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[광촉매] 광촉매 평가A좋아요

< 목 차 >1. 서론2. 본론1) 정의 및 역사2) 종류3) 광촉매 반응의 원리(가) 산화환원반응1) 광촉매반응2) 격자의 변화3) 정공과 전자의 재결합*포름알데하이드와 자동차 배기가스의 분해반응(나) 초친수기능4) 기술의 응용분야5) 광촉매평가시험법(가) 액상 필름 밀착법(나) 가스백법 A, B법6) 광촉매의 안정성3. 결론* 자료참고- 다중이용시설등의 실내공기질관리법, 새집증후군, formaldehyde,VOC휘발성 유기화합물(揮發性有機化合物)화학물질 과민증(化學物質過敏症)참고문헌< 표 목 차 >< 표 1> 루타일과 아나타제의 물성 비교< 그 림 목 차 >< 그림 1 > 21세기 유망기술 중 광기술분야< 그림 2 > 아나타제와 루타일의 구조< 그림 3 > 광촉매 반응의 원리< 그림 4 > 광촉매 반응의 원리< 그림 5 > 포름알데하이드 광분해반응< 그림 6 > 자동차 배기가스의 광분해반응< 그림 7 > 표면 친수화 반응< 그림 8 > 광촉매 기술 응용 분야1. 서론최근 우리나라에서 크게 불고 있는 웰빙(WELL-BEING) 바람은 우리가 호흡하는 공기나 마시는 물의 질을 다시 생각하게 하는 계기가 되었다. 특히 지난 해 TV에서 방영된 “환경의 역습” 환경의 역습 : 2004년 1월 SBS에서 방영한 프로그램. 인간의 도시생활이 인간의 건강과 환경에 어떤 영향을 미치는 가를 종합적으로 분석하고 대안을 제시하는 최초의 다큐멘터리. 제1부 : 집이 사람을 공격한다, 제2부: 우리는 왜 이 도시를 용서하는가, 제3부: 미래를 위한 행복의 조건.프로그램은 우리가 어떤 유해 물질에 노출되어 있으며 이러한 물질이 우리 몸에 어떤 영향을 주는지 생생하게 보여주었다.많이 늦긴 했지만 다행스럽게도 작년 5월 말부터 아파트, 의료기관, 터미널 등 공공 이용시설물에서 환경 오염물질의 측정을 의무화하고 저감 대책을 마련해야 하는 “다중이용시설 등의 실내공기질 관리법”이 시행되었다. 이로 인해 건설 회사를 중심으로 신축건물에서 배출되는 유해 화학물질 등 환경 오염물질에 대한 저갭 결정 구조를 갖는 물질들은 그 물질을 구성하는 원자나 분자들의 규칙적인 배열로 인하여 주기적인 포텐셜 (potential)이 생겨 전자들이 움직임에 영향을 미침. 이로 인하여 생기는 중요한 현상이 띠 간격 (band gap)의 형성. 이렇게 형성된 띠 간격은 특정한 에너지를 가진 전자의 진행을 막는 역할이상의 에너지 광을 조사하면, 마이너스 전하를 갖는 전자(e-)와 플러스 전하를 갖는 정공(h+)이 생성되고 이것의 강한 환원 또는 산화작용에 의해 용액중의 이온종이나 분자종을 분해시키는 등 다양한 반응을 일으키게 된다. 이러한 광촉매 반응은 무기화합물에 의한 광분해 반응 즉, 안료에 의한 도료의 열화 등으로 알려져 왔고, 1950년까지는 이 현상이 부정적 이미지로 부각되어 광촉매 반응을 억제하는 열화방지 등이 주로 연구되어 왔다.1960년대 중반에 이르러 소련의 Krasnovskii와 Brin이 산화텅스텐, 이산화티탄, 산화아연 등의 분말을 물에 현탁시켜 3가의 철 이온 등을 가한 후, 광을 조사시키면 산소가 발생된다는 사실을 발견하였다. 이것이 반도체 분말계에 의한 물분해. 즉, 광촉매에 의한 물분해의 최초의 예이다.그리고 1970년 전후에 TiO2 전극에 의한 물이 수소와 산소로 분해된다는 사실을 일본의 후지시마와 혼다가 일본화학회에 보고하였으나 큰 반향을 불러일으키지는 못했지만 그 후 1972년 영국의 세계적 과학잡지 “Nature"지에 이 “혼다 - 후지시마 효과”가 발표되고 일본의 일간지에 가시화 되면서 이것이 오일 쇼크를 해결할 수 있는 새로운 에너지의 개발이라는 사회적 요청에 부응하는 유망한 태양 에너지 변환 방법 중 하나로 주목받기 시작하였다.후지시마와 혼다가 보고한 것은 반도체 전극을 사용한 광전기화학 전지이지만, 그 후에 이것을 마이크로화한 반도체 미립자 광촉매가 개발되었다. 또한 반도체 광촉매를 사용한 물 분해뿐만 아니라, 물과 다양한 유기물의 혼합액에서의 수소 발생이나, 탄산가스의 환원, 질소 소정 및 새로운 유기물합성 등 다양한 연구서만 발견된다. 따라서 반도체 재료로 널리 사용되는 재료는 제조하기가 용이한 루타일과 아나타제 구조다.< 그림 2 > 아나타제와 루타일의 구조< 표 1> 루타일과 아나타제의 물성 비교루타일 TiO2는 굴절율, 경도, 유전율이 좋아 주로 산업용 페인트의 백색안료, 화장품, 식용첨가제 등으로 널리 사용되나 광촉매 재료로는 흔히 사용되지 않는다. 광촉매의 자료로는 루타일 보다 강한 산화 에너지를 갖는 아나타제가 널리 사용된다. 따라서 광촉매 재료로 사용하기 위해서는 아나타제 상을 많이 포함할수록 유리하며 사용 조건에서 루타일로의 전이가 적을수록 유리하다.3) 광촉매 반응의 원리광촉매상에서 일어나는 대표적 반응은 산화환원 반응과 표면 친수화 반응이며, 이들 반응을 이용하여 수처리, 대기정화, 향균, 탈취, 김서림 방지 등의 다양한 기능을 구현한다.A. 이산화티탄에 빛의 자외선이 조사되면 일렉트론이라고 하는 전자(e-)가 활동을 활발하게 해 홀(h+)을 발생시킨다.B. 