PAC와 폴리머 병용 — 수처리 응집 최적화 | Hóa Chất Lộc Thiên

TL;DR: PAC(Poly Aluminium Chloride)과 음이온 폴리머(PAM)의 병용은 우수한 응집 효과를 창출합니다: PAC는 콜로이드 입자의 전하를 중화하고 음이온 폴리머는 플록 가교를 형성합니다 — 결과적으로 플록 크기 3–5배 증가, 침강 속도 40–60% 향상, PAC 투여량 10–20% 절감. Lộc Thiên은 정수장, 산업단지, 염색 공장에 PAC 30% 및 음이온 폴리머 A1110을 공급합니다. COA/MSDS 로트별 검증. 전화 0979 891 929.

1. PAC와 폴리머란? 각각의 작용 메커니즘

1.1 PAC — 무기 응집제

PAC(Poly Aluminium Chloride)는 일반식 [Al₂(OH)ₙCl₆₋ₙ]ₘ의 무기 고분자 응집제로, 상수도 및 산업 폐수 처리에 널리 사용됩니다. PAC는 전하 중화 메커니즘으로 작용합니다: 물에 용해되면 PAC는 가수분해되어 Al³⁺ 이온과 고양전하 다핵 착물을 형성합니다. 이러한 착물은 일반적으로 제타 전위가 -15~-30mV인 음전하 콜로이드 입자 표면에 흡착되어 입자 간 정전기적 반발력을 감소시키고, 입자들이 서로 접근하여 0.5–2mm 크기의 플록으로 응집되도록 합니다.

Lộc Thiên의 PAC 30%는 염기도 40–85%, Al₂O₃ 함량 ≥ 30%, 용액 pH 3.5–5.0입니다. HDPE 25kg/포장, 로트별 COA 제공.

1.2 음이온 폴리머 — 유기 응집 보조제

음이온 폴리머(음이온성 폴리아크릴아마이드 — APAM)는 분자량 12–25백만 달톤의 장쇄 유기 고분자로, 카르복실기(-COO⁻)로 인해 음전하를 띱니다. 음이온 폴리머는 콜로이드 입자의 전하를 변화시키지 않고(PAC의 역할), 이미 형성된 플록 간의 물리적 가교 역할을 합니다. 단일 폴리머 사슬이 여러 플록에 동시에 흡착되어 더 크고 더 단단하며 침강이 용이한 덩어리로 결집시킵니다.

일반적인 음이온 폴리머 A1110 사양: 백색 분말/과립, 비중 0.6–0.8 g/cm³, 0.1% 용액 pH 6.5–7.5, 60분 교반 후 용해도 ≥ 95%.

2. 상승 효과 메커니즘: PAC + 음이온 폴리머 = 대형 플록, 빠른 침강

PAC와 음이온 폴리머는 두 단계로 상호 보완적인 메커니즘을 제공합니다:

1단계 — PAC 응집: PAC를 물 흐름에 먼저 주입하고 30–60초간 급속 교반(G = 200–400 s⁻¹). PAC가 가수분해되어 콜로이드 입자의 전하를 중화하고 콜로이드 시스템의 안정성을 파괴합니다. 입자들이 직경 50–200µm의 미세 플록으로 응집됩니다.

2단계 — 음이온 폴리머로 대형 플록 형성: 1단계 후 30초 후에 음이온 폴리머를 주입합니다. 3–5분간 완속 교반(G = 20–40 s⁻¹). 초장쇄 분자를 가진 음이온 폴리머가 여러 미세 플록에 동시에 흡착되어 플록을 서로 끌어당겨 직경 2–8mm의 단단히 결합된 플록을 형성합니다.

