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표제지

목차

국문요약 13

제1장 서론 14

1.1. 연구배경 및 목적 14

1.2. 연구내용 및 방법 15

제2장 이론적 고찰 17

2.1. 도시지역의 비점오염원 현황 17

2.1.1. 비점오염원의 정의 17

2.1.2. 비점오염원의 배출특성 18

2.1.3. 비점오염원에 의한 수질영향 21

2.2. 합류식 하수관거 월류수 현황 23

2.2.1. 하수관거의 현황 및 구성 23

2.2.2. CSOs의 정의 25

2.2.3. CSOs의 특성 26

2.2.4. CSOs의 처리 필요성 29

2.3. 합류식 하수관거 월류수 연구동향 31

2.3.1. 하수관거 시스템내에서의 오염부하량 관리대책 32

2.3.2. 하수관거 시스템외에서의 오염부하량 관리대책 34

2.3.3. 국내 CSOs 처리현황 39

2.3.4. 일본 CSOs 처리현황 41

2.4. 고속응집여과시스템 43

2.4.1. 고속여과시스템의 원리 43

2.4.2. 고속여과시스템의 특성 46

제3장 실험방법 50

3.1. 실험장치 50

3.1.1. 고속여과 System Pilot plant 50

3.1.2. 여재의 특성 52

3.2. 실험방법 54

3.2.1. 실험방법 및 목표 54

3.2.2. 실험 계획 54

제4장 실험결과 57

4.1. 선속도에 따른 일차처리 효율 분석 57

4.1.1. 일차처리 SS 제거효율 평가 57

4.1.2. 일차처리 BOD 제거효율 평가 60

4.1.3. 일차처리 역세척수량 및 역세척주기 검토 64

4.1.4. 일차처리 최적운전조건 도출 65

4.2. 초기우수 처리효율 분석 67

4.2.1. 초기우수 유입특성 및 약품주입조건 67

4.2.2. 초기우수 SS 제거효율 평가 71

4.2.3. 초기우수 BOD 제거효율 평가 73

4.2.4. 초기우수 역세척수량 및 역세척주기 검토 77

4.3. 인공혼합폐수를 이용한 처리효율 분석 79

4.3.1. 인공혼합폐수 SS 제거효율 평가 79

4.3.2. 인공혼합폐수 BOD 제거효율 평가 82

4.3.3. 인공혼합폐수 역세척수량 및 역세척주기 검토 84

제5장 결론 86

참고문헌 87

ABSTRACT 90

표목차

표 2.1. 점오염원과 비점오염원의 특성 비교 18

표 2.2. Point and Non-point contributions of specific pollutants 19

표 2.3. 도시 우수유출수의 수질 특성 20

표 2.4. 전국 수질오염원 현황 21

표 2.5. 수계별 비점오염원 분포비율 22

표 2.6. 전국 하수관거 현황 25

표 2.7. 합류식 하수관거내 CSOs성상 영향요인 28

표 2.8. 월류수 수질분석 예 28

표 2.9. 도시지역 CSOs와 우수관거 유출수 농도 조사결과 29

표 2.10. 오염물질과 발생원 30

표 2.11. 비점오염물질 저감시설 설치에 따른 효과 32

표 2.12. 저류형 시설의 종류 35

표 2.13. 침투형 시설의 종류 36

표 2.14. 식생형 시설의 종류 37

표 2.15. 장치형 시설의 종류 38

표 2.16. 하수처리형 시설의 종류 39

표 2.17. 가와사키시 초기우수 저류지 현황 42

표 2.18. 처리방법별 초기우수 처리효율 43

표 2.19. 여과지별 여과속도 46

표 3.1. Pilot plant 설계제원 51

표 3.2. EPP여재의 특성 53

표 3.3. 수질측정기기 및 분석방법 54

표 3.4. 일차처리 운전조건 55

표 3.5. 인공혼합폐수의 유입수 및 약품주입 조건 56

표 3.6. 응집제 Jar-test 실험 조건 69

그림목차

그림 2.1. 분류식 하수관거시스템 23

그림 1.2. 합류식 하수관거시스템 24

그림 2.3. 강우지속시간에 따른 강우시 수질특성 27

그림 2.4. 유입수의 흐름방향에 따른 여과공정 44

그림 2.5. 부상여재를 이용한 상향류 고속여과공정 사례 45

그림 2.6. 부상여재를 이용한 상향류 여과 공정 47

그림 2.7. 여과단계와 역세척단계의 수류흐름도 48

그림 3.1. Pilot plant 설치 전경 50

그림 3.2. Pilot plant 주요설비 51

그림 3.3. 수처리 계통도 52

그림 3.4. EPP여재 53

그림 4.1. 선속도 10 m/hr에서 유입·유출수의 SS 거동 및 제거효율 57

그림 4.2. 선속도 15 m/hr에서 유입·유출수의 SS 거동 및 제거효율 58

그림 4.3. 선속도 20 m/hr에서 유입·유출수의 SS 거동 및 제거효율 58

