고효율 응집청정제 제조를 위한고효율 응집청정제 제조를 위한고효율 응집청정제 제조를 위한고효율 응집청정제 제조를 위한

공정 최적화 기술지원공정 최적화 기술지원공정 최적화 기술지원공정 최적화 기술지원

2004. 05. 312004. 05. 312004. 05. 312004. 05. 31

지원기관지원기관지원기관지원기관 한국생산기술연구원한국생산기술연구원한국생산기술연구원한국생산기술연구원

지원기업지원기업지원기업지원기업 주 세정하이테크주 세정하이테크주 세정하이테크주 세정하이테크( )( )( )( )

산 업 자 원 부산 업 자 원 부산 업 자 원 부산 업 자 원 부

- 2 -

제 출 문제 출 문제 출 문제 출 문

산 업 자 원 부 장 관 귀 하

본 보고서를 고효율 응집청정제 제조를 위한 공정 최적화 기술지원 지원기간“ ”( :

과제의 기술지원성과보고로 제출합니다2003 5. 1.~2004. 4. 30) .

2004 . 5. 31.2004 . 5. 31.2004 . 5. 31.2004 . 5. 31.

지원기관지원기관지원기관지원기관 :::: 기관명 한국생산기술연구원기관명 한국생산기술연구원기관명 한국생산기술연구원기관명 한국생산기술연구원( )( )( )( )

대표자 주 덕 영대표자 주 덕 영대표자 주 덕 영대표자 주 덕 영( )( )( )( )

지원기업지원기업지원기업지원기업 :::: 기업명 주 세정하이테크기업명 주 세정하이테크기업명 주 세정하이테크기업명 주 세정하이테크( ) ( )( ) ( )( ) ( )( ) ( )

대표자 원 종 수대표자 원 종 수대표자 원 종 수대표자 원 종 수( )( )( )( )

지원책임자지원책임자지원책임자지원책임자 :::: 이 강 원이 강 원이 강 원이 강 원

참여연구원참여연구원참여연구원참여연구원 :::: 김 경 수김 경 수김 경 수김 경 수

이 선 정이 선 정이 선 정이 선 정

- 3 -

목 차목 차목 차목 차

제 장 서론제 장 서론제 장 서론제 장 서론1111

제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성1111

제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표2222

제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용3333

제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 국내의 수처리제 현황제 절 국내의 수처리제 현황제 절 국내의 수처리제 현황제 절 국내의 수처리제 현황1111

국내의 수처리제 지정현황국내의 수처리제 지정현황국내의 수처리제 지정현황국내의 수처리제 지정현황1.1.1.1.

수처리제의 기준 및 규격수처리제의 기준 및 규격수처리제의 기준 및 규격수처리제의 기준 및 규격2.2.2.2.

수처리제의 종류별 특성수처리제의 종류별 특성수처리제의 종류별 특성수처리제의 종류별 특성3.3.3.3.

가 응집제가 응집제가 응집제가 응집제....

나 소독제나 소독제나 소독제나 소독제....

다 방청제다 방청제다 방청제다 방청제....

라 기타 제제라 기타 제제라 기타 제제라 기타 제제....

제 절 응집청정제의 특징제 절 응집청정제의 특징제 절 응집청정제의 특징제 절 응집청정제의 특징2222

응집제의 종류응집제의 종류응집제의 종류응집제의 종류1.1.1.1.

가 무기응집제가 무기응집제가 무기응집제가 무기응집제....

폴리염화알루미늄폴리염화알루미늄폴리염화알루미늄폴리염화알루미늄1) (Poly Aluminum Chloride)1) (Poly Aluminum Chloride)1) (Poly Aluminum Chloride)1) (Poly Aluminum Chloride)

황산알루미늄황산알루미늄황산알루미늄황산알루미늄2) (Aluminum Sulfate)2) (Aluminum Sulfate)2) (Aluminum Sulfate)2) (Aluminum Sulfate)

폴리 황산알루미늄폴리 황산알루미늄폴리 황산알루미늄폴리 황산알루미늄3) ((Poly Aluminium Sulfate)3) ((Poly Aluminium Sulfate)3) ((Poly Aluminium Sulfate)3) ((Poly Aluminium Sulfate)

폴리 황산규산알루미늄폴리 황산규산알루미늄폴리 황산규산알루미늄폴리 황산규산알루미늄4) (PASS, Poly Aluminum Silicate Sulfate)4) (PASS, Poly Aluminum Silicate Sulfate)4) (PASS, Poly Aluminum Silicate Sulfate)4) (PASS, Poly Aluminum Silicate Sulfate)

폴리 염화알루미늄규산폴리 염화알루미늄규산폴리 염화알루미늄규산폴리 염화알루미늄규산5) (Poly Aluminium Chloride Silicate)5) (Poly Aluminium Chloride Silicate)5) (Poly Aluminium Chloride Silicate)5) (Poly Aluminium Chloride Silicate)

- 4 -

폴리 염화알루미늄칼슘폴리 염화알루미늄칼슘폴리 염화알루미늄칼슘폴리 염화알루미늄칼슘6) (Poly Aluminium Chloride Calcium)6) (Poly Aluminium Chloride Calcium)6) (Poly Aluminium Chloride Calcium)6) (Poly Aluminium Chloride Calcium)

폴리수산화염화규산알루미늄폴리수산화염화규산알루미늄폴리수산화염화규산알루미늄폴리수산화염화규산알루미늄7) (PAHCS)7) (PAHCS)7) (PAHCS)7) (PAHCS)

황산제 철황산제 철황산제 철황산제 철8) 1 (Ferrous Sulfate)8) 1 (Ferrous Sulfate)8) 1 (Ferrous Sulfate)8) 1 (Ferrous Sulfate)

황산제 철황산제 철황산제 철황산제 철9) 2 (Ferric Sulfate)9) 2 (Ferric Sulfate)9) 2 (Ferric Sulfate)9) 2 (Ferric Sulfate)

염화제 철 액체염화제 철 액체염화제 철 액체염화제 철 액체10) 2 ( )(Liquid ferric Chloride)10) 2 ( )(Liquid ferric Chloride)10) 2 ( )(Liquid ferric Chloride)10) 2 ( )(Liquid ferric Chloride)

알긴산나트륨알긴산나트륨알긴산나트륨알긴산나트륨11) (Sodium Alginate)11) (Sodium Alginate)11) (Sodium Alginate)11) (Sodium Alginate)

폴리아민폴리아민폴리아민폴리아민12) (Polyamines)12) (Polyamines)12) (Polyamines)12) (Polyamines)

폴리수산화염화황산알루미늄폴리수산화염화황산알루미늄폴리수산화염화황산알루미늄폴리수산화염화황산알루미늄13)13)13)13)

나 유기고분자응집제나 유기고분자응집제나 유기고분자응집제나 유기고분자응집제....

제조상의 분류제조상의 분류제조상의 분류제조상의 분류1)1)1)1)

이온성에 따른분류이온성에 따른분류이온성에 따른분류이온성에 따른분류2)2)2)2)

유기고분자응집제의 작용원리유기고분자응집제의 작용원리유기고분자응집제의 작용원리유기고분자응집제의 작용원리3)3)3)3)

다 응집보조작용제다 응집보조작용제다 응집보조작용제다 응집보조작용제....

벤토나이트벤토나이트벤토나이트벤토나이트1) (Bentonite)1) (Bentonite)1) (Bentonite)1) (Bentonite)

활성규산활성규산활성규산활성규산2) (Activated silica)2) (Activated silica)2) (Activated silica)2) (Activated silica)

3) Fly ash3) Fly ash3) Fly ash3) Fly ash

살균 소독제의 종류살균 소독제의 종류살균 소독제의 종류살균 소독제의 종류2.2.2.2. ㆍㆍㆍㆍ

가 고도표백분가 고도표백분가 고도표백분가 고도표백분. (Calcium hypochlorite). (Calcium hypochlorite). (Calcium hypochlorite). (Calcium hypochlorite)

나 액화염소나 액화염소나 액화염소나 액화염소. (Liquid Chlorine). (Liquid Chlorine). (Liquid Chlorine). (Liquid Chlorine)

다 차아염소산나트륨다 차아염소산나트륨다 차아염소산나트륨다 차아염소산나트륨. (Sodium Hypochlorite). (Sodium Hypochlorite). (Sodium Hypochlorite). (Sodium Hypochlorite)

라 이산화염소라 이산화염소라 이산화염소라 이산화염소. (Chlorine Dioxide). (Chlorine Dioxide). (Chlorine Dioxide). (Chlorine Dioxide)

마 오존마 오존마 오존마 오존. (Ozone). (Ozone). (Ozone). (Ozone)

수영장에서 사용되는 응집제의 종류수영장에서 사용되는 응집제의 종류수영장에서 사용되는 응집제의 종류수영장에서 사용되는 응집제의 종류3.3.3.3.

수영장에서 사용되는 소독제의 종류수영장에서 사용되는 소독제의 종류수영장에서 사용되는 소독제의 종류수영장에서 사용되는 소독제의 종류4.4.4.4.

수영장 수질 실태 및 관리현황수영장 수질 실태 및 관리현황수영장 수질 실태 및 관리현황수영장 수질 실태 및 관리현황5,5,5,5,

- 5 -

가 인공 수영장 욕수의 수질기준가 인공 수영장 욕수의 수질기준가 인공 수영장 욕수의 수질기준가 인공 수영장 욕수의 수질기준....

나 수영장 용수 소독 유형나 수영장 용수 소독 유형나 수영장 용수 소독 유형나 수영장 용수 소독 유형....

환수식환수식환수식환수식1) ( )1) ( )1) ( )1) ( )煥水式煥水式煥水式煥水式

주입식 연속 소독법주입식 연속 소독법주입식 연속 소독법주입식 연속 소독법2)2)2)2)

표백분의 표면 살포법표백분의 표면 살포법표백분의 표면 살포법표백분의 표면 살포법3)3)3)3)

순환식순환식순환식순환식4) ( )4) ( )4) ( )4) ( )循環式循環式循環式循環式

다 수영장 수질 관리 실태다 수영장 수질 관리 실태다 수영장 수질 관리 실태다 수영장 수질 관리 실태....

라 수영장의 수질관리 방법라 수영장의 수질관리 방법라 수영장의 수질관리 방법라 수영장의 수질관리 방법....

제 절 응집제의 원료분석제 절 응집제의 원료분석제 절 응집제의 원료분석제 절 응집제의 원료분석2222

비교 청정응집제 의 특징비교 청정응집제 의 특징비교 청정응집제 의 특징비교 청정응집제 의 특징1. (Aqua-pill)1. (Aqua-pill)1. (Aqua-pill)1. (Aqua-pill)

화학분석을 통한 비교 검토화학분석을 통한 비교 검토화학분석을 통한 비교 검토화학분석을 통한 비교 검토2.2.2.2.

가 의 성분 분석가 의 성분 분석가 의 성분 분석가 의 성분 분석. Aqua-pill. Aqua-pill. Aqua-pill. Aqua-pill

나 의 성분 분석나 의 성분 분석나 의 성분 분석나 의 성분 분석. e-COA 100. e-COA 100. e-COA 100. e-COA 100

다 각 응집제의다 각 응집제의다 각 응집제의다 각 응집제의. COD. COD. COD. CODCrCrCrCr 측정 결과측정 결과측정 결과측정 결과

분석을 통한 의 화학적 구조평가분석을 통한 의 화학적 구조평가분석을 통한 의 화학적 구조평가분석을 통한 의 화학적 구조평가3. NMR Aqua-pill3. NMR Aqua-pill3. NMR Aqua-pill3. NMR Aqua-pill

가 의가 의가 의가 의. Aqua-pill. Aqua-pill. Aqua-pill. Aqua-pill1111H-NMR SpectraH-NMR SpectraH-NMR SpectraH-NMR Spectra

나 의나 의나 의나 의. Aqua-pill. Aqua-pill. Aqua-pill. Aqua-pill13131313C-NMR SpectraC-NMR SpectraC-NMR SpectraC-NMR Spectra

제 절 시제품의 성능분석제 절 시제품의 성능분석제 절 시제품의 성능분석제 절 시제품의 성능분석3333

제거 효율제거 효율제거 효율제거 효율1. COD1. COD1. COD1. COD

제거 효율제거 효율제거 효율제거 효율2. BOD2. BOD2. BOD2. BOD

제거 효율제거 효율제거 효율제거 효율3. TOC3. TOC3. TOC3. TOC

탁도 제거 효율탁도 제거 효율탁도 제거 효율탁도 제거 효율4.4.4.4.

