부산상수도사업본부 화명정수사업소 박현석, 배은영, 전일상, 이재규 실 BAC공정의 효율적 운영에 관한 연구 부산상수도사업본부 화명정수사업소 박현석, 배은영, 전일상, 이재규

Introduction 낙동강 상수원 오염---고도정수처리설비도입 정수처리공정도 및 고도정수처리설비 고도정수처리 개요 1989. 오존처리설비도입 1994. 생물활성탄(BAC)공정 도입 정수처리공정도 및 고도정수처리설비 고도정수처리 개요 실 생물활성탄(BAC)여과공정 처리효율 생물학적 작용분석 BAC공정 효율적 운영 및 재생 고도정수처리 향후방향

정수공정도 및 고도정수처리 설비 정수공정도 고도정수처리설비 물금원수(취수)→전염소→전오존→착수지(약품투입)→침전지→사여과지→후오존→BAC여과→후염소→정수지 고도정수처리설비 오존처리설비 입상활성탄여과설비

오존 및 입상활성탄(GAC) 오존(O3) : 강한 산화력(E = 2.07V) 비중 : 1.7인 엷은 담청색 기체 물질 분해 용도 : 용수처리, 폐오수처리, 산업용 입상활성탄(GAC) : 환원력 재질 및 용도에 따라 여러 종류 구분 물질 흡착 용도 : 기상용, 액상용 (정, 폐수처리 외 다양한 산업용)

오존의 주요 기능 이취미 물질, 색도 제거 유기물(ABS, Phenol, 휴민산 등) 산화 중금속(Fe, Mn 등) 산화 살균 소독(Bacteria, Virus 등) BAC여과지 호기성 박테리아 활성 응집, 침강효과 NBDOC를 BDOC로 전환

생물활성탄(BAC)이란? BAC는 GAC의 갈라진 틈, 미세기공과 거대기공에 작용하는 생물학적 과정이다. 박테리아가 갈라진 틈과 미세기공에 서식 재응집에 의해 인위적으로 만든 기공속에 박테리아가 서식(역청탄) 활성탄에 있는 거대기공속에도 박테리아 서식 모든 활성탄은 거대기공 및 미세기공을 가지며 박테리아의 가장 적절한 서식지가 된다

BAC과정에 대한 변수 공탑체류 시간(EBCT) 물의 온도 역세척 산화물질의 존재 영양을 미치는 수질 변화

오존처리공정도

오존발생기

배오존파괴기(열분해식)

BAC여과지 운영 조건 구 분 운영 조 건 공탑체류시간(EBCT) 8.17분 선속도(LV) 17.26m/hr 공간속도(SV) 구 분 운영 조 건 공탑체류시간(EBCT) 8.17분 선속도(LV) 17.26m/hr 공간속도(SV) 7.34m3/m3.hr 역세척 속도 및 시간 30 – 35 m3/m2.hr, 10분 역세시 팽창율 20%

입상활성탄 물리적 특성 물 성 활성탄 종류 야자계 신탄 재생탄 석탄계 재생탄(N사) 재생탄(C사) 충진밀도 (g/cc) 물 성 활성탄 종류 야자계 신탄 재생탄 석탄계 재생탄(N사) 재생탄(C사) 충진밀도 (g/cc) 0.46 0.43 0.33 0.48 경도(%) 97.4 94.7 95.0 94.8 MB탈색력 (ml/g) 220 219 195 157 요오드흡착력(mg/g) 1200 1084 824 622 비표면적(m2/g) 1250 1204 - 세공용적(cc/g) 0.54 0.62 0.53 입도 (8x32mesh) 99

