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유기질소에 의한 폐수중의 암모니아 증가와 DO 저감

암모니아 증가와 유기질소- 암모니아 증가는 대부분이 과부하 (부하를 줄이는 것이 최선의 방법)* 질소처리가 잘되면 COD는 20 ㎎/ℓ 이하로 나올 것이며, TOC는 10 ㎎/ℓ 이하로 기준치 보다 훨씬 낮은 값으로 배출됨총질소 (T-N. Total Nitrogen)물속에 존재하는 질소화합물은 유기질소(단백질, 아미노산, 핵산 등)와 무기질소(암모니아성질소, 아질산성질소, 질산성질소) 형태로 존재하며 물속에 존재하는 여러가지 형태의 질소를 모두 합한 질소※ 단백질,아미노산,요소,요산 등 유기질소 ? 생물학적 분해 ? 무기질 소화암모니아성질소(NH3-N) + 아질산성질소(NO2- N) + 질산성질소(NO3-N) + 유기질소 (Org.-N)1) T-N = TKN + NO2 + NO32) TKN(Total Kjedhal Nitrogen) : 암모니아성 질소 + 유기질소3) 유기질소란?① 사전적 의미 : 생체나 분뇨의 주요한 구성요소 중 하나로, 단백질, 폴리펩티드, 아미노산 등이다. 질소와 탄소 및 그 외 다른 원자나 분자들이 화합물을 구성하는 것이다. 생물학적 생산물질 중에 주로 포함되어 있다. 토양 중에서는 총 질소의 95% 이상이 유기질 질소로 구성되어 있다. 유기질소는 식물에 직접 이용될 수 없으며, 미생물에 의해 분해되어 무기화되어야 식물에 의해 다시 이용되어질 수 있다. 유기성 질소는 산화작용을 받아 암모니아성 질소가 되며, 질선성과 아질산성 질소로 인해 산화질소와 아산화질소가 된다. 그 후 탈질세균에 의해 탈질되어 N2O와 N2의 형태로 자연계로 날아간다. [네이버 지식백과] 유기질소 [有機質素, organic nitrogen] (물백과사전)② 즉, 유기질소는 유기물과 질소(N)이 결합한 것을 말함.③ 단백질 성분이 함유된 폐수, 우유공장 육가공 폐수, 도축, 피혁 등의 공정에서 나오는 폐수는 총질소가 높으며, 대부분이 유기질소 형태임※ 예를 들어,-. 육고기 한덩어리를 흙 위에 올려둠.-. 육고기는 단백질이기에 육고기 자체가 유기질소(C-H-O-N 으로 구성).-. 신선한 육고기는 암모니아 측정시 Zero.-. 육고기의 부패가 진행되면 (부패도 일종의 분해) 미생물이 먼저 유기물을 처리하며, 유기물이 없어지면 질소(N)만 남아 암모니아(NH4)가 되며, 부패가 심해질수록 암모니아 농도는 증가3) 유기질소가 분해하면 암모니아가 되고, 포기조에서 질산화균에 의해 암모니아는 질산이 되며, 탈질조(무산소조)에서 질소가스로 대기중으로 배출됨으로 질소는 처리됨 (암모니아와 질산은 무기질소)4) 유기질소가 무기질소로 분해되는데는 많은 시간이 필요하며, 유기질소가 높을수록 포기조는 커져야 함.

자연과학| 2022.10.01| 2페이지| 1,000원| 조회(135)

