제 출 문 [과제번호: ] 1연구과제명 2수행부서 연구개발결과 활용보고서 수질 맞춤형 정수처리공정 개발 한국수자원공사 3연구책임자 성명 소속 김충환 한국수자원공사 전화번호 사 장 귀하 이 보고서를 2012년도 Kwater연구원 상하수도연구소에서 수행

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1 수 질 맞 춤 형 정 수 처 리 공 정 개 발 Kwater연구원 과제번호 Interim Report 수질 맞춤형 정수처리 공정 개발 Developmentofwatertreatmentprocess fortailoredwaterquality 2 Kwater연구원 과제번호 Interim Report 수질 맞춤형 Developmentofwatertre KOREA

2 제 출 문 [과제번호: ] 1연구과제명 2수행부서 연구개발결과 활용보고서 수질 맞춤형 정수처리공정 개발 한국수자원공사 3연구책임자 성명 소속 김충환 한국수자원공사 전화번호 사 장 귀하 이 보고서를 2012년도 Kwater연구원 상하수도연구소에서 수행한 수질 맞 춤형 정수처리공정 개발 의 연구보고서로 제출합니다 ~ chkim@kwaterorkr 4연구기간 총액 총연구 12개월 개발비 6협동기관 정부 천원 웅진코웨이 7참여기업 기업 극동건설 8기술분야 상하수도 9참여 연구원 17명/ 1년 10연구개발목 원수 수질을 고려하여 정수수질에 적합하게 선택적으로 정수처리가 가능한 공정기술 개발 11주요연구내용 연구책임자 : Kwater연구원 상하수도연구소 연구위원 김충환 참여연구원 : 책임연구원 권순범 i 책임연구원 강석형 책임연구원 문용택 책임연구원 이선주 책임연구원 이경혁 선임연구원 유영범 수질분석연구센터 책임연구원 최일환 기존 공개 수질자료와 신규 분석결과를 통합한 취수원 원수수질 DB 구축 처리 목물질 : 미량유기물 맛 냄새 경도 중금속 병원성미생물 등 대상 취수원 : 하천수 호소수 지하수 등 수질맞춤형 정수처리 공정 개발 ii 1 연구 지수 대상 유기물 및 미량유기물 제거 정수처리 공정개발 지하수 대상 유해성 바이러스 또는 유해성 이온성 물질 제거 공정개발 기수 대상 경도 및 염도 제거 정수처리 공정개발 총괄 취수원 특성을 고려한 적정 공정 제안 BATBest Available Technology 프로그램 개발 막여과를 기반으로 한 노후 기존정수장 Retrofitting 기술개발

3 2 연구 성과 활용 유형 및 주요 연구 성과 3 경제적 효과 12 연구결과의 활용 기술실용화 교육 설계기준 정책 실용화 실용화 실용화 선행 및 시방서 구분 활용 완료 추진중 보류중단 연구 지도 지침에 활용 13 주요 연구성과 및 기술 개발단계 기술명 : 수질맞춤형 정수처리 공정 개발 iii 기타 기술의 완성도 기술특성 : 기초 탐색연구단계 응용연구단계개발연구단계 취수원 수질 조사 및 DB 초안 구축 기업화 준비단계상품화 완료단계 지수처리 모형플랜트 제작 처리대상 목물질 처리능 평가 기술 수명주기 기술개념 정립기 기술 실험기 개량 모델 정수장 Retrofitting 기본설 기술적용 시작기 기술적용성장기 계 기술적용 성숙기 기술적용 쇠퇴기 BAC 평가 및 경도처리 효율 평가 14 현장적용실적 1 공사명 공사기간 물량 공사 총물량 발주기관 시공기관 R&D 참여자 역활 현장 정보 2 공사 현장별 적용 효과 가 현장명 구분 공사비 백만원/m2 1 유지관리비 백만원/m2 1 기타비용절감 백만원/m2 1 사고율 명/UC 고 용 명/UC 공 기 일/UC 내구성 年 기 존개 선 단위효과 A B C=AB ex m 2 Km 현장 총물량 D 향상도 적용현장 총효과 C D 15 기술개발목 달성도 지명 개발전 당개발사업 개발결과 현재국내 세계 최고 구분 단위 국내수준 최종목치 실제달성치 기술수준 기술수준 TOCmg/L 15 이상 이상 10 기술 성능 지 맛냄새ng/L 20 이상 이상 20 바이러스% 4 Log 수질기준 무기물질mg/L 기준이하 대비 20% 기준이하 EU 추가 용존성 고형물질 30%미만 % 90 30%미만 EU 취수원 수질 DB 비통합 통합DB확보 비통합 미국 영국 