이 병용의 결과:

• 플록 크기: 0.5–2mm(PAC 단독) → 2–8mm(PAC + 폴리머) — 3–5배 증가
• 침강 속도: PAC 단독 대비 40–70% 향상
• 방류수 탁도: 20–50% 감소
• PAC 투여량: 동일 방류수 수질에서 10–20% 절감

3. 최적 혼합 비율 — 투여량 가이드

투여량은 유입 수질, pH, 탁도 및 TSS 함량에 따라 달라집니다. 연구 및 실제 적용을 통한 참고 투여량 범위:

순차 주입 절차:

1. PAC 주입, 200–400 rpm에서 1분간 급속 교반
2. 급속 교반 중지, 완속 교반 40–60 rpm으로 전환
3. 음이온 폴리머(0.1–0.3%로 사전 희석) 주입, 3–5분간 완속 교반
4. 10–30분간 정치 침강

참고: 음이온 폴리머는 깨끗한 물로 30–60분 전에 0.1–0.3% 농도로 사전 용해시켜야 하며, 폴리머 사슬 절단을 방지하기 위해 저속 교반해야 합니다. 너무 강하거나 오래 교반하면 폴리머 사슬이 파손되어 플록 형성 효율이 저하됩니다.

4. 비교: PAC 단독 vs PAC + 음이온 폴리머

5. 사례 연구: 메콩 삼각주 지표수 처리장

수원 특성: Sa Đéc — Đồng Tháp 지역 Tiền 강, 탁도 80–150 NTU, pH 6.8–7.2, TSS 60–120mg/L, COD 30–50mg/L. 처리장 용량 20,000m³/일.

최적화 전(PAC 단독):

• PAC 투여량: 250mg/L
• 플록: 크기 0.5–1mm, 가볍고 침강 느림
• 침강 시간: 45분
• 침전 후 탁도: 8–12 NTU
• 방류 COD: 18–22mg/L

음이온 폴리머 추가 후(PAC + 폴리머 병용):

• PAC 투여량: 150mg/L(40% 감소)
• 음이온 폴리머 A1110 투여량: 1.0mg/L
• 플록: 크기 3–5mm, 단단하고 빠른 침강
• 침강 시간: 20분(55% 감소)
• 침전 후 탁도: 0.2–2.0 NTU
• 방류 COD: 10–15mg/L
• 여과 시스템 부하 감소, 역세 주기 12시간에서 18시간으로 연장

결과: 처리장 월별 총 약품비 22% 절감, 침전 시스템 처리 용량 40% 증가(체류 시간 단축), 슬러지 발생량 25% 감소.

6. 업종별 PAC + 폴리머 응용

6.1 생활용수 처리

강, 호수 지표수는 일반적으로 토사, 조류, 미생물 및 용존 유기물을 함유합니다. PAC 30% 100–150mg/L와 음이온 폴리머 0.5–1mg/L 병용으로 탁도를 100–500 NTU에서 2 NTU 미만으로 낮추어 QCVN 01-1:2018/BYT를 충족합니다. 이 병용은 특히 장마철/홍수기 탁도 변동이 심한 수원에 효과적입니다.

6.2 염색 폐수 처리

염색 폐수는 고색도(200–500 Pt-Co), COD 500–1500mg/L, 알칼리 pH 9–11을 특징으로 합니다. PAC 200–300mg/L가 전하를 중화하고 색소를 침전시키며, 음이온 폴리머 1–2mg/L가 대형 플록을 형성하여 신속한 침강을 돕습니다. 1차 응집 단계에서 색도 처리 효율 70–90%, COD 50–80% 감소.

6.3 도금 폐수 처리

도금 폐수는 농도 20–100mg/L의 중금속(Ni, Zn, Cu, Cr)과 낮은 pH 2–4를 함유합니다. NaOH로 pH를 8–9로 높인 후, PAC 100–200mg/L와 음이온 폴리머 0.5–1mg/L로 수산화금속 플록을 형성하여 15–20분 내 침강시킵니다. 방류 중금속은 QCVN 40:2011/BTNMT Column A를 충족합니다.

7. 보관, 용해 및 안전 가이드

보관

• PAC 30%: 건조한 장소, 습기 차단. HDPE 25kg 포장, 지붕 아래 보관. 유효 기간 24개월.
• 음이온 폴리머 A1110: 습기 절대 차단(폴리머는 강한 흡습성, 습기 시 덩어리짐). 건조 통풍 장소, 온도 < 40°C. 개봉 후 즉시 사용.