폐수, 암모니아, 유기질소

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하수종말처리시설계획 및 설계

하수종말처리시설 설계실무 Basic design of wastewater treatment plantsBasic design of WWTPs하 수종말처리시설 설계 -------- 24관거 펌프장 설계 ---------- 19하수도 일반사항 ------------------1기본계획 수립시 고려사항 ------ 12하 수종말처리장 설계예 ------------- 58하수도 일반사항1하수도 일반사항환경기초시설 용어설명(1)하수종말처리시설구 분하수도법관련법하수를 최종처리하여 공유수면에 방류하기 위한 처리시설과 이를 보완하는 시설(차집관거, 중계펌프장 등) 기본계획상 최종목표년도의 시설용량이 500㎥/일 이상인 하수처리장용어정의마을하수도오수처리시설단독정화조하수도법오분법오분법농어촌지역의 수질오염을 초기단계에서 예방하기 위하여 자연마을 단위로 설치하는 하수도로서 50㎥/일 이상 500 ㎥/일 미만인 시설건물에서 배출되는 분뇨, 생활하수, 기타잡배수 등을 침전, 분해 등을 통하여 정화하는 시설(단독 또는 공동으로 설치수세식화장실에서 나오는 오수만을 정화시켜 방류하는 정화조설치주체지방자치단체지방자치단체건물소유자건물소유자운영관리지방자치단체지방자치단체건물소유자건물소유자비용부담양여금: 10∼53% 지방비: 90∼47%건물주: 100%양여금: 50% 지방비: 30% 건물주: 20%양여금: 70% 지방비: 30%협의 및 인가권자기본계획 승인,설치 인가 및 설계자문 ☞환경부장관설치협의 및 설계자문 ☞시도지사해당 시군에 신고해당 시군에 신고Basic design of WWTPs2폐수종말처리시설구 분수질환경보전법관련법수질오염이 악화되어 환경기준의 유지가 곤란하거나, 수질보전상 필요하다고 인정되는 지역안의 각 사업장에서 배출되는 오염물질을 공동으로 처리하기 위해 설치 산업단지폐수종말처리시설, 농공단지폐수종말처리시설용어정의개별 폐수처리시설수질환경보전법폐수배출시설에서 배출되는 오염물질을 배출허용기준(지역별 기준) 이하로 처리하기위한 방지시설(개별 또는 공동으로 설치)설치주체국가, 지방자치단체,f treatment processes) 단위설비의 선정(Equipment selection) 처리장 계획도 및 수리계통도(Plant layout hydraulic profile)고 려 사 항Basic design of WWTPsInitial Year Design Year13기본계획 수립시 고려사항하수처리시설 완료 후 운전이 시작되는 년도처리시설이 Full designed capacity에 도달하는 년도 → 보통 20년(initial year에서 design year 까지의 기간) 기본계획은 도시계획과 부합되는 5년 단위로 계획 하 · 폐수종말처리시설은 보통 10년 단위로 단계별 계획 → 최초침전지, 생물반응조, 최종침전지, 슬러지처리시설 등1Initial Year2Design YearBasic design of WWTPsService Area14기본계획 수립시 고려사항하수(오수 우수)를 배제하는 구역 → 배수계통별로 분할한 것을 배수구(1개의 토출구를 갖는 구역)배제되는 하수를 처리장에서 처리가능한 구역 → 처리계통별로 분할한 것을 처리구(1개의 처리장을 갖는 구역)1배 수 구 역2처 리 구 역Basic design of WWTPsQuantity of Sewage기본계획 수립시 고려사항생활오수량(가정 및 영업오수량) + 공장폐수량 + 지하수량 + 연계처리수량(분뇨, 축산폐수, 매립장 침출수 등)1인 1일 최대급수량 x 인구 x 유수율 x 오수전환율 + 지하수량 + 공장폐수량 + 연계수량 ☞ 처리시설의 용량산정 기준1계획오수량2일 최대오수량일 최대급수량 x 70∼80%(중소규모: 70%, 대규모: 80%) ☞ 하수처리장 유지관리비, 하수도요금 산정 기준3일 평균오수량일 최대급수량/24 x 1.3∼2.0(중소규모: 1.5, 대규모: 2.0) ☞ 하수관거 및 펌프장 설계 기준4시간최대오수량15Basic design of WWTPs기본계획 수립시 고려사항165합류식의 우천시 계획오수량계획 시간최대 오수량의 3배(합병식일 경우 2배 정도) → 합류식하수도의 월류수 대구 분조목스크린대 규 모40 ∼ 100mm미세목스크린-중·소규모-2 ∼ 5mm세목스크린20mm10 ∼ 40mm스크린(screen)Basic design of WWTPs27Design of Wastewater Treatment Plant침사지(Grit Chamber)설치목적펌프 등 기계류의 불필요한 마모, 파손 및 폐쇄 방지 관리시설내 관로에서의 grit의 퇴적 방지 반응조 및 슬러지처리시설내 grit의 축적 방지 grit: 토사, 자갈이나 유기성 고형물보다 단위중량이나 침전속도가 큰 고형물 (비중 2.65, 입경 0.2mm이상)구 분수평류식형식 및 제거원리직·정사각형 수평류식 수평방향의 흐름으로 중력 에 의해 침사제거 침사물은 V-Bucket체인 침사제거기에 의해 제거특수침사지협잡물처리기: 협잡물과 침사를 일체형 연속적으로 제거 사이크론식: 회전터빈에 의해 형성된 와류에 의하여 grit는 침사지내를 회전하면서 