본 연구에서는 대전광역시 하수종말처리장 4단계 방류수를 대상으로 염소소독 실험을 수행하고, 염소 주입농도에 따른 대장균군 및 일반세균의 살균효율과 소독부산물의 생성정도를 조사하였다. 2003년 2월부터 10월까지의 모델하수처리장 4단계 방류수의 대장균군수는 1,100~2,800개/㎖, 일반세균은 3,500~21,600개/㎖이었으며, 기타 항목별 평균농도는 BOD_(5) 10.2, COD_(...
본 연구에서는 대전광역시 하수종말처리장 4단계 방류수를 대상으로 염소소독 실험을 수행하고, 염소 주입농도에 따른 대장균군 및 일반세균의 살균효율과 소독부산물의 생성정도를 조사하였다. 2003년 2월부터 10월까지의 모델하수처리장 4단계 방류수의 대장균군수는 1,100~2,800개/㎖, 일반세균은 3,500~21,600개/㎖이었으며, 기타 항목별 평균농도는 BOD_(5) 10.2, COD_(Mn) 13.5, SS 7.4mg/ℓ, 그리고 T-N과 T-P가 각각 16.243, 0.994mg/ℓ이었다. 또한 하수처리장 방류수의 SUVA(specific UV absorbance) 값은 2.27로 친수성, 비방향족, 그리고 저분자량의 물질들로 구성되어 있어 생분해 가능성이 클 것으로 판단된다. 염소소독 실험결과 pH 7.0, 수온 20±0.5℃상태에서 99％이상의 소독효율을 얻기 위해서는 대장균군의 경우 염소주입농도 1.0mg/ℓ에서 10분, 일반세균의 경우 1.0mg/ℓ에서 30분, 2.0mg/ℓ에서는 20분, 그리고 3.0mg/ℓ및 5.0mg/ℓ에서는 각각 10분의 접촉시간이 필요한 것으로 나타났다. 미국의 하수처리장 방류수 대장균군 기준은 1,000MPN/100㎖로 염소주입농도 1.0mg/ℓ에서 10분간 접촉시킬 때 이 기준을 만족할 수 있었으며, 이 조건에서 trihalomethanes 및 haloacetonitriles는 검출되지 않았다. pH 7.0, 수온 20±0.5℃, 염소주입농도 20mg/ℓ, 접촉시간 180분에서 trihalomethanes, haloacetonitriles, 그리고 haloacetic acids의 생성농도는 각각 29.8019, 2.9134, 그리고 3.1107㎍/ℓ이었으며, chloroform은 22.3467㎍/ℓ으로 전체 trihalomethanes의 75.0％를 나타내었다. 파과점 염소주입 실험결과, 초기 암모니아성 질소의 농도 1.646mg/ℓ의 약 9.1배까지 염소투입량을 증가시켰을 때 파과점에 도달하였다. 소독부산물의 생성정도는 암모니아성 질소 농도에 반비례하였는데, 암모니아성 질소와 각 소독부산물과의 상관관계(R^(2))는 trihalomethanes이 0.9311, haloacetonitriles이 0.8169, 그리고 haloacetic acids는0.7206이었다. 방류수역의 희석율을 고려할 때 희석배수 1:10에서 염소주입량 0.5mg/ℓ에서는 소독부산물이 검출되지 않았으며, trihalomethanes는 염소주입량 2.0mg/ℓ에서 81.5％이상, haloacetonitriles는 염소주입량 3.0mg/ℓ에서 72.0％이상, 그리고 haloacetic acids는 염소주입량 5.0mg/ℓ에서 67.2％이상의 감소율을 보였다. 일반적으로 하수처리장 방류수는 유기물과 세균이 많기 때문에 높은 농도의 염소소독이 필요할 것이라고 생각되어지나, 본 연구의 결과 수온 및 초기 pH의 영향에 크게 상관없이 소량의 염소주입만으로도 충분한 소독효과를 기대할 수 있었다. 아울러 방류수역의 희석율을 고려하면, 염소소독 후 발생되는 소독부산물은 자체의 휘발과 희석작용에 의해 그 양이 현저히 감소됨으로써 소독부산물이 상수원으로 유입되는 문제는 크지 않을 것으로 판단된다.
