서울특별시

차아염소산나트륨 운영관리 매뉴얼(안)

서울특별시 상수도사업본부

목 차

Ⅰ. 목적 및 배경 ········································································· 1

Ⅰ-1. 목적 ··············································································· 1

Ⅰ-2. 도입 배경 ······································································· 1

Ⅱ. 적용 범위 ············································································· 2

Ⅲ. 법적 관리현황 ······································································· 2

Ⅲ-1 수처리제기준 ··································································· 2

Ⅲ-2 수질기준 ········································································ 2

Ⅳ. 운영관리 가이드라인 ······························································· 3

Ⅳ-1 시설설치 ·········································································· 3

Ⅳ-2 저장방법 ·········································································· 3

Ⅳ-3 품질관리 ·········································································· 4

Ⅳ-4 안전관리 ·········································································· 5

<부록>

차아염소산나트륨 규격 기준 ·························································· 6

차아염소산나트륨 생산 원리 ·························································· 7

차아염소산나트륨 분해 속도 및 분해 생성물 생성 속도 ··························· 8

유효염소 분해와 클로레이트 및 브로메이트 생성 관계 ···························· 9

Ⅰ		목적 및 배경

Ⅰ-1		매뉴얼 목적

○ 서울특별시 지방상수도의 취수장 내 소독제 용도로서 액상 차아염소산나트륨(이하

‘차염’) 도입 및 품질확보를 위해 필요한 사항을 정함.

○ 차염은 반응성이 높고, 열화하기 쉬운 화학약품으로 알려졌으나 수돗물에 첨가하는

소독제로서 적절한 취급 및 안전 관리가 필요함.

○ [먹는물 수질 기준] 및 [먹는물 감시항목 권고기준]에 따라 차염 소독부산물인

브로메이트와 클로레이트를 수질기준 이하로 운영하고자 함.

Ⅰ-2		도입 배경

□ 염소 가스

○ 기존 고압 염소 가스는 고압가스 안전관리법, 화학물질관리법 등에 안전 규제 대상

- 안전관리를 위한 시설 투자가 필요함

* 용기별 안전밸브 설치, 배관 개선(매립→노출식), 누출 감지기 설치 등

- 화학사고 장외영향평가서 작성, 안전관리자 추가선임 등 규제가 강화됨.

□ 차염

○ 전문 운영인력이 별도 필요하지 않음.

○ 액화 염소와 달리 누출에 따른 주변 대형 시설물에 대한 추가적인 안전성 확보.

○ 작업자 취급시 위해 요인이 거의 없음.

* 액화 염소 및 차아염소산나트륨 특성 비교

구 분	액화 염소	차아염소산나트륨
		현장제조	시판
유효염소	약 100%	1% 이하	5~12%
특징	독성이 강하여 관계법령 준수 필요 저장공간이 작음 제품 수급 및 정량투입이 용이 소독부산물 발생 (THMs 등)	소금물을 전기 분해하여 생산 설비비 고가	가성소다(NaOH)에 염소가스(Cl2)를 주입하여 생산
		안정성 및 취급성 좋고 법적규제 없음 소독부산물 발생 (클로레이트, 브로메이트)

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Ⅱ		적용 범위

○ 서울특별시 지방상수도의 취수장에서 사용하는 시판 차염의 구매, 저장 및 품질관리

등에 적용함.

* 본 매뉴얼은 시판 차염(유효염소 12% 이상)의 효율적인 운영관리를 위한 중요 사항을 규정하는

것으로 일부 내용은 학문적, 기술적 관점에서 이견이 발생할 수 있음.

Ⅲ		법적 관리현황

Ⅲ-1		수처리제 기준

○ [수처리제의 기준과 규격 및 표시기준]은 차염을 1종과 2종으로 구분하고 있으며

주요 차이는 유효염소 및 소독부산물인 브로메이트, 클로레이트의 농도임.

항 목	기 준
	1종		2종
유효염소	12 % 이상	12 % 미만	12 % 이상	12 % 미만
브로메이트	12 mg/kg 이하	유효염소 비례치 적용	100 mg/kg 이하	유효염소 비례치 적용
클로레이트	2,000 mg/kg 이하	유효염소 비례치 적용	10,000 mg/kg 이하	유효염소 비례치 적용

Ⅲ-2		수질기준

○ 우리나라는 소독부산물로서 2017년 [먹는물 수질기준]에 브로메이트(BrO3-)를,

2011년 [먹는물 감시항목 권고기준]에 클로레이트(ClO3-)를 지정하여 관리하고 있음.

<국내·외 수질기준>

(단위: mg/L)

항 목	한국	WHO	일본	미국	캐나다	영국	호주
BrO3-	0.01	0.01	0.01	0.01	0.01	0.01	0.02
ClO3-	0.7	0.7	0.6	-	1.0	-	-

○ 아리수는 서울특별시 수도조례의 [서울특별시 감시항목의 수질기준, 검사주기 및

대상(제 40조 관련)]에 의거하여 관리되고 있음.