호퍼로 침전, 침사물은 터보펌프로 제거포기식바닥에 산기관을 설치하여 선회류를 일으켜, 원심력으로 침사물을 분리(예비포기 효과) 선회속도 0.6m/초일반적으로 스크린 뒤, 일차침전지 앞에 설치 펌프장 뒤에 설치: 스크류펌프 도입 및 특수펌프 사용시 설치 가능하며 지상에 침사지 설치로 운전 및 운전관리의 용이성 확보설치위치Basic design of WWTPs28Grit RemovalDesign of Wastewater Treatment PlantBasic design of WWTPs29침사지 설계Design of Wastewater Treatment Plant평균유속(V) = 0.3m/sec 정도 ☞ 한계유속 이상이 되면 grit가 재부상, 유속이 너무 느리면 미세한 유기물까지 침전 체류시간(HRT) = 30 ∼ 60초 정도 표면부하율(Lv) = 1,800㎥/㎡.일 정도 ※ 침전효율(E) = Vs/Lv = Vs/(Q/A) Lv = Q/A = Q/(L·W) L = V · HRT = V(0.3m/초) × HRT(30 ∼ 60초) = 9 ∼ 18m 수심(H) Lc design of WWTPsDesign of Wastewater Treatment Plant호기성 부유성장식 생물학적처리 개요호기성 부유성장식 생물학적 처리 : ☞ 포기조 혼합액내에서 부유상태로 성장하는 호기성미생물을 이용하여 폐수내의 유 기물을 새로운 미생물세포나 최종산물로 전환시키는 모든 공정을 말하며, 포기조 로 유입된 폐수가 부유상태의 미생물과 혼합되어 포기된 후 포기조 혼합액은 침전 조로 이송되어 분리된다. 미생물이 유기물을 안정화시키는 과정 유기물 + O2 + 영양염류 새로운 미생물 + CO2 + H2O + 기타 대사부산물 호기성 부유성장식 공정의 기본적 시스템 구성요소 ⊙ 포기조 ⊙ 공기공급시설 ⊙ 포기조혼합액 교반장치 ⊙ 고액분리시설 ⊙ 잉여슬러지 폐기시설 등39Basic design of WWTPsDesign of Wastewater Treatment Plant호기성 부유성장식 생물학적처리의 종류표준활성슬러지법 호기식 또는 포기식산화지 순산소 활성슬러지법 산화구법 심층포기법 접촉안정화법연속회분식 활성슬러지법 완전혼합형 활성슬러지법 장기포기법 점감식 포기법 계단식 포기법40활성슬러지 공정 설계Basic design of WWTPsDesign of Wastewater Treatment Plant설계시 고려할 사항유입하수의 성상 ☞ 생물학적 난분해성 물질, pH가 상당히 높거나 낮은 상태, 중금속과 같은 독성물질 유입시의 경우, 미생물에 악영향을 주므로 적절히 처리하여야 한다. 폐수의 BOD, COD(BDCOD, NBDCOD), TOC를 이용하여 생물학적 분해가능성 판단 유량 및 부하변동 ☞ 활성슬러지에서 포기조내 미생물은 유기물부하변동에 민감하기 때문에 유량조절 을 통해 유량변동폭을 줄인다. 영양물질 ☞ BOD 제거를 위한 질소, 인의 기준은 BOD : N : P = 100 : 5 : 1로서 이 비가 커질 수록(예, 150 : 5 : 1) BOD 제거율은 감소하고 사상균 성장 촉진 유출수 특성 ㉮ 생물학적 분해가능한 용존성유기물(미처리된 유기물) × (1,000g/kg) - 1.42(Px) f 공기 소요량(㎥공기/분) = (a Lr + b Sa) × 22.4㎥ × 1 × 1 × 273 + Ta × 1 32 kg 0.21 μ 273 1,440 여기서, Lr : BOD제거량(kg/일), Sa : 포기조내 미생물량(kg) a : BOD제거량중 산화분해율(보통 0.5) b : 미생물의 내호흡계수(보통 0.06) μ : 수중의 산소흡수율(5 ∼ 10%) Ta : 토출 공기온도48Basic design of WWTPsDesign of Wastewater Treatment Plant슬러지 발생량유입폐수의 성상, 처리온도, 처리방식에 따라 달라진다. Px = Yobs × Q(So - S), Yobs = Y/(1 + kd × Qc) 여기서, Px : 잉여슬러지 발생량(kg/일), Yobs : 실제 미생물 계수 Q(So - S) : BOD 제거량(kg/일), Y : 미생물 최대 생성계수 Qc : 평균 미생물 체류시간(일), Kd : 내생분해계수(1/hr) 또는, ΔX = a Sr - b X + C 여기서, ΔX : 잉여슬러지 발생량(kg/일), a : 제거BOD의 슬러지 전환율(0.5정도) Sr : BOD 제거량(kg/일), b : 내호흡계수(1/일) X : 포기조내 미생물량(kg), C : 불활성 부유물질량 ※ 미생물 생성계수 및 내생 호흡계수 등 동력학적 상수는 처리도 실험을 통해 구함 일반적인 값 Y : 0.4 ∼ 0.8, Kd : 0.02 ∼ 0.149Basic design of WWTPsDesign of Wastewater Treatment Plant운영상의 주요 예상문제 및 대책슬러지 팽화(Sludge Bulking) 원인: 유기물(BOD)의 과도한 부하(F/M비 과대), DO부족, 낮은 pH, 영양분 불균형, 낮은 SRT, 운전미숙 등ㅇ로 사상균의 과도한 번식 ⇒ 최종침전지에서 침전이 안됨 대책: 반송슬러지에 염소, 오존, 과산화수소 등의 살균제 주입, MLSS를 증가시켜 F/M비 낮춤, 소화 및 침전슬w}