일렉트론은 산소를 슈퍼 옥사이드 ion(O2-)에, 홀은 물을 수산기 라디칼(·OH)로 바꾼다. 이것들이, 활성 산소다.C. 활성 산소(슈퍼 옥사이드 ion와 수산기 라디칼)에 의해, 이산화티탄 표면상의 유기물을, 강한 산화력에 의해, 유기물을 분해한다.D. 유기물이나 유기 가스가 이산화티탄 표면에 접촉하면, 슈퍼 옥사이드 ion나 수산기 라디칼이, 유기물을 구성하고 있다. "탄소-산소 결합"이나 "탄소-수소결합"을 절단 해 버려, 최종적으로는 이산화탄소와 물로 변화 시킨다.E. 광촉매의 이산화티탄의 경우는, 광촉매의 반도체 금속 촉매라고 말해지고 있어 태양광이 나 형광등으로부터 방사되는 자외선을 사용해 공기 중의 물과 산소로부터 활성산소를 만 들어낸다.F. 광촉매의 이산화티탄 표면에 자외선을 포함한 빛이 닿는 동안은, 항상 유기물을 분해하 고 있으므로, 더러움이나 악취의 원을 제거하는 것이 가능하다.< 그림 3 > 광촉매 반응의 원리(가) 산화환원반응1) 광촉매반응Dads(흡착물질D) + h+ → (D물을 산화 분해하여 무해한 물과 탄산가스로 변화시킨다. (예 : 다이옥신처리 System, SOx 처리 System, 대기정화 System)B. 수질정화광촉매가 코팅된 허니컴과 UV Lamp을 조합하고 여과장치를 부착하여 폐수중 유기 화합물을 분해하고지하수중 유기화합물을 산화분해하여 물과 탄산가스로 변화시킨다.(예 : 지하수정화 System, 폐수처리 System, 폐기물정화 System)- 도로도로관련, 터널내벽, 도로 가드레일, 반사경, 도로 표지판, 방음벽에 광촉매 이산화티타늄을 코팅하면 광촉매의 초친수성에 의한 자정작용으로 항상 청결하게 유지시켜 준다.(예 : 광촉매코팅 터널내벽 오염방지 System, 광촉매코팅 도로표지판, 광촉매코팅 방음벽, 광촉매코팅 가드레일, 광촉매코팅 반사경)- 주택설비욕실의 변기, 벽면 타일, 욕조 등에 광촉매를 코팅하면 욕실의 냄새가 제거되고 곰팡이가 생기지 않으며, 욕실이 항상 청결하게 유지된다. 특히, 공중화장실에 광촉매코팅 변기, 타일 등으로 시공하면 항상 깨끗하고 쾌적한 환경을 유지시켜준다.가옥의 벽지, 유리창, 창샷쉬, 브라인드, 조명카바등에 광촉매 코팅제품을 사용하면 실내의 공기를 정화시켜주어 쾌적한 환경을 유지시켜준다.- 건설자제A. 내벽재사무실등 실내공간 인테리어용 내벽재료에 광촉매 코팅자재를 사용하면 광촉매의 유기물 산화분해 작용으로 사무실 공기를 쾌적하게 유지시켜 준다. 특히, 흡연실등에 광촉매 코팅자재를 사용하면 흡연실의 담배냄새를 제거한다.B. 외벽재건물외벽에 광촉매 코팅자재를 사용하면 광촉매의 강한 산화분해 작용에 의해 벽면을 오염시키는 유기물을 산화분해 시키고 광촉매의 초친수성에 의해 빗물에 의한 자정작용(self cleaning)으로 먼지등이 씻겨 내려가 항상 건물외벽을 청결하게 유지시켜준다.- 가전공기정화기, 에어콘등에 광촉매 코팅필터를 부착하여 공기중의 유기물을 분해하여 맑은 공기를 제공하여 준다. 냉장고에 광촉매 코팅자재를 사용하면 냉장고 속의 냄새를 광촉매의 강한 산화분해반응으로 제거하여주고광촉매 성능평가 시험방법에 의한 품질의 가이드라인을 제정하고, 제품의 안전성 기준에 대한 규격을 정하여 광촉매 산업의 발전과건전한 시장의 확대 및 소비자의 보호를 위해 수행하는 품질보증업무를 하기 위해서 입니다.C. 적용범위 및 품목D. 인증 마크한국 AKP 마크 일본 SITPA 마크(가) 액상 필름 밀착법- 개요- 실험 조건- 실험 방법(나) 가스백법 A, B법- 개요- 실험방법가스백A법가스백B법6) 광촉매의 안정성A. 산화티탄의 안정성광촉매로 사용되는 산화티탄은 물리화학적으로 안전한 물질이며 식품첨가물로 미국에서는 1968년, 일본에서는 1983년에 인증받았으며 식품(화이트 초코렛등), 화장품(기능성 화장품 및 립스틱)등이 널리 사용되고 있습니다. 특히 일본의 경우 T사에서 광촉매를 코팅한 타일로 일본식품분석센터(95년3월3일) 및 미쯔비시 화학안전 과학연구소(2000년2월24일)에서 피부 일시 자극시험 및 급성경구독성시험을 통해 그 안정성이 인증되었습니다.B. 활성산소의 안정성활성산소란 통상 대기중에서 존재하며 체내에서도 늘 생성됩니다. 이 활성산소는 대량으로 체네에 흡입되는 경우에 인체에 악영향을 주는 경우가 많습니다. 광촉매 작용에 의해 생성된 활성산소는 어디까지나 코팅표면에서 진행되는 물질이며 공기 중에 부유하는 물질은 아닙니다. 일상생활에서 활성산소가 도움이 되는 예로써 일반적으로 사용되는 과산화수소를 들 수 있습니다. 과산화수소는 피부표면에 활성산소를 생성시켜 세균, 잡균을 소독하는 작용을 합니다.3. 결론최근 들어 환경 문제를 해결할 수 있는 방법으로 광촉매의 활용을 통한 태양광 에너지의 유효이용이다. 광촉매는 산화환원특성 및 초친수성 등의 기본성질을 가지고 있고 이성질의 활용을 통한 매우 넓은 응용범위를 가지고 있고, 이러한 측면에서 볼 때, 광촉매 기술의 경쟁력 제고 및 산업 활성화를 위해서 21세기를 주도할 광촉매관련 핵심 기술을 정확히 파악하여 전략적으로 확보해 나가는 것이 중요하다.최근 광촉매 기술 동향은 물질자체의 제어를 통한 고성능였다.

