염소 잔류형태

잔류염소의 정의

잔류염소는 염소를 주입한 뒤 물속에 남아 있는 염소다.

살균 작용을 하는 것이 유리잔류염소이고, 암모니아 등과 결합한 것이 결합잔류염소다.

유리잔류염소는 차아염소산과 차아염소산이온 형태로 존재한다.

두 형태를 합한 값이 총잔류염소다. 두 용어는 구분해서 써야 한다.

pH와 살균력

염소는 물과 반응하여 차아염소산을 만들고, 차아염소산은 다시 해리한다.

낮은 pH에서는 해리가 억제되어 차아염소산이 많다. 그래서 살균이 잘 된다.

높은 pH에서는 차아염소산이온이 많아져 같은 농도라도 살균 효율이 떨어진다.

차아염소산은 세포막 투과성이 커서 차아염소산이온보다 살균력이 높다.

파괴점 곡선

암모니아가 있으면 염소를 넣을 때 클로라민이 생겨 결합잔류염소가 먼저 나타난다.

이 점이 파괴점이다. 결합잔류염소가 분해되어 잔류염소가 극소가 되는 점이다.

염소를 더 넣으면 클로라민이 질소가스로 바뀌고 잔류염소는 줄어든다.

파괴점 이후에는 주입량에 비례하여 유리잔류염소가 증가한다.

그래서 파괴점 염소처리는 파괴점 이후 유리잔류염소를 확보하는 것이 목표다.

결합잔류염소와 맛·냄새

결합잔류염소는 클로라민 등의 형태로 존재하며 살균력이 유리잔류염소보다 약하다.

살균 속도는 느리지만 소모가 느려서 관로 말단까지 잔류 효과를 유지하기 쉽다.

반면 불쾌한 맛과 냄새를 유발하므로 단독 소독 수단으로 쓰기 어렵다. 그래서 정수 공정에서는 유리형을 확보하는 것이 바람직하다.

파괴점 주입량 예시

원수의 암모니아성 질소가 2.0mg/L 인 가상의 정수장을 생각해 보자.

암모니아성 질소 농도에 이론 염소 요구비 7.6을 곱하면 염소요구량을 구한다.

2.0에 7.6을 곱하면 15.2이므로, 파괴점에 필요한 염소량은 약 15.2mg/L 이다.

다만 이 값은 이론식이므로, 실제 정수장에서는 파괴점 실험으로 확인해야 한다.

직접 풀어 보기

앞에서 배운 내용을 직접 적용해 보자. 첫 번째 문제다.

정리

마지막으로 핵심을 정리한다.

잔류염소는 유리잔류염소와 결합잔류염소로 나뉘고, 두 형태의 합이 총잔류염소다.

낮은 pH에서는 차아염소산이 늘어 살균 효율이 높아진다.

시험에서는 파괴점 이전과 이후의 변화를 순서대로 서술해야 한다.