공학/기술| 2009.12.10| 74페이지| 1,500원| 조회(1,110)

하수, 설계, 하수종말처리시설

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위해성평가 및 위해성을 이용한 환경관리

Integrated Environmental Management System Using Risk-Based Assessment위해성 개념을 이용한 통합형 환경관리시스템Integrated Environmental Risk Management SystemEnvironmental Fate, Transport, AvailabilityExposure Assessment ModelingSite-Specific AssessmentRisk-Based Environmental ManagementRisk ReductionOptimized Remedial SolutionsExposure PredictionRisk PreventionRisk-Based RemediationSite-Specific Env. Assessment모티브환경오염 해결에 관한 몇 가지 잘못된 생각들... 기존 처리, 정화개념의 문제점들... 합리적인 대안은 ???Is it reasonable to throw away the “SAW” due to misuse?We need “Saw”Chemicals환경오염물질에 대하여...A universal machine possible?오염환경 처리기술에 대하여...What matter is…. how we deal with toxic chemicals !!!정말 중요한 것은?오염환경 관리의 합리적 대안은?NOT risky !!!Hazardous !!!“위해성”Do you still think “the GUN” is dangerous ?“위해 (risky)”하다는 것의 의미는?RiskExposure위해성 관련 환경 이슈 및 동향국외국내 (환경부)브라질 리우선언Agenda 21, 19장실천 수단1992년 이후환경백서 (2001)유해화학물질관리 기본계획UNDP (1992), 『Agenda 21』 채택위해성을 이용한 유해화학물질의 환경적으로 건전한 관리 (각국에 위해성 저감 계획 수립 요구 등)정책목표: “수용체에 대한 위해성 중심의 화학물질 관리”21세기 환경정책 방향 사전오d residuesChemisorptionNot available? Not toxic?BiodegradationVolatilizationPhotodegradationGroundwater contaminationEruptionshow “hockey-stick curves” indicating “persistence”% Remaining in soilYears after application (DDT)* redrawn with data from various published sourcesGeneral Field Observations:biodegradable extractable toxicbiodegradable readily extracted less toxicCLSCWrapidcompound in waterlabile sorption1) declined bioavailability and toxicity 2) declined chemical extractability 3) soil- and chemical-specificNonequilibrium Sorption: ConsequencesCNSvery slownonlabile sorptionnot biodegradable not readily extracted nontoxicMineralization of phenanthrene aged in a loam (2.99% OC)Mineralization of phenanthrene aged in loam soils with different OC contentsIn one soil with different timeIn soils with different OCDeclined bioavailability:Extraction of phenanthrene aged in loam soils with different OC contentsIn soils with different OC and timeDeclined chemical extractability:Removal 생각 “혹시” 해롭지는 않을까? 위해성 (잔류물질의 이용성)관리자인 경우의 생각 처리 후 얼마나 잔류하는가? 유해성 (잔류물질의 양)Are you sure this is NOT toxic ?Literally, this is so toxic ! But…..위해성 개념의 중요성: 저농도 복합오염의 경우오염 물질 NPH PHE CHR BaP용해도 (mg/L) 31 1.1 0.002 0.004TEF* 0.001 0.001 0.01 1* Toxic equivalent factorBaP의 독성은 NPH보다 1,000배 강함 NPH의 용해도는 BaP보다 7,750배 높음위해성 = 유해성 (TEF) + 노출 (용해도) 만약 NPH와 BaP가 각각의 용해도만큼 수용액상에 존재한다면, NPH의 위해성이 BaP보다 7.75배 더 높다!위해성 개념의 중요성: 실질적인 독성발현농도오염지역 토양 PAH 농도 Earthworm Microtox (mg/kg) toxicity toxicity (LC50) (EC50) Coal gas plant 9,653 14 0.026 Tar product plant 11,936 31 0.198 Harbor sediment 607 47 0.017오염농도와 독성사이의 상관성 “항상” 존재? 오염지역의 특수성이 더 중요?(Technical report by Gas Research Institute)위해성 개념의 중요성: 오염지역 특수성에 따른 위해성 차이통합형 환경관리시스템 (오염원-노출경로-수용체 분석)위해성을 이용한 오염지역 정화 및 관리Risk-Based Assessment (RBA)를 이용한 현장위해성 평가시스템오염발생지역오염진행지역오염예상지역위해성에 근거한 복원 (RBRS)위해성 저감 (Risk Reduction)위해성 예방 (Risk Prevention)지하수10 m사질토용수 공급정지표면 TPH 오염 1,999 mg/kg20 m점토질 토양심토 TPH 오염 10,000 mg/kg100 m지하수SourcesReceptorsExposure pathwayminated conc.AvailabilityRealistic riskSites remediated(a)(b)(c)A B C DA B C DA B C D300 200 1002. Remediation priorityRBRS: Applicability (2)오염발생지역: 위해성에 근거한 복원 (RBRS)Risk AssessmentSite-Specific Assessment위해성 확인 Risk Characterization최종의사결정 Final Decision기타 Non-risk Elements 기술적, 사회경제적 고려유해성 확인 Hazard Identification용량-반응평가 Dose-Response Assessment노출평가 Exposure AssessmentRisk-Based RemediationReceptors오염진행지역: 위해성 저감 (Risk Reduction)Effective Exposure Pathway Control (효율적 정화계획 수립)오염예상지역: 위해성 예방 (Risk Prevention)YesMonitoringRisk PredictionReceptors Safe?Action for Risk PreventionNoReceptors (Exposure point)Hazardous Facilities (Source)Source Control Pathway ControlBiochemical Interactions Exposure PathwaysSource ControlField data Modeling Protection Target LevelRBRS를 이용한 환경관리: Flow chartTier 1: 보수적 기본값을 이용한 위해성평가 (→ RBSL) Tier 2: 오염현장 특수성을 반영한 위해성평가 (→ SSTL) Tier 3: Tier 2보다 세분화된 위해성평가 (ERA 포함)기존규제농도 vs. 오염농도 RBSL/SSTL vs. 오염농도RBRS를 이용한 환경관리: General procedureSite characterizationCon현장상황 . 오염물질; 벤젠 (발암성) . 수용체; 성인 . 노출경로; 주거지 실내공기 흡입 으로 인한 노출입력변수 . 벤젠오염농도; 1 g/m3 . 벤젠의 SFinhalation ; 0.029 kg-day/mg . 실내공기흡입률; 15 m3/일 . 노출기간; 30 년 . 노출빈도; 350 일/년 . 평균기간; 70 년 . 체중; 70 kg발암위해성 =(1 g/m3) *(350 일/년)*(30 년)*(15 m3/일)*(0.029 kg-day/mg)(70 kg)*(70 년)*(365 일/년)*(1,000 g/mg)= 2.55 x 10-6오염농도에 따른 발암위해성 산정 (예) 벤젠으로 오염된 토양으로부터 주거지 실내공기의 흡입으로 인한 위해성으로부터 성인을 보호하기 위한 목표정화수준의 산정현장상황 . 오염물질; 벤젠 (발암성) . 수용체; 성인 . 노출경로; 주거지 실내공기 흡입 으로 인한 노출입력변수 . 목표위해성; 10-6 . 벤젠의 SFinhalation ; 0.029 kg-day/mg . 실내공기흡입률; 15 m3/일 . 노출기간; 30 년 . 노출빈도; 350 일/년 . 평균기간; 70 년 . 체중; 70 kg목표정화수준 =(350 일/년)*(30 년)*(15 m3/일)*(0.029 kg-day/mg)(10-6)*(70 kg)*(70 년)*(365 일/년)*(1,000 g/mg)= 0.39 g/m3목표위해성에 따른 정화수준 산정 (예)Parameters Definition (units) Residential Commercial/ Industrial ATc 발암성물질에 대한 평균노출기간 (years) 70 (73.5) 70 ATn 비발암성물질에 대한 평균노출기간 (years) 30 25 BW 성인평균체중 (kg) 70 (60.0) 70 ED 노출기간 (years) 30 25 EF 노출빈도 (days/years) 350 d/yr 250 d/yr IRsoil 토양 섭취률 (mg/day) 100 50 IRair (indoor) 일일 실내공기 흡입률 (

공학/기술| 2009.12.10| 70페이지| 1,500원| 조회(420)

