파괴점 염소처리

무엇인가

파괴점 염소처리는 암모니아가 많은 원수를 소독하는 방법이다.

염소를 파괴점 이상까지 주입해 살균력 강한 유리잔류염소를 확보한다.

시험에서는 잔류염소 곡선의 해석과 결합·유리잔류염소 구분을 묻는다.

파괴점 곡선

원수에 염소를 넣으면 먼저 물속 암모니아와 반응해 결합잔류염소가 생긴다.

주입량이 늘면 클로라민이 분해되어 총잔류염소가 일시적으로 떨어진다.

이 최저점이 파괴점이며 불연속점이라고도 한다.

파괴점을 넘으면 주입량에 비례해 유리잔류염소가 늘어난다.

이론 중량비

파괴점에 도달하는 이론 중량비는 염소 대 암모니아성 질소가 7.6 대 1이다.

실무에서는 암모니아성 질소 농도의 약 7~10배를 주입하는 경우가 많다.

이론값은 환원성 물질이 없을 때 기준이다. 실제로는 철, 망간 등이 염소를 더 쓴다.

두 값을 구분해 쓰는 것이 답안의 핵심이다.

잔류염소 두 형태

잔류염소의 형태는 파괴점을 기준으로 달라진다.

파괴점 이전의 잔류염소는 주로 클로라민 형태인 결합잔류염소다.

결합잔류염소는 소독력이 약하지만 배관 내 잔류 효과가 길다.

파괴점 이후의 잔류염소는 HOCl과 OCl-인 유리잔류염소다.

계산 예제

예제로 암모니아성 질소가 0.5 mg/L인 원수를 보자.

염소요구량은 암모니아성 질소 1 mg/L당 7.6에서 15 mg/L 범위다.

하한 배수 7.6을 적용하면 0.5 × 7.6을 계산한다. 직접 풀어 보자.

상한 배수 15를 적용하면 0.5 × 15를 계산한다.

이 값은 파괴점까지 필요한 최소 염소량이다. 파괴점 이후에는 이보다 더 주입한다.

헷갈리는 점

정답은 3.8 mg/L다. 상한 배수 15를 적용하면 7.5 mg/L가 된다.

첫째, 파괴점은 잔류염소가 최대가 되는 점이 아니라 최소가 되는 극소점이다.

둘째, 염소요구량은 파괴점까지 소비된 염소량이고 잔류염소는 주입 후 남은 양이다.

셋째, 파괴점 이전은 결합잔류염소, 이후는 유리잔류염소가 지배한다.

정리

마지막으로 핵심을 정리한다.

파괴점은 잔류염소가 최소인 점이고, 이론 중량비는 7.6 대 1이다.

파괴점 이후 주입해 유리잔류염소를 확보하는 것이 운영 목표다.