가압부상조 부상분리법 알아보기

 

환경보호는 현대 사회에서 우선시 되어야 할 중요한 이슈입니다. 그중에서도 폐수처리는 산업 발전과 함께 더욱 주목받고 있습니다. 오늘은 이러한 폐수처리장치 중 하나인 '가압부상조'에 대해 알아보겠습니다.

 

가압부상 시스템

개요

가압부상조는 물속에 부유하는 입자를 분리하기 위한 장치로, 특히 산업 폐수 처리에 널리 사용됩니다. 기본적인 원리는 공기의 압력을 이용하여 물속의 입자를 부유시키는 것입니다.

 

가압부상조 부상분리법

1. 부상분리법의 정의

◎ 일반적으로 부상분리란 분산매(dispersed medium)에 분산된 부유상(suspended phase)에 공기를 부착시켜 분산매와 공기가 접하고 있는 한계면까지 부상시키는 현상을 말한다.

 

◎ 부상분리법은 현탁물의 비중이 물보다 작거나 또는 현탁물에 작은 기포를 부착시켜서 비중을 작게 하여 물의 표면에 정지시켜 물로부터 분리하는 방법으로 정의된다.

 

◎ 부상분리방법에 있어 결정적인 요소는 오염물질의 물에 대한 친수성(hydrophilicity)을 작게 하여 미세한 기포를 접착시키는 것인데 이러한 방식으로 물보다 더 무거운 밀도를 가진 오염물질도 부상시킬 수 있다.

 

◎ 부상분리법의 원리에는 광물을 선택적으로 분리하는 부유선광법의 이론이 적용된다. 이 중에서 압력차를 이용한 용존공기부상법이 수처리 공정에 주로 적용되고 있다.

 

 

 

 

2. 기포생성기술에 따른 분류

일반적으로 부상분리법은 적용되는 대상에 따라 분류되기도 하며 거품의 존재유무와 기 포를 생성하는 기술에 따라 분류되기도 한다. 기포를 생성하는 기술에 따른 분류는 다음과 같이 다섯 가지로 나누어진다.

 

(1) 용존공기부상법(Dissolved Air Flotation)

과포화 상태로 있는 기체와 액체의 혼합액을 대기 중에서 압력을 감소시켜서 기포를 발생하도록 하는 방법.

 

(2) 분산공기부상법(Dispersed Air Flotation)

대기압하에서 프로펠러의 힘이나 다공판을 통해 공기를 불어넣어 기포를 생성하는 방법.

 

(3) 진공부상법(Vacuum Flotation)

대기압하에서 공기를 포화시켜 감압된 밀폐조에 집어넣은 후 공기의 용해도를 감소시켜서 기포를 발생시키는 방법.

 

(4) 전해부상법(Electro Flotation)

물을 전기분해하여 생기는 미세한 수소나 산소 bubble로 이루어진 기포를 이용하여 부상시키는 방법.

 

(5) 미생물학적 부상법(Microbiological Auto Flotation)

생물학적 질화/탈질화 system에 의하여 질소나 이산화탄소 같은 기포를 생성하거나 혹은 조류가 왕성한 성장으로 광합성에 의한 과포화 상태의 산소를 배출하면 물로부터 용출되어 나오는 산소와 함께 부유물을 떠올리는 방법.

 

3. 용존공기부상법의 원리

용존공기부상법은 크게 공기주입, 압력펌프, 가압탱크 및 부상조의 네 가지 중요한 요소로 구성된다.

 

Henry의 법칙에 따라 물속에 녹아있는 기체의 용해도는 압력이 증가함에 따라 증가한 다. system으로 유입된 처리수는 펌프에 의한 높은 압력하에서 가압조에 5~30초가량 머무르면서 포화되며 가압조로부터 대기압 상태의 부상조로 가압수를 유입시키면 갑작 스런 압력의 감소로 인해 평균입경 20~50um, 혹은 그 이하의 미세한 기포가 발생한다. 이 기포가 부상조 내부에서 부유하고 있거나 콜로이드 상태인 입자들과 결합하여 부상하게 된다.

 

 

 

4. 용존공기부상법의 장점

◎ 용존공기부상법은 처리시간이 30분 이내로 침전방식보다 훨씬 짧다.

 

◎ 처리장의 단위체적당 소요부지가 적다.

 

◎ 시설물 배치의 제한조건이 적고 전체 시설이 콤팩트하다.

 

◎ 시설물의 내구성이 우수해 파손등의 문제가 적다.

 

5. 구조형태의 비교

(1) 원형 구조 (Circular)

◎ 시설물의 배치가 비교적 제한된다.

 

◎ 효율적인 공간활용이 어렵다.

 

◎ 유지관리 동력이 상대적으로 많이 소요된다.

 

◎ 운전하중이 작다.

 

◎ 소용량 처리장에 주로 설치

 

(2) 장방형 구조 (Rectangular)

◎ 각형구조로 시설물의 배치가 용이하다.

 

◎ 효율적인 공간활용이 가능하다.

 

◎ 유지관리 동력이 상대적으로 적게 소요된다.

 

◎ 운전하중이 크다.

 

◎ 소용량 및 중 대형 처리장에 설치

 

마치며

가압부상조는 폐수처리 기술의 핵심 요소로서 매우 중요합니다. 그것은 우리 환경을 보호하고 지속 가능한 발전을 추구하는데 큰 역할을 합니다. 앞으로도 계속해서 개발과 연구가 진행되어 효율적인 처리 방법을 찾아내야 할 것입니다. 우린 지구를 보호하기 위해 모든 가능성을 탐색해야 합니다. 가압부상조 같은 기술향상으로 인하여 우린 지속 가능성에 한 걸음 더 다가갈 수 있습니다.