1. 배수 및 여과 분야 자갈의 핵심 장점
다단계 여과 능력, 효율적인 불순물 차단:자갈다양한 입자 크기(예: 바닥층의 경우 15-30mm 거친 자갈, 중간층의 경우 5~15mm 중간 자갈, 표면층의 경우 2~5mm 미세한 자갈)로 경사 여과 계층 구조를 구성할 수 있습니다. 거친 자갈은 먼저 큰 입자의 부유 고형물(예: 침전물 및 죽은 가지)을 차단하는 반면, 중간 및 미세한 자갈은 작은 불순물(예: 콜로이드 입자 및 유기 잔해물)을 추가로 필터링하여 여과 효율이 85% 이상입니다. 이는 후속 처리 시스템의 부하를 효과적으로 줄여주며, 특히 도시 하수 처리의 전처리에 적합합니다.
안정적인 화학적 특성, 수질 안전성 보장: 천연 자갈은 주로 실리카와 같은 불활성 물질로 구성되어 있으며 안정적인 화학적 특성을 가지고 있습니다. 물과 장기간 접촉하더라도 중금속이나 유해 이온과 같은 오염 물질을 물 속으로 방출하지 않으며, 물 속의 화학 물질과 반응하여 유해 물질을 생성하지도 않습니다. 이러한 특성을 통해 식수 전처리, 조경수 순환 여과 등 엄격한 수질 요구 사항이 있는 시나리오에서 배출수 안전을 지속적으로 보장할 수 있습니다.
강력한 내식성, 복잡한 환경에 적응: 자갈은 산성-염기 환경에 대한 내성이 뛰어납니다. pH 값이 3-11인 물에서는 용해, 풍화 또는 산-염기 침식으로 인한 구조적 손상 없이 물리적 구조와 여과 성능이 안정적으로 유지됩니다. 산업용 산성 폐수 처리 또는 염분-알칼리 지역의 배수 시스템에서 자갈은 15~20년의 사용 수명으로 오랫동안 안정적으로 작동할 수 있어 물 보존 프로젝트의 유지 관리 및 교체 비용을 크게 절감할 수 있습니다.
2. 자갈 적용의 잠재적인 단점
막히기 쉬운 모공, 여과 효율성 감소:-장기간 사용하면 물 속의 부유 고형물과 콜로이드 입자가 점차적으로 자갈의 모공에 달라붙게 됩니다. 제때 처리하지 않으면 기공이 막히고 물의 유속이 느려지며 여과 효율이 초기 85% 이상에서 50% 미만으로 감소합니다. 심한 경우에는 시스템 물 축적, 과도한 압력 등의 문제가 발생하여 물 보존 프로젝트의 정상적인 운영에 영향을 미칠 수 있습니다.
폐수 품질에 영향을 미치는 용해성 물질의 숨겨진 위험: 일부 지질 지역의 자갈(예: 탄산염 또는 황산염을 함유한 자갈)에는 미량의 용해성 물질이 포함되어 있을 수 있습니다. 장기간 담그거나-수세정하는 경우 이러한 물질은 천천히 용해되어 물의 pH 값이 변하거나 이온 농도가 증가할 수 있습니다. 식수원 여과 또는 민감한 산업 폐수 처리에 사용되는 경우 후속 수질에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다.
매끄러운 입자의 낮은 다공성, 여과 효과 제한: 자연 수세로 형성된 매끄러운 자갈은 입자 간 접착력이 높으며 다공성은 30%-35%(각진 자갈의 40%-45%보다 낮음)에 불과합니다. 다공성이 낮으면 유속이 제한될 뿐만 아니라 불순물 흡착 공간도 줄어들어 여과 능력이 약해 대유량 및 고정밀 여과 요구 사항(예: 산업용 순환수 여과)을 충족하기 어렵습니다.
3. 자갈 시공의 단점에 대한 타겟 개선 방안
다-레벨 그라데이션 설계, 여과 구조 최적화: 특정 필터링 요구 사항에 따라 "거친-중간-미세" 멀티-레벨 그라데이션 방식을 채택합니다. 예를 들어, 바닥층에 굵은 자갈을 20~30mm(공극이 크고 유속이 빠르고 큰 불순물을 차단), 중간층에 중간 자갈을 10~20mm(전이여과), 표층에 잔자갈을 3~10mm(미세여과) 깔아준다. 이러한 구조는 원활한 물 흐름을 보장할 뿐만 아니라 불순물 차단을 극대화하여 모공 막힘 속도를 지연시킵니다.
정기적인 역세, 여과 능력 회복: 기공 막힘 문제를 해결하려면 정기적인 역세 메커니즘을 확립해야 합니다. 도시 배수 또는 소규모-규모 수처리 시스템의 경우, 고압-수를 사용하여 일주일에 1-2회 자갈층을 역 세척할 수 있습니다. 이때 물 흐름의 충격력을 사용하여 모공의 불순물을 씻어냅니다. 대규모 물 보존 프로젝트(예: 건설된 습지 및 산업 수처리 공장)에는 "물 세척 + 공기 세척"을 조합하여 자동 역세 장비를 장착하여 청소 효율성을 높이고 자갈 여과 효율성을 신속하게 복원할 수 있습니다.
예비 구성 요소 테스트, 유해 물질 제거: 자갈을 사용하기 전에 실험실에서 중금속(예: 납, 카드뮴) 및 수용성 염(예: 황산염 및 탄산염) 함량에 중점을 두고 화학적 구성을 테스트하여 "수자원 보존 프로젝트의 필터 매체에 대한 품질 표준"을 준수하는지 확인해야 합니다. 식수-관련 여과에 사용되는 경우 용해성 물질의 숨겨진 위험이 있는 자갈을 사용하지 않도록 유기물 함량에 대한 추가 테스트가 필요하며 수원지로부터 수질 안전을 보장합니다.
인공 여과재와 결합하여 여과 정밀도 향상: 매끄러운 자갈의 낮은 다공성과 불충분한 여과 정밀도를 해결하기 위해 자갈을 인공 여과재(예: 석영 모래, 활성탄 및 세람사이트)와 결합하여 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 자갈 여과층 위에 5-10cm 두께의 석영사층(미세 여과 효과 향상)을 깔고, 아래에 활성탄층(유기물 및 악취 흡착)을 깔아 '자갈+인공 여과재' 복합 여과 시스템을 구성합니다. 이는 자갈의 내구성을 유지할 뿐만 아니라 고정밀 여과 요구 사항도 충족합니다.