침전에 있어 가장 기초가 되는 개념을 알아보겠습니다. 침전이란 사전적 의미로 용액에서 용질이 고체 상태로 변하여 중력에 의해 용액 바닥으로 가라앉는 현상을 말합니다. 이 현상은 주로 용질이 포화 상태에 이르거나 용질 간의 상호작용이 변화함에 따라 발생합니다. 수처리에서는 응집제를 이용하여 용질 간 상호작용을 변화시켜 침전을 유도 합니다. 또한, 충분한 침전시간을 주어 부유물질을 자연적으로 침전시킵니다. 아래 일반적인 침전원리를 나타내었습니다.
포화도 초과
침전은 일반적으로 용액에 녹아있던 용질이 용액에 더 이상 용해되지 못하고 포화 상태에 도달했을 때 발생합니다. 이때 용액은 포화도를 초과하면서 용질이 고체로 변하게 됩니다. 고체로 변하게 된 용질은 중력에 의해 바닥으로 가라앉습니다.
화학 반응
침전은 종종 화합물 간의 화학 반응에 의해 발생합니다. 이는 두 개 이상의 용질이 반응하여 새로운 화합물을 형성하면서 침전이 발생하는 경우를 의미합니다.
온도 및 pH 변화
온도나 pH의 변화는 침전에 영향을 줄 수 있습니다. 일부 물질은 온도나 pH가 변하면 용해도가 크게 변하며, 이로 인해 침전이 발생할 수 있습니다.
용매의 변화
용매의 종류와 특성도 침전에 영향을 미칩니다. 어떤 용매에서는 특정 물질이 녹아있지만, 다른 용매에서는 그렇지 않을 수 있습니다.
전해질의 농도
일부 용액에서는 전해질의 농도가 일정 수준 이상으로 높아지면 침전이 발생할 수 있습니다. 이는 전해질이 용액에서 더 이상 용해되지 못하고 고체 상태로 변하는 현상입니다.
침전은 위와 같이 물리 화학적인 원리로 이루어집니다. 침전은 수처리에서도 가장 기초가 되며 중요한 이론입니다. 수처리에서는 이러한 침전의 원리를 이용하여 침전지 설계, 여과, 슬러지 탈수 등 과 같이 다양한 용도로 활용됩니다. 오늘은 침전의 기초 개념에 대하여 알아보았습니다. 다음에는 실제 수처리에서 활용되는 침전 이론을 좀 더 자세히 알아보겠습니다.