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하수 방류수에 대한 소독제 효과 및 용해성 오존의 반응특성에 관한 연구 원문보기
A Study on Effects of Disinfectants on the Secondary Effluent and Reaction Charateristics with Soluble Ozone

  • 저자

    유수현

  • 학위수여기관

    광운대학교 대학원

  • 학위구분

    국내박사

  • 학과

    화학공학과

  • 지도교수

  • 발행년도

    2002

  • 총페이지

    xv, 118 p.

  • 키워드

  • 언어

    kor

  • 원문 URL

    http://www.riss.kr/link?id=T8302532&outLink=K  

  • 초록

    현재 하수처리장에서 시행되는 소독의 목적은 처리 중에 생존할 우려가 있는 병원성 세균을 사멸시켜 처리수의 위생적인 안전성을 높이는데 있다. 2003년부터는 하수방류수중 대장균군수가 3000개/mL이내로 하수도법상 규제되어 있다. 현재까지 알려져 있는 하수방류수 소독방법으로서는 염소, 이산화염소, 오존 및 자외선 조사법 등이 알려져 있다. 이러한 소독방법은 정수처리공정에 사용되어 왔고 하수에 적용한 사례는 극히 드물다. 특히 하수소독 공정의 기술연구 자료의 부재로 하수처리수질 등을 고려한 소독제 도입에 어려움을 겪고있어 소독제별 다양한 특성연구와 대책마련이 시급한 상황이다. 또한 유기물이 높은 하수방류수에 오존을 적용할 경우 수중 오존의 동역학적 특성연구도 필요하다. 본 연구에서는 서울에 소재한 J하수처리장의 최종방류수를 대상으로 염소, UV, 오존 소독제에 따른 유기물 및 대장균에 대한 소독반응특성과 부유물질의 소독제 저해영향을 고찰하였다. 오존방법에는 lab scale과 pilot scale실험을 병행 실시하여 수중에 다양한 유기물과 부유물질의 처리특성을 살펴보았다. 특히 오존은 방류수역 내 용존산소 농도를 증가시켜 생태계회복 등 부대효과를 얻기 위한 현장적용 가능성을 확보하였다. 오존반응기내의 오존흡수 모델링은 주입된 오존이 용해되고 용존 오존이 자기분해되어 산소로 전환되는 경로와 산화분해반응으로 고분자 물질이 저분자 물질로 전환되는 반응경로를 가정하고 CODcr분해속도 차이에 의해 결정하였다. 염소+탈염소실험의 대장균군 제거율은 잔류염소 0.1mg/L에서 81%, 0.5mg/L에서는 99%이상인 -log2 단위의 제거율을 보였다. UV의 소독효율(단위시간당 log생존율)은 SS(Suspended Solids)8mg/L에서 -0.0594S/sec였고, 32mg/L에서 -0.0469S/sec로 나타나, SS농도는대장균군 불활성화에 저해영향인자임을 알수있다. 유량200~300㎥/일, 용량5㎥규모의 오존주입연속식 pilot scale실험결과, SS의경우 23%, CODcr가 18%가 제거되었고, 이와 반대로 BOD의 경우는 29mg/L에서 33mg/L으로 14%증가함을 보였다. 이는 방류수중의 난분해성 물질이 이분해성 물질로 전환된 결과임을 알수 있었고, 대장균군은 평균 2850개/mL로 유입되어 250개/mL로 검출, 평균 91%가 제거되었다. 오존의 부대효과로 10g/Nm3의 오존주입 5분만에 DO(dissolved oxygen)농도가 2.6mg/L에서 40mg/L까지 상승하였으며 주입을 정지한 후 40분 경과이후에도 15mg/L수준으로 2~3시간 동안 지속됨을 알 수 있었다. 오존에 의한 K2Cr2O7의소모량실험은 초기 부유물용출, 용존유기물의 산화, K2Cr2O7에 산화가 어려운 잔존유기물이 미량씩 산화되는 과정을 파악할 수 있었다. 오존투입율 변화(10mg/L ~50mg/L)조건에서 용존 오존거동simulation결과, 오존주입량 증가에 따라 오존소비속도는 점차 감소하고 피산화물의 분해속도는 증가하는 경향을 나타내었다. 이 결과값은 실제 용존오존monitoring측정실험값과 거의 일치됨을 알수있었다. 본실험결과로부터 하수 방류수의 수질을 고려한 소독시설 설계시 기초자료로 제공될 수 있고 수중 오존거동의 효능성 규명으로 다양한 수질개선효과를 기대할 수 있을 것이라 사료된다. 그러나 하수중의 오존연구는 초기단계 수준에 있으므로 다양한 메카니즘과 경제적 효과 등에 대하여는 꾸준히 연구되어야 할 과제이다.


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