간행물
상하수도학회지 KCI 등재 Journal of the Korean Society of Water and Wastewater
- 발행기관 대한상하수도학회
- 자료유형 학술지
- 간기 격월간
- ISSN 1225-7672 (Print)2287-822X (Online)
- 수록기간 1993 ~ 2025
- 주제분류 공학 > 건축공학 공학 분류의 다른 간행물
- 십진분류KDC 539DDC 628
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제39권 제2호 (2025년 4월) 4건
1.
2025.04
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공공하수 처리시설 방류수 T-N 기준을 만족하기 위해서는 호기조에서 질산화가 안정적으로 이루어져야 한다. 수온 및 pH가 질산화에 민감한 영향을 주고 있음에도 불구하고 기존 하수처리장 설계 시 동절기 저수온만 고려하고 호기조 pH는 상시 7.0으로 가정하여 설계하고 있다. 이에 본 연구에서는 MLE 공법 하수처리장의 생물반응조 유입수 알칼리도를 계절별로 파악하여 시뮬레이션을 수행하고, 알칼리도 변화가 호기조 pH 및 NH3-N 농도에 주는 영향을 확인하였다. 연구대상 처리장의 계절별 일평균 생물반응조 유입수 알칼리도는 춘/추절기 190 mg CaCO3/L, 하절기 185 mg CaCO3/L 그리고 동절기 210 mg CaCO3/L로 하절기에 저농도 알칼리도가 유입되는 것을 실험을 통해 파악하였다. 시뮬레이션 결과, 동절기 MLSS 농도가 2,500 mg/L인 경우, 유입수 알칼리도 변화와 관계없이 호기조 NH3-N 농도는 10 mg/L 이상이며 알칼리제 투입을 통한 목표 호기조 NH3-N 농도 2.5 mg/L 달성이 어려운 것으로 확인되었다. MLSS 농도가 3,000 및 3,500 mg/L인 경우에는 유입수 알칼리도에 따라 호기조 NH3-N 농도는 각각 1.3-5.0 mg/L와 0.8-3.1 mg/L의 범위인 것을 파악하였다. 춘/추절기 및 하절기 생물반응조 유입수 알칼리도가 하한치가 유입되는 경우, MLSS 및 DO 농도와 관계 없이 pH와 알칼리도가 제한 인자로 작용하여 호기조 NH3-N 농도 2.5 mg/L 이하를 만족하지 못하였다. 반면 유입수 알칼리도가 충분한 조건에서는 DO 및 MLSS 농도만 제어해도 안정적인 질산화가 가능한 것으로 나타났다. 또한 춘/추절기 및 하절기에 호기조 DO 농도가 1.0 mg/L가 되어도 질산화가 발생되는 것이 확인되어 처리장 운영에 있어서 탄소 발생 저감 방안이 수행될 수 있다.
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2.
2025.04
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본 연구는 중소규모 고도정수처리시설(Y 정수장)에 적용된 세라믹막 여과공정의 운영 효율을 평가하고, 막오염의 주요 원인을 규명하며 실질적인 개선 방안을 제시하는 것을 목적으로 한다. 최근 세라믹막은 내구성과 내약품성이 우수하여 전오존 및 입상활성탄(GAC) 공정과의 조합에 적합한 기술로 주목받고 있으나, 막차압(TMP) 상승 및 장기 안정운영에 어려움이 존재한다. 본 연구에서는 2017년 실제 운영 데이터를 바탕으로, 망간 및 용존유기탄소(DOC)를 중심으로 한 원수 수질과 TMP 변화 간의 상관관계를 분석하였다. 그 결과, 수온역전이 발생하는 봄⋅가을철에 조류와 망간 농도가 증가하면서 TMP가 급상승하는 경향이 확인되었다. 또한 LC-OCD 분석을 통해 조류 유입 시기에는 바이오폴리머 농도가 증가하며 막오염에 직접적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 화학세정 실험에서는 pH 0.7의 황산이 망간, 철, 알루미늄 등의 무기성 침착물 제거에 가장 효과적인 것으로 확인되었으며, 세정 조건의 최적화 필요성이 강조되었다. 아울러 여과 유속의 불균형 및 계열 간 부하 집중이 TMP 상승에 영향을 미치는 주요 요인으로 분석되었고, 이에 따라 유량 제어 및 청정 주기 조정 등의 개선 전략이 제시되었다. 본 연구는 세라믹막 여과공정의 파울링 특성과 제어방안을 실증적으로 규명하였으며, 계절적 수질 변동에 대응하는 정수처리시설의 효율적인 운영 및 설계에 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.
