망간 제거

망간 제거의 정의

망간 제거는 원수 속 용존 망간을 산화해 불용성 이산화망간으로 바꾸는 과정이다.

산화된 MnO₂는 입자가 되어 침전이나 여과로 걸러진다.

먹는물 망간 기준은 0.3 mg/L 이하이며 색도와 맛에 영향을 준다.

구조와 원리

공정은 산화제 주입, 반응 공간, 고액 분리, 역세척 순으로 흐른다.

용존 Mn²⁺는 산화되어 불용성 MnO₂ 입자가 되고 접촉시간 동안 자란다.

침전이나 여과로 MnO₂를 분리하고, 여과지는 주기적으로 역세척한다.

역세척수와 침전 슬러지는 배출수 처리시설로 보낸다.

산화제 비교

산화제마다 반응 속도와 부산물이 달라 선택 기준이 된다.

과망간산칼륨은 반응이 빠르지만 잔류 산화제가 남기 쉽다.

염소는 pH가 낮을수록 산화가 느려 접촉시간을 더 확보해야 한다.

염소는 트리할로메탄 등 소독부산물을 생성하므로 주의한다.

계산 예제

원수 망간이 0.2 mg/L인 정수장에서 산화제 이론 주입량을 구해 본다.

과망간산칼륨은 Mn 1 mg당 이론상 1.92 mg이 필요하다.

따라서 0.2 mg/L의 망간에는 과망간산칼륨 0.38 mg/L가 필요하다.

염소는 Mn 1 mg당 1.29 mg이므로 같은 원수에는 0.26 mg/L가 이론치다.

헷갈리는 점

첫째, 망간은 철보다 높은 pH에서 산화가 잘 일어난다.

pH 조정 없이 철 기준으로 답하면 감점이 된다.

둘째, 산화에는 접촉시간이 최소 20분 필요하다.

셋째, 과망간산칼륨은 과량 주입하면 잔류 망간이 남고 유기물과 섞이면 격렬해진다.

pH가 높을수록 산화가 빨라지므로 정답은 빨라진다.

핵심 정리

망간 제거는 산화, 분리, 배출수 처리의 흐름으로 정리된다.

산화제 종류와 주입량, 접촉시간을 함께 정해야 한다.

망간 기준은 0.3 mg/L 이하이므로 이 값을 목표로 한다.

마지막 문제다. 산화에 필요한 최소 접촉시간을 떠올려 보자.