청주시 상수도사업본부

탈질작용 (denitrification)

탈질소세균이 질산 또는 아질산을 질소가스로 환원시켜 대기 중으로 방출하는 작용. 탈질이라고도 한다. 질소가스는 모두 무기질산 또는 아질산에서 유래하여 NO- ₃→ NO- ₂→ N₂의 순으로 환원되므로 N₂ 외에 NO등도 부차적으로 형성되는 경우가 있다. 호기성 생물이 호흡의 전자전달말단에 산소를 이용하는데 대하여, 탈질소세균은 O₂대신 NO- ₃또는 NO- ₂를 이용하여 에너지의 조달을 하고 있는 것으로 추측된다. 탈질소작용은 질산호흡의 일부이다. 극히 적은 양의 탈질소작용은 모든 토양에서 생기지만, 대량의 탈질소작용이 발생하려면 토양 속의 산소가 적어지고 토양이 환원적인 조건이 될 것, 이와 동시에 토양 속에 산소가 많은 산화적 장소가 생겨 질산형태의 질소가 존재하거나 또는 질산이 생성되는 조건이 될 것, 탈질소세균이 존재할 것 등 3가지 조건이 있어야 한다. 이러한 조건은 일반적으로 논이나 소택지의 저질토에서 볼 수 있으며 그런 곳에는 뚜렷한 탈질소작용이 생기는 경우가 있다. 논에 물을 채우면 흙의 표층은 물을 통해 산소를 공급받아 산화적으로 되어 그곳에는 암모니아 형태의 질소 등 질소화합물이 산화되어 질산이 된다. 그러나 흙 하층에는 산소가 미치지 못하므로 산소 부족의 환원적 층이 발달하여 표층에서 생성된 질산이 이곳에서 질소가스로 환원되어 공중으로 발산된다. 때로는 시비한 질소의 대부분이 탈질소작용으로 없어지는 경우도 있으므로 비료의 낭비가 된다. 그래서 탈질소작용을 막기 위해 비료를 흙 표면뿐 아니라 작토의 모든 층에 혼합하는 전층시비법을 장려하고 있다. 또한 질화억제제를 사용하여 표층에서의 질산 생성을 억제하는 것도 효과가 있다. 논에 질산 형태의 질소비료를 사용하지 않는 것은 탈질소작용에 의해 질소가스로 발산되는 것을 방지하기 위해서이다. 밭인 경우에도 유기물을 많이 시비하거나 비가 내려 흙 속의 수분이 많아졌을 때에는 흙 속의 질산이 환원되어 탈질소작용이 일어난다.

탈질장치 (deniturification plant)

배수중의 유기성 질소나 암모니아성 질소를 초화균의 산화작용으로 아초산성 질소나 초산성 질소로 변한다. 다음으로 탈질균의 환원작용에서 질소가스로 제거하는 장치. 초화조는 pH가 적어지면 알칼리제가 필요하고 탈질조에서는 수소공여체로서 메탄올 등의 유기탄소원이 필요로 된다. 이 때문에 이들 약제를 사용하지 않는 개량형이 개발되었다. 그 대표적인 예가 초화액 순환식 탈질장치이다. 본 방식의 기본구성은 탈질조, 초화조, 침전조로 된다. 탈질조에서는 가스가 교반등으로 탈질된다. 생성된 알칼리를 초화조의 중화에 이용, 초화액을 탈질조로 순환시켜 탈질한다. 탈질의 유기탄소원은 배수의 BOD를 이용하기 때문에 BOD도 동시에 제거되는 것이 특징이다.

탈질화 (denitrification)

토양이나 하수 중의 단백질의 최종산화물인 아질산성질소 또는 질산성 질소가 질소기체로 환원되어 공기중으로 방출, 제거되는 현상. 탈잘박테리아에 의해 진행되며 하수처리과정의 마지막 단계에서 중요한 비중을 차지한다.

탈착 (desorption)

활성탄과 같은 흡착제에 흡착된 피흡착질이 흡착제로부터 분리되는 현상 또는 그 일. 흡착제로 재사용하기 위한 재생수단으로 수증기 또는 용제에 의해 인위적으로 행하기도 한다.

