화산석 여재를 적용한 상향류식 여과장치형 비점오염 저감시설 연구 A Study on Up flow Filtering Non-point Source Pollutants Treatment Facilities using Volcanic Stone Filter Media원문보기
본 연구는 최근 변경된 여과장치형 비점오염 저감시설의 설치기준에 따라 제작된 모형시설로, 운전 시의 여과효율 실험과 운전 후 역세척을 통한 손실수두 회복 실험 및 역세척 효율 실험을 실시하고, 이를 통해 여과장치형 비점오염 저감시설에 적합한 여재 발굴과 최적의 시스템 개발에 초점이 있다. 본 연구를 위해 비점오염물질 시료를 조제하여 자연 초기우수와 유사한 인공초기우수를 만들었고, lab scale 여과장치를 제작하여 여재별 성능 실험을 진행하였으며, pilot scale 여과장치를 제작하여 화산석 여재의 초기우수 농도별 성능 실험과 시스템 ...
본 연구는 최근 변경된 여과장치형 비점오염 저감시설의 설치기준에 따라 제작된 모형시설로, 운전 시의 여과효율 실험과 운전 후 역세척을 통한 손실수두 회복 실험 및 역세척 효율 실험을 실시하고, 이를 통해 여과장치형 비점오염 저감시설에 적합한 여재 발굴과 최적의 시스템 개발에 초점이 있다. 본 연구를 위해 비점오염물질 시료를 조제하여 자연 초기우수와 유사한 인공초기우수를 만들었고, lab scale 여과장치를 제작하여 여재별 성능 실험을 진행하였으며, pilot scale 여과장치를 제작하여 화산석 여재의 초기우수 농도별 성능 실험과 시스템 최적화 실험을 세부적으로 실시하였다. 0.2㎥/hr 용량의 lab scale 여과장치로 실시한 4가지 여재(화산석, 고분자PE, 유리발포, 섬유볼)에 대한 여과효율 실험결과, 유입수 대비 처리수의 SS 처리효율이 화산석 여재는 90.1%, 고분자PE 여재는 86.5%, 유리발포 여재는 87.5%, 섬유볼 여재는 74.4%로 나타나, 섬유볼 여재를 제외한 나머지 3가지 여재는 환경부 기준 80%를 만족하는 것으로 확인되었다. 시설 운전 후 실시한 여재층에 대한 공기 역세척 후의 손실수두 회복 실험에서는 운영 시 증가된 여재별 0.5~ 1.0mm의 손실수두가 역세척 후 원상태로 돌아왔으며, 함께 실시한 정량분석을 통한 공기 역세척 효율 실험결과, 화산석 여재는 88.1%, 고분자PE 여재는 87.3%, 유리발포 여재는 67.4%, 섬유볼 여재는 91.1%로 나타나, 유리발포 여재를 제외한 나머지 3가지 여재의 역세척 효율이 우수한 것으로 확인되었다. 4㎥/hr 용량의 pilot scale 여과장치로 실시한 화산석 여재에 대한 초기우수 농도별(300mg/L, 600mg/L, 900mg/L) 여과효율 실험결과, 여과조유입수 대비 처리수의 SS 처리효율이 각각 84.2%, 90.7%, 95.1%로 나타났다. 초기우수 농도 간에 여과효율의 유의적인 차이를 볼 수 있어 초기우수 농도가 높을수록 여과효율이 높은 것을 알 수 있었다. 시설 운전 후 실시한 여재층에 대한 공기 역세척 후의 손실수두 회복 실험에서는 운전 시 증가된 농도별 1.2~1.6mm의 손실수두가 역세척 후 원상태로 돌아왔다. 풍량별로 실시한 정량분석을 통한 공기 역세척 효율 실험결과, 190㎥/㎡/hr(40㎥/hr) 풍량과 142㎥/㎡/hr (30㎥/hr) 풍량에서는 각각 84.4%와 78.8%의 높은 역세척 효율을 보인 반면, 102㎥/㎡/hr(20㎥/hr) 풍량에서는 67.4%의 비교적 낮은 역세척 효율을 보였다. 이를 통해 적정한 풍량의 브로어 설치와 적절한 산기장치의 구성이 여과장치형 비점오염 저감시설의 최적 시스템 설계에 중요한 인자임을 알 수 있었다.
