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정수처리장 단위공정별 미생물 제거효율 개선 연구

연구사업구분 환경현안조사연구 고유번호 04-2-20-73
연구기간 주관기관 명지대학교
연구책임자 이기세
연구목적 요 약 문



Ⅰ. 제목

“ 정수처리장 단위공정별 미생물 제거효율 개선 연구 ”


Ⅱ. 연구의 목적 및 필요성

국내 대부분의 정수장에 채용되고 있는 각 단위공정들의 운전조건은 탁도를 중심으로 하여 BOD, SS 등의 기본수질인자들의 제거에 대하여 최적화되어 있으며 미생물 제거에 초점이 맞추어져 있지 않다. 본 연구에서는 각 정수처리 단계에서의 미생물 제거효율을 점검하여 각 단위 처리공정에서의 제거효율 및 일반적 제거경향을 파악하고, 실제 어느 단계가 각 종류의 미생물 제거에 중요한 역할을 하는지 평가하며, 제거율을 더욱 높일 수 있는 운전조건을 도출하는 것을 목표로 한다.


Ⅲ. 연구의 내용 및 범위

원수 및 각 정수처리 단위 처리공정에서의 대장균군, 일반세균, 조류, 호기성아포균류에 대한 제거효율 및 경향 분석을 계속하였으며 본 연구에서 얻어진 결과에 의하면 정수과정을 거치면서 가장 특이하였던 사항은 여과공정까지 거쳤을 때 타 미생물에 비해 일반세균인 HPC의 생존율이 상당히 높다는 점이었다. 이에 급속 사여과 공정의 운전조건을 중심으로 여과 공정에서의 HPC 제거율을 실험적으로 분석하고 운전조건의 영향을 검토하
였다.


Ⅳ. 연구결과

1) 전반적으로 원수 중 조류농도를 의미하는 클로로필(CHL)은 1.6~3.2 ppb, 총대장균군(TC)은 시료 100 mL 당 103 수준, 일반세균(HPC)은 100 mL 당 104~105 수준, 호기성아포균(ASF)류는 100 ml 당 103 수준, 원생동물은 20 L 당 1~20의 개체수가 발견되었다.

2) 전염소 처리가 없는 경우의 응집침전 공정에서의 각 미생물 제거율이 전염소 처리가 있는 경우에 비하여 낮은 경향을 나타내었으며 미생물 항목이 완전 제거되는 단계가 두 단계씩 뒤로 늦추어지는 경향을 보였다.

3) 여과지 유출수에서는 취수원 종류, 정수장 규모, 정수형식에 관계없이 일반세균(HPC)를 제외한 모든 대상 미생물류가 발견되지 않았으며 이는 여과 공정을 거치면서 TC, ASF 및 원생동물이 모두 제거되었음을 의미한다.
HPC는 여과공정 후에도 잔류할 가능성이 매우 높으며 소독공정까지 거쳐야만 완전 제거가 가능하였다.

4) 통상적으로 원수 중에는 HPC가 20,000~150,000 cfu/100 mL 정도 존재하고 응집/침전을 거친 여과조 유입수 중에는 대략 100~400 cfu/100 mL 존재하는 것으로 나타났다. 그리고 여과조 유출수에서의 HPC는 10~60 cfu/100 mL 정도 이므로 급속사여과 공정에서의 HPC의 log 제거율은 0.2~1.6에 지나지 않는다.

5) 여과유속을 80~160 m3/m2·d 범위에서 변화시킬 때 유속이 작을수록 초기 제거율이 높았으며 유속이 빨라질수록 초기제거율은 저조하였다.

6) 80 m3/m2·d 의 저속 여과를 하게 되면 28 시간 동안 2 log 제거가 보장되지만 시간당 처리 용량은 그만큼 감소하게 된다. 시간당 처리량을 늘이기 위해 160 m3/m2·d 과 같은 고속 여과를 하게 되면 2 log 제거가 보장되는 시간이 18시간 이내로 줄어들게 되어 역세척 주기를 짧게 가져가야 한다는 부담이 생길 것이다.


ⅴ. 연구결과의 활용계획

○ 기대효과

1) 정수단계별 미생물 제거 경향의 파악
2) 정수처리 과정에서의 미생물 관련 수질항목 제거효율을 높일 수 있는 개선된 운전조건 제시
3) 정수처리장 시설에 대한 먹는물 안전성 및 신뢰성 확보에 기여4) 정수장 운전조건 개선 및 관리 방안 수립용 자료로 활용

○ 2차년도(2004년) 하반기 연구계획

1) 정수장 단위공정별 시료분석 계속, 데이타 보강
2) 여과 공정에서의 HPC 제거조건 실험 계속
3) 침전 공정에서의 HPC 제거조건 검토 실험
연구내용
활용계획

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