KR20110114995A

KR20110114995A - 물속에 포함된 망간을 제거하는 방법

Info

Publication number: KR20110114995A
Application number: KR1020100034424A
Authority: KR
Inventors: 김관식
Original assignee: 김관식
Priority date: 2010-04-14
Filing date: 2010-04-14
Publication date: 2011-10-20

Abstract

본 발명은 물속에 포함된 망간을 제거하는 방법에 관한 것이다.
본 발명에서는 원수에 활성탄과 염소 및 응집제가 함께 존재하도록 활성탄과 염소 및 응집제를 투입하여 원수에 포함된 망간을 제거함으로써 최소한의 염소 투입을 통해 원수에 포함된 망간의 처리 효과를 극대화하고, 제거된 망간의 처리도 용이하도록 하며, 염소가스에 의한 문제점이 발생되지 않고, 처리된 물에 염소가 포함되어 있지 않아도 망간의 농도가 다시 높아지는 현상이 발생되지 않도록 한다.

Description

물속에 포함된 망간을 제거하는 방법{Elimination apparatus of manganese}

본 발명은 정수장 등의 수처리 시설에서 처리대상수(이하 "원수"라 함)에 포함되어 있는 망간을 제거하는 방법에 관한 것이다.

음용 가능한 수돗물 등을 공급하기 위해 정수장 등의 수처리시설에서는 댐이나 하천으로부터 원수를 공급받아 여러 가지 수처리공정을 실시하며, 대부분 응집, 침전, 여과의 공정을 포함시켜 처리한다.

그러나 단순한 수처리공법으로는 원수에 포함된 망간의 제거가 어렵다.

현재 우리나라의 먹는 물 기준 망간의 허용치가 0.3ppm으로 규정되어 있지만 여러가지 문제점이 있어 외국에서는 대부분 0.05ppm을 허용치로 규정하고 있으며, 우리나라도 허용치의 하향 조정을 추진 중에 있는 실정이다.

종래에는 원수에 포함된 망간성분을 제거하기 위하여 여과지에 염소(차아염소산나트륨)를 투입하는 방법을 사용하고 있었다.

여과지에 염소가 투입되면 여과지의 여과사(모래)에 망간성분이 부착되어 망간사가 된다.

이때 여과지의 원수가 1~1.5PPM의 염소성부을 갖도록 다량의 염소를 투입해야 망간을 원활하게 제거할 수 있다.

이는 1~1.5PPM의 염소를 투입하더라도 시간이 흐르면 염소가 상당량 소멸되어 0.5ppm 수준으로 낮아지기 때문이다.(염소가 많이 투입될수록 망간의 농도는 낮아지지만 염소가 소멸되는 등의 이유로 염소의 농도가 낮아지면 망간이 다시 환원되어 망간의 농도는 다시 올라간다.)

이와 같이 다량의 염소를 여과지의 원수에 투입하기 때문에 여과지에는 염소가스가 다량 발생되고, 이로 인해 여과지에 설치된 각종 전자장비 및 금속 등의 부식이 급속하게 진행되는 문제점이 발생되고 있다.

또 다른 문제점은 여과지의 여과사에 의해 걸러지 슬러지와 망간성분 등의 제거를 위해 정기적으로 역세척을 실시해야 하고, 이러한 역세척 과정을 거친 물은 회수조로 보내져 처리되는데 역세척 과정을 거친 물은 망간성분을 매우 많이 포함하고 있기 때문에 역세척수의 처리가 어려운 문제점이 있었다.