환경관리, 위해성평가, 오염물질, 위해성, 분해정도

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저탄소 녹색성장

*목 차녹색성장이란?녹색성장의 필요성ⅠⅡ세계의 녹색성장 동향Ⅲ환경분야 녹색성장 방향Ⅳ녹색성장은 온실가스와 환경오염을 줄이는 지속가능한 성장이며 녹색기술과 청정에너지로 신성장동력과 일자리를 창출하는 신국가발전 패러다임!1. (경제⇒환경) : 환경을 훼손하는 것이 아니라 개선하는 경제성장 ㅇ 경제성장과 환경훼손의 탈동조화(Decoupling) 추구 ㅇ 자원이용의 효율성을 최대화하고 환경오염을 최소화하는 에코효율성 추구환경 Green경제 Growth녹색성장1 : (경제⇒환경)녹색성장2 : (환경⇒경제)2. (환경⇒경제) : 환경을 새로운 동력으로 삼는 경제성장 ㅇ 경제활동의 환경친화성을 증가시키는 녹색기술 및 녹색산업의 성장동력화녹색성장이란?Ⅰ경제적 효율성만을 추구하는 산업화시대의 발전전략 극복, 환경과 경제를 동시 고려하는 환경·경제효율성(Eco-efficiency) 중심의 성장지속가능발전 개념의 추상성과 광범위성(경제·사회·환경의 균형과 통합)을 보완, 환경적 지속성과 경제적 효율성을 중심으로 접근한 개념저탄소화와 녹색산업화를 기반으로 경제성장력을 배가시키는 신성장 패러다임환경부하소비자원·에너지 투입생 산환경부하경제적 효율성 제고환경적 효율성 제고녹색성장이란?Ⅰ녹색성장의 3대 요소① 견실한 성장을 하되, 에너지·자원 사용량은 최소화② 동일한 에너지·자원을 사용하되, 온실가스 배출 등 환경오염 최소화 * 2005년 GDP당 온실가스 배출량(단위 : CO2톤/GDP천불(ppp기준), IEA)한 국미 국일 본중 국0.4690.5290.3500.633③ 녹색기술과 청정에너지를 신성장동력으로 개발 * 2020년 녹색산업·기술 시장규모 전망 : 2.8조 달러(Roland Berger社, '07) * 한국의 기술력(선진국 대비) : 태양광 61~88%, 수소연료전지 62~70%, 청정연료 50%, LED 50~80%녹색성장이란?Ⅰ전세계적인 경기침체에 따른 타개책 필요2009 세계 경제성장률 전망(IMF, '09.1.28, %)전세계적인 경기침체 본격화 우리도 경기둔화 및 일80's1990's미래2.60.70.50.2?[단위: 조원]연평균 기상재해 피해액(단위 : 일)서울대구서귀포강릉전주3.24.282.8112.85.4164.273.23.22617.410.82000년 이전2000년 이후2006년전국 주요 도시 8월 열대야 일수약 4배 증가해수온도 상승에 따라 어종별 어획량이 변화50,000100,000150,000**************************7719851993200140,00080,000120,000어확량(t)어확량(t)1971~2001년 명태 어획량 변동1971~2001년 오징어 어획량 변동사과재배 지역이 계속 북상사과 재배 지역의 북상캐나다대한민국“2050년까지 '06년 대비 60~70% 감축하겠다”일본“2050년까지 현재대비 60~80% 감축한다”“2050년까지 '90년 대비 80% 감축”영국미국“2025년을 정점으로 배출량 감소 전환”('08.4 부시)호주“2050년까지 '00년 대비 60% 감축한다”('08.6.9 후쿠다)감축목표 미설정 “'09년에 국민적 합의를 모아 자발적 중기목표 설정”('08.7.9 이명박)선진국들은 이미 저탄소 경제로 전환 착수세계의 녹색성장 동향Ⅲ녹색전략은 세계 지도자의 최고 화두!기후변화에 대한 미국의 리더십에 새 장을 열어 그 과정에서 수백만 개의 새로운 일자리를 만들겠습니다. 청정에너지에 투자하는 어떤 기업도 워싱턴의 동지가 될 것이며, 기후변화에 대해 행동하는 어떤 국가도 미국이라는 동맹을 얻을 것입니다.버락 오바마녹색기술 분야는 지난 1990년대 IT가 보였던 것과 같은 큰 성장을 실현할 것입니다. 앞으로 12년 동안 1,000억 파운드 규모의 자금을 조성하여, 석유 의존도를 줄이고 신재생에너지의 비중을 확대하는 그린혁명을 통해 재생에너지 이용을 10배로 늘리겠습니다.니콜라 사르코지이제는 행동해야 할 때입니다. 우리는 너무 오래 기다려왔고, 더 이상은 기다릴 수 없습니다. 환경정책은 투자정책이며, 이는 미래성장의 길을 닦는 것입니다.고든 브라운세계의 녹색성장 동향Ⅲ미국업 글로벌 TOP 5 진입 친환경ㆍ저탄소형 사회경제구조로 체질 개선비전목표저 탄 소녹색성장생 활 공 감온실가스 감축 기후변화 적응10대 환경기술 개발ㆍ 산업의 성장동력화 인적ㆍ문화적 녹색인프라 조성 및 그린리더십고품격 환경ㆍ기상서비스 제공 국민건강보호녹색일자리그린뉴딜 사업 녹색인재 양성환경분야 녹색성장 방향Ⅳ주요 지표환경분야 녹색성장 방향Ⅳ주요 지표환경분야 녹색성장 방향Ⅳ*2. 핵심추진과제 가. 