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정수장 응집혼화공정에서의 응집플럭 연속 모니터링
On-line Monitoring of the Flocs in Mixing Zone using iPDA in the Drinking Water Treatment Plant

가길현    (서울시 영등포아리수정수센타   ); 장현성    (서울시 영등포아리수정수센타   ); 김영범    ((주)에코노벨 기술연구소   ); 곽종운    ((주)에코노벨 기술연구소  );
  • 초록

    본 연구는 Y 정수장 혼화지의 응집효율을 향상시킬 목적으로 혼화지에서 생성되는 플럭을 실시간 온라인으로 평가하였다. 플럭크기를 평가하는 장비로는 온라인으로 플럭을 연속적으로 평가할 수 있는 응집플럭성장측정장치(iPDA)를 사용하였다. 플럭크기를 평가하기 위해 유기고분자 응집제인 폴리아민, 무기응집제 주입량, 원수의 탁도, pH같은 여러 가지 인자를 변수로 적용하였다. 현장실험 기간 동안 사용된 응집제는 폴리염화알루미늄(PACl)이었고, 응집보조재로 폴리아민이 사용되었다. 현장 테스트 기간 동안 원수의 탁도는 25~140 NTU 범위, pH는 7~9이었다. 원수의 탁도가 증가할수록 생성되는 플럭의 크기도 증가 하여 침전속도에 영향을 미쳤다. 회귀선분석으로 부터 FSI (Floc size index)와 탁도 T 값과의 관계식을 다음과 같이 얻었다. FSI = 0.9388logT - 0.3214 ( $R^2$ = 0.8 0.8040, T : Turbidity) 또한 보조제로 사용된 폴리아민도 플럭크기값에 큰 영향을 주었고, 색도제거제로 사용된 활성탄(PAC)도 그 자체 입자로 작용하여 응집플럭크기 값에 영향을 상당히 주는 것으로 나타났다. 고탁도인 경우 FSI는 [PACl]과 [PAC]함수로 다음과 같은 식을 유도할 수 있었으며 $R^2$ = 0.9 0.9050이었다. FSI = $0.0407[T]^{0.324}[PACI]^{0.769}[PAC]^{0.178}$ [PACl] = PACl 주입농도, [PAC] = 활성탄 주입농도 상대적 응집속도 ${\Delta}FST/{\Delta}T$ 값은 응집제의 주입량보다는 활성탄의 주입량이 더 큰 영향을 주었다. 본 연구과정에서 활성탄주입량이 응집속도에 미치는 영향은 응집제의 주입농도가 미치는 것보다 ${\Delta}FST/{\Delta}T$ 값이 1.41 배 큰 것으로 나타났다. 본 연구에서 연구한 결과 플럭크기값 FSI는 여러 가지 영향인자에 상당한 영향을 받는 것으로 분석되었고, 집혼화 효율향상에 유익한 데이터를 얻을 수 있었다.


    This study evaluated the flocs forming characteristics in the mixing zone to increase the coagulation effect in the drinking water plant. As a measuring tool of formed flocs, on-line particle dispersion analyzer (iPDA) was used in Y drinking water plant. To evaluate the forming flocs, many parameters such as poly amine, coagulant dosing amount, raw water turbidity, and pH was applied in this study. During the periods of field test, poly aluminium chloride (PACl) as a coagulant was used. With the increase of the raw water turbidities, poly amine was also added as one of aids for increasing in coagulation efficiency. The turbidity and pH of raw water was ranged from 7 to 9 and from 25 to 140 NTU, respectively. The increasing of raw water turbidity brought the bigger floc sizes accordingly. From a regression analysis, $R^2$ value was 0.8040 as a function of T, raw water turbidity. Floc size index (FSI) was obtained from a correlation equation as follows; FSI = 0.9388logT - 0.3214 Also, polyamine gave the bigger flocs the moment it is added to the coagulated water in the rapid mixing zone. One of parameters influencing the floc sizes was the addition of powdered active carbon(PAC) in the mixing zone. In case of higher turbidity of raw water, $R^2$ value was 0.9050 in the parameters of [PACl] and [PAC]; FSI = $0.0407[T]^{0.324}[PACI]^{0.769}[PAC]^{0.178}$ On-line floc monitor was beneficial to evaluate the flocs sizes depending on the many parameters consisting raw water properties, bring the profitable basic data to control the mixing zone more effectively.


  • 주제어

    플럭 모니터링 .   응집 .   플럭크기값 .   응집효율.  

  • 참고문헌 (9)

    1. Duan, J. and Gregory, J., “Coagulation by hydrolysing metal salts,” Adv. Colloid Interface Sci., 475-502(2003) 
    2. Matsui, Y. and Tambo, M., “On line floc size evaluation,” Water Supply, 9, 71-78(1991) 
    3. Gregory, J., “Laminar dispersion and the monitoring of flocculation,” J. Colloids Interface Sci., 118, 297-409 (1987) 
    4. Kwak, J. W., “Influences of Al-based coagulants with different OH/Al ratios on drinking water treatability,” Environ. Technol., 18, 293-300(1997) 
    5. Kam, S. and Gregory, J., “The interaction of humic substances with cationic polyelectrolytes,” Water Res., 33(15), 3557-3566(2001) 
    6. 곽종운, 물리화학적 수처리 원리와 응용, 성안당(2009) 
    7. Huang, C. and Chen, G., “Use of the fiber-optical monitor in evaluating the state of flocculation,” Water Res., 30(11), 2723-2727(1996) 
    8. Kwak, J., “Roles of molar OH/Al rations in Al-based salts on neutralizing particle surface charges for coagulation,” Kor. Soc. Environ. Eng., 2(1), (1997) 
    9. Hopkins, D. and Ducoste, J., “Characterizing flocculation under heterogeneous turbulence,” J. Colloid Interface Sci., 264, 184-194(2003) 
  • 이 논문을 인용한 문헌 (2)

    1. Jung, Jin-Hong ; Choi, Gye-Woon ; Park, Jae-Roh 2014. "Study of the Floc Size Distribution for the Efficiency Assessment of Flocculation Process in Water Works" 한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, 15(12): 7438~7442     
    2. Jung, Jin-Hong ; Choi, Gye-Woon ; Park, Jae-Roh 2014. "Study of the Floc Size Distribution for the Efficiency Assessment of Flocculation Process in Water Works" 한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, 15(12): 7438~7442     

 저자의 다른 논문

  • 김영범 (1)

    1. 2009 "정수장 응집제주입 최적화를 위한 플럭 모니터링" 上下水道學會誌 = Journal of Korean Society of Water and Wastewater 23 (4): 397~406    
  • 곽종운 (2)

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