용을 저감하는 한 방법으로서 1950년대부터 검토되어 왔다. 산소사용시의 과제는 생성오존농도가 낮고(최대 8% 정도) 고가의 산소소비에 의해 오히려 오존제조 비용이 높아지는 점이다. 이 과제의 해결은 오존에 미전환 산소를 오존과 분리 회수하여 재이용하는 방법과 미전환 산소를 다른 설비에서 이용하는 방법으로 실용화가 시도되었다.(1) 일과적 산소오존발생시스템이 방식은 산소를 원료로 오존을 발생시켜 사용한 후, 배출가스중의 오존을 완전하게 분해하여 고농도 산소함유기체로서 다른 시설에 이용한다. 설비의 구성은 매우 간단하고 산소공급원, 오존발생기, 오존발생기 냉각설비와 전원뿐이다. 이요사례로는 하폐수처리시스템 중의 탈색과 살균프로세스에 오존을 이용하고 그 전단에 있는 생물처리에 심분접촉형액분산형향류기포탑미분접촉형가스분산형향류기포교반형단계접촉형(1단)가스분산형대표적인 흡수장치① 이젝터이젝터는 가압수를 노즐에 보내고 노즐에서의 동압차를 이용하여 가스를 흡인하여 수중에 분산시키는 것이다. 분산기포는 미세하고 기액의 교반이 심하며 큰 총괄이동계수가 얻어진다. 따라서 다소 큰 동력을 필요로 하지만 컴팩트한 장치로 유효하게 오존을 용해시킬 수 있다.② 기포탑기포탑은 원통형의 탑저부로부터 가스를 다공질판이나 다공판 등 적당한 가스분해기에 의해 탑내의 액중에 연속적으로 불어넣어, 기포군과 액 사이에서 오존흡수와 반응을 일으키는 장치이다. 기포는 부력에 의해 상승하고, 액은 가스와 접촉시킨다. 일반적으로 가스유량은 비교적 작고 (공탑속도 ~100m/hr 정도), 가스압력손실(액심분)도 상당히 크기 때문에 대량 가스처리에는 부적합하지만 액상물질이동용량계수가 비교적 크고 구조가 간단하므로 가장 많이 이용된다. 기포탑에서는 가스유속이 클 경우, 액유속이 작을 경우, 그리고 탑경이 큰 경우에는 액상의 수직방향의 혼합이 심해지고 사실상 액중의 오존농도가 탑 내에서 균일화되어 일이론단수 이상의 효율을 기대할 수 없는 경우가 있다. 이와 같은 경우 다단접촉이나 충전탑 방식으로 단수를 개선한다.③ 로타리아트마이저로타이리아트마이저는 액 중에서 컵모양이 회전체를 고속으로 회전시켜 컴의 내측에 가스를 연속적으로 삽입하고, 컵하단으로부터 가스를 흘린다. 흘려보내진 가스는 가스와 액체의 비중비에 기초한 원심력효과에 의해 가스층은 미세한 기포가 되어 액중에 분산된다. 회전체를 고속 회전시키기 위해 구동장치를 필요로 하지만 회전부에 돌기가 없고 또한 회전체 주변의 분위기가 기체에 가깝기 때문에 그 소비전력은 일반 교반조에 비해 매우 작다. 분산된 기포는 통상의 기포탑과 같은 부력에 의해 상승하여 오존을 액중에 용해 반응시킨다. 이 장치에는 다공질판법에 비해 세공부분이 없고 액중에 고형물이 포함되어 있어도 막힘이 일으키지 않고 항상 미세기포를 발생기킬 수 있다. 단, 최대의 결점 실험값보다 상당히 크다. 이 차는 오존분해가 국소적인 온도상승을 일으키기 때문이다.오존화 공기를 이용한 실험에서는 온도상승은 오존화 산소의 경우와 마찬가지였는데, 연소와 공기가 거의 같은 비열을 갖기 때문에 거의 같지만 공기의 경우, 연소에 이르지 않는 이유는 산소단독보다 공기쪽이 반응이 완만하기 때문이다.