용수및하폐수처리) 1. 생물학적 처리에 대한 다음에 답하라. Glucose를 이용하여 질산성 질소를 탈질화하는 탈질반응에 대한 산화환원식을 완성하고 이때 발생하는 깁스 자유에너지 값이 얼마인지 말하라.

목차

1. 생물학적 처리에 대한 다음에 답하라.(29점)
1) Glucose를 이용하여 질산성 질소를 탈질화하는 탈질반응에 대한 산화환원식을 완성하고 이때 발생하는 깁스 자유에너지 값이 얼마인지 말하라. (7점)
2) 활성슬러지법에서 F/M, SRT, HRT에 따른 미생물 성장특성, 침전성, 제거효율, 슬러지 생산량 및 산소요구량의 변화 특성을 설명하라.(6점)
3) 슬러지의 침전성 문제(팽화, 부상 등)의 원인, 현상 및 대책에 대해 말하라.(3점)
4) 살수여상법 및 RBC 공정의 장단점은 각각 무엇인가?(3점)
5) 생물학적 영양소 공정인 A2O 공정의 개념도를 그리고 각 반응조의 역할을 설명하라.(5점)
6) 아래의 식을 활용하여 Glucose를 호기성분해하는 경우의 미생물 생산량(Y)을 산정하라. (5점) 단, Y 값은 g미생물/gCOD 형태로 각각 구하라.

2. 콜로이드의 전기적 특성을 이용하여 콜로이드의 안정성 및 제거메커니즘에 대해 말하라.(5점)

3. 활성탄의 종류 및 특성에 대해 말하라.(5점)

4. 소독에 대한 다음에 답하라.(6점)
1) 파과점 염소주입(breakpoint chlorination)에 대해 그림을 그려 설명하라.(3점)
2) 오존소독 시스템을 그림을 그려 말하라.(3점)

5. 고도산화공정의 종류를 말하고 펜톤 산화에 대해 설명하라.(5점)

본문내용

2) 활성슬러지법에서 F/M, SRT, HRT에 따른 미생물 성장특성, 침전성, 제거효율, 슬러지 생산량 및 산소요구량의 변화 특성을 설명하라.

활성슬러지 공정은 하수에 공기를 주입한 후 발생하는 부유 입자를 통해 유기물을 제거하는 공정이며, ‘활성슬러지’란 이 부유 입자가 미생물이 활성화되면서 발생하는 것이고, 슬러지(sludge) 형태를 나타내며 유기물을 제거하는 방식이기 때문에 붙여진 명칭이다.2) 활성슬러지 공정을 설계함에 있어 핵심이 되는 인자에는 ‘F/M(Food to Microorganism ratio), 고형물 체류시간(Solid Retention Time, SRT), 수리학적 체류시간(Hydraulic Retention Time, HRT)’가 있다.2) 각각의 인자에 대한 정의와 이들의 변화에 따른 미생물의 성장, 침전성, 제거효율, 슬러지 생산량 및 산소요구량 변화 특성은 다음과 같다.
우선 F/M(Food to Microorganism ratio)이란, 유기물의 부하율을 의미하는 용어로 유기 영양물의 양과 활성 슬러지 안의 미생물양의 비율이자 영양물과 미생물 간의 양적 균형 정도를 뜻한다.
SRT는 활성슬러지 양을 제어하는 인자 중 하나로, 폭기조와 최종 침전지 내에 체류하는 슬러지가 최종적으로 시설 밖으로 배출될 때까지 소요되는 기간을 추정하는 식이다. 수리학적 체류시간(Hydraulic Retention Time, HRT)은 하수처리과정에서 물이 반응조 내로 유입된 후 유출되기까지 걸리는 시간을 의미하며, 아래의 식을 통해 계산할 수 있다.
만약 F/M이 높은 상황이라면, SRT와 HRT는 낮아지며, 먹이가 충분한 상태이므로 높은 산소 요구량을 바탕으로 미생물은 대수성장 혹은 분산 성장을 하게 된다. 이 경우, 생성되는 점액질(slime)의 층은 얇으며 플록(floc)의 크기도 작다.

참고 자료

용수 및 하폐수처리 강의자료 11강 생물학적 처리 기본(2)
용수 및 하폐수처리 강의자료 13강 활성슬러지법
‘F/M비’, 「환경공학용어사전」, 환경용어연구회 저, 성안당, 1996.
‘SRT’, 「환경공학용어사전」, 환경용어연구회 저, 성안당, 1996.
‘수리학적 체류시간’, 「물백과사전」, K-Water
용수 및 하폐수처리 강의자료 14강 호기성 생물막 공정
용수 및 하폐수처리 강의자료 15강 영양소 제거 공정
용수 및 하폐수처리 강의자료 7강 흡착
용수 및 하폐수처리 강의자료 8강 소독
용수 및 하폐수처리 강의자료 9강 화학적처리