I 정수장의 UV 공정 적용을 통한 소독능 제고 및 관망 잔류염소 적정 운영 효과 예측

박종일(Jong-Il Park),이영(Young Lee),김건회(Keon-Hoi Kim),이태훈(Tae-Hoon Lee),박철종(Cheol-Jong Park),유정희(Jeong-Hee Yoo) 대한환경공학회 2019 대한환경공학회지 Vol.41 No.11

목적 : 본 연구에서는 I정수장에 고도공정으로 도입된 UV 공정을 활용한 소독능 제고 및 관망 잔류염소 적정 운영효과를 분석하였다. 방법 : Virus 및 Giardia 불활성화비 계산은 환경부에서 개발한 “소독능 계산 프로그램”을 활용하였으며, 수질인자(잔류염소, 수온 등)는 자동측정기로 측정 및 저장하였다. 동절기 최악 수질 조건 시 용수생산량별 Giardia 불활성화비 1.1 이상 만족을 위한 정수지 잔류염소 농도를 산정하고, EPANET2.0을 통해 해당 조건에서의 공급과정 잔류염소 농도를 모의하였다. I정수장 UV 설비의 UV 조사량 인증 시험은 UVDGM 2006에 의거하여 HDR|HydroQual에서 수행하였다. UV 소독 적용시의 Giardia 불활성화비를 도출한 후, 공급과정 잔류염소 적정 운영을 위한 정수지 잔류염소 농도를 산정하였다. 염소 단독 소독과 UV 병행 소독 시의 약품비 및 전력비를 통해 원단위를 산출하여 경제성을 비교하였다. 결과 및 토의 : I정수장에서 염소 단독 소독으로 동절기시 Giardia 불활성화비 1.1 이상 달성을 위해서는 정수지 잔류염소 농도를 0.73-1.59 mg/L로 운영하여야 하는 것으로 산정되었다. 이 경우 관말 배수지 잔류염소 농도는 0.63-1.42 mg/L로 나타났다. I정수장의 UV 설비를 소독에 적용할 경우, 반응조당 1개 섹션을 가동전력 100%로 운영 시 인증조사량(VD)은 21.3 mJ/cm²로 도출되었다. 이는 Giardia 불활성화비 1.936, Cryptosporidium 불활성화비 1.775에 해당하는 값이었다. 이를 통하여 UV 소독으로 Giardia 및 Cryptosporidium의 안정적인 소독이 가능할 것으로 사료되었다. 또한 UV 소독 적용 시 정수지 잔류염소는 0.59-0.65 mg/L (관말 배수지 잔류염소 농도 0.5 mg/L 유지 수준)로 운영할 수 있다고 산정되었다. 경제성 분석 결과, 용수생산량 190,000-250,000 m³/일인 경우 UV 소독을 병행하면 NaOCl 단독 소독 대비 원단위를 0.02-0.85 원/m³ 절감할 수 있을 것으로 예상되었다. 결론 : I정수장 UV 공정 적용 시 높은 소독 효율 확보와 정수지 및 관망 잔류염소 농도의 적정 운영이 가능할 것으로 판단되었다. 이를 통하여 약품비의 절감은 물론 소독부산물 발생 농도 저감이 예상되었다. 또한, UV의 Giardia 및 Cryptosporidium에 대한 소독효과가 높아 기존의 염소소독을 효과적으로 보완할 수 있을 것으로 기대되었다. Objectives : In this study, disinfection efficiency improvement and optimal operation of residual chlorine were analyzed when apply UV (Ultraviolet) process in I WTP (Water Treatment Plant). Methods : Inactivation ratios of virus and Giardia were calculated by “Disinfection efficiency calculation program” which was made by Ministry of Environment. Water quality factors (residual chlorine, temperature, etc) were measured and saved by auto measuring instruments. Residual chlorine in clean water reservoir was calculated for satisfy the inactivation ratio of Giardia over 1.1 at worst case of water quality condition in winter season. Residual chlorine in distribution reservoir was simulated by EPANET2.0. UV dose validation test of UV facilities in I WTP was conducted by HDR|HydroQual according to UVDGM (Ultraviolet Disinfection Guidance Manual) 2006 of US EPA (United States Environmental Protection Agency). Inactivation ratio of Giardia by application of UV disinfection and optimal concentration of residual chlorine in clean water reservoir for optimal operation of water distribution line were calculated. Economical efficiency was compared by price unit of chlorine sole disinfection and UV combined disinfection. Results and Discussion : In order to satisfy the inactivation ratio of Giardia over 1.1 by chlorine sole disinfection, residual chlorine in clean water reservoir should be operated within 0.73-1.59 mg/L. In this case, residual chlorine of distribution reservoir at the end of water distribution line was 0.63-1.42 mg/L. If UV process of I WTP was applied to disinfection, validation dose (VD) would be estimated 21.3 mJ/cm² when operating 1 section per reactor at 100% ballistic power level. Which value corresponded to inactivation ratio of Giardia 1.936 and Cryptosporidium 1.775. Through this, it would be possible to secure effective disinfection of Giardia and Cryptosporidium, and reduce post chlorine injection. In application of UV disinfection, residual chlorine in clean water reservoir could be operated within 0.59-0.65 mg/L (residual chlorine in distribution reservoir at the end of distribution line would be 0.5 mg/L level). By the result of economical efficiency analysis, when water production is 190,000-250,000 m³/d, UV combined disinfection would be saved the price unit within 0.02-0.85 KRW/m³ comparing with chlorine (NaOCl) sole disinfection. Conclusions : If UV process in I WTP was applied to disinfection, it would be possible to secure high disinfection efficiency and optimal operation of residual chlorine in clean water reservoir and distribution line. Through this, it would be expected to economize chemical costs and decrease the concentration of disinfection byproducts. In addition, UV has high disinfection effect against Giardia and Cryptosporidium, it would be expected to effectively complement the chlorine sole disinfection.