저탄소 (Low Carbon)*폐자원 에너지화가연성폐기물 에너지화 매립되는 생활ㆍ건설폐기물 등을 고형연료화(RDF)하여 열병합발전소ㆍ제지회사ㆍ시멘트 제조사 등에 공급 매립가스 및 소각여열 회수ㆍ활용 매립장과 소각장에서 메탄가스ㆍ소각여열을 회수하여 열병합 발전ㆍ 지역난방 공급 및 자동차 연료화수도권 환경ㆍ에너지 종합타운 조성'20년까지 수도권 매립지에 환경ㆍ에너지 종합타운 조성, 이를 기반으로 전국 10대 권역별 종합타운 조성환경기초시설 에너지 자립화환경기초시설 에너지 자립율 : 0.8%('07) → 45%('30)하수도시설 에너지자립율 제고 종합대책 마련ㆍ시행('09~) 하수처리공정 최적설계 및 온실가스 발생을 줄이는 하수처리 공법ㆍ공정개발 소화조가스 발전 및 태양광발전 및 방류수 낙차 이용 소수력 발전*한반도 기후변화 감시망 구축독자적 국가표준 기후변화 시나리오 산출기술 개발('12)3차원 입체 기후변화 감시체계 구축 기후변화 감시소 확대(1개소→3개소), 항공ㆍ선박ㆍ위성감시 및 연직분포 특성 관측을 통한 한반도 기후변화 감시체계 구축('12) (동서방향) 백령도-안면도-강릉-울릉도-독도 (남북방향) 북극-만주(中)-개마고원-광릉-해남-마라도-료리(日)-호주-남극 온실가스 측정 세계 표준센터 유치 불소계 Non-CO2 온실가스 측정에 대한 WMO 세계표준센터 유치('12) 등 선진 기후변화 감시기술 확보3차원 입체 기후변화 감시체계 구축 및 세계기상기구(WMO) 온실가스 측정 세계표준센터 유치('12)기후변화 시나리오 및 예측모델 개발통합지구 시스템 모델, 동아시아 시장 :13조원('06) → 965조원('12) (기술수준) 일본 대비 50% 수준, 7년 이상 기술격차 (목 표) '12년까지 전국 시내버스 CNG전환 완료탄소시장 육성Non-CO2 온실가스저감N2O 제어기술CH4 활용기술불소화합물 제어기술온실가스 저감 3대 핵심기술 개발 CH4, N2O, 불소화합물 등 Non-CO2 온실가스 저감기술 개발(4,600억원 규모 CERs확보) 금속산화물 및 토양을 이용한 CO2저장기술 개발 프레온가스(CFC)대체냉매 등 온실가스 대체물질 개발 비용효과적인 탄소거래시장 설립ㆍ육성으로 탄소시장 기반 구축 온실가스 배출량 관리시스템 마련, 지자체 감축사업과 연계한 시범시장 개설ㆍ운영('08~'12) 배출권 검ㆍ인증기관 육성 및 거래소 설립 등 운영기반 구축('09) 탄소시장 본격운영을 통한 배출권 거래 촉진 지자체 협력, 기업과 자발적 협약체결을 통하여 수요 및 공급기반을 확보 증권 선물거래소와 MOU, 평가ㆍ투자 전문인력 육성 및 거래시장 설립ㆍ육성('09~) 국제적 수준의 배출권 거래를 고려한 설계 추진('11~)(시장전망) 세계 탄소시장 : 94조원('07) → 300조원('12) (기술수준) 온실가스 저감기술 선진국 대비 50% 수준 (목 표) 국내 탄소시장 : 1,400억원('07) → 1조원('12)기상서비스 산업 육성기상정보 응용기술 및 기상자원 조절기술 개발 기상사업자 육성 및 날씨관련 금융상품 개발 지원 기상예보사, 기상감정사 면허제도 도입 및 특정산업 ㆍ지역에 특화된 기상사업자 육성 자연재해 위험분산을 위한 금융상품 개발 지원 및 시장확대(시장전망) 미국 기상서비스시장 : 1.5조원('06) → 2.8조원('12) (기술수준) 선진국 대비 50% 수준 (목 표) 국내 기상서비스 시장 : 290억원('06) → 1,000억원('12)도시광업 활성화(시장전망) 세계 폐전자제품시장 : 11조원('04) → 21조원('12) (기술수준) 자원회수 기술 선진국 대비 80% 수준 (목 표) 자원순환율 : 13.9%('05) 석면, 비스페놀-A 대체소재 개발 및 생분해성 플라스틱소재 개발 ('08~15) 친환경상품산업 육성을 위한 인프라 조성 탄소라벨링제, 그린스토어 인증제도 도입 ('09) 및 환경마크 대상품목확대 지자체 녹색구매조례 및 산업계 자발적 협약 확대(시장전망) 미국 345조원('07), 일본 32조원('07) (기술수준) 선진국 대비 70% 수준 (목 표) 국내 친환경상품시장 : 12조원('07) → 20조원('12)환경컨설팅 산업 육성환경서비스업 활성화를 위한 제도적 기반 구축 환경정보 공시제도 도입, 중소기업 환경경영 지원체계 구축 환경서비스업 육성을 위한 지원강화 선진 환경컨설팅 기법 개발ㆍ보급, 분야별 환경컨설팅 인력 육성 전문 교육프로그램 운영(시장전망) 세계환경컨설팅시장 : 200조원('05) → 434조원('12) (목 표) 국내환경컨설팅시장 : 9,314억원('06) → 1.5조원('12)*2. 핵심추진과제 다. 녹색일자리(Green Job)하수처리수 재이용 BTO 추진'16년까지 하수처리수를 공업용수로 재이용하는데 1.4조원 투자(BTO) ※ 4.4억톤/년 재이용, 보령댐(1.06톤/년) 4개 대체효과, 4천개 일자리 창출('12)하수산업단지 공업용수하수처리장방류재이용하수처리장 인근 산업단지를 대상으로 하수처리수를 공업용수로 재이용 하는 수익형 민간투자사업(BTO)추진('09~) 제1차 ('09~'12) : 5개소, 총사업비 3,672억원 제2차 ('13~'16) : 14개소, 총사업비 10,084억원 공업용수 재이용율 '07년 0.1%(0.1억톤)→'16년 6.8%(4.4억톤)Blue-Green네트워크 구축'12년까지 녹색지붕 1,000ha 및 녹색길 1,000km 조성 ※ 12천개 일자리 창출('12)훼손된 하천 100개를 생태적으로 건강한 하천으로 복원 '12까지 훼손하천(12,077km)의 15%(1,784km)를 생태하천으로 복원 하천내ㆍ외를 연결하는 생태축 조성 및 도랑ㆍ실개천ㆍ둠벙 살리기 추진 친수공간 확보를 위한 청계천 +20프로젝트 w}