본 연구에서는 대전광역시 하수종말처리장 4단계 방류수를 대상으로 염소소독 실험을 수행하고, 염소 주입농도에 따른 대장균군 및 일반세균의 살균효율과 소독부산물의 생성정도를 조사하였다. 2003년 2월부터 10월까지의 모델하수처리장 4단계 방류수의 대장균군수는 1,100~2,800개/㎖, 일반세균은 3,500~21,600개/㎖이었으며, 기타 항목별 평균농도는 BOD_(5) 10.2, COD_(Mn) 13.5, SS 7.4mg/ℓ, 그리고 T-N과 T-P가 각각 16.243, 0.994mg/ℓ이었다. 또한 하수처리장 방류수의 SUVA(specific UV absorbance) 값은 2.27로 친수성, 비방향족, 그리고 저분자량의 물질들로 구성되어 있어 생분해 가능성이 클 것으로 판단된다. 염소소독 실험결과 pH 7.0, 수온 20±0.5℃상태에서 99％이상의 소독효율을 얻기 위해서는 대장균군의 경우 염소주입농도 1.0mg/ℓ에서 10분, 일반세균의 경우 1.0mg/ℓ에서 30분, 2.0mg/ℓ에서는 20분, 그리고 3.0mg/ℓ및 5.0mg/ℓ에서는 각각 10분의 접촉시간이 필요한 것으로 나타났다. 미국의 하수처리장 방류수 대장균군 기준은 1,000MPN/100㎖로 염소주입농도 1.0mg/ℓ에서 10분간 접촉시킬 때 이 기준을 만족할 수 있었으며, 이 조건에서 trihalomethanes 및 haloacetonitriles는 검출되지 않았다. pH 7.0, 수온 20±0.5℃, 염소주입농도 20mg/ℓ, 접촉시간 180분에서 trihalomethanes, haloacetonitriles, 그리고 haloacetic acids의 생성농도는 각각 29.8019, 2.9134, 그리고 3.1107㎍/ℓ이었으며, chloroform은 22.3467㎍/ℓ으로 전체 trihalomethanes의 75.0％를 나타내었다. 파과점 염소주입 실험결과, 초기 암모니아성 질소의 농도 1.646mg/ℓ의 약 9.1배까지 염소투입량을 증가시켰을 때 파과점에 도달하였다. 소독부산물의 생성정도는 암모니아성 질소 농도에 반비례하였는데, 암모니아성 질소와 각 소독부산물과의 상관관계(R^(2))는 trihalomethanes이 0.9311, haloacetonitriles이 0.8169, 그리고 haloacetic acids는0.7206이었다. 방류수역의 희석율을 고려할 때 희석배수 1:10에서 염소주입량 0.5mg/ℓ에서는 소독부산물이 검출되지 않았으며, trihalomethanes는 염소주입량 2.0mg/ℓ에서 81.5％이상, haloacetonitriles는 염소주입량 3.0mg/ℓ에서 72.0％이상, 그리고 haloacetic acids는 염소주입량 5.0mg/ℓ에서 67.2％이상의 감소율을 보였다. 일반적으로 하수처리장 방류수는 유기물과 세균이 많기 때문에 높은 농도의 염소소독이 필요할 것이라고 생각되어지나, 본 연구의 결과 수온 및 초기 pH의 영향에 크게 상관없이 소량의 염소주입만으로도 충분한 소독효과를 기대할 수 있었다. 아울러 방류수역의 희석율을 고려하면, 염소소독 후 발생되는 소독부산물은 자체의 휘발과 희석작용에 의해 그 양이 현저히 감소됨으로써 소독부산물이 상수원으로 유입되는 문제는 크지 않을 것으로 판단된다.
In Korea, the disinfection of discharged wastewater has become mandatory in 2003 and all municipal wastewater treatment plant(WWTP) have to satisfy the discharge limits. In order to investigate the disinfection efficiency of chlorine and the effect of chlorination on the formation of DBPs(disinfecti...
In Korea, the disinfection of discharged wastewater has become mandatory in 2003 and all municipal wastewater treatment plant(WWTP) have to satisfy the discharge limits. In order to investigate the disinfection efficiency of chlorine and the effect of chlorination on the formation of DBPs(disinfection by-products) in the discharged wastewater, chlorine disinfection tests were conducted. For these purpose, the Daejeon municipal WWTP was selected as a target site and water samples were taken from the final sedimentation basin. Based on the experimental results, the optimum disinfection strategy was proposed, which would satisfy the newly enforced disinfection limits. 1. Typical concentrations of index microorganisms in the discharged wastewater was in the range of 1,100~2,800CFU/㎖ for total coliforms and 3,500~21,600CFU/㎖ for heterotrophic bacteria. Analysis of other water quality parameters showed that discharged wastewater contained 10.2mg/ℓof BOD_(5), 13.5mg/ℓof COD_(Mn), 7.4mg/ℓof SS, 16.243mg/ℓof T-N, and 0.994mg/ℓof T-P. 2. The SUVA (specific UV absorbance) value of discharged wastewater was 2.27. This result indicates that the organic component of discharged wastewater is mainly consisted of non-humic substances, which are characterized by hydrophilic, non-aromatic, and low-molecular weights. 3. In the case of total coliforms, the survival rate was 8.9% when 0.5mg/ℓ of chlorine was contacted for 30min at pH7.0, 20±0.5℃. In order to get more than 99% of disinfection efficiency, it was proved that more than 10min of contact time was required when chlorine dose was 1.0mg/ℓ. 4. In the case of heterotrophic bacteria, in order to achieve more than 99％ of disinfection efficiency at pH7.0, 20±0.5℃, the required contact time was 30min at chlorine dose of 1.0mg/ℓ, 20min at 2.0mg/ℓ, and 10min at 3.0mg/ℓ and 5.0, respectively. 5. When the discharged wastewater was disinfected with 1.0mg/ℓ chlorine for 10min, it was possible to satisfy the U.S. EPA's total coliforms standard(1,000MPN/100㎖). The residual chlorine concentration was 0.42mg/ℓ in this experimental condition, but both THMs and HANs were not detected probably due to the formation of combined chlorine. 