The feasibility study of UV-disinfection system was performed for disinfection of effluent from wastewater treatment plant. Three low-pressure UV lamps of 17, 25, and 41 W were examined with various flow rates. Low-pressure UV lamps of 17W were examined with various turbidity, DOM (dissolved organic...
The feasibility study of UV-disinfection system was performed for disinfection of effluent from wastewater treatment plant. Three low-pressure UV lamps of 17, 25, and 41 W were examined with various flow rates. Low-pressure UV lamps of 17W were examined with various turbidity, DOM (dissolved organic matter), and SS (suspended solid). The pilot plant was a flow-through type UV-disinfection system, and the range of exposure time varied from 5 to 40 seconds, turbidity from 0 to 40 NTU, DOM from 0 to 30 mg/L, and SS from 10 to 40 mg/L. The 41W lamp demonstrated complete disinfection showing no survival ratio in all the experimental conditions, and generally 17W and 25W lamps also showed high removal ratio over 97%. For the same UV dose (UV intensity times exposure time), high intensity-short exposure conditions showed better disinfection efficiency than low intensity-long exposure conditions. While the effects of turbidity and DOM were not apparent, the effects of SS was significant on the disinfection efficiency which indicates that SS control before UV-disinfection appears to be necessary to increase removal efficiency. Considering characteristics of effluent from existing wastewater treatment plants, cost-effectiveness, stable performance, and minimum maintenance, the flow-through type UV-disinfection system with high intensity and low-pressure lamps was thought to be a competitive disinfection system for wastewater reclamation.
The feasibility study of UV-disinfection system was performed for disinfection of effluent from wastewater treatment plant. Three low-pressure UV lamps of 17, 25, and 41 W were examined with various flow rates. Low-pressure UV lamps of 17W were examined with various turbidity, DOM (dissolved organic matter), and SS (suspended solid). The pilot plant was a flow-through type UV-disinfection system, and the range of exposure time varied from 5 to 40 seconds, turbidity from 0 to 40 NTU, DOM from 0 to 30 mg/L, and SS from 10 to 40 mg/L. The 41W lamp demonstrated complete disinfection showing no survival ratio in all the experimental conditions, and generally 17W and 25W lamps also showed high removal ratio over 97%. For the same UV dose (UV intensity times exposure time), high intensity-short exposure conditions showed better disinfection efficiency than low intensity-long exposure conditions. While the effects of turbidity and DOM were not apparent, the effects of SS was significant on the disinfection efficiency which indicates that SS control before UV-disinfection appears to be necessary to increase removal efficiency. Considering characteristics of effluent from existing wastewater treatment plants, cost-effectiveness, stable performance, and minimum maintenance, the flow-through type UV-disinfection system with high intensity and low-pressure lamps was thought to be a competitive disinfection system for wastewater reclamation.
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문제 정의
본 연구에서는 UV의 소독능을 나타내는 자외선 조사량 (UV dose)과 처리유량 변화에 따른 소독효율을 평가하고, 용존성 유기물질 (D0M), 탁도(turbidity), SS (suspended solid)와 같은 물리적인 인자가 UV소독에 미치는 영향을 평가하여 용수 재이용이나 하수처리장 등의 UV소독시설 설계에 필요한 기초자료를 제공하고자 한다.
가설 설정
b : National mean concentration of WWTPs in 2001. (M.
제안 방법
5 mm, 그리고 길이는 860 mm이다. 2개의 UV 램프를 직렬로 연결하는 구조이며, 실제 실험에서는 2개를 사용해 본 결과, 소독수에서 미생물이 검출되지 않았기 때문에 1개의 UV 램프만을 사용하여 처리효율을 실험하였다. 석영관 안에 UV 램프를 배치하는 형식으로 되어 있고, UV 소독량을 조절하기 위한 유입유량 조절밸브를 설치하였다.
