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급속제철제망간장치 FEROXER

1. 개 요
철과 망간을 포함하는 지하수는 일반적으로 퍼올린 초기에는 무색투명하지만 시간의 경과에 따라 철과 망간이 산화되어 담갈색과 흑색의 수산화물이 되어 침전한다.
최근 공업용수와 음료수로서 수질이 중요시되어 수중의 철과 망간의 함량은 다른 불순물에 비교하여 적은데도 공업용수와 음료수로 사용할 경우 그 장애는 대단하여 제철제망간 처리는 중요한 PROCESS로 부각되고 있다. 수중의 철과 망간이 일으키는 장애를 열거하면 아래와 같다.
일반가정 : 차를 끓일 때 차중의 TANNIN성분과 반응하여 흑갈색이 된다. 세탁시에는 세탁물 변색의 원인이 된다.
염색 및 제지공장 : 제품 변색의 원인이 되어 품질 저하의 원인이 된다.
식품공장 : 이취(異臭) 및 이미(異味)의 원인이 되어 품질 저하의 원인이 된다.
기타 일반 공장 : 냉각수로 사용하는 경우 배관의 SCALE의 원인이 되어 냉각효율 저하의 원인이 된다.

2. 제철제망간의 방법
종래에 행하여온 제철제망간의 방법은 아래와 같다.
산화(폭기(曝期) 또는 염소 등의 약품첨가) → 여과
이온교환법
전해법
망간사(砂), 망간Zeolite법
철Bacteria법
응집침전 → 여과
접촉산화여과법
상기한 바와 같이 제철제망간에는 다양한 방법이 있지만 FEROXER는 사용이 간편하고 효율이 매우 뛰어난 접촉산화여과방식의 장치이다.

3. 제철제망간 Mechanism
3.1 제철 MECHANISM
3.1제철 MECHANISM

철은 알칼리도가 높은 수중에서 중탄산철의 형태로 용존하며 적당량의
CO가 존재하여 안정되어있다.
Fe(HCO) ↔ FeCO + CO + HO
만약 CO가 감소하면 평형이 깨져 반응은 우변으로 진행, 탄산철이 생성되고 이것이 가수분해하여 수산화제1철을 생성한다.
FeCO + HO ↔ Fe(OH) + CO
생성된 Fe(OH)는 물에 용해하기 쉽고 쉽게 산화되어 용해도가 0.01ppm이하의 난용성 수산화
제2철이 생성된다.
Fe(OH) + 1/2O + HO ↔ Fe(OH)
FEROX 에 의한 산화반응은 아래와 같다.
KZ·MnO·MnO + 4Fe(HCO)
→ KZ + 3MnO + 2FeO↓+ 8CO + 4HO ( Z : Zeolite基 )


접촉·산화된 철은 불용성이 되므로 FEROX층을 통과중에 여과되어 원수로부터 분리·제거된다.

3.2 제망간 MECHANISM

망간은 철과 아주 유사한 상태로 수중에 존재하여 있고 일반적으로 철과 공존하던가 단독으로 존재하는 경우가 있다.
그러나 그 양은 철에 비해서 많지않고 망간의 제거는 거의 철과 같은 형태로 이루어 지며 종종 철과 동시에 제거된다.
그 반응은,
KZ·MnO·MnO + 2Mn(HCO) → KZ + 5MnO + 4CO↑+ 2HO
MnO
·H2O + Mn² → MnO·MnO + 2H+
산화반응은 철에 비하여 대단히 늦고, pH10 정도에서 침전이 완성된다. 망간의 제거는 철과 동일하지만 조작방법에 극히 주의할 필요가 있다.

4. FEROX의 특징
장치가 Compact하여 설치면적이 적다. 여과 속도가 사여과(砂濾過)에 비교하여 수배(數倍)빠르다.
안정적인 처리수량의 확보할 수 있어 냉각수 등의 처리에 적합하다.
설치비 및 운전비용이 저렴하다. 응집침전 여과법에 비하여 설치비 약 1/2, 운전비용 약 1/5
운전 및 관리가 간편하다

5. FEROX의 운전 조작
통수공정 : 원수의 수질에 따라 약간의 약품을 첨가하는 등의 조작이 필요한 경우도 있지만 통상 공기를 포함한 원수를 여과탑의 상부로부터 하부로 통수하기만 하면 철과 망간이 산화되고 여과되어 제철제망간수를 생산할 수 있다.
역세공정 : 장기간 통수하면 FEROX(여재)로 산화 여과 축적된 철과 망간 때문에 압력이 가해지기 때문에 채수를 중지하여 여과탑의 하부에서 상부로 역세하여 축적된 철과 망간을 계외(系外)로 배출한다. 통상 1日에 1回 약30분간 실시한다.
수세공정 : 역세를 행한 후 원수를 여과탑의 상부에서 하부로 통수하여 몇분간 수세한 후 다시 통수공정을 행한다.