2018년 환경부에서 발표된 수도정비기본계획에 따라 다양한 수자원 활용의 중요성이 증가하고 있으며, 여러 수원 을 혼합하여 원수 또는 생산수로 활용하는 워터 블렌딩 방식은 미국, 호주를 비롯한 여러 나라에서 시도되고 있다. 본 연구에 서는 공업용수 공급 목적으로 100,000 m3/일 규모 해수담수화 사업이 추진되고 있는 충남 대산 지역을 대상으로, 해수와 호 소수, 침전수, 폐수 방류수 등 타 수원을 블렌딩할 때 수종 및 혼합비율에 따른 영향을 분석하였다. 타 수원 혼합비율 10~50% 조건에서 혼합수 염분농도는 약 50%까지 감소하였지만, 탁질 및 유기물 농도는 1.6~2.0배 수준으로 증가하는 것을 확인하였 다. 실험실 규모 역삼투 공정 성능평가 결과, 해수의 단독활용 대비 원수 혼합 시 막오염 경향이 증가하였으며 혼합비율 10~50%에서 평균 4.1배의 플럭스 저감률을 나타내었다. 성능모사를 통한 역삼투 공정 성능분석에 따르면 혼합비율 50% 조 건에서 역삼투 공정 에너지 사용량이 평균 39% 절감될 수 있을 것으로 기대되나, 운영비용 등 혼합수 활용에 대한 전반적인 영향분석을 위해서는 모형플랜트 규모에서 장기간 성능평가가 필요하다.

Desalination plants are generally studied with higher operating costs compared to water supply facilities. This study was conducted to reduce the cost of water production and to preserve existing water resources. Therefore, the purpose of this study was to utilize the control valves to increase maximum efficiency, thereby reducing the power of the pumps and operating costs. Specific energy consumption was shown to reduce the process operating power by up to 1.7 times from 6.17 to 3.55 kWh/m3 based on seawater reverse osmosis 60 bar. In addition, the water intake process was divided into pre, inter, and post-according to the use method of blasting, and the water treatment process was divided into pre, inter, and post blending. In order to reduce power consumption, the blending process was combined to operate the facility, which resulted in the reduction of power consumption in the order post > pre-inter> inter blending.

본 실험에서는 대청호에서 발생한 남조류를 대상으로 SiC(Silicon carbide) 평막의 최적 운전조건을 도출하고자 하였다. 이를 위해 원수 농도에 따른 투과플럭스, 응집제 주입 조건, Air scrubbing 조건, 역세척(Backwashing) 유량 및 시간, 여과 및 역세척 시간, 응집제 종류 및 주입 농도 등에 대해 안정적으로 운전이 가능한 최적 조건을 도출하였다. 특히, 저농도의 응집제 주입에도 음전하를 띄는 조류 입자들과 전기적으로 중화를 일으켜서 생성된 미세 플럭들이 SiC 평막의 막표면에서 투수성을 증가시킨 것으로 사료된다. 이를 통해 도출된 설계인자로 제작한 Pilot Plant를 조류 제거시 적용하고자 한다. 본 연구는 환경부의 “환경정책기반공공기술개발사업”으로 지원받은 과제입니다.

본 연구는 비용매 상분리법(nonsolvent induced phase separation, NIPS)을 사용하여 제조한 분리막의 배출수 처리 현장 적용성 test를 위한 최적 유효막 길이 선정 하기 위해, 동일한 원수, 기본 공정 조건으로 유효막 길이를 변화시켜 운전에 따른 역세 효율 및 운전압을 관찰하였다. 동일한 공정조건에서 유효막 길이의 변화를 주어 500㎜, 1,000㎜, 1,500㎜의 유효막 길이에 따라 1.5일간 고탁도의 가혹한 조건에서 공정을 지속하여 측정을 실시하였다. 유효막 길이별 운전 결과 유효막 길이에 따른 역세에 의한 효율차이를 확인할 수 있었으며 고탁도의 원수를 사용하여 중공사 막의 내부 폐색이 진행되었으며 유효막 길이가 길수록 폐색되지 않은 bore쪽으로만 역세가 진행되어 여과 후 역세에 의한 회복이 현저히 떨어짐을 확인하였다.

정삼투막(Forward osomosis, FO) 공정은 차세대 해수담수화 기술 중 하나이 다. FO 공정은 운영에너지나 막오염의 장점에도 불구하고 유도용액의 분리회수 등의 문제로 실증화 단계에 어려움이 있다. 따라서 현재 FO 공정에 대해서는 FO를 단독으로 사용하기보다 RO 전단에 FO 공정을 두어 이용하는 hybrid 시스 템으로 이용하려는 연구가 많이 진행되고 있다. 본 연구는 유도용액의 분리회수 가 필요하지 않은 FO-RO 공정에서의 성능 지표 중 하나인 투과유량을 늘리기 위해 공정 운전 조건 중 유도용액의 유량변화에 따른 성능을 평가하였다.

