응집제, 응집보조제 란?
응집제는 오수에 있는 미립자를 모아 큰 덩어리로 만들어 침강시키기 위해 사용하는 약제입니다.
응집제는 유기계와 무기계로 나뉘며, 무기계에는 황산밴드(황산알루미늄), 염화제2철, PAC(폴리염화알루미늄) 등이 있습니다. 최근에는 유기 합성 고분자 응집제가 많이 사용되고 있습니다.
응집제는 주응집제와 보조응집제로 구분됩니다. 보조응집제는 주응집제가 만든 플록을 더 크고 강하게 만들어 침전성을 높이는 역할을 합니다.
응집 보조제로는 점토, 수산화칼슘(소석회), 산화칼슘(생석회), 활성규산 등이 있습니다.
고분자 응집제는 수중에 있는 미세입자를 가교화하여 침전시키고, 폐수처리, 제지, 염색, 화학, 축산, 광산 등 다양한 산업 분야에서 농축, 여과, 탈수 등의 고액 분리 공정에 사용됩니다.
응집제 및 응집보조제의 사용 목적
- 혼탁도 감소: 물 속의 부유물질을 제거하여 물을 맑게 만듭니다.
- 유기물 제거: 자연 유기물질(NOM)을 제거하여 소독 부산물의 생성을 줄입니다.
- 병원성 미생물 제거: 바이러스, 박테리아 등을 제거하여 물의 안전성을 높입니다.
응집제의 종류 4가지와 특징
응집제는 수처리 과정에서 미세한 입자들을 응집시켜 큰 덩어리로 만들어 제거하기 쉽게 하는 화학물질입니다. 주로 사용되는 응집제의 종류와 그 특징은 다음과 같습니다.
| 응집제 종류 | 특징 |
|---|---|
| 황산알루미늄(Alum) | – 가장 일반적으로 사용되는 응집제 – pH 조정이 필요할 수 있음 – 탁도 및 유기물 제거에 효과적 – 알칼리도 소모가 크고, 수중 알루미늄 농도 증가 가능성 |
| 폴리알루미늄클로라이드(PAC) | – 다양한 폴리머 구조로 효율적인 응집 가능 – 낮은 알칼리도에서 사용 가능 – 황산알루미늄 대비 낮은 용량으로도 효과적 – 수중 알루미늄 잔류량이 적어 환경적으로 유리 |
| 염화철 및 황산철 | – 주로 산업 폐수 처리에 사용 – 유기물 및 인 제거에 효과적 – 염화철은 빠른 응집 반응, 철의 잔류물이 수질에 영향 가능 – 황산철은 비용 저렴, 대량 사용 시 부산물 관리 필요 |
| 유기 응집제 | – 합성 유기 고분자 사용 – 낮은 농도에서 높은 응집 효율 – 저온에서도 좋은 성능 – 화학적 안정성 높고, 부산물 적어 환경적 영향 적음 |
- 황산알루미늄(Alum): 가장 일반적으로 사용되는 응집제로, pH 조정이 필요할 수 있습니다. 탁도 제거와 유기물 제거에 효과적입니다. 하지만, 사용 시 알칼리도 소모가 크고, 수중의 알루미늄 농도 증가가 문제가 될 수 있습니다.
- 폴리알루미늄클로라이드(PAC): 다양한 형태의 폴리머 구조를 가지고 있어 효율적인 응집이 가능합니다. 낮은 알칼리도에서도 사용할 수 있으며, 황산알루미늄에 비해 낮은 용량으로도 효과를 볼 수 있습니다. 또한, 수질에 남는 알루미늄의 양이 적어 환경적인 측면에서 유리합니다.
- 염화철과 황산철: 주로 산업 폐수 처리에 사용되며, 특히 유기물과 인 제거에 효과적입니다. 염화철은 빠른 응집 반응을 보이지만, 처리 후 철의 잔류물이 남을 수 있으며, 이는 수질에 영향을 줄 수 있습니다. 황산철은 비용이 저렴한 편이지만, 대량 사용 시 부산물 관리가 필요할 수 있습니다.
