[수질] 수질오염방지기술, 화학적처리시설 (응집)

Q. 응집제 투여에 의한 콜로이드입자의 응결 및 응집 형성 시 반응 기작에 해당하지 않는 것은?

∨① 이온결합
② 표면전하 감소
③ 입자간 가교 결합
④ 흡착과 전기적 중화

Q. 다음 중 응집을 일으키는 화학적 반응기작과 거리가 먼 것은?

① 이온층의 압축(double-layer compression)
② 체거름(enmeshment)현상
③ 입자간 가교작용(interparticle bridging)
∨④ 제타전위의 상승

Q. 폐수의 응집처리에 대해 가장 바르게 설명한 것은?

① 응집은 주로 부유입자상물질의 제거과정이다.
② 응집제는 과량 투여해야 응집이 완전히 잘 일어난다.
∨③ 원활한 침전을 이루기 위해 급속교반후 완속교반을 한다.
④ 응집제를 투여하면 영구경도가 일시경도가 되어 알칼리도가 감소한다.

Q. 하수처리에 있어서 응결(Flocculation)공정의 목적 또는 이점이 아닌 것은?

① 기계적, 물리적 방법으로 미세한 입자들을 응결시켜 최초 침전지에서 SS 제거율을 증가시킨다.
∨② 최종 침전지 앞에서 화학약품을 투입하여 SS, BOD의 제거를 증가시킨다.
③ 2차 처리된 처리수로부터 미세한 부유물을 제거하여 최종 여과를 높인다.
④ 활성 슬러지법에서 과도한 폭기 또는 부적절한 생물학적 응결로 생기는 응결성이 부족한 고형물을 최종 침전지에서 잘 침전되도록 하기 위해 실시한다.

Q. 폐수의 응집처리 원리로 옳지 않은 것은?

① 콜로이드 전기적 특성을 변화시킴
② 물에 대한 표면적의 비를 감소시킴
③ 입자의 표면적 전하를 감소시킴
∨④ 입자의 표면전하를 증가시킴

Q. 응집침전을 실시할 때 기온이 현저하게 낮게 되면 유출수의 수질이 악화되는데, 이 원인에 해당하지 않는 것은?

① 입자의 계면 특성이 변한다.
∨ ② 공기 용해량이 증가한다.
③ 응집제 등의 용해도가 변한다.
④ 액체의 점성도가 변한다.

Q. 응집에 대한 다음 설명 중 잘못된 것은?

① Zeta전위가 클수록 입자간 응집력이 작아진다.
② 콜로이드 입자가 안정된 상태로 분산되어 있다.
③ 교반 강도가 응집 반응 속도에 영향을 준다.
∨④ SS농도가 높으면 처리 효과가 저하된다.

Q. 폐수의 화학적 응집 침전을 촉진시키기 위한 방법으로 가장 옳지 않은 것은?

① 전위결정이온을 첨가하여 콜로이드 표면을 채우거나 반응을 하여 표면전하를 줄인다
② 수산화금속이온을 형성하는 화학약품을 투입한다
③ 고분자응집제를 첨가하여 흡착작용과 가교작용으로 입자를 제거한다
∨④ 전해질을 제거하여 분산층의 두께를 높여 제타전위를 줄이는 것이 효과적이다

Q. 다음은 응집침전과 관련하여 기술한 것이다. 잘못 기술된 것은?

∨① 제거 효율은 응집제의 주입량에 비례한다.
② 교반 강도가 응집 반응 속도에 영향을 미치나 수질에 따라 최적치가 다르다.
③ 완속 교반과 급속 교반이 있다.
④ 응집제의 종류에 따라 최적 pH범위가 다르다.

Q. 약품응집 침전법에서 고분자 응집제를 주입하는 목적에 가장 적합한 것은?

① 분자간의 상호충돌로 응결물 형성
② 분자간의 인력에 의한 응결물 형성
③ 반대전하에 의한 응집력으로 응결물 형성
∨④ 가교작용에 응결물 형성

Q. 약품 응집침전법의 설명 중 옳지 않은 것은?

∨① Zeta전위가 클수록 입자간의 응집력이 커진다.
② 황산알루미늄은 철염에 비해 가볍고 적정 pH의 폭이 좁다.
③ 알칼리도가 없으면 응집이 잘 일어나지 않는다.
④ 3가의 응집제는 2가의 응집제보다 효과가 크다.

435. 급속교반조나 혼화지 등의 설계 시 필요한 G값(속도구배)를 구할 때 직접적으로 고려되지 않는 것은?(단, 기계식 교반을 위한 속도경사식 기준)
① 소요동력 ② 조부피 ③ 물의 점성 ∨④ 체류시간

Q. 응집과정 중 교반의 영향에 관한 설명으로 알맞지 않은 것은?

① 교반에 따른 응집효과는 입자의 농도가 높을수록 좋다.
② 교반에 따른 응집효과는 입자의 지름이 불균일할수록 좋다.
③ 교반을 위한 동력은 응결지 부피와 비례한다.
∨ ④ 교반을 위한 동력은 속도경사와 반비례한다.

Q. 상수 정수시 응집제로 황산알루미늄을 사용하면 경도는 어떻게 되는가?

∨ ① 일시경도가 영구경도가 되나 총경도는 변화하지 않는다.
② 주입된 황산 경도만큼 총경도는 증가한다.
③ 총경도는 감소된다.
④ 일시경도는 증가하고 영구경도는 변하지 않는다.

