[전기 이중층(Double Layer)]

전기 이중층(Double Layer)

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○기출문제

- 전기이중층, 전기이중층 형성, 구성, 거동

- 수처리시 Zeta potential과 응집과의 관계

- 콜로이드의 분류, 특성 및 제타전위

- 응집 원리를 Zeta potential과 연계하여 설명, 최적 응집에 선정시 고려사항

- 콜로이드의 전기 이중층과 약품교반시험(Jar-test)절차

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1. 전기이중층의 개념

1) 콜로이드 물질(0.1~0.001um)은 수중에서 입자 간 전기적 성질에 의한 Van der Walls 힘으로 침전 곤란

2) 전기이중층은 고정층과 분산층으로 이루어져 있으며 원활한 응집을 위해 제거 필요

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2. 전기이중층의 형성

I-------I I----------------------------------I

고정층 분산층

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3. 전기이중층의 구성

1) 고정층(Stern-layer)

(-) 전하의 콜로이드 입자 바로 위 표면에 (+)전하를 띠며 (-)전화와 단단히 결합하고 있는 층

2) 분산층(Gouy-layer)

고정층 바깥쪽에 입자로부터 분리되려는 경향을 띠는 면 존재 → 고정층 이후의 층을 부산층이라고 함

3) 제타전위(Zeta potential)

입자를 따라 같이 움직이는 이온들의 표면에서의 전위

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4. 전기이중층의 거동

(+) 전하물질인 약품(알럼, 철염 등) 투입 → 콜로이드 (-)전하 중화 → 제타전위 감소 → 발발력 감소 → 입자간 거리단축 → 응집발생

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5. 고려사항

1) 응집제를 등전점(제타전위 ≒0) 이상 투입시 전하반전 현상으로 입자가 다시 평형을 이루게 되어 응집효율 저하

2) 수처리전 Jar-test를 통한 적절한 응집제 투입량 산정

3) 대규모 정수장의 경우 응집제 적정 주입을 위해 수량,pH,알칼리도,전도도,수온 Parameter로 연동 설정되어있으나 SCD, Zeta potential meter등에 의한 상관관계 고려 필요

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*SCD(Streaming Current Detector)활용

유체 중 전하를 띄고 있는 입자를 흡착시 일어나는 전류를 측정하여 수시로 변하는 원수 수질에 즉각대응으로 최적의 응집제 주입량 결정