정수 여과 방식: 완속여과와 급속여과

정수 여과란

정수 여과는 모래 같은 입상 여재층에 물을 통과시켜 현탁물질과 미생물을 제거하는 공정이다.

대표적인 방식은 완속여과와 급속여과다.

두 방식은 여과속도와 제거 원리가 서로 다르다.

완속여과의 원리

완속여과는 여재 표층에 생기는 생물막으로 오염물질을 걸러 낸다.

생물막 속 세균과 원생동물이 유기물을 분해하고 입자를 포획한다.

생물막은 초기 성숙기 약 10~20일 동안 형성되며, 이후 여과 성능이 안정된다.

여과 저항이 커지면 표층 약 1cm를 삭취하고 여과사를 보충한다.

급속여과의 원리

급속여과는 응집제를 주입해 미세 입자를 플록으로 키운 뒤 여과한다.

플록은 여재 표면에 부착되어 깊이 방향으로 제거된다.

응집제가 없으면 현탁 입자가 여재에 붙지 않아 제거되지 않는다.

여층 간극이 막히면 손실수두가 커져 탁질누출(Break Through)이 생긴다.

이때 역세척으로 여층을 팽창시켜 포착된 플록을 씻어 낸다.

두 방식 비교

두 방식은 여과속도, 여재 크기, 전처리, 세척 방식이 모두 다르다.

완속여과는 4~5m/day로 느리고, 급속여과는 120~150m/day로 빠르다.

세정은 완속여과가 표층 삭취, 급속여과가 역세척으로 한다.

완속여과는 여과속도가 느려 대부분의 제거가 표층 약 1cm에서 일어난다.

계산 예제: 여과면적

처리 수량이 24,000m³/day, 여과속도가 150m/day인 급속여과지를 생각해 보자.

여과면적 A는 처리 수량 Q를 여과속도 v로 나눈 값이다.

계산하면 160m²이고, 2지로 나누면 지당 80m²다.

같은 수량을 완속여과로 처리하면 여과속도 4.5m/day를 대입해 약 5,333m²가 필요하다.

시험에 나오는 함정

시험에서 자주 틀리는 부분을 짚어 보자.

여과속도를 섞으면 감점이다. 완속여과는 4~5m/day, 급속여과는 120~150m/day다.

세정은 완속여과가 표층 삭취, 급속여과가 역세척이다. 역세척이 부족하면 니구와 단락류가 생긴다.

세균은 완속여과가 잘 제거하고, 급속여과 처리수는 반드시 소독해야 한다.

정리

지금까지 완속여과와 급속여과를 비교했다.

완속여과는 생물막으로, 급속여과는 응집 후 부착으로 탁질을 제거한다.

원수 수질과 부지 조건에 맞춰 방식을 고르고, 급속여과 뒤에는 소독이 필수다.