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정수처리공정에서 조류유래 유기물질의 제거
Removal of Algogenic Organic Matter in Drinking Water Treatment Process

박세진   (서해연안환경연구센터  ); 차일권   (국립환경연구원CC0187459  ); 윤태일   (인하대학교 환경공학과UU0001092  );
  • 초록

    조류는 호소의 부영양화 현상을 발생시킬 뿐 아니라 전반적인 정수처리공정에 많은 문제를 야기 시키고 있다. 그 중에서도 조류 세포와 조류유래 유기물질(Algogenic Organic Matter; AOM)은 휴믹물질처럼 염소 소독 시 유해성 물질인 소독부산물질(Disinfection By-Products; DBPs)을 형성하는 전구물질이다. 본 연구는 전 염소처리와 응집공정에 의한 조류유래 유기물질의 제거특성 변화를 확인하였으며, 또한 부영양화된 호소수 처리 공정으로 철(III)을 이용한 고도응집공정과 UV산화 공정의 적용성을 평가하였다. 전 염소처리공정은 조류제거에는 효과적이지만 수중의 DOC(Dissoluble Organic Carbon)농도와 TMHs(Trihalomethanes) 생성량을 증가시켰다. 응집실험에서는 응집 반응 pH가 조류유래 유기물질과 소독부산물질 제거에 있어 중요한 인자로 작용하였으며, 중성 pH에서 보다 낮은 반응 pH 5에서 DOC, THMs 제거율이 각각 50%와 28% 향상되었다 조류유래 유기물질과 THMs제거에 있어 UV 산화 공정을 적용한 결과, $UV/H_2O_2/Fe^{3+}$ 공정이 가장 효과적이었지만, 반응 pH를 조정한 고도응집공정보다는 효과적이지 않았다.


    Algae causes not only the eutrophication of lake, but also the deterioration of drinking water process. Especially, algogenic organic matters(AOM) are assumed as disinfection by-products(DBPs) precursors like humic and fulvic acids. In this study, it was investigated the characteristics changes of algogenic organic matter(AOM) by prechlorination and coagulation treatment. Evaluation of enhanced coagulation and applicability of UV oxidation process were also evaluated as the drinking water treatment system for the eutrophicated water source. prechlorination was effective process for algae removal but caused releasing of dissolved organic matter(DOC) into water due to the destruction of algae's cell. In coagulation treatment with Fe(III) coagulant, reaction pH is an important factor for the removal of AOM and triholomathanes(THMs). At pH 5, removal efficiency of DOC and THMs were dramatically improved by 50% and 28%, respectively, in comparison with the conventional coagulation treatment at about pH 7. Photo-Fenton( $UV/H_2O_2/Fe^{3+}$ ) process among the UV oxidations is the most effective system to remove AOM, but its removal efficiency was lower than that of enhanced coagulation treatment at pH 5.


  • 주제어

    조류유래 유기물질 .   소독부산물질 .   전 염소처리 .   고도응집공정 .   UV산화공정.  

  • 참고문헌 (20)

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    2. Wonho, S., Varadarajan, R., Bruse, E. K., and Massoud, P., 'Nanofiltration of natural organic matter with $H_{2}O_{2}/UV$ pretreatment: fouling mitigation and membrane surface characterization,' J. Membr. Sic., 241, 143 -160(2004) 
    3. Crozes, G., White, P., and Marshall, M., 'Enhanced coagulation: its effect on NOM removal and chemical costs,' J. Am. Water Works Assoc., 11, 21-35(1993) 
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    5. 박세진, 이형술, 윤태일, '황산반토를 이용한 응집공정에서 용존성 휴믹산 제거의 주요 메카니즘 평가,' 대한환경공학회지, 24(9), 1005-1014(1998) 
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    11. Cheng, W. P. and Chi, F. H., 'A study of coagulation mechanisems of polyferrice sulfate reacting with humic acid using fluorescence-quenching method,' Water Res., 36(18), 4583-4591(2002) 
    12. 이철우, 정철우, 한승우, 강임석, '산화와 응집공정을 이용한 조류제거,' 대한환경공학회지, 23(9), 1527-1536(2001) 
    13. Krasner, S. M. and Amy, G., 'Jar-test evaluation of enhanced coagulation,' J.-Am. Water Works Assoc., 87(10), 93-107(1995) 
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    15. 환경부 고시 제 96-32호, 수질환경공정시험법(1996) 
    16. 윤상린, '응집과 여과를 이용한 조류의 초고속 제어에 관한 연구,' 한국물환경학회지, 18(2), 221-228(2002) 
    17. Fogg, G. E., 'The extracellular products of algae,' Marine Biol. Ann. Rev., 4, 195(1966) 
    18. Gauthier, E., Fortier, I., Courchesne, F., Pepin, P., Mortimer, J., and Gauvreau, D., 'Aluminum forms in drinking water and risk of Alzheimer's disease,' Environ. Res., 84(3), 234-246(2000) 
    19. 박세진, '철을 이용한 응집 및 촉매 산화반응을 통한 Humic Acids 제거에 대한 연구,' 인하대학교 환경공학과 박사학위논문(2003) 
    20. Bernhardt, H., Hoyer, O., Lusse, B., and Schell, H., 'Investigation of algae born organic substances and their effect on water treatment,' proceedings of the Japanese-German Workshop on waste Water and Sludge treatment, 583-637(1982) 
  • 이 논문을 인용한 문헌 (4)

