개념 한 쪽
수질환경기사 약품응집처리 — 고분자 전해질과 이온교환 용량
응집보조제인 고분자 전해질의 성질, 수온이 응집반응에 미치는 영향, 이온교환수지의 교환능력으로 필요한 수지 부피를 구하는 방법을 익힌다.
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뜻
약품응집처리는 응집제를 넣어 작은 입자를 플록으로 뭉치게 하는 처리다. 고분자 전해질은 응집을 돕는 보조제로 쓴다.
고분자 전해질은 이온 특성에 따라 분류되며, 분말 형태라 물에 녹여 수용액으로 만든 뒤 투입한다. 대부분 유기합성물질이다. 보조제로 쓰는 것이 일반적이지만 고농도 유기성 폐수에서는 단독 응집제로도 쓸 수 있다.
수온이 낮으면 물의 점도가 커져 입자 충돌이 어려워진다. 플록 형성이 늦어지고 응집제 사용량이 늘어나며, 입자가 커진다는 설명은 성립하지 않는다.
이온교환수지로 이온을 제거할 때는 제거할 이온의 총량을 CaCO3 당량으로 환산하고, 수지의 교환능력으로 나누어 필요한 수지 부피를 구한다. NH4+ 18g이 CaCO3 50g에 해당하므로 환산 계수는 50/18이다. NH4+ 9mg/L를 함유한 물 10,000m³를 처리하려면 NH4+ 총량은 90kg이고, CaCO3 당량으로는 90 × 50/18 = 250kg이다. 교환능력이 100kg CaCO3/m³이면 필요한 수지 부피는 250 / 100 = 2.5m³이다.
NH4+ 12mg/L를 함유한 물 7,000m³이면 총량이 84kg이고 CaCO3 당량으로 233.3kg이므로, 같은 교환능력에서 2.33m³가 필요하다. 교환능력의 단위가 kg/m³인지 g/m³인지 먼저 확인해야 한다. 100g CaCO3/m³은 0.1kg/m³이므로 같은 계산에서도 부피가 달라진다.
예제
선지 판단은 고분자 전해질의 용도와 성질, 수온과 점도·플록 형성의 관계, 이온교환수지 부피의 단위 환산과 당량 환산에서 갈린다. 고분자 전해질을 어떤 조건에서도 단독 응집제로 쓸 수 없다고 단정하거나, 수온이 낮을 때 입자가 커진다고 적은 선지가 틀린다. NH4+ 총량을 CaCO3 당량으로 환산하지 않고 그대로 나누거나, 교환능력의 g과 kg을 바꾸어 쓴 선지도 어긋난다.
자주 묻는 물음
- 고분자 전해질은 어떤 성질을 가진 응집보조제인가요?
- 이온 특성에 따라 분류되며, 분말 형태라 물에 녹여 수용액으로 만들어 투입합니다. 대부분 유기합성물질입니다. 보조제로 쓰는 것이 일반적이지만 고농도 유기성 폐수에서는 단독 응집제로도 쓸 수 있습니다.
- 수온이 낮으면 응집반응은 어떻게 되나요?
- 물의 점도가 커져 입자 충돌이 어려워지고 플록 형성이 늦어집니다. 응집제 사용량은 늘어나며, 입자가 커진다는 설명은 성립하지 않습니다.
- 이온교환수지의 필요한 부피는 어떻게 구하나요?
- 제거할 이온 총량을 CaCO3 당량으로 환산한 뒤 수지의 교환능력으로 나눕니다. NH4+ 18g이 CaCO3 50g에 해당합니다. NH4+ 9mg/L, 물 10,000m³이면 총량 90kg, CaCO3 당량 250kg이므로 교환능력 100kg/m³에서 2.5m³가 필요합니다.
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