응집 교반 실험을 통한 적정 응집 조건 결정 정수공학 및 설계 Term project 031705 강남욱 034517 정효진 034520 조승미 2005. 6. 8

목 차 응집 이론 응집 실험 계획 응집 실험 과정 응집 실험 결과

콜로이드 상태의 물질과 미세한 부유물질이 불안정화 [응집이론] 응집과 응결 응집(Coagulation) 응집제 첨가 급속으로 혼합 콜로이드 상태의 물질과 미세한 부유물질이 불안정화 불안정화 된 입자가 최초로 부착하는 조작 응결(Flocculation) 완속으로 혼합 불안정화된 입자들이 서로 엉킴 빨리 침전하는 floc을 형성

[응집이론] 응집 메카니즘 이중층 압축 - 높은 농도의 전해질을 용액에 가해줌 전기적 중화 - 콜로이드에 흡착 될 수 있는 거리 이온농도 이중층 이중층 압축 - 높은 농도의 전해질을 용액에 가해줌 전기적 중화 - 콜로이드에 흡착 될 수 있는 반대 전하를 지닌 분자를 첨가 공침 – 침전물에 의한 포착 흡착및 가교작용 ( bridging)

[응집이론] 응집제 종류 Alum : pH 4.5~8 PAC (Poly Aluminum Chloride) floc 형성시간, 침강속도가 매우 빠르며 흡착활성도가높아 단단하고 크고 무거운 floc을 형성 ⇒ 매우 강력한 응집 성능을 발휘 FeCl3 (철염) Floc이 무거워 침강속도가 빠르고, 색도제거에 유효하며, 응집pH가 높으나 부식성이 강함 황산제일철 황산제이철

[응집실험계획] 한강원수 실험 일감호 실험 (호소수) 2005년 5월 30일 월요일 (pm 13:00 ~ 18:00) 이틀에 걸쳐 총 네 번의 실험 한강원수 실험 PAC 이용 응집 FeCl3 이용 응집 일감호 실험 (호소수)

[응집실험과정] 한강원수 응집 실험 ▷한강원수: 구의정수장 취수 원수 사용 2005년 5월 30일 월요일 한강원수 응집 실험 ▷한강원수: 구의정수장 취수 원수 사용 ▷원수의 온도를 상온으로 데워줌 (Hot Plate) ▷원수의 탁도, UV, pH, 온도, Alkalinity 측정

[응집실험과정] 첫 번째 실험- [한강원수 PAC] ▷ Jar Test 실시 응집제 (PAC) 투여 2005년 5월 30일 월요일 첫 번째 실험- [한강원수 PAC] ▷ Jar Test 실시 응집제 (PAC) 투여 ⇒ 30초 급속 교반 (30rpm) ⇒ 30분 완속 교반 (200rpm) ⇒ 30분 침전 ▷ 탁도, UV, pH, 온도, Alkalinity 측정

[응집실험과정] 두 번째 실험- [한강원수 FeCl3] ▷ 응집제 FeCl3 제조 ▷ Jar Test 실시 2005년 5월 30일 월요일 두 번째 실험- [한강원수 FeCl3] ▷ 응집제 FeCl3 제조 FeCl3 6H2O를 20g/L Stock Solution 만듦 2L -Jar에 1mL는 10ppm이므로 20g/L를 10배 희석하여 사용하였음. 그럼 여기서 2L jar에 1mL는 1ppm으로 함 ▷ Jar Test 실시 ▷ 탁도, UV, pH, 온도, Alkalinity 측정

호소수 취수 – 취수 지점 : 청심대 앞 수심 10cm 깊이 지점 [응집실험과정] 2005년 6월 1일 수요일 일감호 호소수 실험 호소수 취수 – 취수 지점 : 청심대 앞 수심 10cm 깊이 지점 취수 일시 : 2005. 6. 1. 13:00 세 번째 실험- [호소수 PAC] - 첫번째 실험과 동일 네 번째 실험- [호소수 FeCl3] - 두번째 실험과 동일

[응집실험과정 - Jar Test]

[응집실험과정 - Jar Test] 원수를 Jar1~Jar6 까지 2L 가량 넣음 응집제 투여 : 동시에 투여 Jar1 응집제농도(mg/ l) 2 4 6 8 10

[응집실험과정 - Jar Test] 교반 급속 교반 : 200 rpm 30초간 완속 교반 : 30rpm 30분간 침전 : 30분간

수면으로부터 10cm 아래에서 상징액을 취함 (500ml) [응집실험과정 - Jar Test] 수면으로부터 10cm 아래에서 상징액을 취함 (500ml)

주의사항 : 셀을 충분히 세척하고 흔들어 준 후 측정한다. [응집실험과정 - 탁도 ] 4. ENTER를 누른다. 1. 전원을 켜고나서 초기화가 될 때까지 기다린다. 2. Calibration을 해준다. 3. ‘CAL?’ 램프에 빨간불이 들어오면 샘플을 넣는다. 5. 수치를 읽는다. ▷ 탁도 측정 방법 주의사항 : 셀을 충분히 세척하고 흔들어 준 후 측정한다. 셀 표면에 이물질이 묻지 않도록 주의한다.

