응집제응집제는 흔히 "산업 만병통치약"으로 불리며, 적용 범위가 매우 넓습니다. 수처리 분야에서 고액 분리 강화 수단으로, 하수 1차 침전, 부유선별 처리, 활성 슬러지 공법 후 2차 침전 강화에 사용될 수 있습니다. 또한 하수 3차 처리 또는 고도 처리에도 적용 가능합니다. 수처리에서 응집 효과(화학 약품 투입량)에 영향을 미치는 요인은 수온, pH 및 알칼리도, 수중 불순물의 종류 및 농도, 외부 수자원 관리 조건 등 매우 다양하고 복잡합니다.
1. 수온의 영향
물 온도는 약물 소비에 상당한 영향을 미치며, 겨울철 낮은 온도의 물은 더욱 그렇습니다.
약물 소비에 더 큰 영향을 미치며, 이는 일반적으로 미세하고 느슨한 입자로 이루어진 응집물의 느린 형성을 초래합니다. 주요 원인은 다음과 같습니다.
무기염 응집제의 가수분해는 흡열 반응이며, 저온수 응집제의 가수분해는 어렵다.
저온수의 점성이 크기 때문에 불순물 입자의 브라운 운동이 약해집니다.
물과의 접촉을 줄여 충돌 가능성을 낮추므로 콜로이드의 불안정화 및 응집을 방지하고 플록의 성장에 영향을 미칩니다.
물의 온도가 낮으면 콜로이드 입자의 수화가 촉진되어 콜로이드 입자의 응집력이 약해지고, 콜로이드 입자 사이의 접착 강도에도 영향을 미칩니다.
수온은 물의 pH와 관련이 있습니다. 수온이 낮으면 물의 pH 값이 높아지고, 이에 따라 응집에 최적의 pH 값도 높아집니다. 따라서 추운 지역의 겨울철에는 많은 양의 응집제를 첨가하더라도 양호한 응집 효과를 얻기 어렵습니다.
2. pH 및 알칼리도
pH 값은 물이 산성인지 알칼리성인지를 나타내는 지표, 즉 물 속의 H+ 농도를 나타내는 지표입니다. 원수의 pH 값은 응집제의 가수분해 반응에 직접적인 영향을 미치므로, 원수의 pH 값이 특정 범위 내에 있을 때 응집 효과가 보장됩니다.
응집제를 물에 첨가하면 응집제의 가수분해로 인해 물 속의 H+ 농도가 증가하고, 이로 인해 물의 pH가 낮아져 가수분해가 저해됩니다. 최적의 pH 범위를 유지하려면 물에 H+를 중화할 수 있는 충분한 알칼리성 물질이 있어야 합니다. 자연수는 일정량의 알칼리성 물질(주로 HCO3-)을 함유하고 있어 응집제 가수분해 과정에서 생성되는 H+를 중화하고 pH를 완충하는 효과를 나타냅니다. 원수의 알칼리성이 부족하거나 응집제를 과다하게 첨가하면 물의 pH가 크게 낮아져 응집 효과가 저하됩니다.
3. 물 속 불순물의 종류와 농도가 미치는 영향
물 속 부유물질(SS)의 입자 크기와 대전율은 응집 효과에 영향을 미칩니다. 일반적으로 입자 직경이 작고 균일할수록 응집 효과가 떨어집니다. 물 속 입자 농도가 낮으면 입자 간 충돌 확률이 낮아 응집에 불리합니다. 탁도가 높을 경우, 물 속 콜로이드를 불안정화하기 위해 필요한 화학물질의 양이 크게 증가합니다. 물에 유기물이 다량 존재할 경우, 유기물이 점토 입자에 흡착되어 원래 콜로이드 입자의 표면 특성이 변하고 콜로이드 입자가 더욱 안정화되어 응집 효과가 심각하게 저하됩니다. 이러한 경우, 유기물의 작용을 제거하고 응집 효과를 향상시키기 위해 산화제를 첨가해야 합니다.
물에 용해된 염류 또한 응집 효과에 영향을 미칠 수 있습니다. 예를 들어, 자연수에 칼슘 및 마그네슘 이온이 다량 존재하면 응집에 유리하지만, 염소 이온(Cl-)이 다량 존재하면 응집에 불리합니다. 홍수기에는 빗물의 침식으로 인해 부식질을 다량 함유한 탁도가 높은 물이 공장으로 유입되는데, 일반적으로 사용되는 사전 염소 처리 및 응집제 투입량은 이러한 점을 고려하여 결정됩니다.
4. 외부 수리 조건의 영향
콜로이드 입자의 응집을 위한 기본 조건은 콜로이드 입자를 불안정화시키고, 불안정화된 콜로이드 입자들이 서로 충돌하도록 하는 것입니다. 응집제의 주요 기능은 콜로이드 입자를 불안정화시키는 것이며, 외부의 수력 교반은 콜로이드 입자가 응집제와 충분히 접촉하여 서로 충돌하여 플록을 형성하도록 하는 역할을 합니다.