5는 DOM을 변화시키기 위해 원수를 여과한 후 원하는 농도로 혼합하여 만든 시료의 UV 유입수와 UV 처리수의 농도를 나타낸 그래프이다(17W 램프, 30㎥/day). DOM을 평가하기 위한 수질 항목은 BODst 0 mg/L에서 32 mg/L로 변화 시켜 사용하였고, 일반적인 하수의 DOM을 표현하기 위하여 성상이 같은 하수원수를 여과하여 사용하였다. D0M을 높이기 위해 여과한 하수 원수를 첨가함에 따라 TC, FC, E.
일반적인 하수의 성상과 같은 종류의 D0M을 유발하기 위해서는 biofilter 유입원수를 여과하여 사용하였으며, DOM 을 측정하기 위한 수질항목인 BODs 범위를 0~32 mg/L로 변화시키면서 실험하였다. SS의 영향을 알아보기 위해서는 biofilter 처리수에 유입원수를 일정 배수로 혼합하여 변화시키면서 SS에 의한 영향을 평가하였고, 농도범위는 10~40 mg/L로 하였다.
UV 소독시설은 Fig. 1에서 보는 것과 같이 유수식(flow-throught type)으로서 경기도 양평군 소재 연립주택의 생활하수를 처리하는 호기성 bio-filter의 처리수를 유입수로 활용하였으며, 호기성 biofilter의 처리용량은 8 m3/day이다. UV 소독시설의 외관은 부식 방지를 위해 스테인리스 스틸(stainless steel)로 만들어졌으며, 외관의 내경이 96 mm, 길이는 860 mm이고, 램프를 감싸고 있는 석영관은 외경 24.
, 1998). 각 실험 인자의 농도를 변화시키면서 UV 소독을 실시한 후 대장균 종류별 생존율을 이용하여 상관분석하였다.
(1996)에 의하면 샘플을 암실에 두고 1~2시간 동안 보관한 경우 샘플내의 미생물농도에 변화가 없거나 매우 적었으며, Standard Methods에도 미생물의 농도 변화를 방지하기 위해 즉시 실험을 못할 경우는 10℃의 냉암소에 보관하는 것을 권장하고 있다 (APHA, 1995). 따라서, 본 연구에서는 모든 시료를 10℃의 냉암소에 보관하여 운반 후, 2시간 이내에 실험실에서 분석하였다. 탁도, DOM, SS에 관한 실험에 사용된 UV 램프는 41W를 사용할 경우 모든 미생물이 살균되어서 소독효율분석이 어려웠기 때문에, 17W 램프를 사용하였으며 처리용량은 30 m3/day로 실험하였다.
본 연구에서는 일반적으로 적용 가능한 저압형 UV 램프 3가지 강도에 유량를 변화시키면서 실험하였으며, 17W 저압형 UV 램프를 이용하여 30 ㎥/L의 유량으로 탁도, DOM, SS 에 대한 UW 소독효율에 관하여 조사하였으며 그 연구결과를 요약하면 다음과 같다.
석영관 안에 UV 램프를 배치하는 형식으로 되어 있고, UV 소독량을 조절하기 위한 유입유량 조절밸브를 설치하였다. 석영관에 파울링(fouling)이 발생하는 것을 방지하기 위하여 타이머를 설치하여 시간 간격에 의해 석영관의 자동 세척이 가능하도록 설계하였다.
탁도가 UV 소독에 미치는 영향을 조사하기 위해서는 표준탁도 유발물질인 카오린 분말을 biofilter 처리수에 혼합하여 일반적인 하수의 탁도 범위인 0~40 NTU로 조제하여 변화시키면서 UV 소독효율을 측정하였다. 용존성유기물질(D0M)의 영향을 알아보기 위해서는 biofilter 유입원수를 Whatman사의 GF/B(1.0/zm) 로 여과한 후 biofilter 처리수와 혼합하여 측정하였다. 일반적인 하수의 성상과 같은 종류의 D0M을 유발하기 위해서는 biofilter 유입원수를 여과하여 사용하였으며, DOM 을 측정하기 위한 수질항목인 BODs 범위를 0~32 mg/L로 변화시키면서 실험하였다.
