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문제 정의
- 또한 정수처리법이 개 정됨으로써 소독제 농도가 높고 소독시간이 길어져서 소독부산물의 생성량이 증가할 개연성이 매우 높다. 따라서 본 연구에서는 새로운 정수처리시스템을 개발 하기 위하여 주암호 물을 대상으로 규조토여과-활성탄 흡착실험을 수행하여 장치의 성능 및 이화학적 수질항 목의 제거율을 조사하였다.
제안 방법
- DOC 제거율이 접촉시간 5분일 때 22.6%, 40분 23.4%, 60분 29.8%, 90분 37.5% 및 120분 40%를 나타내어 본 연구의 활성탄 접촉조의 공상접촉시간은 5분으로 설계하였다.
- 규조토 여과수를 활성탄 접촉조에 유량 1 //min, 접촉 시간 5min 동안 통과시킨 후 처리수의 탁도, KMnO4 소비량, DOC 및 5知4를 측정 분석하였다.
- 규조토의 사용량을 알아보기 위해서 pore size 20 |lm인 element disc B에 대해서 규조토 A, B 및 C의 양을 변화시키며 precoating 피복상태와 시간에 따 른 flux 및 여과압력을 조사하였다.
- humic acid sodium salt)에 대한 등온흡 착실험을 실시하였다. 먼저 10mg/, humic acid(sodium salt) 용액을 조제하여 O.lN-HzSQ로 pH를 7.0으로 조 정한 뒤, 삼각플라스크 7개에 각각 100m/씩 넣고, 활성 탄을 0.1, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0 및 2.0g씩 단계적으 로 넣은 후 밀봉하여 항온진탕기에서 20±0.5°C, 120rpm으로 48시간 동안 접촉시킨 후 여과하여 DOC 농도를 측정하였다.
- 본 연구에 사용된 규조토여과기와 활성탄 접촉조는 자체 제작한 것이며, 먼저 원수를 규조토 여과한 후 여 과수를 활성탄 접촉조에 통과시켰다.
- 시료수를 규조토여과하고 활성탄과 접촉시킨 후 원수 와 처리수의 수질을 비교하였다. Fig.
- 먼저 시료 1/에 염소 5 mg//를 투여하고, 2CTC의 암소에 48시간 동안 방치한 후, 40nM를 마개있는 실린다에 취하여 n-헥산 10 m/를 가 하고, 마개를 하여 10~20초간 강하게 흔들어 섞은 다 음 정치하여 얻은 ip헥산층을 시험용액으로 사용하였다. 시험용액 2財를 가스크로마토그래피에 주입하고 클 로로포름, 브로모디 클로로메탄, 디 브로모클로로메탄 및 브로모포름를 측정하여 총 THMs을 구하였다.
- 적절한 여재를 선정하기 위하여 여재로서 pore size 10jim(R)과 20jim(B)인 2종의 element disc와 규조토 A, B 및 C를 각각 조합하여 여과시간에 따른 flux, 압 력 및 여과수질을 조사하였다.
- 활성탄의 흡착성능을 알아보기 위해 humic acid (Aldrich Co. humic acid sodium salt)에 대한 등온흡 착실험을 실시하였다. 먼저 10mg/, humic acid(sodium salt) 용액을 조제하여 O.
- 활성탄의 흡착속도를 알아보기 위하여 삼각플라스크 7개에 각각 10 mg// humic acid 용액 lOOm/와 활성탄 1 g을 넣고 항온진탕기에서 20±0.51, 120rpm으로 교 반시키면서 접촉시간(5, 10, 20, 30, 40, 60, 90, 120 분)에 따른 DOC 농도를 측정하였다.
대상 데이터
- STANDARD SUPER-CEL(A), Hyflo Super-CEL(B), CELITE 545RV(C) 등 3가지 규조토®를 실험에 사용 하였으며, 규조토의 물리화학적 성질을 Table 1에 나타 내었다.
- 규조토 여과기는 원수탱크와 프리코트 탱크, 필터, 펌 프 및 콤프레서로 구성되었다. Fig.
- 시료수는 주암호에서 유입되는 광주시 D 정수장의 착 수정 유입수를 사용하였다. 시료수의 수온은 20.
