[유리잔류염소, 결합잔류염소]

유리잔류염소, 결합잔류염소

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○기출문제

• 염소처리의 목적, 유리잔류염소, 결합잔류염소, 유리잔류염소와 결합잔류염소의 살균력
• 결합잔류염소의 정의와 관련 반응식
• 결합잔류염소의 정의와 관련 반응식
• 유리 및 결합잔류 염소량
• 염소소독시 소독력에 미치는 영향인자 및 결합염소

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○유리잔류염소

 

Cl2 + H2O → HOCl + H^+ + Cl^- (pH < 7)

 

HOCl → OCl^- + H+ (pH > 7)

 

HOCl이 OCl 대비 소독력 80배 강력 : pH 낮을수록 유리

 

하절기 조류 발생시 pH 상승 > OCl 증가 > 소독능 저하 > 주입량 증가 > DBPs증가

 

pH	유효염소형태
0~2	Cl2
2~5	Cl2, HOCl
4~5	HOCl
5~9	HOCl, OCl^-
9~	OCl^-

 

 

○결합잔류염소

 

pH가 높을수록 살균력 증가

NH3가 존재하는 지하수와 동절기의 하천수 > 결합잔류염소 소독 가능

 

HOCl＋NH4→H＋H2O＋NH2Cl(monochloranine) pH >8.5

HOCl＋NH2Cl→H2O＋NHCl2(dichloranine) 4.5 <pH <8.5

HOCl＋NHCl2→H2O＋NCl3(trichloranine) pH <4.5

 

○결합잔류염소의 장단점

 

장점	단점
유리잔류염소 대비 안정성, 지속성 높음	유리잔류염소 대비 주입량 많음 (동일 접촉시간 대비 25배 주입 필요)
After growth억제, 급배수관 Biofilm생성 억제	동일 염소 주입량 시 250배 접촉시간 필요
DBPs 생성 적음(THM 생성 없음)	Fe, Mn, H2S 산화력 약함
이취미 없음

○잔류염소 기준

구분	유리잔류염소	결합잔류염소
평상시	0.1mg/L 이상	0.4mg/L 이상
비상시	0.4mg/L 이상	1.8mg/L 이상

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○염소 주입 방법

1) 수동제어

수동제어는 주입량계를 보면서 인위적으로 조절밸브를 조작하는 방식으로 현장에서 직접 수동으

로 제어하는 방식으로 중앙조정실 등에서 원격으로 수동조작에 의하는 경우가 있다.

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2) 정치제어

정치제어는 목표치 소정의 ( 염소주입량 를) 일정하게 유지하는 제어이다 즉. 설정된 주입량과 같게

되도록 조절밸브 또는 ( 정량 펌프 를) 제어하며 유량계에서 계측된 측정치를 유량조절계에 피드백하

여 설정치와의 편차에 따라 제어하는 방법이다 이. 제어방식은 처리수량과 염소요구량의 변화가 적

고 거의 일정한 염소주입량으로 소정의 잔류염소를 유지할 수 있는 경우에 채택하는 방법이다.

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3)유량비례제어

유량비례제어는 미리 설정된 염소주입률로 주입량을 제어하는 방식이다

수질 변화가 적고 염소 요구량이 거의 일정하며 처리수량이 변화할 경우에 채택하는 방식이다.

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4)피드백제어

피드백제어는 처리수량이 변화하며 염소요구량도 변화하는 경우에 잔류염소를 목표치로 설정하

고 제어하는 방식이다 유량비례제어방식에 . 잔류염소계에서의 잔류염소신호를 피드백하여 염소주

입량에 보정을 가하는 방식이다.

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5)피드포워드제어

피드포워드제어는 염소를 주입하기 전에 잔류염소계 염소요구량계 , 등의 측정치로부터 주입량을

설정하고 편차가 생기기 전에 염소주입량을 조절하는 방식이다 일반적으로 . 송 배수계 ･ 등에서의 추

가염소주입에 많이 채택되고 있다 유입수의 . 잔류염소를 미리 측정하고 배수할 곳에서 필요로 하는

잔류염소로부터 그 차에 상당하는 염소주입률과 유입수량과의 연산으로부터 염소주입량을 제어하

여 주입한다.

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6)캐스케이드제어

캐스케이드제어는 잔류염소계와 조합하여 일정한 잔류염소량으로 되도록 비율설정신호로 보정하

는 방법으로 비율제어계에 잔류염소계에 의한 보정신호를 가하는 방식

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○​ 저장설비 기준

1) 액체염소는 공장에서 충전된 용기(50kg 또는 1ton)를 저장하여 사용한다.