제 절 공정최적화 기술제 절 공정최적화 기술제 절 공정최적화 기술제 절 공정최적화 기술4444

비율별 제거효율비율별 제거효율비율별 제거효율비율별 제거효율1. 0.1%polymer/PAC COD1. 0.1%polymer/PAC COD1. 0.1%polymer/PAC COD1. 0.1%polymer/PAC COD

비율별 제거효율비율별 제거효율비율별 제거효율비율별 제거효율2. 0.1%polymer/PAC BOD2. 0.1%polymer/PAC BOD2. 0.1%polymer/PAC BOD2. 0.1%polymer/PAC BOD

- 6 -

비율별 제거효율비율별 제거효율비율별 제거효율비율별 제거효율3. 0.1% polymer/PAC TOC3. 0.1% polymer/PAC TOC3. 0.1% polymer/PAC TOC3. 0.1% polymer/PAC TOC

비율별 탁도 제거효율비율별 탁도 제거효율비율별 탁도 제거효율비율별 탁도 제거효율4. 0.1% polymer/PAC4. 0.1% polymer/PAC4. 0.1% polymer/PAC4. 0.1% polymer/PAC

응집청정제 제조 최적 공정도응집청정제 제조 최적 공정도응집청정제 제조 최적 공정도응집청정제 제조 최적 공정도5.5.5.5.

제 절 현장적용평가제 절 현장적용평가제 절 현장적용평가제 절 현장적용평가5555

폴리머농도별 제거효율폴리머농도별 제거효율폴리머농도별 제거효율폴리머농도별 제거효율1.1.1.1.

의 혼합비율별 제거효율의 혼합비율별 제거효율의 혼합비율별 제거효율의 혼합비율별 제거효율2. Polymer/PAC2. Polymer/PAC2. Polymer/PAC2. Polymer/PAC

청정응집제의 살균효과를 관찰하기 위한 일반세균 실험청정응집제의 살균효과를 관찰하기 위한 일반세균 실험청정응집제의 살균효과를 관찰하기 위한 일반세균 실험청정응집제의 살균효과를 관찰하기 위한 일반세균 실험3.3.3.3.

가 필요한 기자재가 필요한 기자재가 필요한 기자재가 필요한 기자재....

나 표준한천배지 균수측정용나 표준한천배지 균수측정용나 표준한천배지 균수측정용나 표준한천배지 균수측정용. ( ). ( ). ( ). ( )

다 시험방법다 시험방법다 시험방법다 시험방법....

라 실험결과라 실험결과라 실험결과라 실험결과....

제 장 결 론제 장 결 론제 장 결 론제 장 결 론3333

- 7 -

표차례표차례표차례표차례< >< >< >< >

표 국내의 수처리제 지정 현황표 국내의 수처리제 지정 현황표 국내의 수처리제 지정 현황표 국내의 수처리제 지정 현황1.1.1.1.

표 황산 제 철의 장단점표 황산 제 철의 장단점표 황산 제 철의 장단점표 황산 제 철의 장단점2. 12. 12. 12. 1

표 염화 제 철의 장단점표 염화 제 철의 장단점표 염화 제 철의 장단점표 염화 제 철의 장단점3. 23. 23. 23. 2

표 수영장에서 사용되는 응집제의 종류표 수영장에서 사용되는 응집제의 종류표 수영장에서 사용되는 응집제의 종류표 수영장에서 사용되는 응집제의 종류4.4.4.4.

표 수영장에서 사용되는 소독제의 종류표 수영장에서 사용되는 소독제의 종류표 수영장에서 사용되는 소독제의 종류표 수영장에서 사용되는 소독제의 종류5.5.5.5.

표 인공 수영장 욕수의 수질기준표 인공 수영장 욕수의 수질기준표 인공 수영장 욕수의 수질기준표 인공 수영장 욕수의 수질기준6.6.6.6.

표 아쿠아 필 제품개요표 아쿠아 필 제품개요표 아쿠아 필 제품개요표 아쿠아 필 제품개요7. Aqua-pill( )7. Aqua-pill( )7. Aqua-pill( )7. Aqua-pill( )

표 의 성분 분석 결과표 의 성분 분석 결과표 의 성분 분석 결과표 의 성분 분석 결과8. Aqua-pill8. Aqua-pill8. Aqua-pill8. Aqua-pill

표 청정응집제 의 분석결과표 청정응집제 의 분석결과표 청정응집제 의 분석결과표 청정응집제 의 분석결과9. (e-COA 100)9. (e-COA 100)9. (e-COA 100)9. (e-COA 100)

표 비교대상응집제와 연구개발한 응집제의표 비교대상응집제와 연구개발한 응집제의표 비교대상응집제와 연구개발한 응집제의표 비교대상응집제와 연구개발한 응집제의10. COD10. COD10. COD10. CODCrCrCrCr측정 결과측정 결과측정 결과측정 결과

표 의표 의표 의표 의11. Aqua-pill11. Aqua-pill11. Aqua-pill11. Aqua-pill1111H-NMR SpectraH-NMR SpectraH-NMR SpectraH-NMR Spectra

표 의표 의표 의표 의12. Aqua-pill12. Aqua-pill12. Aqua-pill12. Aqua-pill13131313C-NMR SpectraC-NMR SpectraC-NMR SpectraC-NMR Spectra

표 응집청정제를 이용한 살균 실험결과표 응집청정제를 이용한 살균 실험결과표 응집청정제를 이용한 살균 실험결과표 응집청정제를 이용한 살균 실험결과13.13.13.13.

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그림차례그림차례그림차례그림차례< >< >< >< >

그림 폴리아크릴아미드계의 양이온성 응집제그림 폴리아크릴아미드계의 양이온성 응집제그림 폴리아크릴아미드계의 양이온성 응집제그림 폴리아크릴아미드계의 양이온성 응집제1.1.1.1.

그림 폴리아크릴산계의 음이온성 응집제그림 폴리아크릴산계의 음이온성 응집제그림 폴리아크릴산계의 음이온성 응집제그림 폴리아크릴산계의 음이온성 응집제2.2.2.2.

그림 폴리아크릴아미드계의 비이온성 응집제그림 폴리아크릴아미드계의 비이온성 응집제그림 폴리아크릴아미드계의 비이온성 응집제그림 폴리아크릴아미드계의 비이온성 응집제3.3.3.3.

그림 청정응집제의 정성 정량분석 분석그림 청정응집제의 정성 정량분석 분석그림 청정응집제의 정성 정량분석 분석그림 청정응집제의 정성 정량분석 분석4.4.4.4. ㆍㆍㆍㆍ

그림 의그림 의그림 의그림 의5. Aqua-pill5. Aqua-pill5. Aqua-pill5. Aqua-pill1111H-NMR SpectraH-NMR SpectraH-NMR SpectraH-NMR Spectra

그림 의그림 의그림 의그림 의6. Aqua-pill6. Aqua-pill6. Aqua-pill6. Aqua-pill13131313C-NMR SpectraC-NMR SpectraC-NMR SpectraC-NMR Spectra

그림 각 농도별 제거 효율그림 각 농도별 제거 효율그림 각 농도별 제거 효율그림 각 농도별 제거 효율7. Ploymer COD7. Ploymer COD7. Ploymer COD7. Ploymer COD

그림 각 농도별 제거 효율그림 각 농도별 제거 효율그림 각 농도별 제거 효율그림 각 농도별 제거 효율5. Ploymer BOD5. Ploymer BOD5. Ploymer BOD5. Ploymer BOD

그림 각 농도별 제거 효율그림 각 농도별 제거 효율그림 각 농도별 제거 효율그림 각 농도별 제거 효율9. Ploymer TOC9. Ploymer TOC9. Ploymer TOC9. Ploymer TOC

그림 각 농도별 탁도 제거 효율그림 각 농도별 탁도 제거 효율그림 각 농도별 탁도 제거 효율그림 각 농도별 탁도 제거 효율10. Ploymer10. Ploymer10. Ploymer10. Ploymer

그림 비율별 제거효율그림 비율별 제거효율그림 비율별 제거효율그림 비율별 제거효율11. 0.1%polymer/PAC COD11. 0.1%polymer/PAC COD11. 0.1%polymer/PAC COD11. 0.1%polymer/PAC COD

그림 비율별 제거효율그림 비율별 제거효율그림 비율별 제거효율그림 비율별 제거효율12. 0.1%polymer/PAC GOD12. 0.1%polymer/PAC GOD12. 0.1%polymer/PAC GOD12. 0.1%polymer/PAC GOD

그림 비율별 제거효율그림 비율별 제거효율그림 비율별 제거효율그림 비율별 제거효율13. 0.1%polymer/PAC TOC13. 0.1%polymer/PAC TOC13. 0.1%polymer/PAC TOC13. 0.1%polymer/PAC TOC

그림 비율별 탁도 제거효율그림 비율별 탁도 제거효율그림 비율별 탁도 제거효율그림 비율별 탁도 제거효율14. 0.1%polymer/PAC14. 0.1%polymer/PAC14. 0.1%polymer/PAC14. 0.1%polymer/PAC

그림 응집청정제 제조 최적 공정도그림 응집청정제 제조 최적 공정도그림 응집청정제 제조 최적 공정도그림 응집청정제 제조 최적 공정도15.15.15.15.

그림 응집청정제 제조공정 약품투입조그림 응집청정제 제조공정 약품투입조그림 응집청정제 제조공정 약품투입조그림 응집청정제 제조공정 약품투입조16. ( )16. ( )16. ( )16. ( )

그림 응집청정제 제조공정 제품반응조그림 응집청정제 제조공정 제품반응조그림 응집청정제 제조공정 제품반응조그림 응집청정제 제조공정 제품반응조17. ( )17. ( )17. ( )17. ( )

그림 각 항목의 농도별 제거효율그림 각 항목의 농도별 제거효율그림 각 항목의 농도별 제거효율그림 각 항목의 농도별 제거효율18. polymer18. polymer18. polymer18. polymer

그림 비율에 따른 각 항목별 제거효율그림 비율에 따른 각 항목별 제거효율그림 비율에 따른 각 항목별 제거효율그림 비율에 따른 각 항목별 제거효율19. 0.1% polymer/PAC19. 0.1% polymer/PAC19. 0.1% polymer/PAC19. 0.1% polymer/PAC

그림 표준한천배지 만들기그림 표준한천배지 만들기그림 표준한천배지 만들기그림 표준한천배지 만들기20.20.20.20.

그림 일반세균 실험방법그림 일반세균 실험방법그림 일반세균 실험방법그림 일반세균 실험방법21.21.21.21.

- 9 -

제 장 서 론제 장 서 론제 장 서 론제 장 서 론1111

제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성1111

본 연구는 수영장 용수 처리 효율을 증대시키는 응집청정제의 기술을 통Blending

해 적용이 용이한 형태의 제품을 제조하고 응집청정제 제조공정의 최적화를 이루,

어 경제성이 우수한 공정을 확립하기 위한 지원 사업이다.

제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표2222

이번 지원사업의 목표는 기존 응집청정제의 조성을 기준으로 수입 판매되고 있는

응집청정제의 조성과 비교하여 국산화를 이를 수 있는 응집청정제 제조기술과 제조

공정의 최적화 기술을 지원하는 것이다.

제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용3333

기존에 사용되고 있는 응집제와 청정제의 조성을 분석하고 이를 기준으로 일본에서

수입되어 판매되고 있는 응집청정제의 조성분석 결과와 비교하여 원료분석 결과에

따라 여러 가지의 응집청정제 원료를 배합하여 국산화를 이를 수 있는 자료를 확보

하고 새로운 응집청정제 사용시 수처리 효과에 대한 효율을 측정 분석하여 고효율

의 응집청정제 제조를 지원한다.