잔류염소 분해특성을 고려한 소규모 배수지의 수질관리- 서울시 영등포정수사업소 배수계통의 화곡배수지를 대상으로 한 현장연구 -

정원식,김이태,유명진,이현동 서울연구원 2004 서울도시연구 Vol.5 No.2

This study focused on the three viewpoints which were to investigate the kinetics of residual chlorine decay in pipe and reservoir, and compare the kinetics of laboratory and field, and predict the decay equation according to various factors which were water temperature, initial chlorine concentration levels, consumed KMnO4, and modelling chlorine decay in distribution reservoir. The results of chlorine decay analysis in pipe wall and reservoir represented that the decay coefficient K values of pipe wall and reservoir in laboratory are respectively high 2.4~3.2 and 12~1.4 times than field test, also, the major influence factors were water temperature, initial concentration of residual chlorine, consumed KMnO4, and hydraulic retention time. From modelling chlorine decay in field reservoir using this prediction equations, the influent in model reservoir were completely mixed. Therefore, HRT or water depth control with water temperature(or seasons) as optimal methods for effective water quality management in model reservoir is proposed. 본 연구는 세가지 관점에서 수행되었다. 첫째는 실험실과 현장의 잔류염소분해 실험을 통해 관내 및 배수지내 잔류염소 분해 특성을 분석하여 분해상수 K값을 구하고, 둘째, 수질영향인자에 따른 잔류염소 분해 예측식을 도출하며, 마지막으로 예측식을 이용하여 배수지내 잔류염소 감소를 모의하여 수리적인 혼화형태를 평가하고 염소농도를 유지할 수 있는 계절별 배수지 관리 방안을 제시하고자 하였다. 실험실 및 현장의 잔류염소분해 특성 비교 결과, 관내 및 배수지에 대한 잔류염소 분해상수(K)값은 실험실 값이 현장 측정값보다 각각 2.4~3.2배와 1.2~1.4배 크게 나타났다. 또한 수온에 따른 관내 및 배수지의 분해상수는 각각 1.26 및 1.22배로 수온이 높은 여름철이 겨울보다 큰 것으로 나타났다. 또한 배수지내 잔류염소 분해에 미치는 주요 영향인자는 수온, 초기 잔류염소농도, 유기물, 체류시간인 것으로 나타났다. 그리고 예측식을 이용한 대상 배수지내 잔류염소분해 특성을 모의한 결과 유입수가 비교적 양호하게 혼합되는 것으로 판단되었으며, 수위조절을 통해 효과적인 잔류염소농도 유지 및 저류의 역할을 가질 수 있을 것으로 판단된다.

