정수장은 어떻게 작동하나요?

정수 산업의 노련한 공급자로서 저는 정수장이 깨끗하고 안전한 물에 대한 접근을 보장하는 데 중요한 역할을 한다는 것을 직접 목격했습니다. 이 블로그에서는 정수장이 작동하는 복잡한 과정을 안내하고 관련 기술과 단계를 조명하겠습니다.

1. 수분 섭취

정수의 여정은 취수점에서 시작됩니다. 물은 강, 호수 또는 지하수 대수층과 같은 다양한 자연계에서 공급됩니다. 이 단계의 물은 원수이며 침전물, 부스러기, 미생물 및 용해된 물질을 포함한 수많은 불순물을 포함하고 있습니다.

흡기 시스템은 나뭇가지, 쓰레기 등 대형 물체가 공장 내부로 유입되는 것을 방지하도록 설계되었습니다. 이러한 큰 품목을 필터링하기 위해 스크린과 격자가 설치되어 다운스트림 장비가 손상되지 않도록 보호합니다. 또한, 일관된 물 공급을 보장하고 오염 물질의 존재를 최소화하기 위해 취수 위치를 신중하게 선택합니다.

2. 응고 및 응집

물이 공장에 유입되면 첫 번째 주요 처리 단계는 응고와 응집입니다. 응고에는 황산알루미늄이나 염화제2철과 같은 응고제라고 불리는 화학물질을 물에 첨가하는 과정이 포함됩니다. 이 응고제는 물 속에 부유하는 입자의 음전하를 중화시켜 서로 뭉치게 만듭니다.

응고 후 물은 응집조에서 부드럽게 저어줍니다. 이러한 교반을 통해 응고된 입자가 충돌하여 플록이라고 불리는 더 크고 무거운 입자를 형성할 수 있습니다. 플록은 후속 처리 단계에서 제거하기가 더 쉽습니다. 응고 및 응집 과정은 물에서 미세 입자, 탁도 및 일부 용해된 유기 물질을 제거하는 데 중요합니다.

3. 침전

응집 후에 물은 침전지로 흘러 들어갑니다. 이 유역에서는 물이 일정 시간 동안, 일반적으로 몇 시간 동안 그대로 유지됩니다. 이 시간 동안 무거운 플록은 중력으로 인해 수조 바닥에 가라앉습니다. 이 과정을 침전이라고 합니다.

침전지는 플록의 효율적인 침전을 위해 넓은 표면적과 느린 유속을 갖도록 설계되었습니다. 수조 상단의 정화된 물은 조심스럽게 빼내어 다음 처리 단계로 보내지며, 바닥에 침전된 슬러지는 제거되어 적절하게 폐기됩니다.

4. 여과

여과는 정수 과정의 핵심 단계입니다. 침전지에서 정화된 물은 다양한 종류의 필터를 통과하여 남아 있는 입자, 미생물 및 용해된 물질을 제거합니다. 정수장에서 일반적으로 사용되는 필터에는 모래 필터, 활성탄 필터, 멤브레인 필터 등 여러 유형이 있습니다.

모래 필터는 가장 전통적인 유형의 필터 중 하나입니다. 이는 물이 통과하는 모래층 또는 기타 입상 매체로 구성됩니다. 모래는 물 속에 남아있는 입자를 가두어 깨끗한 물만 통과시킵니다. 활성탄 필터는 살충제, 용제, 일부 맛 및 냄새 유발 물질과 같은 유기 화합물을 제거하는 데 사용됩니다. 활성탄은 이러한 오염 물질을 흡착하는 넓은 표면적을 가지고 있습니다.

다음과 같은 멤브레인 필터국내 역삼투막그리고상업용 RO 멤브레인, 정수장에서 점점 인기를 얻고 있습니다. 이 필터는 반투막을 사용하여 오염물질로부터 물을 분리합니다. 막은 더 큰 분자, 이온 및 미생물을 차단하면서 물 분자는 통과할 수 있게 해줍니다.주거용 RO 멤브레인 3012소규모 정수 시스템에 일반적으로 사용되는 특정 유형의 멤브레인 필터입니다.

5. 소독

여과 후 물을 소독하여 박테리아, 바이러스, 원생동물 등 남아 있는 미생물을 모두 죽입니다. 수인성 질병의 확산을 예방하려면 소독이 필수적입니다. 가장 일반적인 소독 방법은 염소를 사용하는 것입니다. 염소는 염소가스, 차아염소산나트륨, 차아염소산칼슘의 형태로 물에 첨가됩니다.

염소는 물 속의 미생물과 반응하여 세포벽을 파괴하고 무해하게 만듭니다. 물에 첨가되는 염소의 양은 물의 질과 원하는 소독 수준에 따라 달라집니다. 일부 정수장에서는 자외선(UV) 및 오존과 같은 다른 소독 방법도 사용됩니다. 자외선은 미생물의 DNA를 손상시켜 번식을 방해하는 반면, 오존은 광범위한 미생물을 죽일 수 있는 강력한 산화제입니다.

6. pH 조정 및 안정화

소독 후에는 식수의 허용 범위 내에 있도록 물의 pH를 조정해야 할 수도 있습니다. pH 척도의 범위는 0부터 14까지이며, 7은 중성입니다. 식수의 pH는 일반적으로 6.5~8.5입니다.

물의 pH가 너무 낮거나 높으면 파이프와 설비가 부식되고 물의 맛과 냄새에 영향을 줄 수 있습니다. pH를 높이기 위해 석회나 소다회와 같은 화학 물질을 물에 첨가하고, pH를 낮추기 위해 황산이나 염산과 같은 산을 사용합니다. 또한 물을 안정화하고 배수 시스템의 스케일 형성이나 부식을 방지하기 위해 화학 물질을 첨가할 수 있습니다.

7. 보관 및 유통

물을 정화하고 처리한 후에는 대형 저장 탱크에 저장됩니다. 이 탱크는 배수 시스템에 물을 지속적으로 공급하기 위한 완충 장치를 제공합니다. 그런 다음 물은 파이프 네트워크를 통해 가정, 기업 및 기타 소비자에게 펌핑됩니다.

분배 시스템은 운송 중에 물의 품질을 유지하도록 설계되었습니다. 파이프는 부식과 오염에 강한 재료로 만들어지며, 시스템의 무결성을 보장하기 위해 정기적인 유지 관리와 모니터링이 수행됩니다. 또한 식수에 대한 규제 기준을 충족하는지 확인하기 위해 배수 시스템의 다양한 지점에서 수질을 모니터링합니다.

결론

정수장은 지역 사회에 깨끗하고 안전한 물을 공급하는 데 중요한 역할을 하는 복잡하고 정교한 시스템입니다. 정수 과정에는 여러 단계가 포함되며 각 단계는 물에서 특정 오염 물질을 제거하도록 설계되었습니다. 물 섭취부터 분배까지 모든 단계를 주의 깊게 제어하고 모니터링하여 물의 품질을 보장합니다.

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참고자료

• AWWA (미국 수도 협회). 정수장 설계. 맥그로힐 프로페셔널, 2017.
• Crittenden, John C. 등. 수처리: 원리 및 설계. 존 와일리 & 아들, 2012.
• USEPA(미국 환경 보호국). 식수 처리 기술: 이용 가능한 기술 및 비용 정보의 개요입니다. EPA 815-R-07-002, 2007.