공학/기술| 2005.06.14| 30페이지| 3,000원| 조회(1,047)

촉매, 광촉매, 혼다 - 후지시마 효과, 이산화티타늄(TiO2), 광촉매 반응의..

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[하수처리] 하수처리(신천하수사업소 안심관리소를 다녀와서)

물질전달개론조원 : 도주형 서정규 이혁희 조익환안심관리소를 다녀와서...신천하수사업소 안심관리소 위치 : 대구광역시 동구 용계동 828-3 (금호강,율하천 합류점) 규모: 처리구역면적: 3.37㎢ 시설용량: 4.7만㎥/일 사업비: 766억원 안심, 동호택지지구, 안심 기존 시가지와 수성구 고산지역의 하수를 처리하여 금호강으로 방류.안심관리소 전경A2/O process1. 침사지 및 유입펌프동2. 최초침전지3. 포기조4. 최종침전지5. 방류여기는 견학 가서 안내해 주신분과 사진 찍은 것 넣었습니다.{nameOfApplication=Show}

공학/기술| 2005.06.01| 11페이지| 2,000원| 조회(728)

폐수처리, 하수처리, 고도처리, 대구광역시환경관리시, A2/O

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[하수처리] 하수처리(하수처리장을 다녀와서(안심)) 평가A좋아요