저수조 내 잔류염소 감소에 미치는 주요 영향 인자에 관한 문헌연구

노유래(Yoorae Noh),김상효(Sang-Hyo Kim),최성욱(Sung-Uk Choi),박준홍(Joonhong Park) 한국방재안전학회 2016 한국방재안전학회 논문집 Vol.9 No.2

약안전한 수돗물 공급을 위해 정수처리장부터 최종 단계인 수도꼭지까지 일정 수준 이상의 잔류염소농도가 유지되어 야 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 속 도 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 도출 을 위해서 본 연구에서는 저수조 내 잔류염소 감소에 관여하는 주요 기작들인 수체 내 잔류염소 분해, 벽체 표면 흡착, 그리 고 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 수리학적 조건(난류 정도), 그리고 저수조 벽체 표면 재질의 흡착능 등이 저수조 내 잔류염소 감소에 주요 영향 인자들임을 알 수 있 었다. 본 연구에서 획득된 결과들은 잔류염소 감소를 최소화하여 안전한 수돗물 공급을 가능하게 하는 새로운 저수조 설계 기법이나 기술 개발에 유용하게 활용될 것이다. 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 pathways. The losses of residual chlorine may have been attributed to the current tendency for water supply managers to reduce chlorine dosage in drinking water treatment plants, aqueous phase decomposition of residual chlorine in supply pipes, accelerated chlorine decomposition at a high temperature during summer, leakage or losses of residual chlorine from old water supply pipes, and disappearances of residual chlorine in water storage tanks. Because of these, it is difficult to rule out the possibility that residual chlorine concentrations become lower than a regulatory level. In addition, it is concerned that the regulatory satisfaction of residual chlorine in water storage tanks can not always be guaranteed by using the current design method in which only storage capacity and/or hydraulic retention time are simply used as design factors, without considering other physico-chemical processes involved in chlorine disappearances in water storage tank. To circumvent the limitations of the current design method, mathematical models for aqueous chlorine decomposition, sorption of chlorine into wall surface, and mass-transfer into air-phase via evaporation were selected from literature, and residual chlorine reduction behavior in water storage tanks was numerically simulated. The model simulation revealed that the major factors influencing residual chlorine disappearances in water storage tanks are the water quality (organic pollutant concentration) of tap-water entering into a storage tank, the hydraulic dispersion developed by inflow of tap-water into a water storage tank, and sorption capacity onto the wall of a water storage tank. The findings from this work provide useful information in developing novel design and technology for minimizing residual chlorine disappearances in water storage tanks.

세척조건에 따른 신선편이 결구상추의 잔류 염소량 발생 변화

조순덕(Sun-Duk Cho),장민선(Min-Sun Chang),이유시(Yu-Si Lee),하상도(Sang-Do Ha),김건희(Gun-Hee Kim) 한국원예학회 2010 원예과학기술지 Vol.28 No.1