    1. Lee, Byoung-Ho ; Song, Won-Chul 2008. "Effect of Drinking Water Treatment by DOF(Dissolved Ozone Flotation) System" 대한환경공학회지 = Journal of Korean Society of Environmental Engineers, 30(7): 743~750     
    2. Cheong, Cheong-Jo 2008. "Removal of Microalgae Using Inorganic Coagulants in Coagulation and Sedimentation Processes for Water Treatment" 대한환경공학회지 = Journal of Korean Society of Environmental Engineers, 30(1): 85~89     
    3. Lee, Jae-Yil ; Seo, Se-Deok ; Ha, Sung-Ryong 2009. "Analysis of the Effects of Bathymetry Data on Hydraulic Results - Daecheong Reservoir -" 환경영향평가 = Journal of environmental impact assessment, 18(4): 229~234     
    4. Cheong, Cheong-Jo 2010. "Seasonal Variation of Picoplankton Community in Lake Juam" 대한환경공학회지 = Journal of Korean Society of Environmental Engineers, 32(3): 271~277     

 저자의 다른 논문

  • 윤태일 (15)

    1. 1993 "슬럿지 탈수 전처리의 최적조건 결정을 위한 연구" 환경관리인연합회보 79 (): 12~19    
    2. 1996 "다공성(多孔性) 유리메디아를 이용한 고정상(固定床) 생물막법(生物膜法)에 관한 연구(硏究)" 上下水道學會誌 = Journal of Korean Society of Water and Wastewater 10 (1): 112~120    
    3. 1999 "기존의 물 관리 시스템에 대한 재검토와 초고속응집침전처리의 적용" 물과 미래 : 한국수자원학회지 = Water for future 32 (2): 18~21    
    4. 1999 "변형 펜턴산화법을 이용한 유기폐수의 처리" 청정기술 = Clean technology 5 (1): 49~61    
    5. 2000 "수자원 확보를 위한 URC공법의 적용 I: 유기물, 중금속, 영양염의 제거특성에 관한 연구" 청정기술 = Clean technology 6 (1): 27~38    
    6. 2000 "수자원 확보를 위한 URC공법의 적용 II: CSO의 처리와 슬러지 재활용에 관한 연구" 청정기술 = Clean technology 6 (1): 39~49    
    7. 2000 "부영양화 인공호소의 수질관리를 위한 초고속응집침전(URC)공정의 적용" 대한환경공학회지 = Journal of Korean Society of Environmental Engineers 22 (11): 2025~2036    
    8. 2001 "제올라이트 주입이 활성슬러지 플럭에 미치는 영향" 청정기술 = Clean technology 7 (1): 35~42    
    9. 2003 "ADVANCED TREATMENT FOR DRINKING WATER RESOURCE BY THE ULTRA RAPID COAGULATION PROCESS (KOREA)" Environmental engineering research 8 (1): 15~21    
    10. 2003 "EVALUATION OF TWO ALTERNATIVES EFFICIENTLY AND ECONOMICALLY TREATING ELECTROPLATING WASTEWATER" Environmental engineering research 8 (2): 82~90    

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