< 목 차 >하수란하수처리란하수처리 중요성하수처리 필요성하수처리 공법표준활성슬러지법하수처리공법의 종류1. 표준활성 슬러지법2. 단계식 포기법 ( step aeration )3. 장기 포기법 ( Extended aeartion )4. 접촉안정법 ( contact stabilization )5. 산화구법 ( oxidation ditch )6. 살수 여상법 ( trickling filter treatment )7. 회전 원판법 ( RBC : rotating biological reactor )대구시의 하수처리시설 현황안심하수처리장수처리계통1. 침사지 및 유입펌프동2. 최초침전지3. 포기조4. 최종침전지5. 방류A2/O공정1) 공정의 개요2) 처리효율결론참고문헌하수란생활에서 발생되는 배수의 총칭으로 오수와 우수로 나눈다.- 오수는 가정에서 발생되는 생활하수, 공장 및 사업장등에서 배출되는 배수, 지하수 등이 집합된 것- 우수는 빗물이 도로 배수관으로 통하여 모여진 물이다.하수의 특징은 질적으로 매우 복잡하고 더구나 지역적으로 엄청난 차이가 나며 집수방법에는 오수와 우수를 합께 집수하는 합류식과 별도로 하는 분류식이 있으며 분류방법에 따라 그 특성이 변한다, 또한 처리구역의 지역적 특성, 규모, 생활양식, 공장의 조업방법과 시간대별, 요일별, 계절에 따라 양적, 질적으로 변화하게 된다.합성세제는 하수처리장에서 완전하게 처리되지 못하고 낙동강, 금호강으로 보내지며 폐유, 휘발유 신나 등은 하수처리의 주체가 되는 미생물을 사멸시켜 하수처리를 어렵게 한다.하수처리란자연스스로 정화될 수 없는 오염된 하수를 하천으로 내보내면 생태계파괴 등 여러 가지 환경문제를 유발시키기 때문에 인위적으로 오염된 하수를 정화하여 재사용 및 자연그대로 회복시키기 위하여 한다.하수처리 중요성하수중의 이물질(모래 각종쓰레기)을 제거 후 호기성 미생물에 의하여 유기물 등 오염물질을 분해, 제거 정화하여 하천, 바다로 보내지는 처리수에 산소 회복으로, 각종 질병을 유발하는 세균으로부터 공공위생를 보호하며 - 0.1mm의 모래 또는 무기물을 침전시켜 제거한다.최초 침전지는 부유성 고형물을 중력침전으로 제거하는 시설로 여기에서 BOD, SS 각각 30%, 40% 정도가 제거된다.포기조에서는 최초침전지 유출수를 미생물과 함께 포기시킴므로써 미생물의 대사작용에 의하여 유기물을 분해, 제거한다.이 때 포기조에 미생물의 농도는 1000 - 3000 mg/L정도로 유지되며, 미생물과 하수는 최종 침전지에서 고, 액 분리되어 상등수는 방류되며, 침전된 슬러지는 일부 포기조로 반송시키고, 나머지는 슬러지 처리시설을 거쳐 처리된다.이상과 같은 처리 계통에 이용되는 생물학적 처리 방식은 주로 포기조의 형태와 운전방식 및 미생물의 상태에 따라서 침전성 생물법과 부착성 생물법으로 구분되며, 현재 사용되고 있는 방식들은 다음과 같다.표준활성슬러지법하수처리 공법 중 가장 많이 사용되는 방법이다.최종침전지로부터 유입 하수량의 20 - 50%에 상당하는 활성슬러지를 포기조(활성슬러지조)로 반송하여 유입하수와 활성슬러지를 혼합한다. 그 후 5시간 정도 포기하여 최종침전지에서 슬러지를 분리하여 상등수를 방류하는 것이다. 이 방법은 침전성이 좋은 활성슬러지가 얻어지고 또한 정상적인 기능이 기대될 수 있는 공법이다.흡착 및 산화 작용의 처리 등이 원활하고, 합리적으로 이루어져야 하는 등 고도의 운전기술을 필요로 하므로 비교적 대규모의 처리시설에 전문기술자가 상근하는 곳에 적당하다.BOD 제거율이 90%이상으로 투시도가 높으며 건설비가 적게 든다.고도처리 하수의 3차처리를 포함하여 폐수처리과정에서 질소, 인 등을 제거하는 폐수처리방법을 말합니다. 공공수역의 수질오염과 관련되는 환경기준의 준수, 폐쇄수역 등의 부영양화 방지, 처리수의 재이용 등을 목적으로 하고 있으나, 우리나라는 아직 대부분의 처리장에서 고도처리를 하지 못하고 있는 실정입니다. 통상 물리적인 처리를 1차처리, 생물학적 처리를 2차처리라고 보며, 이러한 측면에서 고도처리를 3차처리라고 합니다.하수처리공법의 종류1. 표준활성 슬러지법하 나누어 유입시키는 방법으로 포기조 내 오염부하량을 균등화시키므로 처리효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.F/M 비는 0.2-0.4 정도이고 BOD 용적부하는 0.4 -1.4 정도이다.3. 장기 포기법 ( Extended aeartion )장기포기법은 활성오니법의 변법의 일종으로 표준적인 방법보다 포기시간이 길고 (18 - 36 시간) BOD 용적부하가 적으며, 포기조 내의 MLSS가 높게 유지되는 것이 특징이다.이것은 잉여슬러지의 생산량이 적고, 유입수량 및 부하변동에 강한 장점을 지니고 있는 반면, 동력비의 소모가 많은 단점이 있다.또한 장기 포기법은 SRT 를 충분히 길게 유지해서 잉여슬러지를 최소화하는 공법으로 분해가능한 유기물은 내생호흡 단계에서 제거하도록 설계한다.포기시간은 12-24 hr, F/V비는 0.2, F/M 비는 0.05 이하로 소규모 처리시설에 적합하며 반송률은 50 - 150 %, MLSS는 3500 - 5000 mg/l 이다.4. 