설계기술식 Tool 확립 Veolia 테스트베드개 1 에너지사용량 % Pilot Plant개소 012kWh /m3 국내수준 10% 절감 2개소 구축완료 신기술 검증건 2건이상 >70% 4 경도mg/L 60% > 70% 60% 네델란 드/비텐 기술적 16 산업재산권 발명특허 실용신안 의장 s/w 효과 출원 출원 등록 구분 명칭 출원국 및 출원일 출원번호 등록일 등록 등록자 번호 17 건설신기술 지정 명 칭 출 원 일 고시 일 iv 012kWh /m3 009kWh/ m 기타 등록 및 지정현황상품 서비스 등록 KT 마크 등 보호기간 지정번호 출원 명 칭 출 원 일 고시 일 보호기간 기 타 출원 막세척지수 및 세척지수 측정장치 연수 및 정수 통합시스템

4 19 국내외 전문학술지 게재 구분 논문제목 학술지명 국명 통권 호 년월 1 5 학술적 효과 6 공공적 효과 20 학술회의 발 Perchlorate 논문제목 학술회의 명칭 국 명 연 도 14Dioxane API kit CECsContaminants of Emerging Concerns Orbitrap 물리 화학적 영향에 따른 나노여과 공정에서의 와 v 제거효율 평가 호 Riverbank filtration for water supply along River 2012 IWA 2012 Nakdong 막여과 South 공정에서 Korea 를 이용한 conference 미생물 제거율 평가 Fast and sensitive determination of pesticides in surface water 2012 ASMS 2012 by online preconcentration with 나노여과 Orbitrap mass 공정에서 spectrometry 분자량 conference 특성에 따른 21 법 제도 설계기준 시방서 지침 등에 활용 의 제거효율 명칭 및 구분 조항 1 시행일시 기 존 내 용 신 규 내 용 평가 법 온라인농축 및 질량분석법을 이용한 의약물질의 규정/지침 기준 미량 신속분석법 예비평가 시방서 매뉴얼 22 정책수립에 활용 담당부처 팀 기대효과 23 교육 및 지도에 활용 구분 교육명 교육내용 교육대상 교육시간 교육인원 교육회수 교육훈련 기술상담 현장기술지도 24 사회적 성과 정책명 정책추진 실적 정책추진 일시 대한환경공학회 대한환경공학회 대한환경공학회 대한환경공학회 대한 민국 대한 민국 대한 민국 대한 민국 독일 캐나다 1 SS Chla 8 DB 8 3 DB 2004~ ph DO vi DB 기존 취수원 수질수량 3 COD DO 193 mg/l TN 008 mg/l TP 3 기존 취수원의 수량 최근 년 동안의 COD SS TP NH 3N COD SS TN NH 3N PO 4P Chla TN TP NH 3N PO 4P ph DO TP36 mg/l DB DB 2004~2011 ph BOD DO SS TP 02 mg/l 를 분석한 결과 수온 수질 조사 대상 지점에서 연 총대장균 을 초과함 수질 EC 을 충족하였으 분석 대상 호소 가장 악화된 곳으로 판단 안산호 갈지의 경우 BOD TN TP NH 3N PO 4P TN TP PO 4P SS TN TP PO 4P 기존 취수원의 수량 최근 한 결과 emerging contaminants EPA Method Standard Method 년 동안의 수온 의 경우 수질 의 하천수의 수질 기준 항 한 결과 저감 방안이 요구됨 Environmental Protection Agency 수질 가 분석 대상 하천 악화된 곳으로 판단 되었고 Geosmin 2MIB Kwater 량천의 경우 이 전국 최고농도로 분석됨 조사대상 취수원 선정 및 강 1 각 취수원별 특성을 대 공주 금강 및 덕소 한