In recent years there have been large increases in the hydraulic loading rates used to design dissolved air flotation (DAF) facilities for drinking water applications. High rate DAF processes are now available at loading rates of 20 to 40 m3/m2·h. This research evaluated dissolved air flotation as a separation method for algae and organic compounds from water treatment plants. During the service period of 2016. 5. to 2017. 6., DAF pilot plants (500 m3/day) process has shown a constantly sound performance for the treatment of raw water, yielding a significantly low level of turbidity (DAF treated water, 0.21～1.56 NTU). As a result of analyzing the algae cell counts in the influent source, it was expressed at 100-120 cells/mL. In DAF treated water, the removal efficient of alge cell counts was found to be upto 90%. The stable turbidity and algae removal were confirmed by operating the high rate DAF process under the condition of the surface loading rate of 30 m3/m2·hr.

무기실리카 입자로 구성된 고탁도 원수를 처리하는 침지식 정밀여과 운전에서 휴민산과 2가 양이온의 존재유무에 따라 시간에 따른 파울링 저항을 관찰하였다. 공기폭기로 인한 무기실리카 입자의 파울링 감소효과는 휴민산과 칼슘이 혼합 으로 존재 시 감소하였다. 파울링층의 전자현미경 관찰결과 칼슘의 존재 시 휴민산의 무기실리카 입자 표면흡착이 관찰되었 다. 이는 멤브레인 표면에 조밀한 파울링층을 형성시켜 공기폭기 효과를 감소시킨 것으로 판단된다. 용액의 조성에 따른 고탁 도 원수의 탁도 제거율에는 큰 변화가 없었으나 공기폭기량에 따라 칼슘과 무기실리카 입자의 혼합 존재 시 유기물질의 제거 율은 80% 이상으로 증가하였다. 이는 공기폭기 하에 무기실리카 입자 표면에 흡착된 일부 휴민산들이 멤브레인 표면으로부 터 함께 역수송 되어 유기물질 제거율을 증가시킨 것으로 사료된다.

기후 변화 및 상수원 오염 등으로 원수 내 조류 증식의 빈도가 높아짐에 따라 모래여과와 마찬가지로 막여과 정수처리 공정 운영에서도 문제를 유발할 수 있기 때문에 이에 대한 기술적 대응 방안이 수립되어야 한다. 특히 우리나라와 같이 계절적 구분이 뚜렷한 지역에서 조류는 수온에 따라 우점하는 조류의 종이 변화하여, 외형 적 형태 및 성상이 종별로 다른 조류의 특성을 감안한 대처 방안이 검토되어야 한 다. 본 연구는 낙동강 수계를 원수로 하는 500m3/d 규모의 파일럿 플랜트를 이용하여 계절별로 상이하게 유입되는 조류의 분류에 따라 겨울철 저수온 시기에 규조류가 번성할 경우 염기 역세정 방법을 적용하고, 여름철 시기에 남조류가 번성할 경우에는 분말활성탄으로 처리하는 조류 대응 막여과 운전 방법과 전처리 공정에 대해 검토하였다.

Recently, reverse osmosis (RO) is the most common process for seawater desalination. A common problem in both RO and thermal processes is the high energy requirements for seawater desalination. The one energy saving method when utilizing the osmotic power is utilizing pressure retarded osmosis (PRO) process. The PRO process can be used to operate hydro turbines for electrical power production or can be used directly to supplement the energy required for RO desalination system. This study was carried out to evaluate the performance of both single-stage PRO process and two-stage PRO process using RO concentrate for a draw solution and RO permeate for a feed solution. The major results, were found that increase of the draw and feed solution flowrate lead to increase of the production of power density and water permeate. Also, comparison between CDCF and CDDF configuration showed that the CDDF was better than CDCF for stable operation of PRO process. In addition, power density of two-stage PRO was lower than the one of single-stage. However, net power of two-stage PRO was higher than the one of single-stage PRO.

삼투압과 기계적 가압의 영향을 모두 받아 비가역적 거동을 보이는 역삼투 (RO) 막오염과는 달리 정삼투(FO)에서 발생된 막오염층은 물리적 세척을 통해 일정수준이상 회복되는 가역성을 보인다. 최근 연구결과에 따르면 FO의 막오염 물질 중 단백질과 다당류와 같은 물질들이 비가역적인 막오염을 유발할 수 있 다는 결과를 보여주었는데 이는 FO의 장점인 가역성을 저해할 수 있다. 이러한 원수에 있는 막오염 물질들이 막오염에 영향을 줄 수 있기 때문에 실제 하수 2 차 처리수를 이용하여 평가한 결과 40% 이상 막오염 회복도가 떨어졌으며 이는 분리막과 원수의 특성에 따라 차이를 나타내었다. 따라서 정삼투공정 운전 시 원수성상과 사용하고자하는 분리막의 재질을 고려하여 물리적세척주기를 결정하여야 한다.

