응집이론에 관해

목차

1. 응집이론
1.1 개요
1.2 응집제
1.3 응집제의 종류
1.4 응집보조제

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본문내용

어야 하며 약품값에서 오는 경제성과 응집효과 등이 검토되어야 한다.
약품에 따라서 응집 효과가 다르므로 가능한 한 물에 대한 용해도가 크고 이온가가 큰 것일수록 응집 효과가 크다. 약품주입량은 약품교반시험(jar test) 의하여 결정된다. 응집침전에 의하여 물 속의 미세한 입자를 제거하는 것은 실제로는 상당히 복잡하여 고도의 기술을 요하고 있다. 이에 필요한 충분한 기술습득이 안되면 좋은 수질의 물을 만들어 낼 수가 없다. 응집제와 콜로이드 입자의 접촉이 여하히 단시간 에 이루어지느냐 하는 것이 응집효과에 큰 영향을 주며, 전하가 중화되어 입자간에 불안정한 상태가 되었다하더라도 입자와 입자와의 거리를 단축시켜 입자간의 인력에 의하여 뭉칠 수 있도록 입자 사이의 충돌을 효과적으로 만들어 주어야 한다. 입자가 서로 충돌하여 뭉치는 현상을 플록형성(flocculation) 이라 한다. 응집침전지는 급속혼화지(rapid mixing basin)와 플록형성지, 침전지로 구성 되어 있다. 혼화지는 주입된 약품과 원수를 급속히 교반시키므로써 제타퍼텐셜을 감 소시켜 입자간에 뭉칠 수 있는 상태를 만들어 주는 시설이다. 이 경우 혼화는 2 5분 안에 일어나도록 설계되어야 하며, 급속혼화를 위해서 프로펠러형 또는터빈형 혼화 기가 사용된다. 플록을 형성하기 위해서는 15 30분 정도의 체류시간이 필요하며, 플록이 잘 형성되도록 패들(paddle)
을설치하여 서서히 교반하여 준다. 이때 교반하는 속도가 플록형성에 영향을 미치게 된다. 플록형성이 효과적으로 이루어지기 위해서는 가능한 한 입자간의 충돌횟수를 높여 주어야 하며, 이를 위해서는 교반을 해주어야 한다. 그러나 교반이 너무 빠르면 형성된 플록입자에 전단력이 발생하여 깨어지게 되고 교반 이 너무 느리면 플록형성 효과가 낮거나 플록형성지에 플록이 침전되는 경우가 있다. 그러므로 시설물의 설치나 운전에 고도의 기술을 요하는 것은 당연하다. 플록형성지에서 플록이 형성된 물은 침전지로 흘러가게 된다. 침전지의 유효 수심은 3 4m 정도이며, 지의 형상은 장방형이 좋으며 폭과 길이의 비를 장폭비라고 하며, 수류의 안정을 유지하기 위해서 장폭비는5:1 정도가 적당하고 침전지에서 물이 체류되는 시간은 보통 3 5시간 정도면 충분하다. 응집침전지에서 침전처리된 물은 여과지로 넘어오게 된다. 여과지는 정수처 이과정에서 제일 중요한 역할을 하는 공정이다. 여과는 부유물, 특히 침전으로 제거 되지 않은 미세한 입자의 제거에 가장 효과적이다. 여과지에 사용되는 여과재의 종류 는 모래 무연탄 규조토 등이 있으며, 한 가지 또는 두가지를 복합사용하는 경우도 있다. 또한 플랑크톤이나 기타 부유물을 제거할 목적으로 미세한 강철망이 여과재 로 사용되는 미려과가 있으며, 다공성인 규조토를 여과지에 사용함으로써 여과 율을 높이는 규조토여과도 있고, 철제탱크를 이용하여 고압으로 물을 통과시켜 여과속도를 120 240m/일 정도로 운전하는 압력여과도 있다. 대도시의 정수장에서는 단시간에 대량의 물을 생산하기 위한 목적으로 거의 급속여과지로 물을 정수하고 있다. 급속여과지 는 40 60cm 정도의 자갈층 위에 60 70cm의 모래층으로 구성되어 있다. 여과사의 경우 유효경은 0.45 0.7㎜의 범위이고 가장 많이 이용되는 것은 0.60㎜이며, 균등 계수는 1.7 이하가 기준인데 흔히 1.4이하의 것이 많이 사용된다.
