폐기물처리기사[폐기물 처리기술] - (1)

* 폐기물 처리기술 정리 1


- 슬러지의 개량 방법 중 열처리는 슬러지액을 밀폐된 상황에서 150~200도 정도의 온도로 한 시간 정도 처리함으로써 슬러지 내의 콜로이드와 겔 구조를 파괴하여 탈 수성을 향상하는 방법이다.



- 시멘트 기초법은 포틀랜드 시멘트를 고화제로 사용하여 시멘트 내에 존재하는 CaO 성분이 중금속을 화학적으로 침전시키며 봉쇄한다. 폐기물 부피가 증가한다.

- 포틀랜드 시멘트의 주성분은 CaO > SiO2 > Fe2O3



- 석회 기초법은 석회+포졸란에 의해 시멘트와 같이 딱딱하게 굳는 반응을 이용하며, 포졸란 물질로는 Fly ash, slag 등이 있다. 탈수가 필요 없으며, 동시에 두 가지 폐기물의 처리가 가능하다. pH가 낮은 경우 폐기물 성분의 용출가능성이 증가한다는 특징이 있다.



- 자가시멘트법은 배연탈황 슬러지, FGD에 이용되며, 슬러지 중 일부를 생석회 한 후 여기에 소량의 물과 첨가제를 가하여 폐기물이 스스로 고형화 되는 성질을 이용한 것으로, 혼합률이 낮아 부피증가가 크지는 않다.(혼합률 MR=첨가제의 질량/폐기물의 질량)

- 열가소성 플라스틱법은 혼합률이 비교적 높으며, 고화처리된 폐기물 성분을 나중에 회수하여 재이용할 수 있다. 또한 용출손실률이 시멘트 기초법에 비해 상당히 적으며, 높은 온도에서 분해되는 물질에는 이용할 수 없다.



- 도랑굴착 매립공법(트렌치 공법)은 하수슬러지 등을 매립하는 공법으로 슬러지의 물컹거리는 물성 때문에 단층으로만 매립이 가능하다.

- LFG 3단계인 산 생성단계에서 pH가 가장 낮아 매립지 침출수 중 중금속의 농도가 가장 높게 나타나는 시기이다. 또한 COD도 가장 높게 측정되는 시기이다.

- LFG 4단계인 메탄생성단계에서는 메탄 농도가 가장 높아지며, 침출수 농도는 낮아진다.

- 펜톤산화에서 주입된 철염은 높은 pH에서 응집, 침전시켜 제거한다.

- 매립연한이 얼마 되지 않은 고농도의 침출수는 생물학적 처리가 유리하며, 매립연한이 지날수록 생물학적 처리는 곤란하며, 역삼투막이나 활성탄 등을 주로 이용한다.

- 합리식에 의한 침출수 발생량은 Q=CIA/1000이며, A는 m2를 이용한다.



- LFG의 정제 및 이용에는 CO2 제거, H2S 제거, Siloxane 제거, 수분 제거가 필요하다.

-> CO2의 제거: 흡수/흡착법, 막분리법, 화학적 전환법, 저온분리법

-> H2S의 제거: 습식세정, Selexol 세정, PSA 공정

-> Siloxane 제거: 활성탄 흡착(LFG 발전 시 연소과정에서 SiO2를 생성하여 스케일 형성 및 손상 일으킨다.)

-> 수분 제거: 냉각, 응축 후 Demister로 제거한다.

- 연직차수막은 보강시공이 가능하다.



- 차수층으로 요구되는 점토의 조건

-> 투수계수는 (10)-7cm/sec 미만이다.

-> 점토 및 silt 함유량은 20% 이상이다.

-> 소성지수는 10~30%

-> 액성한계는 30% 이상

-> 자갈함유량은 10% 미만

-> 직경이 2.5cm 이상인 입자 함유량 : 0

- 액성한계(LL)는 수분함량이 그 이상이 되면 액체상태로 되는 수분함량을 말하며, 소성한계(PL, plastic limit)는 수분함량이 그 미만이 되면 플라스틱을 유지하지 못하고 부서지는 상태에서의 수분함량을 말한다. 소성지수는 액성한계와 소성한계의 차이를 말한다.

- 액성한계의 시험은 시료를 담은 접시를 1cm 높이에서 1초간 2회 비율로 25회 낙하시켰을 때 2분 된 부분의 홈의 양측으로부터 흙이 흘러나와서 약 1.5cm 길이로 합류될 때의 함수비를 말한다.



- 결정도가 증가할수록 좋아지나 충격에 약해져 부서질 수 있다.

- 차수설비인 복합차수층에서 일반적으로 합성차수막 바로 상부에 위치하는 것은 침출수 집배수층이다.

- 퇴비화의 경우 비료가치가 낮으며, 부지가 많이 필요하다. 또한 부피감소가 크기 않으며(50% 이하이다.) 악취발생 가능성이 있다는 단점이 있다.



- Humus는 악취가 없는 안정한 폐기물이며, 병원균이 사멸되었으며, 토양개량제로 이용되고, 수분 보유력과 양이온 교환능이 좋다.(1~150/100g), C/N비가 10~20 정도로 낮으며 짙은 갈색을 띤다.



- 수직형 퇴비화 반응조는 반응조 전체에 최적조건을 유지하기 어려워 생산된 퇴비의 질이 떨어질 수 있다.

