흔히 사용되는 9가지 수처리 방법에 대한 자세한 안내 - 모두 알고 계신가요?

2026년 5월 21일

일반적으로 사용되는 수처리 방법에는 침전 여과, 연수 처리, 활성탄 흡착, 탈이온화 등이 있습니다. 역삼투압초여과, 증류, 자외선(UV) 소독 및 생화학적 처리.

1. 침전물 여과

침전 여과의 목적은 수원에서 부유 입자 물질이나 콜로이드성 물질을 제거하는 것입니다. 이러한 입자가 제거되지 않으면 후속 정수 단계(예: 투석수용)에 사용되는 미세한 여과막이 손상되거나 상수도관이 막힐 수 있습니다. 이는 오래되고 간단한 정수 방법이기 때문에 정수 공정에서 예비 단계로 자주 사용됩니다. 또한, 필요한 경우 배관 시스템에 추가 필터를 설치하여 더 큰 불순물을 제거할 수 있습니다. 부유 입자를 걸러내는 데에는 메쉬 필터, 입상 필터(예: 석영 모래) 등 다양한 종류의 필터가 사용됩니다. 막 필터필터의 기공 크기보다 큰 입자는 효과적으로 걸러져 제거됩니다. 그러나 이 방법으로는 물에 용해된 이온은 제거할 수 없습니다.

2. 연수 처리

경수를 연수화하려면 이온 교환법을 사용해야 합니다. 이 방법의 목적은 양이온 교환 수지를 이용하여 경수에 함유된 칼슘 및 마그네슘 이온을 나트륨 이온으로 교환함으로써 수원 내 칼슘 및 마그네슘 이온 농도를 낮추는 것입니다.

3. 활성탄

활성탄은 목재, 목재 폐기물, 과일 씨앗, 코코넛 껍질, 석탄 또는 석유 잔류물과 같은 다양한 재료를 고온 건류 및 탄화시켜 생산됩니다. 생산 후에는 뜨거운 공기나 증기를 이용한 활성화 공정을 거쳐야 합니다. 활성탄의 주요 기능은 분자량이 60~1,000 달톤인 염소, 클로라민 및 기타 용해된 유기 물질을 제거하는 것입니다. 활성탄 표면은 과립형이지만 내부 구조는 매우 다공성이며, 이 기공에는 약 10나노미터에서 1아노미터 크기의 수많은 모세관이 존재합니다. 활성탄 1g은 최대 700~1,400m²의 내부 표면적을 가지며, 흡착 과정은 이러한 모세관의 내부 표면과 과립의 외부 표면에서 일어납니다.

4. 탈이온화

탈이온화의 목적은 물에 용해된 무기 이온을 제거하는 것입니다. 연수 과정과 마찬가지로, 이 방법 또한 이온 교환 수지의 원리를 기반으로 작동합니다. 이 과정에는 양이온 교환 수지와 음이온 교환 수지, 두 가지 종류의 수지가 사용됩니다. 양이온 교환 수지는 수소 이온(H+)을 양이온과 교환하고, 음이온 교환 수지는 수산화 이온(OH-)을 음이온과 교환합니다. 교환된 수소 이온과 수산화 이온은 다시 결합하여 중성수를 생성합니다.

5. 역삼투압
역삼투압은 물에 용해된 무기물, 유기물, 박테리아, 발열물질 및 기타 미립자를 제거하는 효과적인 방법이며, 투석용수 처리에 필수적인 요소입니다. "삼투"란 농도가 다른 두 용액이 반투막으로 분리된 상태를 말합니다. 용질이 막을 통과하지 못하면 물 분자는 농도가 낮은 쪽에서 높은 쪽으로 이동하여 양쪽의 농도가 같아질 때까지 계속됩니다. 이러한 평형 상태에 도달하기 전에 농도가 높은 쪽에 압력을 점진적으로 가하면 물 분자의 이동을 일시적으로 멈출 수 있는데, 이때 필요한 압력을 "삼투압"이라고 합니다. 가해지는 압력이 삼투압을 초과하면 물 분자의 이동 방향이 반대로 바뀌어 농도가 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 흐르게 되는데, 이를 "역삼투"라고 합니다.

