상수처리과정에서 상수의 6단계 정수 과정

상수처리과정에서 상수의 6단계 정수 과정

상수처리과정에서 상수의 6단계 정수 과정

상수처리과정과 위생 또는 상수의 6단계 정수 과정에 대해서 알아보도록 하겠습니다. 상수도의 설치 역사를 잠깐 살펴보면 우리나라 최초의 상수도 설치는 1905년 일본인들에 의해 처음 급수와 선박급수를 위해서 부산 범어사에 수원지를 설치하여 급수한 것이 처음이라는 기록이 있으나 사실상의 우리 국민을 위한 상수도는 1908년 서울 뚝섬 정수장 설치가 최초의 급수시설로 알려져 있습니다. 환경부가 전국 지방자치단체 및 수도사업자를 조사한 결과에 따르면 2015년 말을 기준으로 상수도 보급률은 95% 전후로서 전년에 비해서 지속적으로 상승하고 있고 2011년 농어촌 지역의 상수도 보급률은 55.9%로 전년 51에서 4. 9% 정도 상승했지만 여전히 50%대에 머무르고 있지만 정부의 계획은 2020년까지 농어촌의 상수도 보급률을 78%까지 끌어올릴 계획이고 실제 그 정도로 상수도 보급률은 현재 이 시간에는 보급되고 있는 현황이기도 합니다. 이러한 상수원이 수원으로서 갖춰야 할 조건을 잠깐 살펴본다면 수량이 풍부하고 수질이 당연히 좋아야 하며 위치가 급수지역에 되도록 가까워야 되며 자연유하식의 취수 및 배수가 가능한 특징을 가지고 있어야 합니다.

상수의 6단계 정수 과정

보통 상수의 6단계의 정수 과정을 살펴보면 먼저 수원에서 취수를 하고 다음 도수, 정수, 송수, 배수, 급수의 과정을 거치게 되는데 구체적으로 처리 계통을 보면 먼저 스크린을 통해서 다음에는 염소 전처리를 통하고 그다음에는 침사지, 그리고 약품이 투여되는 응집제 투여가 되면서 교반이 이루어지고 침전지로 이동하게 됩니다. 이후 사 여과를 통하고 염소 후처리를 한 다음에 정수지로 옮겨와서 송수와 배수 과정을 거쳐서 급수가 되는 게 일반적인 처리의 계통도라고 이해할 수 있다는 거죠. 상수 처리 방법에는 공기를 함유하는 폭기라든가 응집시킨다든가 또는 침전, 여과, 소독, 특수 정수법 등이 있다고 알려져 있습니다.

폭기 법

세부적으로 폭기 법부터 목적 및 방법에 대해 살펴보면 먼저 폭기란 수질 개선을 위해 물과 공기를 밀접하게 접촉시키는 방법으로서 유기물 산화에 의해서 정화시키는 것입니다. 폭기 법의 목적을 살펴보면 철이나 망간의 제거를 위한 산소나 물의 연화에 사용하는 과잉 소석회 처리 후에 가하게 되는 이산화탄소의 제거를 위해 산소를 첨가하는 것입니다. 고온의 깊은 우물물을 냉각시키고 살균작용을 할 수도 있고 맛과 냄새를 제거할 수 있으며 이산화탄소라든가 메탄, 황화수소와 같은 가스류를 분류할 수 있습니다. 또한 이산화탄소의 제거로 물의 pH를 높일 수도 있습니다.

침전 법

두 번째 방법은 침전 법입니다. 보통 침전은 침전지에서 수류를 극히 완 지시 키거나 전연 정지시켜서 부유물을 침전시키는 방법으로 완속 침전 법이라고 해서 부유물의 제거는 주로 모래층의 표면에서 일어나는 특징을 가질 수 있습니다. 약품 침전은 보통 침전 법으로는 비중이 작거나 직경이 작은 것은 침전하지 않는 까닭에 약품을 가해서 응집 침전시키는 방법으로 급속 침전 법이라고도 합니다. 이러한 침전 법의 효과와 작용을 보면 효과의 목적은 세균수의 감소와 부유물, 색도, 냄새, 탁도, 불쾌한 맛 등을 제거하는 이미 등의 제거라고 볼 수 있습니다. 물속에 용존 하는 탄산염 또는 중탄산염과 황산알루미늄이 화합하여 수산화알루미늄을 생성하게 한 후에 이것이 침하할 때는 다른 물속의 부유물이 되어 침전하는 것입니다. 일반적으로 황산알루미늄은 5-35ppm을 사용하며 침전 시간은 2-5시간으로 볼 수 있습니다.