음이온 폴리머 용해

1. 용해 탱크에 깨끗한 물 주입 — 0.1% 농도 기준(폴리머 1kg + 물 1000L)
2. 저속 교반기 60–80 rpm 가동
3. 폴리머를 물에 서서히 투입(한 번에 투입 금지)
4. 폴리머가 완전히 용해될 때까지 45–60분간 연속 교반
5. 원액은 24시간 내 사용, 48시간 초과 금지

안전

• PAC 및 음이온 폴리머는 고체 상태에서 화재/폭발 위험 없음
• 취급 시: 장갑, 보안경, 방진 마스크 착용
• 폴리머 분말은 바닥에 흘릴 경우 미끄러울 수 있음 — 즉시 청소

8. Lộc Thiên에서 PAC + 폴리머를 선택해야 하는 이유

검증된 품질:

• PAC 30%: 로트별 COA, Al₂O₃ 함량 ≥ 30%, 염기도 40–85%
• 음이온 폴리머 A1110: 정식 수입, 점도 및 용해도 배송 전 테스트
• TCVN 기준 품질 관리, QC 검사관 Phan Cẩm Thủy, Võ Thị Như Hòa

안정적 공급:

• 전국 6개 창고(호찌민, Đồng Nai, BR-VT, Cần Thơ, Đà Nẵng, Bắc Ninh)
• 호찌민 시내 4시간, 남부 산업단지 24시간 내 배송
• 액상 PAC 탱크로리 5–30톤, 분말 PAC/폴리머 트럭

기술 지원:

• 기술 직원이 고객 현장에서 최적 투여량 결정을 위한 jar-test 지원
• 특정 수원에 맞춘 병용 컨설팅

자주 묻는 질문(FAQ)

1. PAC와 폴리머를 주입 전에 같은 탱크에 혼합할 수 있습니까?

아니요. PAC와 음이온 폴리머는 별도로 주입해야 하며 PAC가 먼저, 폴리머가 다음입니다. 함께 혼합하면 폴리머가 PAC의 산성 환경에서 가수분해되어 가교 효과를 상실합니다.

2. 음이온 폴리머가 물에 완전히 용해됩니까?

네, 올바른 절차(0.1–0.3% 농도, 저속 45–60분 교반)를 따르면 완전히 용해되어 투명한 점성 용액을 형성합니다. 흰색 입자가 부유하는 경우 교반 시간을 늘리십시오.

3. 음이온 폴리머 투여량이 계절에 따라 변합니까?

네. 장마철 지표수 탁도가 높아지면 폴리머 투여량을 1.5–2mg/L로 증가시켜야 합니다. 건기에는 탁도가 낮아지면 0.5–1mg/L로 감소합니다.

4. 음이온 폴리머를 염수에 사용할 수 있습니까?

네. 음이온 폴리머는 높은 염도(최대 35‰) 환경에서도 잘 작동합니다. 해수 처리 시스템 연구에 따르면 폴리머를 여러 번으로 나누어 주입하면 한 번에 주입하는 것보다 더 단단한 플록이 형성됩니다.

5. 음이온 폴리머 과다 투여가 해롭습니까?

네. 과다 투여(5mg/L 초과) 시 플록이 너무 크고 점성이 생겨 침강이 느려지거나 수면에 뜹니다. 잔류 폴리머는 방류 COD를 증가시킬 수 있습니다. 항상 jar-test로 최적 투여량을 찾아야 합니다.

6. PAC + 폴리머로 유분 함유 폐수를 처리할 수 있습니까?

PAC + 음이온 폴리머는 유분 폐수 내 부유 고형물을 잘 처리하지만 응집 전에 기계적 유분 분리(유분 분리조, DAF)와 병행해야 합니다.

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본 기사는 Lộc Thiên 화학 물질 QC 부서(Phan Cẩm Thủy, Võ Thị Như Hòa)의 검증을 받았습니다. PAC 30% 수치는 창고 내 실제 로트 COA를 기준으로 합니다. 사례 연구 수치는 메콩 삼각주 지역 지표수 처리 연구 및 산업단지 시스템 운영 데이터를 참조했습니다.

QC: Phan Cẩm Thủy & Võ Thị Như Hòa. COA 로트별. ZDHC MRSL Level 1(TÜV Rheinland). 전화 0979 891 929.