미생물 살균기능을 가진 수처리 조성물 및 이를 이용한수처리 방법 document_id A220623020855

본 발명은 미생물 살균기능을 가진 수처리 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 개방 순환 냉각시스템(open recirculating cooling system)에서 발생할 수 있는 조류(이끼류)를 포함한 각종 미생물에 살균효과를 가지고 있으며, 금속의 부식방지능력과 수중이온의 스케일화에 대한 억제효능을 지닌 수처리 조성물 및 이를 이용한 수처리 방법에 관한 것이다. 냉각탑을 이용한 시스템은 냉각탑으로 공기가 지속적으로 유입되므로 개방 순환 냉각시스템이라 일컬으며, 물을 재사용하는 과정에서 물의 증발로 인해 물속에 포함된 각종 이온 및 미네랄들의 농축이 발생한다. 그러므로 사용하고 있는 물을 처리하는 방법에 따라 수질이 매우 다양하다. 석유화학, 정유, 섬유, 제철, 전자, 발전소 등 국가 기반을 이루는 주요 산업설비들은 생산공정 중에 발생되는 열을 식히기 위하여 개방 순환 냉각시스템을 사용하고 있다. 그런데 개방 순환 냉각시스템은 조류를 비롯한 미생물들이 번식하기에 매우 좋은 환경이기 때문에, 항상 미생물에 의한 오염을 걱정하여야 한다. 개방 순환 냉각시스템을 구성하는 재질은 대부분 금속이다. 금속 재질을 얻기 위해서는 산화물 상태의 금속에 에너지를 가하는데, 이렇게 에너지를 가하는 것은 인위적인 힘이지만 에너지의 발산은 자연적인 힘이다. 부식은 에너지를 발산하여 금속이 본연의 모습인 산화물 상태로 되돌아 가려는 지극히 정상적인 자연현상이다. 따라서 개방 순환 냉각시스템에서는 금속 재질의 부식 현상이 발생하게 된다. 또한, 금속표면에 부식에 의한 퇴적물이나, 수질 내에 존재하는 다양한 금속 양이온이 음이온 물질 등과 결합하면 스케일이 생성된다. 스케일이 부착될 경우에는 열교환기 등의 열전달면에 다공질의 침전물을 형성하여, 물의 원활한 흐름을 방해하거나, 심할 경우에는 수배관을 막아버리며, 경우에 따라서는 수질 내 용존 산소의 농도 차이에 의한 국부 부식을 유발시키기도 한다. 산업현장에 설치된 개방 순환 냉각시스템의 열교환기 등 수배관을 사용하는 각종 산업용 설비에서, 미생물 오염, 부식 및 스케일 문제들을 쉽게 발견할 수 있는데, 이러한 문제들은 순환 냉각시스템에 커다란 장애를 줄 뿐만 아니라, 수명단축, 환경오염, 인체독성 및 열효율에 심각한 문제를 야기하여 막대한 경제적 손실을 발생시킨다. 상기와 같은 문제들을 해결하기 위하여, 냉각수 처리제의 사용이 필수불가결하며, 현재 전반적인 산업현장에서 널리 사용되고 있는 실정이다. 종래 냉각수 처리를 위하여 수처리제들을 사용하는 경우, 부식방지제, 스케일방지제 및 미생물방지제를 각각 따로 투입하여 처리하였으므로, 한가지 제품 투입으로는 조류(이끼류)를 포함한 미생물 오염, 부식 및 스케일 발생문제를 모두 해결할 수 없었다. 기존의 수처리 조성물은 부식 및 스케일 방지 기술과 미생물 방지 기술이 그 목적에 따라 각각 공지되어 있다. 예를 들어, 미국특허 제4,134,959호에는 아졸계 화합물과 인산염을 이용한 수처리 조성물이 기술되었고, 미국특허 제4,149,969호에는 아연염, 몰리브덴산염, 망간염, 니켈염, 아졸계 화합물, 포스포네이트를 함유한 조성물, 미국특허 제4,497,713호에는 아연염, 셀루로스검, 포스포네이트의 조성물, 미국특허 제4,411,865호에는 아연염, 크롬염, 인산염, 아크릴레이트 공중합체를 이용한 기술, 미국특허 제5,227,133호에는 아연염, 몰리브덴산염, 인산염의 조성에 의한 냉각수 처리기술, 미국특허 제4,673,509호에는 테트라키스 하이드록시메틸 포스포니움설페이트 (tetrakis hydroxyl methyl phosphonium sulphate)를 이용한 미생물 처리기술이 개시되었다. 그러나 종래의 수처리 기술들은 미생물 오염, 부식 및 스케일을 억제하는 기능에 있어서, 하나의 조성물로는 만족할 만한 성과를 기대할 수 없었으며, 크롬염을 이용한 경우 부식과 스케일 문제가 해결 가능하지만, 공해유발, 인체독성, 안정성 등의 여러 문제점으로 그 사용이 규제되고 있다.