TOC 제거효율 2계열 침전지서 다소 높아
pilot plant 운전기간 동안의 각 공정별 TOC 변화를 그림 8에 나타내었다. 원수의 TOC는 1.58~4.00mg/L까지 변화하였으며, 1계열 침전수 1.18~2.54mg/L, 여과수 1.14~2.35mg/L, 활성탄수 0.21~1.72mg/L, 2계열 침전수 1.05~2.48mg/L, 여과수 0.93~1.48mg/L 범위에서 변화하였다.
전오존의 영향을 확인하기 위해 계열별 침전수 TOC 제거효율 비교를 그림 9에 나타내었다. 1계열 침전지 제거효율은 8.2~52.6%, 2계열 침전지 제거효율은 14.7~56.4% 범위에서 변화 되었으며, 전체적으로 2계열 침전지 제거효율이 다소 높게 나타났다.
파이롯트 플랜트 각 공정별 평균 TOC 및 제거효율을 표 1에 나타내었다. 2계열 전오존 공정에서 전염소 공정보다 TOC 제거효율이 1.6% 정도 높게 나타났으며, 전오존 처리로 1계열 모래여과수보다 2계열 모래여과수의 평균 TOC가 0.26mg 낮고, 평균 제거율이 9.6% 정도 높게 나타났다. 최종 처리수에서도 평균 TOC가 0.17mg/L 낮고, 평균 제거율이 6.4% 정도 높게 나타나 전오존 처리를 통한 TOC 개선효과가 다소 나타남이 확인됐다.
전오존 주입농도 증가에 UV254 흡광도 제거효율 증가
2계열 전오존 주입농도를 0.51~1.38mg/L로 변화사켰을 때 유기물질 제거효율 영향을 그림 10에 나타내었다. 전오존 주입 농도를 증가시킴에 따라 UV254 흡광도 제거효율이 약 19%에서 약 35%로 대체적으로 증가하는 경향을 나타냈다. 이는 UV254 흡광도가 나타내는 부식물질 등의 난분해성 유기물질을 오존이 산화, 분해 시키기 때문인 것으로 알려진다.
KMNO4 소비량 제거효율도 약 12%에서 약 32%로 제거효율이 증가하였다.
그러나 TOC 제거효율은 오존 주입농도 변화에 별 영향을 나타내지 않았다. 이는 오존이 난분해성과 고분자의 유기물질을 분해가능하고 저분자의 유기물질로 변화시킬 뿐 총유기물의 양을 나타내는 TOC 제거에는 영향을 미치지 못하기 때문인 것으로 판단된다.
1계열 및 2계열 KMNO4 소비량 제거효율도 증가
1계열과 2계열 후오존 주입농도를 각각 0.48~1.2mg/L, 0.51~0.87mg/L로 변화시켰을 때 후오존과 활성탄 공정의 유기물 제거효율의 영향을 Fig. 1에 나타내었다.
후오존 주입농도를 증가시킴에 따라 1계열과 2계열 UV254 흡광도 제거효율이 각각 약 43%에서 약 57%로, 약 40%에서 약 50%로 대체로 증가하는 경향을 나타냈다.
1계열과 2계열 KMNO4 소비량 제거효율도 각각 약 35%에서 55%로, 약 42%에서 약 50%로 제거효율이 대체로 증가하였다. 1계열과 2계열 TOC 제거효율도 각각 약 16%에서 약 23%로, 약 15%에서 약 30%로 제거효율이 대체로 증가하였다. 이는 오존이 난분해성과 고분자의 유기물질을 분해가능하고 저분자의 유기물질로 변화시켜 활성탄 내에 있는 미생물에 의한 분해와 활성탄 흡착을 통해 유기물질을 제거하기 때문인 것으로 풀이된다.
본 연구는 대구광역시 수질검사소에 설치된 Pilot Plant을 이용하여 상수의 고도처리를 위한 수처리 시스템에서의 전오존처리의 효과와 전·후오존 주입농도 변화에 따른 수질특성을 비교하여 낙동강 계통의 고도정수처리시설을 효율적으로 운영하는데 도움을 주고, 오존을 중심으로 한 최적의 고도정수처리 시스템을 구축할 수 있는 기초 자료를 제시하고자 연구를 수행한 결과이다.
수질연구과 신명철, 이승희, 박신정, 김영철, 김종우
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