[학위논문]경사판 침전지의 단락류 차단 및 형식 변경에 의한 효율 향상 Improvement of efficiency by blocking short-circuit flow in inclined plate sedimentation basin and modification of form원문보기
표준정수처리공정 중 여과공정은 최종 수돗물의 품질을 결정하는 중요한 공정이다. 여과공정을 효율적으로 운영하기 위해서는 전 단계 공정인 침전공정에서 수질을 안정화시키고 최적화시키는 것이 필요하다. 침전공정 유출수의 수질이 악화될 경우 여과공정에서 여과지속시간의 감소 또는 탁도 누출 현상 같은 문제점이 발생할 가능성이 높아진다. 따라서 최종 수돗물의 수질을 안정적으로 확보하기 위해서는 침전공정의 처리효율을 향상시키는 것이 정수처리공정의 주요 과제 중 하나이다. 서울시 D정수장의 침전지는 수평류식 경사판 침전지를 운영하고 있다. 수평류식 경사판 침전지 운영시 침전지 유입유량 및 원수 수질 변동에 따라 침전지 유출수의 탁도가 안정되지 못하고 급격하게 변동하는 것으로 나타났다. 특히 동절기 또는 침전지 ...
표준정수처리공정 중 여과공정은 최종 수돗물의 품질을 결정하는 중요한 공정이다. 여과공정을 효율적으로 운영하기 위해서는 전 단계 공정인 침전공정에서 수질을 안정화시키고 최적화시키는 것이 필요하다. 침전공정 유출수의 수질이 악화될 경우 여과공정에서 여과지속시간의 감소 또는 탁도 누출 현상 같은 문제점이 발생할 가능성이 높아진다. 따라서 최종 수돗물의 수질을 안정적으로 확보하기 위해서는 침전공정의 처리효율을 향상시키는 것이 정수처리공정의 주요 과제 중 하나이다. 서울시 D정수장의 침전지는 수평류식 경사판 침전지를 운영하고 있다. 수평류식 경사판 침전지 운영시 침전지 유입유량 및 원수 수질 변동에 따라 침전지 유출수의 탁도가 안정되지 못하고 급격하게 변동하는 것으로 나타났다. 특히 동절기 또는 침전지 가동률 상승시 침전지 유출 위어에서 다량의 플록이 상승하여 유출되었다. 이에 따라 침전지 내부 수류를 파악하기 위해 추적자 실험을 실시하였다. 추적자 실험 결과 경사판 중간 지점 이후부터 침전지 하부에서 침전지 유출부로 상승하는 흐름이 발생하였으며 경사판 바닥 부근의 단락류도 크게 형성되어 있음을 확인하였다. 경사판 하부의 단락류를 차단하고 유출부로 상승하는 흐름을 저감하기 위해 침전지 유출 위어의 연장, 경사판 하부 흐름 차단, 침전지 말단부 수평 정류판의 설치, 유출 위어 하부 상향류 경사관 설치 등의 실험을 실시하였다. 유출 위어의 연장 실험은 침전수 탁도 저감은 어렵지만 탁도 변동 폭이 감소하여 안정화되는 것으로 나타났다. 이외 단락류 차단 및 침전장치 추가 설치 통한 침전효율 향상 실험은 가동률이 낮은 조건(가동률 50~60 %)에서는 침전효율이 상승하였다. 그러나 가동률 80 % 이상에서 침전지내 추가 장치 설치를 통한 침전효율 상승은 어려운 것으로 나타났다. 수평류식 경사판 침전지는 가동률 80 % 이상에서 침전지 유출수의 탁도가 상승하여 상향류식 경사판 침전지로 형식 변경을 통해 효율 변화를 살펴보았다. 그 결과, 수평류식과 상향류식 모두 주요 영향 인자는 유입유량으로 나타났으며 수평류식은 평균 가동률 57.8 %에서 0.50 NTU, 상향류식은 평균 가동률 79.5 %에서 0.26 NTU를 나타내어 상향류식이 높은 가동률임에도 불구하고 침전지 유출수 탁도가 낮게 나타났다. 또한 수평류식 대비 상향류식이 가동률, 수온, 원수 탁도 변화시 침전지 탁도 변동 폭이 작아 안정적으로 운영되는 것으로 나타났다.
