수처리 응집제

응집제 주제 설명

 

응집제는 하수처리장에서 슬러지의 응집을 도와주는 역할을 합니다.  이번 포스팅에서는 응집제를 사용하는 이유와 대표적인 응집제의 종류 그리고 특징들에 대해서 알아보도록 하겠습니다.

응집제를 사용하는 이유

  • 하수처리장에서 BOD, TOC와 같은 유기물을 정량하는 지표의 경우 생물반응조 미생물의 대사과정에서 에너지원을 만드는데 사용이 됩니다. 탈질이나 인 방출과정 등에 유기물을 사용하기 때문에  대부분 제거가 되며 질소의 경우에도 미생물이 양호한 환경에 활동을 하고 있다면 무난하게 제거됩니다.
  • 응집제를 사용하는 이유는 대부분 총인제거와 부유물질 제거를 위해 사용합니다. 엄밀히 말하면 총인을 제거하는데 주 목적으로  사용하며, 응집제 사용없이 응집이 잘 안되거나 플럭 형성이 안되서 처리수 내 부유물질이 많이 존재하는 경우 응집력을 높여주어 SS(부유물질)를 제거합니다.
  • 총인은 질소와 다르게 대기중으로 날아가거나 하는 것이 아니라 미생물들이 자신의 몸에 축적을 하고 있는 형태이기 때문에 슬러지가 응집 침전되지 않는 경우 고농도의 인이 방류수로 배출 될 수 있습니다.

응집제의 종류

다양한 응집제가 수처리에 사용되고 있지만, 가장 대표적인 응집제에 대해 알아보도록 하겠습니다.

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  • PAC (폴리염화알루미늄) : 하수처리장에서 가장 많이 사용되는 응집제 중 하나입니다. PAC는 pH 감소가 적기 때문에 황산알루미늄처럼 pH를 크게 저하시켜 다른 중화제를 함께 써야하는 번거로움이 없습니다. 가격도 상대적으로 저렴하기 때문에 저비용 고효율을 낼 수 있습니다. 대부분 액상의 형태로 저장탱크에 저장하여 사용합니다.
  • 폴리머 : 폴리머는 유기 응집제로 고분자 응집제라고도 불립니다. 응집제 보다는 응집 보조제로 불립니다. 그 이유는 응집에 직접적인 영향을 주기보다 응집제 투입 후 플럭 형성을 도와주는 역할을 하기 때문입니다. 일반적으로 분말폴리머를 운송 받아 사용 시 용해장치에 용해시켜 사용하거나 고체 분말 그대로 사용하기도 합니다. 최근에는 PAC와 함께 많은 사랑을 받고 있습니다.
  • 황산 알루미늄 : 황산알루미늄은 ALUM이라고도 부르며, 알루미늄 기반의 응집제입니다. 과거에 가장 널리 사용되었던 응집제로 물속에서 알루미늄 이온을 방출하여 콜로이드 입자들과 결합합니다. 이 과정에서 크고 무거운 플럭이 형성됩니다.
  • 염화 제2철 : 철 기반의 응집제로 폐수처리장에서 많이 사용됩니다. 염화 제 2철은 하수에 투입되면 수산화철로 변하여 오염물질을 흡착하여 응집하는 작용을 합니다. 또한 인과 철이 만나면 철 인산염 형태로 침전하여 인 제거에 용이합니다. 뿐만 아니라 유기물, 무기물, 중금속 등을 제거할 수 있습니다.

응집제 선택시 고려사항

응집제는 pH에 영향을 많이 주기 때문에 적정 pH 범위를 유지할 수 있도록 해야 합니다. 알칼리성 폐수가 들어오는 폐수처리장에서 pH 감소가 큰 황산알루미늄을 사용하는 것은 괜찮은 선택이 될 수 있겠지만 일반 하수의 경우 pH가 6.0 ~ 7.5 정도이기 때문에 Alum만을 사용한다면 pH가 크게 감소하여 미생물들이 타격을 입을 수 있습니다. 그렇기 때문에중화제를 같이 넣어줘야 합니다. 이러한 사항들을 잘 고려하여 응집제를 선택해야 합니다.

  • 유입수의 pH : 대부분의 무기 응집제는 pH 6 ~ 7 에서 가장 효율이 좋습니다.
  • 유입수 성상 : 유입수 성상에 따라 특정 응집제와의 효율이 감소할 수 있습니다. 유입성상을 고려하여 응집제를 선택해야 합니다.
  • 응집제 비용 : 해당 처리장의 예산과 약품비용을 잘 비교하여 현장에 맞는 응집제를 선택해야 합니다.

응집제 투입 위치

  • 1차 침전지 : 큰 고형물을 응집시키기위해 투입하며 고형물과 함께 후단공정의 오염부하를 줄여주기 위해 투입합니다.
  • 생물반응조 후단 : 2차 침전지로 넘어가기 전 응집제를 투입하여 2차 침전지에서 안정적인 침전을 유도하기 위해 투입하는 위치입니다.
  • 고도처리공정 : 전국에 총인처리시설이 많이 설치되면서 침전, 막, 부상 공법 등 다양한 공법으로 운영되는 고도처리공정에도 투입할 수 있습니다.
  • 슬러지 처리 : 탈수시설에서 함수율을 줄이기 위해 폴리머를 많이 사용합니다.

 

이번 포스팅에서는 하수처리장에서 많이 사용하는 응집제에 대해 알아보았습니다.

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