- 유기 응집제: 합성 유기 고분자로, 물속의 미세한 입자들을 효과적으로 응집시키는 데 사용됩니다. 낮은 농도에서도 높은 효율을 보일 수 있으며, 특히 저온에서도 좋은 성능을 나타냅니다. 화학적 안정성이 높고, 부산물이 적어 환경에 미치는 영향이 적습니다.
응집보조제의 종류 5가지와 특징
응집보조제는 응집제의 효과를 증대시키기 위해 사용되는 물질로, 여러 종류가 있으며 각기 다른 특징을 가지고 있습니다. 아래에 주요 응집보조제의 종류와 그 특징을 표로 정리했습니다.
| 응집보조제 종류 | 특징 |
|---|---|
| 활성탄 | – 미세한 입자를 흡착하여 응집 효과를 증대시킴 – 유기물, 냄새, 색소 제거에 효과적 – 비용이 상대적으로 높을 수 있음 |
| 실리카(Silica) | – 응집제를 보조하여 큰 플록 형성 – 고농도의 실리카가 필요할 수 있음 – 주로 금속염 응집제와 함께 사용 |
| 벤토나이트(Bentonite) | – 점토 광물로, 응집제와 결합하여 큰 플록 형성 – 유기물 및 미세 입자 제거에 효과적 – 비용이 저렴하며 다양한 용도로 사용 가능 |
| 폴리머(Polymers) | – 고분자 화합물로, 양이온성, 음이온성, 비이온성 등이 있음 – 미세 입자와 결합하여 플록을 크게 형성 – 낮은 농도에서도 높은 효율을 보임 – 응집제와의 조합에 따라 효과가 달라짐 |
| 파라핀(Paraffin) | – 유기 화합물로, 응집제와 함께 사용 시 플록의 크기와 강도를 증가시킴 – 주로 폐수 처리에서 사용 – 사용 시 경제적 측면 고려 필요 |
- 활성탄(Activated Carbon)
- 특징: 활성탄은 표면적이 매우 넓고 미세한 구멍이 많아 흡착 능력이 뛰어납니다. 이로 인해 물 속의 유기물, 냄새, 색소 등을 효과적으로 제거할 수 있습니다. 활성탄은 주로 미세한 입자를 흡착하여 응집 효과를 증대시키는 데 사용됩니다.
- 사용 예: 활성탄은 정수 처리, 폐수 처리, 수처리 공정 등에서 흔히 사용됩니다. 특히, 물의 맛과 냄새를 개선하는 데 매우 효과적입니다.
- 장점: 고효율의 유기물 제거 능력.
- 단점: 비용이 상대적으로 높을 수 있습니다.
- 실리카(Silica)
- 특징: 실리카는 주로 금속염 응집제와 함께 사용되어 큰 플록(floc)을 형성하는 데 도움을 줍니다. 실리카는 물 속에서 응집제를 보조하여 더 큰 입자를 만들고, 이를 통해 침전 속도를 높입니다.
- 사용 예: 산업 폐수 처리, 정수 처리 등에서 사용됩니다. 특히, 금속 이온이 많이 포함된 물질의 처리가 필요할 때 유용합니다.
- 장점: 금속염 응집제와의 시너지 효과.
- 단점: 고농도의 실리카가 필요할 수 있습니다.
- 벤토나이트(Bentonite)
- 특징: 벤토나이트는 자연적으로 발생하는 점토 광물로, 물 속에서 부풀어 오르고 고형 입자와 결합하여 큰 플록을 형성합니다. 이는 유기물 및 미세 입자 제거에 효과적입니다.
- 사용 예: 드릴링 머드, 와인 및 주스의 정화, 폐수 처리 등 다양한 산업에서 사용됩니다.
- 장점: 저렴한 비용과 다양한 응용 가능성.
- 단점: 특정 조건에서만 최적의 효과를 발휘할 수 있습니다.
