물을 인공적으로 정화할 때의 순서로 옳은 것은?

인공 정화는 침사지에서 모래를 가라앉히고 침전지에서 부유물을 가라앉힌 뒤 여과지로 걸러 내고 마지막에 소독한다. 도시하수는 스크린, 침사지, 침전지, 활성오니법, 염소소독을 거쳐 방류한다.

정수 처리 과정은 크기가 큰 이물질부터 미세한 입자, 그리고 눈에 보이지 않는 병원성 미생물 순으로 단계적으로 제거하는 방식으로 설계됩니다. 이는 각 처리 단계의 효율을 극대화하고 후속 공정의 부담을 줄이기 위한 원리입니다.

1. 침사지 (Grit Chamber)
가장 먼저 원수에 포함된 모래, 자갈 등 비중이 큰 무기성 부유물을 제거하는 단계입니다. 유속을 느리게 하여 무거운 입자들이 자연적으로 가라앉도록 유도합니다. 이 과정을 거치지 않으면 이후 펌프나 배관이 마모되거나 막힐 수 있습니다.

2. 침전지 (Sedimentation Basin)
침사지보다 체류 시간을 훨씬 길게 두어, 침사지에서 제거되지 않은 작은 유기물 입자나 콜로이드 성분을 중력에 의해 가라앉힙니다. 조류(algae) 역시 이 단계에서 상당 부분 제거됩니다. 근거 자료^[2]에 따르면, 기후 변화와 부영양화로 인해 수원에서 발생하는 조류는 정수 처리 공정에 심각한 부담을 주는데, 특히 콜로이드 형태의 조류는 침전 과정에서 핵심적인 제거 대상이 됩니다.

3. 여과지 (Filtration)
침전지에서 제거되지 않은 미세한 부유 물질을 모래, 자갈, 활성탄 등의 여과층을 통과시켜 물리적으로 걸러내는 단계입니다. 근거 자료^[4]에서는 마이크로플라스틱(MPs)과 같은 미세 입자가 용존 유기물(DOM) 제거 효율에 영향을 미칠 수 있음을 언급하며, 이러한 입자성 물질을 효과적으로 제거하기 위한 나노여과(NF)와 같은 고도 여과 공정의 중요성을 다루고 있습니다. 이는 모래 여과와 같은 전통적인 방식이 미세 입자를 제거하는 핵심 공정임을 뒷받침합니다.

4. 소독 (Disinfection)
물리적 정화 과정을 거친 후 최종적으로 병원성 미생물(세균, 바이러스)을 사멸시키는 단계입니다. 근거 자료^[3]은 염소 소독(chlorination)이나 오존 소독(ozonation)과 같은 기존 방식이 널리 사용되지만, 소독 부산물(DBPs) 발생이라는 한계가 있어 나노 기술과 같은 새로운 접근법이 연구되고 있음을 설명합니다. 소독은 이전 단계의 입자 제거가 완료된 후에 시행해야 소독제가 탁질과 반응하여 소모되거나 유해한 소독 부산물이 다량 생성되는 것을 방지할 수 있습니다.