입상활성탄을 통해 피흡착물질이 흡착되고, 활성탄 고정측의 유입부부터 점차 포화되어 고정층의 아래쪽으로 이동되어, 처리수의 농도가 증가하게 됩니다. 이 시짐을 파과점이라고 하며, 이때 활성탄의 재생 또는 교체가 필요한 시점입니다. 활성탄 관련 문제로서, 파과 현상을 묻는 문제는 10점 위주로 나오며, 파과현상 관련해서는 25점 문제에서 대제목으로 작성이 가능합니다.
출제
121회 1교시 8번 입상활성탄의 파과
101회 1교시 3번 입상활성탄 파과현상
개요
활성탄의 미흡착대가 모두 소진되어 처리수 농도가 증가하게 됩니다. 이때 활성탄의 재생 또는 교체가 필요한 시점입니다.
활성탄 파과시점
- 흡착대 : 활성탄 고정층에 피흡착물질이 포함된 물을 통수시키면 제거하고자 하는 피흡착물질은 고정층의 최초유입부에서 대부분 흡착되는데, 이 부분을 흡착대(adsorption zone)라고 합니다.
- 포화흡착대 : 포화가 된 흡착대
- 미흡착대 : 포화가 안된 흡착대
활성탄의 파과시점은 미흡착대가 모두 소진되어 처리수 중 피흡착물질 농도가 급격하게 증가하게 되고, 처리 효율이 떨어지게 됩니다. 처리수량/처리시간을 x축으로 하고 유출농도를 y축으로 한 농도변화곡선을 파과곡선이라고 합니다. 파과곡선의 모양은 피흡착물질별 흡착능, 입자의 외부와 내부의 확산속도, 운전조건 등에 따라 달라집니다.
- 페놀 : 흡착속도가 빠른 물질인 경우, 전형적인 S자형 곡선
- 부식질, 계면활성제 : 분자량이 크고 흡착속도가 느린 물질은 S자형 파과곡선이 나타나지 않음
활성탄 파과시점 증대 방안
활성탄의 파과시점을 증대하기 위한 방안은 다음과 같습니다.
1. 하부공기공급 : BAC 전환되어 미생물이 흡착된 유기물 분해
2. 오존 + BAC(생물활성탄) : 유기물의 생분해성 증가
3. 적절한 역세척(역세척 주기와 방법)
4. 전처리 공정의 강화(응집, 침전, 여과)
결론
활성탄 폐색 및 파과시점을 앞당기는 주요 원인물질은 NOM(휴믹물질)으로, NOM 의 적절한 관리가 필요합니다. TOC와 SUVA254를 정수장 운전지표로 도입하여 NOM을 관리하고 제어를 해야합니다.
