토목기사 정수방법 — 침전·여과·소독과 고도처리

정수의 기본 순서는 침전 → 여과 → 소독이다. 침전으로 큰 부유물을 가라앉히고, 여과로 잔류 입자를 걸러낸 뒤, 소독으로 병원균을 사멸한다. 소독은 염소나 오존을 쓰며, 병원균 제거는 소독의 고유 기능이다. 살균을 여과보다 먼저 하면 탁도 때문에 효과가 떨어지고, 여과를 침전보다 먼저 하면 여과지가 빨리 막힌다.

여과는 완속여과와 급속여과로 나뉜다. 완속여과는 여과속도가 4~5m/day로 느리고, 전처리 약품 없이 모래층의 생물학적 작용으로 처리하며, 청소는 표층 모래를 인력으로 긁어내는 방식이 중심이다. 급속여과는 120~150m/day(문항에 따라 100~200m/day의 넓은 범위로 보기도 한다)로 빠르고, 응집·침전 같은 전처리가 필수다. 완속여과 청소를 기계적 장치가 주된 방식이라고 보는 설명은 틀린 것이다.

부영양화로 조류가 발생하면 침전과 여과만으로는 미세 조류를 제거하기 어렵다. 이때는 여과 전에 마이크로 스트레이너로 조류를 물리적으로 걸러내는 전처리가 효과적이다. 조류 제거 약품으로는 황산구리를 쓰며, 구리 이온이 조류의 대사와 효소를 억제한다.

고도처리에서는 활성탄과 오존을 쓴다. 활성탄은 흡착으로 냄새물질, THM 전구물질, 계면활성제 같은 유기물을 제거하지만, 이온성인 질산성 질소는 잘 제거하지 못한다. 오존은 강한 산화력으로 살균·탈취·유기물 분해에 효과가 크지만, 배오존이 유해하므로 환기와 분해 처리가 필요하다. 색도 제거에는 오존, 활성탄, 응집침전이 쓰이고, 염소는 소독용이므로 색도 제거와 거리가 멀다.

활성탄 흡착량은 Freundlich 식 X/M = K·C^(1/n)로 나타낸다. 활성탄을 수량 대비 5% 넣었을 때 75%, 10% 넣었을 때 96.5%가 제거되었다면, 두 조건으로 K와 n을 구해 잔류농도를 처음 농도의 0.5% 이하로 낮추는 데 필요한 활성탄은 약 16%가 된다. 정수방법을 고를 때는 원수 수질, 정수수질 관리목표, 시설 규모를 우선 보고, 도시 발전 상황이나 원수시설 규모는 직접적인 조건으로 보지 않는다.