또한, 실제 배오존농도는 보통 100ppm 이며, 따라서 활성탄의 온도상승은 수℃이고, 연소 가능성은 없지만 오존발생기로부터 직접 공급되는 고농도오존은 활성탄에 통과하지 않도록 배려할 필요가 있다.그리고, 고농도 오존이 배오존처리설비에 들어가는 것을 피할 수 없는 경우는 활성탄을 알루미나실리케이트로 희석한 제품이 시판되고 있으므로 이것을 사용하는 것이 바람직하다.⑤ 활성탄의 폭발오존화 산소로는 연소는 일어나도 폭발은 일어나지 않는다. 그러나 오존화 공기의 경우, 이 오존을 직접 활성탄에 통과시키면 폭발을 일으킨다. 오존화 공기의 경우, 소량의 질소산화물이 공존하는데 이것이 그 원인으로서 지적되었다.배오존처리용 활성탄의 폭발현상은 다음 조건이 맞았을 때 한하여 일어남이 밝혀졌다.- 배오존중에 질소산화물이 포함되어 있을 경우- 활성탄이 일정 온도 이상으로 높아졌을 때실제 수처리에서는 오존화 공기는 일단 수중에 산기되므로 질소산화물은 완전히 수중에 용해되어 배오존처리장치에는 들어가지 않기 때문에 폭발을 일으키는 일은 없다.(2) 열분해법기상중의 오존은 상온에서는 안정되어 있지만 고온화에서는 재빨리 분해되어 산소를 생성한다. 배오존처리로서의 열분해법은 이 오존 성질을 이용한 것이며, 350~450℃의 분위기에서 1~2초 체류시키는 방법이다.실제로 연소법으로 오존분해를 하면 짧은 체류시간에 오존을 분해할 수 있는데 이것은 기벽에 의한 오존의 촉매적 분해나 연소가스중의 물질과 오존이 반응하는 부차적인 효과를 기대할 수 있기 때문이다.(3) 약액세정법약액세정법에는 오존 자기분해를 촉진하는 약제를 사용하여 오존을 분해하는 방법과, 오존에 대해 환원작용을 갖는 약제로 오존

공학/기술| 2017.01.11| 28페이지| 1,500원| 조회(125)

수질, 수질오염, 오존, 수질환경, 수질공학, 방지기술, 오존주입, 수질오염방지기술, 수질오염공학

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친환경 농업 실천방안

친환경농업실천방안1. 서론‘친환경농업’을 실천할 수 있는 방안이라는 레포트를 쓰라는 교수님의 말을 듣고나서 이것저것 생각이 들었었다. 내가 몸담고 있는 과 역시 농업에 대한 것이고, 늘상 배우는것도 농업에 대한 것이기 때문이다. 그래서 쉽게 쓸 수 있는 레포트 였지만, 좀 더 심도 있게 생각하고 레포트를 쓰고 싶었다. 내 자신의 발전이 되기도 하고 그것이 교수님이 바라는 뜻이라고 생각이 되었기 때문이다. 레포트의 내용은 친환경농업에 대한 정의와 그것에 대한 종류들과 그것을 할 수 있게 하기 위해서 우리가 할 수 있는 것들로 구성을 하였다.2. 친환경농업1) 개념① 농업과 환경을 조화시켜 농업생산을 지속 가능하게 하는 농업형태로서, 농업생산의 경제성 확보, 환경보전 및 농산물의 안전성 등을 동시에 추구하는 농업② 친환경농업의 기본 패러다임은 단기적인 것이 아닌 장기적인 이익추구, 개발과 환경의 조화, 단일작목 중심이 아닌 순환적 종합농업체계, 생태계의 물질순환 시스템을 활용한 고도의 농업기술을 의미③ 유기농업 등 특수농업 뿐 아니라, 병해충종합관리(IPM), 작물양분종합관리(INM), 천적과 생물학적 기술의 통합이용, 윤작 등 흙의 생명력을 배양하는 동시에 농업환경을 지속적으로 보전하는 모든 형태의 농업을 포함2) 친환경농업 관련기술영농의 역사가 오래된 우리나라는 그동안 고투입 농업을 지속해왔으나 계속되는 환경오염과 이른바 웰빙시대의 도래로 인해 저투입 지속농업의 단계로 접어들었다. 