물을 정화 하는 원리는 무엇인가요?

Question

우리가 사용하는 수돗물은 각종 기술을 이용해 빗물 등을 저장해서 정화시킨 물인데요. 어떤 원리나 기술이 물을 정화하는데 활용 되나요?

Answer 1

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

생물학적인 처리는 물 속에 살고 있는 미생물이나 식물 등이 물 중에 있는 유해 물질을 분해하고 제거하는 과정입니다. 이 과정에서 미생물이나 식물이 유기물, 질산염, 인산염 등을 흡수하고, 이를 대사하면서 산소를 방출합니다. 이 산소는 또 다른 미생물이나 식물이 생존하는데 필요한 에너지원이 됩니다.

화학적인 처리는 물에 화학물질을 첨가하여 물 속의 유해물질을 제거하는 과정입니다. 이 과정에서는 활성탄, 흑연 등의 흡착제나, 산화제, 염화제 등의 살균제가 사용됩니다. 흡착제는 물 속에 있는 물질을 흡착하여 제거하고, 살균제는 물 속에 있는 세균 등의 유해 물질을 살균하여 제거합니다.

Answer 2

안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.

수돗물의 원료가 되는 물이 모여 있는, 물 창고. 취수원은 강이나 호수, 댐, 저수지 등의 물을 말한다.

취수원은 크게 지표수와 지하수로 나뉜다. 전국에 있는 댐은 우리나라에 내린 비의 10% 정도인 126억 톤을 담아서 식수나 농업용수, 공업용수 등으로 활용한다.댐은 우리가 이용하는 수돗물의 원료 창고라고 할 수 있다.

1단계 : 취수장

수돗물의 여행이 본격적으로 시작되는 곳.취수장은 강이나 호수 등 취수원 가까이에 위치해 수원의 물을 끌어들여 정수 센터로 보내는 역할을 한다.생물 경보 시스템과 수질 자동 감치를 이용해 수질에 유해 물질이 유입되는지 여부를 24시간 감시한다.

2단계 : 착수정

취수장으로부터 전해 받은 원수를 안정시키고 수량을 조절하는 곳이다.수질에 따라 분말 활성탄 등을 투입해 물속에 들어 있는 모래 등 입자가 큰 물질들을 가라앉혀 물을 깨끗하게 만든다.그래서 이 공정을 ‘침사지’라고도 부른다.

3단계 : 혼화지

혼화지에서는 착수장에서 보내온 물에 적절한 양의 정수 처리 약품을 넣어 섞는다.정수 약품(응집제)은 미세한 탁한 물질들(콜로이드성 물질)을 큰 덩어리로 뭉치게 하는 역할을 한다.

4단계 : 응집지

약품과 물질이 서로 잘 섞이도록 물을 서서히 저어 주면 응집제를 중심으로 아주 작은 알갱이

*콜로이드 와 부유 물질이 엉겨 붙어 크고 무거운 덩어리 *플록 이 만들어진다.이처럼 플록 형태가 되어야 침전이나 여과가 가능하다.

5단계 : 침전지

응집지에서 만들어진 덩어리(플록)를 가라앉혀 맑은 윗물을 여과지로 보내는 곳이다.이때 가라앉은 덩어리는 수분을 제거한 뒤 시멘트 원료 등으로 재활용하거나 매립한다.약품 침전지에서는 약품을 투입해 가라앉히며 보통 침전지에서는 수중 미생물의 활동을 이용하여 침전시킨다.

슬러지: 가라앉은 플록 덩어리.수분을 빼서 시멘트 원료 등으로 재활용

6단계 : 여과지

침전지를 통과한 물을 모래와 자갈층에 통과시켜 물속에 남아 있던 작은 입자들까지 깨끗하게 제거하는 과정이다.여과지를 거친 물은 그냥 마셔도 될 만큼 맑고 깨끗한 물이 된다.

7단계 : 염소투입실

여과지를 거친 깨끗한 물에도 아직 세균이 남아 있을 수 있다.염소 투입실은 물에 염소를 소량 넣어 소독함으로써 수돗물을 보다 더욱 위생적이고 안전한 물로 만드는 마지막 공정이다.

8단계 : 정수지

소독 처리된 수돗물을 임시로 저장하는 장소다.정수지에 모아둔 수돗물은 송수 펌프실에서 강력한 모터 펌프로 배수지나 가정, 공장, 회사 등으로 보내진다.

배수지

정수지에서 보낸 물을 각 가정으로 보내기 전까지 저장하는 중간 물탱크다.보통 주변에서 가장 높은 지대에 설치하며 배수관을 통해 각 가정으로 수돗물을 공급한다. 이 밖에도 예기치 못한 사고로 잠시 수돗물을 생산하지 못할 때를 대비하여 물을 저장하는 역할을 한다.