- 염소소독제로는 NaOCl(유효염소 12%)를 사용하고, THMs의 표준시약인 클로로포름, 브로모디클로로메탄, 디브로모클로로메탄 및 브로모포름은 Supelco Co.의 제 품을 사용하였으며, MTBE(Tertiary-butyl-methylether), Methyl alcohol, Sodium sulfate anhydrous, Sodium chloride 등은 시약 1 급 이상을 사용하였다.
- 총 THMs는 GC(Electron capture detector)/MS를 이용하여 측정하였다. 먼저 시료 1/에 염소 5 mg//를 투여하고, 2CTC의 암소에 48시간 동안 방치한 후, 40nM를 마개있는 실린다에 취하여 n-헥산 10 m/를 가 하고, 마개를 하여 10~20초간 강하게 흔들어 섞은 다 음 정치하여 얻은 ip헥산층을 시험용액으로 사용하였다.
- 0mm, 유 효용적 30/인 직사각형의 스테인레스통에 입상활성탄 600 g을 충전시킨 pack을 5개 넣어서 만들었다. 활성탄 pack은 부직포로 만들었으며, 크기는 W400XL210mm 이고, 한 개의 pack 속에 활성탄 600 g을 충전시켰다. Fig.
- 활성탄은 입자크기 850|im/1.7mm인 야자계의 식물 성 입상활성탄을 사용하였다. 입상활성탄의 요오드가는 1, 182 m//g, ABS 값은 22.
이론/모형
- 분석항목은 탁도, KMnO4 소비 량, DOC, UV254, THMs이며, 분석방법은 수질오염공정시험법과 미국 EJA의 Standard Method”에 준하여 실험하였다.
성능/효과
- 1. 규조토 여과기의 초기 30분간 여과수량은 여재 B- C(10.2 m3/m2)7]- B-B(5.7) 및 R-A(5.4)의 약 2배이고 여과수의 DOC는 여재 R-A(2.038 mg/Z), B-C(2.428) 및 B-B(2.497) 순서로 낮으므로 경제성과 수질을 고려 할 때 여재 B-C를 사용하는 것이 가장 유리하며, 규조 토의 양은 여과 면적 In? 당 2kg을 사용하는 것이 적당하다.
- 2. 염소소독 부산물의 생성량은 규조토 여과수와 활 성탄 처리수 모두 먹는물 수질기준을 충족시키고 기존 정수장의 여과수보다 낮았으며 규조토 여과에 의해서 약 20%, 규조토 여과-활성탄 흡착에 의해서 약 40% 감소되었다.
- 3. 공정별 오염물질 제거율은 규조토여과의 경우 탁 도 약 90%, KMnO4 소비량 61.4-65.3%, D0C 36.6 ~48.2%이고, 규조토횔성탄흡착의 경우 KMnO4 소비량 65.8-76.2%, DOC 55.3~67.2%이었다.
- 공정별 오염물질 제거율은 규조토여과의 경우 탁도 약 90%, KMnO4 소비량 30.5-65.3%, DOC 36.6-48.2%이고, 규조토여과활성탄흡착의 경우 KMnO4 소 비량 65.8-76.2%, DOC 55.3~67.2%이었다. 활성탄 흡 착에 의해서 KMnO4 소비량의 제거율이 약 10%, DOC 제거율이 약 20% 증가되었다.
- 308 mg/Z로서 R-A 여과수 가 B-C보다 DOC 제거율이 13% 정도 높고, 유량은 B-C 쪽이 R-A 보다 2배 이상 많다. 따라서 경제성과 수질을 함께 고려하면 여재 B-C를 선택하고, 수질만을 고려한다면 여재 R-A를 선택하는 것이 유리할 것으로 사료된다.
- 실험결과 규조토 사용량이 LOkg/nr2과 1.5kg/m2일 때에는 부분적으로 coating되거나 코팅 두께가 너무 얇 아 탁질이 유출되었다. 규조토 사용량이 ZOkg/n?일 때 에는 여과압력 1.
- 이상을 종합하면 기존 정수처리장의 응집침전-급속여 과 공정을 대체하여 규조토여과-활성탄 흡착공정을 도 입함으로써 응집제를 사용하지 않고도 탁도 및 유기물 질 등 이화학적 수질항목이 먹는물 수질기준에 적합한 용수의 생산이 가능함을 알 수 있다.
- 2%이었다. 활성탄 흡 착에 의해서 KMnO4 소비량의 제거율이 약 10%, DOC 제거율이 약 20% 증가되었다.
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