[부상 분리법]

[부상 분리법]

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○기출문제

-용존공기부상법(DAF)의원리, 장·단점 및 공정 구성에 대하여 설명하시오.

-마이크로버블에의한하·폐수의부상분리법

-수처리 공법 중 부상분리법에 대하여 다음 사항을 설명하시오.

1) 부상분리법의 개요

2) 중력침강분리법에 대한 부상분리법의 장·단점

3) 부상분리법의 종류

4) 부상지의 설계 시 고려사항

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수처리 공법 중 부상분리법에 대하여 다음 사항을 설명하시오.

1) 부상분리법의 개요

2) 중력침강분리법에 대한 부상분리법의 장·단점

3) 부상분리법의 종류

4) 부상지의 설계 시 고려사항

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1. 부상분리법의 개요

부상분리법이란 공기를 가압하여 물을 용해시킨 후 상압으로 돌아올때는 석출하는 미세기포를 미립자 또는 Floc에 부착시켜 부상분리하는 방법이다.

부상분리법은 적용되는 대상에 따라 분류되기도 하고 거품의 존재 유무와 기포를 생성하는 기술에 따라 분류되기도 한다.

특징은 부상속도가 빠르고 체류시간이 짧은것이 특징으로 함유 폐수처리, 제지 폐액속의 펄프 회수등 현탁물의 비중이 작아 침강이 쉽지 않은 경우에 사용된다.

출처 DICER

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2. 중력침강분리법에 대한 부상분리법의 장·단점

장점	단점
짧은 응집시간이 소요되므로 응집 시설면적을 단축이 가능하다.	동력비가 많이 소요된다.
소요면적이 적어 시설투자비가 낮다.	시설유지관리비가 많이 소요된다.
신속하게 양호한 처리수질을 얻을수 있다.	설비가 복잡하여 조작이 어렵다.
저 비중 입자와 조류 제거에 효과적이다.	슬러지가 부상하여 악취가 발생한다.
고형물 농도가 3%정도로 높고 탈수성이 좋다.	​
잔류응집제 농도가 낮다.	​
낮은 수온에서도 효과적이다.	​

 

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3. 부상분리법의 종류

1) 기포를 생성시키는 기술에 따른 분류

(1) 용존공기부상법

과포화 상태로 있는 기체와 액체의 혼합액을 대기중에서 압력을 감소시켜서 기포를 발생시키도록 하는 방법

(2) 분산공기부상법

대기압하에서 프로펠러의 힘이나 다공판을 통해 공기를 불어넣어 기포를 생성하는 방법

(3) 진공부상법

대기압하에서 공기를 포화시켜서 감압된 밀폐조에 넣은 후 공기의 용해도를 감소시켜서 기포를 발생시키는 방법

(4) 전해부상법

물은 전기분해하여 생기는 미세한 수소나 산소 버블로 이루어진 기포를 이용하여 부상시키는 방법

(5) 미생물학적부상법

생물학적 질화/탈질화 시스템에 의하여 질소나 이산화탄소같은 기포를 생성하여 산소를 배출하면 물에서 용출되는 산소와 함께 부유물을 떠올리는 방법

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4. 부상지의 설계 시 고려사항

1) 가압펌프

(1) 가압펌프의 형식은 공기의 주입위치에 따라 선정한다.

(2) 가압펌프의 토출압력은 2~5kg/cm2의 범위로 설정한다.

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2) A/S비

(1) A/S비가 너무 높으면 심한 와류에 의한 전단력의 발생으로 플럭이나 스컴이 깨지면서 부상효과가 떨어진다.

(2) A/S비가 클수록 농축슬러지의 농도는 커지지만 일정이상에서는 더이상 농축효과가 증가하지 않는다.

(3) 일반적으로 A/S비는 0.006~0.04kg공기/(kg ds)정도이다.

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3) 공기포화조

(1) 규격과 압력따라 부식에 견딜수 있는 재료로 만들어야 한다.

