속도가 느리고, 비산이 없으므로 슬러지가 발생하지 않고 물과 분리가 용이하다. 그러나 미생물의 번식 가능성이 있고 단순 접촉을 기반으로 한 흡착이 어려우므로 흡착탑과 같은 별도의 시설을 마련해야 한다는 단점이 존재한다. 생물활성탄(Biological Activated Carbon, BAC)은 활성탄의 표면에 미생물을 생장시켜 흡착과 동시에 생분해가 가능하도록 한 활성탄으로, 미생물의 작용으로 인해 용존성 유기물질을 제거하는 것이 쉽고 재생없이 장기간 이용 가능하며 건설비가 적게 든다는 장점이 있다. 그러나 온도에 영향을 많이 받고 최적화에 시간이 오래 걸릴 뿐 아니라 유지와 운영에 전문적인 기술이 필요하다는 단점이 존재한다.
4. 소독에 대한 다음에 답하라.
1) 파과점 염소주입(breakpoint chlorination)에 대해 그림을 그려 설명하라.9)
염소는 다른 물질과 쉽게 결합하여 잔류 염소물을 형성하는 특성이 있으나, 적은 농도의 염소를 처리한 경우 잔류 염소물을 유지하는 것이 어렵다. 따라서 ‘파과점 염소 주입법’에서는 소독이 필요한 폐수 속의 모든 물질이 결합할 수 있는 염소의 양(파과점) 이상으로 염소를 충분히 주입하며, 이 경우 반응물인 염소의 양이 매우 많아 역반응이 거의 일어나지 않으므로 소독효과가 극대화된다.
2) 오존소독 시스템을 그림을 그려 말하라.9)
오존(O3)은 산소분자가 산소원자로 해리되며 발생하는 불안정한 가스로, 오존소독은 염소와 달리 소독 부산물을 생성하지 않으며 유입수의 성상에 영향을 받지 않고, 중금속과 난분해성 물질의 제거에 쓰일 수 있으나 잔류효과가 없고 경제성이 떨어지며 폭발성과 노출시 위험성이 있다. 오존소독 시스템은 오존발생기, 오존 접촉조, off-가스 처리장치 등으로 구성되어 있다. 오존발생기에서는 높은 에너지의 전기방전을 통해 산소분자를 해리시켜 오존을 생성한다. 오존 접촉조에서는 소독하고자 하는 폐수에 오존을 공급하고, off-가스 처리장치에서는 유독성 잔류오존을 열처리 등의 공정을 통해 제거한다. 해당 공정을 그림으로 나타내면 다음과 같다.
5. 고도산화공정의 종류를 말하고 펜톤 산화에 대해 설명하라.10)
‘고도산화공정(Advanced Oxidation Processes, AOP)’란 수산화라디칼 등의 자유라디칼을 이용해 산화반응을 진행하는 공정으로, 오존을 기반으로 한 공정과 오존이 포함되지 않는 공정으로 구분된다. 라디칼은 산화반응의 중간 과정에서 생성되는 매우 불안정한 물질이므로 반응성이 매우 높은 것으로 알려져 있어 산화반응을 통한 표적물의 제거가 용이하다.
펜톤(Fenton) 산화란 과산화수소와 2가 혹은 3가 철을 혼합한 시약을 이용해 과산화수소를 산화제로, 철을 촉매로 진행하는 산화반응이다. 펜톤 산화에 의해 생성되는 수산화라디칼은 난분해성인 물질을 분해할 수 있으며, 따라서 펜톤 산화는 염색 폐수나 침출수와 같이 독성이 있거나 난분해성인 물질을 처리하기 위해 사용되는 공정이다.
6. 참고문헌
1) 용수 및 하폐수처리 강의자료 11강 생물학적 처리 기본(2)
2) 용수 및 하폐수처리 강의자료 13강 활성슬러지법
3) ‘F/M비’, 「환경공학용어사전」, 환경용어연구회 저, 성안당, 1996.
3) ‘SRT’, 「환경공학용어사전」, 환경용어연구회 저, 성안당, 1996.
5) ‘수리학적 체류시간’, 「물백과사전」, K-Water
6) 용수 및 하폐수처리 강의자료 14강 호기성 생물막 공정
7) 용수 및 하폐수처리 강의자료 15강 영양소 제거 공정
8) 용수 및 하폐수처리 강의자료 7강 흡착
9) 용수 및 하폐수처리 강의자료 8강 소독
10) 용수 및 하폐수처리 강의자료 9강 화학적처리