또한 현재 사용하고 있는 회분식 반응기를 대량생산과 품질 균일화에 적합하도록

자동 원료 공급과 반응기내의 온도조절 등을 통해 제조공정의 최적화를 이룰 수 있

도록 기술 지원한다.

- 10 -

제 장 본 론제 장 본 론제 장 본 론제 장 본 론2222

제 절 국내의 수처리제 현황제 절 국내의 수처리제 현황제 절 국내의 수처리제 현황제 절 국내의 수처리제 현황1111

국내의 수처리제 지정현황국내의 수처리제 지정현황국내의 수처리제 지정현황국내의 수처리제 지정현황1.1.1.1.

우리나라에서는 수처리제로 종이 지정되어 있으며 응집제로 황산알루미늄 등22 9

종 살균 소독제로 염소 등 종 방청제 종 기타제제로 활성탄 등 종이 고시되/ 5 , 1 , 7

어 있다 또한 수처리제로 종 이상 혼합하여 자가품질기준 및 규격이 인정된 품목. 2

도 종이 있다17 .

- 11 -

표 국내의 수처리제 지정 현황표 국내의 수처리제 지정 현황표 국내의 수처리제 지정 현황표 국내의 수처리제 지정 현황< 1>< 1>< 1>< 1>

- 12 -

수처리제의 기준 및 규격수처리제의 기준 및 규격수처리제의 기준 및 규격수처리제의 기준 및 규격2.2.2.2.

수처리제의 함량이 낮거나 중금속 원료 등의 불순물의 함유량이 높을 경우 정수처,

리효과가 낮아지거나 물에 유해물질이 유입될 수 있다 제조 업소에서는 제조원가.

를 낮추기 위하여 저질 원료를 사용하거나 제조과정에서 적절하게 정제를 하지 않

아 제품에 납 비소 수은 등과 같은 유해한 불순물이 함유리어 이들 제품을 수돗물, ,

의 정수처리에 사용할 경우 오히려 수질을 저하시킬 우려가 있어 환경부이서는 수

처리제의 규격 및 기준을 고시하고 있으며 정수장에서 사용하기 편하도록 고시한,

품목을 종 이상 혼합한 제품에 대하여는 국립환경연구원에서 자가품질기준 및 규2

격을 설정하여 국립환경연구원의 승인을 받도록 하고 있다 수처리제의 규격 및 기.

준은 성상 확인시험 함량 순도시험 기타의 특성시험으로 구분되며 여기에서 가, , , ,

장 중요한 것은 함량과 순도시험으로서 이들은 제조 원료의 품질과 제조과정이 적

절하지 않으면 생산된 제품의 품질도 당연히 저하된다 우리나라에서도 수년전에.

황산알루미늄의 윈료인 황산을 저질품으로 사용하여 최종 제품에서 수은이 기준치

이상으로 검출되었으며 또한 우리나라에서도 황산 제 철이 공업용으로 생산되고, 2

있으나 유해중금속이 과량으로 함유되어 있어 수처리제로 사용하지 못하고 있다.

순도시험의 설정 기준은 수처리제를 정수처리에 사용하였을 때 중금속과 같은 유해

불순물질이 먹는물 수질기준치의 이하여야 한다는 원칙에 의해서 규격 및 기10%

준이 설정된다.

수처리제의 종류별 특성수처리제의 종류별 특성수처리제의 종류별 특성수처리제의 종류별 특성3.3.3.3.

가 응집제가 응집제가 응집제가 응집제....

물속에 현탁 분산하고 있는 미세입자 콜로이드 입자를 결합시켜서 큰 입자로 만들,

어 침전 여과 부상 분리 등을 통하여 제거하는데 사용하는 것으로서 과거에는 황, ,

산알루미늄을 주로 사용하였으나 최근에는 좀 더 성능이 우수한 폴리염화알루미늄,

폴리황산규산알루미늄 폴리수산화염화규산알루미늄 등으로 대체되고 있다, .

- 13 -

나 소독제나 소독제나 소독제나 소독제....

물중의 미생물의 살균과 급수 과정 중에 오염방지를 위하여 사용하는 것으로서 주

로 염소가 가장 많이 사용되었으나 최근 THMS 생성과 페놀유입에 의한 악취 발생

으로 인하여 이산화염소 오존 등을 병용하고 있다 고도 표백분과 차아염소산나트, .

륨은 간이상수도 우물물 등이 소규모 급수시설에 이용된다, .

다 방청제다 방청제다 방청제다 방청제....

급수 및 배관시설의 노화 또는 부식을 방지하는데 사용하는 것으로서 우리나라의

물은 일반적으로 연수여서 부식성이 높아서 수도관이 부식되어 녹물이 발생하며 수

돗물 불신의 한 원인이 되고 있다 방청제는 미국에서는 정수장에서 첨가하여 공급.

하기도 하나 우리나라는 방청제의 독성에 대한 우려가 높아서 아파트 건물 산업장, ,

등에서만 사용하고 있으며 주로 인산염계와 규산염계가 사용되며 사용량은, 5mg/L

정도를 사용하고 있다.

라 기타 제제라 기타 제제라 기타 제제라 기타 제제....

물의 를 조절하기 위하여 수산화칼슘 수산화나트륨 황산 등이 사용된다 활성pH , , .

탄은 유기오염물질의 제거에 아주 효과적이며 제올라이트는 양이온 교환수지의 역,

할로서 암모니아성 질소와 중금속의 제거에 사용되고 일라이트는 주로 규소 화합,

물로서 흡착성 등을 갖고 있으므로 탁도 물질 제거에 효과적이다.

황산동은 조류 특히 엽록소를 가지고 있는 조류에 대하여 독성을 나타내고 있으며, ,

정수처리에 있어서 바람직하지 않은 플랑크톤의 억제에 사용되고 있다 다만 물속. ,

에 함유된 미량의 이온은 생물에는 유익하지만 그 양이 많아지면 어류 갑각류Cu , ,

연체동물 등 수생생물의 생육을 저해한다.

- 14 -

제 절 응집청정제의 특징제 절 응집청정제의 특징제 절 응집청정제의 특징제 절 응집청정제의 특징2222

응집제의 종류응집제의 종류응집제의 종류응집제의 종류1.1.1.1.

가 무기응집제가 무기응집제가 무기응집제가 무기응집제....

폴리염화알루미늄폴리염화알루미늄폴리염화알루미늄폴리염화알루미늄1) (Poly Aluminum Chloride : [Al1) (Poly Aluminum Chloride : [Al1) (Poly Aluminum Chloride : [Al1) (Poly Aluminum Chloride : [Al2222(OH)n Cl(OH)n Cl(OH)n Cl(OH)n Cl6666-n] m)-n] m)-n] m)-n] m)

최근에 종래의 대표적인 응집제인 황산알루미늄을 대신할 수 있는 무기고분자 응집

제로 라고 불리는 폴리염화알루미늄이 만들어져 응집 성능이 탁월하여 현재는PAC

정수처리장에서 황산알루미늄을 대체하여 가장 많이 사용하고 있다.

현재 시판되고 있는 는 순수한 폴리염화알루미늄용액에 가수분해가 되지 않는PAC

범위에서 중축합촉진제로 황산이온을 적당량 가하여 혼합 숙성시킨 황산 폴리염화

알루미늄으로 사용된다.

수도용 폴리염화알루미늄은 무색 내지 담황색의 투명한 액체로 Al2O3 알루미나분 로( )

서 인 제품이 일반적으로 사용되고 있다10~11% .

의 염기도는 조성 구조 이화학적 성질 응집효과 저장의 안정성 등과 매우PAC , , , ,

밀접한 관계가 있는 중요한 성질이며 증의 의 당량과 에 결합되어 있는PAC Al Al

기 당량의 백분율을 말한다OH .

보통 수도용 폴리염화알루미늄의 염기도는 일 때 가장 효과적인 것으로 알40~60%

려져 있으며 의 조성이PAC Ala2(OH)3Cl3인 경우 염기도는 아래와 같이 산출한다.

또한 염기도가 증가하면 안정성이 증가하며 중합도가 증가하고 교질성이 증가되며

응집성도 크게 된다 보통 수도용 의 분자량은 이며 분율은 이다. PAC 238.4 Al 22.7% .

의 응집효과 특성은 다음과 같다PAC .

가 저탁도 및 고탁도수나 착색수에 대하여 황산알루미늄보다 효과가 있다 색도와) .

세균제거 작용도 강력하다.

- 15 -

나 적정주입율 폭이 매우 넓으므로 과량 주입에 의한 역효과가 적어 작업의 안전)

성이 좋아진다.

다 알카리도의 저하가 황산알루미늄에 비하여 약 로 적어 알카리제의 투입량이) 1/2

절감된다.

라 의 형성속도가 빠르고 의 크기가 커서 침강속도가 빠르다 따라서 플록) floc floc .

형성지 침전지 등의 단일화가 가능하게 되고 또 기설된 시설을 사용할 때는 처리,

능력을 배로 증가할 수 있다1.2-2 .

마 저온에서도 응집효과가 좋다) .

바 잔류 알루미늄 농도가 낮다) .

사 규산 철 망간의 제거에 효과가 있어 지금까지 처리가 곤란한지 하수 유기) , , ,

철 망간 물질을 다량으로 함유한 적수 흑수 등의 처리에 매우 효과적이다, , .

아 염기성이기 때문에 설비기계장치 용기 파이프 등에 대한 부식성이 적어서 내) , ,

구성이 좋다.

황산알루미늄황산알루미늄황산알루미늄황산알루미늄2) (Aluminum Sulfate : [Al2) (Aluminum Sulfate : [Al2) (Aluminum Sulfate : [Al2) (Aluminum Sulfate : [Al2222(SO(SO(SO(SO4444))))3333 HHHHㆍㆍㆍㆍ 2222O)O)O)O)

황산알루미늄은 또는 황산반토로 불리며 년 대학의 과Alum 1885 Rutger Austen

교수가 응집특성이 관한 연구를 발표한 이후 우수한 응집특성과 저렴하고 무Wilber

독성이며 거의 모든 수중의 탁질에 적합하고 취급이 용이하여 오늘날까지 가장 광

범위하게 사용되고 있는 응집제이다.

제조공정은 최근 알루미늄공업의 발달에 따라 값싼 수산화알루미늄을 얻을 수 있기

때문에 수산화알루미늄을 주원료로 아래 반응식과 같이 황산과 반응시켜 제조함으

로써 불순물을 함유하지 않은 순도 높은 제품을 제조하고 있다.

황산알루미늄은 고상과 액상이 있으며 고상은 AI2O3 알루미나분 로서 광택이 있는( )

편상 또는 결정성파편으로 된 백색의 분말이고 인 제품이 액상은14~15% , AI2O3 알(

루미나분 로서 무색 내지 엷은 황갈색의 투명한 액체이고 인 제품이 일반적으로) 5%

사용되고 있다.

- 16 -

황산알루미늄의 결정 석출점은 일 때 로 가장 낮으며 농도가 증가하면8.3% -14℃

결정 석출온도가 급격히 높아져 상온에서도 결정이 석출되어 보된 및 주입설비를

폐쇄하여 사용할 수 없다 황산알루미늄이 응집작용을 위하여 중탄산알카리도와의.

응집반응식은 아래와 같다.

또한 황산알루미늄 의 주입율에 따른 수중의 알카리도 소모율은1mg/ CaCOℓ 3를 기

준으로 이다0.45mg/ .ℓ

응집체로서의 특징은 가격이 저렴하고 거의 모든 현탁물에 유효하며 무독성이고 부

식성이 적어 취급이 용이한 반면 플록이 철염보다 가볍고 응집 범위가pH 5.5-8.5

로 좁은 단점이 있다.