본 연구는 최근 변경된 여과장치형 비점오염 저감시설의 설치기준에 따라 제작된 모형시설로, 운전 시의 여과효율 실험과 운전 후 역세척을 통한 손실수두 회복 실험 및 역세척 효율 실험을 실시하고, 이를 통해 여과장치형 비점오염 저감시설에 적합한 여재 발굴과 최적의 시스템 개발에 초점이 있다. 본 연구를 위해 비점오염물질 시료를 조제하여 자연 초기우수와 유사한 인공초기우수를 만들었고, lab scale 여과장치를 제작하여 여재별 성능 실험을 진행하였으며, pilot scale 여과장치를 제작하여 화산석 여재의 초기우수 농도별 성능 실험과 시스템 최적화 실험을 세부적으로 실시하였다. 0.2㎥/hr 용량의 lab scale 여과장치로 실시한 4가지 여재(화산석, 고분자PE, 유리발포, 섬유볼)에 대한 여과효율 실험결과, 유입수 대비 처리수의 SS 처리효율이 화산석 여재는 90.1%, 고분자PE 여재는 86.5%, 유리발포 여재는 87.5%, 섬유볼 여재는 74.4%로 나타나, 섬유볼 여재를 제외한 나머지 3가지 여재는 환경부 기준 80%를 만족하는 것으로 확인되었다. 시설 운전 후 실시한 여재층에 대한 공기 역세척 후의 손실수두 회복 실험에서는 운영 시 증가된 여재별 0.5~ 1.0mm의 손실수두가 역세척 후 원상태로 돌아왔으며, 함께 실시한 정량분석을 통한 공기 역세척 효율 실험결과, 화산석 여재는 88.1%, 고분자PE 여재는 87.3%, 유리발포 여재는 67.4%, 섬유볼 여재는 91.1%로 나타나, 유리발포 여재를 제외한 나머지 3가지 여재의 역세척 효율이 우수한 것으로 확인되었다. 4㎥/hr 용량의 pilot scale 여과장치로 실시한 화산석 여재에 대한 초기우수 농도별(300mg/L, 600mg/L, 900mg/L) 여과효율 실험결과, 여과조유입수 대비 처리수의 SS 처리효율이 각각 84.2%, 90.7%, 95.1%로 나타났다. 초기우수 농도 간에 여과효율의 유의적인 차이를 볼 수 있어 초기우수 농도가 높을수록 여과효율이 높은 것을 알 수 있었다. 시설 운전 후 실시한 여재층에 대한 공기 역세척 후의 손실수두 회복 실험에서는 운전 시 증가된 농도별 1.2~1.6mm의 손실수두가 역세척 후 원상태로 돌아왔다. 풍량별로 실시한 정량분석을 통한 공기 역세척 효율 실험결과, 190㎥/㎡/hr(40㎥/hr) 풍량과 142㎥/㎡/hr (30㎥/hr) 풍량에서는 각각 84.4%와 78.8%의 높은 역세척 효율을 보인 반면, 102㎥/㎡/hr(20㎥/hr) 풍량에서는 67.4%의 비교적 낮은 역세척 효율을 보였다. 이를 통해 적정한 풍량의 브로어 설치와 적절한 산기장치의 구성이 여과장치형 비점오염 저감시설의 최적 시스템 설계에 중요한 인자임을 알 수 있었다.
This research focuses on discovering the appropriate filter media for filtering non-point pollutants treatment facilities and developing the best system of equipment with model facilities for the recent changed design criteria in the field, by conducting the experiment of filtering efficiency for op...
