악취의 발생과 확산 38

 

 

 하수처리 소독의 가장 흔한 방법은 염소 가스, 칼슙 hypochlorite, sodium hyprchlorite 형태의 염소를 사용하는 것이다. 염소는 유출수에 확산되고, 혼합물은 염소가 적절한 소독의   효과를 달성하기 위하여 유출수에 접촉할 시간을 제공을 하기 위해서 탱크와 수로를 통해 흐르는 것이 허락되어진다. 소독과정으로부터 발생하는 악취의 낮은 수준 때문에 탱크가 열린상태로 있을지라도, 탱크는 덮혀지거나 열린상태로 될 수 있다.
 웨어 drop은 공정 체류시간과 흐름을 규제하기 위해서 소독과정의 끝에 존재할 수 있다. 최종 유출수를 받는 물의 수위는 접촉 탱크보다 상당히 낮을 수 있다. 이것이 그 경우라면, 상당한 양의 난류는 큰 drop에서 발생한다. 그러나, 하수가 소독과정에 도달했을 때, 일반적으로 거의 모든 VOCs는 상류공정에서 제거되었다. 소독 시스템으로부터 배출된 VOCs의 수준은 낮다. 반면에, HPO와 같은 저배출 공정이 사용된다면, 3차 여과의 큰 drop으로부터의 배출은 중요하다.
 염소소독 공정으로부터의 배출은 접촉조의 표면과 공정에 사용된 웨어에서 발생할 것이다. 그러나, 탱크 표면적은 상대적으로 작다. 소독공정으로부터의 염소배출은 대부분의 경우에 상대적으로 낮게 보여졌다. 왜냐하면, 염소는 빠르게 하수와 반응하기 때문이다. 그러나, 염소는 클로로포름이나 bromform과 같은 트리할로메탄을 형성하기 위해 유출수에 있는 유기물과 반응할 수 있다. 염소 소독 시스템은 독특하며, VOCs는 유입수로부터 발생하기 보다는 오히려 공정에서 형성될 수 있다. 형성된 VOCs는 염소접촉조 표면, 난류발생 지점으로부터 휘발할 수 있는 기회를 가지고 있다.
 유출수에 투입된 염소는 hypochlorious와 hydrochloric 산을 형성하기 위해 물과 결합한다. Cl2, HOCl, OCl-는 강한 산화제이며, 하수에 존재하는 화합물들을 감소시키기 위해 강하게 반응한다. 이러한 산화작용이 끝날 때, 활발한 염소이온들은 클로라민을 형성하기 위해 암모니아와 유기질소 화합물과 반응한다. 염소화된 유기 화합물 또한 형성될 수 있다. 반응하는 이온들의 특성과 농도는 그 형태를 결정지을 것이며, 트리할로메탄을 포함하고 있는 염소화된 유기화합물을 산출할 것이다. 휴믹산과 펄빅산 또한 하수에 존재하는 가장 흔한 트리할로메탄 전구물질이며, 트리할로메탄 형성에 큰 역할을 한다.
 암모니아와 유기질소 화합물이 염소 화합물과 반응하기 위해 존재하지 않는다면, 많은 양의 THMs가 형성될 수 있다는 것이 실험실 테스트를 통해 밝혀졌다. 그러므로, 질화되는 하수처리시스템은 질화되지 않은 시스템과 비교하여 더욱 많은 양의 트리할로메탄 형성이 될 잠재력이 있다. 철저한 연구가 VOCs의 배출과 형성을 정량화하기 위해 Greeen bay 도시 하수 구역(GBMSD)에서 실시되었는데, 특별히 염소 소독 공정에서의 트리할로메탄형성에 초점이 맞추어져 있다. 상징적인 모델은 GBMSD에서 트리할로메탄 형성과 관련하여 염소 소독 시스템을 나타내기 위해 개발되었다.
 (3)여기서, CTHMS=염소처리 공정 끝에서 GBMSD 유출수에서의 전체적인 THMs

양  (mg/L[ppm])

Tc= 접촉시간(분)
Cd=염소 주입양(접촉조에 있는 잔류염소)
a=상수
b=기울기

이 모델은 질화조건, 중화 pH, 안정적인 온도, 그리고 유기탄소 농도에 따라 아래와 같이 조정될 수 있다.