응집제 의 종류와 응집 에 관하여..

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있는 콜로이드 입자를 강하게 끌어당기며, 또 비교적 불용성이기 때문에 제 거율도 높다.
응집제의 작용기구는 응집제의 종류와 특징 현탁물의 종류와 입도 특히 표면성 질(전위, 현탁액의 현탁 물 농도, 용존 물의 종류, 농도, pH, 온도 등의 영향에다 라 다르며 대체적으로 다음과 같다. Colloid 입자의 전위저하, 소수성 Colloid입 자, 이온기의 전기적 상호작용, 이온성 분자Colloid, 기타 이온기를 지닌 입자, 고 분자 물질의 가교흡착, 커다란 입자, 기타Colloid 입자의 경우 입자의 브라운 운 동과 표면 전위의 상효관계에서 어디까지나 전위의 저하에 의한 입자충돌의 방해 인자 제거가필요한 것 많지 않은 입자의 경우는 가교흡착에 의한 입자접착의 안 정화가 중요한 것으로 해석된다. 응집제와 응집조제는 물 전체에 즉시 분사시켜 야 약품과 현탁 입자가 최대로 접촉할 수 있으며 그렇지 못하면 응집제가 물과 반응하여 응집력의 일부가 소실되어 버린다. 혼합 장치는 물이나 폐수에 기타의 약품을 분산시키는 데에도 사용된다.
응결 조에서는 혼합도를 낮게 유지함으로써 형성된 큰 플럭 입자가 다시 파괴 되지 않으면서 입자간 접촉이 촉진되도록 한다.
●원리
응집이 일어나는 매커니즘은 매우 복잡하고 복합적이다. O\' Melia 에 의하면 응 집이 일어나는 양상은 첫째 응집에 투여에 의하여 colloid 입자 표면의 이중 이온 층 압축, 둘째 입자간의 흡착과 전기적 중화, 셋째 플럭 침전시 포획, 넷째 폴리머 와 같은 고분자 응집제 투여시 흔히 볼 수 있는 입자간의 가교 결합 등을 들 수 있다. 응집은 이러한 다양한 응집원리가 한 가지 또는 그 이상이 복합적으로 작용 하여 일어난다.
그러므로 폐수 중 탁도 및 색도의 원인이 되는 불순물을 분리 제거하게 위해서 미립자를 서로 엉키게 해서 입자의 직경을 크게 하거나 비중을 무겁게 하여 침전 제거한다. 이때 응집제를 주입하면 입자의 직경이 증가함으로써 침전 속도가 빨라 지고 작은 입자 덩어리가 물리 화학적인 힘과 전기적인 힘에 의해서 응집이 된다.
물 속에 미세 입자가 분산 되어 있을 때는 입자와 입자 사이에 작용하고 있는 인력에 의하여 결합하고 있지만 입자가 충돌하면 입자는 결합을 저해하는 인자가 작용하여 안정한 분산계로 된다. 그러므로 이때 작용하는 결합 저해 인자를 먼저 제거해야만 응결 작용이 잘 이루어지게 된다.
따라서 표면에 있는 음전하가 서로 반발하여 입자가 충돌하게 되므로 양전하를 투여해 주어야 하며 특히 양이온의 유기고분자 전해질은 Zeta Potential를 저하 시 켜 응결을 촉진시킴으로써 청정화 할 수 있다. 이때 1가 보다 2가의 양이온 이 2가 보다 3가의 양이온이 월등하게 유효하다는 것이 Sclultz-Hardy의 법칙에 의해 서 알려져 있다.
이 법칙은 C ∝ 여기서 C : 응결값, N : 이온가수 이다.
즉 이 법칙에 의하면 colloid 용액은 반대 전하의 이온에 의해서 즉 이온가가 클 수록 응집 효과가 크다라는 걸 알 수가 있다.
응집하기 위한 1가, 2가, 3가의 금속 이온의 최소 농도 즉 응결가는 원자가의 증가에 따라 저하된다. 그러므로 응결력은 응결가의 역수로써 원자가가 크게 되면 응결력은 증대 된다.
수처리에서 가장 많이 사용되는 응집제는 명반(Alum)과 철염으로써 명반을 물에 주입하면 알칼리도와 반응해서 Al(OH)3 의 응결 작용으로 응집이 일어난다.
● Al2(SO4)3 . 18H2O +3Ca(HCO3) →2Al(OH)3↓+3CaSO4 +6CO2 +18H2O
● 2FeCl3 +3Ca(HCO3)2 → 2Fe(OH)3↓ +3CaCl2 +6CO2
이때 대상 폐수에 알칼리도가 낮으면 석회나 소다회 당의 알칼리를 가해 알칼리 도를 보강해 주어야 한다. 응집의 다른 현상은 가교 작용이다. 고분자 응집제는 분 자중의 몇 개의 극성기를 가지고 있어 이 극성이 대전 입자에 접착하여 입자와 입 자간에 가교를 놓는 작용으로 입자가 크게 된다.
ㆍSweep 응집
백반의 가수 분해에서 생ㅇ긴 최종 생성물은 수산화알루미늄은 물보다 무거운 무정형이고 아교성인 플럭을 형성하며 중력에 의하여 침강하게 된다. 플럭이 형성 되면서 콜로이 드는 플럭에 접촉되고 끈적끈적한 표면에 붙어 침강하게 된다. 콜 로이드가 이러한 방법에 의하여 씻겨 제거되는 공정을 sweep 응집이라고 한다.
ㆍColloid 물질
입경이 0.1 ~ 0.001㎛인 물질을 colloid성 물질이라 하며 그 이하의 크기를 가 진 물질을 용존 물질 이라 한다. colloid 용액은 여과에 의해서 제거도지 않고 또 브라운 운동 때문에 침전되지도 않는다. 따라서 colloids는 전기적으로 대전 되 어 있고 zeta pontential vander wals는 서로 끌어당기는 힘으로 즉 잡아당기고 밀어 내면서 중력이 서로 평형이 되어 항상 안정한 상태를 유지하고 있다. 그러므 로 콜로이드를 제거하기 위해서는 colloid에 하전되어 있는 전하의 반대 전하물을 투입 하거나 PH 변화를 일으켜서 zeta potential을 감소 시켜 colloids를 응집 시 켜 floc을 형성하여 제거한다.
1.2 응집제
콜로이드성 탁질을 침전지에서 제거하려면 플럭이 크고 무거워야 하며, 여과지 에서 제거 하려면 플럭이 단단해야 한다. 상수의 경우 강우로 인하여 고탁도일 경 우와 저수온일 경우 도는 처리 수량이 증가될 경우에는 알카리제와 병용한 응집제 주입으로는 플럭형성이 잘 되지 않고 타 응집 보조제를 사용해야 한다. 단 PAC 사용시는 응집 보조제가 거의 불필요하다.
수도용 응집제로는 알루미늄염이 많이 사용되는데 대표적인 것으로써 수도용 황 산 알루미튬과 수도용 폴리염화 알루미늄이 있다. 일반적으로 알루미륨의 염화물 은 황화물에 비해서 우수한 응집성을 가지고 있으나, 황화물에 비해 가격이 비싸 므로 사용되지 않았으며 중합체인 Poly Chlorid (PAC)이 생산되면서부터 응집제로 많이 사용되고 있다.
PAC는 Al2O3를 10~15% 포함한 무색 액체로서 그 자체가 가수분해로 중합되어 있으며 물에 주입할 경우에는 약간의 염소 이온이 증가하나, 수질적으로는 별 분 제가

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응집제,   응집 ,   폐수처리,   수질,   폐수,   환경공학