접촉안정법 ( contact stabilization )접촉안정법은 접촉조에서 1차 침전지의 유출수를 약 30분간 접촉시켜 산화한다.그 후 침전지에서 고액 분리시켜 분리된 슬러지를 안정조로 보내 3 - 7 시간 재포기해서 슬러지를 활성, 안정화시킨다MLSS 농도는 접촉조에서 2000mg/l, 안정조에서 20,000 mg/l 정도이며 슬러지가 미세하여 탈수와 침전성이 나쁘다.활성슬러지는 F/M 비를 적당히 유지하면서 응집 및 흡착작용에 의해 플럭(floc)형성이 현저하게 높아진다.접촉안정법은 활성슬러지를 하수와 약 20 - 60 분간(유량기준) 접촉조에서 포기, 혼합하여 활성슬러지에 의해 유기 영양물을 흡수, 흡착 제거시켜, 이것을 최종침전지에서 침전시킨다.그래서 활성슬러지를 안정조에서 3 - 6시간 포기하여 흡수, 흡착된 유기물을 산화시키고 새로운 미생물을 생성해내는 방법으로 유기물의 상당량이 콜로이드 상태로 존재하는 도시하수를 처리하기 위하여 개발되었다.5. 산화구법 ( oxidation ditch )산수여상법의 처리방식에는 표준살수 여상법과, 고속살수 여상법이 있고, 일반적으로 전자는 고도 처리, 후자는 보통 처리이다.표준살수여상법은 BOD 부하를 낮게 설정해 운전하기 때문에 정화효율이 우수하고 질산화가 진행된 처리수를 얻을 수 있지만, 넓은 부지면적을 필요로 하는 단점이 있다.한편 고속살수여상법은 살수부하가 크기 때문에, 용지면적의 절감은 되지만 처리수질은 전자보다 나쁘다또한 고속살수여상법은 원칙으로 높은 반송을 행함으로서 다음과 같은 장점이 있다.1. 유입폐수의 유량, 온도, 유독물질의 영향을 받는 것이 적다 .2. 살수기의 자동운전이 용이하다.3. 여상 파리의 발생, 비산이 방지된다.4. 악취의 발생이 방지된다.7. 회전 원판법 ( RBC : rotating biological reactor )회전원판법은 직경 2 - 5m인 주로 플라스틱제의 원판체를 여러 장 겹쳐 수평 방향의 축(Shaft)에 15 - 30mm 간격으로 고정시켜, 원판표면적의 총 40%가 수중에 침적되도록 수조에 설치된다.축에 고정된 판들은 Shaft와 천천히 회전하면서 수중과 공기 중을 교대로 접촉함으로서, 원판표면에 부착된 1 - 3 mm의 미생물막에 의해 하수중의 유기물질을 흡착하여 산화 및 동화작용을 통해 정화시킨다.회전원판법은 반응조에 저류된 폐수면보다 약간 높게 설치된 수평 회전축에 1백여 매의 원판을 수직으로 고정시켜 만든다.이 원판 표면의 흠에 미생물막이 형성되어 그 회전 장치가 회전하여 반응조에 적실 때, 미생물이 유기물을 섭취하고 그 부분이 대기 중에 노출 시에는 공기 중의 산소를 전달받아 호기성 조건에서 폐수를 처리하는 공법이다.RBC공법의 특성1. 질소 제거가 가능하며 저 농도에서 고 농도의 BOD 처리가 가능하다.2. 잉여슬러지의 생산량이 적으며, 충격 부하에도 잘 적응한다.3. 포기와 반송슬러지가 필요 없고, 동력비가 싸며 운전도 용이하다.4. DO는 최소한 0.5-1mg/l 이상 유지해야 한다.5. 회전원판의 미생물층이 백색을 띨 때는 Beggiatoa, 무산소/호기)남 천2-'92~'1997?※ ( )는 고도처리시설사업장명위 치규모시설용량건설기간부 지(㎠)건 물(㎠)계5개소1,061,23566,471하수 186.2만㎡/일?달서천하수처리장서구 비산7동151,1009,54440만㎡/일'83~'2002북부 하수처리장서구 비산7동106,96910,91017만㎡/일'93~'2001서부 하수처리장달서구 대천동328,35120,49152만㎡/일'92~'2002신천 하수처리장북구 서변동382,94021,33568만㎡/일'87~'2002안심 하수처리장동구 용계동63,7003,3104.7만㎡/일'99~'2002지산 하수처리장수성구 두산동28,1128744.5만㎡/일'99~'2002?안심하수처리장안심, 동호택지지구, 안심 기존 시가지와 수성구 고산지역의 하수를 처리하여 금호강으로 방류한다.위치: 대구광역시 동구 용계동 828-3(금호강, 율하천 합류점)규모:처리구역면적: 3.37㎢시설용량: 4.7만㎥/일사업비: 766억원사업기간: 1999~2002수처리계통1단계 : 침 사 지(모래를 가라앉히는 단계)가정에서 발생한 생활하수는 하수관을 따라 하수처리장에 유입되는데 제일 먼저 하수 내에 포함된 모래와 자갈 및 나무토막, 깡통 등 비교적 부피가 큰 물질을 침사지에서 기계설비의 힘을 빌어 제거 합니다.- 설 비○ 조목스크린 : 지름 100mm이상의 협잡물 제거○ 세목스크린 : 지름 20mm이상의 협잡물 제거○ 침사제거기 : 하수속의 모래, 자갈 등 침전물 제거2단계 : 유입펌프동적당한 높이까지 끌어올려 수처리를 할 수 있도록 최초침전지에 고루 분배한다.3단계 : 최초 침전지 (하수를 처음 가라앉히는 단계)유입펌프동에서 일정량 씩 이송된 하수는 최초침전지에서 물보다 비중이 무거운 물질(슬러지)층과 가벼운 물질(부유물질)을 제거합니다.(제거율 약40%)4단계 : 포 기 조(미생물에 의한 하수 속의 유기물 분해 단계)최초 침전지에서 침전에 의해 제거 되지 않은 하수속의 오염물질은 포기조 에서 호기성 미생물에 의해 분해되며 미생물과 오염물은 내진다.