본 연구에서는 샐러드 등 신선편이 식품의 기본 재료로 가장 많이 사용되고 있는 결구상추를 대상으로 염소수(차아염소산나트륨) 농도, 침지시간, 헹굼 횟수 및 염소수 침지온도에 따른 신선편이 식품의 잔류염소량 분석을 통해 위해정도를 확인하였다. 염소수 농도에 따른 실험 결과 200㎎ · L?¹ 이하에서는 유리잔류염소량이 1.0-7.0㎎ · L?¹으로 농도 의존적 증가를 보였으나 차이는 크지 않았고, 300㎎ · L?¹ 이상에서 30.0-45.0㎎ · L?¹로 급격히 증가하였다. 침지시간에 따른 유리잔류염소량은 비슷한 수준이었으나, 총잔류염소량은 시간이 증가함에 따라 소폭 증가하다가 유지되는 경향을 보였다. 헹굼 횟수별로는 1회 세척 시 총잔류염소량 16.0㎎ · L?¹이었으나, 2회 이상 세척 시 잔류염소는 검출되지 않았다. 염소수 침지온도에 따른 실험 결과 200㎎ · L?¹ 처리시, 5-20℃에서 총잔류염소량이 22.0-28.0㎎ · L?¹이었고, 30-50℃에서 5.0-12.0㎎ · L?¹으로 온도가 높아질수록 잔류량은 감소하였다. This study analyzes the residual chlorine content of fresh-cut lettuce (Lactuca sativa L.) according to changes the concentration of sodium hypochlorite, dipping time, number of washes, and the temperature of wash water to verify the level of toxicity. When the concentration of sodium hypochlorite was under 200 ㎎ · L?¹, the residual amount of free chlorine was 1.0-7.0 ㎎ · L?¹. However, when the concentration of sodium hypochlorite exceeded 300 ㎎ · L?¹, the residual amount dramatically increased to 30.0-45.0 ㎎ · L?¹. The amount of free chlorine did not change much by the time of dipping. In contrast, the total residual chlorine content rose slightly as the dipping time increased. When the subject was washed once after chlorine treatment, the total residual chlorine content stood at 16.0 ㎎ · L?¹. Residual chlorine was not detected when the subject was washed for more than two times. Between the chlorinated water (200 ㎎ · L?¹) temperature of 5-20℃, the total residual chlorine content was 22.0-28.0 ㎎ · L?¹. When the temperature of washing water was raised to 30-50℃, the content decreased to 5.0-12.0 ㎎ · L?¹.

AI 기법을 활용한 정수장 수질예측에 관한 연구

이승민,강유진,송진우,김주환,김형수,김수전 한국수자원학회 2024 한국수자원학회논문집 Vol.57 No.3

상수도 공급을 위한 정수장에서 전염소 또는 중염소 공정이 도입된 수처리 공정의 염소농도 관리에 필요한 공정제어를 위하여 AI 기술을 활용한 수질예측 기법이 연구되고 있다. 본 연구에서는 정수장 수처리 공정에서 실시간으로 관측, 생산되고 있는 수량・수질자료를 이용하여 염소소독 공정제어 자동화를 목적으로 침전지 후단의 잔류염소 농도를 예측하기 위한 AI 기반 예측모형을 개발하였다. AI 기반 예측모형은 과거 수질 관측자료를 학습하여 이후 시점의 수질에 대한 예측이 가능한 기법으로, 복잡한 물리・화학・생물학적 수질모형과 달리 간단하고 효율적이다. 다중회귀 모형과 AI 기반 모형인 랜덤포레스트와 LSTM을 이용하여 정수장의 침전지 후단 잔류염소 농도를 예측하여 비교하였다. 최적의 잔류염소 농도 예측을 위한 AI모형의 입출력 구조로는 침전지 전단의 잔류염소 농도, 침전지 탁도, pH, 수온, 전기전도도, 원수의 유입량, 알칼리도, NH3 등을 독립변수로, 예측하고자 하는 침전지 유출수의 잔류염소 농도를 종속변수로 선정하였다. 독립변수는 침전지 후단의 잔류염소에 영향이 있는 정수장에서 확보가 가능한 관측자료중에서 분석을 통해 선별하였으며, 분석 결과 연구대상 정수장인 정수장에서는 중회귀모형, 신경망모형, 모델트리 및 랜덤포레스트 모형을 비교한 결과 랜덤포레스트에 기반한 모형오차가 가장 낮게 도출되는 결과를 얻을 수 있었다. 본 연구에서 제시하는 침전지 후단의 적정 잔류염소 농도 예측값은 이전 처리단계에서 염소주입량의 실시간 제어가 가능토록 할 수 있어 수처리 효율 향상과 약품비 절감에 도움이 될 것으로 기대된다. In water treatment plants supplying potable water, the management of chlorine concentration in water treatment processes involving pre-chlorination or intermediate chlorination requires process control. To address this, research has been conducted on water quality prediction techniques utilizing AI technology. This study developed an AI-based predictive model for automating the process control of chlorine disinfection, targeting the prediction of residual chlorine concentration downstream of sedimentation basins in water treatment processes. The AI-based model, which learns from past water quality observation data to predict future water quality, offers a simpler and more efficient approach compared to complex physicochemical and biological water quality models. The model was tested by predicting the residual chlorine concentration downstream of the sedimentation basins at Plant, using multiple regression models and AI-based models like Random Forest and LSTM, and the results were compared. For optimal prediction of residual chlorine concentration, the input-output structure of the AI model included the residual chlorine concentration upstream of the sedimentation basin, turbidity, pH, water temperature, electrical conductivity, inflow of raw water, alkalinity, NH3, etc. as independent variables, and the desired residual chlorine concentration of the effluent from the sedimentation basin as the dependent variable. The independent variables were selected from observable data at the water treatment plant, which are influential on the residual chlorine concentration downstream of the sedimentation basin. The analysis showed that, for Plant, the model based on Random Forest had the lowest error compared to multiple regression models, neural network models, model trees, and other Random Forest models. The optimal predicted residual chlorine concentration downstream of the sedimentation basin presented in this study is expected to enable real-time control of chlorine dosing in previous treatment stages, thereby enhancing water treatment efficiency and reducing chemical costs.

