pH 조정제(산제, 알칼리제), 응집보조제 종류 및 역활

1.  pH 조정제

pH 조정제는 용액이나 물의 pH 값을 조절하여 원하는 pH 범위 내로 조절하는 화학 물질을 말합니다. pH는 수용액의 산성 또는 염기성 정도를 나타내는 지표이며, pH 조정제는 이를 조절하여 원하는 화학반응이나 공정을 수행할 수 있도록 합니다.

가. pH 조정제 역할

1) 화학반응조절

• 다양한 화학 반응은 특정한 pH 범위에서만 효과적으로 진행될 수 있습니다. pH 조정제를 사용하여 용액의 pH 값을 적절히 조절함으로써 화학반응의 속도와 효율성을 향상시킬 수 있습니다.

2) 공정제어

• 다양한 산업 및 공정에서는 pH 조건이 제어되어야 합니다. pH 조정제를 사용하여 공정 내에서 원하는 pH 값을 유지함으로써 제품의 품질을 향상시키고 생산성을 높일 수 있습니다.

3) 환경보호

• 일부 화학 물질은 특정 pH 조건에서만 안정적으로 처리될 수 있습니다. pH 조정제를 사용하여 폐수나 오염 물질의 pH 값을 조절함으로써 환경 오염을 최소화할 수 있습니다.

나. pH 조정제 종류

1)  산제

• 산성 조정제는 용액의 pH 값을 낮추는 역할을 합니다. 주로 염산(HCl), 황산(H2SO4) 등이 사용됩니다.

약품종류	주입방식	비고
황산	습식	황산(H2SO4)농도 98%를 100~80배로 희석한 것을 사용한다
이산화탄소	습식	액체가스를 기화기를 사용하여 주입한다.

2) 알칼리제 (염기성 조정제)

• 염기성 조정제는 용액의 pH 값을 높이는 역할을 합니다. 가장 일반적인 염기성 조정제는 소다(NaOH)와 탄산나트륨(Na2CO3)입니다.

약품종류	주입방식	비고
수산화나트륨	습식	일반적으로 20~25%로 희석하여 사용한다.
소석화	건식 또는 습식	소석회는 건식주입기를 사용하거나 일정 농도의 석회유로 하여 용량계량펌프로 주입한다,
소다회	건식 또는 습식	소다회는 세림상의 것을 건식으로 주입할 때와 배치식으로 일정 농도의 수용액으로 하여 주입하는 경우가 있다.

3) 중성 조정제

• 중성 조정제는 pH를 중성으로 조절하며, pH를 안정화하는 데 사용됩니다. 예를 들어, 인산염과 같은 약품이 중성 조정제로 사용될 수 있습니다.

4) 버퍼 용액

• 버퍼 용액은 pH를 일정하게 유지하는 역할을 합니다. 주로 산과 염기의 혼합물로 구성되어 있으며, 생화학적 실험 등에서 pH 조절에 사용됩니다.

 

2. 응집보조제

응집보조제는 수처리 공정에서 사용되는 화학 물질로, 수처리 시스템에서의 응집 프로세스를 돕는 역할을 합니다. 응집은 수송된 물질이 함량이 큰 입자로 결합하여 더 큰 입자를 형성하는 과정을 의미하며, 이는 물의 수질 개선 및 여과 프로세스에서 중요한 단계입니다. 응집보조제는 이러한 응집 과정을 촉진하고 향상시키는 역할을 합니다.

가. 응집보조제 역할

1) 입자 응집 촉진

• 응집보조제는 수송된 물질이 응집하여 더 큰 입자로 결합하는 과정을 촉진합니다. 이는 물속의 미세한 입자를 더 큰 덩어리로 결합시켜서 여과나 침전 과정에서 더 효율적으로 처리할 수 있도록 돕습니다.