공학/기술| 2005.05.26| 19페이지| 2,000원| 조회(1,059)

하수처리, 대구광역시환경관리시, 하수처리공정, 고도하수처리, A2/O공정

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[토양오염] 토양오염-학교주변토양오염실태

토 양 오 염대구대학교 화학공학과 발표자 : 조 익 환주제 : 학교 주변 토양오염실태토 양 오 염 이란?“인간의 활동에 의하여 만들어지는 여러가지 물질이 토양에 들어감으로서 그 성분이 변화되어 환경구성요소로서의 토양이 그 기능에 악 영향을 미치는 것토양오염의 원인물질 : 유기물, 무기염류, 중금속류, 합성화합물 등(공과대학 2호관 앞 잔디밭 주차장부지)평사 가는 지름길토양오염의 종류 : 1. 산업에 의한토양오염 1) 금속 및 석탄 광산의 폐수 2) 금속공장 및 공단 폐수 3) 도시하수 4) 제련소의 분진 5) 고속 및 산업도로 6) 폐기물 2. 농자재에 의한 토양오염 1) 비료 및 개량제 2) 농약(문천지에서 흘러가는 수로)(문천지에서 흘러가는 수로와 옆에서 키우는 농작물)(문천지에서 흘러가는 수로 위 폐기물)(문천지에서 흘러가는 수로 위 폐기물과 문천지 끝부분의 부유물질로 인한 토양오염)(사범대 공사폐기물과 학교 재활용 수집함)(일반도시주거지 재활용 수집함과 음식물쓰레기 전용 수집용기 ){nameOfApplication=Show}

공학/기술| 2005.05.22| 11페이지| 1,500원| 조회(769)

오염, 환경공학, 토양, 토양오염, 토양오염공학

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토양오염(발표자료)