재래식 해수담수화 수평적 압력용기 설계는 후단에 있는 역삼투막에는 농축수에 의해 수질악화 및 생산수저감 등이 동반된다. 이를 해결하기 위해 본 연구에서는 개념적인 중앙 주입식 압력용기가 생산수 단가에 미치는 영향과 역삼투 공정 설계 시 주요 인자들이 성능에 미치는 영향을 조사를 위해 상업화된 역삼 투 프로그램인 ROSA를 이용하여 분석하였다. 그 결과 중앙 주입식 압력용기를 이용할 경우 총괄적인 회수율과 SEC 측면에서 성능이 저하하지만, 막 모듈 당 생산되는 생산수량이 증가하는 것으로 나타났다. 또한 생산수의 수질개선은 2단 설계의 용량 감소로 인하여 건설비 저감으로 연계되는 것으로 조사되었다. 본 연구는 국토교통부 플랜트연구사업의 연구비지원(과제번호 16IFIP-B089908-03)에 의해 수행되었습니다.

The purpose of this study was to examine laundry behavior according to the number of households and the type of washing machine that each household used. The data was obtained from questionnaires filled out by 417 households, which included college students living in Seoul and Gyeonggi province. The results of this study are as follows: first, according to the results of survey about the number of household members and type of washing machine that household had, one or two-person households accounted for 24.0%. Regarding the type of washing machine that each household used, there were more drum washers. In households comprised of three or more persons, a higher percentage had a machine with a pulsator. Second, with regard to the method of classifying the wash in doing the laundry, all families classified the wash according to color and textile material. Third, with regard to the amount of detergent in doing the laundry, 63.5% of households used the recommended amount of detergent while 28.3% of households used more detergent than the recommended amount. Fourth, with regard to the set temperature of water in doing the laundry, 36.2% of households used cold water; this was the highest percentage. Fifth, with regard to input sequence in doing the laundry, most households put the wash in the machine in advance, and then filled the washer with water; 56.1% of households added a rinsing process for all washing processes.

To improve stability of the water resources that were seriously affected by climate change and various environmental effects and to supply the clean water always, continuous efforts are essential. Provision of measures with respect of hardware is basically essential to improve the water resources stability due to the topographic characteristic in Korea. However, building a new dam becomes gradually very difficult because of a hardship in selecting right places, opposition forces such as environment and local residents, negative publicity for large civil engineering projects, and so on. The present study, therefore, proposes the Blue dam as an alternative for securing the water resources of a new concept considering domestic conditions. To evaluate the effect of the Blue dam, the Hec-ResSim model is used and the probabilistic discharge flow rate is applied. As a result, when Dam Yeongcheon is applied as a study area, securing water resources of 14 million tons are predicted be secured and the flood control of 15.4 million tons is expected, in comparison with operation of the existing dam only. Consequently, Blue dams are supposed to carry out the function of securing water resources, controling flood, maintaining eco-environmental instream flow, generating hydroelectric power, and providing spaces for recreational activities.

관개수의 중탄산 농도가 상추의 생장 및 근권 환경 변화에 미치는 영향을 구명하기 위해 본 연구를 수행하였다. 펄라이트를 직경 10cm의 플라스틱 화분에 충전하고 청축면 및 적축면 상추를 정식하였다. 중성비료를 이용하여 질소기준 100mg·L-1로 농도를 조절하여 시비하였고, 관비용액에 중탄산(HCO3-) 농도를 30, 70, 110, 150, 및 180mg·L-1로 조절한 처리를 만들어 실험하였다. 청축면 상추를 재배하면서 중탄산 농도가 30과 70mg·L-1 로 조절한 처리는 관비 시작 후 10주차에 pH가 7.04 및 7.10로 높아졌고, 110, 150 및 180mg·L-1 처리의 경우 처리 3주차 이후로 꾸준히 상승하여 10주에는 각각 pH 7.39, 7.48 과 7.56으로 측정되었다. 적축면 상추는 근권부 pH 및 EC가 완만하게 상승하였다. 중탄산을 30과 70mg·L-1로 조절한 처리의 경우 4주차에서 8주차까지 pH가 평균 6.65로 유지하다가 8주차 이후 상승하여 각각 6.92 및 7.01로 측정되었다. 중탄산 110, 150 및 180mg·L-1 처리는 6주차 이후에 pH가 꾸준히 상승하여 10주차에는 각각 7.49, 7.53 및 7.58로 측정되었다. EC의 경우 모든 처리에서 2주차 이후 완만하게 상승하였다. 청축면과 적축면 상추를 재배하면서 근권부 무기 이온 농도변화를 분석한 결과 모든 처리에서 각 이온의 농도가 유사한 경향을 보이며 변하는 특징을 나타내었다. 재배기간이 경과함에 따라 초기보다 PO4-P, Ca2+와 Mg2+ 농도가 상승하였고, SO4-2 농도가 낮아졌다. 근권부 무기 원소 농도 변화는 중탄산에 의한 pH 상승이 주요 원인이라고 판단하였다.

