【상하수도공학】 2009 국가공무원 5급(기술) 제4문

2009 국가공무원 5급(기술) 제4문^]

 

추천글 : 【상하수도공학】 상하수도공학 목차 

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a. 화학의 기초

b. 산소요구량 

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Q. 아래의 ⟨표 1⟩을 참고하여 다음 물음에 답하시오.

 

 

Q1. 하수처리장에서 발생하는 슬러지를 혐기성소화법으로 처리하였다. 소화조로 투입되는 슬러지량(m³/d)과 휘발성(유기물)고형물량(kg/d)을 구하시오. 

  

A1.

○ 단계 1. 유입하수 

○ 유입량 = 25000 m³/d

○ 고형물(suspended solid, SS) 농도 = 180 mg/l

○ 휘발성 SS 농도 = 180 × 0.65 = 117 mg/l

○ 비휘발성 SS 농도 = 180 × 0.35 = 63 mg/l 

○ 단계 2. 최초침전지 

○ 기능 : 고형물이 너무 많으면 포기조 내 산소 전달 효율이 떨어지고 미생물의 부담이 크기 때문에, 미리 1차적으로 SS를 침전시킴

○ 유입량 ≃ 25000 m³/d 

○ 잔존 SS 농도 = 72 mg/l 

○ SS 제거율이 60%이므로 180 mg/l × 0.6 = 108 mg SS/l이 침전되고 나머지 72 mg SS/l이 다음 단계로 전달됨

○ 잔존 휘발성 SS 농도 = 72 × 0.65 = 46.8 mg/l

○ 잔존 비휘발성 SS 농도 = 72 × 0.35 = 25.2 mg/l

○ 단계 3. 포기조

○ 기능 : 하수 속 유기물(BOD)을 미생물이 먹고 성장하면서 정화됨 

○ 유입량 ≃ 25000 m³/d 

○ BOD로 인한 휘발성 슬러지 생성량 = BOD 농도 × BOD 제거율 × BOD의 슬러지 전환율 = 140 × 0.98 × 0.60 = 82.32 mg/l

○ MLSS(mixed liquor suspended solid)

○ 포기조 내에 이미 존재하고 유지되고 있는 미생물 집단 + 고형물의 양 

○ MLSS는 단지 현재 포기조 안에 유지되고 있는 슬러지의 상태를 나타내므로 슬러지 생성량에 직접 기여하지 않음 

○ 포기조를 거친 잔존 휘발성 SS 농도 = 46.8 × 0.95^8/24 = 46.0 mg/l 

○ 포기조를 거친 잔존 비휘발성 SS 농도 = 25.2 × 0.95^8/24 = 24.8 mg/l

○ 단계 4. 최종침전지 

○ 유입량 ≃ 25000 m³/d

○ 슬러지 생성량 = 70.8 mg/l × 0.93 = 65.84 mg/l  

○ 휘발성 슬러지 생성량 = 46.0 mg/l × 0.93 = 42.78 mg/l

○ 비휘발성 슬러지 생성량 = 24.8 mg/l × 0.93 = 23.06 mg/l 

○ 단계 5. 소화조 

○ 포기조와 침전조에서 발생한 슬러지만 따로 이송하고, 이때 슬러지는 물이 대부분 빠지고 농축되어 소화조로 들어감 

○ 최초침전지에서 전달된 슬러지 질량 = 108 mg/l × 25000 m³/d = 2700 kg/d 

○ 최초침전지에서 전달된 휘발성 슬러지 질량 = 2700 × 0.65 = 1755 kg/d

○ 최초침전지에서 전달된 비휘발성 슬러지 질량 = 2700 × 0.35 = 945 kg/d

○ 포기조에서 전달된 휘발성 슬러지 질량 = 82.32 mg/l × 25000 m³/d = 2058 kg/d 

○ 최종침전지에서 전달된 슬러지 질량 = 65.84 mg/l × 25000 m³/d = 1646.25 kg/d 

○ 최종침전지에서 전달된 휘발성 슬러지 질량 = 42.78 mg/l × 25000 m³/d = 1069.5 kg/d

○ 최종침전지에서 전달된 비휘발성 슬러지 질량 = 23.06 mg/l × 25000 m³/d = 576.5 kg/d 

○ 소화조로 투입되는 슬러지량 = (2700 + 2058 + 1646.25) kg/d ÷ 50 kg/m³ =  128.08 m³/d

○ 소화조에 있는 슬러지량 = 소화조에 원래 있던 슬러지량 + 소화조로 투입되는 슬러지량 

○ 소화조로 투입되는 휘발성(유기물)고형물량 = 1755 + 2058 + 1069.5 = 4882.5 kg/d  

 

Q2. 소화조의 용적(m³), 소화조 슬러지 인발량(m³/d) 및 탈리액량(m³/d)을 구하시오. 

 

A2. 

○ 소화조의 용적 = 소화조로 투입되는 슬러지량 × 30d = 3842.4 m³

○ 소화조 슬러지 인발량(waste sludge, withdrawal sludge)

○ = 소화조 배출 슬러지량

○ = 비휘발성 고형물 유입량 ÷ (배출 슬러지 농도 × 비휘발성 비율)

○ = (945 + 576.5) kg/d ÷ (100 kg/m³ × 25%) = 60.86 m³/d

○ 소화조 탈리액량

○ = 소화조로 투입되는 슬러지량 - 소화조 슬러지 인발량

○ = 128.08 - 60.86

○ = 67.22 m³/d

 

입력: 2025.05.01 13:25