소규모 멤브레인 시스템을 이용한 농촌 음용수 수질개선 연구 *#황현주1, 배정한1 , 신현창1, 성미수1 *#Hwang H. J 1, Bae J,. H1, Shin H, C1, Seong M. S1 1, 경남과학기술대학교 환경공학과 서론 현재 우리나라의 농촌지역 음용수 및 생활용수와 지하수는 지역적, 지질학적 및 환경적인 요인으로 부적합 항목이 다수 발생함. 농촌지역은 지역이 한정되어 있고 제한적이므로 수질 부적합이 발생할 경우 대체 수자원이 없고, 복잡한 시스템의 정수처리 시설을 설치하는 것은 부적절하다. 농촌지역 수질 개선을 위한 소규모 멤브레인 시스템은 간편하고 편리한 방법으로 맑고 깨끗한 마실물을 공급하며, 부지면적, 설치비영 운영 등의 애로점을 해결하기 위함. 농촌지역이라는 지역적 한계로 인하여 별도의 수처리 시스템을 운영하기는 곤란하며, 전 자동 시스템으로 구축하여 유지관리를 간편하게 하고 관리비용을 절감하는 효과가 있다. 그림 1. 정수처리 시스템 공정도 실험 방법 및 결과 1. 실험절차 및 체계 그림 2. 시스템 3D 설계도 및 가압식 모듈의 단면 수질 이상 지역 및 안전한 먹는물 공급이 시급한 지역을 선정 대상지역 선전 3. 실험 결과 본 연구과제의 특성상 실제 제작에 비용, 시간 등 제한적인 요소가 많아 실제 제작은 하지 못함 모듈 제작사의 도움을 받아 지하수를 사용한 실제 모듈의 탁도 제거 시험 결과 도출 농촌지역의 수원은 대부분 지하수이므로 초기 탁도는 1NTU 정도, 모듈의 탁도제거는 대부분 0.03~0.07NTU를 나타냄 농촌지역의 주요 수질 부적합 원인인 질산성질소의 제거 실험은 수행 하지 못하였음 수질분석 및 인자 도출 대상지역을 대상으로 수질분석 실시 수질분석을 통해 부적합 요인 써칭 시스템 선정 및 설계 수질 부적합 인자에 적합한 시스템선정 선정된 시스템에 대한 설계 파일럿 테스트 및 현장 테스트 제작된 시스템을 바탕으로 실험실에서 파일럿 테스트 수행하여 추가 개선 사항 도출 파일럿 테스트를 통해 도출된 개선 사항을 반영한 시스템 개선 최종 선정된 시스템에 대해 현장 검증 15일 이상의 현장 검증을 통해 시스템을 안정화 수용가 공급 현장 테스트 후 수질분석 및 시스템의 안정화 정도를 판단하여 최종 수용가 공급 2. 시스템 설계 일일 먹는물 사용량을 30톤으로 산정하여 시스템 설계 지하수 수질, 환경 및 사용인구 등 을 고려인자로 설계 질산성 질소 제거를 위한 음이온교환수지와 경도제거를 위한 양이온교환수지를 50:50으로 사용 멤브레인 모듈의 사양은 표.1, 그림1,2 와 같다. 그림 3. 가압식 멤브레인 모듈의 탁도 실험 결과 결론 멤브레인 시스템의 유지관리는 설치업체에 위탁함으로서 음용이 가능한 일정 수질의 보장이 가능 하고 향후 30톤 이하의 소규모 먹는 물 및 생산 요수 공급을 위한 시스템으로의 활용 및 제품으로 판매가능 우리나라 수질에서 가장 문제가 되는 질산성 질소, 불소 의 제어도 가능할 것으로 판단됨 수질악화로 안전한 먹는 물 공급이 어려운 농촌, 도서지역의 식수난 해소에 일조할 것으로 기대 모 듈 0650 1060 Material PVC/PVDF Design flux [m3/hr] 0.6 ~ 1.6 2.4 ~ 6.4 Capacity [m3/hr] 1 3 MWCO [Dalton] 50,000 OD/ID [mm] 1.6/1.0 pH range 2 ~ 13 표 1. 멤브레인 가압식 모듈 사양