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정수과정에서 새로운 흡착공정 검토

전문가 제언: ○ 우리나라에서 수돗물을 사용하게 된 역사는 100년이 되지 않는다. 현재의 정수시스템에서 대표적인 것은 활성탄 방법이고, 그 밖에 제올라이트, 소성규조토 방법 등이 사용되고 있다. 흡착은 물질이 표면 혹은 계면에 축적ㆍ농축되는 현상이므로 일반적으로 단위면적당의 표면장력 및 에너지로 표현된다.

○ 고상(固相) 내부분자는 모든 방향에 대해 힘의 균형을 유지하고 있지만 표면분자는 힘의 평형이 이루어지지 않아서 다른 분자에 부착되어 균형을 이루고 있다. 이와 같은 흡착은 물리 흡착 또는 Van der Waals흡착이라 하며, 예를 들면 활성탄과 피흡착물 간의 화학반응에 의해 흡착이 일어나게 된다.

○ 정수공정에서는 흡착에 영향을 주는 여러 가지 인자가 있다. 용매 중의 용질농도가 증가하게 되면 흡착속도와 흡착용량은 증가하게 된다. 유기물인 경우에는 단일분자 흡착층을 고려하여 피흡착물의 농축과 평형에 기초를 둔 Langmuir형의 등온 흡착을 적용하게 된다.

○ 일반적으로 여러 종류가 혼합되어 있는 용액일 경우, 단일 종류의 용액에 대한 용해보다 용이하게 흡착이 된다. 따라서 산업폐수처럼 많은 종류의 물질이 있는 경우 흡착용량이 증가된다는 것을 알 수 있다. 즉 회분식 접촉장치에서 활성탄을 미분탄으로 분쇄하여 흡착을 하였을 시는 사용이 끝난 활성탄은 용액으로부터 응집 침전 제거하게 된다.

○ 이 글에서는 수처리에 있어 흡착의 효능과 효율은 흡착제의 특성과 기능에 달려 있음을 알 수 있다. 흡착률을 높이기 위해서는 흡착제의 특수한 물리ㆍ화학성 및 생물적 특성에 맞게 만들 필요가 있다. 즉 산화/환원 공정을 거치면서 오염물을 동시에 흡착할 수 있는 촉매적 기능을 하는 특수 성분의 흡착제를 준비하게 된다. 그러나 수처리 공정효율을 상승시키는 데 있어 가장 확실한 방법으로는 아직까지 활성탄 흡착방법을 꼽고 있다.

저자: QU Jiuhui
자료유형: 학술정보