수온 변화에 따른 상수관망 내 수질반응계수 추정 및 월별 잔류염소농도 분포 변화 분석

정기문,최태호,강두선,이주원,황태문 한국수자원학회 2023 한국수자원학회논문집 Vol.56 No.11

국내에서는 지속적인 상수도 수질사고 발생으로 인해 수돗물 수질에 대한 이용자 불신이 확산되고 있다. 특히, 수질사고 외에도 수돗물에 포함된 염소 성분 등으로 인해 맛, 냄새 등에 대한 이용자들의 수질민원 또한 지속적으로 발생하고 있다. 따라서 상수도 사업자들은 이용자에게 공급되는 잔류염소농도가 충분히 잔류하면서도 과도하게 유지되지 않도록, 시간적(Scheduling) 및 공간적(Rechlorination) 관점에서 상수관망 내 잔류염소농도가 균등하게 분포하도록 다양한 방법을 검토 및 적용하고 있다. 본 연구에서는 상수관망 해석을 통한 월별 잔류염소농도 최적 관리 방법의 일환으로, 대규모 상수관망시스템을 대상으로 Lab-scale 실험을 통한 수체반응계수, EPANET 수질해석을 통한 관체반응계수 등 관망 수질반응계수를 온도별로 추정하고, 온도별 수질반응계수를 바탕으로 염소투입농도 조건에 따른 월별 잔류염소농도 분포 현황을 분석하였다. 분석 결과, 온도 조건이 달라짐에 따라 잔류염소농도 하한 및 상한기준을 만족시킬 수 있는 효율적인 염소투입농도 조건 또한 달라지므로, 월별 잔류염소농도의 공간적 분포를 고려하여 구체적이고 정량적인 염소투입 계획 수립이 필요한 것으로 판단된다. In South Korea, ongoing incidents related to drinking water quality have eroded consumer trust. Specifically, beyond quality incidents, there have been complaints about taste, odor, and other issues stemming from the presence of chlorine. To address this, water service operators are employing various management strategies from both temporal (scheduling) and spatial (rechlorination) perspectives to ensure uniform and safe distribution of chlorine residuals. In this study, we focus on the optimal monthly management of chlorine residuals, based on water distribution network analysis. Water quality reaction coefficients, including bulk fluid and wall reaction coefficients, were estimated through lab-scale tests and EPANET water quality simulations, respectively, accounting for temperature variations in a large-scale water distribution network. Utilizing these estimated coefficients, we examined the monthly variations in chlorine residual distribution under different chlorine injection conditions. The results indicate that the efficient concentration for chlorine injection, which satisfies the residual chlorine limit range, varies with temperature changes. Consequently, it is imperative to establish a specific and quantitative chlorine injection plan that considers the accurate spatial distribution of monthly chlorine residuals.

