취수장 전염소 투입에 관한 연구
Study on the Prechlorination at Water Intake
- 주제(키워드) 전염소 처리 , 민물담치 , pH 상승 , 조류발생 , 맛냄새 유발물질 , 수질개선
- 발행기관 고려대학교 대학원
- 지도교수 홍승관
- 발행년도 2009
- 학위수여년월 2009. 8
- 학위명 석사
- 학과 일반대학원 건축·사회환경공학과
- 세부전공 환경공학전공
- 원문페이지 62 p
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/korea/000000009023
- 본문언어 한국어
- 제출원본 000045551655
초록/요약
Inhabiting the water conduction pipeline between the water intake station and the water treatment plant at Lake Paldang and the downstream of Paldang Dam, Limnoperna fortunei are decreasing the volume of water pipe and the speed of raw water flowing through the water pipe. In order to prevent the mass-proliferation of and eliminate Limnoperna fortunei which cause tremendous troubles against normal water supply, the water at D intake station, located at the direct downstream of Paldang Dam, is intermittently prechlorinated once in every two or three year. On the other hand, at D water treatment plant where tap water is produced from taking the raw water of Han River at D intake station, the pH increase of raw water and algal growth in the drought period of spring and autumn impede coagulation/sedimentation in the water treatment process, lowering the quality of processed water by the closed filter, generating taste and odor. In case of the raw water of the Han River, as the period in which the pH is not less than 8.0 is about 160 days per year, so in February to May during which algae mass-proliferate, there occurs some period in which the pH of raw water exceeds 9.0 as CO2 in water is consumed by algal photosynthesis, and a fundamental measure for this period is needed to resolve the problems from the quality degradation of raw water. In this research, in order to eliminate Limnoperna fortunei inhabiting the water conduction pipeline, prechlorination at the intake station was employed to improve the degradation of water quality due to the high pH of raw water taken at Lake Paldang and the downstream of Paldang Dam, and algal growth, etc. Considering the characteristics of chlorine vaporization and in order to gain the effective test value, selected as analysis target was D intake station, which was the closest of K-water's stations along the Han River system to the water treatment plant in water conduction distance, and the prechlorination was carried out for 11 days from 16th to 26th in March, 2009, with the concentration of 1.0 and 1.5mg/L. With the prechlorination concentration of 1.0mg/L at the intake station, the pH in the water well at the treatment plant decreased by 0.4, and with 1.5mg/L, by 0.6. Also, it eliminated Chlorophyll-a by about 95±6%, and the population of algae by about 49±26%. Such disinfection by-products(DBPs) as THMs, HAA2, and CH were under the quality standard for potable water, showing no change by the prechlorination, while raising the prechlorination rate from 1.0 up to 1.5mg/L, the DBPs in the water well increased by 1.5 to 3.1 times. As a consequence of testing Gyeongancheon, a branch stream flowing into Lake Paldang, the prechlorination(0.57mg/L, 1.14mg/L, 1.71mg/L) had no effect of eliminating taste and odor compounds and total organic carbon(TOC) which is the DBPs precursor. As for the efficiency of Geosmin elimination by the rates of prechlorination and powder activated carbonation, it was found that the higher the concentration of powder activated carbon(PAC) was(30ppm>20ppm>10ppm), the higher the efficiency was; the higher the rate of prechlorination was, the lower the efficiency by PAC was. Therefore, when taste and odor occur from raw water, suspending prechlorination at the intake or lowering the rate was proved to be more effective in eliminating the taste and odor compounds by PAC. Since this research was carried out in March, the drought season, there was a difficulty in checking the elimination of Limnoperna fortunei inhabiting the water conduction pipeline via prechlorination at the intake station. The standing crops of Limnoperna fortunei are influenced mostly by the season, e.g. the standing crops rapidly increase with the increase of water temperature in May to August, growing up culminating at the spawning period in July to August, so that it seems desirable to research the efficiency of Limnoperna fortunei elimination intensively in May to August.
