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...
참고 자료
[1] 분리막을 이용한 완속여과지와 전자동 여과시설의 개선방안 연구, 서울대학교, 환경부, 2005
[2] 하폐수 고도처리용 PVDF 분리막 및 고효율 N, P 제거 MBR시스 템개발, (주)케이엠에스, 환경부, 2007
[3] 순수 광학활성 생리활성 물질 제조용 분리막 반응기 개발, 한국화 학연구회, 과학기술부, 2006
[4] 미생물 군집과 생리특성을 기초로 고도폐수 처리 공정 MBR 개선 방안, 서울대학교, 과학기술부, 2007
[5] 환경오염저감 제거기술, 이준우외 2명, 한국과학기술정보연구원, 2004
[6] 고효율 폐·하수처리용 미생물 고정능 담체 및 폐수처리 재활용 실 용화 기술 개발, 디엠퓨어텍, 환경부, 2008
[7] 분리막을 조합한 하수고도처리 공정 개발/ 1차년도, 수자원연구 원, 한국수자원공사, 2003
[8] 고효율 미생물 Matrix를 이용한 슬러지감량형 하수고도처리 Packa ge개발, 한화건설, 환경부, 2006
[9] 환경전문기업 그린엔텍 http://www.getc.co.kr
[10] 편익 분석을 중심으로 한 상수도 시설의 처리방법별 적정규모선 정, 노상환외 4명, 한국환경정책평가연구원, P23~26
[11] 상수도의 국내외 현황 및 개선방안, 서인석, 한국수자원공사, P60~72
[12] 상수도 경제성분석, 한국환경기술개발원, 1997
이정수. (2016). 하·폐수처리. 동화기술.
서울뚝도아리수정수센터. (n.d.). 서울뚝도아리수정수센터. 서울시 아리수. https://arisu.seoul.go.kr/arisumuseum/dspy/sub6.jsp
서울중랑물재생센터. (n.d.). 서울중랑물재생센터. 서울 물재생센터. https://sssmuseum.org/main/?mc_code=1312
대전상수도본부, ‘지방상하수도 경영효율화 사업’ 선정, 뉴스핌, 오영균,
http://m.newspim.com/news/view/20190514000828
환경부 원주지방환경청, 정수처리계통도,
http://eng.me.go.kr/wonju/web/board/read.do;jsessionid=Ga9LNyduJE7aK8frVrmIHEvG7PPTgvl0iGpbXmGP562aPyHVOapAgde05pFFs13U.meweb2vhost_servlet_engine3?pagerOffset=2130&maxPageItems=10&maxIndexPages=10&searchKey=&searchValue=&menuId=1032&orgCd=&boardId=241008&boardMasterId=232&boardCategoryId=&decorator=/
국가환경산업기술정보시스템, 시설운영
https://www.konetic.or.kr/
환경관리사업소, 하수처리과정,
https://www.guri.go.kr/cms/content/view/2917
안산시 상하수도 사업소, 고도정수처리시설,
https://water.ansan.go.kr/promotion/altitude/diagram.jsp?menuId=10004025
환경공학연구회. 環境工學用語辭典. 서울: 성안당, 1991.