2) 여과 프로세스 향상

• 응집보조제는 여과 프로세스에서 필터링을 향상시키는 역할을 합니다. 응집된 입자는 필터링 시스템을 통과하기 쉽고, 필터링 매체의 수명을 연장시켜 더 오랜 시간 동안 효과적으로 사용할 수 있습니다.

3) 오염 물질 제거

• 응집보조제는 수질에서 오염 물질을 제거하는 데 도움을 줍니다. 미세 입자나 용해성 물질을 응집시켜서 침전이나 여과 과정에서 효과적으로 제거할 수 있도록 합니다.

4) 수처리 효율 향상

• 응집보조제는 물 처리 시스템의 효율성을 향상시킵니다. 수처리 공정에서 응집이 효율적으로 진행되면, 처리량이 증가하고 처리 시간이 단축되어 더 많은 물을 더 빠르게 처리할 수 있게 됩니다.
• 강우로 인하여 원수 탁도가 높아졌을 경우나 겨울철에 저수온일 때 또는 처리수량을 증가시키고자 할 경우에는 응집제만을 사용하거나 또는 pH조정제(산제나 알칼리제)와 병용하는 일반적인 방법으로는 플록이 잘 형성되지 않고 침전수 탁도가 상승함으로써 여과수탁도가 높아지는 경우가 있습니다.
• 이와 같은 경우에 크고 무거운 플록을 형성시켜서 잘 침전 분리되도록 하고 플록을 단단하게 만 들어서 급속여과지에서 쉽게 제거되도록 해야 합니다.
• 또한 철, 망간, 생물 등을 제거하는 경우와 분말활 성탄을 주입할 때에도 침전과 여과효과를 더욱 높이는 것이 필요하며, 이와 같은 목적을 달성하기 위 하여 응집보조제를 사용합니다. 
• 일반적으로 응집제로서 황산알루미늄을 사용할 때에는 응집보조제가 필 요하고, 폴리염화알루미늄을 사용할 때에는 필요로 하지 않는 경우가 많습니다.

나. 응집보조제 종류

활성 규산과 알긴산나트륨은 각각의 특성에 따라 다양한 산업 분야에서 응집 보조제로 활용되며, 특히 수처리 및 식품 산업에서 널리 사용됩니다. 그러나 사용 전에 적절한 시험과 절차를 거쳐야 하며, 사용량과 처리 방법에 대한 지침을 준수해야 합니다.

1) 활성 규산(Activated Silica)

• 특성 : 활성 규산은 규소산화물의 일종으로, 매우 미세한 입자로 구성되어 있습니다. 흰색 분말이며, 물에 녹지 않고 거의 무맛이고 무색입니다.
• 사용 용도 : 응집 보조제로 사용되며, 특히 침전 및 여과 공정에서 물질의 응집을 촉진하는 데 효과적입니다. 석유 및 화학 공정에서 분리 및 정화 과정에서도 사용됩니다. 제약 및 식품 산업에서는 제조 과정에서 물질의 응집을 향상시키기 위해 사용될 수 있습니다. 알긴산나트륨은 1% 이하로 희석하여 사용해야 한다.

2) 알긴산나트륨(Sodium Alginate)

• 특성 : 알긴산나트륨은 해조류에서 추출된 고분자 탄수화물로, 젤 형성 및 응집 특성이 뛰어납니다. 물에 녹기 쉽고 점도가 높습니다.
• 사용 용도 : 식품 산업에서 젤 형성 및 안정화제로 사용됩니다. 특히 젤리, 푸딩, 아이스크림, 소스 등 다양한 식품 제품의 텍스처를 개선하는 데 사용됩니다. 의료용 제품에서도 젤 형성 특성을 이용하여 흡수성 밴드, 조직 대체물, 치아 면역제 등에 사용됩니다. 수처리 공정에서는 물질의 응집을 돕는 데 사용됩니다. 특히 물속의 미세한 입자를 응집시켜 필터링 과정에서 더 쉽게 제거할 수 있도록 합니다.