앞으로 이러한 저투입 지속형 농업을 발전시켜 지력을 보강하고 생산성을 지속시켜 나가야 할 것이다. 그렇게 하기 위해서는 각종 기술의 개발과 시스템 구축의 조합으로 이루어진 새로운 영농관리 방식으로 나가야 할 것이다. 다음은 친환경농업과 관련된 기술들로 핵심은 저투입, 재활용이 주 목적인 기술이라고 볼 수 있다.① 논의 토양개량과 비료의 사용을 줄이는 기술 : 우리나라 토양의 특성으로는 온난, 습윤한 기후로 인하여 토양유기물의 분해가 빠르고 모암이 산성모래질인 화강암 또는 화강편마암으로 산성이고 척박하다. 그리고 경사지에 분포하여 토양유실이 심하고 여름철 집중강우로 양분의 유실이 많은 것이 단점이다. 토양 개량을 위한 방법으로는 유기물을 토양에 공급하는 방법이 있는데 화학적 비료가 아닌 볏짚이나 보릿짚, 녹비 작물 등을 공급하는 방법이다.② 농약 사용을 줄이는 병해충 방제 기술 : 생태학적으로 건전한 병해충 방제기술을 도입한다. 윤작을 하여 병충해의 발생을 막고 식물의 줄기나 잔해를 제거하여 병해충의 서식지 및 은신처를 파괴하는 경작적인 제어와 천적을 이용하여 해충을 방제하는 생물학적 방제, 방사선을 조사하여 수컷을 불임처리 한 후 방사시켜 암컷과 교미시키는 방법이 있고 빛이나 소리 등의 유인물질로 해충을 유인하여 박멸하는 기술도 있다.③ 가축분뇨의 처리와 재활용 기술 : 화학비료의 사용을 줄이고 가축분뇨를 퇴비로 만들어 원가를 절감하고 토양에도 적합하여 친환경적이다. 각 가축분뇨로 생산된 퇴비는 성분 분석과 사용목적 등 의 분류를 통하여 각 목적에 맞는 퇴비로 재탄생하게 된다.④ 친환경 사료의 재배 기술 : 동물성 사료를 지양하고 보리나 호밀, 콩 등 식물성 사료를 재배한다. 이들 식물성 사료를 먹인 가축의 품질은 동물성 사료를 먹었을 때보다 더 우수한 것으로 알려져 있다. 또한 요즘 우려가 되고 있는 광우병 등의 문제에서 벗어날 수 있으며 소비자가 믿을 수 있는 안전한 먹거리 생산이 이루어 질 수 있다.3. 결론위의 본문에서 언급했다시피 친환경농업은 저투입 지속형 농업의 방향으로 나아가야 한다. 저투입 지속농업이란 자원의 재생산과 재이용을 원활히 하고 농약과 화학비료의 투입량을 최소로 억제함으로써 지역자원과 환경을 보전하고 일정한 생산성과 수익성을 지속시키는 동시에 보다 안전한 농산물의 생산에 기여할 수 있는 농업체계로 정의된다. 저투입 지속농업은 유기농업, 자연농업, 생태농업이란 개념과 유사한 의미로 이해된다. 이러한 유형의 농업방식은 모두가 공통적으로 자연의 법칙에 순응하며, 생물의 자연스러운 순환을 강조하고 나아가서 인간과 자연생태계의 공존을 주장하고 있다. 간단히 말하자면 화학비료와 농약의 과다 사용으로 인한 생산성 중심의 농업에서 탈피하기 위한 농법이다.이러한 저투입 지속농업의 확립과 성공을 위해서는 여러 가지 사회, 경제적인 여건도 보완되어야하고 우리 인류가 생태계의 일원으로서 삶을 지속하려면 현재 상황과 같은 자원, 에너지 낭비형 산업체제는 농업사회와 조화를 이루어서 발전되어야한다.