유량변화에 대한 UV 소독효율을 평가하기 위하여 Table 1에서 보는 것과 같이 각 UV 램프 (17W, 25W, 41W)에 대해 처리유량을 10, 20, 30, 40 m3/day로 변화시키면서 처리효율을 측정하였다. 탁도가 UV 소독에 미치는 영향을 조사하기 위해서는 표준탁도 유발물질인 카오린 분말을 biofilter 처리수에 혼합하여 일반적인 하수의 탁도 범위인 0~40 NTU로 조제하여 변화시키면서 UV 소독효율을 측정하였다.
0/zm) 로 여과한 후 biofilter 처리수와 혼합하여 측정하였다. 일반적인 하수의 성상과 같은 종류의 D0M을 유발하기 위해서는 biofilter 유입원수를 여과하여 사용하였으며, DOM 을 측정하기 위한 수질항목인 BODs 범위를 0~32 mg/L로 변화시키면서 실험하였다. SS의 영향을 알아보기 위해서는 biofilter 처리수에 유입원수를 일정 배수로 혼합하여 변화시키면서 SS에 의한 영향을 평가하였고, 농도범위는 10~40 mg/L로 하였다.
따라서, 본 연구에서는 모든 시료를 10℃의 냉암소에 보관하여 운반 후, 2시간 이내에 실험실에서 분석하였다. 탁도, DOM, SS에 관한 실험에 사용된 UV 램프는 41W를 사용할 경우 모든 미생물이 살균되어서 소독효율분석이 어려웠기 때문에, 17W 램프를 사용하였으며 처리용량은 30 m3/day로 실험하였다.
탁도가 UV 소독에 미치는 영향을 조사하기 위해서는 표준탁도 유발물질인 카오린 분말을 biofilter 처리수에 혼합하여 일반적인 하수의 탁도 범위인 0~40 NTU로 조제하여 변화시키면서 UV 소독효율을 측정하였다. 용존성유기물질(D0M)의 영향을 알아보기 위해서는 biofilter 유입원수를 Whatman사의 GF/B(1.
대상 데이터
1에서 보는 것과 같이 유수식(flow-throught type)으로서 경기도 양평군 소재 연립주택의 생활하수를 처리하는 호기성 bio-filter의 처리수를 유입수로 활용하였으며, 호기성 biofilter의 처리용량은 8 m3/day이다. UV 소독시설의 외관은 부식 방지를 위해 스테인리스 스틸(stainless steel)로 만들어졌으며, 외관의 내경이 96 mm, 길이는 860 mm이고, 램프를 감싸고 있는 석영관은 외경 24.5 mm, 그리고 길이는 860 mm이다. 2개의 UV 램프를 직렬로 연결하는 구조이며, 실제 실험에서는 2개를 사용해 본 결과, 소독수에서 미생물이 검출되지 않았기 때문에 1개의 UV 램프만을 사용하여 처리효율을 실험하였다.
본 실험에 사용된 UV 램프는 Philips 제품으로 저압형 램프 (low-pressure lamp)이며 그 제원은 Table 1에 요약되어 있다.
데이터처리
수질측정항목은 분석시간이 비교적 빠르고 용수재이용과 관련성이 높은 미생물과 유기물, 영양물 질 위주로 분석하였으며 Table 2와 같은 Standard Methods (APHA, 1995)에 따라 분석하였다. 각 실험(탁도, DOM, SS)에 대한 분석항목 (TC, FC, E. coil)별로 5회 이상 반복하여 구한 실험자료들은 통계프로그램 (SPSS for windows, ver. 10.0)을 이용해 분산분석(analysis of variance) 과 상관분석(correlation analysis)으로 통계분석 하였다. 분산분석(One-way AN0VA.
0)을 이용해 분산분석(analysis of variance) 과 상관분석(correlation analysis)으로 통계분석 하였다. 분산분석(One-way AN0VA. Two-way ANOVA test)은 자외선 조사량에 대한 통계분석과 UV 소독에 대한 대장균 종류(TC, FC, E. coil)사이에 소독효율 차이를 평가하는데 이용하였다. 상관분석은 한 변수가 다른 변수에 어느 정도의 관련성이 있는지를 파악하고자 할 때 이용 되는 분석기법이다 (Jung et al.