폴리 황산알루미늄폴리 황산알루미늄폴리 황산알루미늄폴리 황산알루미늄3) (Poly Aluminium Sulfate : [Al3) (Poly Aluminium Sulfate : [Al3) (Poly Aluminium Sulfate : [Al3) (Poly Aluminium Sulfate : [Al2222(OH)(OH)(OH)(OH)nnnn(SO(SO(SO(SO4444))))3-n/23-n/23-n/23-n/2]]]]mmmm))))

폴리황산알루미늄은 무색 내지 담황색 투명한 액체로 로 불리며 일반식은PAS

이고 은 이며 은 이고 염기도는[Al2(OH)n(504)3-n/2]m n 1 n 5 m m < 10 n/6≤ ≥

이다 염기도 중합도 알카리소비량 다가음이온과의 반응성 등은× 100% . , , PH, ,

와 유사한 공통점을 가지고 있다PAC .

는 염기도 중합도가 높을수록 물리화학적 영향을 받기 쉬우며 특히 열역학적PAS ,

으로 불안정하게 되므로 고염기성 용액을 만들기 어렵다 의 응집특성은 염기. PAS

도가 정도의 용액이 가장 좋으며 의 응집성능 제탁효과 알카리조제의 절50% floc , ,

감효과 적정주입율의 범위 응집 범위 등이 와 유사하다, , PH PAC .

또한 는 보다 가수분해속도가 빠르고 희석안정성이 좋지 못하여 원액 또는PAS PAC

배 희석액을 직접 주입하는 경우가 많다2 .

- 17 -

폴리 황산규산알루미늄폴리 황산규산알루미늄폴리 황산규산알루미늄폴리 황산규산알루미늄4) (PASS, Poly Aluminum Silicate Sulfate)4) (PASS, Poly Aluminum Silicate Sulfate)4) (PASS, Poly Aluminum Silicate Sulfate)4) (PASS, Poly Aluminum Silicate Sulfate)

는 최근 캐나다에서 개발한 응집제로 기존의 응집제 중에서 알루미늄계의 대PASS

표적인 응집제인 에서 발전한 에Alum PAS(Poly-Aluminum-Sulfate) SiO2를 극소량

첨가한 형태로 의10% Al2O3와 의0.4% SiO2를 갖으며 저분자량의 로 통상, polymer

개 정도 단체의 결합 형태를 띠고 있다 따라서 기존의 알루미늄계 응집제의2-10 .

작용기구인 알루미늄이온에 의한 하전중화에 의존한다는 점에서 작용기구가 동일하

다.

기존의 고분자 응집제인 가 응집제임에 비하여 는PAC, PAS Cationic PASS SiO2이

온을 추가적으로 부가시킴으로서 기존의 양이온성에 소량의 음이온을 부가시킨,

의 형태를 시도하였다 통상 유기계의 의Amphoteric Polymer . Amphoteric Polymer

특성 범용성 높은 함수율 등 이 무기계의 경우에도 동일할 수는 없으나 다소의 증( , )

진효과는 기대될 수 있는 것으로 생각된다.

이 제품의 특징은 와 같이 넓은 에서 작용하므로 원수의 를 조절할 필요PAC pH pH

가 없으며 온도의 영향을 적게 받아 동절기에도 효과가 지속되며 사용량도 또AS

는 의 정도로 좋은 응집효과를 얻을 수 있으며 이 제품 중에 함유되어 있는PAC 1/2

규소성분의 작용으로 이 무거워 침강속도가 우수하고 탁도도 더 개선된다floc .

폴리 염화알루미늄규산폴리 염화알루미늄규산폴리 염화알루미늄규산폴리 염화알루미늄규산5) (Poly Aluminium Chloride Silicate : Al5) (Poly Aluminium Chloride Silicate : Al5) (Poly Aluminium Chloride Silicate : Al5) (Poly Aluminium Chloride Silicate : Al2222(OH)(OH)(OH)(OH)bbbb(Cl)(Cl)(Cl)(Cl)cccc(Si)(Si)(Si)(Si)dddd ))))

기존 응집제를 고농도화 시킨 것으로PAC AI2O3의 농도를 로 고농도화 시키고17%

를 첨가하여 응집성능을 개선한 것으로 라고도 불린다Silicate PACS .

외관은 투명하며 AI2O3 알루미나분 의 농도는 이고 염기도는 제품( ) 16~18% 45~50%

이 일반적으로 사용되고 있다.

폴리 염화알루미늄칼슘폴리 염화알루미늄칼슘폴리 염화알루미늄칼슘폴리 염화알루미늄칼슘6) (Poly Aluminium Chloride Calcium : Al6) (Poly Aluminium Chloride Calcium : Al6) (Poly Aluminium Chloride Calcium : Al6) (Poly Aluminium Chloride Calcium : Al2222(OH)(OH)(OH)(OH)bbbb(Cl)(Cl)(Cl)(Cl)cccc(Ca)(Ca)(Ca)(Ca)dddd))))

년에 개발된 응집제로서 염기도가 인 것이 특징이며 고탁도 저알카리도에1997 70% ,

적합하며 홍수시 첨가된 칼슘으로 인하여 알카리도 저하가 적어 알카리제 사용량을

줄일 수 있다 외관은 투명하며. AI2O3의 농도로 이며 로 불린다10% PACC .

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폴리 수산화염화규산알루미늄폴리 수산화염화규산알루미늄폴리 수산화염화규산알루미늄폴리 수산화염화규산알루미늄7) (PAHCS)7) (PAHCS)7) (PAHCS)7) (PAHCS)

폴리수산화염화규산알루미늄 은(PAHCS) AlNaxSiy(OH)zClb의 조성을 갖고 있는 염기

성 폴리알루미늄 히드록시 실리케이트 클로라이드화합물로서 무색 내지 미황색의

점조성 액체이며 산화알루미늄(AI2O3 의 합량은 이다) 16.0~18.0% .

이 제품의 특징은 와 같이 저은 고탁도에서의 응집력이 좋으며 고온 높은 에PAC , , pH

서도 응집성능이 감소되지 않고 이 치밀하며 무겁고 균질하여 침강속도가 빠르다floc .

황산 제 철황산 제 철황산 제 철황산 제 철8) 1 (Ferrous Sulfate : FeSO8) 1 (Ferrous Sulfate : FeSO8) 1 (Ferrous Sulfate : FeSO8) 1 (Ferrous Sulfate : FeSO4444ㆍㆍㆍㆍ7H7H7H7H2222O)O)O)O)

녹반이라고도 불리며 제조방법은 철을 희황산에 용해시키거나 황산철을 자연 산화

시켜 만든다. Fe+2이온은 엷은 녹색을 나타내며 용해도가 크기 때문에 거의 침전하

지 않으며 이상에서 침전이 생긴다PH 7.7 .

일반적으로 침전물을 형성하기 위해서는 석회가 동시에 첨가되어야 하고 응집제로

서 반응은 아래와 같다.

수산화 제 철은 수중에 녹아 있는 산소에 의해 수산화 제 철로 된다1 2 .

또한 황산제 철 의 주입율에 따른 수중의 알카리도 소모율은1 1mg/ CaCOℓ 3를 기준

으로 이다0.36mg/ .ℓ

표 황산 제 철의 장단점표 황산 제 철의 장단점표 황산 제 철의 장단점표 황산 제 철의 장단점< 2> 1< 2> 1< 2> 1< 2> 1

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황산 제 철황산 제 철황산 제 철황산 제 철9) 2 (Ferric Sulfate : Fe9) 2 (Ferric Sulfate : Fe9) 2 (Ferric Sulfate : Fe9) 2 (Ferric Sulfate : Fe2222(SO(SO(SO(SO4444))))3333 xHxHxHxHㆍㆍㆍㆍ 2222O)O)O)O)

황산제이철(Fe2(SO4)3 xHㆍ 2 의 조성을 갖고 있는 철 화합물로서 회색 내지 백색의O)

분말 또는 결정이다 이 제품의 특징은 지하수의 정수처리에 효과적이며 다른 응집.

제와 혼합하여 많이 사용된다 잔류 알루미나의 문제점은 없으나 용출철의 관리를.

하여야 한다.

염화 제 철 액체염화 제 철 액체염화 제 철 액체염화 제 철 액체10) 2 ( )(Liquid Ferric Chloride : FeCl10) 2 ( )(Liquid Ferric Chloride : FeCl10) 2 ( )(Liquid Ferric Chloride : FeCl10) 2 ( )(Liquid Ferric Chloride : FeCl3333))))

염화 제 철은 암갈색을 띠며 제조방법은 철과 염산을 반응시켜 염화 제 철을 만든2 1

후 염소가스로 산화시켜 염화 제 철을 만들며 그 응집반응은 아래와 같다2 .

또한 염화제 철의 특성은 아래와 같다2 .

표 염화 제 철의 장단점표 염화 제 철의 장단점표 염화 제 철의 장단점표 염화 제 철의 장단점< 3> 2< 3> 2< 3> 2< 3> 2

알긴산나트륨알긴산나트륨알긴산나트륨알긴산나트륨11) (Sodium Alginate)11) (Sodium Alginate)11) (Sodium Alginate)11) (Sodium Alginate)

알긴산나트륨은 백 황색을 띤 백색의 분말이며 다시마 등의 갈조류 중에 있는 폴ㆍ

리만 뉴론산의 알루미늄 칼슘염을 알칼리 추출해서 얻어지는 것으로서 물에 들어,

가면 카르복실기가 해리해서 음이온성의 전해질이 되며 수용액에서1% 100~1,000cp

의 점도가 있다 조립현탁액에 첨가하면 고분자에 의해 가교흡착 응집작용을 일으.

켜 침강 촉진효과를 갖는다 물을 정수 처리할 때 황산알루미늄 등의 무기응집제의.

도조제로 사용하며 사용할 때에는 수용액을 원수에 대해서0.1~0.5% 0.2~0.5ml/L

의 비율로 첨가한다.

- 20 -

12)12)12)12) 폴리아민 에피클로로히드린 디메틸아민 폴리아민폴리아민 에피클로로히드린 디메틸아민 폴리아민폴리아민 에피클로로히드린 디메틸아민 폴리아민폴리아민 에피클로로히드린 디메틸아민 폴리아민( - ,( - ,( - ,( - , EEEEPPPPIIII-DMA, Polyamines,-DMA, Polyamines,-DMA, Polyamines,-DMA, Polyamines, EEEEpichlopichlopichlopichlo

rohydrin-dimethylamine Polyamines)rohydrin-dimethylamine Polyamines)rohydrin-dimethylamine Polyamines)rohydrin-dimethylamine Polyamines)

폴리아민은 에피클로로히드린 디메틸아민 폴리아민으로서 무색 내지 황갈색의 유기-

응집제이다 일반적으로 유기응집제는 등 수질에 크게 영향을 받지 않으며 폴리. pH

아크릴아미드와 유사한 기능을 갖고 있다.

폴리수산화염화황산알루미늄폴리수산화염화황산알루미늄폴리수산화염화황산알루미늄폴리수산화염화황산알루미늄13) (Poly Aluminum Hydroxy ChloroSulfate,13) (Poly Aluminum Hydroxy ChloroSulfate,13) (Poly Aluminum Hydroxy ChloroSulfate,13) (Poly Aluminum Hydroxy ChloroSulfate,

AlAlAlAl13131313(OH)(OH)(OH)(OH)28282828ClClClCl9999SOSOSOSO4444))))

무색 내지는 엷은 황갈색의 투명한 액체이다.

나 유기고분자응집제나 유기고분자응집제나 유기고분자응집제나 유기고분자응집제....

