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압축성 여재 여과를 이용한 하수의 고형물질 제거 타당성 연구
김예슬(Ye Seul Kim),정찬일(Chan Il Jung),오재일(Je Ill Oh),윤여민(Yeo Min Yoon) 大韓環境工學會 2014 대한환경공학회지 Vol.36 No.2
최근 미국과 일본을 중심으로 높은 공극과 압축성이라는 장점을 지닌 압축성 섬유여재 여과에 대한 다양한 기술이 개발되면서 이를 이용한 집약적 하·폐수 처리에 대한 관심이 높아지고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 다양한 유입수질의 하수에 대하여 압축성 섬유여재 여과의 적용성을 검토하고자 하며, 해당 유입수에 대한 최적의 운전조건을 도출하고자 한다. 이를 위하여 예비 실험으로서 추적자 시험을 진행하였으며, 이를 통하여 다양한 압축률 및 여과 율에서의 여과 양상을 검토하였다. 그 결과 높은 압축률에서 높이에 따라 다른 공극률이 적용되어 이론적인 결과값과의 뚜렷한 차이를 관찰할 수 있었다. 하수처리장의 침사지 유출수를 대상으로 다양한 압축률 조건에서 압축성 섬유여재 여과의 TSS 제거 및 제거 입자크기분포를 살펴본 결과, 압축률 30%가 최적의 운전조건으로서 제거효율 70% 이상을 나타냈으며, 작은 크기의 입자 제거율 증대를 위해 최소 15% 이상의 압축률이 요구되었다. 또한 여과 유출수 농도의 주요 영향인자인 10 μm 이하 입자의 제거 효율을 증대시키기 위해서는 응집과 같은 추가 공정이 필요하다고 판단되었다. 모델링 결과를 통하여 압축률이 증가할수록 여과 초기에 입자크기에 따른 TSS 제거효율이 두드러지게 나타남을 관찰하였고, 유입수의 입자크기분포에서 가장 큰 비율을 차지하는 10 μm크기 입자를 대상으로 높이에 따른 모델링 결과 높이 150-300 mm 여재층이 해당 입자 크기에 대하여 가장 활발한 여과 작용을 나타내었다. Recently, as a variety of techniques of CMF (Compressed media filter) that has advantages of high porosity and compressibility have been developed in the U.S. and Japan. Therefore, the interest of intensive wastewater treatment using CMF has grown. This study examined the feasibility of CMF with varying sewage water quality to determine the optimum operating conditions. A preliminary tracer test that investigated the filtering process under various compression and flow rate conditions was performed. In a high compression condition, different porosities were applied to each depth of the column. Therefore, a distinct difference between a theoretical value and results of tracer test was observed. For the TSS (Total suspended solid) removal and particle size distribution of CMF for pre-treatment water under the various compression conditions, the compression ratio of 30percent as the optimal condition showed greater than 70% removal efficiency. In addition, the compression ratio of >15% was required to remove small-sized particles. Also, an additional process such as coagulation is necessary to increase the removal efficiency for<10 μm particles, since these small particles significantly influence the effluent concentration. Modeling results showed that as the compression rate was increased, TSS removal efficiency in accordance with each particle size in the initial filtration was noticeably observed. The modeling results according to the depth of column targeting 10 μm particles having the largest percentage in particle size distribution showed that 150-300 mm in filter media layer was the most active with respect to the filtering.
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