2015년08월16일 23번

[수질오염방지기술]
유입수량 4,000m³/day, BOD 200mg/L, SS 150mg/L 이고 침전지의 깊이를 4m, 체류시간은 3시간으로 할 때 침전지(장방형)의 표면부하율은?

① 12 m3/m2・day
② 22 m3/m2・day
③ 32 m3/m2・day
④ 42 m3/m2・day

(정답률: 50%)

문제 해설

침전지의 표면부하율은 다음과 같이 계산할 수 있다.

표면부하율 = 유입수량 × 농도 ÷ 침전지 면적

여기서 유입수량은 4,000m³/day, BOD 농도는 200mg/L, SS 농도는 150mg/L이다. 따라서 BOD의 유입부하는 다음과 같이 계산할 수 있다.

BOD 유입부하 = 유입수량 × 농도 = 4,000m³/day × 200mg/L = 800,000mg/day

SS 유입부하 = 유입수량 × 농도 = 4,000m³/day × 150mg/L = 600,000mg/day

침전지 면적은 장방형이므로 가로, 세로, 높이를 각각 a, b, h라고 하면 면적은 다음과 같다.

면적 = a × b = (h ÷ 3) × (4a) = 4ah ÷ 3

여기서 h는 침전지의 깊이이므로 4m이다. 따라서 면적은 다음과 같다.

면적 = 4a × 4a ÷ 3 = 16a² ÷ 3

따라서 표면부하율은 다음과 같다.

BOD 표면부하율 = 800,000mg/day ÷ (16a² ÷ 3) = 150,000mg/m²・day ÷ a²

SS 표면부하율 = 600,000mg/day ÷ (16a² ÷ 3) = 112,500mg/m²・day ÷ a²

따라서 BOD와 SS 중에서 더 큰 값을 선택하여 표면부하율을 결정한다. 여기서는 BOD가 더 크므로 BOD 표면부하율을 선택한다.

BOD 표면부하율 = 150,000mg/m²・day ÷ a²

이제 a를 구하기 위해 침전지의 체류시간을 이용한다. 체류시간은 3시간이므로 유입수량을 체류시간으로 나눈 값을 침전지 부피로 사용한다.

침전지 부피 = 유입수량 × 체류시간 = 4,000m³/day × 3h = 12,000m³

침전지 부피는 다음과 같이 a, b, h를 이용하여 계산할 수 있다.

침전지 부피 = a × b × h = a² × 4a = 4a³

따라서 a는 다음과 같다.

a = (침전지 부피 ÷ 4)^1/3 = (12,000m³ ÷ 4)^1/3 = 15.49m

따라서 BOD 표면부하율은 다음과 같다.

BOD 표면부하율 = 150,000mg/m²・day ÷ (15.49m)² = 32m³/m²・day

따라서 정답은 "32 m³/m²・day"이다.

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