응진 법

다음은 응집 법입니다. 즉 콜로이드 입자가 결합하여 덩어리를 만드는 것으로 침전이 용이해지는 특징을 보이고 있는데, 목적으로는 수중의 불순물을 침전으로 제거시키거나 급속사 여과지를 제거시킬 수 있는 것이고 방법으로는 느린 방법이긴 하나 콜로이드 물질을 성숙시키고 가열하고 상반되는 성질의 콜로이드를 가하는 것입니다. pH를 변화시키고 전해질, 즉 응집제를 사용하고 Floc을 형성시키는 방법입니다.

여과법

다음은 여과법입니다. 여과는 1893년에 밀스가 매사추세츠 주 로렌스 시에서 물을 여과, 급수하여 장티푸스라든가 이질, 설사, 장염 등의 발생률이 떨어지고 일반 사망률도 저하한다는 것을, 낮춰진다는 것을 알게 됩니다. 또한 같은 해 독일의 레인 크도 강물을 여과하여 함부르크 시민에게 공급한 결과 밀스와 같은 결과를 얻게 되어 그 이후에서는 밀스-레인크 현상이라고 부르게 되기 시작합니다. 여과법 중에 급속여과법은 1880년 미국에서 시작한 방법으로 이것을 우리가 급속여과는 아메리칸 필터 또는 아메리칸 메서드라고 하는데 여과수 중에서 소화기계 감염 병원체의 영향을 보면 완속 여과는 급속여과보다 안정성, 즉 세균 제거 능력이 크고 기생충 알도 잘 제거되는 특징이 있을 수 있습니다. 완속 여과법은 1829년 제임스가 영국에서 제일 먼저 시행한 방법으로 이것을 잉글리시 필터 또는 잉글리시 메서드라고 하는데요. 완속 여과법은 약품을 사용치 않고 보통 침전한 후 여과지로 보내는 방법이라고 볼 수 있습니다. 원수를 12-40시간 정지, 침전하게 되면 냄새가 감소되고 색도와 탁도는 50-95% 감소하고 균수는 40-95% 감소되는 특징을 보이고 있습니다. 다시 제가 말씀드리는 내용은 좀 어려울 수 있지만, 다소 어려운 내용이지만 앞서서 말씀드렸던 완속 여과와 급속여과를 구분해서 말씀을 정리해서 드려 본다면 흔히 정수기 중 여과법으로 정수하는 것이 해당되는 방법이라 볼 수 있는데 보통 완속 여과는 영국식 방법, 급속여과는 미국식 방법으로, 완속 여과는 중력 침전, 급속여과는 약품 침전 등으로 구분해 볼 수 있고요. 보통 1차 사용 일수는 완속 여과는 1-2개월, 급속여과는 12시간-2일, 평균 1일 정도의 시간을 볼 수 있고 여과 속도는 완속여과는 3m/일, 하지만 급속여과는 120m/일, day의 속도를 가지고 있을 수 있습니다. 여과막 같은 경우는 완속여과는 원수 중에 부유물 또는 불순물에 의해서 콜로이드상의 막이 형성되고 이 막에 의해 세균이 99% 제거되고 기생충 알도 제거된다면 급속여과는 주로 무기물로 성립되어 미생물이 증식할 여유가 없고 여과수 중의 세균이 소화기계 감염병에 영향을 미치기도 합니다. 완속여과는 넓은 면적을 보이고 있지만 급속여과는 좁은 면적, 완속여과는 건설비는 많이 드나 유지관리비가 적게 드는 특징이 있는 반면 급속여과는 건설비는 적게 들지만 유지관리비가 많이 드는 특징을 보이고 있을 수 있다고 정리해볼 수 있습니다.

