하수처리에 사용하는 응집제 종류

응집제는 수처리 분야에서 빼놓을 수 없는 약품입니다. 꼭 화학적 처리가 아니라 생물학적 처리를 하는 곳에서도 널리 사용되고 있습니다. 오늘은 하수처리에 필요한 응집제에 대해 알아보도록 하겠습니다.

 

1. 황산알루미늄(Alum)

황산알루미늄은 수산화알루미늄과 황산으로 제조됩니다. 고상이나 액상으로 사용하며 부유 고형물, 콜로이드, 유기물과 같은 불순물을 침전시키거나 여과공정에서 쉽게 처리할 수 있도록 응집시켜 주는 역할을 합니다. 간단한 메커니즘은 알루미늄 이온이 입자의 음전하를 중화하여 서로 응집하게 만들어 줍니다. 대부분 하수의 콜로이드 입자는 음전하를 띠기 때문에 알루미늄 이온입자에 의해 중화되고 서로의 반발력을 줄여 응집시키는데 도움을 줍니다. 고상으로 사용하는 경우 일반적으로 액화시켜 사용하여야 하므로 현장에서 사용시 사용자에게 번거로움을 줄 수 있습니다. 그래서 대부분 현장에서는 액상을 주로 사용합니다. 주의할 점으로는 황산알루미늄은 고농도에서 독성을 띌 수 있고 수중 미생물에게 안 좋은 영향을 줄 수 있으므로 적절한 투입량을 정하여야 합니다. 또한 저온 및 고탁도의 원수에서는 응집성이 좋지 않습니다. 응집 후 pH 저하가 크므로 pH 관리에 주의를 기울여야 합니다. 

 

2. 철염

철염은 일반적으로 폐수처리에 사용되는 응집제입니다. 염화철 또는 황산철과 같은 철 기반의 염으로 폐수에서 부유물을 제거하는 데 사용됩니다. 폐수에 투입되면 철염이 부유 입자를 가두어 입자를 뭉치게 됩니다. 일반적으로 유기물뿐만 아니라 무기물, 중금속 등도 제거할 수 있습니다. 

 

3. PAC (Polyaluminum chloride)

PAC는 유입수 내에 있는 고형물을 응집시켜 침전시키는데 도움을 줍니다. 황산알루미늄과 달리 PAC는 pH가 낮기 때문에 알칼리도가 높은 물에서 효과적으로 작용합니다. PAC는 하수나 제지, 식품 및 음료 가공 공장, 광업 등의 산업폐수에 많이 사용됩니다. 산업 폐수 처리 시 폐기물 양을 줄이고 방류수의 탁도를 줄이는데 많은 도움이 됩니다. PAC의 경우 방류되는 하천의 수생 생물에게 악영향을 줄 수 있으므로 적절한 투여량이 필요합니다. 또한 PAC에는 잔류 알루미늄을 포함할 수 있으므로 식수로 이용될 우려가 있는 곳에서는 사용해선 안됩니다. 또한 장기간 보관 시 스케일을 발생시킬 수 있으며, 약품 배관 등을 막아 설비에 문제를 일으킬 수 있어 사용 후 관 세척을 해주는 것이 좋습니다. 또한 주변 설비들에 PAC가 접촉할 경우 부식을 일으킬 수 있습니다. pH 저하가 없다는 장점이 있어 추가적으로 pH 조절을 위한 약품을 사용할 필요가 없어 약품 비용 절감에 도움을 줄 수 있습니다. 또한 Alum과 다르게 저온 및 고탁도의 원수에 효과가 좋습니다. 

(PAC에 대해 더 자세히 알고 싶으신 분은 이 포스팅을 참고하세요)

4. 소석회

소석회는 알칼리성 물질로 작용합니다. 물의 pH 수준을 조절하고 플럭이 잘 형성되도록 만들어줍니다. 부유 입자의 음전하를 중화하고 응집을 촉진시키는 것을 도와줄 수 있는 칼슘 이온을 제공하는 역할을 합니다. 소석회의 경우 수처리 응집 용도 외에도 pH를 조절하는 농업이나 건설업에도 많이 사용됩니다.

 

5. 응집보조제(Polymer)

일반적으로 응집반응이 원활하게 이루어지기 위해서는 pH가 4.5 ~ 7.0 정도가 적당합니다. 주수온이 낮아지거나 부하가 발생할 경우 기존 응집제만으로는 처리가 힘들 수 있기 때문에 대부분 보조응집제를 사용합니다. 플럭형성을 도와주고 형성된 플럭을 좀 더 단단하게 만들어 잘 부숴지지 않게 해주는 역할을 합니다. 응집보조제로는 활성규산, 알긴산 나트륨 등이 있지만 대부분 고분자 응집제인 폴리머를 사용합니다. 폴리머 역시 액상과 고상으로 사용가능 하지만 액상으로 정량펌프 등을 이용해 투입하는 것이 용이합니다.

 

이상으로 하수처리에 많이 사용되는 응집제에 대해 알아보았습니다.