그림 4.4. 선속도 30 m/hr에서 유입·유출수의 SS 거동 및 제거효율 59

그림 4.5. 선속도 40 m/hr에서 유입·유출수의 SS 거동 및 제거효율 59

그림 4.6. 선속도 10 m/hr에서 유입·유출수의 BOD 거동 및 제거효율 60

그림 4.7. 선속도 15 m/hr에서 유입·유출수의 BOD 거동 및 제거효율 61

그림 4.8. 선속도 20 m/hr에서 유입·유출수의 BOD 거동 및 제거효율 61

그림 4.9. 선속도 30 m/hr에서 유입·유출수의 BOD 거동 및 제거효율 62

그림 4.10. 선속도 40 m/hr에서 유입·유출수의 BOD 거동 및 제거효율 62

그림 4.11. 고속여과 유입수의 입자성·용존성 BOD성분 거동 63

그림 4.12. 고속여과 유입수, 유출수의 입자성·용존성 BOD성분 거동 63

그림 4.13. 일차처리 선속도에 따른 역세척수량 및 역세척주기 64

그림 4.14. 선속도에 따른 SS·BOD 제거효율 및 역세척수량 검토 65

그림 4.15. 강우시 강수량 및 유입수의 SS·BOD 거동(1차) 67

그림 4.16. 강우시 강수량 및 유입수의 SS·BOD 거동(2차) 68

그림 4.17. 강우시 강수량 및 유입수의 SS·BOD 거동(3차) 68

그림 4.18. Alum 주입 농도에 따른 Jar-test 실험 결과 70

그림 4.19. Polymer 주입 농도에 따른 Jar-test 실험 결과 70

그림 4.20. 초기우수처리 유입·유출수의 SS 농도 및 제거효율(1차) 71

그림 4.21. 초기우수처리 유입·유출수의 SS 농도 및 제거효율(2차) 72

그림 4.22. 초기우수처리 유입·유출수의 SS 농도 및 제거효율(3차) 72

그림 4.23. 초기우수처리 유입·유출수의 BOD 농도 및 제거효율(1차) 73

그림 4.24. 초기우수처리 유입·유출수의 BOD 농도 및 제거효율(2차) 73

그림 4.25. 초기우수처리 유입·유출수의 BOD 농도 및 제거효율(3차) 74

그림 4.26. 강우시 유입수의 입자성·용존성 BOD성분 거동(1차) 74

그림 4.27. 초기우수처리시 유입·유출수의 BOD성분 거동(1차) 75

그림 4.28. 강우시 유입수의 입자성·용존성 BOD성분 거동(2차) 75

그림 4.29. 초기우수처리시 유입·유출수의 BOD성분 거동(2차) 76

그림 4.30. 강우시 유입수의 입자성·용존성 BOD성분 거동(3차) 76

그림 4.31. 초기우수처리시 유입·유출수의 BOD성분 거동(3차) 77

그림 4.32. 초기우수처리시 역세척수량 및 역세척주기 78

그림 4.33. SS 250 ㎎/L에서 유입·유출수의 SS 거동 및 제거효율(1차) 79

그림 4.34. SS 250 ㎎/L에서 유입·유출수의 SS 거동 및 제거효율(2차) 80

그림 4.35. SS 350 ㎎/L에서 유입·유출수의 SS 거동 및 제거효율(1차) 81

그림 4.36. SS 350 ㎎/L에서 유입·유출수의 SS 거동 및 제거효율(2차) 81

그림 4.37. SS 250 ㎎/L에서 유입·유출수의 BOD 거동 및 제거효율(1차) 82

그림 4.38. SS 250 ㎎/L에서 유입·유출수의 BOD 거동 및 제거효율(2차) 83

그림 4.39. SS 350 ㎎/L에서 유입·유출수의 BOD 거동 및 제거효율(1차) 83

그림 4.40. SS 350 ㎎/L에서 유입·유출수의 BOD 거동 및 제거효율(2차) 84

그림 4.41. 인공혼합폐수 처리시 역세척수량 및 역세척주기 85

초록보기

본 연구는 합류식 하수도 시스템에 있어 강우시에는 하수처리장으로 유입되는 고농도 초기우수를 처리하고, 청천시에는 일차침전지 대용으로 일차처리기능을 가질 수 있는 고속여과시스템을 선정하였으며, pilot plant를 통해 선속도 및 운전조건에 따른 처리효율을 분석하고, 연속운전을 위한 안정성 검토 및 최적의 운영인자를 도출하고자 하였다.

강우시 초기우수가 유입될 경우 약품응집 및 고속여과 공정을 이용하여 선속도 20 m/hr에서 SS 및 BOD의 평균제거효율이 각각 81.5%, 76.7%로 나타났으며, 고농도 유입시에는 SS 및 BOD의 평균제거효율이 각각 87.2%, 83%로 나타났다.

청천시 하수가 유입될 경우에는 약품주입 없이 운영하였으며, 선속도 20 m/hr에서 가장 경제적이고 안정적인 효율을 나타냈다. 이때 SS 평균제거효율은 45.3%, BOD 평균제거효율은 35.0%로 나타났다.

본 Pilot plant의 연구결과에 기초하여 기존 하수처리장의 1차침전지를 개조시 초기우수처리와 청천시 일차처리가 가능한 것으로 확인되었다

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