이론/모형
수질측정항목은 분석시간이 비교적 빠르고 용수재이용과 관련성이 높은 미생물과 유기물, 영양물 질 위주로 분석하였으며 Table 2와 같은 Standard Methods (APHA, 1995)에 따라 분석하였다. 각 실험(탁도, DOM, SS)에 대한 분석항목 (TC, FC, E.
자외선 강도(UV lamp intensity)는 램프자체에서 발생하는 소독할 수 있는 자외선의 양을 측정한 단위면적당 강도로 milliwatt/cm2 (mw·s/cm2) 표현된다. 자외선 강도를 계산하는 방법은 point source sumanation(PSS)를 사용하였다(Tchobanoglous et al., 1996).
성능/효과
1. 램프를 17, 25, 41W로 세 가지 종류에, 유량을 10~40 ㎥/day로 변화시켜 노출시간이 5~40 s 범위에서 실험한 결과 41W 램프에서는 모든 경우에 100% 소독되었으며, 25W와 17W에서는 전반적으로 97% 이상 소독효율을 나타내었다. 자외선 강도가 큰 램프를 사용하여 짧은 노출시간을 통해 처리하는 것이 자외선 강도가 작은 램프를 이용해 긴 노출시간을 통해 비슷한 자외선 조사량으로 처리하는 것 보다 유리한 것으로 나타났디.
2. UV 소독시설을 사용할 때, 본 연구에서 사용했던 형태의 유수식 시설을 사용하면 램프와 시료와의 거리를 줄일 수 있어 UV 소독효율의 저해인 자로 알려진 물리적 인자인 탁도, DOM 등에 의한 영향을 줄일 수 있어서 유리할 것으로 판단된다.
3. SS의 농도가 증가할수록 UV 소독 후 TC, FC, E. coil의 농도는 선형적으로 증가하였으며, UV 소독시설을 설계하는데 가장 중요한 물리적인 인자로서 UV 소독과정 이전에 적절한 SS 저감 방안이 고려되어야 할 것으로 판단된다.
41W 램프에서 노출시간이 적은 경우(41W의 40 ㎥/day)와 25W와 17W 램프의 노출시간 많은 경우(17W의 10 ㎥/day, 25W의 10 ㎥/day)에서 이론적인 자외선조사량이 적은 41W 램프에서 오히려 0%의 생존율을 나타내었으며 다른 조건들은 일정 수치의 생존율을 나타내었다 (Table 4). 따라서, 이론적인 자외선조사량이 자외선소독능력을 간접적으로 평가할 수 있는 하나의 항목이나, 직접적인 소독능력과는 차이가 있을 수 있는 것으로 생각된다.
coil의 생존율 결과는 Table 4에 요약되어 있다. 41W 램프에서는 유량을 변화시켜도 실험범위에서는 모든 경우에서 100% 소독이 이루어졌으며, 25W와 17W 램프의 경우에도 유량 변화에 따라 조금씩 차이는 있으나 모두 97% 이상의 매우 효과적인 소독이 이루어지는 것으로 나타났다. 각 항목(TC, FC, E.
FC, E coli 모두 2% 이하로써 UV 소독에 대한 D0M에 의한 영향이 실험한 범위에서는 적은 것으로 나타났다. D0M 증가에 따른 TC, FC, E. coilS] 상관관계를 분석해본 결과 상관계수가 각각 0.48, 0.38, 0.06 으로 양의 상관관계를 나타내었으며, 이때의 유의확율은 각각 0.06, 0.11, 0.82 로서 유의수준 0.05를 기준으로 유의성이 없는 것으로 나타났다. Morris et a/.
DOM을 평가하기 위한 수질 항목은 BODst 0 mg/L에서 32 mg/L로 변화 시켜 사용하였고, 일반적인 하수의 DOM을 표현하기 위하여 성상이 같은 하수원수를 여과하여 사용하였다. D0M을 높이기 위해 여과한 하수 원수를 첨가함에 따라 TC, FC, E. coil의 농도가 일정 비율 높아졌지만, UV 소독 후 생존율에서는 큰 차이를 보이지 않았다.
