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오존처리와 생물활성탄 공정에 의한 상수원수 중의 용존유기물 제거

원문정보

Removal of Dissolved Organic Matter by Ozone-biological Activated Carbon Process

이상훈, 문순식, 신종철, 최광근, 심상준, 박대원, 이진원

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초록

영어

The removal yield of dissolved organic matter in drinking water by biological activated carbon (BAC) process was investigated. The tested processes were raw water-BAC process (BAC1), raw water-ozonation-BAC process (BAC2), and raw water-ozonation-coagulation/sedimentation-BAC process (BAC3). The amounts of organic matter was measured as dissolved organic carbon (DOC), ulta-violet radiation at 254 nm wavelength (UV254), total nitrogen (T-N), ammonia nitrogen (NH3-N), and total phosphate (T-P). As a results, 30.7% DOC was removed by BAC2 process, which showed higher removal efficiency than BAC1 or BAC3 processes. The removal yield of UV254 in BAC1, BAC2, and BAC3 processes were observed as 45.3%, 44.6%, 58.4%, respectively. And the removal yield of ammonia nitrogen were 66%, 81%, 29% in each BAC
processes. The optimal empty bed contact time (EBCT) of BAC processes was estimated as 10 minute. This study has shown that BAC process combined with ozone treatment was efficient for removing dissolved organic matter in water.

한국어

본 연구에서는 오존과 생물활성탄 연계공정의 효율성을 비교하고자 원수, 원수-오존처리, 원수-오존-응집ㆍ침전 공정 처리수를 생물활성탄에 유입시켜 용존 유기물질의 제거효과를 비교ㆍ연구하였다. 또한 생물활성탄의 생물학적 처리능을 조사하기 위하여 총질소, 총인, 암모니아성 질소의 제거경향을 파악하였으며 그 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 오존ㆍ생물활성탄 처리시의 평균 제거율은 30.7%로 다른
처리 공정에 비하여 상대적으로 높은 용존 유기물질 제거율을 나타냈는데, 이것은 생물활성탄 컬럼 상에서 용존산소의 농도를 증가시킴과 오존의 산화로 인하여 유기물의 생분해도를 증가시킴으로서 활성탄 컬럼 내의 용존 유기물질 제거를 증가시킨 것으로 사료되며, 생물활성탄 컬럼의 DOC 저감율이 가장 높은 EBCT 10분을 최적의 EBCT로 판단하였다. 또한 각 공정별 유기물의 성상변화를 살펴보기 위하여 specific ultra violet adsorbance 성상 변화를 조사하였으며 오존처리에 의해 다량의 hydrophobic 성분이 hydrophilic 성분으로 전환되었으며 생물활성탄 처리에 의해 28%의 SUVA 값의 제거가 발생하였다. 이것은 오존 처리에 의해 다량의 hydrophobic 성분이 hydrophilic 성분으로 전환되었으며, 이러한 hydrophilic 성분이 생물활성탄 처리에 의해 제거된 것으로 사료된다. 원수를 유입시킨 생물 활성탄 처리수는 45.3%, 오존 처리수를 유입시킨 컬럼에서는 44.6%, 오존-응집ㆍ침전처리수를 유입시킨 컬럼에서 58.4%의 UV254 제거율을 나타내었으며, 암모니아성 질소의 경우 66%, 81%, 29%의 제거율을 나타내어 생물학적 제거가 활발함을 관찰할 수 있었다. 따라서 본 연구를 통하여 오존산화처리와 활성탄의 연계처리는 용존 유기물질의 저감 뿐만 아니라 생물활성탄의 생물학적 처리능을 향상시키는 효율적인 공정임을 확인할 수 있었다.

목차

Abstract
 서론
 재료 및 방법
  컬럼 반응기의 제작 및 운전
  미생물의 순응
  파일럿 플랜트
  용존 유기탄소 (dissolved organic carbon : DOC)측정
  UV254의 측정
  총질소 (total nitrogen: T-N)와 총인 (total phosphate: T-P)
 결과 및 고찰
  대상 원수의 특성
  생물활성탄 컬럼의 DOC 제거 특성
  유기물의 특성 변화
  생물활성탄에 의한 UV254 제거 특성
  생물 활성탄에 의한 탁도 제거 특성과 우기의 고농도탁도 유입에 대한 spike test
  오존처리에 의한 총질소, 암모니아성 질소, 총인의 제거특성
  생물활성탄의 유기물 흡착과 부착 미생물의 관찰
 요약
 REFERENCES

저자정보

  • 이상훈 Sang-Hun Lee. 광운대학교 화학공학과
  • 문순식 Sun-Sik Mun. 광운대학교 화학공학과
  • 신종철 Jong-chul Shin. 광운대학교 화학공학과
  • 최광근 Kwang-Keun Choi. 광운대학교 화학공학과
  • 심상준 Sang-Jun Sim. 성균관대학교 응용화학부
  • 박대원 Dae-Won Park. 한국과학기술연구원 수질환경 및 복원연구센터
  • 이진원 Jin-Won Lee. 광운대학교 화학공학과

참고문헌

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