2) 염소가스가 충전된 용기는 반드시 정해진 저장소에 보관, 사용한다.

3) 충전용기와 사용이 끝난 용기는 표기하여 구분한다.

4) 염소가스 누출확인은 암모니아수 도포시 흰색연기가 발생하는것으로 확인한다.

5) 연소용기를 운반할 때에는 캡 또는 커버를 씌어 밸브를 보호하고 충격을 주지 말아야 한다.

5) 원밸브 개폐시 전용 핸들 또는 150mm이하의 렌치스패너를 사용한다.

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○주입설비의 종류 및 기준

1) 종류

종류		구조	특징
습식	진공식	염소를 압력수와 혼합하여 염소수 생성	주입기 내부가 부압으로 염소 누출 우려가 작다. 사용 후 잔량이 적다
	압력식	염소용기 자체 압력을 이용해 염소가스를 용해시켜 염소수 생성	구조가 간단하고 고장이 적다. 사용 후 잔량이 많다
건식		염소용기 자체 압력을 이용해 물에 직접 주입하는 방식	소규모 상수도에 사용가능하다. 구조가 간단하고 설치비용 저렴하다. 균등 주입이 어렵다.

○기출문제주입설비 기준

(1) 기화기를 사용하지 않고 염소를 직접 취하는 경우 기화열은 공기로부터 용기의 본체를 통해 공급되어야 한다.

(2) 염소사용량이 많은 경우에는 기화를 사용한다.

(3) 염소용기를 기화기에 연결시 연결나사나 누출방지용 고무링 등에 이물질의 혼입 유무를 확인한다.

(4) 수조내 침전물 방지를 위해 3개월주기로 교체한다.

(5) 6개월마다 정기점검, 정기정비를 시행한다.

(6) 염소 주입장소는 착수정, 정수지, 배수지의 입구 등에서 염소와 물이 충분히 혼합될수 있도록 하고 배수지나 정수지에서는 도류벽을 설치하여 흐름이 Plug flow 형태를 이루도록 한다.

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○기출문제염소 주입량 추정시 고려사항

(1) 급수전수에서 유지해야 할 잔류염소 농도

(2) 물과 접촉하는 수도시설에 의해 소비되는 염소량

(3) 물의 염소요구량과 염소소비량

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○기출문제액체염소 주입량 계산식

유리잔류염소가 0.1 mg/L 이상(결합잔류염소의 경우에는 0.4 mg/L) 유지되도록 하다.

단, 다음과 같은 경우에는 유리잔류염소로 0.4 mg/L(결합잔류염소로는 1.8 mg/L) 이상으로 하여야 한다.

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(1) 수원부근 및 급수구역, 그 부근에 있어 소화기계 전염병이 유행하고 있을 때

(2) 전 구역에 걸치는 광범위한 단수 후 급수를 개시할 때

(3) 홍수 또는 갈수 등으로 수질이 나빠졌을 때

(4) 정수과정에 이상이 있을 때

(5) 배수관의 대규모 공사나 수도시설이 현저히 오염될 것으로 예상될 경우

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○각 소독제 비교표

구분	염소	이산화염소	오존	UV
시설규모	전규모	중규모	대규모	소규모
처리단계	전단계	전단계	2차처리	2차처리
접촉시간	김(15~30분)	김(15~30분)	보통(10~20분)	짧음(1~5초)
잔류효과	있음	있음	없음	없음
바이러스제거	불가	가능	가능	가능
영향요인	암모니아, pH	위험성, 독성 공기접촉시 분해	전염소 처리시 전염소와 반응하여 잔류염소 감소 고수온시 분해 ↑	자외선 투과율 (70%이상필요) 2년사용시 약 60% ↓ 탁도 물질 총경도 : 석영 슬리브 scale 반응조 설계 : 플러그 흐름
부산물 생성	결합잔류염소: THMs생성X	THMs 생성X	알데히드, BrO₃^- 생성	DBPs 생성X
장점	잔류효과 관리용이	잔류효과 염소대비 살균력 ↑	난분해성 산화력 ↑ AOP 가능	유량, 수질 변동 대응 O 접촉시간 짧음 인체 무해
단점	이취미발생 인체위험	현장제조 필요 폭발위험 ClO₂-,ClO₃- 생성 (청색증 유발)	배오존 처리 필요 별도의 접촉지 필요 잔류효과 없음 설치비, 운영비 ↑	잔류효과 없음 탁도 높을시 소독 효과 ↓

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