경사판침전지 및 폭기조를 이용한 광산배수내 미세부유물질 제어에 관한 연구 = A study on the removal of fine suspended solid with mine drainage using the inclination plate settler and aeration tank

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 강원도에 위치한 광산배수를 이용하여 실험을 하였으며, 이곳에서는 물리화학적 처리함에 따라 슬러지가 증가하여 사여과조 막힘 현상이 발생하고 있다. 따라서 이를 처리하기 위해 적절한 공법제시가 필요할 것으로 사료되어 Lab scale 반응조를 제작하여 미세부유물질 제어를 위한 침전조 설계 및 폭기조 운행에 따른 제거효율을 비교 분석하고, 현장 적용성을 평가하는데 목적이 있다.
본 연구에서 사용한 광산배수는 정화시설에서 물리화학적 처리를 거친 후 침전조로 향하는 처리수를 채취하여 실험을 하였으며, 물리화학적 분석 결과 pH는 10.66으로 염기성을 띄고 있었으며, SS의 농도가 약 600mg/L로 청정지역 배출기준인 30mg/L 보다 높게 검출되었다. 중금속함량의 경우 높은 pH로 인해 모두 중화‧침전되어 청정지역 배출기준에는 만족하는 것으로 나타났다.
따라서 본 연구에서는 경사판 침전지를 이용하여 부유물질을 저감시켰으며, 폭기조를 이용하여 floc을 형성시켜 침전효율 높이고자 하였다.
경사판을 운영한 결과, 경사판을 운영하지 않는 침전지 보다 10%의 저감효율을 보였으며, 폭기조와 함께 운영하였을 때 7% 더 높게 제거 되어 폭기로 인한 floc을 형성 침전에 도움을 주었음을 확인할 수 있었다.
여과조에 사용된 모래여과사의 경우 입도분포를 분석한 결과 유효경 및 균등계수 모두 정수처리시설의 기준보다 높게 나와 본 연구에서 사용된 Silica Sand는 모래여과를 위해 사용되기에는 부적합한 것으로 확인 되었다.
역세척 주기는 운행 3주차부터 여과조내 일부구간 수두손실이 발생되었으며, 역세척 속도가 0.335m/min 일 때 모든 입경을 부상시킬 수 있을 것으로 산출되었으나 역세척을 실시한 결과 입자의 중량으로 인해 부유되지 않아 입자내 흡착되어 있는 부유물질이 씻기지는 못하는 것으로 확인 되었다.
본 연구에서 실험한 결과 광산배수내 부유물질을 제거하기 위해 경사판을 설치함으로써 제거효율이 상승하였으며, 추가적으로 폭기를 함에 따라 floc을 형성시켜 침전효율에 영향을 줌을 확인할 수 있었다.
따라서 광산배수 처리시 경사판을 이용함으로 인해 부유물질에 대한 제거가 기대할 수 있으며, 더불어 적절한 흡착제 선정을 함에 따라 공정운영에 좋은 효율을 기대할 수 있을 것으로 판단된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this study, we have experimented using mine drainage in the Gangwon, here, by the physicochemical treatment, bought sludge is increased, clogging phenomenon of the filtration tank has occurred .
Therefore, comparing the removal efficiency due to the aeration tank operation and design of settling tank for making and Lab scale reactor it has been thought to handle this, it will be required to present a suitable method to control the fine suspended solids Its purpose is to analyze, to evaluate the applicability site.
The cleaning facility, after a physicochemical process, we have experimented by removing a treated water towards the settling tank, the results of the physicochemical analysis, mining waste water was used in this study pH is basic with 10.66 if you are charged with, the SS concentration is detected higher than 30mg / L is the emission standard of cleaning in the area about 600mg / L.
If the heavy metal content was found to be due to the high pH, it is neutralized all precipitate, and meets the emission standard free zone.
Therefore, in this study, you are trying to raise precipitation efficiency and reduce the suspended solids by using the inclined plate sedimentation basin, to form a floc by using the aeration tank.
The outcome of the operation of the inclined plate is removed higher than 7% when you show a reduction efficiency of 10 percent from the settling pond that do not operate the inclined plate, is working together with the aeration tank, help to form precipitate floc by aeration it was confirmed that it was given.
Out higher than the reference of both water treatment facilities uniformity coefficient and effective diameter result of the analysis of the case the particle size distribution of the sand filtration company that was used for the filtration tank, Silica Sand, which is used in this study is used for sand filtration the inappropriate was confirmed to be.
Backwash cycle, calculated from 3 parking operation, some sections varicella loss of the filtration tank has occurred, when the backwash rate is 0.335m/min, that it can be injured all particle diameters it is however, as a result of backwashing, it is washed suspended solids are not adsorbed particle abundance by weight of the particles is not was confirmed.
In this study, the results of an experiment, by the by mine drainage, installing the inclined plate in order to remove suspended solids Me, removal efficiency is increased, and the aeration Further, the effects on precipitation efficiency by forming a floc I was able to find the zoom factor to give.
Thus, by taking advantage of the inclined plate during the mine waste water treatment, removal of suspended solids can be expected, in addition to the selection of a suitable adsorbent, it is possible to expect a good efficiency in the operation of the process it is determined that.

