물의 정수과정에서 여과를 실시하는 목적으로 옳은 것은? | 마이메르시 MyMerci

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환경위생

물의 정수과정에서 여과를 실시하는 목적으로 옳은 것은?

1 색도 감소
2 탁도 감소
3 냄새 감소
4 경도 감소
5 세균 감소 ✓ 정답

해설

물의 정수과정에 여과를 실시하는 목적은 세균을 제거하는 것이다.

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정수 처리 공정에서 여과(filtration)는 침전 단계를 거친 물을 모래, 활성탄, 또는 다층 여재층을 통과시켜 부유 물질과 미생물을 물리적으로 걸러내는 단계입니다. 보기 중 색도, 탁도, 냄새, 경도는 주로 응집·침전, 활성탄 흡착, 연수화 등 다른 공정에서 주로 저감되는 항목이며, 여과의 핵심 목적은 세균 제거입니다.

여과가 세균 제거에 효과적인 이유는 단순히 입자 크기에 의한 체거름(straining)만이 아니라, 여재 표면과 미생물 사이의 부착(attachment) 기전이 함께 작용하기 때문입니다. 세균은 표면 전하와 소수성 상호작용에 의해 여재 입자에 흡착되며, 여과가 진행되어 여재 표면에 먼저 포획된 입자들이 쌓이면 리프닝(ripening) 효과로 제거율이 더욱 높아집니다.

근거 자료에서는 파일럿 규모 직접 여과 실험에서 크립토스포리디움(Cryptosporidium) 대체 미소구체를 여과 유입수에 주입하여 제거율을 평가하였고, 화학적 전처리와 여재 설계가 원생동물 포낭(ocyst) 제거에 영향을 준다는 점을 확인했습니다 ^[1]. 크립토스포리디움은 세균보다 크기가 큰 원생동물이지만, 여과 공정이 병원성 미생물을 물리적으로 제거하는 핵심 방어벽이라는 동일한 원리를 보여줍니다.

이중 여재 접촉 여과(dual-media contact filtration)에서 세균과 바이러스의 제거를 시공간적으로 분석한 연구에서도, 여과 깊이와 운전 시간에 따라 미생물 제거율이 변동하며 여재층이 입자를 포집함에 따라 제거 효율이 달라진다고 보고되었습니다 ^[2]. 이는 여과가 미생물 제거에 있어 단순한 크기 배제가 아닌, 여재층 내 축적된 입자와의 상호작용에 의존하는 동적 공정임을 시사합니다.

역삼투 전처리로서 다층 여과(multimedia filtration)를 평가한 연구에서도 여과의 목적이 입자, 세균, 유기물 제거임을 명시하고 있으며, 탁도나 SDI 같은 기존 지표만으로는 미생물 제거 성능을 충분히 반영하지 못한다고 지적했습니다 ^[3]. 즉, 탁도 감소가 여과의 부수적 효과로 나타날 수는 있으나, 여과의 일차적 목적은 미생물 제거에 있습니다.

유기막 오염(organic membrane fouling) 관련 리뷰에서도 막 여과 공정이 고효율 분리를 통해 수중 오염물질과 미생물을 제어하는 핵심 기술로 다루어지며, 용존 유기물과 금속 이온의 결합으로 형성된 유기 응집체가 막 오염을 유발한다고 설명합니다 . 이는 여과 공정에서 미생물뿐 아니라 유기물 제거도 일어날 수 있으나, 정수 처리에서 여과 단계의 주된 목적은 병원성 미생물의 물리적 제거라는 점을 뒷받침합니다.

혼동 주의! 탁도 감소는 여과 과정에서 부수적으로 나타날 수 있는 현상이지만, 정수 공정에서 탁도는 주로 응집과 침전 단계에서 대부분 저감됩니다. 여과 단계의 목적을 묻는 문제에서는 침전을 통과한 미세한 플록과 세균을 최종적으로 제거하여 미생물학적 안전성을 확보하는 것을 정답으로 선택해야 합니다.

참고 문헌 (논문 출처)

[1]
Removal of Cryptosporidium surrogates in drinking water direct filtration.일반논문Liu L, Wang Y, Craik S, James W, Shu Z, Narain R (2019) · DOI: 10.1016/j.colsurfb.2019.05.065
[2]
Spatio-temporal dynamics of virus and bacteria removal in dual-media contact-filtration for drinking water.일반논문Nilsen V, Christensen E, Myrmel M, Heistad A (2019) · DOI: 10.1016/j.watres.2019.02.029
[3]
Evaluation of multimedia filtration as reverse osmosis pretreatment: Removal of particles, bacteria and organics.일반논문Nadreen Y, Vrouwenvelder J, Altmann T, Das R, Gonzalez-Gil G. (2026) · DOI: 10.1016/j.watres.2026.126096

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