급배수계통 수질모니터링 장치를 활용한 염소주입 정밀제어 연구

조우현(Woo-Hyeun Joe),최영준(Young-Jun Choi),이성락(Sung-Rag Lee) 대한설비공학회 2019 대한설비공학회 학술발표대회논문집 Vol.2019 No.-

급배수계통에서의 위생적 측면에서의 안정성을 확보하기 위해 정수처리의 마지막 공정으로 소독제인 염소를 투입하고 있다. 수돗물에서 미생물에 대한 안정성 확보와 물맛을 동시에 개선하기 위해서는 적정한 잔류염소의 농도유지가 필요하다. 서울시 상수도는 『건강하고 맛있는 물 가이드라인』에 따라 수도꼭지 잔류염소 농도를 0.1~0.3mg/L 범위대에서 유지하는 것을 목표로 하고 있다. 대도시 경우 정수장에서 생산된 수돗물은 배수지를 거쳐 수도꼭지까지 도달하는 데 1일 이상이 소요되므로 실시간 염소투입량 제어가 어렵고, 송수잔류염소를 일정하게 유지하더라도 수온 변화 등 급수계통에서의 다양한 염소소비 특성변화로 인해 배수지와 수도꼭지 잔류염소농도가 변화될 수 있다. 본 연구에서는 서울시에서 정수장과 급배수계통에서 설치한 서울 워터나우(Seoul Water-Now) 수질감시 시스템의 잔류염소와 전기전도도 데이터를 활용하여, 해당수계의 특징적인 염소소비속도 변화를 사전에 감지하고 정수장 염소투입량이 자동적으로 조절하는 시스템을 개발하였다. 서울시 영등포정수센터에서 2018년 1년간 시범 운영한 결과 관할 급수계통의 수도꼭지 잔류염소가 0.2mg/L 수준에서 일정하게 유지되는 것으로 나타나, 2019년 현재 서울시 전역에 확대 적용하는 사업을 추진하고 있다.

물탱크 내 염소농도 감소율에 미치는 기작 별 영향에 대한 정량적 연구

노유래(Yoorae Noh),박준홍(Joonhong Park) 한국방재안전학회 2016 한국방재안전학회 학술대회 논문집 Vol.2016 No.-

공동주택 및 건물 내 저수조 (물탱크) 시설은 비상상황 시 급수조달 및 소방용수로의 사용으로 현행법에 의해 그 설치 및 운영이 요구되고 있다. 하지만 물탱크 내 저장된 수돗물 잔류염소의 감소로 미생물 성장 등의 위생상 문제 가능성이 존재한다. 이러한 문제를 방지하기 위해서는 저장된 수돗물의 잔류 염소 농도 감소에 관여하는 기작들의 정량적 영향에 대한 정보와 지식이 필요하다. 하지만 국내 수돗물 조건에서 이러한 정보와 자료가 부족하다. 본 연구에서는 수돗물에서 염소농도가 감소하는데 기여하는 기작들의 정량적 영향을 실험적으로 측정하고, 이를 근거로 물탱크에서 염소감소를 최소화하는 방안에 대해서 고찰하였다. 실험 결과 탈기와 표면 흡착이 없는 수중 조건(25℃)에서 관측된 염소 분해 속도 계수는 0.012(1/h)이었으나, 탈기와 표면 흡착이 수중 분해반응과 함께 발생하는 경우에는 염소 감소 속도 계수는 약 3 배 이상 증가하였다. 수치모형 시뮬레이션 결과, 표면 흡착능이 적은 물탱크 표면 재료 (Poly Ethylene 계통 소재)를 사용하고 탈기가 최소화 되는 조건 (물탱크 내 공기 부피 최소화, 수중의 Dispersion 최소화, 지진 등의 급격한 압력 변화를 고려한 통기의 최소화)에서 잔류염소가 기준치 보다 높게 유지 될 수 있음을 보이었다. 이러한 결과들은 물탱크 표면 흡착과 탈기 최소화를 통해서 물탱크 저장된 수돗물의 위생안전성을 제고할 수 있음을 시사한다.