한편, 종래에는 여과공정 이후에도 염소를 투입(통상 "후염소처리"라 함)하여 각 가정 등으로 공급하고 있었는데 이러한 후염소처리를 하는 이유 중 하나가 정수장에서 공급되는 물에 포함된 염소가 소비자에게 도달하는 과정에서 상당 수 소멸되고, 이와 같이 염소가 소멸되면 망간이 환원되기 때문에 낮아졌던 망간의 농도가 다시 높아지기 때문이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하려는 것으로서 더욱 상세하게는, 최소한의 염소를 투입하여 원수에 포함된 망간의 처리 효과를 극대화하고, 제거된 망간의 처리도 용이하며, 염소가스에 의한 문제점이 발생되지 않고, 처리된 물에 염소가 포함되어 있지 않아도 망간의 농도가 다시 높아지는 현상이 발생되지 않도록 할 수 있는 망간 제거방법을 제공하려는데 목적이 있다.

본 발명에서는 망간을 포함하는 원수에 활성탄과 염소가 함께 존재하도록 활성탄과 염소를 투입하여 원수에 포함된 망간을 제거함으로써 최소한의 염소 투입을 통해 원수에 포함된 망간의 처리 효과를 극대화하고, 제거된 망간의 처리도 용이하도록 하며, 염소가스에 의한 문제점이 발생되지 않고, 처리된 물에 염소가 포함되어 있지 않아도 망간의 농도가 다시 높아지는 현상이 발생되지 않도록 한다.

본 발명에서는 망간을 포함하고 있는 원수에 활성탄과 염소가 함께 존재하도록 하여 활성탄과 염소의 반응에 의해 원수에 포함된 망간이 제거되도록 한다.

또, 활성탄과 염소 및 응집제가 원수에 함께 존재하도록 하여 망간의 제거 효과가 극대화되도록 한다.

상기와 같은 방법을 반복 실험한 결과 적은 양의 염소 투입을 통해서도 원수에 포함된 망간의 처리 효과를 극대화할 수 있었다.

또, 활성탄을 물과 분리하더라도 분리된 물에 망간이 포함되지 않도록 할 수 있었고, 걸러진 활성탄과 망간의 처리가 매우 용이하였으며, 분리된 물에 염소가 포함되어 있지 않도록 할 수도 있었다.

또, 종래기술에서는 가스가 발생되었던 양의 염소가스를 투입하더라도 염소가스가 크게 발생되지 않아 염소가스에 의해 발생되던 문제점을 해소할 수 있었고, 망간 농도가 낮아진 물(처리된 물)에 염소가 포함되어 있지 않아도 망간 농도가 다시 높아지는 현상이 발생되지 않는 특징이 있었다.

이하, 본 발명의 기술적 사상을 다양한 실험 예와 실시 예를 통해 보다 구체적으로 설명한다.

그러나 제시되는 실험 예와 실시 예는 본 출원의 발명자가 연구과정에서 시행한 다양한 실험 예와 실시 예 중 일부에 지나지 않으므로 본 발명의 기술적 사상이 제시된 실험 예와 실시 예에 한정되는 것이 아님을 밝힌다.

본 출원의 발명자는 원수에 포함된 망간의 제거방법에 대하여 오랜 연구를 진행해왔다.

그 과정에서 염소에 의한 망간의 산화정도(염소의 투입과 망간 농도의 관계)를 알아보기 위한 실험을 진행하였으며, 이를 실험 예1로 설명한다.

〈실험 예1〉염소의 투입에 따른 망간 농도의 변화를 알아보기 위한 실험

염소(차염소산나트륨)외에 다른 성분은 투입하지 않았으며, 염소의 투입량은 원수에 1.5㎎/ℓ, 2.5㎎/ℓ, 3.5㎎/ℓ를 각각 투입하였으며, 원수의 pH(7.58), 수온(8.5℃), 망간의 농도(0.3ppm)는 모두 동일한 조건이었고, 염소 투입 후 교반기를 15Orpm의 속도로 30분간 구동시켜 원수를 충분히 교반하였으며, 염소 투입 후 동일한 시점에서 잔류염소와 망간의 농도를 측정하였다.

이를 통해 아래의 〈표 1〉과 같은 결과를 얻었다.

