초록
수질 환경의 악화에 따라 상수처리에 있어서 기존에 사용되어온 황산알루미늄 (Alum ; $Al_2(SO_4)_3$) 및 polyaluminum chloride (PAC) 등 무기계응집제만으로는 적절한 응집 효과를 얻기에 어려운 문제가 있다. 본 연구에서는 epichlorohydrin과 dimethylamine을 사용하여 poly(amine)계 고분자 응집제를 합성하는 조건에 대해 조사를 하였다. Polyamine의 합성에 있어서 위의 두 단량체 이외에 반응성기가 4인 1,6-hexandiamine을 분자량 중가제로 사용한 경우 dimethylamine 대비 5.5 mol % 이내의 범위에서 [${\eta}$]=0.46에 상당하는 branched polyamine 시료 (PA-c)를 얻을 수 있었으며 도입량이 5.5 mol % 이상인 경우에는 gel이 발생함을 확인하였다. 합성된 polyamine계 고분자 응집제의 응집 효율을 평가하기 위해서 낙동강 수계 매곡정수장의 pilot 장치에 적용하여 응집실험을 수행하였다. 응집 실험 결과 탁도 5~20 [NTU] 정도의 원수를 탁도 2.0 [NTU] 미만으로, 그리고 유기물 함량 (TOC) 제거 효율을 20~40%으로 하기 위하여 polyamine 고분자 응집제 1 mg/L를 병용함으로써 무기 응집제 PAC의 소모량을 15 mg/L, 즉 1/2 수준으로 감소 시킬 수 있었다. 무기 응집제 PAC를 단독으로 사용할 경우 원수의 pH가 9.0 이상이 될 경우 탁도 제거 효율이 현저하게 감소하였으나 poly(amine) 고분자 응집제를 1 mg/L의 농도로 병용함으로서 보다 더 넓은 PH 범위에 적용이 가능함을 확인하였다.
Polyamine type polymer flocculants were synthesized and their characterization, viscosity and flocculation studies were conducted. In order to increase the molecular weight of polyamine flocculant which was prepared by polycondensation reaction from dimethylamine and epichlorohydrin, a small amount of 1,6-hexanediamine was employed. The incorporation of 1,6-hexanediamine up to 5.5 mole % replacing corresponding part of dimethylamine gave a branched type polyamine sample with increased intrinsic viscosity ([${\eta}$]=0.46 in 1 wt % aqueous NaCl solution). The amount of 1,6-hexanediamine above 5.5 mole %, however, resulted in gelation during polymerization. Utilizing raw water from Maegok potable water treatment plant, it was found that the addition of polyamine flocculant at a concentration of 1 mg/L level could reduce the amount of polyaluminum chloride (PAC) inorganic flocculant by half (15 mg/L). It was also observed that the incoporation of polyamine flocculant at 1 mg/L level was effective in the higher pH raw water, while PAC inorganic flocculating agent alone was not effective.