자외선 흡수와 AOC농도와의 관계

후오존의 UV-254 제거효율

오존주입비에 따른 UV-254제거율

월별 수온 및 BAC처리효율

계절별 수온 및 BAC처리효율

연도별 평균 BAC제거효율

재생탄에 의한 BAC 처리효율 구분 항목 원수 사여과수 N사 재생탄 석탄계 신탄 야자계 신탄 KMnO4 (mg/L) 10.0 3.0 (64.7) 1.5 (50.0) 1.7 (43.3) UV-254 (cm-1) 0.0602 0.0216 (64.1) 0.0126 (41.7) 0.0130 (39.8) 0.0123 (43.0) 0.0137 (36.6) DOC 3.75 2.24 (40.3) 1.56 (30.4) 1.60 (28.6) 1.69 (24.6) * 2002년도 연평균 자료임 * ( )는 제거율이며, 사여과수제거율은 원수대비이고 입탄수는 사여과수 대비임

BAC 미생물 조사 결과

S사 BAC(야자계) 표면

N사 BAC(석탄계) 표면

C사 BAC(석탄계) 표면

BAC 공정 효율적 관리 오존투입방법 전오존 투입 : 0.5 – 1.5ppm 범위 원수수질변화(NH3-N, 조류, 고탁도)에 따라 조절 후오존 투입 : 0.5 – 2.0ppm 범위 후오존수 및 입탄수 잔류오존농도에 따라 조절 계절별 주입비 조절 동절기 오존용해도 증가로 잔류오존농도증가

잔류오존농도측정계

BAC 공정 효율적 관리 적정 EBCT검토 개선 BAC 역세주기 결정 계절별(수온)변화에 따른 역세주기 수질변화에 따른 역세주기 활성탄 사용년수에 따른 역세주기 일일 생산량에 따른 역세주기

계절 및 사용년수에 따른 역세주기 사용연수 계절,수온 1년 이하 1 – 2년 2년 이상 하절기 20oC 이상 5일 4일 2 – 3일 춘, 추 절기 7 – 6 – 7일 3 – 4일 동절기 7oC 이하 8일 4 – 5일

BAC 역세주기 유량에 따른 역세주기 수질변화에 따른 역세주기 일일 40만톤 이상 생산 시 : 5일 주기 중심 일일 40만톤 미만 생산 시 : 8일 주기 중심 수질변화에 따른 역세주기 사여과수 탁도 0.2NTU 이상인 경우 또는 조류 증가에 따른 이취미물질 증가시 2∼3일 주기로 단축하고 역세시간은 10분에서 13∼15 분으로 연장

BAC 재생주기 구 분 활성탄종류 신탄(’95) 요오드가(mg/g) 재생전(’98) △Ip (mg/g) S사 (야자계) 1196 710 486 N사 (석탄계) 1055 580 475 C사 1025 620 405 신탄인 경우 수질 및 요오드흡착능 변화로 보아 2 – 3년 주기가 적정

재생결과검토 탄 종 구 분 N사 석탄계 국내 야자계 C사 사용기간 5년 재생전 요오드가 약 400 약 500 재생후 요오드가 820 870 600 재생 손실율(%) 19 21 40 경도 95-96 94이하 95 회분 13 8-10 15

고도정수처리 향후 방향 전문인력 양성 고도설비 국산화 고도산화처리공정(AOP)도입 검토 효율적 수질관리 운영 지침 고도정수처리 신기술 도입 적용

결론 동절기 BAC처리효율 향상을 위해 충분한 오존접촉시간, 체류지 및 EBCT필요 전오존투입비은 일정하게 유지시키고 전염소투입비에 따라 적절히 조절 후오존투입은 일정잔류오존농도(0.3 – 0.5ppm) 유지되도록 조절투입 BAC 역세주기는 수온변화 및 활성탄 사용연수, 수질변화에 따라 실시(미생물 유출에 따른 재생주기결정방법) 활성탄재생주기는 수처리효율 및 요오드가, 재생용량 등을 고려하여 약 2.5년 주기로 실시하며, 재생 후 수처리효율 및 물성변화에 따르면 야자계 및 성형압착탄 적정 재생 후 손실분은 동일 탄종의 활성탄(신탄)으로 보충