유량조정조 설계

유량조정조란

유량조정조는 시간별 유입 유량과 수질의 변동을 완화하는 저류 시설이다.

하수는 아침과 저녁에 많이 흐르고 밤에는 적게 흐른다. 많이 들어올 때 담아 두었다가 적을 때 일정하게 내보낸다.

이 시설은 하천 홍수 저류지와 목적이 다르다. 하수의 질과 흐름을 처리장 안에서 맞추는 시설이다.

물질수지와 구성

유량조정조의 원리는 물질수지다. 유입량과 유출량의 차이만큼 저류량이 변한다.

구성요소는 유입 조절부, 저류조, 혼합·교반장치, 이송펌프, 배출·세정 설비다.

유입 농도가 높은 시간대의 하수를 저류하고, 낮은 시간대에 일정하게 내보내면 부하 변동이 줄어든다.

완전혼합에 가까울수록 내부 농도가 평균값에 가까워진다.

필요 용적

최소 필요 용적은 누적 유입량 곡선과 평균 유출 직선의 최대 편차로 구한다.

시간별 누적 유입량을 그리고, 평균 유출량을 기준으로 누적 편차를 계산한다.

필요 용적은 편차의 최댓값에서 최솟값을 뺀 값이다. 여기에 여유율을 적용한다.

단위는 모두 ㎥이며, 유량 자료가 있어야 적용할 수 있다.

혼합 농도 계산

가상의 예로 혼합 후 BOD 농도를 계산한다. 조 내부는 완전혼합으로 가정한다.

2시간 동안 유입된 양은 300 × 2 = 600 ㎥이다. 조 용적도 600 ㎥이다.

용적 가중 평균식에 대입하면 분자는 159000, 분모는 1200이다.

결과는 132.5 mg/L다. 초기 130과 유입 135 사이에 있어 상식 범위에 맞다.

설치 방식 비교

설치 위치에 따라 직렬형과 병렬형으로 나뉜다. 직렬형은 전량이 조정조를 통과한다.

병렬형은 유량 초과분만 저류하므로 조정조 용량이 작아도 된다.

유출은 펌프로 정밀하게 제어하거나, 지형 높이차를 이용하는 중력 방식으로 보낸다.

시험 포인트

시험에서 자주 감점되는 실수를 확인한다.

유량 변동을 무시하고 평균 유량으로 용적을 구하면 오답이다.

답안에는 유량과 농도를 함께 평준화한다는 점을 반드시 쓴다.

정리

정답은 용적 가중 평균이다. 혼합 농도는 용적과 농도를 곱해 더한 뒤 전체 용적으로 나눈다.

유량조정조는 유량과 농도를 함께 평준화하는 저류 시설이다.

시험에서는 최소 필요용적과 가중 평균 계산을 단계별로 쓴다.