제조상의 분류제조상의 분류제조상의 분류제조상의 분류1)1)1)1)

가 천연고분자)

식물성 전분 알긴산나트륨 등: ,①

동물성 아교 등:②

나 합성고분자)

축합형 아민훌마린 아민에피크로히드린 폴리에틸렌이민: , ,①

중합형 폴리아크릴아미드 폴리아크릴산나트륨 등: ,②

이온성에 따른 분류이온성에 따른 분류이온성에 따른 분류이온성에 따른 분류2)2)2)2)

가 양이온성) (Cation)

약양이온성 양이온전하당량치가 이하인 응집제: 1.5 meq/g①

중양이온성 양이온전하당량치가 인 응집제: 1.5 ~ 3.5 meq/g②

- 21 -

약양이온성 양이온전하당량치가 이상인 응집제: 3.5 meq/g③

그림 폴리아크릴아미드계의 양이온성 응집제그림 폴리아크릴아미드계의 양이온성 응집제그림 폴리아크릴아미드계의 양이온성 응집제그림 폴리아크릴아미드계의 양이온성 응집제[ 1][ 1][ 1][ 1]

나 음이온성나 음이온성나 음이온성나 음이온성) (Anionic)) (Anionic)) (Anionic)) (Anionic)

약음이온성 아크릴아미드와 아크릴산나트륨 공중합물 폴리 아크릴아미드의 변: ,①

성물 등

음이온성 폴리아크릴산나트륨 등:②

그림 폴리아크릴산계의 음이온성 응집제그림 폴리아크릴산계의 음이온성 응집제그림 폴리아크릴산계의 음이온성 응집제그림 폴리아크릴산계의 음이온성 응집제[ 2][ 2][ 2][ 2]

- 22 -

다 비리온성 폴리아크릴아미드 폴리에틸다 비리온성 폴리아크릴아미드 폴리에틸다 비리온성 폴리아크릴아미드 폴리에틸다 비리온성 폴리아크릴아미드 폴리에틸렌옥렌옥렌옥렌옥사이드사이드사이드사이드 등등등등) (Nonionic) : ,) (Nonionic) : ,) (Nonionic) : ,) (Nonionic) : ,

그림 폴리아크릴아미드계의 비이온성 응집제그림 폴리아크릴아미드계의 비이온성 응집제그림 폴리아크릴아미드계의 비이온성 응집제그림 폴리아크릴아미드계의 비이온성 응집제[ 3][ 3][ 3][ 3]

유기고분자응집제의 작용원리유기고분자응집제의 작용원리유기고분자응집제의 작용원리유기고분자응집제의 작용원리3)3)3)3)

가 응결작용)

입자표면전하 전하 의 감소(Zeta )①

입자의 표면전하는 입자상호 간의 반발로 접착을 방해하므로 고 분자응집제의 아민

기 등 이온기에 의해 표면전하의 중화로 제타전위를 저하시켜 전기이중층을 압축함

으로써 응결을 일으키게 한다.

입자 수화층의 파괴②

미세입자는 친수기에 의한 입자표면에 수화층을 생성하여 결합 저해인자로 작용하

는 경우가 있다 고분자응집제의 첨가로 이들 수화층을 파괴하여 을. Zeta Potential

저하시켜 응결을 일으키게 한다.

이온성 폴로이드의 상호정전결합③

후민산과 같은 다가이온분자 콜로이드에 반대 전하의 고분자 응집제를 첨가하여 정

전기적 이온결합에 의한 친수기의 봉쇄로 결합을 촉진시켜 제거한다.

나 응집작용)

가교흡착작용에 의한 응집①

- 23 -

고분자 응집제가 용해되어 생긴 실타래와 같은 고분자속의 접착력에 의해 입자를

접착 가교작용 시킨다( ) .

다 고분자응집제에 요구되는 특성)

분산현탁입자에 대한 결합능력①

고분자중의 극성기가 관여하여 그것이 수중에서 자유로운 상태로 존재하고 결합의

활성 점으로 유효하게 작용하는 것이 필요하다.

가능한 고중합도의 선상고분자②

가교흡착을 위하여 충분한 길이를 필요로 하고 고분자중에 결합 된 유효 활성점이

많아야 하고 큰 을 형상하기 위하여 분자량이 커야 한다floc .

분자중에 강한 해리기 존재③

콜로이드 입자의 응결을 위하여 분자중에 강한 해리기가 필요하다.

다 응집보조작용제다 응집보조작용제다 응집보조작용제다 응집보조작용제....

벤토나이트벤토나이트벤토나이트벤토나이트1) (Bentonite)1) (Bentonite)1) (Bentonite)1) (Bentonite)

벤토나이트는 몬모릴나이트를 주성분으로 하는 알카리성 점토로 수중 콜로이드 입

자의 흡착을 위한 핵을 제공함으로써 저탁도시 황산알루미늄과 함께 사용되어 현저

한 응집보조작용을 한다.

활성규산활성규산활성규산활성규산2) (Activated silica)2) (Activated silica)2) (Activated silica)2) (Activated silica)

활성규산은 콜로이드상의 중합규산이고 그 자체가 음콜로이드 이므로 황산알루미늄

과 함께 사용할 때 이 무겁고 단단하며 형성속도가 빠르고 응집 범위가floc floc pH

넓어 한냉시나 홍수시 효과가 큰 장점이 있으나 여과지 손실수두가 크고 규산의 활

성화가 곤란한 문제점도 있다.

3) Fly ash3) Fly ash3) Fly ash3) Fly ash

화력발전소의 연돌가스에서 포집한 석탄재 분말로 주성분은 SiO2, Al2O3이며 벤토

나이트 정도의 효력이 있다.

- 24 -

살균 소독제의 종류살균 소독제의 종류살균 소독제의 종류살균 소독제의 종류2.2.2.2. ㆍㆍㆍㆍ

가 고도표백분가 고도표백분가 고도표백분가 고도표백분. (High Test Hypochlorite, Calcium hypochlorite, Ca(ClO). (High Test Hypochlorite, Calcium hypochlorite, Ca(ClO). (High Test Hypochlorite, Calcium hypochlorite, Ca(ClO). (High Test Hypochlorite, Calcium hypochlorite, Ca(ClO)2222 CaClCaClCaClCaClㆍㆍㆍㆍ 2222ㆍㆍㆍㆍ

2H2H2H2H2222O, Ca(ClO)O, Ca(ClO)O, Ca(ClO)O, Ca(ClO)2222 3H3H3H3Hㆍㆍㆍㆍ 2222O)O)O)O)

백색분말로 강열한 염소냄새가 난다 석회유에 염소를 반응시켜서.

2Ca(OH)2+2Cl2=Ca(CIO)2+CaCl2+2H2 으로 되는 반응에 의해O Ca(CIO2 3Hㆍ 2 를O)

결정 석출하여 이것을 분리 압착 건조하여 제품으로 만든다 이 반응에서 중요한, .

것은 석회유의 농도와 반응온도의 종점의 결정이다 제법의 형식으로 차아염소산나.

트륨법 미국법 염기성염법 독일의 파크론법 등이 있으나 일본에서는 염기성염법( ), ,

을 채택하고 있다 법으로 생석회를 수화하여 석회유를 제조 여기에 고농. Sodium .

도 유효염소 의 차아염소산소다를 넣고 염소화하고 탈수하여 건조시킨다( 28%) .

고도표백분의 염소함유량은 이다 이것은 표백분보다 흡습성이 적으며 열60~70% .

에 안정하여 장기보존이 가능하다 물에 용해되어 유리석회를 남기면서 물과 산으.

로 분해된다 리트머스지를 청색으로 변하게 되며 그 다음 갈색이 되면서 산성의.

표백성을 가지게 된다 유효염소는 광선 공기 열 수분 등의 작용으로 감소된다. , , , .

약 의 활성염소를 함유하고 있다 고도표백분의 유효염소량은 이다35% . 60~70% .

펄프 면사포 마포계 등 섬유의 표백 전분 상하수 풀장의 살균 일반세탁용 표, , , , , ,

백 야채 과실 등의 살균 클로로포름 클로르피크린 등의 유기약제조 무기약품 제, , , , ,

조에서 철의 제거제 아세틸렌가스의 정제 독가스의 방제용 등으로 사용한다, , .

나 액화염소나 액화염소나 액화염소나 액화염소. (Liquid Chlorine : C. (Liquid Chlorine : C. (Liquid Chlorine : C. (Liquid Chlorine : CIIII2222))))

대기 중에서는 공기보다 배가랑 무거운 황록색 기체 강한 자극성의 냄새를 가지2 ,

며 눈 피부 및 호흡기관에 접촉될 경우 심각한 장애를 유발시킨다, , .

- 25 -

온도에 민감하여 냉각하여 쉽게 액화한다.

알칼리성 용액 분말 및 기체 등과 급속히 반응하여 중화되므로 오염 원을 쉽게 제,

압할 수 있다.

다 차아염소산나트륨다 차아염소산나트륨다 차아염소산나트륨다 차아염소산나트륨. (Sodium Hypochlorite : NaClO). (Sodium Hypochlorite : NaClO). (Sodium Hypochlorite : NaClO). (Sodium Hypochlorite : NaClO)

약간의 염소향을 가진 맑은 담황색의 액체이다 고급 표백제 산화제 살균 소독제. , , ,

분석 시험 소화 장치 염색 주류의 양조 히드라진의 제조 탈색제 탈취제 섬유, , , , , , ,

표백 상하수도의 처리 식품 첨가제 용도에서는 살균료 셀룰로이드의 안정제 폭, , , ,

약 안정제 유기 합성 석유 및 유지공업의 분리정제 등에 쓰인다, , .

가 나 다 모두 염소계 화합물로서 특징은 값이 싸고 잔류성이 있어 급수과정에서의, ,

오염도 방지할 수 있다는 장점이 있으며 대규모 정수장에서는 액체염소를 소규모

정수장 간이상수도 우물 등에서는 차아염소산나트륨 고도 표백분이 사용되고 있, , ,

다 소독 작용기전은 모두 염소로 작용한다. .

라 이산화염소라 이산화염소라 이산화염소라 이산화염소. (Chlorine Dioxide : C. (Chlorine Dioxide : C. (Chlorine Dioxide : C. (Chlorine Dioxide : CIIIIOOOO2222))))

산소계의 강력한 산화제로서 트리할로메탄을 생성하지 않으며 염소계와 달리 물의

가 높아도 소독효과가 일정하게 유지되며 냄새 클로로페놀의 악취 등 조류 중pH ( ), ,

금속 제거효과가 우수한 장점이 있으나 가격이 비싸고 잔류성이 없는 결점이 있으,

며 이산화엽소 역시 고농도로 사용하면 질산염과 같아 메트헤모클로빈증을 유발,

할 수 있다는 연구 보고가 있다 이 제품은 잔류성이 없어 단독으로 사용하지는 않.

고 염소계와 병용하여 사용함으로서 염소 사용량을 줄여 트리할로메탄의 생성을 낮

추는데 효과가 있으며 미국 유럽에서 많이 사용되고 있다 우리나라에서는 년대, . 90

초중반에 정수장에서 많이 사용하였다 그러나 이산화염소가스는 부식성이 강하여.

발생기가 부식되거나 가스가 누설되어 관리가 어렵고 이산화염소용액은 최근의 연

구결과 살균력 조류제거효과 등이 현저히 낮은 것으로 보고되면서 현재는 소수의,

정수장에서만 사용되고 있다.

- 26 -

마 오존마 오존마 오존마 오존. (Ozone : O. (Ozone : O. (Ozone : O. (Ozone : O3333))))

오존 역시 산소계의 강력한 산화제로 트리할로메탄이 생성되지 않으나 산화력이 강

하여 물속의 유기물질을 산화하여 독성이 더 높은 물질을 생성한다는 연구보고가

있으며 특히 기기설비 투자비가 많이 들고 잔류성이 없으며 관리가 어려운 것이,

결점이며 염소와 병용하여 사용하고 있다 주로 유럽쪽에서 많이 사용하고 있으며.

우리나라에서는 부산 화명 대구 두류정수장 등에 설치되어 있다, .

- 27 -

수영장에서 사용되는 응집제의 종류수영장에서 사용되는 응집제의 종류수영장에서 사용되는 응집제의 종류수영장에서 사용되는 응집제의 종류3.3.3.3.

표 수영장에서 사용되는 응집제의 종류표 수영장에서 사용되는 응집제의 종류표 수영장에서 사용되는 응집제의 종류표 수영장에서 사용되는 응집제의 종류< 4>< 4>< 4>< 4>

- 28 -

수영장에서 사용되는 소독제의 종류수영장에서 사용되는 소독제의 종류수영장에서 사용되는 소독제의 종류수영장에서 사용되는 소독제의 종류4.4.4.4.

