수처리용 아팜 분말

특정 수질 조건 하에서는 음이온성 폴리아크릴아마이드(아팜) 분말과 무기 응집제(팩, 무진행생존(PFS) 등)를 병용하는 것은 메커니즘 충돌, 시약 오류 또는 반대 효과로 인해 적용 불가능할 수 있으며, 심지어 처리 효과가 저하될 수도 있습니다. 

주요 상황은 다음과 같습니다. 

1. 강산 또는 강알칼리의 극한 pH 환경(pH < 3 또는 pH > 11)

강산(pH < 3): 무기 응집제(예: PAC, PFS)의 핵심 기능은 가수분해로 생성된 다핵 수산화 복합체(예: Al³⁺, Fe³⁺의 가수분해 생성물)에 의존합니다. 강산성 조건은 가수분해를 억제하여 무기 응집제가 효과적인 응집 성분을 형성하지 못하고 전하 중화 능력을 상실하게 합니다. 동시에, 수처리용 APAM은 강산성 환경에서 분자 사슬 가수분해 및 분해(아미드기가 카르복실기로 가수분해되고, 강산이 사슬 구조를 손상시켜 흡착 가교 기능을 상실)될 수 있습니다. 이러한 경우, APAM과 APAM을 병용하는 것은 비효율적일 뿐만 아니라 시약 낭비로 인해 비용이 증가하게 됩니다. 

강알칼리(pH 쉬쉬 11): 무기 응집제(예: 팩)는 강알칼리 조건에서 가용성 메타알루미네이트염(예: 나알오₂)을 형성하여 응집 활성을 잃습니다. 아팜 결정 분말은 강산성보다 알칼리 내성이 약간 높지만, 강알칼리(특히 고온 강알칼리)는 분자 사슬을 절단하여 분자량이 급격히 감소하고 효과적인 플록을 형성하지 못하게 할 수 있습니다. 

2. 고농도 산화제(유리염소, 과산화수소, 오존 등 함유)가 포함된 수질

산화제(하수 처리 시 과량의 염소 첨가, 펜톤 시약의 잔류 H₂O₂ 등)는 산화를 통해 아팜 결정 분말의 분자 사슬을 손상시킬 수 있습니다(음이온성 폴리아크릴아미드의 아미드기는 카르복실기로 쉽게 산화되고 주쇄도 절단됨). 이로 인해 아팜 결정 분말의 분자량이 크게 감소하고 흡착 가교 능력이 상실됩니다. 이 경우 무기 응집제가 어느 정도 전하 중화 효과를 발휘하더라도 아팜 결정 분말은 이미 실패한 것입니다. 병용 사용은 상승적 향상 효과를 얻지 못할 뿐만 아니라 아팜 결정 분말의 분해 산물(저분자 물질)이 무기 응집제의 응집 과정에 간섭할 수 있어 플록이 미세해지고 침전 성능이 저하될 수 있습니다. 

3. 고염도(고전해질 농도) 수질(해수, 고염도 산업폐수 등)

하수에 전해질(예: 염화나트륨, 염화칼슘₂, 염도 5%)이 고농도로 포함되어 있는 경우: 

무기 응집제의 전하 중화 효과는 고농도 이온에 의해 방해를 받습니다. 

하수에 존재하는 많은 수의 자유 이온은 콜로이드 입자 표면의 음전하를 보호하여 무기 응집제의 금속 이온(알³⁺, 철³⁺ 등)이 콜로이드와 효과적으로 결합하기 어렵게 만들어 불안정화를 방지합니다. 

아팜 결정 분말은 염분에 의한 용해가 일어나기 쉽습니다. 고농도 전해질은 아팜 결정 분말 분자 사슬의 수화 필름을 파괴하여 용해도가 감소하고 침전이 발생하여 물에 고르게 분산되지 못하고 가교 기능을 상실합니다. 

이 시점에서는 두 가지를 함께 사용할 때의 상승효과가 완전히 사라지고, 두 가지를 단독으로 사용할 때보다 효과가 훨씬 떨어집니다(심지어 효과가 없습니다). 

4. 음이온 계면활성제가 다량 함유된 수질(세제폐수, 표준 초과 인쇄·염색폐수 등)

음이온성 계면활성제(예: 라스, 도데실황산나트륨)는 음전하를 띠며 무기 응집제 내의 양이온(예: 알³⁺, 철³⁺)과 우선적으로 결합하여 안정한 복합체를 형성하여 무기 응집제를 소모합니다(이로 인해 무기 응집제는 하수 내 콜로이드 입자와 반응할 수 없습니다). 동시에, 계면활성제는 콜로이드 입자 표면에 으아아아 흡착막을 형성하여 아팜 결정 분말의 분자 사슬이 입자와 결합하는 것을 방해하여 아팜 결정 분말의 가교 기능을 방해합니다. 이 경우, 계면활성제가 시약을 소모하기 때문에 병용 사용이 불가능하고, 계면활성제의 분산 효과로 인해 플록 형성이 어려워질 수도 있습니다. 

5. 고농도 유기용매 또는 비극성 오염물질이 포함된 수질 

하수에 유기 용매(메탄올, 아세톤, 톨루엔 등)나 비극성 오염 물질(중유, 장쇄 알케인 등)이 다량 포함되어 있는 경우: 

아팜 결정 분말은 유기 용매에 대한 용해도가 극히 낮은 수용성 중합체로, 직접 침전되어 용해 및 분산되지 않아 기능을 상실합니다. 

무기 응집제(특히 액상)는 유기 용매에 의해 용해 평형이 깨져 유효 성분이 침전되어 전하 중화 효과를 발휘하지 못할 수 있습니다. 예를 들어, 일부 화학 폐수(예: 페인트 폐수, 잉크 폐수)를 유기 용매를 제거하기 위한 전처리 과정을 거치지 않으면 아팜 결정 분말과 무기 응집제를 함께 사용할 수 없게 됩니다. 

6. 고농도 중금속 이온(크⁶⁺, 수은²⁺, 애그⁺ 등)이 포함된 수질

일부 중금속 이온(예: 애그⁺, 수은²⁺)은 강력한 산화 또는 복합 형성 특성을 가지고 있습니다. - 강력하게 산화되는 중금속(예: 크⁶⁺)은 하수 아팜 분자 사슬을 산화시키고 분해합니다. 

복합물을 형성하는 중금속(예: 구리²⁺, 니²⁺)은 하수 APAM의 아미드기와 안정한 복합물을 형성하여 하수 아팜 분자 사슬을 말려 가교 능력을 잃게 합니다. 동시에 중금속 이온은 무기 응집제(예: 팩)와 반응하여 불용성 침전물을 형성하여 무기 응집제의 유효 성분을 소모할 수 있습니다. 이러한 경우, 병용은 효과가 없을 뿐만 아니라 슬러지 처리의 어려움을 가중시킬 수 있습니다. 이러한 수질 조건의 핵심 문제는 무기 응집제의 전하 중화 능력을 파괴하거나 하수 아팜 분자 사슬의 분해/불활성화를 유발하여 두 가지의 시너지 효과를 상실하게 한다는 것입니다. 이러한 경우, 먼저 전처리(예: pH 조정, 산화제/계면활성제 제거, 탈염 등)를 통해 수질을 개선한 후, 병용의 적합성을 평가해야 합니다. 전처리 비용이 너무 높으면 시약 유형을 변경해야 합니다(비이온성 팸, 양이온성 PAM으로 전환하거나 고효율 무기 응집제만 사용).