소개글
"정수처리시설"에 대한 내용입니다.
목차
1. 서론
1.1. 물의 중요성과 수자원 관리의 필요성
2. MBR(Membrane Bio-Reactor) 공정을 이용한 정수처리 시설 설계
2.1. 일반 정수 처리 공정의 문제점
2.2. 막 처리 공정의 장단점
2.3. 생물 막 처리 공정(MBR)의 도입
2.4. MBR 공정의 설계
3. 정수 및 하수처리 시설 현황과 운영
3.1. 서울뚝도아리수정수센터
3.1.1. 정수 처리 공정 및 단위공정
3.2. 서울중랑물재생센터
3.2.1. 하수 처리 공정 및 단위공정
3.3. 침전의 종류 및 역할
4. 정수 및 하수처리 시설의 향후 과제
4.1. 기술적 혁신을 통한 효율성 향상
4.2. 물 재활용 기술의 확대
4.3. 시민 참여 및 인식 개선
4.4. 정책적 지원과 투자 확대
5. 결론
6. 참고 문헌
본문내용
1. 서론
1.1. 물의 중요성과 수자원 관리의 필요성
물은 생물의 생존에 필수요소로서 생물체의 70~80%가 물로 구성되어 있으며, 사람은 물을 마시지 않고 1주일이상 생존할 수 없다. 사람은 성인 1인이 1일 2.75리터의 물을 섭취해야 하는데 정상보다 체내에 5%정도 물이 부족할 경우 혼수상태에 빠지게 되고 12%정도 부족할 경우에는 사망에 이른다고 한다. 또한 물은 생물체의 생존뿐 아니라 경제활동에도 필수적인 요소이다. 농사를 짓기 위해서는 농업용수가 필요하고 공장을 가동하기 위해서는 공업용수가 필수적이다.
지구상에는 총 13억8천6백만㎦의 물이 부존한다고 한다. 이중 96.5%는 바닷물이고 담수는 3.5%에 불과하며, 존재형태로 보면 빙하형태가 69.56%, 지하수 30.10%, 기타 하천 및 호소 0.34%로 구성되어 있다. 건설교통부의 연구결과에 따르면 우리나라는 2006년부터 물 부족이 현실로 다가올 것으로 보고되고 있으며, 70년대 급수차를 기다리던 과거의 기억이 다시 현실로 다가올지도 모른다.
우리나라가 아프리카 열대사막지대의 르완다나 케냐, 소말리아와 같은 미개국과 어깨를 나란히 하는 물 부족국가로 분류된 지 12년째이며, 2011년에 가면 한국의 물 부족량이 18억 톤에 이르러 아침저녁에 세수할 물마저도 없어질 것으로 추산하고 있다. 또한 국민소득을 감안한 물 소비 수준을 비교해 보면 우리나라의 물 사용량은 영국, 호주, 미국 등 다른 선진국에 비해 2배 가까이 높은 수준이다.
이처럼 지구상의 물 자원이 한정적이고 우리나라의 경우 물 부족이 심각한 상황이므로, 수자원 관리의 필요성이 매우 크다고 할 수 있다. 물 자원을 효과적으로 관리하고 활용하기 위해서는 정수처리 시설과 하수처리 시설의 운영 및 관리가 중요하며, 나아가 물 재활용 기술의 발전과 시민들의 물 절약 인식 제고 등 다각도의 노력이 필요하다.
2. MBR(Membrane Bio-Reactor) 공정을 이용한 정수처리 시설 설계
2.1. 일반 정수 처리 공정의 문제점
일반 정수 처리 공정의 문제점은 다음과 같다.
첫째, 일반 정수 처리 공정은 많은 부지를 필요로 한다. 일반 정수 처리 시설은 취수, 착수정, 혼화, 응집, 침전, 여과, 소독 등 여러 단계의 공정을 거치기 때문에 넓은 부지가 필요하다. 우리나라는 국토가 좁고 대부분이 산지로 이루어져 있어, 이러한 넓은 부지를 확보하기 어려운 실정이다. 따라서 일반 정수 처리 공정은 우리나라의 지리적 특성에 적합하지 않다고 볼 수 있다.
둘째, 일반 정수 처리 공정은 관리 비용이 많이 든다. 정수 처리 과정에서 다양한 약품이나 응집제 등이 사용되며, 이로 인한 운영 및 유지보수 비용이 증가한다. 또한 정수 처리 과정이 복잡하여 많은 인력이 필요하고, 에너지 소비도 높은 편이다. 이렇게 높은 관리 비용은 정수 처리 시설의 운영에 큰 부담을 주고 있다.
셋째, 일반 정수 처리 공정은 시간이 많이 소요된다. 취수, 착수정, 혼화, 응집, 침전, 여과, 소독 등의 단계를 거쳐야 하기 때문에 정수 처리에 상당한 시간이 소요된다. 이로 인해 정수 처리 효율이 낮고, 실시간으로 수요에 대응하기 어려운 단점이 있다.
종합적으로 볼 때, 일반 정수 처리 공정은 부지 확보의 어려움, 높은 관리 비용, 긴 처리 시간 등의 문제점을 가지고 있다. 따라서 이러한 단점을 보완할 수 있는 새로운 정수 처리 기술의 필요성이 대두되고 있다.
2.2. 막 처리 공정의 장단점
막 처리 공정의 장점은 일반 정수 처리 공정에 비해 적은 부지를 사용하여 높은 효율의 정수처리가 가능하다는 것이다. 막 처리 공정은 기존의 정수시설에서 사용 중인 응집지, 침전지, 여과지 대신 막 처리 공정을 적용함으로써 부지 면적을 최소화할 수 있다. 또한 막 처리 공정은 일정 크기 이상의 현탁물질을 확실하게 제거할 수 있으며, 기계적으로 움직이는 부분이 적어 무인자동화가 간단하다는 장점이 있다. 응집제 없이도 운전이 가능하거나 필요시에도 소량만 사용하면 되어 운전관리가 용이하다"이다.
그러나 막 처리 공정의 단점은 막 오염을 방지하기 위해 약품 세정이 필요하고, 막의 수명이 짧아 교환 비용이 많이 든다는 것이다. 또한 일정 크기보다 작은 물질들은 처리하지 못한다는 한계가 있다"이다.
2.3. 생물 막 처리 공정(MBR)의 도입
생물 막 처리 공정(MBR)의 도입은 일반 정수 처리 공정의 문제점을 보완하기 위한 방안이다. MBR 공정은 기존정수시설에서 사용 중인 응집지, 침전지, 여과지 대신 MBR 공정을 도입하여 정수처리 시설을 운영하는 것이다.
MBR(Membrane Bio-Reactor) 공정은 일반적인 생물반응조와 막분리 공정을 결합시킨 것을 말한다. MBR 공정을 사용하게 되면 부유고형물을 100% 제거할 수 있어 슬러지의 침강성에 관계없이 안정적인 처리가 가능하다. 또한 미생물의 농도를 3~4배 높게 유지할 수 있어 폭기조의 용량이 감소하고 유기물의 분해에 효과적이다. 더불어 침전조가 필요없고, 농축조 부피 또한 감소되므로 공정의 Compact화가...
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