한국초순수기술

Korea Pure Water Technology

지하수 또는 공업용수 중에 함유된 탁질(Turbid matter) 및 부유물질(Suspended Solids) 등을 입상 여과재 층에 통과시켜 제거하는 장치이다. 공급수의 오염 정도에 따라 여과재의 선택 및 역세척(Back-Wash) 방법이 달라질 수 있으며 완속여과방식(중력식)과 급속여과방식(압력식) 으로 구분된다

활성탄소 특유의 흡착력을 이용하여 공급수 중에 함유된 방향성 물질 및 잔류염소 등을 제거하기 위한 장치이다. 활성탄소는 야자(Coconut)열매의 부산물을 주원료로 하여 고도의 활성화 공정에 의해 제조되는 여과재로서 각종 산업분야 및 환경 분야에 광범위하게 사용되고 있다.

• 정수 및 폐수처리시설 (맛,냄새,유기물,COD,BOD,THM,잔류염소,색도,농약성분 등의 흡착 제거)
• 초순수 제조설비의 전처리 (역삼투압장치 등)
• 염료공업의 탈색, 탈취, 콜로이드 및 형광물질 흡착 제거.
• 석유화학 및 알콜 공업.
• 금속공업, 도금액 정제, 귀금속 회수.
• 의약품공업의 중간체 정제, 부반응 방지, 콜로이드 제거, Pyrogen 제거.

철(Fe)과 망간(Mn)을 함유한 지하수는 일반적으로 양수 초기에는 무색투명할 수 있다. 그러나 시간이 경과 되면 대기 중의 산소(O2)와 접촉하면서 산화(Oxidation)되어 담갈색과 흑색의 침전물이 생성되므로 공업용수 및 음용수로 사용할 경우 심각한 장해를 초래할 수 있다.
다양한 처리 방법이 있으나 Feroxer System은 장치의 취급이 용이하고 처리효율이 비교적 우수한 접촉산화 방식의 장치이다.

• 철(Fe)은 알칼리도가 높은 수중에서 중탄산 철의 형태로 용존 하며 적당량의 이산화탄소(CO2)가 존재하여 안정되어 있다.   -Fe(HCO₃)₂ ↔ FeCO₃ + CO₂ + H₂O
• 이산화탄소가 감소하면 평형이 깨져 탄산철이 생성되고 이것이 가수분해하여 수산화제1철을 생성한다.   
  -FeCO₃ + H₂O ↔ Fe(OH)₂ + CO₂
• 생성된 Fe(OH)2는 물에 용해되기 쉽고 쉽게 산화되어 용해도가 0.01ppm 이하의 난용성 수산화제2철이 생성된다.   -Fe(OH)₂ + 1/2O₂ + H₂O ↔ Fe(OH)₃

• 철(Fe) -K₂Z∙MnO∙Mn₂O₂ + 4Fe(HCO₃)₂ → K₂Z + 3MnO₂ + 2Fe₂O₃ + 8CO₂ + 4H₂O (Z:Zeolite기) 접촉 산화된 철은 불용성이 되므로 FEROXER 층을 통과 하면서 억류 여과된다.
• 망간(Mn)   -K₂Z∙MnO∙Mn₂O₂ + 2Mn(HCO₃)₂ → K₂Z + 5MnO₂ + 4CO₂_↑ + 2H₂O MnO₂H₂O + Mn²⁺ → MnO₂∙MnO + 2H⁺ 망간은 철과 공존하는 경우가 많으며 그 양은 철에 비하면 적은 편이나 산화반응은 철에 비하여 매우 늦고 철과 유사한 형태로 제거된다.