< 목 차 >1. 토양의 성질1.1. 암석의 풍화작용(1) 토양생성에 중요한 조암광물(2) 풍화작용과 생성물1.2. 토양의 단면과 구성(1) 토양단면(2) 토양수(3) 토양공기1.3. 토양의 물리성(1) 토양입경(粒徑)의 구분과 물리성(2) 토 성(3) 토양의 비중(4) 토양의 공극1.4. 토양의 화학성(1) 토양의 광물질 성분(2) 점토광물(3) 토양교질과 양이온 치환(4) 토양반응2. 토양오염2.1. 각종 원소의 자연함유량2.2. 산업에 의한 토양오염(1) 광산 폐수(2) 금속공장 및 공단폐수(3) 도시하수(4) 제련소의 분진(5) 고속 및 산업도로(6) 폐기물2.3. 농자재에 의한 토양오염(1) 비료 및 개량제(2) 농약2.4. 유해물질과 농작물피해(1) 비소(As)(2) 카드뮴(3) 구리(Cu)(4) 크 롬(Cr)(5) 수은(Hg)(6) 니 켈(Ni)(7) 납(Pb)(8) 아 연(Zn)3. 오염토양 복원3.1. 토양오염 예방대책(1) 오염물질의 수입 및 제조 억제(2) 농자재(農資材)(3) 토양오염 기준3.2. 중금속 오염토양 개량(1) 토양 중 중금속의 제거 및 희석(2) 유해 중금속의 불용화(3) 생물학적 제거토양오염1. 토양의 성질토양 : 암석이 물리, 화학, 생물학적인 작용으로 부서지고 분해 되어 재합성된 물질.즉 모재가 오랜 동안 항시 주위 환경에 영향을 받아 변화되는 동체(動體)이다.- 토양의 정의 : “ 암석의 풍화산물과 분해?부후된 유기물이 혼합되어 기후 및 생물등의 작용을 받아 변화된다. 환경조건과 평형을 이루기 위하여 항상변화하고 토양단면의 형태를 이루는 자연체로서 지구표면의 얇은 층을덮고 있으며, 알맞은 양의 공기와 물이 들어 있을 때에는 기계적으로식물을 지지하고, 양분의 일부를 공급하여 식물을 길러 주는 곳"토양 = 고상(固相) + 액상(液相) + 기상(氣相)- 고상 : 무기물과 유기물, - 액상 : 토양수, - 기상 : 토양공기1.1. 암석의 풍화작용- 생물권(biosphere) = 암석권(lithosphere) + 기권(atmo解(solution)등 여러가지 반응이 서로 관련되어작용한다.④ 생물적 풍화작용에 관여하는 생물에는 동물?식물?미생물 등이 있다. 동물에의한 풍화작용은 주로 물리적 작용이며, 식물뿌리와 미생물은 화학적 작용에관여한다.1.2. 토양의 단면과 구성(1) 토양단면토양생성작용에 의하여 모재로부터 토양이 형성되면 어느 정도 명확한 층이 발달되는 데 이것은 특히 배수가 잘되는 토양에서 현저하다. 토양단면은 O, A, B, C 및 R 로 표시된다.(2) 토양수- 토양수는 화학적, 물리적 및 생물적인 작용을 촉진하고 영양분의 용매로서 작용- 토양수는 증산, 침투, 증발, 유출 등에 의하여 토양으로부터 소실된다.① 토양수의 흡착력토양이 물을 보유하는 힘 : 토양표면의 물분자에 대한 흡착력 + 물분자 상호간 인력② 토양수의 분류토양수 : 토양입자에 끌리는 힘에 따라 결합수(combined), 흡습수(hygroscopic),모세관수(capillary), 중력수(gravitational water) 등으로 나누어진다.- 결합수는 토양입자의 표면에 강하게 결합되어 식물에 잘 흡수 이용되지 못하는 물토양을 100～110℃로 가열해도 분리되지 않는다.pF(물기둥의 높이(cm)의 대수 값)가 7.0이상인 수분- 흡습수 : 건조한 토양을 상대습도가 높은 공기 중에 두면 분자간 인력에 의하여 토 양 입자의 표면에 물이 흡착되는 물흡습수는 100～110℃에서 8～18 시간 가열하면 쉽게 제거된다.pF 4.5이상의 힘으로 흡착되어 있어서 식물이 이용하지 못한다.- 모관수 : 토양입자에 물이 흡착되어 그 물의 두께가 두터워지고, 다시 물의 양이많아지면 토양입자 사이의 작은 공극, 즉 모세관에 채워지는 물이것은 표면장력에 의하여 흡수?유지된다.- 중력수 : 물이 많아지면 모세관을 채우고 남은 물은 큰 공극으로 옮겨져서 중력에의하여 흘러내리는 물즉, 이 물은 입자 사이를 자유로이 이동하는 물로서 흡착력으로는 1/3bar이하의 물③ 최적수분량과 토양수분의 증발억제- 유효수분 : 모세관수와 중력수의 일부 같이 계산할 수 있다1.4. 토양의 화학성(1) 토양의 광물질 성분- 암석에서 물리적으로 분리된 광물을 1차 광물이라고 하며, 화학적 조성은 대부분 규소 (Si), 알루미늄(Al), 철(Fe) 등을 함유하고 있으므로 규반염광물(珪礬鹽鑛物)이라고 한다.- 1차 광물이 풍화되어 토양이 발달되는 도중에 재합성된 광물을 2차 광물이라고 한다.토양중의 점토광물은 1차의 규반염 광물이 풍화되어 규소, 알루미늄 등이 토양용액 중 에 녹아 있다가 1차 광물 조각 위에 침전된 후 이로부터 분리된 미세입자들이다. 이들 은 판상의 결정형을 이루며 그 화학적 조성은 표 6-2와 같다.- 광물질 토양 : 유기물 함량이 20%미만으로서 보통 5% 내외인 것- 지각의 화학적 주요 조성 : 산소(O2: 46.5%), 규소(Si: 27.6%), 알루미늄(Al: 8.1%),철(Fe: 5.1%), 칼슘(Ca: 3.6%), 마그네슘(Mg: 2.1%), 나트륨(Na: 2.8%), 칼륨(K: 2.6%)- 기타 성분 : 티타늄(Ti), 인(P), 망간(Mn), 황(S), 염소(Cl) 등은 1% 미만이다.