소독

다음은 소독입니다. 우리가 보통 열소독, 자외선 소독과 화학적 방법으로는 여러 가지 방법이 있을 수 있으나 할로겐류가 가장 많이 사용된다고 볼 수 있습니다. 브롬은 염소보다 화학적으로 불활성이므로 살균력이 적은 특징이 있고 은 화합물은 물에 대한 살균력이 큰 특징이 있습니다. 염소 소독은 먹는 물의 정수 처리나 수처리의 방류수에 가장 많이 사용하는 소독 방법으로 알려져 있습니다. 물을 살균 또는 여과 처리하는 것은 병균을 죽여서 수인성 감염병을 예방하는 데 있으며 염소 소독에는 액체염소라든가 차아염소산나트륨, 표백분에 의한 염소 소독 등 세 종류가 있습니다. 이 중에서 가장 많이 사용하고 가장 염가인 것은 액체염소인 것입니다. 상수도 염소 소독 시에는 잔류염소량 기준은 0. 1ppm 이상, 병원성 미생물에 의해 오염되었거나 오염될 우려가 있는 경우에는 0. 4ppm 이상, 4ppm을 넘지 아니하는 기준을 가지고 있습니다. 부활 현상이라는 게 있는데 이는 염소 소독된 물의 세균이 다시 증가하는 현상인데 그 이유를 보면 첫째 염소 소독으로 인해 수중의 식균 생물이 전부 사멸되어서 남아 있는 세균이 급증하기 때문이고요. 둘째로는 수중의 조류가 사멸하면 남아 있는 세균이 죽은 조류를 영양원으로 하여 증가하기 때문이며 셋째로는 아포 형성 균이 발아, 증식하기 때문입니다. 염소 소독과 오존 소독의 장단점을 잠깐 말씀드려 본다면 염소 소독은 가격이 저렴하며 잔류성이 큰 반면 냄새가 나고 발암물질을 형성하는 단점을 가지고 있습니다. 그에 반해 오존 소독의 장점을 보면 발암물질을 형성하지 않고 pH 변화에 상관없이 오염된 물질을 제거할 수 있는 강력한 살균력을 발휘할 수 있고 공기와 전력만 있으면 필요량을 쉽게 만들 수 있는 반면 잔류성이 없어서 살균 후 미생물 증식에 의한 2차 오염의 위험이 있을 수 있습니다. 또한 가격이 비싸고 반감기가 짧아서 처리장에 오존 발생기가 반드시 있어야 하며 오존 시설 장비가 복잡하고 고도의 운전 기술이 필요하다는 단점을 가지고 있습니다. 마지막으로 특수 정수법에 대해서 이야기해보면 먼저 생물 제거법, 식물성 생물, 즉 조류에 대한 것을 말하고 이 조류 제거에는 황산구리를 제일 많이 사용하며 이 밖에 염소라든가 활성탄 등을 사용할 수도 있습니다. 조류의 종류에 따라서 필요 농도는 다르나 황산구리의 경우에는 0. 2-1. 5ppm 범위로 주입하는 것이 특징입니다.

철 제거법, 마간 제거법

다음은 철 제거법인데 철분은 침전과 여과로도 어느 정도 제거되나 불충분하므로 폭기 법을 사용해서 제철해야 됩니다. 다음은 망간 제거법입니다. 망간 제거법은 철을 제거하는 제철법의 경우와 같이 폭기에 의하여 산화하여 불용해성의 수산화 망간이 된 것을 침전, 여과하여 제거하는 것이 특징이고 폭기에 의한 망간 제거법은 철 제거 때와 같이 효과가 없는 수가 많으므로 과망간산칼륨의 주입에 의한 산화 법, 망간, 제올라이트 법 또는 양이노 교환수지에 의한 교환 처리 등이 연구되고 있습니다.

불소 주입법

마지막으로 불소 주입법인데 적당량의 불소화합물을 함유하게 되면 충치가 감소하지만 과잉의 불소화합물을 마시게 되면 어린이의 치아에 파손이 와서 반상치의 우려가 되고 극소량의 불소화합물의 마실 경우에는 우치의 원인이 되기도 합니다. 상수 공급 시에는 불소 함유량이 1ppm 정도가 되도록 주입하는 것이 좋은데 이때 사용하는 약품은 규불화 나트륨이라든가 불화나트륨, 규불화 수소산, 규불화 암모늄, 불화탄소 등을 보이고 있을 수 있습니다. 이번 시간에는 우리는 물의 처리 방법, 화학적 처리 방법, 물리적 처리 방법, 생물학적 처리 방법에 어떤 것들이 있는지 살펴보았고요. 다소 어려운 이야기였을 겁니다.