[수질] 수질오염 방지기술, 화학적처리시설 (소독)

Q 염소소독에 대한 설명으로 가장 바르지 못한 것은?

① 염소의 가수분해에 의해 유리잔류염소가 생성되며 이 유리잔류염소에 의해 살균효과가 발생한다.

② 염소소독의 대표적인 단점은 THMs와 HAAs와 같은 발암물질이 부산물로 생성된다는 것이다.

③ 염소소독으로는 Virus를 완전제거하지 못한다.

∨④ 잔류염소의 소독잔류효과를 기대하기 위해서는 파과점까지 염소를 투여하여야 한다.

 

Q. 다음 중 염소소독의 특징이 아닌 것은?

① 유리잔류염소 농도가 높을수록 접촉시간이 길수록, 수온이 높을수록 소독부산물의 생성량이 증가한다.

∨② 온도가 높을수록, 반응시간이 길수록, 주입농도가 높을수록, pH가 높을수록 살균력이 증가한다.

③ 부활현상(After growth)이란 염소, 표백분 등으로 소독할 때 일단 사멸되었다고 본 세균이 시간이 지나면서 재차 증식하는 현상이다.

④ 파과점 염소주입을 하는 이유는 주입된 염소가 자연분해에 의하거나 다양한 물의 성분과의 반응을 통해 염소가 소모되기 때문이다.

 

Q. 전염소리법의 목적에 적합하지 않은 것은 어느 것인가?

① 원수 중의 철, 망간을 제거한다.

② 세균, NH3-N 등을 제거한다.

③ 취미의 원인인 유기물을 제거한다.

∨④ 소독을 목적으로 하여 적정 잔류염소를 유지한다.

 

Q. 염소소독에 적용되는 Chick의 법칙으로 옳은 것은?

① 살균 효율은 온도가 높을수록 증가한다.

② DO가 많을수록 반응을 잘한다.

∨③ 살균효율은 접촉시간이 길수록 증가한다.

④ 살균효율은 pH가 낮을수록 증가한다.

 

Q. 폐수의 화학적 처리에서 살균에 대한 설명으로 틀린 것은?

① 물을 살균처리하는 것은 병균을 죽여서 수인성 전염병을 예방하기 위해서이다.

② 물 속에 HOCl, OCl⁻로 존재하는 염소를 유리잔류 염소라고 한다.

∨③ 암모니아나 무기성 질소화합물과 반응하여 존재하는 것을 결합잔류염소라 한다.

④ 물에 가한 일정량의 염소와 일정기간 후 남아있는 유리 및 결합잔류염소와의 차이를 염소요구량이라고 한다.

 

Q. 염소의 살균력에 관한 설명으로 틀린 것은?

① 살균강도는 HOCl가 OCl⁻의 80배 이상 강하다.

∨② chloramines은 소독 후 물에 이취미를 발생시키지는 않으나 살균력이 약하여 살균작용이 오래 지속되지 않는다.

③ 염소의 살균력은 온도가 높고, pH가 낮을 때 강하다.

④ 염소는 대장균 소화기 계통의 전염성병원균에 특히 살균효과가 크나 바이러스는 염소에 대한 저항성이 커 일부 생존할 염려가 있다.

 

Q. 염소의 살균력에 대한 설명으로 알맞지 않는 것은?

① 살균강도는 HOCl이 OCl-보다 약 80배 강하다.

② 염소의 살균력은 온도가 높고 pH가 낮을 때 강하다.

③ 박테리아는 음(-)으로 대전되어 있어 OCl-보다 HOCl의 살균효과가 높다고 볼 수 있다.

∨④ Chloramines은 소독 후 이 취미를 주지 않으나 살균력이 약해 살균작용이 오래 지속되지 않는다.

 

Q. 다음 유리잔류염소에 대한 설명으로 가장 적당한 것은?

① 암모니아나 유기성 질소화합물과 반응하여 존재하는 것

∨② 물속에 HOCl, OCl⁻로 존재하는 염소

③ 물보다 강한 일정량의 염소와 일정한 시간 후에 남아있는 결합잔류염소와 염소요구량을 합한 것

④ 결합잔류염소 내의 NH3-N 로 존재하는 질소

 

538. 용수 5000 L를 하루 동안 폐수처리에 염소 2.05 g이 사용되었다. 10분간 처리 후 잔류염소농도가 0.2 mg/L 이라면 염소요구량은 얼마인가?: 0.21 mg/L

 

 

 

539. 어느 공장폐수의 염소요구량이 9.7mg/L이라면 0.3mg/L의 잔류염소를 얻기 위해 5,000㎥의 폐수에 주입해야 할 염소량은?: 50㎏

 

Q. 염소 살균처리에 관한 내용 중 틀린 것은?

① 염소의 살균력은 낮은 pH에서 강하다.

② 클로라민은 THM을 형성하며 살균작용의 지속능력이 낮다.

∨③ 살균능력은 클로라민 < OCl- < HOCl 순이다.

④ 수중에 암모니아가 존재하면 염소와 반응하여 클로라민을 형성한다.

 

Q. 상수처리시 염소 소독에서 오존소독으로 변경했을 경우 나타나는 장점이라 볼 수 없는 것은?

① 잔류성이 강하여 2차오염을 막을 수 있다.

② pH 변화에 상관없이 강력한 살균력을 발휘한다.

③ THMs을 형성하지 않는다.

∨ ④ 공기와 전력이 있으면 필요량을 쉽게 만들 수 있다.

 

Q. 용수소독에 관한 설명으로 알맞지 않는 것은?

∨① 오존은 염소처럼 저장할 수 없기 때문에 반드시 현장에서 생산하여야 한다.

