하수도 발전 5단계 - 상세 정리

하수도 발전 5단계 - 상세 정리

하수도 발전 단계를 5단계로 나누어 목적, 처리 대상 물질, 주요 공정을 자세히 알아보겠습니다. 시험 대비와 이해를 돕기 위해 구체적으로 정리했습니다.

1단계: 단순 배수 단계

• 시기: 고대 문명 (로마 시대 등) ~ 18세기
• 목적: 생활 오수와 우수를 신속히 배출해 도시 내 위생 상태 개선 및 질병 예방
• 처리 대상 물질:
  • 고형물 (인분, 쓰레기 등)
  • 부유물질 (SS: Suspended Solids)
  • 오수와 빗물 혼합
• 특징 및 공정:
  • 혼합식 하수도(합류식): 오수와 빗물을 함께 배출
  • 처리 없이 강이나 바다로 방류 (예: 로마 클로아카 막시마)
• 설명: 하수도는 단순 배수로 역할. 악취나 오염 관리는 없고, 홍수 방지와 기본 위생이 목표.
• 암기 키워드: "혼합식 배수, 위생 첫걸음"

2단계: 물리적 처리 단계

• 시기: 19세기 산업혁명 ~ 20세기 초
• 목적: 하수 내 부유물질 및 큰 입자 제거로 처리 시설 부하 감소, 악취 저감
• 처리 대상 물질:
  • 큰 고형물 (모래, 쓰레기, 나뭇잎 등)
  • 부유물질 (SS: Suspended Solids)
• 주요 공정:
  • 침사지: 모래 등 무거운 입자 침전
  • 스크린: 큰 쓰레기 걸러냄
  • 1차 침전지: 부유물 가라앉힘
• 설명: 산업화로 하수량 증가, 물리적 처리로 기본 정화 시작. 분리식 하수도 도입 초기.
• 암기 키워드: "물리적 걸러내기, SS와 큰 덩어리 OUT"

3단계: 1차 생물학적 처리 단계

• 시기: 20세기 초 ~ 중반
• 목적: 하수 내 유기물 제거로 하천 및 수역 오염 방지
• 처리 대상 물질:
  • 유기물 (BOD: 생화학적 산소 요구량)
• 주요 공정:
  • 활성 슬러지법: 미생물로 유기물 분해
  • 살수 여상법: 여재 위 미생물 활용
  • 산화지법: 연못에서 호기성 분해
• 설명: 생물학적 처리로 유기물 분해 본격화. BOD 감소가 핵심.
• 암기 키워드: "BOD와 유기물, 생물로 잡아!"

4단계: 2차 생물학적 및 화학적 처리 단계

• 시기: 20세기 중반 ~ 후반
• 목적: 영양염류 (N, P) 제거로 부영양화 방지 및 수질 고도화
• 처리 대상 물질:
  • 질소 (N)
  • 인 (P)
  • 미세 유기물질
• 주요 공정:
  • 질소 제거: 질산화 (암모니아 → 질산염), 탈질 (질산염 → 질소 가스)
  • 인 제거: 화학적 침전 (응집제: 알럼, 철염), 생물학적 제거 (PAO)
• 설명: 2차 처리로 질소와 인 관리 시작. 법적 규제 강화 반영.
• 암기 키워드: "N, P 털어내고 부영양화 STOP"

5단계: 고도 처리 및 재이용 단계

• 시기: 20세기 말 ~ 현재 (2025년)
• 목적: 하수 재이용과 미량 유해물질 제거로 환경 보호 및 자원화
• 처리 대상 물질:
  • 미량 유해물질 (호르몬, 약물, 미세 플라스틱 등)
  • 병원성 미생물
• 주요 공정:
  • 고도 산화 공정 (AOP: 오존+UV)
  • 막 분리 (MBR, 역삼투)
  • UV 소독, 오존 처리
• 설명: 재이용 수질 기준 충족, 신종 오염 물질 관리, 자원 회수 강조.
• 암기 키워드: "고도화로 미세 오염까지, 재이용 GO!"

전체 흐름 요약

단계	목적	처리 대상	주요 공정
1. 단순 배수	위생 개선	고형물/SS	혼합식 방류
2. 물리적 처리	부하 감소	SS/큰 고형물	침사지, 스크린
3. 1차 생물	하천 보호	BOD	활성 슬러지
4. 2차 생물+화학	부영양화 방지	N, P	탈질, 침전
5. 고도 처리	재이용	미량 오염	AOP, 막분리

한 줄 암기: "위생 배수 → 물리 걸러내기 → BOD 생물 처리 → N, P 제거 → 고도 재이용!"