6. When the discharged wastewater was disinfected with 20mg/ℓof chlorine for 180min at pH7.0, 20±0.5℃, the concentrations of THMs, HANs, and HAAs was 29.8, 2.9, and 3.1㎍/ℓ, respectively. The concentration of chloroform was 22.3467㎍/ℓ, corresponding to 75％ of the total THMs. 7. When the NH3-N concentration of discharged wastewater was 1.646mg/ℓ, about 9.1times of chlorine dosage was required to obtain breakpoint chlorination. It was found that the formation of DBPs was inversely proportional to the concentration of NH_(3)-N present in wastewater. The correlation coefficient(R^(2)) between NH_(3)-N and three kinds of DBPs was 0.9647 for THMs, 0.9038 for HANs, and 0.8489 for HAAs, respectively. 8. Considering the dilution ratio of chlorinated wastewater, no DBPs was detected when the chlorine dose was 0.5mg/ℓ. On the other hand, the concentration of THMs decreased by more than 81.5％ at chlorine dose of 2.0mg/ℓ. HANs decreased by more than 72.0％ at chlorine dose of 3.0mg/ℓ. HAAs decreased by more than 67.2％ at chlorine dose of 5.0mg/ℓ.
In Korea, the disinfection of discharged wastewater has become mandatory in 2003 and all municipal wastewater treatment plant(WWTP) have to satisfy the discharge limits. In order to investigate the disinfection efficiency of chlorine and the effect of chlorination on the formation of DBPs(disinfection by-products) in the discharged wastewater, chlorine disinfection tests were conducted. For these purpose, the Daejeon municipal WWTP was selected as a target site and water samples were taken from the final sedimentation basin. Based on the experimental results, the optimum disinfection strategy was proposed, which would satisfy the newly enforced disinfection limits. 1. Typical concentrations of index microorganisms in the discharged wastewater was in the range of 1,100~2,800CFU/㎖ for total coliforms and 3,500~21,600CFU/㎖ for heterotrophic bacteria. Analysis of other water quality parameters showed that discharged wastewater contained 10.2mg/ℓof BOD_(5), 13.5mg/ℓof COD_(Mn), 7.4mg/ℓof SS, 16.243mg/ℓof T-N, and 0.994mg/ℓof T-P. 2. The SUVA (specific UV absorbance) value of discharged wastewater was 2.27. This result indicates that the organic component of discharged wastewater is mainly consisted of non-humic substances, which are characterized by hydrophilic, non-aromatic, and low-molecular weights. 3. In the case of total coliforms, the survival rate was 8.9% when 0.5mg/ℓ of chlorine was contacted for 30min at pH7.0, 20±0.5℃. In order to get more than 99% of disinfection efficiency, it was proved that more than 10min of contact time was required when chlorine dose was 1.0mg/ℓ. 4. In the case of heterotrophic bacteria, in order to achieve more than 99％ of disinfection efficiency at pH7.0, 20±0.5℃, the required contact time was 30min at chlorine dose of 1.0mg/ℓ, 20min at 2.0mg/ℓ, and 10min at 3.0mg/ℓ and 5.0, respectively. 5. When the discharged wastewater was disinfected with 1.0mg/ℓ chlorine for 10min, it was possible to satisfy the U.S. EPA's total coliforms standard(1,000MPN/100㎖). The residual chlorine concentration was 0.42mg/ℓ in this experimental condition, but both THMs and HANs were not detected probably due to the formation of combined chlorine. 6. When the discharged wastewater was disinfected with 20mg/ℓof chlorine for 180min at pH7.0, 20±0.5℃, the concentrations of THMs, HANs, and HAAs was 29.8, 2.9, and 3.1㎍/ℓ, respectively. The concentration of chloroform was 22.3467㎍/ℓ, corresponding to 75％ of the total THMs. 7. When the NH3-N concentration of discharged wastewater was 1.646mg/ℓ, about 9.1times of chlorine dosage was required to obtain breakpoint chlorination. It was found that the formation of DBPs was inversely proportional to the concentration of NH_(3)-N present in wastewater. The correlation coefficient(R^(2)) between NH_(3)-N and three kinds of DBPs was 0.9647 for THMs, 0.9038 for HANs, and 0.8489 for HAAs, respectively. 8. Considering the dilution ratio of chlorinated wastewater, no DBPs was detected when the chlorine dose was 0.5mg/ℓ. On the other hand, the concentration of THMs decreased by more than 81.5％ at chlorine dose of 2.0mg/ℓ. HANs decreased by more than 72.0％ at chlorine dose of 3.0mg/ℓ. HAAs decreased by more than 67.2％ at chlorine dose of 5.0mg/ℓ.
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