This research focuses on discovering the appropriate filter media for filtering non-point pollutants treatment facilities and developing the best system of equipment with model facilities for the recent changed design criteria in the field, by conducting the experiment of filtering efficiency for operating facilities, and recovering head loss and backwashing efficiency. For the study, non-point pollutant materials for experiments of similar with natural initial rainwater were prepared to make artificial initial rainwater. The performance experiments were conducted by lab scale facility of filtration in each filter media, and pilot plant was used for the performance of SS concentration and experiments of system optimization in detail using the volcanic stone filter media. The experimental results of filtering efficiency in SS for the four filter media(volcanic stone, high density polyethylene, glass foam and fiber ball) were analysed in lab scale facility of filtration having 0.2㎥/hour capacity, showed that treated water compared to the influent in volcanic stone filter media is 90.1%, high density polyethylene one is 86.5%, glass foam one is 87.5%, and fiber ball one is 74.4% respectively. The rest three filter media, except the fiber ball satisfy the SS criterion of 80% of the MOE. In the recovery experiments of head loss after air backwashing under filter media layer performed after operating the facility, the head loss from 0.5mm to 1.0mm over those filter media which is increased for operating, came back to the original. The experimental results of the air backwashing efficiency through a quantitative analysis conducted with the recovery experiment of head loss, showed that volcanic stone filter media is 88.1%, high density polyethylene one is 87.3%, and glass foam one is 67.4%, and fiber ball one is 91.1% respectively. The experimental results of filtering efficiency in SS for the three types of initial rainwater concentration (300mg/L, 600mg/L, 900mg/L) using volcanic stone filter media conducted in pilot plant of filtration having 4.0㎥/hour capacity, showed that treated water compared to the influent in 300mg/L is 84.2%, 600mg/L is 90.7%, and 900mg/L is 95.1% respectively. It was confirmed that filtering efficiency is high as the initial rainwater concentration is high. In the recovery experiment of head loss after air backwashing under filter media layer, the head loss from 1.2mm to 1.6mm over those initial rainwater concentration which is increased during operating, came back to the original. The experiments of the air backwashing efficiency with the three types of air volume through a quantitative analysis were also carried out. In this experiment, air volume types of 190㎥/㎡/hr (40㎥/hr) and 142㎥/㎡/hr(30㎥/hr) showed a high backwashing efficiency of 84.4% and 78.8% respectively, while air volume type of 102㎥/㎡/hr(20㎥/hr) showed a low backwashing efficiency of 67.4%. From the analysis of experiment, it was found that the installation of proper air volume blower and the configuration of appropriate air diffuser are important factors in optimizing system design of filtering non-point source pollutants treatment facilities.
This research focuses on discovering the appropriate filter media for filtering non-point pollutants treatment facilities and developing the best system of equipment with model facilities for the recent changed design criteria in the field, by conducting the experiment of filtering efficiency for operating facilities, and recovering head loss and backwashing efficiency. For the study, non-point pollutant materials for experiments of similar with natural initial rainwater were prepared to make artificial initial rainwater. The performance experiments were conducted by lab scale facility of filtration in each filter media, and pilot plant was used for the performance of SS concentration and experiments of system optimization in detail using the volcanic stone filter media. The experimental results of filtering efficiency in SS for the four filter media(volcanic stone, high density polyethylene, glass foam and fiber ball) were analysed in lab scale facility of filtration having 0.2㎥/hour capacity, showed that treated water compared to the influent in volcanic stone filter media is 90.1%, high density polyethylene one is 86.5%, glass foam one is 87.5%, and fiber ball one is 74.4% respectively. The rest three filter media, except the fiber ball satisfy the SS criterion of 80% of the MOE. In the recovery experiments of head loss after air backwashing under filter media layer performed after operating the facility, the head loss from 0.5mm to 1.0mm over those filter media which is increased for operating, came back to the original. The experimental results of the air backwashing efficiency through a quantitative analysis conducted with the recovery experiment of head loss, showed that volcanic stone filter media is 88.1%, high density polyethylene one is 87.3%, and glass foam one is 67.4%, and fiber ball one is 91.1% respectively. The experimental results of filtering efficiency in SS for the three types of initial rainwater concentration (300mg/L, 600mg/L, 900mg/L) using volcanic stone filter media conducted in pilot plant of filtration having 4.0㎥/hour capacity, showed that treated water compared to the influent in 300mg/L is 84.2%, 600mg/L is 90.7%, and 900mg/L is 95.1% respectively. It was confirmed that filtering efficiency is high as the initial rainwater concentration is high. In the recovery experiment of head loss after air backwashing under filter media layer, the head loss from 1.2mm to 1.6mm over those initial rainwater concentration which is increased during operating, came back to the original. The experiments of the air backwashing efficiency with the three types of air volume through a quantitative analysis were also carried out. In this experiment, air volume types of 190㎥/㎡/hr (40㎥/hr) and 142㎥/㎡/hr(30㎥/hr) showed a high backwashing efficiency of 84.4% and 78.8% respectively, while air volume type of 102㎥/㎡/hr(20㎥/hr) showed a low backwashing efficiency of 67.4%. From the analysis of experiment, it was found that the installation of proper air volume blower and the configuration of appropriate air diffuser are important factors in optimizing system design of filtering non-point source pollutants treatment facilities.
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