6. 초여과
초여과는 반투과성 막을 이용한다는 점에서 역삼투압과 유사하지만, 막의 기공 크기가 비교적 커서(일반적으로 10~200옹스트롬(Å)) 이온 제거를 제어할 수 없다는 점에서 차이가 있습니다. 따라서 세균, 바이러스, 발열물질, 미립자만 제거할 수 있으며, 수용성 이온은 걸러낼 수 없습니다. 초여과의 주된 기능은 역삼투압 공정의 전처리 단계로, 역삼투막의 세균 오염을 방지하는 것입니다. 또한, 정수 시스템에서 후처리 단계로 사용되어 배관 내 세균으로 인한 상류수의 오염을 예방할 수도 있습니다. 일반적으로 초여과막의 효율은 유입구와 유출구의 압력 차이를 관찰하여 모니터링하며, 활성탄 필터와 마찬가지로 축적된 불순물을 제거하기 위해 역세척 과정을 통해 주기적으로 세척합니다.

7. 증류
증류는 오래되었지만 효과적인 수처리 방법입니다. 휘발성이 없는 불순물은 모두 제거할 수 있지만, 휘발성 오염물질은 제거할 수 없습니다. 이 과정에는 정화된 물을 저장할 대형 저장 탱크가 필요한데, 아이러니하게도 이러한 저장 탱크와 관련 배관이 재오염의 주요 원인이 되는 경우가 많습니다. 따라서 이 방법은 일반적으로 혈액투석에 사용되는 물의 정화에는 사용되지 않습니다.

8. 자외선(UV) 소독
자외선(UV) 소독은 수처리에서 가장 널리 사용되는 방법 중 하나입니다. 다른 기술과 달리 UV 소독은 2차 오염 물질을 발생시키지 않아 차세대 소독 기술로 분류됩니다. 광범위한 살균 효과, 낮은 운영 비용, 긴 수명, 높은 처리 용량, 그리고 무공해라는 장점을 바탕으로 UV 소독은 서구 선진국에서 주류 소독 방법으로 점차 자리 잡고 있습니다. UV 소독의 살균 메커니즘은 생명에 필수적인 유전 물질인 핵산을 파괴하여 세균의 번식 능력을 상실하게 하는 것입니다. 이 과정에서 핵심적인 반응은 핵산 분자 내 피리미딘 염기의 이합체화입니다. 일반적으로 이는 저압 수은 방전 램프(살균 램프)에서 인공적으로 생성된 253.7nm의 특정 파장의 자외선(UV) 에너지를 이용하여 이루어집니다. UV 살균 램프의 작동 원리는 형광등과 동일합니다. 하지만 형광등과는 달리, 이 램프의 내부는 형광 인광체로 코팅되어 있지 않고, 자외선 투과율이 높은 석영 유리로 만들어져 있습니다. 일반적으로 자외선 살균 장치는 적용 방식에 따라 조사형, 침지형, 유동형의 세 가지 유형으로 분류됩니다.

9. 생화학적 방법
생화학적 수처리 방법은 자연적으로 존재하는 다양한 박테리아와 미생물을 이용하여 폐수 속 유기물을 분해 및 무해한 물질로 전환시켜 폐수를 정화합니다. 이러한 생화학적 처리 방법은 활성 슬러지 공정, 바이오필름 공정, 생물학적 산화탑, 토양 처리 시스템, 혐기성 생물학적 수처리 방법 등으로 크게 분류할 수 있습니다.
일반적인 생화학적 수처리 공정 흐름은 다음과 같습니다: 원수 → 스크린 → 균등화조 → 접촉 산화조 → 침전조 → 여과 → 소독 → 처리수.