<서울특별시 감시항목의 수질기준, 검사주기 및 대상(제40조 관련)>

(단위: mg/L)

항 목	수질기준	검사주기		검사대상
		월간	분기
BrO3-	0.01 이하	○		정수
ClO3-	0.7 이하		○	정수

Ⅳ		운영 관리 가이드라인

Ⅳ-1		시설설치

○ 차염 저장 탱크는 타 설비의 부식방지를 위해 별도 저장 공간으로, 햇빛을 피할

수 있는 실내에 설치함.

○ 주 저장탱크의 재질은 PVC(Polyvinyl chloride), FRP(Fiber reinforced plastics),

HDPE(High density polyethylene), 연결관 등은 PVC, FRP 재질을 사용하여야 함.

○ 에어컨 또는 온도 조절 장치가 구비된 저장탱크를 사용하여 일정 온도를 유지하여야 함.

○ 저장탱크는 최소한 10일 이상 사용할 수 있을 저장용량을 권장함.

Ⅳ-2		저장방법

□ 차염의 품질은 저장조건(온도, 기간)에 따라 유효염소 및 클로레이트

농도의 변화로 결정되므로 적정 저장조건이 요구됨.

저장 온도 20 ℃ 이하, 저장 기간 30일 이내 사용 ( 유효염소 11% 이상)

□ 차염 품질에 영향을 미치는 요소

○ 햇빛에 의한 영향

- 유효염소는 UV(햇빛)에 급격히 감소하기 때문에 실내에 보관하는 것이 바람직하고

실외에서는 햇빛을 차단할 수 있는 용기 및 장소에 보관.

○ 온도에 의한 영향

- 온도가 높을수록 클로레이트 발생량이 증가하므로 온도조절 설비를 설치하여야 함.

○ 중금속에 의한 영향

- 전이금속(Ni2+, Fe2+, Cu2+, Co2+) 등에 의해서 분해가 촉진되므로 오염 주의.

Ⅳ-3		품질관리

□ 구매시 품질관리

○ 수처리제 위생안전 인증제품*의 경우

- 환경부 수질관리 지침(2014)에 따라 공인검사기관 검사결과 수처리제(차염) 기준에

적합한 제품만을 구매

* 수처리제 위생안전인증제품: 공장·품질·위해성 검사를 통해 한국상하수도협회의 인증을 받은 제품

(수처리제 관리 강화 및 수용체계 간소화)

○ 수처리제 위생안전 인증제품이 아닌 경우

- 서울물연구원/ 외부 공인검사기관에 검사의뢰 하여 수처리제(차염) 기준에 적합한

제품만을 구매.

□ 사용시 품질관리

○ 품질검사를 실시한 검사 성적서를 첨부하여 입고 확인.

○ 부정기적 품질검사 자체 실시(서울물연구원과 협의 시행)

- 검사항목: pH, 온도, 유효염소 (현장 측정),

[수처리제 기준과 규격 및 표시기준]에 의한 검사 항목 (서울물연구원)

- 의뢰방법: 갈색 유리병 또는 코닝 튜브에 담아 냉장보관 상태로 당일 검사 의뢰.

□ 시설 청소등 유지관리

○ 20 ℃ 이하의 온도를 유지하지 못한 비상시(온도시설 고장 등으로 고온 시) 탱크

내 차염을 모두 빼내고 물청소 실시.

○ 부정기적인 품질관리를 위한 검사결과 차염의 소독부산물의 농도가 기준치 이상일

경우 잔류물 제거를 위한 저장탱크 청소 실시.

Ⅳ-4		안전관리

□ 취급시 안전

○ 담당직원은 사전 안전교육 실시 후 업무 수행토록 조치.

○ 저장시설은 항상 충분한 환기를 실시.

○ 작업자는 적당한 보호구(보안경, 마스크와 내화학성 장갑, 장화 및 보호복)를 착용.

○ 차염은 강한 산화 작용으로 부식성이 높기 때문에 내식성 재질을 사용.

○ 차염은 강알칼리성 약품으로 산성(응집제, pH 강하제 등) 약품과 혼합 금지(발열,

폭발, 염소 가스 발생).

□ 운전시 안전

○ 저장소가 지하 또는 별도 공간이므로 탱크 및 배출밸브 등 설비 시설을 확인 - 매일

○ 배관, 밸브 등에 스케일 생성 여부를 확인 – 차염 주입시마다

○ 인젝터 방식으로 소독제를 주입하는 경우, 배관 내벽에 스케일이 침작하여 주입관이

폐쇄되는 문제가 발생할 수 있으므로 주의.

□ 유출시 안전

○ 수로, 하수구, 지하실, 밀폐공간으로의 유입을 방지하고 환경으로 배출되지 않게

주의 요함.

○ 불활성 물질(건조한 모래 또는 흙 등)로 흡수시키고, 화학폐기물로서 처리함.

○ 액체를 흡수한 후 오염된 지역은 세제와 물로 씻어 냄.