염소투입량	1.5㎎/ℓ		2.5㎎/ℓ		3.5㎎/ℓ
잔류 성분	염소	망간	염소	망간	염소	망간
1시간	0.58	0.3284	1.37	0.3321	2.15	0.3145
3시간	0.42	0.2187	1.14	0.2698	1.91	0.2387
6시간	0.33	0.2680	0.93	0.3005	1.64	0.1382
12시간	0.25	0.2759	0.85	0.2931	1.32	0.0681
24시간	0.13	0.2470	0.50	0.2460	1.01	0.0010
비 고	측정방법 : GF/C(0.02㎕) 여과 농도분석 임 염소와 망간의 잔류 농도는 단위는 ppm임

상기와 같은 실험 등을 통해 잔류염소의 양이 증가하면 망간의 농도는 낮아지고, 잔류염소의 양이 낮아진다는 결과를 얻을 수 있었다.

또, 잔류염소에 의해 망간의 농도가 낮아졌다고 하더라도 염소의 소멸로 인해 잔류염소의 농도가 낮아지면 망간의 농도는 다시 높아진다는 결과를 얻었다.

즉, 망간이 산화되면서 낮아진 망간 농도가 망간의 환원으로 인해 다시 상승하였던 것이다.

이는 곧 단순히 염소의 투입만을 통해서는 원수에 포함된 망간을 완전히 제거할 수 없다는 것을 의미하는 것이었다.

그러나 염소의 투입이 망간의 농도를 낮출 수 있다는 것에 주목하였으며, 본 출원의 발명자는 염소와 다른 성분이 원수에 함께 존재할 경우 망간의 농도에 어떠한 영향을 미치는지를 알아보기 위한 다양한 실험을 진행하였다.

그 과정에서 염소와 응집제가 망간을 포함하고 있는 원수에 함께 존재할 경우 어떠한 결과를 유발하는지를 알아보는 실험을 하였으며, 이를 실험 예2로 설명한다.

〈실험 예2〉염소와 응집제의 투입에 따른 망간 농도의 변화를 알아보기 위한 실험

응집제는 수처리 분야에서 널리 사용되는 폴리염화알루미늄(PAC)을 사용하였으며 그 투입량은 모든 시험구에서 12㎎/ℓ으로 동일하였으며, 염소(차염소산나트륨)의 투입량은 1.5㎎/ℓ, 2.5㎎/ℓ, 3.5㎎/ℓ로 하였고, 원수의 pH(7.58), 수온(8.5℃), 망간의 농도(0.3ppm)는 모두 동일한 조건이었으며, 염소와 응집제 투입 후 교반기를 15Orpm의 속도로 30분간 구동시켜 원수를 충분히 교반하였고, 설정된 시간 간격으로 잔류염소와 망간의 농도를 측정하였다.

이를 통해 아래의 〈표 2〉와 같은 결과를 얻었다.

염소투입량	1.5㎎/ℓ		2.5㎎/ℓ		3.5㎎/ℓ
잔류 성분	염소	망간	염소	망간	염소	망간
1시간	0.54	0.2911	1.25	0.2923	2.53	0.2677
3시간	0.23	0.1890	0.92	0.1960	1.57	0.1488
6시간	0.22	0.2694	0.67	0.2075	1.33	0.0744
비 고	측정방법 : GF/C(0.02㎕) 여과 농도분석 임 염소 및 망간의 잔류 농도 단위는 ppm 임

상기 실험 등을 통해 염소와 함께 응집제가 함께 존재하도록 하더라도 염소만을 투입하는 경우와 비교하여 망간의 농도 변화 등에 큰 차이가 없음을 알 수 있었다.

원수에 포함된 슬러지의 응집 과정에서 플록과 침강하는 망가의 양을 알아보려 하였으나 구분하기 어려웠다.