5 sulfamethazine caffein iopromid ibuprofen PFOS 59 2 DB 결과 대부분의 물질이 낙동강에서의 검출 수준과 비슷하지만 다른 수계에 비해 / / 고농도였으며 263~1222 광역 및ng/L 지방 상수도 정수장의 원수에서 조사대상 의약물질 PFOA vii 이 미량으로 검출됨 농약류는 Perfluorooctanoic 고속 고감도 acid PFOA 미량정량의 perfluorooctane 최적 분석방법으로 sulfonate 분석한 결과 취수원에서 10 ng/l 검출된 농약류의 평균 농도는 로 광역상수도 하천이 가장 높고 낙동강수계의 지하수에서 지수와 비슷한 수준으로 검출되어 해당 지역은 농 약에 의한 오염 가능성이 있는 것으로 사료됨 천 3 과불화합물류 정 DB 를 조사한 결과 토할 필요가 있음 PFOS PFOA 수질조사에 따른 는 반송 및 구천 PFOS 이하로 광범위하게 분포하며 정 프로그램 구축 필요성 검토 의 농도가 높았으나 향후 반복측정을 통해 검 온라인 시료 농축기술과 고분해능 질량 스캐닝 방법을 조합하여 농약류 및NF 과불화합물 등의 신규물질 분석방법의 개선이 필요 1/15 ~ 1/100 개 정수장 EPA 유입 200 원수~ 400 시료에 ppt 적용한 10 % 결과 분기 보다 분기에 더 많은 항목 검출 분기별로 미량의 농약류가 검출 검출특성은 특정수계에서 우선적으로 검출되는 것과 전국 정수장 원수에 광 범위하게 DB 검출되는 농약들로 구분됨 신규오염물질인 시설 규모별 비교에서 소규모시설에서 일부 화합물이 대규모 시설보다 처리 효율이 낮은 것으로 확인 WHOWorld Health Organization EPA 농약류의 경우 세계보건기구 이드라인 대비 의 낮은 범위임을 확인 2 과불화합물 Best 농도는 Available Technology 가이드라인 BAT 신규 물질들은 향후 데이터의 축적을 통한 수계별 요 DB 미규제 미량유해물질의 이화학적 성질 모니터링 결과를 화하여 효율적으로 유지 분석방법 대비 음용수 가 미만임 처리 특성별 거동 파악 필 연구자료 및 연도별 계절별 관리하고 전국 취수원에 대한 지 리 정보와 연계하여 웹상에서 사용자들이 정보를 쉽게 확인할 수 있는 방법 필 / MF/UF 는 함평 및 구 m3/d NF MF Skid 1 AOP / MF/UF / NF/RO viii AOP NF RO 90% 응집 침전 모래여과 정수처리 시설과 정밀여과 염 여과 공정에 대한 처리효율 최근 취수원수 중의 맛 등 취수원의 다양화나 수 응집 침전 모래여과에 비 정이 더욱 효율적인 것으로 를 단독 또는 조 처리 공정 보다 효과적으 및 색도가 다량 함유된 원 거율을 확보 가능 또한 5 m3/d 120 m 3 /d 5 m 3 /d 50 m 3 /d skid Programmable logic controller PLC/ 조합할 경우 Human machine interface HMI HMI Data Connecting MF 생물 전처리 오 기존 오염물 부산물 등에 적극적인 대응 단위공정 평가 설비 제작 및 막여과 단위공정에 대한 가압식 LabTest 가 낮은 수준에서 광범위한 검출이 확인됨 15 % 단위공정 평가 설비 용량을 계획하였으나 공정의 경우 을 기본으로 하며 bar 24 batch test 2MIB Total Dissolved Solids TDS Total Organic Carbon TOC Spiking 향후 최 공정의 경우에서도 파일럿 플랜트 적용이 가능 Geosmin 단위공정은 각 100 % 를 위하여 90 % 40 % 스키드 와 각종 탱 로그램 가능 로직 제어기 페이스 연결 막여과 단위공정 이

6 mg/l cm 2MIB Geosmin 879 % 836 % 균 제거효율은 3 Geosmin 881 % 5355 mg/l 원수의 평균 알칼리도는 로 제거율은 이었으며 율을 보였음 NF 은 실시하였음 나타냈고 율은 나 2MIB 따라서 100 mg/l ix 로 분석됨 20 μs/cm mg/l 이었음 처리수의 전기전도도는 100 % 989 % 의 경우 농도를 회의 실험동안 각각 실험결과 LabTest 역시 906 % 이 때 이었고 μs/ 처리수의 평균 알칼리도는 원수의 평균 전기전도도는 약 이하로서 평균 로 일정하게 투입한 반면 의 경우 제거율이 TOC 의 높은 제거율을 보였음 의 제거효 흙냄새 유발물질인 로 농도를 상승시켜 평가를 로 완벽한 제거가 가능함을 또한 평균 제거 로 분석되었음 3 공정을 적용할 경우 대부분의 물질을 제거할 수 있음을 확인하였 년도 연구진행과 더불어 지속적인 