② 염소처리에서 같은 농도, 같은 시간에서 결합잔류염소는 유리잔류염소보다 소독능력이 매우 크다.

③ 이산화염소는 염소보다 더 강력한 산화제이며 폭기시켜 주면 수중에서 제거된다.

④ 이산화염소의 사용목적은 수중의 페놀물질의 염소살균으로부터 발생되는 맛과 냄새의 문제점을 해결하기 위해 처음 사용되었다.

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● 소독

- 처리수 중 존재할 수 있는 병원성균을 사멸시켜 처리수의 위생적인 안정성을 높인다

- 소독방법은 방류수역의 이수특성, 경제성, 효율성을 종합적으로 검토하여 적정한 소독방법을 선정하여야 한다.

 

1. 소독 방법

① 물리적 방법

- 가열

-자외선(UV)조사

-감마선 조사

- X선 조사

 

② 화학적 방법

- 할로겐족 산화제：액화염소, 차아염소산나트륨, 클로라민, 유기염소제, 이산화염소 등 각종 염소 화합물, 브롬

- 비할로겐족 산화제：오존, 과망간산칼륨, 과산화수소

- 금속：은이온, 동이온 -계면활성제

-이온교환체：이온교환수지, 이온교환막

 

2. 소독방법 선택시 고려해야할 점

① 소독제의 물에 대한 용해도가 높을 것

② 소독력이 강할 것

③ 잔류독성이 거의 없을 것

④ 경제적일 것

⑤ 안정적인 공급이 가능할 것

⑥ 주입조작 및 취급이 쉬울 것

 

3. 주요 소독방법 원리 

1) 염소 소독

- 정수장에서 암모니아를 포함한 물을 염소 소독할 때 유리잔류염소를 적정한 농도로 유지하기 위해서는 불연속점보다 더 많은 염소를 주입하여야 한다

▶ 장점

•  잘 정립된 기술이다.
• 소독이 효과적이다.
• 잔류염소의 유지가 가능하다.
• 암모니아의 첨가에 의해 결합잔류 염소가 형성된다.
• 소독력 있는 잔류염소를 수송관거 내에 유지시킬 수 있다.
• 가격이 저렴하다
• 대량 첨가가 가능하다 

 

▶ 단점  

• THM과 같은 발암성 물질을 생성시킬 수 있다
• 하수 처리시 수중에서 염소는 암모니아와 반응하여 NH2Cl와 NHCl2 등과 같은 결합잔류염소를 형성한다
• 불소, 오존보다 산화력이 낮다
• 페놀이 존재한다면 심한 악취가 발생한다
• 완전한 소독이 이루어지지 않는다
• 염소처리된 병원균에 대해서는 충분히 효과적이지 못하다
• 염소처리된 하수는 해수가 가지고 있는 세균감소작용을 손상시킨다
• 잔류성이 있다

 

▶ 염소의 살균력을 높이는 방법

- 낮은 pH를 유지시킨다 (pH 5-6)

- 반응시간을 길게한다

- 수온을 높인다 

- 살균력: HOCl > COl- > NH2Cl

 

▶ 소독부산물

- 염소와 같이 산화력이 강한 소독제를 사용할 때 발생할 가능성이 높다

- 소독제가 휴믹산 등과 같은 용존성 자연유기물과 반응하여 생성되기도 한다

- 요오드 및 브롬 이온이 소독제와 반응하여 생성되기도 한다

 

2) 오존 살균

- 오존은 염소보다 더 강한 산화력을 가지고 있다

 

(1) 장점 

• 많은 유기화합물을 빠르게 산화, 분해한다.
• 유기화합물의 생분해성을 높인다.
• 탈취, 탈색효과가 크다.
• 병원균에 대하여 살균작용이 강하다.
• Virus의 불활성화 효과가 크다.
• 철 및 망간의 제거능력이 크다.
• 염소요구량을 감소시켜 유기염소 화합물의 생성량을 감소시킨다.
• 슬러지가 생기지 않는다.
• 유지관리가 용이함.
• 안정하다. 저장시스템의 파괴로 인한 사고가 없다

 

(2) 단점 

• 효과에 지속성이 없으며(잔류성이 없어) 상수에 대하여는 염소 처리의 병용이 필요하다.
• 경제성이 좋지 않다. 가격이 고가이다
• 오존발생장치가 필요하다.
• 전력비용이 과다하다.
• 최종 소독처리로 사용이 불가능하다
• 저장이 불가능하기 때문에 현장에서 생산해야한다

 

(3) 오존의 독성 

 

3) 자외선 소독 

물의 소독에는 주 파장 253.7 nm를 방사하는 자외선램프가 사용되고 있으며, 그 기본구조와 작동원리는 일반 형광램 프와 거의 같고 유리관의 재료로는 자외선 투과율이 좋은 석영유리가 사용된다

 

▶ 장점

• 소독이 효과적이다.
• 잔류독성이 없다.
• 대부분의 virus, spores, cysts 등을 비활성화 시키는데 염소보다 효과적이다.
• 안전성이 높다.
• 요구되는 공간이 적다.
• 비교적 소독비용이 저렴하다.

 

▶ 단점

• 소독이 성공적으로 되었는지 즉시 측정할 수 없다.
• 잔류효과가 없다.
• 대장균살균을 위한 낮은 농도에서는 virus, cysts, spores 등을 비활성화 시키는데 효과적이지 못하다.

UV, 오존 및 염소 소독 방법의 비교

 

 

 

참고: 하수도시설기준(2011)