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문제 정의
- 잔류염소농도 그리고 소독부산물 (THMs)의 농도 변화를 평가하고. 현장에 적용할 수 있는 최적 수질제어기준을 설정하고자 하였다.
제안 방법
- 2 mg/L. 0.4 mg/L로 균일하게 조절한 상태에서 인위적인 방법으로 loop내에 미생물(SPC)을 고농도로 주입하였을 경우에 상수도관로내에서 발생할 수 있는 미생물 변화 특성을 관찰하였다.
- LR을 동시에 고려하여 실험하였으며. 수질 조건을 3단계로 조절한 실험결과 각 수질제어 조건에 따른 부식성 지수값의 변화를 Table 4에 나타내었다.
- THMs의 변화 특성 분석은 WQC-에서 실시하였으며. THMs의 시료채수는 실험 직후, 3일 경과 후 그리고 7일 경과 후에 각각 1회씩 총 3회 실시하였다.
- THMs의 시료채수는 실험 직후, 3일 경과 후 그리고 7일 경과 후에 각각 1회씩 총 3회 실시하였다. 3일 경과시의 수질조건은 잔류염소 0.
- pH 및 알칼리도 동시 조절을 통한 부시성 수질제어 실험에서 미생물의 변화 특성을 분석하기 위한 실험은 관내의 자연적인 미생물 재성장 특성실험 (WQC- I 과 WQC-n) 및 고농도 주입시 미생물 농도변화(WQC-m)를 관찰하였다. 실험 WQC-I 및 WQC-n 모두 io일 경과 후 시료를 채수하였으며.
- 수질제어시 운전조건은 Table 3에 나타내었다. 각 loop내의 체류시간은 잔류염소농도를 균일하게 유지하기 위해 2시간으로 유지하였으며. loop 내의 유속은 약 0.
- 그러므로 본 연구에서는 파일럿 규모의 모의 순환관로시스템 (SDLS)을 이용하여 pH 및 알칼리도 동시 조절 수질제어를 통한 금속용출 저감, 부식성 지수의 변화 특성 및 수질제어에 따른 다른 수질인자들 즉. 미생물.
- 그리고 loop 내에 설치되어 있는 순환펌프의 운전은 수온변화를 감안하여 30분 간격으로 운전 및 정지시켰으며, 운전기간 동안의 수온은 18~23°C를 유지하였다. 그리고 잔류염소농도의 조절은 수질제어반응조에서 실시하였다. 소독부산물의 평가는 유입농도와 각 운전조건에서의 THMs의 농도 변화를 비교하여 분석하였으며, 미생물의 평가는 일반세균(SPC).
- 본 실험은 pH 및 알칼리도를 동시 조절하여 정수의 부식성을 제어하는 것으로 pH 및 알칼리도의 조절은 소석회 (Ca(0H)2)와 이 산화탄소 가스(C02)를 이용하여 혼합반웅조(Mixing Reactor)11 동시에 주입하였다. 정수의 부식성 조절을 위한 수질 제어기준은 pH와 부식성 지수를 이용하였으며.
- 그리고 잔류염소농도의 조절은 수질제어반응조에서 실시하였다. 소독부산물의 평가는 유입농도와 각 운전조건에서의 THMs의 농도 변화를 비교하여 분석하였으며, 미생물의 평가는 일반세균(SPC). 총 대장균군(TC), 손상대장균군(IC)에 대하여 WQC-I 과 WQC-口의 조건에서는 자연적인 재성장에 따른 변화특성을 그리고 WQC-III의 조건에서는 인위적인 방법으로 고농도로 주입하여 농도 변화를 분석하였다.
- 수질제어-H(WQC-H). 수질제어-HI (WQC-IH)의 운전조건으로 연속적으로 실험하였으며. 수질제어시 운전조건은 Table 3에 나타내었다.
- 실험 WQC-I 및 WQC-II에서는 부식성 수질제어에 따른 Loop내 미생물 재성장에 따른 농도 변화를 관찰하였으며. WQC-m 실험에서는 잔류염소를 0.
- 미생물. 잔류염소농도 그리고 소독부산물 (THMs)의 농도 변화를 평가하고. 현장에 적용할 수 있는 최적 수질제어기준을 설정하고자 하였다.
- 정수의 부식성 조절을 위한 수질 제어기준은 pH와 부식성 지수를 이용하였으며. 실험은 수질을 제어하지 않은 경우(Non-control), 수질제어- I (WQC-I ).
- 소독부산물의 평가는 유입농도와 각 운전조건에서의 THMs의 농도 변화를 비교하여 분석하였으며, 미생물의 평가는 일반세균(SPC). 총 대장균군(TC), 손상대장균군(IC)에 대하여 WQC-I 과 WQC-口의 조건에서는 자연적인 재성장에 따른 변화특성을 그리고 WQC-III의 조건에서는 인위적인 방법으로 고농도로 주입하여 농도 변화를 분석하였다.
대상 데이터
- 본 연구에 사용된 실험장치는 서울시 Y 정수사업소내에 설치되어 있는 pilot plant인 SDLS (Sim ulated Distribution Loop System) 를 이용하여실시하였으며. 시스템의 구성은 Table 1에 나타내었다.
이론/모형
- 경도 등이며. AWWA standard methods 및 먹 는물시 험 방법 에 준하여 분석 하였다.
성능/효과
- 33%. 71%를 보였으며 . GSP loop에서 Zn의 용출 감소율은 수질조건에 따라 각각 63%.