표 수영장에서 사용되는 소독제의 종류표 수영장에서 사용되는 소독제의 종류표 수영장에서 사용되는 소독제의 종류표 수영장에서 사용되는 소독제의 종류< 5>< 5>< 5>< 5>

- 29 -

수영장 수질 실태 및 관리현황수영장 수질 실태 및 관리현황수영장 수질 실태 및 관리현황수영장 수질 실태 및 관리현황5.5.5.5.

가 인공 수영장 욕수의 수질기준가 인공 수영장 욕수의 수질기준가 인공 수영장 욕수의 수질기준가 인공 수영장 욕수의 수질기준....

표 인공 수영장 욕수의 수질기준표 인공 수영장 욕수의 수질기준표 인공 수영장 욕수의 수질기준표 인공 수영장 욕수의 수질기준< 6>< 6>< 6>< 6>

년 건강을 고려한 치밀한 검토 없이 기준이 마련된 이후 년 한차례의 개정1989 94

이 있었지만 잔류염소 기준만 조정하는 선에서 그쳤으며 수영장 욕수를 공중위생의

측면에서 규정하지 않고 있어 비현실적으로 완화된 기준을 아직까지 가지고 있다.

수질항목 중 탁도를 보면 공중위생관리법에 의한 목욕탕의 수질기준은 인데1.6NTU

비해 수영장 수질기준은 이하로 훨씬 높게 잡혀있는 실정이다 또한 구체적, 2.8NTU .

인 검사횟수 채수방법 등이 규정되어 있지 않아 일반적으로 각 구청에서 하절기, 1

주 회 기타 주 회와 수질검사를 하는 것에 그치고 있다1 , 2 1 .

- 30 -

외국의 경우는 많은 수질항목에 걸쳐 엄격한 관리가 되고 있다 오스트리아의 경우.

보건사회부장관령으로 수영장 수질을 관리하면서 실내 실외 수영장을 구분해 개, 14

항목으로 기준을 적용하고 의 범위에 따라서 기준을 달리 적용하는 등 자세하고, pH

엄격하게 관리하고 있고 프랑스의 경우에도 생태 지속가능한 개발부 보건부 가, , ,ㆍ

족 장애자담당부는 공동으로 수영장의 수질정보를 공표하였다 지방의 사회위생담.ㆍ

당국의 보건환경부는 매년 수영 계절에 검사를 실시하여 미생물에 관한 파라메터와

물리화학적 파라메터를 제시하고 있다 년에 개의 수영장에서 검사가 이. 2001 3351

루어졌다 년에 규정이 적용된 이래 년까지 수영장의 수질은 현저하. 1976 EU 2001

게 향상되었다 병원균에 관한 기존의 달성율은 년에 년에. 1976 70%, 2001 87.6%

로 나타났다 기준치를 초과하여 수영을 금지한 지구는 년에 개소 년에. 2001 7 (1998

개소 이며 대부분이 민물 수영장이다 또한 보건부는 수영장의 수질에 관한 정보9 ) , .

제공을 충실하게 하기로 결정하였으며 년의 검사 실시 결과 및 년의 현, 2001 2002

재 검사에 대하여는 웹사이트에서 확인할 수 있도록 하였다 반면 우리나라는 측정.

항목이 외국에 비해 턱없이 부족한 실정 이다.

나 수영장 용수의 소독 유형나 수영장 용수의 소독 유형나 수영장 용수의 소독 유형나 수영장 용수의 소독 유형....

환수식환수식환수식환수식1) ( )1) ( )1) ( )1) ( )煥水式煥水式煥水式煥水式

하급 수영장으로서 물을 갈아 쓰는 방법인데 화학전 기준치에 해당하는 수질 오탁,

의 청결은 기대할 수 있으나 세균학적 청정은 기대하기 어렵다 그러나 자주 환수, .

하면 위생적인 물로 정화되기는 하지만 경제적 부담이 크므로 영업상 실시를 못하

고 있는 실정이다.

주입식 연속 소독법주입식 연속 소독법주입식 연속 소독법주입식 연속 소독법2)2)2)2)

염소액 표백분 차아염소산나트륨 등 을 이용하여 소독하는 방법으로 조작이 간단하( , )

고 세균학적 청정도 기대되며 소독 설비비 및 유지비도 적게 든다 그러나 물리화, .

학적 오탁의 청결은 어려워서 적시 환수 를 실시하여야한다( ) .適時 煥水

- 31 -

표백분의 표면 살포법표백분의 표면 살포법표백분의 표면 살포법표백분의 표면 살포법3)3)3)3)

표백분의 표면 살포는 분간 의 잔류염소의 소모가 있어서 적어도 시간10 0.1ppm 1

에 회의 표백분을 살포하지 않으면 유효한 소폭관리가 되지 않으므로 실제적으로1

대단히 곤란한 방법이다.

순환식순환식순환식순환식4) ( )4) ( )4) ( )4) ( )循環式循環式循環式循環式

순환여과와 소독을 병용하는 방법으로 수원이 부족한 지역에서 사용수를 펌프로 유

수 시켜 여과소독 한 후에 사용하는 방법이다 이는 물리 화학적 오탁 또는 세균학.

적 오염과 청결은 간단한 조작으로 실시되나 설비비와 유지비가 많이 든다.

다 수영장 수질 관리 실태다 수영장 수질 관리 실태다 수영장 수질 관리 실태다 수영장 수질 관리 실태....

구체적인 운영 메뉴얼이 없으며 정수시스템 관리자에 대한 정기적 전문교육이 이루

어지지 않고 대부분 전문 인력이 없어 정량 정성적인 약품투입과 조치가 운영자의ㆍ

판단에 따라 경함적인 약품투입 경우에 따라 풀에 직접 바가지로 뿌리는 둥 비전,

문적으로 이루어지고 있어 이에 따라 날마다 체감 수영장수의 수질차이가 많다.

욕수의 순환횟수가 하루 회 이상이어야 하나 회인 곳도 있다 따라서 실제 잔류3 1 .

염소의 농도가 기준치를 벗어나는 사례가 많이 발생하고 있다 시스템의 정비 또한.

제대로 이루어지지 않아 잔류염소 자동측정기가 붙어 있기는 하지만 제대로 유, pH

지관리가 안돼 지시값이 실제 측정값과 많은 차이가 나거나 일정한 값으로 고정되

고 있다 따라서 수질오염사고의 위험성 상존하고 있는 실정이다. .

환경과공해연구회에서 서울시의 수영장 곳에 대한 수질을 분석한 결과에 의하면14

정량적인 약품주입이 안되고 있어 잔류염소가 초과하거나 미달되는 사례가 많았다.

강북 야외수영장의 경우 성인과 어린이풀은 과 으로 매우 낮았a 0.07mg/l 0.16mg/l

고 유아풀은 로 오히려 기준보다 높았다 광진 야외수영장의 경우 성인풀, 1.7mg/l . b

은 유아풀은 로 모두 기준보다 낮았고 송파 실내수영장은 유아0.3mg/l, 0.24mg/l c

풀은 로 매우 높았으며 일반풀 역시 로 기준을 넘는 것으로 나타3.4mg/l 1.72mg/l

났다.

- 32 -

그 외 항목에 대한 수영장 수질분석결과 잔류염소를 제외한 항목이 모두 기준치 이

내로 나왔으나 이는 매우 완화된 기준을 쓰고 있는 당연한 결과였다 그러나 기준.

외의 항목으로 분석하였던 질산성질소는 곳에서 먹는 물 기준을 초과하는 것으로2

나왔다.

라 수영장의 수질관리 방법라 수영장의 수질관리 방법라 수영장의 수질관리 방법라 수영장의 수질관리 방법....

수영장의 수량은 규모에 따라 한정되어 있으므로 위생적 유지관리에 어려운 점이

있고 단시간 내에 오탁되므로 청결 위생관리에 어려운 점이 있다 현재 가장 많이,

사용되고 있는 수영장의 수질관리방법의 가지는 다음과 같다4 .

물물물물의의의의 색깔색깔색깔색깔이 탁하거나이 탁하거나이 탁하거나이 탁하거나 뿌옇뿌옇뿌옇뿌옇다다다다1) .1) .1) .1) .

물속에 떠다니는 부유물 입자가 뿌옇게 하거나 물속에 나 알카리도가 높아 침전PH

물이 생기는 경우와 여과기의 성능이 떨어진 경우에 이러한 현상이 나타난다 처리.

방법은 염산을 물과 희석하여 천천히 투입하여 를 까지 낮추거나 여과기의 여PH 7

과재를 점검하고 필요시 여과재를 교체하여야 한다.

물물물물이 탁하거나이 탁하거나이 탁하거나이 탁하거나 녹색녹색녹색녹색이다이다이다이다2) .2) .2) .2) .

어떠한 경로로 조류입자가 유입되어 염소의 농도가 저하는 경우에 나타타는 현상으

로 조류 제거제를 사용하거나 염소를 다량으로 투입하면 빠른 결과를 볼 수 있다.

물의 색깔이 심하게 녹색으로 변하여 바닥이 보이지 알을 경우에는 염소의 양을

정도 투입하여 순환시키면 녹조류가 제거된다 시간 정도 후에 여과기를20ppm . 24

역세 작업한다.

물물물물의의의의 색깔색깔색깔색깔이이이이 붉은색붉은색붉은색붉은색을을을을 띈띈띈띈다다다다3) .3) .3) .3) .

배관라인이 강관 같은 철금속 부품은 가 낮을 경우 부식되어 있다가 염소를 다PH

량으로 투입하면 철 입자가 산화되어 물이 붉은 색으로 나타난다 물 색깔의 정도.

에 따라 전체 교환을 해야 하는지 일부만 교체 하여도 되는지를 장비설치 업체와

상의 하여야 하며 철 부속은 나 구리 스텐레스 등으로 교체 하여야 하며 물의, PVC ,

가 적정 한지를 점검 하여 가 낮을 경우에는 중화제를 투입하거나 새로운PH PH PH

물로 일부 교체 하여야한다.

- 33 -

제 절 응집제의 원료분석제 절 응집제의 원료분석제 절 응집제의 원료분석제 절 응집제의 원료분석2222

비교 응집청정제 의 특징비교 응집청정제 의 특징비교 응집청정제 의 특징비교 응집청정제 의 특징1. (Aqua-Pill)1. (Aqua-Pill)1. (Aqua-Pill)1. (Aqua-Pill)

은 일본 수영협회 공인 수질 관리제와 미 환경관리국 의 음용수 수Aqua-pill E.P.A( )

처리제로 인증되었으며 특허등록번호 일본 미국 캐나다 등, PAT NO.( ) 1481923 ( , , )

에 의해 인증된 제품이다.

- 34 -

표 아쿠아 필 제품개요표 아쿠아 필 제품개요표 아쿠아 필 제품개요표 아쿠아 필 제품개요< 7> - (Aqua-pill )< 7> - (Aqua-pill )< 7> - (Aqua-pill )< 7> - (Aqua-pill )

화학분석을 통한 비교 검토화학분석을 통한 비교 검토화학분석을 통한 비교 검토화학분석을 통한 비교 검토2.2.2.2.

본 연구를 통하여 개발된 응집청정제 와 비교대상인 응집청정제(e-COA 100)

의 중금속 분석 및 음이온 분석을 실시한 결과가 다음과 같다 아래의(Aqua-pill) .

그림은 응집청정제의 분석방법을 정량과 정성 분석한 그림이다.

- 35 -

그림 응집청정제의 정성 정량분석그림 응집청정제의 정성 정량분석그림 응집청정제의 정성 정량분석그림 응집청정제의 정성 정량분석[ 4][ 4][ 4][ 4] ㆍㆍㆍㆍ

가 의 성분 분석가 의 성분 분석가 의 성분 분석가 의 성분 분석. Aqua-pill. Aqua-pill. Aqua-pill. Aqua-pill

아래의 표 은 의 성분 분석 결과를 관찰한 것이다< 8> Aqua-pill .