정수처리용 알루미나 정밀여과 및 광촉매의 혼성공정에서 주기적 질소 역세척 시 휴믹산 농도의 영향을 알아보고, 막오염에 의한 저항 (Rf) 및 투과선속 (J), 총여과부피 (VT) 측면에서 정밀여과의 물 역세척 또는 한외여과의 질소 역세척한 기존 결과와 비교 고찰하였다. 그 결과, 휴믹산 농도의 영향으로 막오염이 진행되는 경향은 질소 또는 물 역세척에 따라, 동일한 재질이라도 한외여과 또는 정밀여과에 따라 차이를 보였다. 또한 동일한 재질의 분리막의 경우 한외여과 보다 정밀여과에서 질소 역세척이 막오염 억제에 효과적이고, 동일한 정밀여과인 경우 물 역세척보다 질소 역세척이 효과적이었다. 탁도 처리효율은 휴믹산 농도와 무관하게 거의 일정하였으나, 휴믹산 처리효율은 휴믹산 10 mg/L에서 최대였다. 이러한 결과로부터 정밀여과막의 질소 역세척시 휴믹산의 농도가 증가할수록 처리수의 휴믹산 농도도 높아지지만, 휴믹산 농도 10 mg/L에서 광촉매 구의 흡착과 광산화로 휴믹산이 최대 효율로 제거된다는 것을 알 수 있었다.

본 연구에서는 정수처리용 알루미나 정밀여과 및 광촉매의 혼성공정에서 물역세척 주기(filtration time, FT) 변화의 영향을 알아보고, 탄소 정밀여과막 또는 알루미나 한외여과막을 사용한 기존 결과들과 비교하였다. 물역세척 시간(BT)는 10초로 고정한 채, FT를 2~10분으로 변화시키면서, 그 영향을 180분 운전 후 막 오염에 의한 저항(Rf), 투과선속(J)과 총여과부피(VT) 측면에서 고찰하였다. FT가 감소할수록, Rf 는 감소하고 J는 증가하여 탄소 정밀여과막 또는 알루미나 한외여과막을 사용한 기존 결과들과 동일하였다. 탁도의 처리효율은 98.1% 이상으로 높게 나타났으며, FT 변화에 의한 영향이 보이지 않아 탄소 정밀여과막을 사용한 기존의 결과와 유사하였다. 한편, 유기물의 처리효율은 FT 8분 조건에서 89.6%로 가장 높았으며, FT 변화의 영향이 보이지 않았고 기존의 결과들보다 다소 높은 유기물 제거율을 보였다.

정수처리용 세라믹 한외여과 및 광촉매의 혼성공정에서 주기적 질소 역세척 시 휴믹산 농도의 영향을 알아보고, 막오염에 의한 저항(Rf) 및 투과선속(J), 총여과부피(VT) 측면에서 물 역세척의 기존 결과와 비교 고찰하였다. 휴믹산 농도가 낮아질수록 Rf는 급격히 감소하고 J는 증가하여, 휴믹산 농도 2 mg/L에서 VT는 가장 높았다. 휴믹산 농도가 2에서 10 mg/L로 높아졌을 때, 180분 운전 후 막오염 저항(Rf,180)은 물 역세척 시 Rf,180값보다 0.8배 더 증가하였다. 따라서 물 역세척보다 질소 역세척 시 막오염이 휴믹산 농도의 영향을 더 크게 받는다는 것을 알 수 있었다. 탁도 처리효율은 휴믹산 농도와 무관하게 거의 일정하였으나, 휴믹산 처리효율은 휴믹산 2 mg/L에서 최대였다. 이것은 질소 역세척 시 휴믹산 2 mg/L에서 광촉매 구의 흡착과 광산화로 휴믹산이 가장 효과적으로 제거되지만, 4 mg/L에서는 광촉매 구만으로 역부족인 것으로 판단된다. 휴믹산 6 mg/L 이상에서는 막표면의 두꺼운 케이크 층과 심화된 내부 막오염으로, 휴믹산이 한외여과막에 의해 효과적으로 제거된 것이다.