(2) 조의 용량은 가압수의 체류시간이 2분정도 되로록 결정한다.

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4) 순환수 펌프

부상조에서 유출되는 분리액을 받아 다시 가압수로 사용하기 위한 설비로 용량은 가압수량의 20분간에 해당하는 정도로 한다.

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출처 2002 부상분리 국제 워크샵 발표논문집

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용존공기부상법(DAF)의 원리, 장·단점 및 공정 구성에 대하여 설명하시오.

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1. 개요

용존공기부상법(DAF : Dissolved air flotation)은 용해된 기포를 이용하여 고형물을 부상시키는 공법으로 침전조와 같은 용도로 사용되고 있다.

침전법에 경우 슬러지고형물의 중력을 이용하여 침전시키는 형태이지만 용존공기부상법은 처리수에 압력을 가해 용존 기포생성으로 고형물을 부상시키는 원리이다.

장치는 크게 공기압축기, 가압펌프, 용해조, 감압밸브, 부상조등으로 이루어져 있으며 침전법에 비해 빠른 부상이 가능하고 처리수의 수질이 양호하다는 것이 장점이다.

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출처 / 네이버지식백과

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2. 원리

용존공기부상법(DAF : Dissolved air flotation)은 기체의 압력과 용해도를 이용한 헨리법칙을 적용한 공법으로 처리수 내에 존재하는 고형물 입자에 미세 공기를 부착시켜 자연스럽게 부상시키는 원리이다.

공기를 3~5kg/cm2로 가압 후 물에 용해시킨 후 대기압으로 방출시 급격한 압력변화로 미세한 기포가 발생하는데

탄산음료를 개봉시 미세기포가 올라오는 현상과 동일하다.

이 미세기포는 보통 10~120um으로 생성되며 미세입자와 floc에 부착되어 부상된다.

미세기포에 의한 부상은 침전법보다 속도가 빨라 수리학적 체류시간이 짧고 설비의 용량도 축소할수 있다.

해당 공법은 응집제를 사용하여 floc을 비대화 시키는것까지는 침전법과 동일하지만 고형물의 중력을 이용하여 침전시키는 침전법과는 달리 압력 용해기포를 이용하여 부상시키는 방법으로 처리수를 가압하여 공기를 용해시킨 후 대기압에 노출시키면 다수의 미세기포가 상승하여 침전법에 비해 빠르게 부상이 가능하고 침전법에 비해 적은 응집제 사용량으로도 부상이 가능하여 약품 사용량 저감 효과가 있다.

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3. 장단점

장점	단점
침전법에 비해 빠른 부상이 가능하다	침전법에 비해 부대설비가 많이 들어간다
조류같은 미세 입자처리에 효과적이다	설비에 대한 유지보수관리가 필요하다
오일,그리스류 제거에 효과적이다	설비에 대한 유지보수관리 비용이 소요된다
침전법에 비해 설치 소요면적이 적다	동력비가 소요된다
슬러지내 용존산소가 높아 악취발생이 적다	운전이 어렵다
침전법에 비해 슬러지의 농도가 높다	침전법에 비해 일정한 처리효율이 떨어진다
약품소모량이 적다	침전법에 비해 고장이 많다

4. 공정구성

1) 공기압축기 : 처리수 가압에 필요한 공기를 압축시킨다

2) 가압펌프 : 압축공기를 이용하여 처리수를 3~5kg/cm2로 가압시킨다

3) 용해조 : 가압된 처리수는 용해조 내에서 체류하는 동안 물 1m3당 0.08m3의 공기가 용해되어 과포화 상태가 된다 (이론량대비 60~80%의 용해량)

4) 부상조 : 용해조에서 가압되어 과포화 상태가 된 처리수는 부상조에서 대기압 노출시 급격한 압력변화로 10~120um의 미세기포가 생성되어 15~20cm/min의 속도로 고형물에 부착되어 부상된다.