- 유효성분(available nutrients) : 식물체에 흡수될 수 있는 형태의 화학성분.- 유효도(availability) : 유효화되는 정도를 말한다.(2) 점토광물- 점토광물(clay minerals) : 토양생성과정에서 재합성된 2차 광물.점토광물은 입경이 0.002mm 이하인 작은 입자이므로 활성표면적이 매우 크다.① 점토광물의 일반적 구조 : 점토광물은 板狀格子를 가지고 있으며, 硅酸板과 알루미늄판 이 결합되어 결정단위를 이루고 있다.㉠ 규산판(silica sheet) : 규산판은 규산4면체가 구성단위로 되어 있다. 4개의 산소이온 이 규소원자 1개를 둘러싸고 있는데, 산소이온 3개를 평면상에 맞대놓고 그 중앙상 부에 또 1개의 산소이온을 올려놓을 때 생기는 중앙내부의 공극(반지름 약 0.03nm) 에 규소이온(Si+4, 반지름 0.039nm) 1개가 들어 있는 모양의 것이다.㉡ 알루물 1kg이 보유하는 치환성 양이온의 총량을 C mol로 표시한다.(4) 토양반응- 토양의 pH값이 7.0이면 중성, 7.0이하이면 산성, 7.0 이상이면 알칼리성이다.- 우리나라 내륙지방 토양은 대부분 산성이며, 해안지대와 신간척지는 알칼리성이다.- 단양, 문경, 영월, 삼척, 정선 등지의 석회암지대에서 생성된 토양은 중성에 가깝다.- 완충작용(buffer action) : 물과 달리 토양에서는 산 또는 알칼리 같은 물질을 가해도pH의 변화는 매우 미약한 작용을 한다.2. 토양오염토양은 농산물을 생산하는 기본배지로써 건전하고 비옥한 토양이 농산물 생산에 필수적인조건이나 근래에는 각종 오염물질에 의해 토양오염이 우려되고 있다.- 토양오염의 정의 : “인간의 활동에 의하여 만들어지는 여러가지 물질이 토양에 들어감 으로서 그 성분이 변화되어 환경구성요소로서의 토양이 그 기능에 악 영향을 미치는 것"- 토양오염의 원인물질 : 유기물, 무기염류, 중금속류, 합성화합물 등- 유기물은 토양 내에 존재하는 미생물에 의해서 분해 되고 무기염류는 식물에 흡수,용탈 유실되어 감소되므로 토양에 남아있는 것은 많지 않다.- 카드뮴, 구리, 아연, 납, 비소 등의 중금속류는 분해 되지 않기 때문에 인위적으로제거시키지 않는 한 거의 영구적으로 잔존하며, 이들로 오염된 농경지에서 농작물을재배한다면 사람에게 유해한 농산물을 생산하게 된다.- 이따이이따이병 : 1955년 일본에서 원인 모를 병이 발생1968년에 중금속인 카드뮴에 오염된 물과 쌀을 주민들이 먹어서 발생된 것으로 확인사망자 119명, 피의자가 천여명2.1. 각종 원소의 자연함유량- 자연함유량 : 토양에는 원래 각종 원소들을 미량 함유하고 있는 량.- 우리나라 논토양 중 중금속 자연함유량Cd 0.13～0.14, Cu 4.00～4.52, Pb 4.62～5.38, Zn 3.90～4.36mg/kg- 밭토양의 중금속 자연함유량 : 일반적으로 논 토양과 유사하나 카드뮴과 아연은 약간높고 납은 약간 낮은데 비해 채소, 과수재배지에서 아연함이가 없다.(3) 도시하수- 도시하수는 일반적으로 유기성분이 높으나 사진시설이나, 도금시설 등 소규모의금속공장이나 시설물들이 혼재되어 있어 도시하수에 유해중금속 함량이 혼재되어 있 다.(4) 제련소의 분진- 제련소 인근 농경지의 오염실태 : 제련소에서 1km 미만 Pb : 279.4, Cu : 111.4mg/kg 이나 검출되었고 20km지점에서는 Pb : 9.7, Cu : 5.8mg/kg으로 우리나라 자연함량 수 준에 가깝다.- 토양심도별로 중금속 함량을 보면 0～15cm 표토에서 가장 많았다.(5) 고속 및 산업도로- 자동차 가솔린 옥탄가를 위해 연료에 첨가된 납은 주변농경지의 토양, 농산물 오염- 우리나라 고속도로 및 산업도로 인근 농경지 토양에 납 함량은 표 6-7과 같다.- 1984년에는 높다가 1989년에는 낮아 졌는데 무연 휘발류의 사용으로 생각된다.(6) 폐기물- 건전지 : 카드뮴이나 수은과 같은 유독한 중금속 물질이 함유, 농작물과 인체에 유해- 쓰레기 매립지 인근 과수원토양의 성분함량을 조사한 결과 사과나무가 고사된 부위의토양에서는 정상토양에 비해 NH4-N의 함량이 월등히 높았다.2.3. 농자재에 의한 토양오염(1) 비료 및 개량제- 비료 : 토양만으로는 공급량이 부족하여 영양분을 보태주어 우수한 농산물 생산- 과량시용된 비료는 하천과 지하수에 유실되어 오염물질되고 농작물은 병충해에 취약.(2) 농약- 농약 : 농작물에 병해충 제거?예방용, 제초제나 생장조정제 등 약제- 과량사용하면 토양과 수질에 도리어 오염물질로 작용한다.- 살포한 농약은 휘산에 의하여 대기권으로, 용탈에 의하여 수권으로 이동된다.- 토양중에서는 미생물에 의한 분해와 화학적인 분해로 새로운 물질이 생성된다.- 자연계에서 분해되기 어려운 합성물질 중 PCB, 유기염소계농약, ABS과 같은 유해물질과 합성수지류가 문제되고 있다.- 이 물질은 자연계에 존재않던 것으로 이를 분해할 수 있는 미생물이 존재하지 않음.- 토양이 오염되지 않게 하려면 농약처리 방법을 개선하거나 미생물 또있다.

공학/기술| 2005.05.22| 12페이지| 1,500원| 조회(698)

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