[상하수도 기술사] (18일) 입자의 침강형태

개요

1. 침전이란 원수가 응집되고 플럭이 형성된 후 고체와 액체의 분리를 위한 공정이다. 

2. 침전은 부유물 농도, 입자의 특성에 따라 독립침강, 응집침강, 계면침강, 압밀침강으로 분류된다.

 

입자의 침강 형태

1. 독립침강(단독침전) : 부유물 농도가 낮은 상태에서 응결하지 않는 독립입자의 침전으로, 입자가 각각 따로 침전하여 입자간의 응결이나 상호작용이 없고 단지 유체나 입자의 특성에 의해서만 영향을 받는다. 지표수의 보통침전과 침사지에서 모래 입자의 침전 등이 그 예임.

   - 이상적인 침전형태,  응집현상 없음 -> 입자의 단독 침강, 적용은 침사지, 1차 침전지, 침강속도(Vs): Stoke's 법칙

 

2. 응집침강: 생활하수의 현탁고형물의 침전, 2차 침전지의 상부 및 화학적 응집 슬러지를 침전시킬 경우가 여기에 속한다. 현탁입자가 침전하는 동안 응결과 병합을 일으켜 질량이 증가하여 침전속도가 빨라진다.

  - 부유물 농도 낮음, 응결된 입자의 침전, 입자 응집·응결(응집제 사용) -> 침강속도 증가 -> 침전, 적용: 약품침전지 침전부, 침전지 상부

3. 계면침강: 생물학적 처리의 2차 침전지 중간 정도 깊이에서의 침전형태가 이 경우에 해당한다. 현탁 고형물의 농도가 큰 경우 가까이 위치한 입자들의 침전은 서로 방해를 받으므로 침전속도는 점차 감소하게 되며 침전하는 부유물과 상등수간에 뚜렷한 경계면이 생긴다. 

  - 부유물 농도 높음, 응결된 입자의 침전, 입자 상호간의 인력 -> 경계면 형성 -> 고액분리, 적용: 2차 침전지, 슬러지 농축부의 침전부 

4. 압밀침강: 침전된 입자들이 그 자체의 무게로 인해 서로 접촉한 입자들 사이로 물이 빠져 나가 계속 농축되는 현상으로 2차 침전지 및 농축조의 저부에서 침전하는 형태이다. 

  - 부유물 농도 높음, 고형물의 침전, 슬러지층 압밀 -> 간극수 상부 배출 -> 농축, 적용: 2차 침전지 슬러지 퇴적부, 슬러지 농축조