탈취법 (deodorization method)

유지가 가지는 냄새를 제거하는 일. 유지 정제공정의 하나이다. 순수한 유지는 냄새가 없으나, 보통 유지에는 원료가 지니는 특유한 냄새가 남아 있고, 오래되면 산패로 냄새가 생기게 된다. 또 수소첨가유지는 일반적으로 전형적인 수소첨가 냄새를 풍기므로 효과적인 유지의 감압수증기 탈취정제를 한다. 유지의 감압수증기 탈취에서는 알데히드·케톤 등의 냄새성분을 휘발시키고, 과산화물·카로티노이드 및 다른 색소를 파괴하며 유리지방산을 줄인다. 그러나 이 조작에 의해 글리세리드가 가수분해되는 일은 거의 없다. 최근에는 반연속 탈취관을 대규모로 사용하고 또 여러 종의 연속 탈취관도 사용하고 있다. 탈취관 안은 몇몇 단으로 구분하여 220∼250℃로 가열한 유지를 맨 윗단에 넣고, 직접 수증기를 관내에 불어 넣는다. 그러면 유지가 각 단을 차례로 흘러내리는 동안에 감압탈지된다. 석유정제시에도 탈취가 이루어진다. 즉 악취가 나는 메르캅탄을 산화시켜 이황화물로 바꾸고 탈황하여 석유의 탈취공정을 마친다. 탈취법의 대표적인 방법으로 산 ·알칼리 세정법, 직접 연소법, 촉매 산화법, 오존 산화법, 흡착제나 이온 교환법에 의한 흡착법, 전기 집진장치를 이용한 전극법 등이 있고, 일반적으로 위의 방법을 병용하는 경우가 많다. 또 전처리로서 제진, 제습, 수세 등을 필요로 한다.

탈황 (desulfurization)

황화합물을 제거하는 화학기술과 그 조작을 말한다. 그 대상은 석유·석탄·가스·연도가스 등 여러 가지이며 그 기술내용도 다르다. 이와 같이 대상이 되는 물질의 탈황 형태는 다음과 같다. 1. 석유의 탈황 ; 원유 속에는 여러 가지 황화합물이 존재하는데, 많은 경우에는 원소황이 5%(무게)에 이르는 것도 있다. 이들 황화합물은 석유정제 공정에서 트러블의 원인이 되며 석유제품의 품질을 떨어뜨리고, 환경오염의 원인이 된다. 그래서 석유의 탈황이 필요하다. 석유속의 황화합물은 무기황·유기황으로 분류된다. 2. 석탄의 탈황 ; 석탄에는 많은 경우 원소황으로 환산, 1%를 넘는 황이 함유되어 있다. 그 내용은 무기·유기화합물로 분류된다. 무기화합물은 황화철 등 금속화합물로 들어 있으므로 석탄을 파쇄하여 부유선광을 행하는 등의 과정으로 일부는 제거된다. 유기황화합물의 제거는 석탄을 가스화·액화한 다음 탈황정제를 하는 외에 방법이 없다. 3. 가스의 탈황 ; 석탄이나 중질석유 유분을 가스화하여 제조한 합성가스나 수소 중에는 황화수소가 상당량 함유되어 있고, 그 뒤 촉매 프로세스로 촉매를 변하게 하는 등의 일이 생긴다. 이 황화수소를 제거하기 위해 각종 용제가 쓰인다. 4. 배연탈황; 중유나 석탄 등 황함유량이 많은 연료를 연소시키면 황산화물이 연도가스에 함유되어 대기오염공해를 초래하므로 제거할 필요가 있다. 그 방법으로는, 고체흡수제(활성탄·석회석·산화망간 등)를 이용하는 건식법과, 수용액계 흡수제(소석회슬러리·염기수용액 등)를 이용하는 습식법이 있다.

탈황장치 (desulfurization equipment)

액체, 기체 물질중의 유황분을 제거하는 장치를 말한다. 공해면에서 아황산 가스가 대기에 방출되는 것을 막기 위해 행해지는 것으로, 중유에 포함되어 있는 유황분을 제거하는 중유 탈황과 배연속에서 활성탄 등을 이용해서 아황산 가스를 제거하는 배연 탈황이 있다. 그리고, 분뇨처리시설의 혐기성 소화조에서 발생하는 소화가스 중에서 유화수소를 제거하는 탈황장치 가 있다. 특히 분뇨처리시설의 소화가스 탈황장치에는 건식(乾式), 습식(濕式)의 방식이 있다. 건식은 철편(鐵片), 활성탄, 기타 흡착제등에 유화수소를 흡착시켜 제거하는 것이다. 습식은 물, 가송소다, 탄산소다용액, 또는 염소수이며 소화가스를 세정하는 방식이다.