- 36 -

표 의 성분 분석 결과표 의 성분 분석 결과표 의 성분 분석 결과표 의 성분 분석 결과< 8) Aqua-pill< 8) Aqua-pill< 8) Aqua-pill< 8) Aqua-pill

분석 결과에 의하면 성분이 는 존재하는 것으로 나타났으Na 0.9094%, Ca 0.0023%

며 는 이하로 미량이, Ni, Fe, Si, Mg, Cu 0.0001% , Cl-10

-1-0로 가장 다량이 존%

재하는 것으로 관찰되었다.

나 의 성분 분석나 의 성분 분석나 의 성분 분석나 의 성분 분석. e-COA 100. e-COA 100. e-COA 100. e-COA 100

표 는 본 연구에서 개발된 응집청정제 분석한 결과이다< 9> (e-COA 100) .

- 37 -

표 응집청정제 의 분석결과표 응집청정제 의 분석결과표 응집청정제 의 분석결과표 응집청정제 의 분석결과< 9> (e-COA 100)< 9> (e-COA 100)< 9> (e-COA 100)< 9> (e-COA 100)

에는 존재하자 않았던 의 농도가 으로 가장 많은 부분을 차지Aqua-pill Al 7080ppm

하였으며 도 으로 많은 부분을 차지하였다, Na 5120ppm . Cl-또한 로19.3%

의 농도에 비해 높은 농도를 보이고 있었으며 그 외 도 높은Aqua-pill , Fe, B, Ca

농도를 보이는 것을 관찰하였다 의 경우에 비하여 높은 농도를 보이는 성. Aqua-pill

분들이 나타나고 있었으며 에는 존재하지 않았던 성분들이 다양하게 존재, Aqua-pill

하고 있었다.

다 각 응집제의다 각 응집제의다 각 응집제의다 각 응집제의. COD. COD. COD. CODCrCrCrCr 측정 결과측정 결과측정 결과측정 결과

아래의 표 은 와 의 를 관찰한 것으로< 10> Aqua-pill e-COA 100 COD 450,000ppm

과 을 각각 보였다2,200ppm .

- 38 -

표 비교대상응집제와 연구개발한 응집제의표 비교대상응집제와 연구개발한 응집제의표 비교대상응집제와 연구개발한 응집제의표 비교대상응집제와 연구개발한 응집제의< 10> COD< 10> COD< 10> COD< 10> CODCrCrCrCr측정 결과측정 결과측정 결과측정 결과

분석을 통한 의 화학적 구조평가분석을 통한 의 화학적 구조평가분석을 통한 의 화학적 구조평가분석을 통한 의 화학적 구조평가3. NMR Aqua-pill3. NMR Aqua-pill3. NMR Aqua-pill3. NMR Aqua-pill

가 의가 의가 의가 의. Aqua-pill. Aqua-pill. Aqua-pill. Aqua-pill1111H-NMR SpectraH-NMR SpectraH-NMR SpectraH-NMR Spectra

1은 화학적 이동 에 따라 은 기H-NMR (chemical shift) 0.4 - 1.7ppm CH3, CH2, CH

를 가진 메티렌 고리이고 은 고리의 기를 가진 범, 1.7 - 3.6ppm aromatic carboxyl

위에 해당하며 은 이다 의 화학적 이동값, 3.6-4.6ppm carbohydrates 6.5 - 8.1ppm

을 가지는 범위는 과 같은 고리의 수소의 주변 환경을 관quinone, phenol aromatic

찰하는 것이다.

표 의표 의표 의표 의< 11) Aqua-pill< 11) Aqua-pill< 11) Aqua-pill< 11) Aqua-pill1111H-NMR SpectraH-NMR SpectraH-NMR SpectraH-NMR Spectra

- 39 -

그림 를 보면 방향족 에서[ 5] (0.9, 1.2, 2.1, 6.0-8.0 ppm) CH2와 CH3의 는 존재H

하지 않는 것으로 판단되었다 부분에 탄수화물에 존재하는 가 존재하. A(3.8ppm) H

는 것을 관찰하였다 부분의 강한 피크는 의 가 존재. B(3.5ppm) carboxyl groups H

하고 있음을 알 수 있다.

그림 의그림 의그림 의그림 의[ 5] Aqua-pill[ 5] Aqua-pill[ 5] Aqua-pill[ 5] Aqua-pill 1111H-NMR SpectraH-NMR SpectraH-NMR SpectraH-NMR Spectra

나 의나 의나 의나 의. Aqua-pill. Aqua-pill. Aqua-pill. Aqua-pill13131313C-NMR SpectraC-NMR SpectraC-NMR SpectraC-NMR Spectra

13스펙트럼에서 화학적 이동 에 따라 값으로C-NMR (chemical shift) ppm( unit)δ

표시되어 있다.

- 40 -

표 의표 의표 의표 의< 12> Aqua-pill< 12> Aqua-pill< 12> Aqua-pill< 12> Aqua-pill13131313C-NMR SpectraC-NMR SpectraC-NMR SpectraC-NMR Spectra

탄소에 의한 중요한 공명대를 가지 영역으로 분류하고 분리된 각각에 대해 스펙4 ,

트럼의 하부 면적을 적분함으로써 각 영역의 상대 존재비를 얻을 수 있었다 지방.

족 탄소 의 경우에는 의 화학적 이동값을 나타낸다(aliphatic carbon) 0 - 110 ppm .

지방족 탄소는 다시 과 으로 나누어 알킬 사슬과 알콜0 - 50 ppm 50 - 110 ppm

과 아민 및 탄수화물 등의 지방족 탄소 피크를 나타낸다 은 방향족. 110 - 160ppm

탄소 영역의 공명대를 갖는 영역을 관찰할 수 있다(aromatic carbon) .

- 41 -

그림 의그림 의그림 의그림 의[ 6] Aqua-pill[ 6] Aqua-pill[ 6] Aqua-pill[ 6] Aqua-pill13131313C-NMR SpectraC-NMR SpectraC-NMR SpectraC-NMR Spectra

그림 을 보면[ 6]13

방향족 화합물이 존재하지 않는 것이 관찰되었C-NMR Spectra

다 분분에 다당류가 일부 존재하며 부분에 아미노산이 존재한. A(69ppm) , B(63ppm)

다 는 메톡실기 이 존재함을 관찰할 수 있다. C(55.8ppm) carboxyl .

제 절 시제품의 성능분석제 절 시제품의 성능분석제 절 시제품의 성능분석제 절 시제품의 성능분석3333

까지 의 농도에 변화를 주어 탁도의 제거효0.02~0.25% Ploymer COD, BOB, TOC,

율을 측정하였다 실험은 각각 번씩 반복하여 그 평균값을 이용하였다. 9 .

- 42 -

제거 효율1. COD

의 경우 그림 과 같이 의 농도가 일 때 그 제거 효율이COD [ 7] polymer 0.1%

로 가장 좋았으며 이상 첨가하였을 경우에 오히려 처리효율이 감소73.75% , 0.1%

하는 경향을 관찰하였다 가장 높은 농도인 를 첨가하였을 경우에 까지. 0.25% 55.75

감소하여 적정량 이상의 첨가는 처리효율에 저해가 됨을 확인하였다 의 농. polymer

도가 증가함에 따라 처리효율이 감소하는 것은 응집반응 후에 잔류하는 가polymer

오히려 를 유발하는 물질로 작용할 수 있거나 적정량 이상의 가 응집COD , polymer

의 교란 작용을 할 수 있을 것으로 판단된다.

그림 각 농도별 제거 효율그림 각 농도별 제거 효율그림 각 농도별 제거 효율그림 각 농도별 제거 효율[ 7] Ploymer COD[ 7] Ploymer COD[ 7] Ploymer COD[ 7] Ploymer COD

- 43 -

제거 효율제거 효율제거 효율제거 효율2. BOD2. BOD2. BOD2. BOD

그림 각 농도별 제거 효율그림 각 농도별 제거 효율그림 각 농도별 제거 효율그림 각 농도별 제거 효율[ 8] Ploymer BOD[ 8] Ploymer BOD[ 8] Ploymer BOD[ 8] Ploymer BOD

의 경우는 의 제거효율과 같이 의 농도가 이상증가하면서BOD COD polymer 0.10%

감소하는 경향을 관찰하였다 그림 제거효율이 가장 좋은 의 농도[ 8]. BOD polymer

가 일 때 로 나타났으며 를 첨가하였을 경우에는 전후의 처0.1% 73.4% 0.25% 55%

리효율을 관찰하였다.

제거 효율제거 효율제거 효율제거 효율3. TOC3. TOC3. TOC3. TOC

의 농도에 따른 의 제거효율은 그림 에 나타내었다 의 경우도polymer TOC [ 9] . TOC

마찬가지로 의 농도가 일 때 제거효율이 로 가장 높게 나타났polymer 0.1% 75.46%

으며 그 이상의 경우는 다시 감소하는 경향이 나타났다 는 와는, . TOC COD, BOD

다르게 의 농도가 이상일 경우 현저하게 그 효율이 떨어지는 것을 확polymer 0.2%

인 할 수 있었다.

- 44 -

그림 각 농도별 제거 효율그림 각 농도별 제거 효율그림 각 농도별 제거 효율그림 각 농도별 제거 효율[ 9] Ploymer TOC[ 9] Ploymer TOC[ 9] Ploymer TOC[ 9] Ploymer TOC

탁도 제거 효율탁도 제거 효율탁도 제거 효율탁도 제거 효율4.4.4.4.

탁도의 제거효율을 살펴보면 그림 의 농도가 일 때 로 가[ 10] polymer 0.1% 94.93%

장 높게 나타났으며 까지는 탁도 제거효율이 로 높게 나왔0.02%~0.15% 92%~95%

다 그 이상일 경우 오히려 낮은 농도의 를 투여한 것보다 처리 효율이 떨. polymer

어져서 나타났다.

- 45 -

그림 각 농도별 탁도 제거 효율그림 각 농도별 탁도 제거 효율그림 각 농도별 탁도 제거 효율그림 각 농도별 탁도 제거 효율[ 10] Ploymer[ 10] Ploymer[ 10] Ploymer[ 10] Ploymer

각 항목을 종합하여 관찰하였을 때 의 농도가 일 때 모든 항목의 제거polymer 0.1%

효율이 가장 높게 나타났으며 그 이상일 경우에는 오히려 제거 효율이 떨어지는,

것을 관찰 할 수 있었다.

- 46 -

제 절 공정최적화 기술제 절 공정최적화 기술제 절 공정최적화 기술제 절 공정최적화 기술4444

의 를 와의 혼합비를 로 변화하여 부피비를0.1% Polymer PAC 5~15㎖

의 비율로 제조하여 현장에 직용하였다 탁도0.5/100~2.5/100 . COD, BOD, TOC,

의 제거 효율을 각 항목당 번 반복 실험하며 그 결과를 살펴보았다9

비율별 제거효율비율별 제거효율비율별 제거효율비율별 제거효율1. 0.1%polymer/PAC COD1. 0.1%polymer/PAC COD1. 0.1%polymer/PAC COD1. 0.1%polymer/PAC COD

그림 비율별 제거효율그림 비율별 제거효율그림 비율별 제거효율그림 비율별 제거효율[ 11] 0.1% polymer/PAC COD[ 11] 0.1% polymer/PAC COD[ 11] 0.1% polymer/PAC COD[ 11] 0.1% polymer/PAC COD

의 제거효율은 의 비가 일 경우 로 가장 좋은COD 0.1% polymer/PAC 2/100 81.49%

효율을 보였으며 사이에서는 많은 차이를 보이지 않고 점차적으1.2/100~1.8/100

로 증가하는 경향을 보였다 그러나 이상에서는 오히려 제거효율이 떨어지. 2.0/100

는 경향을 나타내었다.