목차 (Table of Contents)

• 1. 서론 1
• 1.1. 연구배경 1
• 1.2. 연구동향 3
• 2. 이론적배경 5
• 2.1. 광산배수 5
• 2.2. 광산배수내 부유입자상 물질 6
• 2.2.1. SS 6
• 2.2.2. 용존물질(dissolved solid) 6
• 2.2.3. 콜로이드(colloid) 6
• 2.3. 경사판침전지 8
• 2.3.1. 경사판침전지 8
• 2.3.1.1. 침전지 8
• 2.3.1.2. 경사판 침전지 9
• 2.3.2. 경사판 침전지의 원리 10
• 2.3.3. 경사판 침전지의 침전형태 12
• 2.3.3.1. 역류침전 13
• 2.3.3.2. 병류침전 14
• 2.3.3.3. 교차흐름침전 14
• 2.3.4. 경사판 침전지 설계 및 운영관리시 고려사항 15
• 2.4. 예비폭기조 16
• 2.5. 여과조 17
• 2.5.1. 콜로이드와 부유물질의 제거 17
• 2.5.2. 역세척 20
• 3. 실험재료 및 방법 21
• 3.1. 실험재료 21
• 3.1.1. 광산배수 21
• 3.1.2. 경사판을 이용한 침전조 21
• 3.1.3. 폭기조 23
• 3.1.4. 여과조 24
• 3.1.4.1. 여과조 설계 24
• 3.1.4.2. 여과사의 유효경 및 균등계수 25
• 3.2. 실험방법 27
• 3.2.1. 광산배수 물리‧화학적 특성분석 27
• 3.2.1.1. 수소이온농도, 산화환원전위, 전기전도도 (pH,
• orp, Ec) 28
• 3.2.1.2. 부유물질 (Suspended solid) 29
• 3.2.1.3. 탁도 (Turbidity) 30
• 3.2.1.4. 중금속 분석 (Heavy metal analysis) 30
• 3.2.2. 경사판에 따른 침전효율 31
• 3.2.3. 폭기조 운영에 따른 침전효율 31
• 3.2.4. 여과매질 선정 31
• 4. 실험결과 및 고찰 33
• 4.1. 광산배수 물리‧화학적 분석 결과 33
• 4.1.1. 유입수 33
• 4.1.2. 침전조 유입수 35
• 4.2. 경사판에 따른 침전효율 39
• 4.3. 폭기조 운영에 따른 침전효율 42
• 4.4. 역세척 47
• 4.4.1. 여과사 47
• 4.4.2. 역세척을 위한 속도 산정 48
• 5. 결론 52
• Reference 54
• Abstract 57