more초록/요약
팔당호 및 팔당댐 하류의 취수장과 정수장 사이의 도수관로 상에는 민물담치가 서식하여 용수관의 용적을 감소시키고 용수관을 통한 원수의 흐름을 감속시키고 있다. 팔당댐 직하류에 위치한 D취수장은 정상적인 용수 공급에 막대한 지장을 초래하는 민물담치의 대량증식을 방지하고 이를 제거하기 위해 2~3년에 한 번씩 간헐적으로 취수장에서 전염소를 투입하고 있다. D취수장으로부터 한강 원수를 취수하여 수돗물을 생산하고 있는 D정수장에서는 봄․가을철 갈수기에 원수의 pH 상승과 조류발생으로 인하여 정수처리공정상 응집침전장해, 여과지 폐쇄로 인한 처리수질이 저하되고 맛․냄새가 발생한다. 한강 원수의 경우, pH 8.0 이상 발생되는 기간이 연간 약 160일 정도로, 조류가 대량 번성하는 2월부터 5월 사이에는 원수 pH가 9.0 이상을 넘어서는 기간도 발생하는데, 조류의 광합성으로 수중의 CO2가 소비되어 pH가 증가하는 이 시기에 원수 수질저하로 인한 문제를 해결할 근본적인 방안이 필요하다. 본 연구에서는 도수관로 상에 서식하는 민물담치 제거를 위해 취수장에 투입하는 전염소로 봄철 갈수기에 팔당호와 팔당댐 하류에서 취수하는 상수원수의 높은 pH와 조류발생 등으로 인한 수질악화를 개선하고자 하였다. 염소의 기화 특성을 고려하여 효과적인 실험값을 얻기 위해 한국수자원공사의 한강수계 취수장 중에서 정수장과의 도수거리가 가장 짧은 D취수장을 분석대상으로 하였고, 2009년 3월 16일부터 26일까지 11일간 투입농도는 1.0, 1.5mg/L이었다. 취수장에서 전염소 1.0mg/L 투입시 정수장의 착수정에서 pH는 0.4, 1.5mg/L 투입시 0.6 정도 저감되었으며, 클로로필-a는 약 95±6%, 조류개체수는 약 49±26% 제거되는 효과가 있었다. THMs, HAA2, CH와 같은 소독부산물은 먹는물 수질기준 이하로 취수장 전염소 투입으로 인한 변화는 나타나지 않았으나, 염소 투입률을 1.0mg/L에서 1.5mg/L로 높일 경우 착수정에서 소독부산물이 1.5~3.1배 증가하였다. 팔당호로 유입하는 지천인 경안천을 대상으로 한 실험 결과, 전염소 투입(0.57mg/L, 1.14mg/L, 1.71mg/L)에 따른 맛․냄새 유발물질과 소독부산물 전구물질인 TOC의 제거 효과는 없었다. 전염소와 분말활성탄 투입률별 Geosmin 제거효율은 분말활성탄의 농도가 높을수록(30ppm>20ppm>10ppm) 좋은 것으로 조사되었다. 전염소 투입률이 증가할수록 분말활성탄에 의한 Geosmin 제거효율은 오히려 감소하는 것으로 나타났다. 따라서 원수에서 맛․냄새가 발생 시에는 정수장에서 분말활성탄 투입에 의한 맛․냄새 유발물질 제거를 위해 취수장 전염소 투입을 중단하거나 투입률을 낮추는 것이 보다 효과적임을 알 수 있었다. 본 연구는 갈수기인 3월에 시행되었기 때문에 취수장 전염소 투입으로 인한 도수관로 상에 서식하고 있는 민물담치의 제거를 확인하기에는 어려움이 있었다. 민물담치의 현존량은 계절적 영향을 가장 많이 받아, 5~8월 수온이 상승하면서 현존량이 급격히 증가하며, 7~8월의 산란 시기를 정점으로 하여 최대로 성장하므로 민물담치 제거효율에 대한 조사는 5~8월에 집중적으로 하는 것이 바람직할 것으로 보인다.
more목차
제 1 장 서론 1
제 1 절 연구배경 및 목적 1
제 2 절 연구내용 2
제 2 장 이론적 고찰 3
제 1 절 팔당호의 특성 3
제 2 절 정수처리공정에서의 염소 및 소독부산물 3
제 3 절 조류가 정수처리공정에 미치는 영향 4
3.1 유기성 오염 5
3.2 응집 저해 5
3.3 여과지의 조기 폐쇄 6
제 4 절 민물담치 9
4.1 민물담치의 특성 9
4.2 민물담치의 제거 11
4.3 염소 접촉농도 및 처리시기 결정 12
제 3 장 연구방법 14
제 1 절 원수 수질조사 14
제 2 절 취수장 전염소 투입에 대한 수질조사 15
제 3 절 맛․냄새 유발물질의 저감효과에 대한 평가 16
제 4 절 분석항목 및 측정방법 17
4.1 pH(수소이온농도), 잔류염소 분석 17
4.2 탁도 분석 17
4.3 TOC(총유기탄소) 분석 17
4.4 취기강도(TON) 분석 17
4.5 클로로필-a 분석 17
4.6 조류 분석 18
4.7 Geosmin 및 2-MIB 분석 18
4.8 THMs(총트리할로메탄) 분석 18
4.9 HAAs(할로아세틱엑시드) 분석 18
4.10 CH(클로랄하이드레이트) 분석 19
제 4 장 결과 및 고찰 20
제 1 절 원수 수질특성 20
1.1 pH 21
1.2 BOD(생물학적 산소요구량) 및 COD(화학적 산소요구량) 23
1.3 클로로필-a 24
1.4 조류 24
제 2 절 취수장 전염소 투입 결과 25
2.1 염소 투입률 결정을 위한 조사 25
2.1.1 염소 투입률 결정 25
2.1.2 염소 소비속도 측정 26
2.2 일반수질 분석 27
2.2.1 pH 변화 27
2.2.2 잔류염소 변화 27
2.2.3 탁도 변화 28
2.2.4 TOC 변화 29
2.2.5 취기강도(TON) 변화 30
2.3 클로로필-a 및 조류 분석 30
2.3.1 클로로필-a 변화 30
2.3.2 조류개체수 변화 31
2.4 맛․냄새 유발물질 분석 32
2.4.1 Geosmin 변화 32
2.4.2 2-MIB 변화 32
2.5 소독부산물 분석 33
2.5.1 THMs 변화 33
2.5.2 HAA2 변화 34
2.5.3 CH 변화 35
2.6 유량 및 유속 측정 35
2.7 민물담치 폐사량 분석 36
제 3 절 전염소 투입에 따른 맛․냄새 유발물질의 저감효과 평가 38
3.1 경안천 원수 수질 38
3.2 전염소 투입에 의한 맛․냄새 유발물질 및 TOC 저감효과 38
3.3 전염소 투입에 의한 클로로필-a 저감효과 39
3.4 전염소+분말활성탄 투입에 의한 맛․냄새 유발물질 저감효과 40
제 5 장 결론 43
참 고 문 헌 45