○ 유출물이 산과 혼합 시, 즉시 수산화나트륨, 물, 산화칼슘(소석회) 등의 알칼리제로

중화시켜야 함.

○ 염소 가스가 다량으로 확산될 우려가 있을 때에는 소방서, 경찰서 등 필요한 기관에

통보하는 동시에 바람을 등지고 피해야 함.

□ 취급자 응급조치

항 목	처치요령
화재 시	운반용기나 탱크에 물을 분사하여 온도 상승을 막을 것(35 ℃)
눈에 들어갔을 때	즉시 깨끗한 물로 최소한 15분 이상 눈을 뜨고 부드럽게 씻은 후 병원으로 이동
피부와의 접촉	즉시 오염된 옷을 벗고 접촉부위를 물로 최소한 15분 이상 씻을 것
마셨을 경우	많은 양의 물이나 우유를 마시게 한 후 환자를 따뜻하게 보온하고 의사의 지시를 따를 것

부 록

1		차아염소산나트륨 규격기준

○ 성분 규격 기준

항목	기준
	1종		2종
성상	이 품목은 담황색의 투명한 액체이다.
확인시험	확인시험법에 따라 시험할 때 적합하여야 한다.
유효염소	12 % 이상	12 % 미만	12 % 이상	12 % 미만
유리알칼리	2 % 이하	2 % 이하	2 % 이하	2 % 이하
비소(As)	1 mg/kg 이하	1 mg/kg 이하	1 mg/kg 이하	1 mg/kg 이하
납(Pb)	1 mg/kg 이하	1 mg/kg 이하	1 mg/kg 이하	1 mg/kg 이하
카드뮴(Cd)	1 mg/kg 이하	1 mg/kg 이하	1 mg/kg 이하	1 mg/kg 이하
크롬(Cr)	2 mg/kg 이하	2 mg/kg 이하	2 mg/kg 이하	2 mg/kg 이하
수은(Hg)	0.2 mg/kg 이하	0.2 mg/kg 이하	0.2 mg/kg 이하	0.2 mg/kg 이하
브로메이트	12 mg/kg 이하	유효염소 비례치 적용	100 mg/kg 이하	유효염소 비례치 적용
클로레이트	2,000 mg/kg 이하	유효염소 비례치 적용	10,000 mg/kg 이하	유효염소 비례치 적용

<사용기준>

이 품목은 제조 후 시간이 지나면서 유효염소는 감소하고 클로레이트는 증가할 수 있으므로 서늘한 곳에 보관하고 가급적 제조 후 3개월 이내에 사용한다.

2		차아염소산나트륨 생산 원리

○ 제조 원리

① 소금물 전기분해

② 양극에서 염소(Cl2) 생성, 음극에서 수산화나트륨(NaOH) 생성

③ 여분의 염소를 수산화나트륨과 반응시켜 고농도 차아염소산나트륨(12 % 이상) 생성

< 염소(Cl2), 수산화나트륨(NaOH) 생성 반응>

[eqn: 2Cl ^{-~} -> ~Cl _{2} +~2e~-------------------------(양극)]

[eqn: 2H _{2} O~+~2e~ -> ~H _{2} +~2OH ^{~} --------------------(음극)]  [eqn: 2Na ^{+} +~2OH ^{-~} -> ~2NaOH~--------------------(음극)]

※ 선택적 이온교환말에 의해 Na+ 이온이 음극으로 이동하여, 물과 반응 NaOH 생성

<염소(Cl2)와 18% NaOH 주입을 정량 조절, 주입하여 연속식으로 차염생산>

3		차아염소산나트륨 분해 및 분해 생성물 생성 속도

○ 유효염소 분해 속도

- 유효염소의 농도가 높을수록 분해속도는 빨라짐.

- 저장 온도가 높을수록, 저장 기간이 길수록 유효염소의 분해속도는 커짐.

< 저장 기간에 따른 저장 온도별 유효염소 농도 (약 12 % 유효염소 차염)>

< 저장 기간에 따른 저장 온도별 유효염소 농도 (약 13 % 유효염소 차염)>

4		유효염소 분해와 클로레이트 및 브로메이트 생성 관계

○ 클로레이트 생성

- 보관 온도가 높을수록, 보관 기간이 길수록 유효염소의 분해 증가와 더불어

클로레이트는 증가함.

- 수처리제 기준에 적합하기 위해서는 20 ℃ 이하에서 30일 이내, 상온(25 ℃)에서는

5일 이내 사용 권장

< 저장 기간에 따른 저장 온도별 클로레이트 농도변화>

○ 브로메이트 생성

- 브로메이트는 저장 온도가 높거나 기간이 길어도 농도가 크게 변하지 않지만

유효염소 농도가 감소되어 차염 양을 늘릴 경우 증량(增量) 주입되므로 주의가 필요함.

- 따라서 차염 생산 시 브롬이온 농도가 낮은 원재료를 사용하도록 업체 권고

및 제품 사용