표준정수처리공정 중 여과공정은 최종 수돗물의 품질을 결정하는 중요한 공정이다. 여과공정을 효율적으로 운영하기 위해서는 전 단계 공정인 침전공정에서 수질을 안정화시키고 최적화시키는 것이 필요하다. 침전공정 유출수의 수질이 악화될 경우 여과공정에서 여과지속시간의 감소 또는 탁도 누출 현상 같은 문제점이 발생할 가능성이 높아진다. 따라서 최종 수돗물의 수질을 안정적으로 확보하기 위해서는 침전공정의 처리효율을 향상시키는 것이 정수처리공정의 주요 과제 중 하나이다. 서울시 D정수장의 침전지는 수평류식 경사판 침전지를 운영하고 있다. 수평류식 경사판 침전지 운영시 침전지 유입유량 및 원수 수질 변동에 따라 침전지 유출수의 탁도가 안정되지 못하고 급격하게 변동하는 것으로 나타났다. 특히 동절기 또는 침전지 가동률 상승시 침전지 유출 위어에서 다량의 플록이 상승하여 유출되었다. 이에 따라 침전지 내부 수류를 파악하기 위해 추적자 실험을 실시하였다. 추적자 실험 결과 경사판 중간 지점 이후부터 침전지 하부에서 침전지 유출부로 상승하는 흐름이 발생하였으며 경사판 바닥 부근의 단락류도 크게 형성되어 있음을 확인하였다. 경사판 하부의 단락류를 차단하고 유출부로 상승하는 흐름을 저감하기 위해 침전지 유출 위어의 연장, 경사판 하부 흐름 차단, 침전지 말단부 수평 정류판의 설치, 유출 위어 하부 상향류 경사관 설치 등의 실험을 실시하였다. 유출 위어의 연장 실험은 침전수 탁도 저감은 어렵지만 탁도 변동 폭이 감소하여 안정화되는 것으로 나타났다. 이외 단락류 차단 및 침전장치 추가 설치 통한 침전효율 향상 실험은 가동률이 낮은 조건(가동률 50~60 %)에서는 침전효율이 상승하였다. 그러나 가동률 80 % 이상에서 침전지내 추가 장치 설치를 통한 침전효율 상승은 어려운 것으로 나타났다. 수평류식 경사판 침전지는 가동률 80 % 이상에서 침전지 유출수의 탁도가 상승하여 상향류식 경사판 침전지로 형식 변경을 통해 효율 변화를 살펴보았다. 그 결과, 수평류식과 상향류식 모두 주요 영향 인자는 유입유량으로 나타났으며 수평류식은 평균 가동률 57.8 %에서 0.50 NTU, 상향류식은 평균 가동률 79.5 %에서 0.26 NTU를 나타내어 상향류식이 높은 가동률임에도 불구하고 침전지 유출수 탁도가 낮게 나타났다. 또한 수평류식 대비 상향류식이 가동률, 수온, 원수 탁도 변화시 침전지 탁도 변동 폭이 작아 안정적으로 운영되는 것으로 나타났다.
The filtration process of the standard water treatment process is an important process to determine the quality of the final tap water. It is necessary to stabilize and optimize the water quality in the pre-step precipitation process in order to operate the filtration process efficiently. If the qua...