농/수산학| 2017.01.10| 2페이지| 1,000원| 조회(476)

환경, 친환경, 농업, 환경학, 농업학

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[폐기물처리공학]유해폐기물 처리기술

목 차1. 개요2. 유해폐기물의 처리기술2-1. 물리적처리2-2. 슬러지의 처분2-3. 화학적 처리2-4. 생물학적 처리3. 처리기술의 종류4. 응집침전4-1. 적용한계4-2. 설계시 고려사항4-3. 설계기준4-4 기술의 선택 및 평가5. 침전제거5-1. 적용한계5-2. 설계시 고려사항5-3. 설계기준5-4. 기술의 선택 및 평가6. 유분함유 폐기물6-1. 적용한계6-2. 설계시 고려사항6-3. 기술의 선택 및 평가6-4. 성능6-5. 설계시 고려사항6-6. 설계기준6-7. 기술의 선택 및 평가7. 화학적 산화7-1. 서론7-2. 대표적인 형태와 변형7-3. 기술현환7-4. 적용7-5. 장점과 단점7-6. 설계기준7-7. 성능8. 안정화 및 고형화8-1. 개요8-2. 처리공법8-3. 적용8-4. 처리공법 평가8-5. 설계기준8-6. 처리법에 대한 고려사항8-7. 경제적 고려8-8. 캡슐화9. 중화9-1. 개요9-2. 대표적인 형태의 변형9-3. 중화법의 장점과 한계점9-4. 일반적으로 사용되는 중화제9-5. 부산물과 설계기준10. 용매추출법10-1. 개요10-2. 대표적인 공정의 형태10-3. 용매추출법의 응용10-4. 용매추출법의 장점 및 한계점11. 슬러지 처리공정11-1. 개량11-2. 소화11-3. 퇴비화11-4. 농축11-5. 탈수1. 개요유해폐기물은 최종적으로 처분하기 이전에 그들의 물리, 화학적 특성을 안전하게 변형시키기 위한 여러 가지의 처리단계를 거쳐야 한다. 이러한 처리 기술들은 주로 폐기물의 체적을 중리거나, 독성이 없도록 하는 방법들이 적용되고 있다. 주어진 폐기물을 처리하기 위한 최선의 방법을 선정하기 위해서는 처리 또는 처분시설의 적정이용이 가능한 안전기준 및 비용 등을 고려하여야만 한다. 모든 처리 또는 처분기술은 언제나 위험에 노출되어 있다.유해폐기물의 처리방법은 매우 다양하다. 처리방법에 대한 연구는 1970년대 산업공정에서 발생되는 유해폐기물의 처리를 위해서 47개의 단위공정이 제시되었다. 이러한 공정중에서 10개는 상(phas 것이 바람직하다.화학 양론식에 의하여 결정된 응집제 주입량은 화학물질 간의 상호작용, 용해도 차이, 혼합효과 등에 의하여 실제로는 약 4배까지도 증가시킬 수 있다.사용할 석회는 건조상태에서 보관하여야 하며, 저장기간이 60일을 초과하지 않도록 하는 것이 바람직하다. 생석회 주입기는 벨트를 사용하는 것이 좋으며, 석회 용해조의 운전영역을 맞추기 위해서 주입률은 20:1로 하는것이 적정하다. 주입기는 조절된 주입한계를 초과하거나 미달할 경우 즉시 운전이 중지되도록 하여야 하고, 주입은 연속식으로 하여야 한다. 주요 주입시설에는 용해조, 회석조, 큰입자 제거시설 등이 포함된다. 주입기의 설계에는 용해온도, 석회와 물의 비율, 용해시간 등이 고려되어야 한다.응집제의 교반시설은 주입된 응집제가 폐수와 고르게 접촉하도록 하여야 하며, 교반 속도와 시간은 적정한계를 초과하거나 미달되지 않도록 하여야 한다. 대표적인 교반시설에는 고속교반기, 라인혼합기, 펌프 등이 있으며, 주로 고속교반기를 많이 사용하고 있다. 일반적으로 교반시간은 10~30초, 교반의 속도구배는 300mm/s를 적용한다. 응집효율은 침전조의 유출수 수질을 측정하여 추정할 수 있으며, 일반적인 완속 응집시간은 15분, 응집교반 속도는 2.5~5.1mm/s가 이용된다.4-4. 