본 출원의 발명자는 염소가 투입된 상태에서 원수의 pH 변화가 망간의 농도에 변화를 줄 수 있는지를 알아보기 위한 실험도 시행하였다.

다양한 실험 예 중 염소 및 응집보조제를 투입하고, 수산화나트륨(NaOH)을 추가로 투입하여 pH에 변화를 준 실험 예를 본 발명의 실험 예3으로 설명한다.(응집보조제를 투입하지 않은 경우도 아래의 실험 예3과 큰 차이가 없었음)

〈실험 예3〉염소와 응집제의 투입 및 pH에 따른 망간 농도의 변화를 알아보기 위한 실험

응집제는 수처리 분야에서 널리 사용되는 폴리염화알루미늄(PAC)을 사용하였으며 그 투입량은 모든 시험구에서 12㎎/ℓ로 동일하였으며, 염소(차염소산나트륨)의 투입량은 1.5㎎/ℓ, 2.5㎎/ℓ, 3.5㎎/ℓ이었고, 원수의 pH(7.58), 수온(8.5℃), 망간의 농도(0.3ppm)는 모두 동일한 조건이었으며, 수산화나트륨의 투입량을 다르게 하여(6㎎/ℓ, 12㎎/ℓ) pH를 조절하였다.

또, 염소와 응집제 및 수산화나트륨 투입 후 교반기를 15Orpm의 속도로 30분간 구동시켜 원수를 충분히 교반하였고, 설정된 시간 간격으로 잔류염소와 망간의 농도를 측정하였다.

이를 통해 아래의 〈표 3〉과 같은 결과를 얻었다.

염소투입량	1.5㎎/ℓ		2.5㎎/ℓ		3.5㎎/ℓ		수산화나트륨 투입량 및 그에 따른 pH
잔류 성분	염소	망간	염소	망간	염소	망간	투입량 - pH
1시간	0.52	0.2389	1.44	0.2714	2.31	0.2702	6- pH7.42
1시간	0.53	0.2864	1.26	0.2714	2.29	0.2471	12 -ph7.62
3시간	0.29	0.2156	0.89	0.1698	1.53	0.0920	6 - pH7.42
3시간	0.30	0.2058	0.88	0.1478	1.55	0.0856	12 -ph7.62
6시간	0.16	0.1712	0.63	0.1175	1.13	0.0009	6 - pH7.42
6시간	0.15	0.2023	0.42	0.1185	0.94	0.0005	12 -ph7.62
24시간	0.04	0.2174	0.24	0.1011	0.53	0.0003	6 - pH7.42
24시간	0.01	0.2310	0.15	0.0991	0.44	0.0002	12 -ph7.62
비 고	측정방법 : GF/C(0.02㎕) 여과 농도분석 임 염소와 망간의 잔류농도 단위는 ppm 임 수산화나트륨 투입량 단위는 ㎎/ℓ임

상기 실험 등을 통해 염소를 투입하고 pH를 조절하거나 염소와 함께 응집제를 투입하고 pH를 조절하더라도 염소만을 투입한 경우와 큰 차이가 없었으며, pH를 조절하는 것 자체가 상당히 어렵다는 것을 알수 있었다.

본 출원의 발명자는 상기와 같은 실험 예 외에 염소와 함께 각종 물질이 원수에 함께 존재하도록 할 경우 망간의 농도를 낮출 수 있는지 여부를 알아보기 위한 다양한 실험을 시행하였다.

그 과정에 사용된 다양한 시험구 중에서 만족할 만한 효과(투입 후 망간의 농도가 낮아질 뿐만 아니라 잔류염소의 수치가 낮아지더라도 망간의 수치가 다시 높아지는 현상이 발생되지 않았음)를 보이는 시험구를 발견하였는데 그 시험구는 활성탄, 염소, 음집제, 응집보조제가 원수에 함께 존재하도록 한 시험구였다.

