수처리

수처리의 기초

 
Pall 중공사막 여과 시스템
100년이 넘도록 재래식 수처리 플랜트가 소비자 보호의 일선을 담당했습니다. 그러나 급속 혼합, 응고 및 응집, 침전 또는 다중 미디어 여과와 같은 낡은 기술로는 더 이상 지역사회에 공급되는 식수에 와포자충(Cryptosporidium), 장편모충(Giardia lamblia)이나 다양한 수인성 바이러스와 같은 오염 물질이 침입하지 않는다고 보장할 수 없게 되었습니다.

처리된 용수의 사양은 가정, 상업, 산업, 농업 부문 등 용도에 따라 특성에 큰 차이가 납니다. 가정 소비자는 안전할 뿐 아니라 무색이고 혼탁, 불쾌한 맛 또는 냄새가 없는 물을 요구합니다. 산업용의 경우 일반적으로 염소, 철분, 망간, 용해 가스가 없는 물이 필요합니다. 농업 부문에서는 나트륨, 염소, 셀레늄 및 기타 요소가 없어야 합니다. 모든 사용자의 다양한 요구사항을 효과적이며 경제적으로 해결할 수 있는 단 한 가지 수처리 방법은 멤브레인 여과입니다.

멤브레인 기술은 가장 효과적이며 경제적인 용수 처리 방법으로 전 세계에서 빠른 속도로 수용되고 있습니다. 일반적으로 필요한 정제 수준에 따라 특정 어플리케이션에 적합한 여과 수준이 결정됩니다.

  • 액체의 부유 입자와 박테리아를 제거하는 데는 정밀여과가 적합합니다. 정밀여과 멤브레인은 다공성이 가장 크며 보통 20~100psig의 압력에서 작동합니다. 정밀여과 기술은 제약산업에서는 세포 수확(cell harvest)에, 양조산업에서는 맥주의 저온 멸균에 사용됩니다.
  • 한외여과는 오일, 콜로이드 고형물 및 기타 용해성 오염 물질을 제거하며 산업 용수 재활용에 사용됩니다. 처리 또는 방류되는 오염물을 98%까지 낮추므로 수질 변동이 심한 폐수 처리에 효과적입니다. 오일 및 가스 산업에서 나오는 물을 효과적으로 처리하여 오일을 제거하고 물을 재활용할 수 있습니다. 한외여과 멤브레인은 콜로이드, 설탕 및 여러 유기 미생물 고형물을 제거합니다.
  • 분자량이 100~1000인 분자의 분리 기능을 갖춘 나노 여과 멤브레인이 개발되었습니다. 분자 무게가 200이면 약 1나노미터의 큰 분자이므로 이 멤브레인은 나노 여과 멤브레인이라고 부릅니다. 적용 압력 요건은 75~450psig입니다 (유사한 유량을 얻기 위해 역삼투압 멤브레인을 사용하는 것 보다는 훨씬 낮은 운전압력임). 이온 선택성은 나노 여과의 중요한 특징입니다. 1가 음이온염(예: 염소)은 멤브레인을 통과할 수 있으나 다가 음이온염(예: 황 또는 인)은 잔류합니다. 나노 필터는 지표수를 처리하여 부식산 및 풀브산과 같은 수용성 유기물을 제거함으로써 원치 않는 살균 부산물(예: 트리할로메탄)의 형성을 사전에 방지하는 용도로 사용됩니다. 나노 여과 기술로 폐수의 용수 회수율을 98%까지 높일 수 있습니다. 이는 첨단 정수 기술로 간주되고 있습니다.
  • 역삼투압은 400~2,000psig의 압력을 적용하여 삼투압 공정을 역전시키는 방법입니다. 역삼투압 시스템은 해수에서 음용수를 만들 때 사용됩니다. 멤브레인 기술의 발전과 함께 산업용수의 부산물을 회수하기 위해 역삼투압이 점차 많이 사용되고 있습니다. 이제는 가장 엄격한 정부 규정의 수질 기준을 뛰어 넘는 재이용수 또는 방류가 가능합니다.