기술의 선택 및 평가침전, 응집 기술은 많이 응용되고 있는 기술로서, 주요 장비는 응집제 주입펌프, 측정장비, 교반조 및 침전조가 있다. 이 시설의 신뢰성은 다음의 것들에 의해 크게 좌우된다.◇ 처리할 폐수 성분의 다양성◇ 침전반응 동안 적정 pH의 유지◇ 침전반응을 완결시킬 수 있는 잉여 응집제의 주입◇ 침전성을 촉진하기 위한 적절한 응집보조제의 주입◇ 형성된 입자들의 효과적인 제거응집 침전은 제거대상 오염물 이외의 물질에 대해서는 선택성이 없으며, 처리해야할 슬러지의 발생량이 많다는 특성이 있다. 또한 이 기술은 고온, 고압하에서 진행되지 않으므로 위험성이 비교적 적으나 완전 개방된 상태에서 반응이 일어나므로 화학물질의 취급에는 주또다른 반응조가 필요하다. 저류조가 채워졌을 때 액체가 반응조로 전달된다. 처리후에 상등수는 방류시키고 슬러지는 최종처분을 위해 모아둔다.다른 염소처리법으로 Sodium hypochlorite (NaOCl)를 산화제로 이용할 수 있다. 이것은 산화상태에서 Free cyanide의 파괴를 위해 가성소다를 필요로 하지 않는다는 점을 제외하고는 염소를 이용할 때와 유사한 반응을 한다. 그러나 수산화물 같은 금속 Cyanide 복합체를 침전시키기 위해 알칼 리가 필요하다.(2) 오존산화불안정한 분자인 오존(O3)은 매우 높은 반응성을 지닌 산화제로써 무게를 기준으로 산소보다 용해성이 10배정도 크다. 오존은 산업폐수 처리에서 시안화물은 시안산염으로, 페놀과 염료를 무색, 무독성 화합물로 산화시킨다. 오존처리는 저농도의 산화된 물질을 포함한 폐수처리에 가장 적합하다. 폐수내에 오존과 경쟁반응을 일으킬 산화될 수 있는 물질이 포함되어 있지 않는 한 용존 또는 현탁된 고형물의 존재유무에 제한이 없다.시안화물은 다음과 같은 반응에 의해 산화된다.CN + O3 = CNO + O2위 반응식은 시안산염 ion이 시안산염으로 산화되는 것을 나타낸 것이다. 오존에 계속적으로 노출시킬 경우 시안산염이 이산화탄소로 전환될 수 있으나 실제적으로 경제적이지 못하다. 그러므로 시안산염은 가수분해와 생물산화와 같은 공정으로 처리된다.또한 오존은 페놀처리에 효과적이다. 오존의 산화력은 과산화수소보다 2배정도 강력하고 비선택적이기 때문에 다양한 물질들을 산화시킬 수 있다. 저농도 페놀폐기물을 처리하기 위해 비록 독성이 쉽게 분해될 수 있는 중간체를 오존으로 처리하는 것은 생물학적 산화처리에 비해 경제적이지는 못하나 생물학적 시스템의 후속처리에 유용하게 이용될 수 있다.오존은 산성용액에서 더 용해성이고 안정하다. 그러나 산화반응률이 pH에 상대적으로 둔감하다. 그러므로 오존처리전에 pH를 조정할 필요가 없다. 그러나 시안화물의 경우는 예외이다. 형성된 시안산염은 염기성에서 더 쉽게 가수분해된다. 만 고형화석회와 포졸란성 물질을 혼합하여 사용하면 폐기물을 화학적, 물리적으로 고정화 할 수 있는 시멘트성 구조체를 형성한다. 포졸란은 그 자체만으로는 시멘트 반응을 일으키지 않지만 상온에서 물이 존재하면 석회와 결합하여 시멘트와 같은 성질을 갖는 안정하고 용해도가 낮은 화합물을 형성할 수 있는 성분을 가지고 있는 물질로 정의된다.화산재와 화산먼지와 같은 천여물질 뿐만 아니라 연소된 점토 또는 이판암, 폐유, 모혈암, 연소된 가스 또는 모르타르, 플라이애쉬 등과 같으 닌위적인 물질도 사요될 수 있다. 화학적 고정화에 가장 일반적으로 사용되는 포졸란은 플라이애쉬와 시멘트킬른더스트이다. 이들 두물질은 그 자체가 폐기물이기 때문에 이러한 고형화법은 혼합처분의 분명한 잇점을 가진다. 