- 각 수질조건에 따른 Fe, Zn. Cu의 금속 용출 특성은 초기 수질을 제어하지 않은 상태보다 수질을 제어한 후부터는 전체적으로 용출농도가 급격히 줄어드는 것을 관찰할 수 있었다. 수질조건에 따른 Fe의 용출특성을 Fig.
- 0으로 증가시켰으나 미생물 농도 변화는 크게 나타나지 않고 있으며 , SPC 농도는 WQC-I 의 실험 결과와 유사하게 모든 loop에서 40 CFU/mL 이하로 나타났다. TC 및 IC는 각 수질조건과 유입수 및 모든 loop에서 검출되지 않았으며 , SPC 농도는 일반적 인 배수시스템에서의 미생물학적 농도 및 본 실험의 이전 SDLS 운전결과와 유사한 결과를 나타내었다. 이는 유입 수 내 잔류염소농도가 0.
- 1에 나타내었으며, 수질을 제어하지 않았을 때에 비해 DCIP 080mm loop 에서 WQC- I 은 약 26%, WQC-n 38%, WQC-ID 71%가 감소되었다. WQC-UI에서는 WQC-H 조건일 때에 비해 pH 및 부식성 지수값이 낮음에도 불구하고 용출량의 감소율이 증가하였으며, 안정적인 효과를 보이고 있다.
- WQC- H 52%. WQC-m 48%로 나타나, 수질제어 효과를보이지 않았으며. 전체적인 감소율에서는 다른 관종들에 비해 가장 낮은 값을 나타내었다.
- WQC-H 93%. WQC-m 92% 감소효과가 나타나 다른 금속에 비해 아연의 용출량 감소효과가 가장 큰 것으로 나타났으며. Fe 용출특성과는 달리 WQC-II 와 WQC-III의 용출량의 감소가 비슷한 경향을 나타내었다.
- 5로 두 배의 차이가 있지만 금속용출특성은 이에 비례하지 않았다. 그리고 각 관종에 따라 용출량의 감소율이 최소가 되는 수질조건이 조금씩 다르지만 WQC- n, wQC-ni에서 최적의 감소율을 나타내었다. 따라서 우리나라의 경우에는 원수나 정수의 부식성이 너무 강하므로 pH는 7.
- WQC-I 에서 DCIP loop의 높은 SPC 농도는 시료 채수시 샘플링 수도꼭지의 개폐에 문제가 발생하여 수도꼭지 입구의 소독이 원활히 이루어지지 않았기 때문인 것으로 사료된다. 따라서 부식성 수질제어를 위한 pH 및 알칼리도의 동시 조절이 미생물학적 수질 즉 미생물의 재성장에도 영향을 미치지는 않는 것으로 판단된다.
- 나타났으며. 본 연구에 사용된 한강수계의 정수수질에서 최적 수질제어기 준으로는 pH 7.7~ 7.8. LI -0.
- Cu의 금속 용출 특성은 초기 수질을 제어하지 않은 상태보다 수질을 제어한 후부터는 전체적으로 용출농도가 급격히 줄어드는 것을 관찰할 수 있었다. 수질조건에 따른 Fe의 용출특성을 Fig. 1에 나타내었으며, 수질을 제어하지 않았을 때에 비해 DCIP 080mm loop 에서 WQC- I 은 약 26%, WQC-n 38%, WQC-ID 71%가 감소되었다. WQC-UI에서는 WQC-H 조건일 때에 비해 pH 및 부식성 지수값이 낮음에도 불구하고 용출량의 감소율이 증가하였으며, 안정적인 효과를 보이고 있다.
- 4 mg/L이었다. 실험결과는 Fig. 6에 나타내었으며, THMs 농도는 유입수 및 전 loop에서 잔류염소농도및 수질조건에 관계없이 40 pg/L 이하로 나타났으며, 7일 후의 잔류염소농도가 높아진 상태에서도 전체적으로 낮은 농도를 보이는 것으로 나타나 부식성수질제어시스템이 수질변화에 안정적이라는 것을 알 수 있었다.
- 전체적인 감소율에서는 다른 관종들에 비해 가장 낮은 값을 나타내었다. 이상의 결과로 볼 때 pH와 알칼리도, 경도를 동시에 제어한 부식성 수질제어에 의해 금속용출 속도를 제어할 수 있다는 것을 알 수 있었으며, WQC-II와 WQC-ID 에서의 탄산칼슘포화지수값은 약 -0.25에서 -0.5로 두 배의 차이가 있지만 금속용출특성은 이에 비례하지 않았다. 그리고 각 관종에 따라 용출량의 감소율이 최소가 되는 수질조건이 조금씩 다르지만 WQC- n, wQC-ni에서 최적의 감소율을 나타내었다.
- 이상의 연구결과 소석회 및 이산화탄소를 이용한 부식성 수질제어시스템은 상수도관로의 내부 부식 저감 효과가 높으며, 미생물 및 잔류염소농도 감소 그리고 기타 수질인자에 특별한 영향을 미치지 않는 것으로 나타났으며. 본 연구에 사용된 한강수계의 정수수질에서 최적 수질제어기 준으로는 pH 7.
- TC 및 IC는 유입수 및 모든 loop에서 검출되지 않았다. 인위적으로 미생물 농도 및 잔류염소농도를 조절한 wQC-ni에서 제거효율은 전체적으로 99.9% 이상을 나타내었으며, loop 내에서는 일정한 농도를 유지하였다.
- 5에 나타내었으며. 잔류염소농도 0.2 mg/L 실험에서 미생물주입 직후의 미생물농도와 실험경과 4일 후의 미생물 농도는 큰 변화가 관찰되지 않았으며. DCIP와 PVC loop에서 높게 나타났다.
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