활성탄, 염소, 음집제, 응집보조제가 원수에 함께 존재할 경우 동일한 효과가 반복적으로 발생 가능한지를 실험한 바, 동일한 수준의 효과가 발생됨을 확인할 수 있었다.

이에 근거하여 활성탄, 염소, 음집제, 응집보조제 중 어떠한 성분이 망간의 제거에 효과를 가져오는지를 알아보기 위한 다양한 실험을 실시하였다.

이를 본 발명의 실험 예4 내지 실험 예6을 통해 설명한다.

〈실험 예4〉활성탄과 염소가 원수에 함께 존재할 경우 망간의 농도 변화를 알아보기 위한 실험1

염소(차염소산나트륨)의 투입량은 2.5㎎/ℓ이며, 활성탄은 분말 형태의 것을 사용하였고 그 투입량은 4㎎/ℓ, 6㎎/ℓ, 8㎎/ℓ, 10㎎/ℓ, 12㎎/ℓ로 하였으며, 원수의 pH(7.45), 수온(8.9℃), 망간의 농도(0.3ppm)는 모두 동일한 조건이었고, 염소와 활성탄 분말을 동시에 투입 후 교반기를 15Orpm의 속도로 30분간 구동시켜 원수와 충분히 교반하였으며, 염소와 활성탄 투입으로부터 1시간, 3시간, 6시간, 24시간 경과된 시점에 잔류 염소와 망간의 농도를 측정하였다.

이를 통해 아래의 〈표 4〉와 같은 결과를 얻었다.

활성탄 투입량	4㎎/ℓ		6㎎/ℓ		8㎎/ℓ		10㎎/ℓ		12㎎/ℓ
잔류 성분	염소	망간	염소	망간	염소	망간	염소	망간	염소	망간
1시간	1.33	0.078	1.29	0.0082	1.28	0.0085	1.28	0.0086	1.27	0.0091
3시간	0.70	0.0129	0.68	0.0132	0.66	0.0133	0.65	0.0132	0.65	0.0137
6시간	0.57	0.0257	0.56	0.0262	0.55	0.0269	0.52	0.0272	0.52	0.0311
24시간	0.31	0.0259	0.27	0.0288	0.25	0.0332	0.22	0.0336	0.21	0.0342
비 고	측정방법 : GF/C(0.02㎕) 여과 농도분석 임 염소와 망간의 잔류농도 단위는 ppm 임

상기 실험 예4를 통해 망간이 포함되어 있는 원수에 활성탄과 염소가 함께 존재하도록 할 경우 망간의 수치를 낮출 수 있고, 잔류염소의 수치가 낮아짐으로써 발생되던 망간의 환원 정도가 염소만을 사용한 경우보다 적게 발생된다는 결과를 얻을 수 있었다.

그러나 망간의 제거에 너무 오랜 시간이 소요되고 망간의 환원이 완전히 차단되는 것은 아니어서 대형 수처리시설에 적용하기에는 어려움이 있다는 결론을 얻었다.

〈실험 예5〉염소와 응집보조제가 원수에 함께 존재할 경우 망간의 농도 변화를 알아보기 위한 실험1

응집보조제는 수처리 분야에서 널리 사용되는 수산화나트륨을 사용하였으며 그 투입량은 모든 시험구에서 12㎎/ℓ로 동일하였으며, 염소(차염소산나트륨)의 투입량은 1.5㎎/ℓ, 2.5㎎/ℓ, 3.5㎎/ℓ이었고, 원수의 pH(7.58), 수온(8.5℃), 망간의 농도(0.3ppm)는 모두 동일한 조건이었다.

또, 염소와 응집보조제인 수산화나트륨을 투입 후 교반기를 15Orpm의 속도로 30분간 구동시켜 원수를 충분히 교반하였고, 설정된 시간 간격으로 잔류염소와 망간의 농도를 측정하였다.

이를 통해 아래의 〈표 5〉와 같은 결과를 얻었다.

