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소독에 대하여 알아봅시다.

물을 정수하는 과정에서 최종적으로 소독을 실시하게 되는데 소독의 목적은 병원성 세균을 사멸시키거나 비활동성으로 전환시키기 위한 것입니다. 살균 방법으로는 직접 열을 가하여 살균하는 방법과 자외선 · X선 등을 이용하는 방법, 화학약품인 염소(Cl2), 이산화염소(ClO2), 오존(O3) 등으로 살균하는 방법이 있습니다.

현재 상수도용으로 가장 많이 사용되는 염소소독은 다른 소독방법에 비해 경제적이며 잔류성이 있어 상당기간 동안 소독의 효과가 유지되는 장점이 있습니다. 오존살균이나 자외선 등에 의한 살균 방법은 효과적이기는 하나 비용이 많이 들며, 소독 후에 다시 오염이 될 경우 소독 효과가 없는 단점이 있습니다. 도시상수도의 경우 정수장에서 가정까지 물이 공급되는 과정이 수 km가 되므로 운반 도중의 2차 오염 문제를 무시할 수 없습니다.

그러나 염소소독은 염소가 천연 유기물과 결합하여 트리할로메탄(THM)이라는 물질을 생성하며 이것은 발암물질로 알려져 있습니다. 그러므로 원수에는 가능한 한 유기물이 적어야 하며, 따라서 상수원의 수질보호는 이러한 차원에서 철저히 지켜져야 합니다.

우리나라에서 가장 많이 사용하는 염소소독은 Cl2 + H2O → HOCl + H+ + Cl- HOCl → OCl- + H+

염소를 물에 주입하면 물과 반응하여 차아염소산(hypochlorous acid)이 생성됩니다.

차아염소산(HOCl)은 다시 차아염소산이온(OCl-)과 수소이온(H+)으로 해리합니다. HOCl과 OCl-을 유리잔류염소(free available residual chlorine)라고 하며 살균력이 강합니다.

물속에 암모니아가 있으면 염소는 다음과 같이 반응하여 클로라민이 생성됩니다. NH2Cl · NHCl2 · NCl3를 결합잔류염소라고 하며 살균력은 있으나 HOCl · OCl-보다는 약하다. 살균력이 강한 순서로는 HOCl, OCl-, 결합잔류염소의 순입니다.

그러므로 살균이 효과적으로 이루어지기 위해서는 염소와 물이 접촉되는 시설, 즉 염소 접촉지의 설계와 운전이 적절히 수행되어야 합니다. 물속에 암모니아가 존재하거나 물의 pH가 높은 경우 살균효과가 감소되며 수돗물에서 소독냄새가 심하게 나거나 잔류염소가 전혀 없을 경우 등은 염소 접촉지에 문제가 있다고 볼 수 있습니다.

염소소독을 할 경우 파괴점 염소처리(breakpoint chlorination)를 실시하는 이유는 파괴점 이하의 염소 주입율에서는 살균력이 약한 결합잔류염소가 주로 존재하므로 파괴점 이상까지 염소를 주입하여 결합잔류염소를 질소(N2), 이산화질소(NO2) 가스로 분해하고 소독력이 강한 유리잔류염소가 나타나도록 하기 위한 것입니다. 우리들이 마시는 음용수에는 유리잔류염소가 항상 0.2ppm 이상, 결합잔류염소는 1.5ppm 이상이 유지될 수 있도록 소독을 실시하여야 합니다.


염소주입량의 결정

소독을 위하여 주입하는 염소량은 환경부령에 정해진 급수전에서의 잔류염소 기준에 합당하도록 투입하여야 합니다. 따라서 주입량을 미리 추정하기 위하여 다음 세 가지 조건을 고려할 필요가 있습니다.

- 급수전에서 요구되는 잔류 염소량

- 물의 염소요구량(예, 암모니아성 질소의 산화시 필요한 염소량)

- 물과 접촉하는 수도시설에 의하여 소비되는 염소량

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