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착수정 및 응집시설

응집시설

Jar test

Jar test

Jar test에서 급속교반 후 완속교반하는 이유(04, 07, 09-1, 13-1, 18-1)

• 플록을 깨뜨리지 않고 성장시키기 위해

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08-3, 14-1

원수 200mL에 0.1% PAC 용액 12mL 첨가하는 것이 응집효율이 가장 좋다. 원수에 대해 PAC 용액 사용량은 몇 mg/L인가?

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농도(mg/L)를 묻는 문제.

1mL = 1g = 1000mg이므로

${\frac {12\times 1000mg\times 0.001}{200\times 10^{-3}L}}=60mg/L$

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13-2, 19-3

원수 알칼리도와 탁도가 어떤 값일 때 황산알루미늄 소비량이 60ppm이다. 원수 48000m³/day일 때 6% 황산알루미늄 용액의 1일 필요량은? 액체 비중은 1이다.

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${\begin{aligned}60ppm=60mg/L&={\frac {60\times 10^{-9}t}{10^{-3}m^{3}}}\\&=60\times 10^{-6}t/m^{3}\\\end{aligned}}$

${\begin{aligned}60\times 10^{-6}t/m^{3}\times 48000m^{3}/day&=2.88t/day\\&=2.88m^{3}/day\\\end{aligned}}$

이건 희석된 용액 아닐 때고, 6% 용액을 넣는거니까 양이 실제로 들어가는 것보다 줄어든 것이다. 원래 양을 x라 하면

$x\times 0.06=2.88m^{3}/day$

x = 48m³/day

침전지

침전 이론

계산 문제 99, 01, 05, 13-1

모든 입자가 100% 제거되는 침전 속도를 v₀이라 하면, 침전 속도를 다음 식으로 나타낼 수 있다. 침전 속도는 표면적 부하율과 같은 값이다.

$v_{0}={\frac {Q}{A}}={\frac {h_{0}}{t}}$

Q : 유량

A : 침전지 면적

$h_{0}$ : 침전지의 깊이(유효 수심)

t : 침전지 체류 시간(침전 시간)

스토크스의 법칙

• 스토크스 법칙 기본 가정: 입자 크기 일정, 구형. 물 흐름은 층류상태.(01)

입자의 침전속도 (15-1)

$v={\frac {g(\rho _{s}-\rho )d^{2}}{18\mu }}$

• ρ_s : 입자 밀도
• ρ : 유체 밀도
• μ : 유체 점성계수
• d : 입자의 직경

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1. 00

침사지 직경 0.01mm 토립자 침강 속도가 0.008cm/s일 때 같은 침사지에 밀도가 같고 토립자 직경이 0.02mm인 토립자의 침강 속도는?

풀이

$v={\frac {g(\rho _{s}-\rho )d^{2}}{18\mu }}$

직경 제외 모든 조건이 같다. 따라서 v와 d의 관계만 보면 된다.

$v_{1}:d_{1}^{2}=v_{2}:d_{2}^{2}$

알맞는 값을 대입하면 v₂ = 0.032cm/s

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18-3

침전지 내 비중 0.7인 입자의 부상속도 V, 비중이 0.4인 입자 부상 속도는?(다른 조건은 모두 동일)

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${\frac {V_{0.4}}{V_{0.7}}}={\frac {1-0.4}{1-0.7}}$

침전 제거율

00, 13-1

$E={\frac {v_{s}}{v_{0}}}={\frac {v_{s}}{\frac {Q}{A}}}={\frac {v_{s}}{\frac {h_{0}}{t}}}$

• $v_{s}$ : 독립 입자의 침강 속도

염소 소독

• 살균력 순위: 오존 > 차아염소산(HOCl) > 차아염소산이온(OCl^-) > 클로라민(NH₂Cl, NHCl₂) (00, 10, 14-1, 14-2)
  • 클로라민(NH₂Cl, NHCl₂) : 암모니아와 염소가 결합 시 생성(14-2). 이런 걸 결합염소라 부름. 유리염소(차아염소산, 차아염소산 이온)보다 살균작용 오래 지속.
• 급수관 잔류염소는 0.2ppm 이상 유지되어야 함.(00, 10)

파괴점 염소주입

• 불연속점(파괴점, breakpoint) 염소주입에 의해 파괴점 이후 일어나는 현상 : 살균작용이 비로소 활발히 시작
• 염소 소독은 가격이 저렴하고, 잔류 효과가 있으며, 소독 효과가 완전하다는 장점이 있다.
• 단점으로는 트리할로메탄(THM)이 생긴다는 것이 있다.

전염소 처리

07, 09, 13-1, 14-3, 19-1

전염소 처리(prechlorination)는 소독작용이 아닌 산화, 분해 작용을 목적으로 침전지 이전에 염소를 투입하는 정수 처리 과정이다. 조류, 세균, 암모니아성 질소, 아질산성 질소, 황화 수소(H₂S), 페놀류, 철, 망간, 맛, 냄새 등을 제거할 수 있다.

중간염소처리

18-2

• 침전지와 여과지 사이에 하는 염소처리

후염소 처리

정수를 위해 염소를 투입하면 염소가 살균과 산화에 소비된다. 이때 소모되는 염소의 양을 염소 요구량이라고 하고, 다음 식으로 구한다.

01, 08, 14-3, 15-2

염소 주입량 = 염소 주입량 농도 × 유량

염소 요구 농도 = 염소 주입량 농도 ― 잔존 염소 농도

${\begin{aligned}{\text{염 소 요 구 량 }}&={\frac {\text{염 소 요 구 농 도 }}{\text{염 소 의 순 도 }}}\times {\text{유 량 }}\\&={\frac {{\text{염 소 주 입 량 농 도 }}-{\text{잔 존 염 소 농 도 }}}{\text{염 소 의 순 도 }}}\times {\text{유 량 }}\\\end{aligned}}$

잔존염소는 소독이 끝난 정수에 염소가 남아 있는 것이다. 이렇게 하면 수돗물이 수도관을 타고 이동하면서 발생할 수 있는 작은 오염에 저항할 수 있게 된다.

고도 정수 처리법

• 색도 제거법: 오존처리, 활성탄 처리, 응집침전 처리(01, 09, 16-2)