태양 (sun)

태양계 중심에 있으며 지구에서 가장 가까운 항성이다. 평균적인 항성의 하나이며, 스펙트럼형 G2형의 주계열성으로 분류된다. 태양계 총질량의 99.9%를 차지하며, 행성 및 다른 많은 태양계 천체를 거느리고 있다. 태양이 복사하는 빛이나 열 또는 바람은 행성 등에 여러 영향을 끼치며, 행성의 대기를 만들고 그것을 움직여 지구상의 생명을 탄생시켰다. 따라서 지구상의 생명의 원천이며, 인류에 있어서 단순한 하나의 항성이 아니라 생활을 지배하는 천체이다. 태양의 크기는 지구의 109배이고, 반지름은 지구에서 달까지 거리의 1.8배이다. 지구는 태양을 초점으로 하는 타원궤도를 공전하며, 태양에 가장 접근하는 근일점을 1월 상순, 가장 먼 원일점을 7월 상순에 통과하는데, 이 두 거리의 평균값을 1천문단위(1AU)라고 한다. 우주에서의 태양의 위치는 은하계 중심에서 2.8만 광년 떨어져 있다. 은하계는 지름 약 10만 광년, 두께는 중심부가 1만 5000광년, 끝에서는 수천 광년이라는 원반모양을 이루고 은하계의 바깥쪽은 나선팔로 되어 있다. 태양은 이 나선팔의 한 중심에 있다. 태양의 중심 온도는 약 1.4 × 17 K로 계산되며, 핵반응에 의해서 에너지를 발생한다. 내부와 표층대기에서는 방사평형이 성립되지만, 표층 아래에서 반경의 약 1/10의 깊이 까지는 대류층이 있다. 표층에는 밖으로부터 차례로 코로나, 채층이 있고 그 안쪽을 반채층과 광구로 나누기도 한다. 대류층의 영향은 표층에 미쳐서 광구에 입상반, 백반, 흑점, 채층에 양반 등이 생기며, 코로나에는 홍염이 나타난다. 밀도는 바깥쪽일 수록 감소되고 있으나, 온도의 저하는 반채층까지이고 채층, 코로나로 상승하며, 대류층에서 운반되는 에너지가 원인으로 생각되고 있다.

태양전지 (solar cell, solar battery)

광전효과의 하나인 광기전력효과를 응용하여 기전력을 발생시킨 것. 즉 빛에너지를 전기에너지로 변환하는 소자의 하나이다. 주요한 재료로서는 실리콘(규소) 결정이나 비소화갈륨 등의 화합물반도체, 어멀퍼스 실리콘 등이 쓰인다. 태양전지는 1960년대부터 인공위성이나 등대·벽지에서의 전원으로서 실용화 되었는데, 최근에는 보다 규모가 큰 지상에서의 이용계획이나 우주공간에서의 발전소 구상도 있다. 이를 위해서 가격절감·변환효율·내구성·내방사선성 등의 연구개발이 진행되고 있다. 단일결정 실리콘 pn 접합을 이용한 소자의 광전변환효율은 약 15%에 이르렀으며, 1m에 태양전지를 나열했을 때 맑은 날의 일조로 약 100W의 전력이 얻어진다.

태풍 (typhoon)