원수(센물)를 양이온교환수지 층에 통과시켜 연수(단물)를 제조하는 장치이다.
공급수 중에 함유된 경도 성분인 칼슘(Ca⁺²) 및 마그네슘(Mg⁺²)등을 양이온교환수지의 제거반응을 이용하여 물에 의한 백화현상(Scale)으로 발생 되는 여러가지 장해요인을 제거한다.
따라서 경도가 높은 지하수를 보일러용수 및 기계장비 냉각수로 사용할 경우 필수적인 장치이다.
양이온교환수지의 제거 능력이 소진되면 10% 농도의 염수(소금물)로 재생하여 그 기능을 지속적으로 유지할 수 있으며 양이온교환수지의 경도 제거반응과 재생반응은 아래와 같다.

• 2(*RSO₃Na) + Ca² + (*RSO₃)₂Ca + 2Na + R-(SO₃Na)₂ + Ca(HCO₃)₂ → R-(SO₃)₂Ca + 2NaHCO₃
  R(SO₂Na) + Mg(HCO₃)₂ → R-(SO₃)₂Mg + Na2SO₄
  

• (RSO₃)₂Ca + 2NaCI + 2(RSO₃Na) + CaCI₂
  R-(SO₃)₂Ca + 2NaCI + R-(SO₃Na)₂ + CaCI₂
  R-(SO₃)₂MgCl → R-(SO₃Na)₂ + MgCI₂

정밀여과장치는 여과재(Media)를 이용한 방법과 일반적인 「여과」의 개념에서 볼 때 그 처리결과는 유사하나, 실제 활용에 있어서는 장치의 사용상 차이가 있다.
Media를 이용한 장치는 공급수가 Media 층을 통과하면서 수중에 함유된 오염물질들이 Media 층에 억류되거나 흡착된다. 따라서 역세척 공정을 통하여 억류된 오염물질을 외부로 배출시킴으로써 그 기능을 환원 유지시키는 방식이며 정밀여과장치는 다공성의 화학섬유 등으로 제조된 Cartridge Type의 Filter를 Vessel 내에 삽입 장착하여 공급수가 Filter의 외측에서 내측으로 섬유층을 통과하는 과정에서 오염물질이 억류 여과되며, 억류량이 포화상태가 되면 Cartridge Filter를 교환하여 사용하는 방식이다.

고속응집침전장치는 수중의 탁도를 제거함에 있어 기존 플록의 존재 하에서 새로운 Floc을 형성시키는 공법으로 응집침전의 효율을 향상시키는 것을 목적으로 한 것이다.
고속응집침전장치는 원리상 또는 구조상으로 슬러리 순환형, 슬러지 블랑켓형 그리고 복합형으로 구분되며 원수의 조건, 운전조건에 따라 각기 다른 적용범위를 가지고 있으므로 계획하는 정수장의 여건에 따라 충분히 검토하여 기종을 선택 하여야 한다.

• 응집제와 공급원수는 순환되고 있는 기존의 슬러리와 혼화, 교반된 후에 순환류와 함께 분리부에 유입되고 여기서 상등수의 상승수류와 침강 분리되어 하강 슬러리로 분리된다. 상등수는 수면에 배치된 트로프를 통하여 유출되고 잉여 슬러지는 하부 및 순환부에 설치된 슬러지 호퍼를 통하여 배출시키는 공법이다.

• 상승수류에 의하여 부유상태에 있는 슬러리부의 하부에서 응집제를 혼합한 원수가 상승하게 되어 탁질은 다수의 기존 플록과 접촉하고 슬러리층 상면에 도달할 때 까지 성장하여 상승수류와 균형을 유지하게 된다. 이때 성장된 플록을 상승 수류에서 분리시켜 기존의 부유슬러리 층으로 유입시키는 공법으로 슬러지는 하부에서 배출된다.

• 최초의 응집과정을 슬러리 순환 방식으로 행하고 슬러지의 성장과 분리는 슬러지 블랭키트 방식을 채택한 복합형 구조의 방식으로 최근 가장 많이 사용되는 공법이며 설계상 각별히 유의할 점은 체류시간, 상승유속 등이며 유입 원수가 하천수 또는 호소수일 경우 하절기 강우에 의한 고탁도 유입 등을 신중하게 검토하여야 한다.