- 폴리머(Polymers)
- 특징: 폴리머는 고분자 화합물로, 양이온성, 음이온성, 비이온성 등이 있습니다. 이들은 미세 입자와 결합하여 큰 플록을 형성하고, 응집제를 보조하여 응집 효과를 극대화합니다. 폴리머는 매우 낮은 농도에서도 높은 효과를 발휘할 수 있습니다.
- 사용 예: 정수 처리, 폐수 처리, 제지 공정 등에서 사용됩니다.
- 장점: 높은 효율성과 다양한 환경에서 사용 가능.
- 단점: 응집제와의 조합에 따라 효과가 달라질 수 있습니다.
- 파라핀(Paraffin)
- 특징: 파라핀은 유기 화합물로, 응집제와 함께 사용 시 플록의 크기와 강도를 증가시킵니다. 이는 주로 폐수 처리에서 사용되며, 플록을 더 크고 강하게 만들어 침전 및 제거가 용이하도록 합니다.
- 사용 예: 산업 폐수 처리, 특히 유기물 함량이 높은 폐수 처리에 사용됩니다.
- 장점: 플록의 크기와 강도를 크게 향상.
- 단점: 경제적 측면에서 비용이 높을 수 있습니다.
마무리
오늘은 응집제, 응집보조제의 종류와 특징에 대해 알아보았습니다.
응집제는 오수의 미립자를 모아 큰 덩어리로 만들어 침강시키기 위한 약제로, 유기계와 무기계로 나뉩니다. 무기계에는 황산밴드, 염화제2철, PAC 등이 있으며, 최근에는 유기 합성 고분자 응집제가 많이 사용됩니다.
응집제는 주응집제와 보조응집제로 구분되며, 보조응집제는 주응집제가 만든 플록을 더 크고 강하게 만들어 침전성을 높입니다. 보조응집제로는 점토, 수산화칼슘, 산화칼슘, 활성규산 등이 있습니다. 이들은 폐수처리, 제지, 염색 등 다양한 분야에서 사용됩니다.
응집제 및 응집보조제의 사용 목적은 혼탁도 감소, 유기물 제거, 병원성 미생물 제거 등입니다. 응집제로는 황산알루미늄, 폴리알루미늄클로라이드, 염화철 및 황산철, 유기 응집제 등이 있으며, 각각의 특성이 있습니다.
예를 들어, 황산알루미늄은 탁도 및 유기물 제거에 효과적이지만, pH 조정이 필요할 수 있고, 알칼리도 소모가 크며, 수중 알루미늄 농도 증가 가능성이 있습니다. 반면, 폴리알루미늄클로라이드는 낮은 알칼리도에서 사용 가능하고, 황산알루미늄 대비 낮은 용량으로도 효과적입니다. 염화철 및 황산철은 주로 산업 폐수 처리에 사용되며, 유기 응집제는 낮은 농도에서 높은 응집 효율을 보이며, 저온에서도 좋은 성능을 나타냅니다.
응집보조제로는 활성탄, 실리카, 벤토나이트, 폴리머, 파라핀 등이 있으며, 이들은 응집제의 효과를 증대시키는 역할을 합니다. 예를 들어, 활성탄은 미세한 입자를 흡착하여 응집 효과를 증대시키며, 유기물, 냄새, 색소 제거에 효과적입니다.
실리카는 금속염 응집제와 함께 사용되어 큰 플록을 형성하는 데 도움을 줍니다. 벤토나이트는 점토 광물로, 유기물 및 미세 입자 제거에 효과적입니다. 폴리머는 고분자 화합물로, 양이온성, 음이온성, 비이온성 등이 있으며, 미세 입자와 결합하여 큰 플록을 형성합니다. 파라핀은 유기 화합물로, 응집제와 함께 사용 시 플록의 크기와 강도를 증가시킵니다.
이러한 응집제와 응집보조제는 혼탁도 감소, 유기물 제거, 병원성 미생물 제거 등을 목적으로 다양한 수처리 과정에서 사용됩니다.
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