<> 급속여과는 단시간에 대량의 물을 생산하므로 완속여과에 비해 여과지의 수 두손실이 크다. 즉 여과지가 막혀 물이 통과하지 않는다. 그러므로 인위적으로 여과 지를 세척하는데 이를 역세척(back washing)이라 하며 여과지의 손실수두가 보통 2.0 2.5m에 달하면 여과를 중지하고 역세척을 실시한다. 역세척의 횟수는 원수수질에 따라 하루에 3 4회 역세척하는 경우도 있으나 1 2일에 1회씩 보통 실시한다. 급속여과시스템은 완속여과시스템과 같이 미량의 금속성분 맛과 냄새 암모 니아 등에 이르는 광범위한 성분에 대처할 수 있는 장점을 갖지 못한다. 따라서 이들 용해성의 유기 무기의 여러 성분에 대응하기 위해서는 별도의 처리 시설을 설치하여야 한다. 이와 같은 처리시설을 특수정수처리 또는 고도정수처리라 한다.
3) 특수처리법
물속에 유기 무기의 용해성분이 허용량 이상 존재하는 경우 급속여과시스템 에 용해성분의 제거과정을 시스템의 앞이나 뒤에 부가하는 것이 보통이다. 이러한 경 우 시스템의 결합방법은 크게 나누어 2가지가 있는데, 용해성분량의 다소와 하용화의 난이도에따라서 결정된다. 제1방법은 원수 중의 용해성 불순물을 우선 하용화하고 분리하는 방법으로, 하용화가 가능하고 농도가 비교적 높은 성분에 대하여 사용된다. 제2방법은 용해성분의 농도가 낮은 경우에 주로 쓰이는 방법으로, 급속여과 시스템에 의하여 부유물과 콜로이드성분을 제거한 후에 남는 용해성분을 활성탄흡착, 역삼투, 이온교환 등의 여러 과정에서 제거, 조정하는 방법이다. 즉, 철 망간을 다량으로 함유할 경우에 물은 적갈색이나 흑갈색이 되므로 제거해야 한다. 그러기 위해서 먼저 폭기를 하거나 염소 과망간산칼륨 오존 등을 사용하여 산화시키고, 모래나 특수한 여재를 사용한 여과처리에 의해서 제거하는 것 이 일반적이다. 그러나 철이나 망간을 좋아하는 박테리아를 이용하여 제거하는 방법 도 있다. 또 경도가 높은 물은 보일러의 내부에 스케일을 생기게하므로 소석회나 소 다회를 가하여 칼슘이나 마그네슘을 침전시켜 제거하거나 이온교환수지법을 사용하여 제거한다. 물의 냄새를 제거하는 것은 매우 어려운데, 현재로서는 활성탄에 흡착시키거 나 오존으로 분해하는 이외에다른 확실한 방법은 없다.
보통 조류 등의 플랑크톤이 다수 발생하면 물의 냄새나 색은 여과지에서는 제거하기가 어렵다. 그러므로 일반적 으로 황산구리나 염소 등을 사용하여 사멸시키거나 마이크로스트레이너(microstrainer)를사용하기도 한다. 한편, 급속여과시스템 뒤에 완속여과지를 설치하여 여러가지 미량의 유기 무기성분을 제거하는 2단 여과와 같은 방식이 장차 쓰여질 것이며, 이러한 방법도 제2 방법에 속하는 우수한 용해성분처리법이라할 수 있다.

키워드

응집,   응집교반,   플럭형성,   응결,   응집보조제,   응집제