1. 계통별 분류
하수처리장은 전처리(Pretreatment), 1차 처리(Primary treatment), 2차 처리(Secondary treatment), 3차 처리(Tertiary treatment), 고도처리, 그리고 슬러지 처리 및 처분시설로 구성된다.
1) 전처리
전처리에서는 후속 처리시설과 처리공정에 악영향을 줄 수 있는 천, 막대기, 모래, 자갈, 기름성분 등의 물질을 사전에 처리하는 공정이다.
2) 1차 처리
1차 처리는 하수에 포함된 부유 고형물질 및 부유 유기물질을 제거한다. 전형적인 1차 처리에서는 유입 하수 내의 부유 고형물의 약 60% 정도가 제거된다. 이 부유 고형물에 동반되어 제거되는 BOD는 유입수 BOD의 약 30% 정도이다.
3) 2차 처리
2차 처리는 생분해가 가능한 용해성의 유기물질을 제거하는 공정이다. 최근에는 영양염류 제거와 소독 공정도 2차 처리에 포함시키는 추세이다. 2차 처리에서는 용해 및 콜로이드성 유기물을 바이오매스인 미생물 세포로 전환시킨다. 바이오매스는 침강 분리한 후 반송시켜서 반응조 내의 미생물 농도를 일정하게 유지시키는데 이용되며, 그 나머지는 잉여슬러지로 제거된다.
4) 3차 처리
3차 처리는 여과재, 천, 미세 스크린 등을 이용하여 2차 처리 후 남아 잇는 부유물질과 용해성 물질의 제거를 위한 추가 처리로서 부영양화와 관련되는 질소 및 인 화합물, 실물 영양염류 등을 제거한다. 이러한 인과 질소 화합물은 물리적, 화학적, 생물학적 공정의 조합으로 제거할 수 있다. 고도처리 역시 물의 재이용을 위하여 2차 처리 후 용해성 또는 부유성 물질을 제거하는 공정이다.
5) 슬러지 처리처분
2차 처리에서 생성된 잉여 슬러지는 내생 호흡이나 다른 미생물에 의하여 생분해된다. 2차 슬러지는 대개 1차 슬러지와 합하여 슬러지 처리처분 시설로 이송된다. 슬러지 처리처분 시설은 슬러지 양을 줄일 수 있는 감량화 시설과 소화를 시켜 안정화시킬 수 있는 안정화 시설로 구성된다. 혐기성 소화 공정에서는 고농도의 유기물질이 주로 메탄과 이산화탄소, 소화액, 불활성 고형물로 전환되는데, 이때 발생하는 메탄은 상당한 발열량을 가지고 있어서 처리장 동력 소요량의 일부를 보충하는 데에 사용할 수 있다.
탈수 과정 중 발생하는 액체는 고농도의 유기 화합물이 들어있기 때문에 처리장에서 순환시킨 후, 처리한다. 고형 찌꺼기는 광물질 함유량이 많아, 농지의 토질 개량제와 비료로 사용할 수 있다.
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