<131호>[연재]악취의 발생과 확산 …4

 

[131호] 2011년 8월 4일 목요일 발행

 

악취의 발생과 확산 …4

폐수처리를 위한 BOD 과부하에 의해서도 악취 발생

악취물질의 특징 및 악취저감을 위한 노력은 황 화합물에 집중되어 왔으며, 질소계 화합물에 대하여도 검토되었으나 하수에서 발생하는 악취는 다양한 물질을 포함한다.

 

이러한 악취물질은 하수에서의 악취발생 물질이긴 하나 지배적이지 않아 악취저감의 주요 대상물질은 아니다.

만일 하수관거 및 하수처리장이 공장에서 고농도, 혹은 부하량이 큰 폐수를 유입시킨다면 산업폐수에서 발생시키는 악취물질이 하수처리장에서 발생하는 악취물질의 특성을 결정지을 수 있다.

산업폐수의 종류에 따라 악취물질은 형태와 농도가 다르다. 특히, 휘발성 유기화합물은 하수처리장에서 상당한 양으로 유입되며, 하수처리장 및 포기조에서의 악취발생을 특징짓는다.

고농도의 BOD를 방출하는 산업폐수는 간접적으로 악취발생에 기여한다. 심지어 산업폐수 자체가 악취물질을 발생시키지 않더라도 고농도의 BOD 부하는 하수관거를 거치면서 산소를 고갈시키고 황화수소의 발생을 증대시킬 수 있다.

고온으로 방출되는 폐수도 유사한 영향을 미친다. 고농도의 황산염 농도는 정수에서 나타날 수 있으며 산업폐수나 해변가의 짠물, 해수의 여과과정에서 발생한다.

 

대기 중으로의 악취물질 비산에 영향을 미치는 요소 (IWA, 2001).

 

● 가스의 용해성
● 기체상 및 액체상에서의 악취물질의 농도
● 전체 부피에서의 물질전달계수(와류의 영향 받음)
● 온도(온도 증가는 가스의 용해성을 감소시키며 기체상의 전달율을 높임)
● pH (낮은 pH는 황화수소의 비산을 증대시키고, 높은 pH에서 암모니아의 비산이 증가한다)

 

악취가스의 액상에서 기상으로의 전이는 다음의 물질전달 방정식에 의해 표현된다.
또한 헨리의 법칙은 가스 상에서의 이론적 최대농도를 예측하게 한다.

 

P=Hp
여기서 P=기체상의 몰분율
         p=액상에서 용해된 기체의 몰분율
         H=헨리의 법칙 상수

 

실제로 황화수소와 같은 악취물질의 농도는 하수관거나 탱크의 헤드스페이스에서 헨리 법칙에 의해 계산되는 평형값에 도달하지 않는다. 이는 하수의 유량, 성상, 환기량, 온도차 등의 변수가 많기 때문이다.

일반적으로 라군이나 침전조의 표면은 풍속의 증가에 따라 악취의 비산이 증가하지만 해당면적당 상대적으로 악취의 비산이 적다.

 

악취의 비산이 가장 많은 것은 와류와 교반이 활발히 진행되는 조건에서이다 (하수의 큰 낙차에 의한 이송구조, 이음새나 분배조, 웨어, 공기에 의한 침전물 제거시설, 슬러지 교반 등). 

 

물질	형태	악취특성	악취threshold(ppbv)	분자량
Acids
Acetic acid	CH3COOH	식초	0.16	60
Butyric acid	CH3(CH2)2COOH	맛이 변한	0.09 to 20	74
Valeric acid	CH3(CH2)3COOH	땀냄새	1.8 to 2630	102
Aldehyes and Ketones
Formaladehyde	HCHO	콕쏘는 듯한, 숨막히는	370	30
Acetaldehyde	CH3CHO	과일향, 사과	0.005 to 2	44
Butyraldehyde	CH3(CH2)2CHO	맛이 변한, 땀냄새	4.6	72
Isobutyraldehyde	(CH3)2CHCHO	과일향	4.7 to 7	72
Valeraldehyde	CH3(CH2)3COH	과일향, 사과	0.7 to 9	86
Acetone	CH3COOH3	과일향, 달콤한	4580	58
Butanone	CH3(CH2)2COOH3	푸른 사과	270	86

 

rv= KLa(C-C*) Where

rv= rate of volatilization(㎎/h);

KL= mass-transfer coefficient(m/h)

a= specific interfacial area for mass transfer(㎡); 

C=  concentration of volatile compound in water(㎎/㎥); and

C*= concentration of volatile compound in water in equilibriumwith the gas phase(㎎/㎥)

 

<계속>