전처리 단위공정 타당성 검토 응집 전처리의 경우 차 를 수행해야 할 것으로 판단하였음 원수의 현탁도가 높거나 미세 입자성 물질이 다량 존재 할 경우 분리막의 빠른 오염을 제어하기 위하여 적용 가능함 다만 응집제의 첨가량은 응집침전처리의 경우와 같은 큰 플록이 아닌 미세플록이 생길 정도가 적당하므로 지나치게 많아지지 않도록 주의할 필요가 있는 것으로 판단됨 분말활성탄 MF/UF 저분자 유기물 제거를 위하여 전처리의 경우 색도를 유발하는 와 조합하여 적용이 가능할 것으로 판단됨 흡착된 유기물은 분말활성탄과 함께 막여과로 제거되는 방법이 적용될 수 있으 나 Granular Activated Carbon GAC Filter adsorber F/A DAF PAC 막모듈의 물리세정배수에 분말 활성탄이 포함되므로 배수처리설비에 대한 배려가 필요한 것으로 판단하였음 입상활성탄 여과지 특정오염물질 외에 모래여과지의 기능을 수행하여 탁도 제거가 가능하며 시설에서 맛 냄새 물질을 들의 개량을 고려할 수 있으나 번한 역세척을 고려해야 함 용존공기 부상법 의 경우 GAC PAC+Membrane Retrofitting PMR PAC BAT BAT 현재까지는 다양한 원수에 대한 평가가 진행되지 못한 상태이기 때문에 Powder Activated Carbon PAC 로 제어하기가 어려울 때 다만 는 기존 로 기존시설 여과지 고형물 부하와 유기물의 흡착에 의한 빈 처리시간과 유효면적 차원에서 상대적으로 비 TDS I II III I Site II BAT TDS BAT Pilot Plant Site Site I1 x 3 금회 연구에서는 정수처 대적인 수질 특성을 고 며 이에 따라 각 그룹별로 수질 정하였으며 I Pellet Softening III III 그룹은 맛 수질 MF/UF II I Site 냄새 그룹은 등 유해성 이온물질 그룹은MF/UF 미량유기물질 NF 및 선정하였음 이 때 MF/UF 수질별 선 대상물질별 처리가능 단위 의 농도가 높은 지역으로 그룹은 경도 및 Site I2 ng/l 20 ~ 50 Site I3 50 Site II1 농도 이온교환 및 펠렛소프트닝 물질 및 수질사고발생지역 활성탄의 조합이 검토되었 5 ~ 20 파일롯 플랜트 Site II2 mg/l 200 ~ 300 수질특성별 Site II3 300 Site III1 100 ~ 200 선정 각 수질그룹을 기준에 수질 그룹 I 5~20 20~50 50 ppt Geosmin 20 ppt 5 ppt II 100~ ~ mg/l 그룹 10 ~ 100 mg/l III I II 그룹

7 I II III 높은 경우가 많기 때문에 농도에 따른 분류는 하지 않고 Pilot Plant 치 이상이 발현한 Pilot Plant 지역을 Site 대상 지역으로 검토함 수질특성별 최적 처리공정 및 그룹 개념 설계 Site I3 MF/UF Ozone + GAC Site II1 Enhanced Coa & Sed MF/UF MF/UF NF Site II2 그룹 MF/UF Ion Exchange Pellet Softening MF/UF MF/UF Pellet Softening MF/UF NF MF/UF Ion Exchange Site II3 Pellet Softening MF/UF MF/UF Pellet Softening Pellet Softening MF/UF NF Pellet Softening MF/UF Ion Exchange PAC MF/UF AC Contactor MF/UF Site III1 MF/UF GAC MF/UF AC Contactor Filter Adsorber MF/UF 그룹 대상물질에 대해 기준 전처리 주처리 후처리 Site Site 앞서 I1 분류한 PAC 수질 그룹별 MF/UF 별로 적합한 처리 공정을 검토함 PAC MF/UF + AC Contactor MF/UF 1000~50000 m3/day Site I2 MF/UF GAC 수질 적용공정 MF/UF AC Contactor 5 BAC mesh F Peat 95 %120 > UV % E F ~ m3/day Dissolved Organic Carbon