The filtration process of the standard water treatment process is an important process to determine the quality of the final tap water. It is necessary to stabilize and optimize the water quality in the pre-step precipitation process in order to operate the filtration process efficiently. If the quality of the runoff water in precipitation process is deteriorated, there is a high possibility of problems such as decrease in filtration duration or turbidity leakage in the filtration process. Accordingly it is one of main tasks of water treatment process to improve the treatment efficiency of the precipitation process in order to secure the quality of the final tap water. The sedimentation basin of the D water purification plant in Seoul operates a horizontal flow type inclined plate sedimentation basin. Turbidity of sedimentation basin runoff water was found out not to be stabilized, but fluctuated sharply according to fluctuation of inflow into the sedimentation basin and fluctuation of raw water quality. In particular, a large amount of flocs ascended and flowed out from the settling weir discharge weir during the winter season or when the operating rate of sedimentation basin increased. Accordingly, a tracer experiment was conducted to grasp the water flow in the sedimentation basin. The tracer test showed that an upward flow from the bottom to the outlet of the sedimentation basin occurred from the middle point of the inclined plate, and a great short-circuit flow was also formed near the inclined plate. In order to cut off the short-circuit flow at the bottom of inclined plate and to reduce the flow ascending to outlet part, experiments were carried out including extending the sedimentation basin outlet weir, cutting off the flow at the bottom of the inclined plate, installing the horizontal distributing plate at the end of sedimentation basin, and installing the upflow inclined tube at the bottom of outlet weir. Experiment of effluent weir extension showed that it was difficult to reduce the turbidity of precipitation water, but the fluctuation width of turbidity was decreased to be stabilized. As for the experiment of improving the sedimentation efficiency through the block of short circuit and additional installment of the sedimentation device, the sedimentation efficiency was raised at the low operation rate(operation rate of 50 to 60%). However, it was found out difficult to raise the sedimentation efficiency through installing additional equipment in sedimentation basin at the operating rate of 80% or more. The horizontal flow type inclined plate sedimentation basin can not be operated at the operation rate of more than 80%, and whether or not the improvement of the sedimentation efficiency was examined through modification of form to upward flow type inclined plate sedimentation basin. The results showed that the major influential factor was quantity of inflow rate at both the horizontal flow type and upward flow type. The horizontal flow type showed 0.50 NTU at average operation rate of 57.8% while the upward flow type showed 0.26 NTU at average operation rate of 79.5%, showing the low turbidity of sedimentation water though the upward flow type was operated at a high rate. It was found out that the upward flow type was operated more stably than the horizontal flow type as the fluctuation width of turbidity of sedimentation basin was small when the operation rate, water temperature, and turbidity of the raw water were changed.
The filtration process of the standard water treatment process is an important process to determine the quality of the final tap water. It is necessary to stabilize and optimize the water quality in the pre-step precipitation process in order to operate the filtration process efficiently. If the quality of the runoff water in precipitation process is deteriorated, there is a high possibility of problems such as decrease in filtration duration or turbidity leakage in the filtration process. Accordingly it is one of main tasks of water treatment process to improve the treatment efficiency of the precipitation process in order to secure the quality of the final tap water. The sedimentation basin of the D water purification plant in Seoul operates a horizontal flow type inclined plate sedimentation basin. Turbidity of sedimentation basin runoff water was found out not to be stabilized, but fluctuated sharply according to fluctuation of inflow into the sedimentation basin and fluctuation of raw water quality. In particular, a large amount of flocs ascended and flowed out from the settling weir discharge weir during the winter season or when the operating rate of sedimentation basin increased. Accordingly, a tracer experiment was conducted to grasp the water flow in the sedimentation basin. The tracer test showed that an upward flow from the bottom to the outlet of the sedimentation basin occurred from the middle point of the inclined plate, and a great short-circuit flow was also formed near the inclined plate. In order to cut off the short-circuit flow at the bottom of inclined plate and to reduce the flow ascending to outlet part, experiments were carried out including extending the sedimentation basin outlet weir, cutting off the flow at the bottom of the inclined plate, installing the horizontal distributing plate at the end of sedimentation basin, and installing the upflow inclined tube at the bottom of outlet weir. Experiment of effluent weir extension showed that it was difficult to reduce the turbidity of precipitation water, but the fluctuation width of turbidity was decreased to be stabilized. As for the experiment of improving the sedimentation efficiency through the block of short circuit and additional installment of the sedimentation device, the sedimentation efficiency was raised at the low operation rate(operation rate of 50 to 60%). However, it was found out difficult to raise the sedimentation efficiency through installing additional equipment in sedimentation basin at the operating rate of 80% or more. The horizontal flow type inclined plate sedimentation basin can not be operated at the operation rate of more than 80%, and whether or not the improvement of the sedimentation efficiency was examined through modification of form to upward flow type inclined plate sedimentation basin. The results showed that the major influential factor was quantity of inflow rate at both the horizontal flow type and upward flow type. The horizontal flow type showed 0.50 NTU at average operation rate of 57.8% while the upward flow type showed 0.26 NTU at average operation rate of 79.5%, showing the low turbidity of sedimentation water though the upward flow type was operated at a high rate. It was found out that the upward flow type was operated more stably than the horizontal flow type as the fluctuation width of turbidity of sedimentation basin was small when the operation rate, water temperature, and turbidity of the raw water were changed.
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