07 이었다. E. coil의 경우 유의수준 0.05를 기준으로 상관성이 없는 것으로 나타났으며, TC와 FC는 유의수준 0.05를 기준으로 음의 상관관계가 있는 것으로 나타났다. Lee et al.
(1998)의 연구결과 탁도는 UV 효율을 감소시킨다는 연구 결과와 본 연구에서의 생존율이 매우 낮은 것을 감안해 볼 때, 탁도와 UW에 의한 TC . FC 처리 효율이 음의 상관관계를 나타낸다는 결론보다는 0~40 NTU 에서는 탁도가 UV 처리에 미치는 영향이 크지 않다는 해석이 합리적이라 판단된다.
6은 D0M의 변화에 따른 UV 소독 후 생존율 그래프이며, 생존율이 TC. FC, E coli 모두 2% 이하로써 UV 소독에 대한 D0M에 의한 영향이 실험한 범위에서는 적은 것으로 나타났다. D0M 증가에 따른 TC, FC, E.
8에서 보는 바와 같이 1×103~8×103 MPN/ 100mL로서 biofilter 처리수를 UV 소독하지 않은 상태 정도의 높은 농도를 보였다. SS가 증가할수록 TC, FC, E. coil의 농도는 선형적으로 증가하는 것으로 나타났다. E.
각 항목(TC, FC, E coil)에 대한 UV 소독효율을 파악하기 위하여 One-way ANOVA test를 실시한 결과 17W, 25W, 41W 내에서 모두 유의수준 0.05 에서 뚜렷한 차이를 나타내지 않았으며, 이것은 실험한 범위의 UV 램프 범위에서는 UV 소독이 TC, FC, E. coli 모두에게 통계학적으로 유사한 범위의 처리효율을 나타낼 수 있음을 의미한다.
41W 램프에서는 유량을 변화시켜도 실험범위에서는 모든 경우에서 100% 소독이 이루어졌으며, 25W와 17W 램프의 경우에도 유량 변화에 따라 조금씩 차이는 있으나 모두 97% 이상의 매우 효과적인 소독이 이루어지는 것으로 나타났다. 각 항목(TC, FC, E. coil)에 대한 UV 소독효율을 파악하기 위하여 One-way ANOVA test를 실시한 결과 17W, 25W, 41W내에서 모 두유의 수준 0.05 에서 뚜렷한 차이를 나타내지 않았으며, 이것은 UV소독이 TC, FC, E. coil 모두에게 통계학적으로 유사한 범위의 높은 처리효율을 나타낼 수 있음을 의미한다. Sinder et al.
coil의 농도는 상대적으로 증가하는 것으로 나타났으나, DOM을 증가시키지 않은 biofilter 처리수를 소독한 것과 유사한 농도범위였다. 각 항목(TC, FC, E. coil)에 대한 UV 소독효율을 파악하기 위하여 One-way ANOVA test를 실시한 결과 농도범위 0~32 mg/L 내에서 모두 유의수준 0.05 에서 뚜렷한 차이를 나타내지 않았으며, 이것은 UV 소독이 TC, FC, E. coli 모두에게 실험한 범위의 D0M 농도에서는 유사한 범위의 높은 처리효율을 나타낼 수 있음을 의미한다.
각 항목(TC, FC, E. coil)에 대한 UV 소독효율을 파악하기 위하여 One-way ANOVA test를 실시한 결과 농도범위 0~40 NTU 내에서 모두 유의수준 0.05 에서 뚜렷한 차이를 나타내지 않았으며, 이것은 실험한 정도의 탁도 범위에서는 UV 소독이 TC, FC, E. coli 모두에게 통계학적으로 유사한 범위의 높은 처리효율을 나타낼 수 있음을 의미한다.