상수도 잔류염소농도 균등화를 위한 반응계수 추정 및 염소 재투입 최적화

정기문,강두선,황태문 한국수자원학회 2022 한국수자원학회논문집 Vol.55 No.-

최근 국내에서는 관로 노후화 및 다양한 수질사고 발생으로 인해 상수도 분야에 대한 관심이 급증함에 따라, 상수도 서비스에 대한 이용자들의 수질민원 또한 증가하고 있다. 수질민원의 경우 실제 수질오염뿐만 아니라 소독을 위한 잔류염소농도에 대한 불편을 포함하고 있으며, 따라서 사용자에게 공급되는 잔류염소농도를 균등하게 유지하기 위해 재염소 처리와 같은 다양한 노력이 시도되고 있다. 본 연구에서는 상수관망 내 잔류염소농도 모의를 위해 적용 대상지역의 수질반응계수를 추정하였으며, 수질기준을 만족시키는 동시에 잔류염소농도 균등화를 고려하기 위한 염소 투입 및 재투입 최적화 방법을 제안하였다. 제안된 방법은 국내 대규모 지방상수도를 대상으로 적용하였으며, 격자탐색법을 통해 다양한 염소 투입/재투입 계획을 비교 분석하고, 공급 잔류염소농도의 적합성 및 균등성을 중심으로 최적화한 결과를 제시하였다.

물탱크 내 염소농도 감소율에 미치는 기작별 영향에 대한 문헌조사 연구

노유래(Yoo rae Noh),박준홍(Joon hong Park) 한국방재안전학회 2016 한국방재안전학회 학술대회 논문집 Vol.2016 No.-

공동주택 및 건물 내 저수조 (물탱크) 시설은 비상상황 시 급수조달 및 소방용수로의 사용으로 현행법에 의해 그 설치 및 운영이 요구되고 있다. 하지만 물탱크 내 저장된 수돗물 잔류염소의 감소로 미생물 성장등의 위생상 문제 가능성이 존재한다. 이러한 문제를 방지하기 위해서는 저장된 수돗물의 잔류 염소 농도감소에 관여하는 기작들의 정량적 영향에 대한 정보와 지식이 필요하다. 하지만 국내 수돗물 조건에서 이러한 정보와 자료가 부족하다. 본 연구에서는 수돗물에서 염소농도가 감소하는데 기여하는 기작들의 정량적 영향을 실험적으로 측정하고, 이를 근거로 물탱크에서 염소감소를 최소화하는 방안에 대해서 고찰하였다. 실험 결과 탈기와 표면 흡착이 없는 수중 조건(25℃)에서 관측된 염소 분해 속도 계수는 0.012(1/h)이었으나, 탈기와 표면 흡착이 수중 분해반응과 함께 발생하는 경우에는 염소 감소 속도 계수는 약 3 배 이상 증가하였다. 수치모형 시뮬레이션 결과, 표면 흡착능이 적은 물탱크 표면 재료 (Poly Ethylene 계통 소재)를 사용하고 탈기가 최소화 되는 조건 (물탱크 내 공기 부피 최소화, 수중의 Dispersion 최소화, 지진 등의 급격한 압력 변화를 고려한 통기의 최소화)에서 잔류염소가 기준치 보다 높게 유지 될 수 있음을 보이었다. 이러한 결과들은 물탱크 표면 흡착과 탈기 최소화를 통해서 물탱크 저장된 수돗물의 위생안전성을 제고할 수 있음을 시사한다. A water storage tank in apartment houses or buildings is required to be constructed and operated using as fire water and supply water for emergency. However, sanitary problems such as microorganism growth are occurred due to chlorine disappearance in water storage tanks. To prevent these things, quantitative informations and knowledges about pathways involved in chlorine disappearance on stored water are needed. But, the suitable research and data for Korea tap water are under the deficiency. In this study, we explored the current conditions of residual chlorine and its limitation on distribution system and water storage tanks. Also, we derived the residual chlorine decay mechanisms in storage water tank and its theoretical formulas. These results could be based on assessment experiments of mechanisms to measure the each decay coefficient. These will also suggest to enhance sanitary safety for drinking water by proposing minimization ways of chlorine disappearance in water storage tanks.