Q. 다음 응집제의 특성을 설명한 것 중 틀린 것은?

∨① 황산알루미늄：형성된 플록이 비교적 가볍고 적정 pH폭이 매우 넓어 광범위하게 적용되고 있다.
② 염화제2철：형성플록이 무겁고 침강이 빠르며 부식성이 강하다.
③ 황산제1철：pH와 알칼리도가 높은 물에서 주로 사용하며 부식성이 강하다.
④ PAC：플록형성속도가 빠르며 저온열화(劣化)하지 않는다.

Q. 급수를 하기 위해서 물을 응집 침전시키고자 한다. 다음의 응집 침전 설명 중 부적당한 것은?

① 응집제의 투입량은 적당해야 하며, 많이 사용할 경우 반대 전하로 역전되어 응집효율을 감소시킨다.
② 응집제는 양이온을 띄는 알루미늄염 또는 철염 등이 사용되는데 2가 양이온보다 3가 양이온을 사용하는 것이 응집 효과가 크다.
∨③ 응집침전의 목적은 물 속의 부유물질 및 용존물질을 제거하기 위함이다.
④ 응집제를 주입하는 이유는 클로이드 입자의 Zeta potential을 감소시켜 미소입자를 응집시키기 위한 것이다.

Q. 다음 응집과정에 대한 설명으로 가장 적절하지 못한 것은?

① 응집조에서는 침전이 원활히 이루어져야 한다.
② 응집제를 과량 투여할 경우 하전이 역전되어 재분산이 일어난다.
③ 응집은 수중 콜로이드성 입자들의 제거과정이다.
∨ ④ 응집제를 투여하면 경도 및 알칼리도가 감소한다.

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● 화학적 처리 방법

● 응집 (화학적 처리)

- 침전이 어려운 미립자를 화학약품을 사용하여 전기적으로 중화시켜 입자의 상호부착을 일으킨다
- 상수처리 공정에서 일반적으로 여과 공정 이전에 적용된다
- 산업폐수 처리에서 중금속이나 부유물질(SS)성분을 제거하기 위해 이용된다

① 제타전위를 낮추는 방법, 폐수의 효과적인 응집을 위한 방법

- 약품교반 실험의 순서
: 응집제 투입-급속교반-완속교반-정치침전-상징수분석
- 전위결정이온을 첨가하여 콜로이드 표면을 채우거나 반응을 하여 표면전하를 줄인다
- 수산화 금속 이온을 형성하는 화학약품을 투입한다
- 고분자응집제를 첨가하여 흡착작용과 가교작용으로 입자를 제거한다
- 전해질을 제거하여 분사층의 두께를 낮춰 제타전위를 줄이는 것이 효과적이다

② 응집제 투여에 의한 콜로이드 입자의 응결 및 응집 형성시 반응기작
: 표면전하 감소, 입자간 가교결합, 흡착과 전기적 중화

③ 콜로이드 - 0.001 ~ 0.1μm
- 평형을 유지하며 브라운 운동을 함
- 대게 음이온으로 대전되어 있다
- 중력과 제타전위, 반데르발스힘에 영향을 받는다

④ 응집제 종류

• 항산알루미늄 Al2(SO4)3·18H2O)

- 중탄산칼슘 및 중탄산마그네슘에 의한 알칼리도를 함유한 하수에 황산알루미늄(알럼)을 가하면 다음 과 같은 반응이 일어나고 일반적으로 하수에 대해서는 투입량이 50～300 g/m3 정도이다

- 황산알루미 늄은 주로 건조상으로 된 입자상의 약품을 주로 용해하여 사용하고, 액체상은 50% 알럼이며 탱크트럭 으로 운반된다

- 반응에 적당한 pH의 범위는 4.5～8 정도

- 가격이 저렴하고 탁도, 세균, 조류 등의 거의 모든 현탁성 물질 또는 부유물의 제거에 유효하며 독성이 없으므로 대량으로 주입할 수 있다.

- 부식성 이 없어 취급이 용이하며 철염과 같이 시설을 더럽히지 않는다는 장점을 지니고 있으나 생성된 플록의 비중이 가볍고 적정 pH폭이 좁다

• 염화제2철 FeCl3·6H2O

- [염화제2철(ferric chloride)] 일반적으로 액체로 주입하며 하수에 대하여 50～300 g/m3 정도 주입한다.

- [염화제 2철 및 석회] 일반적으로 하수에 대하여 50～300 g/m3 의 염화제2철과 50～500 g/m3 의 석회를 투입하는 것이 적당하다

• 황산제1철 및 석회 FeSO4·7H2O

- 황산제1철을 빠르게 반응시키기 위해서는 pH가 상승되어야 하고 그에 따른 알칼리도가 필요하기 때문에 일반적으로 석회를 동시에 투입하여 응집을 실시하며, 이는 황산알루 미늄에 비하여 가격이 저렴하고 형성된 응결물의 침전이 빠르다. 일반적으로 건조상의 입자상을 사용한다.

• 폴리염화알루미늄

- 콜로이드를 중화시키고 가교시켜 응집이 더욱 효 과적으로 발생할 수 있게 한다. 응집반응이 진행될수록 플록은 결정 구조에 접근하고 밀도화 된다

- 대부분 일정한 분자비 R(R=OH/Al)에 접근하지만 불안정하다

• 황산제2철 Fe2(SO4)3

⑤ 응집보조제

: 응집공정에서 플록을 강도 높게 형성하여 침전이 빠른 플록을 형성하여 최적의 응 집상태를 조성하는데 응집보조제를 사용
- 규산나트륨, 알긴산나트륨
- 응집제 황산알루미늄 사용할때 응집보조제 필요함
- 응집제 폴리염화알루미늄 사용할 때 응집보조제 필요없음

 

⑥ 응집에 영향을 미치는 인자

참고

하수도시설기준(2011)

https://blog.daum.net/pooh51503/5