염소투입량	1.5㎎/ℓ		2.5㎎/ℓ		3.5㎎/ℓ
잔류 성분	염소	망간	염소	망간	염소	망간
1시간	0.52	0.2389	1.45	0.2713	2.32	0.2702
3시간	0.30	0.2158	0.89	0.1698	1.53	0.0921
6시간	0.17	0.1713	0.65	0.1173	1.15	0.0009
24시간	0.04	0.2173	0.24	0.1010	0.53	0.0003
비 고	측정방법 : GF/C(0.02㎕) 여과 농도분석 임 염소와 망간의 잔류농도 단위는 ppm 임 수산화나트륨 투입량 단위는 ㎎/ℓ임

상기 실험을 통해 망간을 포함하고 있는 원수에 염소와 응집보조제가 함께 존재하도록 할 경우의 효과는 염소와 응집제가 원수에 함께 존재하도록 하는 경우에 큰 차이가 없음을 알게 되었습니다.

상기 실험 외에 망간을 포함하고 있는 원수에 염소, 응집제, 응집보조제가 함께 존재하도록 하는 실험을 실시하였으나 염소와 응집보조제만이 원수에 포함되어 있도록 하는 경우나 염소와 응집제만이 원수에 포함되어 있도록 하는 경우와 큰 차이가 없다는 결과를 얻을 수 있었다.

〈실험 예6〉활성탄, 염소, 응집제가 원수에 함께 존재할 경우 망간의 농도 변화를 알아보기 위한 실험

염소(차염소산나트륨)의 투입량은 1.5㎎/ℓ이며, 활성탄은 분말 형태의 것을 사용하였고 그 투입량은 3㎎/ℓ, 6㎎/ℓ, 9㎎/ℓ로 하였으며, 응집제는 폴리염화알루미늄 12㎎/ℓ로 하였고, 원수의 pH(7.45), 수온(8.9℃), 망간의 농도(0.3ppm)는 모두 동일한 조건이었고, 염소와 활성탄 분말을 동시에 투입 후 교반기를 15Orpm의 속도로 30분간 구동시켜 원수와 충분히 교반하였으며, 염소와 활성탄 투입으로부터 1시간, 3시간, 6시간, 24시간 경과 된 시점에 잔류 염소와 망간의 농도를 측정하였다.

이를 통해 아래의 〈표 6〉와 같은 결과를 얻었다.

활성탄 투입량	3㎎/ℓ		6㎎/ℓ		9㎎/ℓ		12㎎/ℓ
잔류 성분	염소	망간	염소	망간	염소	망간	염소	망간
1시간	0.41	0.1485	0.25	0.0871	0.18	0.0632	0.11	0.0398
3시간	0.11	0.0727	0.08	0.0675	0.07	0.0040	0.05	0.0032
6시간	0.06	0.0596	0.00	0.0536	0.00	0.0038	0.00	0.0091
24시간	0.00	0.0823	0.00	0.0592	0.00	0.0010	0.00	0.0007
비 고	측정방법 : GF/C(0.02㎕) 여과 농도분석 임 염소와 망간의 잔류농도 단위는 ppm 임

상기 실험 예6을 통해 망간이 포함되어 있는 원수에 활성탄, 염소, 응집제가 함께 존재하도록 할 경우 망간의 수치를 낮출 수 있고, 잔류염소의 수치가 낮아짐으로써 발생되던 망간의 환원를 획기적으로 방지할 수 있어 망간의 제거에 매우 효과적이라는 결론을 얻었다.

망간이 포함되어 있는 원수에 염소, 활성탄, 응집보조제가 함께 존재하는 경우의 효과를 알아보기 위해 실험예 4와 같은 조건으로 실험하되 응집보조제로서 수산화나트륨을 사용하고, 그 투입량을 3ppm ∼ 12ppm 까지 달리하는 실험을 실시하였으나 실험예4와 큰 차이가 없는 결과를 얻었다.