북태평양 남서부에서 발생하여 아시아 동부로 불어오는 풍속이 32㎧ 이상인 맹렬한 열대저기압. 북태평양 동부, 대서양 서부, 멕시코와 카리브 해에서 발생하여 북아메리카로 불어오는 태풍에 해당하는 열대저기압은 허리케인(hurricane)이라 하며, 인도의 벵골 만에서 발생하는 열대저기압은 사이클론(cyclone)이라 한다. 열대저기압은 그 강도에 따라 열대 요란, 열대 폭풍, 태풍으로 분류되며, 강도는 주로 최대풍속에 의해 결정된다. 태풍의 계급은 ① 중심에서의 최저기압, ② 1∼3분 또는 5분 동안의 평균 풍속이나 돌풍의 세기, ③ 풍향, ④ 강수량과 강수강도, ⑤ 87㎞/h 또는 118㎞/h 풍속이 나타나는 반지름, 또는 1,000mb(밀리바) 등압선까지의 반지름, ⑥ 발생지점과 진로의 특징 등에 의해 결정된다. 태풍은 북반구에서는 시계 반대방향으로, 남반구에서는 시계방향으로 각각 돌면서 폭풍 중심으로 향하는 나선형의 저기압성 순환을 한다. 중심으로 향할수록 기압이 하강하고 풍속·온도·습도가 증가하다가 갑자기 풍속이 감소하여 중심인 눈에서는 산들바람이 불거나 바람이 전혀 불지 않는 무풍상태를 나타내는 특이한 구조를 갖는다. 이와 같은 태풍은 열대 요란의 일부만이 성장하여 형성되므로 쉽게 볼 수 있는 현상은 아니다. 해마다 발생하는 태풍의 수는 30∼100여 개로 매년 다르며, 1/4은 동남아시아에서, 1/7은 카리브 해역에서, 1/10은 남서태평양과 오스트레일리아 해역에서 각각 발생한다. 태풍은 시간당 3.5×109t의 고온다습한 공기를 수송하므로 막대한 양의 에너지와 수증기를 열대 해양에서부터 중위도로 이동시킨다. 그러므로 대류권의 대기순환에 큰 변화를 초래한다. 발생 열대저기압이 발생하기 위해서는 전향력이 적절히 크게 작용할 수 있는 위도(5∼6°)와, 대기에 충분한 습기를 제공할 수 있는 해수면 온도(26.5°C 이상), 대기가 불안정하거나 지면은 저기압이고 상층대기는 고기압이어야 하며, 바람의 연직 시어가 없을 때의 조건이 동시에 만족되어야 한다. 이러한 조건들을 모두 만족하는 영역은 주로 위도 5∼10°의 열대해양으로 열대수렴대가 이 영역 안에 존재할 때 열대저기압이 발생할 가능성이 높다. 코리올리 인자 f는 f=2Ωsinφ이므로 위도 φ와 지구 자전각속도 Ω에 따라 달라진다. 또한 회전을 유발하는 전향력은 코리올리 인자 f와 풍속 v의 곱으로 나타난다. 저위도에서는 f가 작으므로 풍속 v가 크지 않다면 전향력이 작아 회전성분이 생성되기 어렵다. 열대 해양의 한 지점에 요란이 발생하면 요란의 중심으로 고온다습한 공기가 모여들어 상승하게 된다. 그러면 적운이 형성되고 대류성 강수가 발생해 상승운동이 더욱 가속된다. 더 빠른 속도로 주변 공기가 수렴하게 되면 풍속 v가 커져 전향력이 커진다. 이에 따라 전향력에 의한 회전성분이 커져 직선형 수렴이 저기압성 순환을 하는 나선형 수렴으로 변형되어 열대저기압으로 발달한다. 열대 요란에서 태풍으로 발달하는 데는 4∼8일이 걸린다. 강한 연직 바람 시어가 존재하면 대류활동이 억제되어 저기압 형성이 지연된다. 또한 열대저기압의 주된 에너지원은 잠열이므로 건조 공기의 유입은 열대저기압을 소멸시킨다. 발달과 구분 열대저기압의 일생은 수시간에서 3주까지 다양하며 평균 생존기간은 5∼10일이다. 태풍은 열대 요란에서부터 발달한다. 대양에서 발생한 열대 요란은 200∼400㎞ 범위에 폐곡된 등압선이 존재하지 않고 중심 기압도 1,000mb 이상으로 수일 동안 지속된다. 열대 요란 중 일부만이 발달해 나선형 순환을 하는 열대 폭풍이 된다. 열대 폭풍은 최대 풍속이 89∼118㎞/h이며 중심기압도 1,000mb 이하로 하강하고 중심 근처에서 기압경도가 급격히 증가한다. 중심에는 지름 5∼15㎞의 눈이 형성되며 영향권도 80∼200㎞로 축소된다. 대부분의 열대저기압은 폭풍의 단계에서 일생을 마치며 일부만이 발달해 최대 풍속이 32㎧가 넘는 태풍으로 강화된다. 나선형 순환은 거의 원형 순환으로 변하며 눈의 반지름도 20∼100㎞로 확장된다. 폐곡된 원형 등압선이 중심에서 반지름 200㎞까지 나타나며, 중심기압도 1,000mb 이하이나 기압경도는 열대 폭풍보다 작다. 태풍이 육지에 상륙하면 고온다습한 공기의 유입이 줄고 마찰이 증가해 소멸된다. 또한 중심 기압이 상승하며 풍속도 줄어들고 태풍의 눈 반지름이 커지며 희미해진다. 1950년대 이후 열대저기압은 최대풍속에 의해 구분된다.

탱크리스급수방식 (tankless water supply system)

고가수조 도는 압력수조를 갖추지 않는 새로운 급수방식으로 탱크리스 급수방식에는 정속식과 변속식의 2종류가 있다. 정속식이란 건물의 규모에 따라 여러대의 펌프를 병렬로 설치하여 1대의 펌프는 항상 운전시켜 놓고, 다른 펌프는 물의 사용 상태에 응하여 운전, 정지할 수 있도록 한 방식이다. 또 변속식이란 가변 전동기를 이용하여 물의 사용 상태에 응하여 전동기의 회전수를 변화시켜 급수량을 제어하는 방식을 말한다. 이 방식은 고가수조를 설치하지 않은 건물, 혹은 초고층 빌딩과 같은 중량물을 설치할 수 없는 건물에 이용된다.