하수찌꺼기 관련 기출 · 풀이
하수찌꺼기 혐기성 소화 분해과정 및 독성물질 유입 시 영향에 대하여 설명하시오.
하수찌꺼기 혐기성 소화는 무산소 조건에서 유기물을 가수분해→산생성(산발효)→아세트산생성→메탄생성의 4단계로 분해해 바이오가스(CH₄ 60~70%)를 회수하는 안정화 공정이다. 메탄생성균은 증식이 느리고 환경변화에 민감해, 중금속·황화물·암모니아·과도한 유기산·잔류 염소계 독성물질이 유입되면 효소 저해·pH 저하로 메탄생성이 억제되고 휘발성유기산(VFA) 축적·소화 실패가 발생한다. 운전지표는 pH 6.8~7.4, VFA/알칼리도 비, 가스발생량·CH₄ 비율이다.
전체 해설 보기혐기성 소화조 설계 및 운전 시 고려사항에 대하여 설명하시오.
혐기성 소화는 무산소 조건에서 미생물이 유기물을 가수분해→산생성→메탄생성 단계로 분해해 슬러지를 안정화하고 메탄(바이오가스)을 회수하는 공정이다. 중온소화(35℃ 내외)를 기준으로 체류시간(SRT) 20~30일, VS 감량 50% 내외로 설계하며, pH(6.8~7.4)·온도·알칼리도·독성물질 관리가 운전 안정의 핵심이다.
전체 해설 보기하수찌꺼기(슬러지) 처리과정에서 발생하는 에너지 활용방법에 대하여 설명하시오.
하수찌꺼기(슬러지) 처리과정의 에너지 활용은 ① 혐기성 소화에서 발생하는 소화가스(바이오가스, 메탄 약 60% 함유)를 이용한 발전·열공급·도시가스화, ② 건조·탄화 슬러지의 고형연료화(SRF)를 통한 화력·시멘트 연료 대체, ③ 소각열 회수(폐열보일러)와 ④ 처리수의 하수열(수열에너지) 회수로 구분된다. 소화가스는 메탄 1 m3당 약 5,000~6,000 kcal의 발열량을 가져 소화조 가온과 발전에 활용되며, 에너지 자립화·탄소중립 하수처리장 구현의 핵심 수단이다.
전체 해설 보기하수찌꺼기(슬러지)의 처리 및 처분방법, 하수찌꺼기(슬러지) 처리시설에서 발생하는 반류수의 정의, 특성 및 처리방안에 대하여 설명하시오.
하수슬러지 처리·처분은 농축→소화(안정화)→탈수→처분(소각·건조·재활용)의 단계로 진행되며, 감량·안정화·자원화가 목적이다. 이 과정의 농축·소화·탈수 분리액인 반류수(반송수)는 고농도 질소(특히 암모니아성 질소)·인·SS를 함유해 수처리계통에 반송 시 부하를 가중하므로, 아나목스 등 측류처리로 별도 처리하는 것이 효율적이다.
전체 해설 보기공공하수처리시설 중 중력농축설비에 이상발생 시 원인과 대책에 대하여 설명하시오.
중력농축설비는 하수찌꺼기(슬러지)를 중력 침강으로 농축하여 후속 소화·탈수의 효율을 높이는 시설로, 일반적으로 고형물부하 25~75 kg/m2·d, 체류시간 24시간 내외로 설계한다. 이상발생은 농축슬러지 농도 저하, 슬러지 부상(스컴), 월류수 SS 상승, 농축기 부패·악취로 나타나며, 원인은 과부하·체류시간 부적정·슬러지 부패·약품 부적정에 있다. 고형물부하·체류시간 조정, 인발량 관리, 희석수·소석회 주입, 기계식 교반(피켓펜스) 정비로 대응한다.
전체 해설 보기혐기성 소화 공법
혐기성 소화(Anaerobic Digestion)는 무산소 조건에서 혐기성 미생물이 하수찌꺼기(슬러지) 내 유기물을 **가수분해→산생성→메탄생성** 단계로 분해해 **메탄 함유 바이오가스**를 생산하고 슬러지를 감량·안정화하는 공법이다. 통상 중온(약 35℃)에서 **체류시간 20~30일**로 운전하며, 가스 회수로 에너지 자립을 도모한다. 공법은 운전온도(중온/고온)와 단수(단단/이단)·교반방식으로 구분한다.
전체 해설 보기퇴비화(Composting) 시 필요한 반응 인자
퇴비화(Composting)는 호기성 미생물이 하수찌꺼기·유기성 폐기물을 분해·안정화해 부숙된 퇴비로 전환하는 자원화 공정으로, 양호한 반응을 위해 **C/N비, 수분, 산소(통기), 온도, pH, 입도** 등의 인자를 적정 범위로 관리해야 한다. 특히 발효열로 온도가 50~65℃까지 상승하며 병원균·잡초종자가 사멸하고 안정화가 진행된다.
전체 해설 보기연관 출제 키워드
하수찌꺼기와(과) 같은 회차·문항에서 함께 출제된 키워드입니다. 연계 학습 시 효율이 높습니다.