- 47 -

비율별 제거효율비율별 제거효율비율별 제거효율비율별 제거효율2. 0.1%polymer/PAC BOD2. 0.1%polymer/PAC BOD2. 0.1%polymer/PAC BOD2. 0.1%polymer/PAC BOD

그림 비율별 제거효율그림 비율별 제거효율그림 비율별 제거효율그림 비율별 제거효율[ 12] 0.1% po[ 12] 0.1% po[ 12] 0.1% po[ 12] 0.1% poIIIIymer/PAC BODymer/PAC BODymer/PAC BODymer/PAC BOD

제거효율 역시 의 비가 일 때 로 가장 높은BOD 0.1% polymer/PAC 2/100 81.51%

처리 효율을 나타냈으며 와 비슷한 경향을 나타내었다COD .

- 48 -

비율별 제거효율비율별 제거효율비율별 제거효율비율별 제거효율3. 0.1% polymer/PAC TOC3. 0.1% polymer/PAC TOC3. 0.1% polymer/PAC TOC3. 0.1% polymer/PAC TOC

그림 비율별 제거효율그림 비율별 제거효율그림 비율별 제거효율그림 비율별 제거효율[ 13] 0.1% polymer/PAC TOC[ 13] 0.1% polymer/PAC TOC[ 13] 0.1% polymer/PAC TOC[ 13] 0.1% polymer/PAC TOC

제거효율 또한 가 일 때 로 가장 좋은 효율TOC 0.1% polymer/PAC 2/100 86.06%

을 나타났으며 그 비율이 증가함에 따라 제거효율도 증가하다가 이상에서, 2.0/100

다시 감소하는 경향을 나타내었다.

- 49 -

비율별 탁도 제거효율비율별 탁도 제거효율비율별 탁도 제거효율비율별 탁도 제거효율4. 0.1% polymer/PAC4. 0.1% polymer/PAC4. 0.1% polymer/PAC4. 0.1% polymer/PAC

그림 비율별 탁도 제거효율그림 비율별 탁도 제거효율그림 비율별 탁도 제거효율그림 비율별 탁도 제거효율[ 14] 0.1% polymer/PAC[ 14] 0.1% polymer/PAC[ 14] 0.1% polymer/PAC[ 14] 0.1% polymer/PAC

탁도의 제거효율을 살펴보면 가 까지는 거의0.1% polymer/PAC 0.8/100~1.8/100

비슷한 제거효율 을 보였으며 에서 가장 좋은 를 나타내었90%~95% 2.0/100 99.01%

다 탁도 또한 이상의 혼합비에서는 제거효율이 감소하는 경향을 보였으나. 2.0/100

제거 효율이 모든 비율에서 이상으로 높은 제거 효율을 보였다90% .

의 비에 따른 각항목별 제거효율을 종합해보면 그림 까지Polymer/PAC [ 14] 2.0/100

는 제거효율이 점차 증가하고 의 비에서 가장 좋은 효율을 보인다 또 그2.0/100 .

이상의 비에서는 오히려 감소하는 것을 살펴볼 수 있었다.

응집청정제 제조 최적 공정도응집청정제 제조 최적 공정도응집청정제 제조 최적 공정도응집청정제 제조 최적 공정도5.5.5.5.

이상의 결과들에서 새로운 응집청정제의 제조를 위한 최적의 공정을 아래의 그람과

같이 도출해 낼 수 있다 그림[ 15].

- 50 -

그림 응집청정제 제조 최적 공정도그림 응집청정제 제조 최적 공정도그림 응집청정제 제조 최적 공정도그림 응집청정제 제조 최적 공정도[ 15][ 15][ 15][ 15]

아래의 그림 그림 은 응집청정제의 제조과정 중 약품 투입조와 제품을 생산[ 16-17]

하기 위한 반응조이다.

그림 응집청정제 제조공정 약품 투입조그림 응집청정제 제조공정 약품 투입조그림 응집청정제 제조공정 약품 투입조그림 응집청정제 제조공정 약품 투입조[ 16] ( )[ 16] ( )[ 16] ( )[ 16] ( )

- 51 -

그림 응집청정제 제조공정 제품반응조그림 응집청정제 제조공정 제품반응조그림 응집청정제 제조공정 제품반응조그림 응집청정제 제조공정 제품반응조[ 17] ( )[ 17] ( )[ 17] ( )[ 17] ( )

- 52 -

제 절 현장적용평가제 절 현장적용평가제 절 현장적용평가제 절 현장적용평가5555

폴리머농도별 제거효율폴리머농도별 제거효율폴리머농도별 제거효율폴리머농도별 제거효율1.1.1.1.

그림 각 항목의 농도별 제거효율그림 각 항목의 농도별 제거효율그림 각 항목의 농도별 제거효율그림 각 항목의 농도별 제거효율[ 18] polymer[ 18] polymer[ 18] polymer[ 18] polymer

에 까지 각각의 를 일정비율 넣어 만든 응집청정제를 현PAC 0.02%~0.25% Ploymer

장에 적용하여 탁도의 제거효율을 측정하였다 그림 그 결COD, BOD, TOC, [ 18].

과 위의 그림에서 볼 수 있듯이 의 농도가 일 때 제거효율polymer 0.1% COD

제거효율 제거효율 탁도 제거효율73.75%, BOD 73.40%, TOC 75.46%, 94.93%

로 항목별 제거 효율이 좋았으며 전 후에서는 비슷한 제거 효율을 보였지만, 0.1% ,

의 농도가 좀 더 증가함에 따라서는 오히려 그 제거효율이 낮아지는 경향polymer

을 나타내었다.

의 혼합비율별 제거효율의 혼합비율별 제거효율의 혼합비율별 제거효율의 혼합비율별 제거효율2. Polymer/PAC2. Polymer/PAC2. Polymer/PAC2. Polymer/PAC

이전의 실험에서 얻어진 결과를 토대로 더 낳은 결과를 얻기 위하여 효율이 가장

좋았던 의 를 선택하여 사이의 각각의 비율로 변화0.1% polymer PAC 0.5%~2.5%

시켜 혼합시켜 새로운 응집청정제를 제조하여 이를 다시 현장에 적용하였다.

- 53 -

그 결과 그림 에서 볼 수 있듯이 의 를 비율로 에 넣어 제[ 19] 0.1% polymer 2% PAC

조한 응집청정제가 제거효율 제거효율 제거효율COD 81.45%, BOD 81.51%, TOC

탁도 제거효율 로 가장 놀은 제거효율을 나타내었다86.06%, 99.02% .

이번 실험에서도 의 첨가량이 더 증가하면서 제거 효율이 점차적으로 증가polymer

하였지만 의 를 이상 첨가하면 오히려 응집청정제의 처리 효율0,1% polymer 2.0%

이 낮아지는 경향을 보여주었다.

그림 비율에 따른 각 항목별 제거효율그림 비율에 따른 각 항목별 제거효율그림 비율에 따른 각 항목별 제거효율그림 비율에 따른 각 항목별 제거효율[ 19] 0.1% polymer/PAC[ 19] 0.1% polymer/PAC[ 19] 0.1% polymer/PAC[ 19] 0.1% polymer/PAC

청정응집제의 살균효과를 관찰하기 위한 일반세균 실험청정응집제의 살균효과를 관찰하기 위한 일반세균 실험청정응집제의 살균효과를 관찰하기 위한 일반세균 실험청정응집제의 살균효과를 관찰하기 위한 일반세균 실험3.3.3.3.

가 필요한 기자재가 필요한 기자재가 필요한 기자재가 필요한 기자재

시 약1) : Tryptone, Yeast Extract, Dextrose, Agar

- 54 -

기구 피펫 페트리디쉬 지름 높이 알콜램프2) : (1-5ml), ( :9cm, :1.5cm), , pH Meter,

백금이

장치 고압멸균기 배양기3) : ,

나 표준한천배지 균수측정용나 표준한천배지 균수측정용나 표준한천배지 균수측정용나 표준한천배지 균수측정용. ( ) : Standard Methods Agar(Plate Count Agar). ( ) : Standard Methods Agar(Plate Count Agar). ( ) : Standard Methods Agar(Plate Count Agar). ( ) : Standard Methods Agar(Plate Count Agar)

그림 표준한천배지 만들기그림 표준한천배지 만들기그림 표준한천배지 만들기그림 표준한천배지 만들기[ 20][ 20][ 20][ 20]

- 55 -

다 시험 방법다 시험 방법다 시험 방법다 시험 방법....

그림 일반세균 실험방법그림 일반세균 실험방법그림 일반세균 실험방법그림 일반세균 실험방법[ 21][ 21][ 21][ 21]

라 실험 결과라 실험 결과라 실험 결과라 실험 결과....

청정응집제의 살균효과를 관찰하기 위한 일반세균실험에서 본 연구를 통하여 얻은

응집청정제는 아래의 표와 같은 결과를 관찰할 수 있었다 시험에 사용된 시료의.

일반세균이 당 개가 존재하였다 일산 의 경우 살균력을 관찰한1ml 136 . Aqua-pill( )

결과 의 일반세균이 사멸한 것으로 관찰되었다 의 경우에는98% . e-COA 100 87%

의 살균력을 관찰하였다.

본 연구에서 개발한 청정응집제인 의 살균능력은 본 연구의 경쟁제품인e-COA 100

에 비하여 살균력이 정도 떨어진다Aqua-pill 10% .

- 56 -

표 응집청정제를 이용한 살균실험 결과표 응집청정제를 이용한 살균실험 결과표 응집청정제를 이용한 살균실험 결과표 응집청정제를 이용한 살균실험 결과< 13>< 13>< 13>< 13>

- 57 -

제 장 결 론제 장 결 론제 장 결 론제 장 결 론3333

최근 일본에서 새로이 개발되어 수입되고 있는 응집청정제를 대체하기 위해서는 고

효율 응집효과뿐만 아니라 응집과 살균효과를 동시에 낼 수 있는 새로운 개념의 응

집청정제의 개발과 제품 품질의 균일화와 대량생산을 위한 공정의 최적화를 본 연

구에서는 이루었다 이상의 결과를 토대로 하여 요약하면 다음과 같다. .

기존에 사용하고 있는 제품의 조성을 분석한 결과를 참고로 여러 대상물질을1.

하여 만들어 낸 제품을 실 현장에 시험 적용하여 효율을 측정한 결과Blending ,

용액을 제조하여 에 를 투입할 경우0.1% Bio-Polymer Poly Aluminum Chloride 2%

에 응집 효율이 최적인 것으로 나타났다.

본 연구의 실험에서 배합된 응집청정제를 작용하며 효율을 측정하는 실험2. Pilot

을 반복 수행하여 최적의 처리효율은 관찰한 결과 탁도 제거효COD, TOC, BOD,

율이 각각 로 나타내었다73.75, 75.46, 73.40, 94.93% .

응집청정제 제조공정 최적화를 위한 기술지원은 현재 사용하고 있는 회분식 반3.

응기를 대량생산과 품질 균일화에 적합하도록 자동 원료공급과 반응기내의 온도조

절 등을 통해 제조공정의 최적화를 이룰 수 있었다.

본 연구를 통하여 얻어진 청정 응집제를 이용하여 원주시에 소재한 오크밸리 수4.

영장에 직접 투입하여 현장적용을 실시한 결과 제거율 제거율COD 81.45%, TOC

제거율 탁도 제거율 로 수영장 범적기준치 안에 드86.06%, BOD 81.51%, 99.02%

는 청정응집제 효능을 관찰할 수 있었다 또한 살균력을 평가한 결과 일반세균의. ,

제거효율이 로 나타나 응집과 청정의 효과를 동시에 낼 수 있는 새로운 개념의87%

응집 청정제를 개발하였다.

- 58 -

본 연구를 통하여 개발된 청정응집제 의 경우 타사 응집제와의 시5. (e-COA 100)

장 경쟁력이 높아 수입제품의 사용량을 근거로 추정매출액을 산정하면 억원의 경48

제적인 이익을 창출할 수 있다 또한 본 사업의 지원기업인 주 세정하이테크는 청. , ( )

정응집제를 통하여 년과 년을 비교할 경우 에서 시장 점유율이2003 2004 10% 15%

향상될 것이다.