단순한 처리효율이나 생존율을 가지고 소독효율을 판단하는 것은 부적합할 수 있으므로, UV 소독 후 수질 기준에 만족여부를 평가해야만 하는데, 이때 UV 소독과정에서의 SS농도는 UV 소독효율에 영향을 미칠 수 있는 주요 인자일 것으로 판단된다. 각 항목(TC, FC, E. coil)에 대한 UV 소독효율을 파악하기 위하여 One-way ANOVA test를 실시한 결과농도 범위 10-40 mg/L 내에서 모두 유의수준 0.05 에서 뚜렷한 차이를 나타내지 않았으며, 이것은 UV 소독이 실험한 정도의 SS 범위내에서는 TC, FC, E. coli 모두에게 통계학적으로 유사한 범위의 높은 처리효율을 나타낼 수 있음을 의미한다.
3은 램프 W에 따른 LSD의 사후분석 결과인데, 사후분석은 모든 집단을 2개의 조합으로 만들어 이들 조합간의 차이를 비교하는 것으로, 그림에서 A와 B는 차이가 있고, AB와 B, AB와 A는 통계적으로 차이가 없음을 의미한다. 따라서, TC와 E coil의 경우 41W 램프가 17W와 25W 램프 모두보다 처리효율이 높은 것으로 나타났으며, FC의 경우는 41W가 17W 램프보다 처리효율이 높은 것으로 나타났으나 25W 램프와는 처리 효율 차이가 없는 것으로 나타났다.
따라서, 이론적인 자외선조사량이 자외선소독능력을 간접적으로 평가할 수 있는 하나의 항목이나, 직접적인 소독능력과는 차이가 있을 수 있는 것으로 생각된다. 따라서, 자외선강도가 큰 램프를 사용하여, 체류시간을 짧게 하는 것이 자외선강도가 작은 램프에 노출시간을 길게 하여 이론적으로 자외선 조사량을 비슷하게 한 경우보다 높은 소독효율을 얻을 수 있을 것이라 판단된다. 본 실험에 사용된 biofilter 처리수는 41W의 램프로 소독 후 재이용할 경우 미생물이 검출되지 않는 것으로 나타나서 위생적인 문제가 없을 것으로 판단된다.
이것은 처리용량 10 ㎥/day~40 ㎥/day 범위내에서는 통계학적으로 변화가 없이 높은 처리효율을 유지하였다는 것을 의미한다. 또한 램프강도 17W-41W 사이에서는 TC, FC, E. coli 모두 유의수준 0.05 에서 처리효율에 영향을 주는 것으로 나타났다. Fig.
램프강도와 처리용량이 TC, FC, E. coil의 처리효율에 미치는 영향을 파악하기 위해서 Two-way ANOVA test를 실시한 결과, TC, FC, E coli 모두 유의수준 0.05 에서 처리용량이 증가하여도 처리효율에 변화가 없는 것으로 나타났다. 이것은 처리용량 10 ㎥/day~40 ㎥/day 범위내에서는 통계학적으로 변화가 없이 높은 처리효율을 유지하였다는 것을 의미한다.
따라서, 자외선강도가 큰 램프를 사용하여, 체류시간을 짧게 하는 것이 자외선강도가 작은 램프에 노출시간을 길게 하여 이론적으로 자외선 조사량을 비슷하게 한 경우보다 높은 소독효율을 얻을 수 있을 것이라 판단된다. 본 실험에 사용된 biofilter 처리수는 41W의 램프로 소독 후 재이용할 경우 미생물이 검출되지 않는 것으로 나타나서 위생적인 문제가 없을 것으로 판단된다.
(1996)은 FC가 30-35 s/cm2에서 3Tog가 제거되었다고 보고하였는데 이 연구결과는 본 연구에서 사용된 41W의 램프에 유량을 10 aS/day로 실험한 것과 비슷한 자외선 조사량이다. 본 실험에서는 대부분 다른 문헌상 연구결과보다 자외선 조사량이 적은 상태에서도 살균효과가 크게 나타났는데 이유는 UV 소독장치가 유수식으로서 UV 램프와 시료 사이의 거리가 1~5 cm로 매우 작았으며, 자외선 소독에 영향을 미치는 SS 같은 인자들의 영향이 작았기 때문이라 판단된다. 일반적으로 광도나 광량은 거리제곱에 반비례하기 때문에 (Gregory et al, 2000), 다른 실험에서 측정된 자외선 조사량보다 적은 조사량으로서도 거리가 작아서 큰 처리 효과를 얻을 수 있었던 것으로 판단된다.