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3.
2025.04
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기후변화로 인해 전 세계적으로 수온이 상승하는 추세이며, 그에 따른 수계 내 유기물의 농도 증가에 따라 정수 처리 과정에서의 소독부산물 생성량 역시 상승하고 있다. 이 중 총트리할로메탄(Trihalomethanes, THMs)은 발암물질로 분류되며, 먹는 물 수질 기준이 0.1 mg/L로 설정되어 있다. 소독부산물 생성량 증가와 취수원에서의 수질 문제가 지속적으로 제기됨에 따라 안정적 수돗물 공급을 위한 대책이 필요한 상황에서 본 연구는 여름철 경기도와 경상북도 지역의 수도꼭지에서 THMs 농도를 모니터링 하였다. 또한, 과거 THMs 측정 자료와 더불어 다양한 자료를 비교ㆍ분석하여 THMs 농도 변화의 원인을 파악했다. 그 결과, 조사 지역들의 THMs 생성에는 원수의 종류, 그로 인한 용존유기탄소 (Dissolved organic carbon, DOC), 클로로필-a 인자와 더불어 계절적 요인들 중 기온과 강우량이 종합적으로 기여하는 것으로 나타났다. 특히, 선형 회귀분석을 통해 용존유기탄소와 THMs간의 상관관계가 높으며 수돗물의 용존유기탄소 농도가 2.7 mg/L 이상일 경우 THMs 농도가 법정 먹는 물 수질 기준을 초과할 가능성이 높다는 결과를 도출하였다. 이를 통해 여름철 강우가 집중되는 시기와 갈수기 THMs 관리를 위해 원수의 유기물 농도를 관리하는 노력이 필수적임을 확인하였다. 해당 결과는 정수장에서의 유기물 농도 관리를 통해 THMs 생성을 억제하는 것이 매우 중요함을 시사하며, 앞으로 먹는 물 수질 기준과 정수장 운영 관리에 용존유기탄소 수질 항목을 추가하는 방안의 검토가 필요하다 판단된다.
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4.
2025.04
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과불화화합물(PFAS)은 우수한 내열성, 발수성, 내유성을 지닌 합성 화학물질로, 다양한 산업 분야에서 광범위하게 사용되어 왔다. 그러나 이러한 무분별한 사용은 PFAS의 높은 화학적 안정성과 생물학적 축적성을 초래하며, 반도체 산업을 포함한 다양한 산업 활동에서 배출되는 폐수를 통해 생태계와 인류 건강에 심각한 위협을 초래하고 있다. 본 연구는 PFAS 중 대표적인 과불화옥탄산(PFOA)와 과불화옥탄설폰산(PFOS)를 중심으로 다양한 수처리 기술을 검토⋅분류하고, 각 기술의 메커니즘, 최신 연구 사례, 한계점 등을 종합적으로 분석하였다. 물리적 처리 기술로는 입상 및 분말 형태의 활성탄을 활용한 흡착법과, 나노여과(NF) 및 역삼투(RO)를 기반으로 한 막여과 기술이 포함되며, 화학적 처리 기술로는 고도 산화⋅환원 공정, 특히 붕소 도핑 다이아몬드(BDD) 전극을 이용한 전기화학적 산화 기술에 중점을 두었다. 이외에도 생물학적 처리 기술, Feammox 반응, 이온 교환 수지, 플라즈마 처리 등의 최신 기술의 적용사례와 PFAS 제거 메커니즘을 분석하였다. 특히, 최근에는 개별 기술의 한계를 보완하기 위한 상호보완적 융합 방식의 복합 공정 전략이 주목받고 있다. 본 논문은 이와 같이 다양한 수처리 기술에 대한 연구 동향을 분석함으로써, PFAS 제거를 위한 수처리 기술에 대한 통합적 이해와 실질적인 적용 가능성에 대한 통찰을 제공하고자 한다.
4,900원