콜로이드 입자가 응집제와 완전히 접촉하도록 하려면 응집제를 물에 투입한 후 응집제가 수체 전체에 신속하고 균일하게 분산되어야 하는데, 이를 일반적으로 급속 혼합이라고 하며, 10~30초 이내, 최대 2분 이내에 이루어져야 합니다.
5. 물 충격 하중의 영향
수질 충격이란 원수의 수질이 주기적 또는 비주기적으로 급격하게 변하는 현상을 말합니다. 상수도 시설의 도시 용수 사용량과 상류 수량 조절은 처리장으로 유입되는 물에 영향을 미치는데, 특히 여름철 용수 공급량이 최고조에 달할 때 이러한 변화가 두드러지게 나타나 처리장 유입수의 수질이 크게 변동합니다. 이로 인해 약품 투입량을 자주 조정해야 하며, 침전 후 처리 효과가 저하될 수 있습니다. 또한, 이러한 수질 변화는 선형적으로 증가하지 않는다는 점에 유의해야 합니다. 따라서 반응조 내 명반의 농도를 주의 깊게 관찰하여 과다 투입으로 인해 응집 효과가 저하되지 않도록 해야 합니다.
6. 응집제저축 조치
상기 요인들 외에도, 액상 용액 교반 횟수 증가, 약물 고형 입자 침전 감소, 약물 안정화, 약물 소비량 절감 등과 같은 약물 절약 조치들이 있습니다.
폴리아크릴아미드를 사용하여 비용을 절감하려면 적절한 모델을 선택하는 것이 중요합니다. 원칙은 처리 효과가 가장 좋은 폴리아크릴아미드를 선택하는 것이며, 비싼 것이 반드시 최고는 아니며, 저렴하다는 이유로 오히려 처리 효과가 떨어지고 비용이 증가하는 결과를 초래해서는 안 됩니다. 슬러지의 수분 함량을 줄일 뿐만 아니라 단위 약제 투입량도 줄일 수 있는 약제를 선택해야 합니다. 제공된 의약품 시료를 사용하여 응집 실험을 수행하고, 실험 효과가 좋은 두세 가지 의약품을 선별한 후, 각각 기계 가동 실험을 통해 최종 슬러지 상태를 관찰하고 최종 의약품 종류를 확인해야 합니다.
폴리아크릴아미드는 일반적으로 고체 입자 형태입니다. 따라서 특정 용해도를 갖는 수용액으로 제조해야 합니다. 농도는 보통 0.1%에서 0.3% 사이입니다. 농도가 너무 높거나 낮으면 효과가 떨어지고, 약품 낭비와 비용 증가를 초래하며, 과립형 중합 물질이 용해될 수 있습니다. 사용되는 물은 깨끗해야 하며(예: 수돗물), 하수는 사용할 수 없습니다. 실온의 물이면 충분하며, 일반적으로 가열은 필요하지 않습니다. 물의 온도가 5℃ 미만일 때는 용해 속도가 매우 느리고, 온도가 올라갈수록 용해 속도가 빨라집니다. 그러나 40℃ 이상에서는 고분자 분해가 가속화되어 사용 효과에 영향을 미칠 수 있습니다. 일반적으로 수돗물은 고분자 용액 제조에 적합합니다. 강산, 강알칼리, 고염수는 제조에 적합하지 않습니다.
첨가제 제조 시 경화 시간에 주의해야 합니다. 첨가제가 물에 완전히 용해되어 응집되지 않도록 해야 합니다. 그렇지 않으면 낭비가 발생할 뿐만 아니라 슬러지 생산 효과에도 악영향을 미칩니다. 또한 여과포와 파이프라인이 막혀 반복적인 낭비가 발생할 수 있습니다. 제조된 용액은 보관 기간이 제한적입니다. 일반적으로 용액 농도가 0.1%인 경우, 비음이온성 고분자 용액은 1주일을 넘지 않아야 하며, 양이온성 고분자 용액은 하루를 넘지 않아야 합니다.
약제를 준비한 후, 투입 과정에서 진흙의 질적 변화와 진흙의 효과에 주의하고, 투입량을 적절히 조절하여 최적의 투입 비율을 달성해야 합니다.
약품은 건조한 창고에 보관해야 하며, 약품 포장은 밀봉해야 합니다. 사용 시에는 최대한 적게 사용하고, 사용하지 않은 약품은 습기를 피하기 위해 밀봉하여 보관하십시오. 의약품을 조제할 때는 가능한 한 많이 변형시키지 않도록 주의해야 하며, 장기간 방치된 액체 의약품은 가수분해되어 더 이상 사용할 수 없게 될 수 있습니다.
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게시 시간: 2022년 11월 4일