침전의 종류 : 독립침전, 응집침전, 간섭침전, 압축침전

수처리 공정의 침전은

물속에 있는 부유물질이 중력의 작용으로 가라앉는 현상입니다.

이 과정은 입자의 크기, 밀도, 그리고 물의 점도와 같은 여러 요인에 따라 달라집니다.

 

침전의 원리는 물속의 입자들이 중력에 의해 아래로 떨어지면서 더 큰 입자들이 먼저 가라앉고 작은 입자들은 그 뒤를 따릅니다.

이러한 원리를 통해 물속의 불순물을 효과적으로 제거할 수 있습니다.

침전의 종류

침전은 크게 네 가지 종류로 나눌 수 있습니다.

1. 독립침전 (Ⅰ형침전) : 입자들이 서로 간섭하지 않고 독립적으로 가라앉는 경우

• 입자의 상호작용없이 침전하는 형태
• 비중이 1보다 큰 임자의 침전형태 (돌, 자달 등 비중이 큰 입자)
• 침자시, 1차 침전지에서 스토크스 법칙의 적용

스트크스 법칙 영국의 물리학자이자 수학자 조지 가브리엘 스토크스(Stokes)가 제안한 입자이 침강속도로 유체속에서 입자가 가라앉을 때 그 속도는 입자 지름의 제곱에 비례한다는 법칙 따라서 입자가 크고 밀도가 높을수록 침전속도가 빨라짐을 나타내며, 입자의 침강속도 뿐만 아니라 역으로 부상속도 식으로도 사용된다.

2. 응집침전 (Ⅱ형 침전) : 입자들이 서로 응집하여 더 큰 덩어리를 형성하며 가라앉는 경우

• 플록이 형성되면서 침전되는 형태
• 입자가 서로 응결되면서 침전하는 형태
• 침강성도가 독립침전보다 따름

3. 간섭침전(Ⅲ형 침전)

• 입자들이 서로 간섭하여 가라앉는 경우로 임자들의 크기와 밀도 차이에 따라 다르게 나타남
• 플록 형성 후 침강하는 입자들이 서로 방해를 받아 침전
• 모든 입자는 동일한 속도로 침전

4. 압축침전(Ⅳ형 침전) 

• 입자들이 서로 압축되어 가라앉는 경우로 주로 고농도의 슬러지에서 발생
• 침전된 입자들이 그 자체의 무게로 인하여 하부의 물을 상부로 분리시키는 침전

침전 효율을 높이는 방법

1. 응집제 사용 : 작은 입자를 큰 덩어리로 만들어 침전 속도 증가

2. 유속조절 : 침전지 내 유속 흐름을 조절하여 입자의 침전을 유도

3. 침전지 최적화 : 바닥 면적과 깊이를 조정하여 침전효과 극대화

4. 층류 유지 : 교란이 적은 조건을 만들어 입자가 잘 가라앉도록 설계