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물속에 함유된 불소 제거

불소(F)나 질산성 질소(NO₃ , NO₂)는 R ≡ NCl형의 강염기성 음이온교환수지로 제거 가능하다. 만약, 불소만 제거하고자 할 경우에도 실제 원수에 질산성 질소가 존재하면 동시에 질산성 질소도 제거를 해 주어야 한다.
질산성 질소는 재생이 어렵기 때문에 재생Level 200 g NaCl / ℓ - R 이상 사용해야 한다. 만약, 불소만 제거를 목적으로 낮은 재생Level로 재생할 경우에는 질산성 질소가 제거되지 않기 때문에 질산성 질소만 축적되면서 불소의 제거 능력은 점차 떨어지게 된다

 

  그러므로, 불소를 제거할 경우나, 질산성 질소를 제거할 경우나, 모두 같이 생각해야 한다.
   
  반응식 R NㆍCl + NaF R NㆍF + NaCl
 
[원수 수질검토]
ⓐ 원수 수질검토 방법
 
  • 불소(F), 질산성 질소(NO₃, NO₂) 분석
  • Total Anions 분석
 
원수 수질 Review
 
  • ppm as F --> ppm as CaCO₃로 환산 (CaCO3환산표 참조)
    (예 : 5 ppm as F × 2.66 = 13.3 ppm as CaCO₃)
  • ppm as NO₃ --> ppm as CaCO₃ 로 환산
    (예 : 10 ppm as NO₃ × 0.81 = 8.1 ppm as CaCO₃)
  • ppm as NO₂ --> ppm as CaCO₃ 로 환산
    (예 : 8 ppm as NO₂ × 1.09 = 8.7 ppm as CaCO₃)
  • Total Anions는 모든 음이온을 분석한 후 합산해야 한다. 그러나, 현실적으로는 모두 다 분석하기에는 어려움이 있다.
  Total Anions = Conductivity × (0.4 ∼ 0.6) 이므로 간접적으로 확인할 수가 있다. (설계시는 여유율을 적용해야 하므로 0.4보다는 0.6을 적용하는 것이 합리적이다.)
     예): Conductivity가 100 μs/cm일 경우
   Total Anions = 100 × 0.6 = 60 ppm as CaCO₃)

나.
설계 방법 (예)
 
ⓐ 전제조건
  * 수지명 : AMBERLITE IRA410
  * 처리수량 : 240 m 3 /cycle, day
  * 원수 수질
 
  • Conductivity : 100 μs/cm ⇒ Total Anions = 100 × 0.6 = 60 ppm as CaCO₃
  • 5 ppm as F ⇒ 5 ppm as F × 2.66 = 13.3 ppm as CaCO₃
  • 10 ppm as NO₃ ⇒ 10 ppm as NO₃ × 0.81 = 8.1 ppm as CaCO₃
  • 8 ppm as NO₂ ⇒ 8 ppm as NO₂ × 1.09 = 8.7 ppm as CaCO₃
 
ⓑ 교환용량 계산
  * 원수 조성(%)
 
(F + NO₃ + NO₂ ) ÷ Total Anions × 100
= (13.3 + 8.1 + 8.7) ÷ 60 × 100
= 30.1 ÷ 60 × 100 = 50.2%
  * 교환용량(g as CaCO₃ / ℓ - R)
    위 그래프에서 원수조성이 50.2% 이면 교환용량은 3.8 g as CaCO₃ / ℓ - R 이다.
 
ⓒ 수지량 및 재생제 사용량 계산
  * AMBERLITE IRA410
  (Cycle당 채수량 × 불소및 질산성 질소량 × 안전율) ÷ 교환용량
 
= (240 m 3 /cycle × 30.1 ppm as CaCO₃ × 1.2) ÷ 3.8
= 2,281 ℓ --> 2,300 ℓ
  * 재생제(NaCl) 사용량
 
= 수지량 × 재생Level
= 2,300ℓ × 200 g / ℓ - R × 10-3
= 460 kg as 100% NaCl