Mode ⇒ 1번 photo mathic 눌러줌 [응집실험과정 - UV ] Mode ⇒ 1번 photo mathic 눌러줌 Go to WL 눌러서 필요한 흡광도 입력 254.0 nm 입력 증류수 넣어서 0점 맞추기 Auto zero 키 누름 F3 눌러서 측정 (흡수셀의 80~90%만 채워서 측정)

[응집실험과정 - UV ]

pH측정시 pH의 변화가 심할 때는 매우 긴 시간이 소요 pH meter기 : pH 보정이 필요 ⇒ pH 4, pH 7, pH 10 짜리 원액으로 pH 보정 pH측정시 pH의 변화가 심할 때는 매우 긴 시간이 소요

0.1N H2SO4의 양을 CaCO3로 환산하여 알칼리도를 계산한다 [응집실험과정 – 알칼리도] 알칼리도 측정방법 시료 200ml을 취한다. 0.1N H2SO4로 pH가 4.5가 될 때까지 주입한다 0.1N H2SO4의 양을 CaCO3로 환산하여 알칼리도를 계산한다 알칼리도 계산식

[응집실험과정 – 알칼리도] 1mL 피펫으로 pH가 4.5가 될 때까지 아주 조금씩 황산을 투입한다.

[실험결과] 한강원수(PAC) Sample ID Coagulant dose Parameters - 7.22 Raw water pH(mg/l) 탁도 (NTU) UV 알칼리도(mg/l) Temp (℃) VOL (ml) Conc (mg/l) 여과후 Raw water - 7.22 6.11 0.059 48.25 21.1 Jar1 미실험 3.49 0.041 51.2 22.5 Jar2 2 0.625 0.025 50.5 22.4 Jar3 4 0.336 0.017 48.6 22.3 Jar4 6 0.315 0.018 45.7 Jar5 8 0.287 43.9 Jar6 10 0.305 0.016 41.5

[실험결과] 한강원수(FeCl3) Sample ID Coagulant dose Parameters - 7.22 6.11 pH(mg/l) 탁도 (NTU) UV 알칼리도(mg/l) Temp (℃) VOL (ml) Conc (mg/l) 여과후 Raw water - 7.22 6.11 0.033 48.25 21.1 Jar1 7.02 4.70 0.04 47.5 22.5 Jar2 0.2 2 7.00 4.40 0.03 45 22.4 Jar3 0.4 4 3.72 0.026 22.3 Jar4 0.6 6 3.21 0.024 43.75 Jar5 0.8 8 1.38 0.022 Jar6 1.0 10 7.01 1.30

[실험결과] 호소수(PAC) Sample ID Coagulant dose Parameters - 8.81 18.4 0.057 pH(mg/l) 탁도 (NTU) UV 알칼리도(mg/l) Temp (℃) VOL (ml) Conc (mg/l) 여과후 Raw water - 8.81 18.4 0.057 55 24.4 Jar1 8.75 14.3 0.055 53 25.1 Jar2 2 10.6 0.050 52.5 25 Jar3 4 8.58 2.78 0.047 51 24.9 Jar4 6 8.45. 1.30 0.042 50 25.2 Jar5 8 8.37 0.742 0.039 48.7 Jar6 10 8.05 0.616 0.036 46.25 14.9

[실험결과] 호소수 (FeCl3) Sample ID Coagulant dose Parameters - 8.81 18.4 pH(mg/l) 탁도 (NTU) UV 알칼리도(mg/l) Temp (℃) VOL (ml) Conc (mg/l) 거른것 Raw water - 8.81 18.4 0.033 48.25 21.1 Jar1 7.28 13.8 0.04 47.5 22.5 Jar2 0.2 2 7.08 4.36 0.03 45 22.4 Jar3 0.4 4 2.35 0.026 22.3 Jar4 0.6 6 6.93 1.10 0.024 43.75 Jar5 0.8 8 6.92 0.871 0.022 Jar6 1.0 10 6.75 0.319

[실험결과] [실험결과] 한강원수(PAC와 FeCl3 비교) Sample ID Coagulant dose PAC FeCl3 - 탁도 (NTU) UV Conc (mg/l) 여과후 Raw water - 6.11 0.059 0.033 Jar1 3.49 0.041 4.70 0.04 Jar2 2 0.625 0.025 4.40 0.03 Jar3 4 0.336 0.017 3.72 0.026 Jar4 6 0.315 0.018 3.21 0.024 Jar5 8 0.287 1.38 0.022 Jar6 10 0.305 0.016 1.30

[실험결과] 일감호 호소수 (PAC와 FeCl3 비교) Sample ID Coagulant dose PAC FeCl3 - 탁도 (NTU) UV Conc (mg/l) 여과후 Raw water - 18.4 0.057 0.033 Jar1 14.3 0.055 13.8 0.04 Jar2 2 10.6 0.050 4.36 0.03 Jar3 4 2.78 0.047 2.35 0.026 Jar4 6 1.30 0.042 1.10 0.024 Jar5 8 0.742 0.039 0.871 0.022 Jar6 10 0.616 0.036 0.319

[실험결과] 최적의 응집조건 PAC FeCl3 한강원수 PAC 일감호 FeCl3 최적의 응집조건 PAC 자체 농도만을 비교해 보았을 때 농도4mg/L FeCl3 FeCl3 자체 농도만을 비교해 보았을 때 농도 8 mg/L 최적의 응집조건 한강원수 PAC 일감호 FeCl3

질의 응답

감사합니다