상기와 같은 실험 및 그 결과를 통해 원수에 포함된 망간을 제거하기 위해 원수에 활성탄과 염소를 함께 투입시킬 경우 망간에 제거에 효과가 있기는 하지만 처리에 너무 오랜시간이 소요되는 잔류염소의 수치가 낮아짐에 따라 망간의 환원이 발생되는 것을 원천적으로 방지할 수는 없다는 결론을 얻었다.

그러나 원수에 염소, 활성탄, 응집제가 함께 존재하도록 할 경우에는 망간을 매우 빠르게 제거할 수 있고, 잔류염소의 수치가 낮아지더라도 망간의 환원이 일어나지 않도록 할 수 있어 매우 효과적이라는 결론을 얻었다.

실험예6과 염소, 활성탄, 응집제, 응집보조제가 망간을 포함하고 있는 원수에 함께 존재하도록 할 경우의 실험결과를 비교하여 염소, 활성탄, 응집제만 투입하는 경우보다는 염소, 활성탄, 응집제, 응집보조제가 함께 존해하도록 하는 경우가 더 효과적이라는 결론도 얻을 수 있었다.

전술한 실험에 사용된 응집제는 폴리염화알루미늄(PAC) 이었기에 다른 응집제를 사용하는 결과가 다를 수도 있다는 판단에 따라 수처리 분야에서 널리 사용되는 4종류의 응집제를 사용한 실험을 실시하였다.

이를 실험예 7로 설명한다.

〈실험 예7〉응집제의 종류에 따른 망간의 농도 변화를 알아보기 위한 실험

염소(차염소산나트륨)의 투입량은 2.5㎎/ℓ이며, 활성탄은 분말 형태의 것을 사용하였고 그 투입량은 10㎎/ℓ로 하였으며, 응집제는 수처리 분야에서 널리 사용되는 폴리염화알루미늄(PAC), 황산알루미늄, KP001, HiBPAHCS2500을 사용하되 그 투입량은 10㎎/ℓ이었고, 원수의 pH(7.45), 수온(5.5℃), 망간의 농도(0.3ppm)는 모두 동일한 조건이었고, 염소와 활성탄 분말 및 응집제를 동시에 투입 후 교반기를 15Orpm의 속도로 30분간 구동시켜 원수와 충분히 교반하였으며, 염소와 활성탄, 응집제 투입으로부터 1시간, 3시간, 6시간, 24시간 경과 된 시점에 잔류 염소와 망간의 농도를 측정하였다.

이를 통해 아래의 〈표 7〉과 같은 결과를 얻었다.

응집제의종류	폴리염화알루미늄		황산알루미늄		KP001		HiBPAHCS2500
잔류 성분	염소	망간	염소	망간	염소	망간	염소	망간
1시간	0.71	0.0140	0.61	0.0480	0.56	0.0240	0.58	0.0188
3시간	0.63	0.0124	0.55	0.0032	0.49	0.0230	0.52	0.0164
6시간	0.36	0.0080	0.32	0.0032	0.26	0.0200	0.29	0.0116
24시간	0.10	0.0076	0.00	0.0032	0.00	0.0100	0.00	0.0006
비 고	측정방법 : GF/C(0.02㎕) 여과 농도분석 임 염소와 망간의 잔류농도 단위는 ppm 임

상기 실험예 7을 통해 응집제의 종류를 달리하여도 폴리염화알루미늄과 유사한 효과를 얻을 수 있음을 확인할 수 있었다.

상기 실험예 4 내지 실험예 7의 과정을 거친 후 물속에 포함된 활성탄 분말을 제거하기 위하여 다양한 분리방법을 실시하였다.

