하수처리시설 반류수

반류수란 무엇인가

반류수는 슬러지를 탈수하고 농축하는 과정에서 분리되어 나오는 액이다.

부피는 작지만 질소와 인의 농도가 매우 높은 것이 특징이다.

그래서 주처리 질소·인 부하를 좌우하는 핵심 주제로 자주 출제된다.

발생 흐름

슬러지는 농축조, 소화조, 탈수기를 거치며 고형물과 액체로 나뉜다.

이때 분리된 액이 반류수이며, 대부분 주처리공정 전단으로 되돌아간다.

이 중 탈수 여액과 소화 상징액이 질소 부하의 대부분을 차지한다.

발생 단계별 특성

발생 단계마다 농도와 부하 패턴이 달라 표로 나누어 익혀 두어야 한다.

탈수 여액은 질소와 인이 농축되어 있고, 간헐적으로 고부하가 나타난다.

소화 상징액은 단백질 분해로 암모니아가 높아 측류 처리 대상이 된다.

이 두 액이 질소 부하의 대부분을 차지한다는 점이 핵심이다.

질소 부하 계산

반류수 질소 부하는 유량과 암모니아성 질소 농도를 곱해 구한다.

단위를 맞추려면 mg/L와 ㎥/d의 곱에 0.001을 곱해 kg/d로 맞춘다.

유량 500㎥/d, 농도 800mg/L이면 하루 질소 부하는 400kg/d이다.

이 값이 전체 유입 질소 부하에 비해 얼마나 큰지도 함께 본다.

답은 160kg/d이며, 이 계산을 반복해서 익혀 두어야 한다.

질소 제거 방안

반류수 질소는 부분 질산화와 아나목스를 결합해 제거할 수 있다.

부분 질산화로 암모늄의 약 절반을 아질산성 질소로 만든다.

나머지 암모늄과 아질산은 아나목스 세균이 질소 기체로 바꾼다.

아나목스는 독립영양균이어서 유기탄소원이 필요 없다.

인 회수와 주처리 영향

앞 문제의 정답은 아나목스 세균이다.

반류수의 인은 스트루바이트 결정으로 만들어 회수할 수 있다.

회수하면 배관과 펌프에 결정이 쌓이는 현상을 줄일 수 있다.

회수된 결정은 비료로 쓸 수 있으나 pH와 마그네슘 조건이 맞아야 한다.

반면 주처리에 그대로 되돌리면 질소·인 부하가 늘어 처리 능력을 떨어뜨린다.

정리

지금까지 반류수의 정의, 발생 흐름, 질소 부하 계산을 살펴봤다.

반류수는 유량이 작아도 부하가 커서 주처리 질소·인 부하를 좌우한다.

시험에서는 특성, 처리 방안, 주처리 영향을 묶어 쓰는 것이 핵심이다.