정수 (물): 두 판 사이의 차이
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'''정수'''(淨水, {{llang|en|water purification}})는 물을 깨끗하게 하는 과정이나 깨끗하게 한 물을 가리킨다. 특정한 목적을 맞게 물을 생산하는 것이 목적이다.
마실 수 있는 물의 [[수질|품질]]에 대한 표준은 국제 표준이나 정부가 정립해 놓는다. 이러한 표준은 일반적으로 물을 이용할 수 있는 최소 제한과 최대 제한을 정해 놓고 있다. 물을 정화하는 과정을 실생활에서 쉽게 볼 수 있는 예로 가정과 사무에서 쓰이는 '''정수기'''가 있다.
== 공공 수도에서의 정수 과정 ==
공공 수도에서는 [[수원 (하천)|수원]]으로부터 취수되어, 정수지로 [[도수]]되어 온 원수(原水)를 물리적, 화학적 처리를 통해 정수하게 된다. 보통의 공공 수도에서는 착수정→응집→약품 침전→급속 여과→소독([[염소 (원소)|염소]], [[오존]])의 순서를 거쳐 정수가 진행된다. 완속 여과 시에는 착수정→보통 침전→완속 여과→소독의 순서로 정수가 진행된다.
=== 응집 ===
'''응집'''이란 응결된 입자가 [[가교 현상]]에 의해 서로 결합하는 것을 말한다.
최적의 응집제량을 찾기 위해 약품 교반 시험(Jar Test)를 실시한다.
=== 침전지 ===
==== 침전 속도 ====
모든 입자가 100% 제거되는 침전 속도를 v<sub>0</sub>이라 하면, 침전 속도를 다음 식으로 나타낼 수 있다. 침전 속도는 표면적 부하율과 같은 값이다.
:<math>v_0=\frac{Q}{A}=\frac{h_0}{t}</math>
::Q : [[유량]]
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==== 침전 제거율 ====
침전 제거율(E)는 다음 식으로 구한다.
:<math>E=\frac{v_s}{v_0}=\frac{v_s}{\frac{Q}{A}}=\frac{v_s}{\frac{h_0}{t}}</math>
::<math>v_s</math> : 독립 입자의 침강 속도
=== 여과지 ===
여과지는 완속 여과지와 급속 여과지로 분류한다. 여과지의 면적을 A라고 하면, 계획 정수량 Q와 여과 속도 v와의 관계는 아래와 같다.
:<math>A=\frac{Q}{v}</math>
* 완속 여과지 : 보통침전지를 통과한 침전수를 모래 여과하여 물을 정화하는 시설을 말한다. 모래층 표면에 배양한 미생물에 의해 유기물을 제거한다. 완속 여과는 [[표면 여과]] 작용을 한다. 모래의 [[유효경]]은 0.3~0.45mm인 모래를 사용하고, 70~90cm 두께로 설치한다. 모래의 최대 입경은 2.0mm이하이고, [[균등 계수]]는 2.0 이하로 한다. 여과 속도는 4~5m/day이다. 탁도가 낮은 물의 정화에 사용한다. 급속 여과지에 비해 건설비가 많이 든다.
* 급속 여과지 : 약품 응집 및 침전을 시킨 침전수를 모래 여과하여 물을 정화하는 시설을 말한다. 전처리로 반드시 응집 침전이 요구된다. 모래의 [[유효경]]은 0.45~1.0mm인 것을 60~120cm 두께로 사용하고, [[균등 계수]]가 1.7 이하인 것을 사용한다. 여과 속도는 120~150m/day이다. 탁도가 잘 제거되며, 여과지 면적이 완속 여과지에 비해 작으므로 건설비가 저렴한 장점이 있다.
=== 염소 소독 ===
염소 소독은 전염소 처리(prechlorination), 중간 염소 처리, 후염소 처리(염소 소독, Chlorination)이 있다.
==== 전염소 처리 ====
전염소 처리(prechlorination)는 소독작용이 아닌 [[산화]], 분해 작용을 목적으로 침전지 이전에 염소를 투입하는 정수 처리 과정이다. [[조류 (수생 생물)|조류]], 세균, [[암모니아]]성 [[질소]], 아질산성 질소, [[황화 수소]](H<sub>2</sub>S), [[페놀]]류, 철, [[망간]], 맛, 냄새 등을 제거할 수 있다.
==== 후염소 처리 ====
염소 소독은 가격이 저렴하고, 잔류 효과가 있으며, 소독 효과가 완전하다는 장점이 있다. 단점으로는 [[트리할로메탄]](THM)이 생긴다는 것이 있다. 물에 염소를 주입하는 과정에서 [[하이포아염소산|HOCl]], OCl<sup>-</sup>가
생기는데, HOCl이 OCl<sup>-</sup>보다 살균 효과가 크다.
:염소 요구 농도 = 염소 주입량 농도 ― 잔존 염소 농도
:<math>\text{염 소 요 구 량 }=\frac{\text{염 소 요 구 농 도 }}{\text{염 소 의 순 도 }}=\frac{\text{염 소 주 입 량 농 도 }-\text{잔 존 염 소 농 도 }}{\text{염 소 의 순 도 }}</math>
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일반적인 정수 처리 과정만으로 먹는 물 [[수질]] 기준을 확보할 수 없을 때, 추가적으로 실시하는 정수 처리 과정을 '''고도 정수 처리'''라고 한다. 대표적으로 [[오존]](O<sub>3</sub>) 처리법, [[활성탄]] 처리법 등이 있다.
* 오존 처리법 : 장점은 [[염소 (원소)|염소]] 소독에 비해 처리된 물에 맛과 냄새가 남지 않으며, 물에 트리할로메탄(THM)과 같은 화학물질을 남기지 않는다는 점이 있다. 단점으로는 지속 시간이 짧아 잔류 효과가 없으며 경제성이 낮다는 점이 있다.
* 활성탄 처리법 : 활성탄을 통해 오염 물질을 흡착시켜 제거하는 방법이다. 입상 활성탄(Granular Activated Carbon; GAC)과 분말 활성탄(Powdered Activated Carbon; GAC) 처리법 두 가지로 나뉜다. 맛, 냄새, 색도 제거에 효과적이다. 염소 소독으로 인한 트리할로메탄(THM)도 제거할 수 있다.
== 같이 보기 ==
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== 각주 ==
<references/>
== 참고 문헌 ==
* {{서적 인용|저자1=노재식|저자2=한웅규|저자3=정용욱 |제목=토목기사 대비 상하수도 공학 |날짜=2016 |출판사=한솔아카데미 |isbn=9791156562344 |ref=harv}}
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