그 결과 활성탄을 포함하는 물이 필터를 경유하도록 하여 활성탄 분말이 물과 분리되도록 하는 것이 작업도 편리할 뿐만 아니라 분리된 물에 포함된 망간의 농도가 활성탄의 분리 전보다 증가하는 것을 방지할 수 있어 바람직하다는 결과를 얻었다.

즉, 활성탄의 분리 전에 망간을 0.0031ppm 포함하고 있던 물을 필터를 통과시킬 경우 활성탄이 분리된 물에는 망간이 0.031ppm보다 높아지지 않는 결과를 얻을 수 있었던 것이다.

물론, 활성탄의 분리 전에 망간을 전혀 포함하고 있지 않던 물에서 활성탄을 분리한 경우에도 망간이 검출되지 않았다.

물론, 정수장의 역세척수 처리공정에서 슬러지를 분리하기 위해 실시하는 탈수공법을 사용하더라도 분리되는 물에 망간 성분이 크게 증가하지는 않는다는 결과도 얻을 수 있었다.

실험예 6 등을 통해 염소, 활성탄, 응집제를 함께 투입할 경우 종래기술보다 적은 양의 염소 투입을 통해서도 원수에 포함된 망간의 처리 효과를 극대화할 수 있음을 알수 있었다.

또, 활성탄을 물과 분리하더라도 분리된 물에 망간이 포함되지 않도록 할 수 있어 걸러진 활성탄과 망간의 처리가 매우 용이할 뿐만 아니라 분리된 물에 염소가 포함되어 있지 않도록 할 수도 있음을 알수 있었다.

또, 종래기술에서는 1.5㎎/ℓ의 염소를 투입 후 시간이 지나면 염소가스가 다량 발생되지만 실험 예6과 같이 염소, 활성탈, 응집제가 함께 존재하는 경우 염소가스에 의해 발생되던 문제점을 해소할 수 있음을 알수 있었으며, 망간 농도가 낮아진 물(처리된 물)에 염소가 포함되어 있지 않아도 망간 농도가 다시 높아지는 현상이 발생되지 않음을 알 수 있었다.

한편, 활성탄의 적정 투입량에 대하여 알아보기 위한 다양한 실험을 통해 염소 1.5㎎/ℓ당 활성탄의 적정투입량은 9㎎/ℓ내지 20㎎/ℓ이고, 응집제는 9㎎/ℓ내지 20㎎/ℓ라는 결론을 얻을 수 있었다.

특히, 활성탄의 투입량이 과다할 경우 염소의 투입량이 증가되어야 한다는 결론을 얻어 활성탄의 최대 투입량은 20㎎/ℓ가 되는 것이 바람직하다는 결론을 얻었다.

그러나 활성탄과 염소 및 응집제의 투입량은 망간의 농도, 망간을 어느 정도의 농도로 낮출 것인지 여부, 망간의 제거에 어느 정도의 시간을 소요할 것인지에 따라 적절하게 조절할 수 있을 것이다.

Claims

원수에 포함된 망간을 제거하는 방법에 있어서,
망간을 포함하고 있는 원수에 염소와 활성탄이 함께 존재하도록 하여 망간이 제거되도록 하는, 물속에 포함된 망간을 제거하는 방법.
원수에 포함된 망간을 제거하는 방법에 있어서,
망간을 포함하고 있는 원수에 염소, 활성탄, 응집제가 함께 존재하도록 하여 망간이 제거되도록 하는, 물속에 포함된 망간을 제거하는 방법.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 활성탄은 가루 형태인 것을 특징으로 하는, 물속에 포함된 망간을 제거하는 방법.
제 2항에 있어서,
원수에 염소와 활성탄이 투입된 상태에서 원수를 교반하는 것을 특징으로 하는, 물속에 포함된 망간을 제거하는 방법.
제 2항에 있어서,
상기 염소, 활성탄, 응집제와 함께 응집보조제가 원수에 함께 존재하도록 하는 것을 특징으로 하는, 물속에 포함된 망간을 제거하는 방법.