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저수조 내 잔류염소 감소에 미치는 주요 영향 인자에 관한 문헌연구

A Review Study on Major Factors Influencing Chlorine Disappearances in Water Storage Tanks

한국방재안전학회논문집 = Journal of Korean Society of Disaster and Security, v.9 no.2, 2016년, pp.63 - 75  

노유래 (연세대학교 토목환경공학과) ,  김상효 (연세대학교 토목환경공학과) ,  최성욱 (연세대학교 토목환경공학과) ,  박준홍 (연세대학교 토목환경공학과)

초록
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안전한 수돗물 공급을 위해 정수처리장부터 최종 단계인 수도꼭지까지 일정 수준 이상의 잔류염소농도가 유지되어야 한다. 하지만 국내 문헌에 따르면 상수공급의 전체 과정 중에 30-60%의 잔류염소가 소실되고, 이에 대한 주요 원인으로 정수처리 과정에서 염소 사용량 감소 추세, 급수배관 내에서 염소분해 손실, 여름철의 높은 온도에 의한 잔류염소 분해 속도 증가, 급수배관의 노후화에 따른 잔류염소 손실, 저수조 내 저장 시 잔류염소 감소 발생 등이 파악되었다. 이러한 이유로 저수조를 거치는 급수 방식의 경우 최종 수도꼭지의 잔류염소 농도가 기준치보다 낮아질 개연성이 높고, 용량과 체류시간을 단순히 고려하는 기존의 저수조 설계 방식으로 인해서 수돗물 공급의 안전성에 대한 우려가 존재한다. 이의 개선 방안 도출을 위해서 본 연구에서는 저수조 내 잔류염소 감소에 관여하는 주요 기작들인 수체 내 잔류염소 분해, 벽체 표면 흡착, 그리고 증발에 의한 물질전달을 수학적으로 묘사하는 공식들과 계수 값들을 문헌을 통해서 획득하고, 일반적 저수조 조건에서 모델 시뮬레이션을 수행하였다. 그 결과 저수조에 유입되는 수돗물 내 유기물 농도, 수돗물이 저수조에 유입되는 수리학적조건(난류 정도), 그리고 저수조 벽체 표면 재질의 흡착능 등이 저수조 내 잔류염소 감소에 주요 영향 인자들임을 알 수 있었다. 본 연구에서 획득된 결과들은 잔류염소 감소를 최소화하여 안전한 수돗물 공급을 가능하게 하는 새로운 저수조 설계기법이나 기술 개발에 유용하게 활용될 것이다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

For safe water supply, residual chlorine has to be maintained in tap-water above a certain level from drinking water treatment plants to the final tap-water end-point. However, according to the current literature, approximately 30-60% of residual chlorine is being lost during the whole water supply ...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 이들 중 세 번째인 운영기술의 경우 저수조 내 잔류염소를 자동 모니터링하고 필요분의 염소를 추가해 주는 자동 장비와 운영 기술들이 국내에서 이미 상용화되어 있는 반면 수돗물 공급 전반의 과정에서 잔류염소 감소에 대한 국내 현황 파악과 저수조 내 잔류염소 감소 최소화를 위한 설계기술 개선을 위한 연구는 국내에서 매우 제한적이다. 본 연구에서는 저수조 내 잔류염소 감소를 최소화하는 시설의 설계 방안 도출을 목적으로 (1) 국내 정수 처리 및 급수 시설의 잔류염소 현황 파악과 (2) 저수조 내 잔류염소 감소에 관여하는 기작들에 대한 이론적 고찰 및 문헌조사 연구, 그리고 (3) 잔류염소 감소기작들의 수학식을 이용한 모델 시뮬레이션을 수행하였다.

가설 설정

  • 5 m로 하였다. 온도는 섭씨 25도로 가정하였고, 수돗물의 유입과 유출이 존재하는 연속교반탱크반응기(CSTR) 조건으로 진행하였다. 초기 잔류 염소 농도는 서울시 평균 유입 농도인 0.
  • 온도는 섭씨 25도로 가정하였고, 수돗물의 유입과 유출이 존재하는 연속교반탱크반응기(CSTR) 조건으로 진행하였다. 초기 잔류 염소 농도는 서울시 평균 유입 농도인 0.23 mg/L로 가정하였다. 모델 시뮬레이션에 필요한 기작들의 수학적 모형의 계수값들은본연구의문헌조사결과로도출된값들(Table 1)을 사용하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
한국의 대도시에서 수돗물 음용률이 낮은 이유는? 미국, 일본 등의 OECD 국가에서는 40~50%인 반면 한국의 대도시에서 수돗물 음용률이 5% 이내로 낮다. 이에 대한 주요원인은 최종 말단 수돗물의 수질에 대한 시민들의 신뢰도가 높지 않기 때문이다(한국 수자원공사, 2014). 이러한 불신은 저수조 내 저장된 수돗물의 위생관리에 대한 우려에서 기인한다. 정수처리시설 에서 안전한 수질의 수돗물을 공급을 하여도 저수조 내 일정기간 저장되는 동안에 외부환경에서 유입되는 불순물 특히 병원성 세균에 의한 오염 가능성이 존재한다(Geldreich et al.
수돗물 내 잔류염소의 적정수준 유지를 위한 기존 저수조 기술의 개선을 위해서는 무엇이 필요한가? 수돗물 내 잔류염소의 적정수준 유지를 위한 기존 저수조 기술의개선을위해서는첫째, 정수처리장에서부터최종말단 수도꼭지까지의 전 과정 관점에서 충분히 높은 농도의 잔류염소가 저수조에 유입되게하는 기술이 필요하고, 둘째, 저수조 내에서 잔류염소 감소가 최소화 되는 시설 설계 기술, 그리고 만약 저수조에서 유출되는 잔류염소의 수준이 기준치 보다 낮은 경우, 추가로 염소주입을 해 주는 운영기술 등이 요구된다. 이들 중 세 번째인 운영기술의 경우 저수조 내 잔류염소를 자동 모니터링하고 필요분의 염소를 추가해 주는 자동 장비와 운영 기술들이 국내에서 이미 상용화되어 있는 반면 수돗물 공급 전반의 과정에서 잔류염소 감소에 대한 국내 현황 파악과 저수조 내 잔류염소 감소 최소화를 위한 설계기술 개선을 위한 연구는 국내에서 매우 제한적이다.
수돗물이 저수조 내에 저장되는 동안 일어날 수 있는 병원성 세균에 의한 오염 가능성을 해결하는 방법은? , 1992). 이에 대한 기술적 대책은 저장되는 수돗물 내 잔류염소 농도를 일정이상 유지하는 것인데, 이를 위한 첫째 방안은 저수조를 거치지 않고 직결로 최종 수용자에 급수하는 기술을 도입하는 것이고, 둘째는 기존 저수조 기술을 개선하는 것이다.
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