홍라이프 계산기소독능(CT) 계산기 쉽게 이해하기 — 개념과 원리
CT값은 소독제 농도(C)와 접촉시간(T)을 곱한 값으로, 정수장에서 염소 같은 소독제가 지아디아나 바이러스 등 병원성 미생물을 불활성화하기에 충분히 작용했는지를 확인할 때 씁니다. 실제로 확보한 CT값을 계산한 뒤, 기준표에서 요구하는 CT값과 비교해 판단합니다.
계산 방법
- CT = C × T₁₀ (mg·min/L)
- C는 투입한 양이 아니라 접촉조 출구에서 측정한 잔류 소독제 농도(mg/L)입니다.
- T₁₀은 유입된 물의 10%가 빠져나가는 데 걸리는 시간(분)으로, 추적자 시험으로 구하거나 이론 체류시간(용량 ÷ 최대 유량)에 장폭비 보정계수(배플계수)를 곱해 추정합니다.
접촉조가 여러 개 직렬로 있으면 구간마다 CT를 따로 계산해 각각의 요구값과 비교합니다.
원리
소독은 대체로 칙-왓슨(Chick–Watson) 법칙을 따릅니다. 살아남는 미생물 비율의 로그값이 농도와 시간의 곱에 비례해 줄어든다는 것으로, 잔류농도를 두 배로 하든 접촉시간을 두 배로 하든 효과가 비슷하다는 뜻입니다. 평균 체류시간 대신 T₁₀을 쓰는 것은 일부러 보수적으로 잡은 것입니다. 실제 접촉조에는 단락류가 있어 일부 물이 일찍 빠져나가므로, T₁₀을 쓰면 적어도 90%의 물이 계산한 CT 이상을 받았다고 볼 수 있습니다. 요구 CT는 미생물 종류, 소독제, 수온(낮을수록 큼), 그리고 유리염소의 경우 pH(높을수록 큼)에 따라 크게 달라집니다.
예제 풀이
- 입력값: 유리잔류염소 C = 1 mg/L, T₁₀ = 30분입니다.
- CT = 1 × 30 = 30 mg·min/L입니다.
- 만약 해당 조건의 요구 CT가 60이라면 30 ÷ 60 = 0.5로 목표에 미달합니다.
| 잔류염소 (mg/L) | CT (mg·min/L) |
|---|---|
| 0.25 | 7.5 |
| 0.5 | 15 |
| 0.75 | 22.5 |
| 1 | 30 |
| 1.25 | 37.5 |
| 1.5 | 45 |
| 2 | 60 |
결과 해석
CT값은 그 자체로는 의미가 없고, 대상 미생물, 목표 불활성화 로그값, 소독제, pH, 수온에 맞는 요구 CT와 비교해야 합니다. 확보 CT ÷ 요구 CT(불활성화비)가 1 이상이면 목표를 충족합니다. 바이러스는 유리염소로 지아디아보다 훨씬 낮은 CT에서 불활성화되지만, 크립토스포리디움은 염소에 매우 강해 여과, 자외선, 오존으로 관리합니다. 결합염소(클로라민)는 같은 효과를 내려면 유리염소보다 훨씬 큰 CT가 필요합니다.
흔한 실수
- 출구 잔류농도 대신 염소 주입량을 넣습니다.
- T₁₀ 대신 평균 체류시간을 써 CT를 과대평가합니다.
- 최대 시간 유량이 아니라 평균 유량으로 계산합니다.
- 기준표를 실제와 다른 pH·수온에서 읽습니다.
자주 묻는 질문
배플계수란 무엇인가요?
T₁₀ ÷ 이론 체류시간의 비입니다. 미국 EPA 지침은 칸막이 없는 조 0.1부터 관로 흐름 1.0까지의 대표값을 제시하며, 정확한 값은 추적자 시험으로 구합니다.
CT가 클수록 무조건 좋은가요?
불활성화는 커지지만 잔류염소가 너무 높거나 접촉이 길면 소독부산물이 늘어날 수 있어 균형이 필요합니다.
pH가 왜 중요한가요?
유리염소는 차아염소산(HOCl)과 차아염소산 이온(OCl⁻)으로 존재하는데, 소독력이 강한 HOCl은 pH가 낮을수록 많아지기 때문입니다.
출처: US EPA, Guidance Manual for Compliance with the Filtration and Disinfection Requirements for Public Water Systems Using Surface Water Sources, 1991 · MWH, Water Treatment: Principles and Design, Wiley