생활/환경| 2009.11.11| 47페이지| 1,500원| 조회(1,090)

환경, 환경정책, 녹색성장, 저탄소

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응결과 응집제의 작용기구

응결과 응집제의 작용기구(용?폐수 처리기술)목 차서 론Ⅰ. 용?폐수 처리의 기본이론1. 응집과 응집제의 역사22. 응집의 기초적 원리63. 응결과 응집기구134. 무기응결제17♣ 무기응결제의 사용방법과 주의점195. 유기응결제206. 고분자응집제 개론22Ⅰ. 용폐수 처리의 기본 이론인체는 80% 이상의 수분으로 구성되어 있으며, 인간이 생활하는데 물을 배제시키고는 생명 자체를 유지할 수 없는 필수 불가결한 요소이다.물을 섭취하기 위해서는 탁한 경우나 세균에 의한 오염등 불쾌감, 질병의 원인물질을 제거하기 위해 수중의 각종 오염원을 제거하여야 한다.인류가 일상적으로 사용하는 물을 얻기 위하여 지표수를 정화시켜 처리한 것은 청등한 지표수가 적은 중국이나 인도등에서 수천년 전부터 적용한 것으로 알려지고 있으며, 물의 탁도를 제거하기 위해 약제를 사용한 것은 약 2,000년전 중국에서 백반(명반)을 사용한 것이 최초인 것으로 알려지고 있다.이러한 과거시대의 백반을 첨가한 처리방법 및 응집처리의 기본적인 개념은 과거시대에 흙탕물 상태인 우물을 깨끗하게 만들기 위해 백반(명반)이나 숯 등을 우물속에 넣던 지혜가 오늘날에도 그대로 이용되는 것이라고 이해하면 될 것이며, 이는 오늘날 응집처리를 위해 보편적으로 사용되는 황산 알루미늄(통상 유산반토, 또는 황산반토라 칭함. 이하 황산 알루미늄이라 함)과 주성분면에서 동일하며, 오늘날 공업적으로 보편화된 Sand-Filter의 활성탄 성분이 숯과 동일한 카본성분으로 기능상 같기 때문이다.반면 오늘날에는 과거의 방법을 보완시키면서 대부분 고분자 응집제를 추가함으로써 보다 급속한 처리속도를 얻을 수 있게 된 것이다. 이러한 방법들은 응집이 효율적으로 이루어져 청등한 처리수를 얻고자 하는 노력으로서 기본적인 처리방법의 개요가 된다.한편, 현대사회의 용?.폐수처리와 같이 대용량의 규모의 오염물을 단시간내에 제거하는 방안으로 가장 보편적으로 실용화된 방법은 응집침전 처리방법이며, 이 방법은 수중의 현탁입자만을 제거하는 것으로 생각되기 쉬y Aluminum Chloride), PAS(Poly Aluminum Sulfate) 등이나 SiO2 이온을 미량 첨가시킨 PASS(Poly Aluminum Sulfate-Silicate)등이 있으며, 이들은 모두 Aluminum계 응결제의 작용기구인 Aluminum ion에 의한 하전 중화(Zeta-Potential의 감소) 에 의존한다는 점에서 작용기구가 동일하다.Al(OH)3HClAlCl3가압PAC(Poly-Aluminum-Chloride)(10% as Al2O3)가온H2SO4Al2(SO4)3?nH2O가압PAS(Poly-Aluminum-Sulfate)가온┌ 10% as Al2O3 :└ 16% as Al2O3 :LiquidSolidSiO2첨가PASS(Poly-Aluminum-Silicate-Sulfate)┌ 10% as└ 0.4% asAl2O3SiO2【 그림 1-2. ALUMINUM계 COAGULANT의 계통도 】《 표 1-1. PASS와 PAC의 개략적 물성치 비교 》PASS의 물성치PAC의 물성치외 상비 중점 도pH (원액)염 기 도Al2O3SiO2추정분자량무색 투명액체1.3411cps (25℃)3.650%10%0.4%100 ～ 2,000외 상비 중점 도pH (원액)염 기 도Al2O3SiO2추정분자량무색 또는 미황색액체1.19 이상4.9cps (20℃)3.5 ～ 5.045 ～ 60%10%None100 ～ 1,000알루미늄염과 유사한 +3가 금속인 철의 경우도 무기응결제로 이용이 가능하나 적색의 색도를 띠고 있고 또한 강한 산도(Acidity)의 높은 부식성향으로 용수처리분야 보다는 폐수처리중 처리가 어려운 피혁폐수 등에 응결제로 사용되고 있다.【 그림 1-3. 철염계 COAGULANT의 계통도 】이들 무기응결제중 공정용의 응결제로 사용되는 것은 대부분 알루미늄계 응결제(황산알루미늄)로 제지공정에서 원료물질을 포집하는 용도로서 사용되는 것이 대표적이다. 또한 수처리분야에서는 용수 및 폐수처리 전반에 걸쳐 가장 보편적으로 적용되고 있는 실정이다.나. 고분nd Flocculation)현탁입자는 일반적으로 내부핵(양전하)을 중심으로 표면이 음전하(-)로 하전되어 있으므로 입자간에는 서로 표면 음전하에 의한 상호반발을 하게 되어, 침전이 아닌 부유상태가 되거나 대단히 낮은 침전속도를 나타내게 된다.【 그림 1-4. 입자의 운동 Model 】잉크와 같이 미세한 입자는 반발력이 중력보다 크기 때문에 영원히 가라앉지 않고 Brown 운동을 하는 대표적 예이며, 이와 같이 미세한 입자를 콜로이드 입자(Colloid particle)라고 한다. 진흙탕물과 같은 경우 큰 입자는 쉽게 가라앉지만 작은 입자는 상대적으로 장시간 후에야 침전되는데 이 역시, 중력과 반발력과의 힘의 균형이나 힘의 크기가 얼마나 차이가 있는가의 문제로 바꾸어 생각할 수 있다.즉, 미세한 입자간의 반발력을 최소화할 경우 중력의 지배가 커지게 되며, 입자의 크기는 증가시켜 중력의 크기가 증가하게 되면 침강속도 역시 급격히 증가하게 됨을 추론할 수 있다.