석회 - 포졸란 반응을 기계적으로 해석한 이론은 포졸란 반응이 염기이온 성분을 교환한다는 점에서 제올라이트 화합물과 매우 비슷한 반응이라는 것이다. 이러한 염기교환 능력은 고정화 과정에서 석회를 비롯한 다른 독성금속이온과의 결합을 향상시킨다고 알려져 있다.또 다른 해석은 주로 포졸란 반응이 시멘트 수화 반응에서와 같이 수산화삼칼슘의 수화물이라 불리는 새로운 수화물을 형성함으로써 일어난다는 것이다.이러한 반응의 결과 폐기물입자가 주로 겔주조체내에 미소캡슐화되어 있다고 알려져 있다.(3) 열가소성 캡슐화열가소성 물질은 가열, 냉각에 따라 가역적으로 연화, 경화될 수 있는 유기플라스틱이다. 이러한 종합체는 대체로 선형구조를 가지나 일부는 비선형구조를 가지며, 유기용매에서 팽창하거나 용해되기도 한다. 열가소성 물질에는 아스팔트, 역청, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 나일론 등이 포함된다. 이러한 물질중에서 가장 많이 사용되는 것은 아스팔트와 역청이다.캡슐화 기술에서 폐기물은 건조되거나 높은 고형물 농도를 갖도록 탈수되어야 하며, 이 상태의 폐기물을 높은 온도에서 (주로 100℃) 혼합한다. 일부 공법은 액상 폐기물을 이용하여 열가소성 물질과 혼합한 후 온도를 상승시키는 동안 수분을 증발제거하기도 한다어설비와 함께 설치◇ 각각 일주일동안 처리된 고형화물을 수용할 수 있는 500㎥ 응고지 2개◇ 슬러지 이송펌프 2개◇ 처리대상 폐기물의 저장 혼합, 전처리를 위한 탱크와 기계적 채굴기, 필요한 인력은 각 단계마다 2명 정도이다.일련의 순서는 다음과 같다.◇ 폐기물을 20ml 채취하여 플라이 애쉬로 적정하며 pH가 7이 되도록하여 플라이 애쉬 필요량을 결정한다. 그 외의 고형화물에 대해서도 같은 실험을 실시한다.◇ 폐기물 3~5㎥을 필요한 양의 플라이 애쉬와 함께 혼합기로 주입한다. 10~15분간 혼합물의 pH를 측정하여 주화도를 점검한다.◇ 폐기물 중량의 약 10%에 해당하는 시멘트를 주입하여 완전히 혼합한다. 시멘트의 알칼리도는 혼합물의 pH를 더 상승시킨다. 필요하면 시멘트나 석회를 주입하여 최종적으로 pH를 10이상으로 유지하게 한다.◇ 15분 정도 더 혼합한 후 pH와 컨시스턴스를 점검한다. 경험에 비추어 보아 수분이 너무 많으면 프라이애쉬를 첨가하여 혼합물의 함수율을 조절한다.◇ 최종 혼합물을 혼합기로부터 제거하여 경화시킨다. 혼합물의 함수율이 적당하면 배출직후 발생하는 적은 양의 물을 제외하면 건조단계에서는 물이 발생하지 않는다.(7) 유지관리일부 폐기물의 부식성, 고형상태의 첨가제로 인한 혼합기의 마모 등으로 인해 주기적으로 드럼을 교체해야 한다. 대체로 일주일 내내 운전하는 경우 6개월마다 교체해주는 것이 적당하다.8-7. 경제적 고려안정화, 고형화 기술의 가장 중요한 이점 중의 하나는 처리된 폐기물을 다른 처리기술과는 달리 다양하게 최종처분할 수 있는 것이다. 이것은 유해폐기물 배출자가 매립장 부족으로 인해 폐기물의 최종처분이 불가능하여 재정적, 실제적 곤경에 직면한 경우, 분명히 큰 이점이 될 수 있다. 처리비용의 완전한 분석을 위해서는 처리전 폐기물과 처리된 폐기물의 수송비용, 장비비, 인건비 등도 고려해야 한다.무기성 고형화법의 초기투자비용은 크기와 현장의 복잡성 정도에 따라 좌우된다. 예를 들면 플라이애쉬, 석회, 시멘트 등은 포대, 2정

공학/기술| 2017.01.11| 60페이지| 1,500원| 조회(395)

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