- 볏짚의 경우 칼륨분이 많으며, 톱밥의 주성분은 셀룰로오스와 리그닌으로 분해속도가 느리다. 왕겨는 발생기간이 한정되어 있기 때문에 저류 공간이 필요하다.



- A층은 유기물층의 바로 아래로 광물질과 부식질이 혼합되어 있으며, B층은 풍화작용이 가장 활발하게 진행되고 있는 층이다. C층은 풍화작용을 거의 받지 않은 모재층이다.



- pF는 수분보유장력으로 pF가 4인 경우는 (10) 4cm의 물기둥의 압력을 나타내며 결합수(7 이상)>흡습수(4.5 이상)> 모관결합수(2.54~4.5)> 중력수(2.54 이하) 순서이다.

- Air sparging은 지하수에 공기를 불어넣어 휘발시킨 후 SVE나 Bio-venting으로 처리하는 방법이며, Bio-venting은 SVE에 비해 1/10 수준의 공기를 주입한다.



* 폐기물 처리기술 정리 2



- 중력식 농축은 1차 슬러지에 적합하며 저장과 농축이 동시에 가능하다. 약품을 사용하지 않는다. 다만 악취가 발생하며, 잉여 슬러지의 농축에 부적합하다.



- 부상식 농축은 잉여 슬러지에 효과적이며, 고형물 회수율이 비교적 높다. 약품주입이 없어도 운전이 가능하나 동력비가 많이 소요되는 단점이 있다. 잉여슬러지의 경우도 마찬가지로 악취가 발생하며, 다른 방법보다 소요면적이 크다는 단점이 존재한다.



- 원심분리 농축은 소요면적이 작고 잉여슬러지에 효과적이다. 악취가 적고 연속운전이 가능하며 고농도로 농축이 가능한 특징이 있다. 다만 시설비와 유지관리비가 고가이고 관리가 어려운 단점이 있다.



- 황화수소의 경우 습윤상태에서 600ppm의 농도에서 급격히 금속을 부식시키는 특징이 있다. 또한 연소 시 부식성이 강한 SO2가 발생하므로 일반적으로 탈황하여 제거시킨다.

-> 산화철이나, 철분과 점토를 혼합해 만든 탈황제 등을 이용한 건식탈황법이 있으며, 수세정식, 알칼리 세정식, 약액 세정식의 습식 탈황법이 존재한다.



- 호기성 소화는 대략 3~5일 정도면 대부분의 BOD성분이 제거된다. 표준 소화일 수는 15일이다.

- 개량 방법에는 고분자 응집제 첨가법, 무기 약품 첨가법, 세정법, 열처리, 소각재 첨가법 등이 있다.

- 악취처리의 화학적 처리방식에는 오존 산화법, 염소 산화법, 산, 알칼리 세정법, 연소법, 마스킹법 등이 있다.



- 활성탄 흡착

-> 불포화 유기물이 포화 유기물보다 흡착이 잘된다.

-> 할로겐족이 포함되면 흡착률이 증가한다.

-> 방향족의 고리수가 증가하면 일반적으로 흡착률이 증가한다.

-> 수산기(친수성기)가 있으면 흡착률이 감소한다.

-> 저분자 유기물은 쉽게 흡착하나, 단백질 등의 고분자 물질에 대한 흡착능력은 떨어진다.

-> pH가 낮을수록 흡착능력이 우수하다.



- 페라이트법은 폐수 처리방법 중 하나로 수용액 중에서 철 이온과 금속 이온이 공존할 경우 동일한 양의 알칼리를 가한 후 적당한 조건 하에서 공기를 산화시키면 흑색의 페라이트가 형성되는데 이를 침전 제거함으로써 폐수 중의 중금속류를 제거하는 방법이다. (침출수처리 등 생물학적 처리공정의 전처리 방법이다.)



- 증기 stripping은 고농도 휘발성 물질에 적합하며, 공기 스트리핑은 저농도 액상 물질 처리에 적합하다.



- 용매추출은 고농도 페놀 폐수(50000ppm 이상)나 유기물의 농도가 10% 이상인 경우 타당성이 매우 높은 방법이다.

- 사용되는 용매는 비극성이어야 하며, 선택성이 커야 한다.(높은 분배계수를 가질 것), 끓는점이 낮을 것, 물에 대한 용해도가 낮고 물과 밀도가 달라야 한다.



- 반대로 오존의 경우는 농도 100ppm 미만의 저농도 유기물질을 산화하는데 이용하며, 농도가 10000ppm을 넘으면 경제성이 낮아진다. 난분해성 유기물인 PCDD, PCB에 대한 오존처리는 생성되는 부산물이 유해하지 않다는 이점이 있으나 운영비가 많이 소요되는 단점이 있다.



- 고형화처리는 중금속이나 방사능 물질에 일반적으로 적합하며, 유기용매나 기름은 부적합하며, 할로겐족의 경우 침출 가능성이 있으며, 산화제의 경우 유기 고형화 공정에 부적합하다.



- 석회 기초법은 석회와 포졸란과 폐기물을 혼합하여 고형화 하는 방법으로 폐기물과 소각재 두 가지를 동시에 처리할 수 있다는 특징이 있다.

- 열가소성 플라스틱법은 고온(130~150도)에서 실시한다.