따라서 현탁입자를 응집시키기 위해서는 입자의 표면하전을 중화시키는 것이 불가피하다. 부유물질 및 콜로이드 입자의 표면전하가 음전하이므로 하전중화를 시키기 위해서는 양전하(+)를 띠는 물질 즉, 알루미늄(Al3+) 등의 물질을 사용하게 된다.양전하의 물질을 첨가하면 하전중화로(통상 ±0.5mV 이내) 인하여 반발력은 없어지고 Coulomb 인력, Vander waals 인력에 의하여 소규모의 Floc (Primary Floc) 이 형성되게 되는데, 이 작용을 응결작용(Coagulation)이라고 하며, 이때 첨가된 약제를 무기 또는 유기 응결제라고 한다.한편 응결작용에 의해 형성된 미세한 Floc은 입자크기 및 침강속도가 상당히 증가하나 공업적으로 이용되기에는 여전히 입자경이 상대적으로 작은 상태이므로, 가교에 의한 보다 조대화된 Floc의 형성이 필요하다. 이 작용을 응집작용(Flocculation)이라고 하며, 이때 첨가되는 약제가 고분자 응집제(Anion성, Nonion성)이다.110-110-210-31 Ca2+의 하전중화 작용도 기대할 수 있다.해 수-해수중의 Mg2+, Ca2+가 무기응결제와 유사한 작용을 한다. Pulp 등의 폐수처리에 이용되는 예가 있다.저분자량의 Cation성 고분자응집제유기응결제,Polycation,저분자Cation성polymer현탁입자의 하전중화와 음이온성 불용해물의 Floc화 작용이 있으나, 저분자량이므로 조대 Floc 형성은 어렵다.무기응결제 대용으로 이용되기도 한다.고분자응집제Anion성,Nonion성고분자응집제응집제,polymer무기?유기응결제에 의해 형성된 미세 Floc을 가교작용에 의해 조대 Floc화 한다.Cation성고분자응집제탈수제,Cation성polymer현탁입자의 하전중화와 가교에 의해 조대 Floc화의 작용. 통상 Sludge의 탈수에 사용한다.《 표 1-5. 금속의 원자가 》1 가Na+, K+2 가Mg++, Ca++, Sr++, Ba++, Zn++, Fe++, Ni++,Co++, Pb++, Cu++, Sn++, Mn++3 가Al3+, Fe3+, Sb3+4 가Pb4+, Ti4+, Sn4+《 표 1-6. 석회현탁수(입도 74μm이하, 농도 5%, pH 9.0)에 대한 응결가 》약 제응 결 가분 류종 류(㎎/ℓ)(mM/ℓ)무 기 염NaClBaCl2AlCl33,7502504064.201.200.30계면활성제Aniline 염산염Dodecylamine 염산염Dodecyl-pyridium Chloride7501251505.790.560.533. 응결과 응집기구가. 응결기구응결은 입자표면의 음전하에 대하여 반대되는 양전하를 가진 약품(무기응결제등)을 첨가함으로써 부유물질의 반발력을 감소시켜(하전중화) 일단의 부유물질이나 콜로이드 입자 등을 서로 접착시키는 작용을 말한다. 입자 계면부근의 밀집된 음전하에 의하여 수중에 존재하는 양전하는 당겨지게 되고 반면 음전하는 입자 계면으로부터 멀리 반발하게 된다.【 그림 1-8. 입자 계면부근의 전기적 구조 】【 그림 1-9. Zeta 전위 중화와 처리효과 】그 결과 입자 계면 부근에이 좋다.)?알카리성 영역에서도 유효?부식성이 높다.?중화제의 소요량이많다.?비교적 고가?고 pH 폐수의 처리?오니탈수 조제28025081.9황산제 1철(FeSO4)FeSO4?7H2O9?11.08?12?안정성이 높다.?Floc이 무겁다.(침강성 유효)?유효 pH 영역이 알칼리에 한정되어 있다.?적용성이 한정 되어 있다.?일부의 폐수에 이용(피혁,염색폐수 등)29032337.5Cofferas(FeSO4?7H2O+ ½Cl2)5?11.03.5?12?Floc이 무겁다.?염화 제2철에 비해 부식성이 다소 적다.?부식성이 있다.?비교적 고가?일부의 폐수에 이용(피혁,염색폐수 등)---암모늄 명반Al2(SO4)3?(NH4)2SO4?24H2O5.5?8.5?고가품이다.?극히 한정된 범위만 사용(공업 용도로 이용은 거의 없음)9.5PASS(Poly Aluminium Slufate-silicate)5?7.54?8?SiO2에 의한 용해도 감소효과가 있다.?기존 알루미늄계 무기응결제와 동일?희석시 침전물 형성(제품 안정성이 낮음)?PAC와 동일250153원액사용* 주1. 무기응결제 1㎏을 중화하는데 필요한 NaOH의 량(gr) 계산치2. 무기응결제 1㎏에서 발생되는 금속 수산화물 SS량(gr) 계산치3. 물 100㎖에 용해되는 무기응결제량(gr) 개략치《 표 1-9. 무기응결제의 유효 pH 영역 》TypesEffective pHCharateristics456789101112AdvantageDisadvantageAlumLiquid type : Al2O3 8%Solid type : Al2O3 16%← Applicable pH range →InexpensiveHigh removal of turbidityLess corrosive, notirritatingLight FlocNot effective over pH 8Optimum pH rangePoly-aluminum-chloride(Liquid type: Al2O3 10%)Flocculation is better than alumNeed l.

생활/환경| 2009.11.11| 29페이지| 1,500원| 조회(667)

응집, 응집제, 응결, 화학적처리, 상하수

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