본 연구에 사용된 탁도의 범위는 일반적인 하수처리장 방류수의 탁도범위인 0~40 NTU로 변화시켜서 17W의 30 ㎥/day에서 실험해본 결과 Fig. 4과 같이 전반적으로 2% 이하의 생존률을 보였으며, 탁도 증가에 따른 TC, FC, E coil의 상관관계를 분석해본 결과 상관계수가 각각 -0.54, -0.53, -0.41 로 음의 상관관계를 나타내었으며, 이때의 유의확율은 각각 0.01, 0.01, 0.07 이었다. E.
본 연구에 사용했던 UV 소독시설은 탁도가 증가하여도 UV가 투과해 시료를 소독하는데 많은 간섭을 받지 않은 것으로 판단되며, 실제로 본 연구에 사용했던 형태의 유수식 UV 소독시설을 설치, 운영할 때 탁도의 영향은 크지 않은 것으로 판단된다. 각 항목(TC, FC, E.
비교되어 있다. 본 연구에서 UV 유입수로 사용된 biofilter 처리수와 향후 UV 소독시설 적용 가능성이 있는 WWTP 유출수를 비교해 보면 biofilter 처리수가 TC의 경우 4.81 배, T-P는 3.64배 정도 높은 상태이었고, SS, T-N 그리고, BOD5는 유사한 수질이었다. 이러한 차이는 유입 수질의 차이는 있으나 biofilter 처리의 경우 정화조에서 고형물질이 침전된 후 다른 처리과정이 없이 biofilter 한가지의 처리공정만을 거치는데, 일반 하수종말처리장에는 1차처리, 2차처리 뿐만아니라 일부에서는 고도처리 및 소독처리까지 거친 후 방류하기 때문에 biofilter 처리수가 일반하수종말처리장보다 상대적으로 높은 수치를 나타낸 것으로 판단된다.
것으로 예상된다. 이 과정에서 SS가 소독효율에 영향을 미칠 수 있는 주요인자로 나타났으나, 현재 운영중인 처리시설들의 일반적인 유출수 SS 농도가 UV 소독에 영향을 미치지 않을 정도로 낮아서, 기존 시설에 본 연구에서 사용한 것과 유사한 형태의 유수식 UV 소독시설을 적용하면 효과적으로 소독이 이루어질 수 있을 것으로 판단된다.
램프를 17, 25, 41W로 세 가지 종류에, 유량을 10~40 ㎥/day로 변화시켜 노출시간이 5~40 s 범위에서 실험한 결과 41W 램프에서는 모든 경우에 100% 소독되었으며, 25W와 17W에서는 전반적으로 97% 이상 소독효율을 나타내었다. 자외선 강도가 큰 램프를 사용하여 짧은 노출시간을 통해 처리하는 것이 자외선 강도가 작은 램프를 이용해 긴 노출시간을 통해 비슷한 자외선 조사량으로 처리하는 것 보다 유리한 것으로 나타났디.
후속연구
본 연구에서 적용한 형태의 유수식 UV 소독시설은 처리시설 유출수 특성을 비교할 때 bio filter와 같은 소규모 처리시설 뿐만 아니라 하수종말처리장과 같은 일정 규모이상 처리시설 유출수 소독에도 효과적일 것으로 예상된다. 이 과정에서 SS가 소독효율에 영향을 미칠 수 있는 주요인자로 나타났으나, 현재 운영중인 처리시설들의 일반적인 유출수 SS 농도가 UV 소독에 영향을 미치지 않을 정도로 낮아서, 기존 시설에 본 연구에서 사용한 것과 유사한 형태의 유수식 UV 소독시설을 적용하면 효과적으로 소독이 이루어질 수 있을 것으로 판단된다.
참고문헌 (24)
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