DOC 999 %48 > F 90 % %72 지자체 소유 시설노후화정 최종 준공 개량 년도가 대부분 완속 및 급속여과공 시설개선이 필요한 정수장 평가되었고 기계식여과방식 서울시 및 수도권의 경우 대상으로 기존정수공정을 개량공법으로는 오존 활성 용량 물 수질기준을 달성하기 위 A peat D 1020 고도정수처리 및 막여과 시 지 및 기존구조물 peat 이용효율 치 DOC 1458 mg/g DOC 에너지 절감 차량운행 자동제어시스템 등을 종합 peat 95 %48 90 %72 UV254 Peat > > 을 적용한 총유기탄 4 Pillot Plant Kwater m3/day 그룹 60 % xi Peat DOC 043 ~ ~ 100 DOC Peat UV254 xii 활성탄 재질에 따른 최적 활 야자계 활성탄의 용존유기 탄소 성탄의 경우 시 경우 071 ~ ~ 097 DOC 시간 이상 대부분 활성탄들의 계 석탄계 야자 의 제거율은

8 1020 mech 95 %48 90 %72 UV 254 DOC peat 최적 830 활성탄을 mesh 선정하기 99 % 위하여DOC 외산활성탄과 국산 활성탄들을 비교 성탄 성탄 외산 활성탄의 경우 120 DOC 국외 DOC 1240 mech 국산 활성탄의 경우 DOC 율을 보였으나 UV mech 95 %72 95 % xiii 999 %48 제거율은 석탄계 활성탄 을 제외하고 시간이 지나서야 99 % 제거율은 야자계 계 활성탄 이상의 성탄에 비해 더 많은 시간이 요구되는 것으로 판단됨 외산UV 254 활성탄의 탄계 활성탄 peat 146 mg/g 성탄만이 외산활성탄의 은 외산 활성탄의 만에 도달함 099 ~ DOC 065 ~ 097 시간 국산 활성탄의 시간 제거율을 보임 90 % 86% UV 254 흡착수용력은 이 제거는 146 mg/g 10 ~ 20 mech 90 % peat 시간 석탄계 활성탄 시간 가 제거됨 이었고 의 제거된 것으로 나타났으며 계 이며 흡착수용력과 유사한 석탄계 활성탄 국산 활성탄 중 야자계 이상의 제거율을 보였으며 의 제거율을 보였고 나머지 활성탄들도 제거는 % 이상의 제거율을 보였으며 의 제거율을 043 ~ 보였고 095 야자계 활성탄의 경우 외산 활성탄은 전체적으로 야자계 활성탄만이 적합하다고 240 판단됨 4 시간에 따른 분석한 결과 의 상관계수는 045 ~ 092 DOC 로 분석됨 제거율에 석탄계 활 석탄계 활30 이상의 제거 외산 활 6 Pellet Softening 석탄계 활 시간 석탄계 활성탄은 시간 후에 에 적합하지만 국산 활성탄의 경우 석탄계 제거효율 유사일차반응 및 유사이차반응모델을 활용하여 유사일차반응 모델의 상관계수는 로 나타남 속도론적 모델 분석 결과에 의하면 활성탄의 에 더 적합한 것으로 사료됨 수는 DOC 제거 일차반응 모델의 상관계수는 으로 UV 254 ExcitationEmission Matrix EEM 모델에 더 적합한 것으로 사료됨 투입 여기 방출 기질 을 확인함 DOC 155 mg/l UV 254 DOC 0 mg/l UV /cm EEM 4 분석결과와 마찬가지로 시간 후 유기물이 상당부분 제거되었고 시간 후의 는 /cm DOC 197 mg/l UV /cm 240 DOC 022 mg/l UV /cm SUVA 13 Specific Ultraviolet AbsorbanceSUVA 는 의 유사이차반응 모델 흡착은 유사이차반응 모델 이차반응 모델의 상관계 제거 경향은 이차반응 분석 결과 석탄계 활성탄 시간 후에는 완벽하게 제거됨 이며 분석 석 계 활성탄 ph EEM 시간 후의 ~ 4 ~ 3 12/01/09 DOC UV 254 SUVA Pellet softening pellet xiv Norovirus GI type 나타내지만 본 연구에서는 대적으로 떨어져서 Citobacter freundii Leuconostoc spp Norovirus GII type 4 충주정수장과 아산정수장의 한 총 차 물시료인 청주정 종이 검출됨 차 물시료인 아산정 총 종이 검출됨 며 79 % 1 료 74 % 100 m/hr 차 차 ph 9 ~ 10 ph 9 차 물시료 모두 차 물시료에서 는 미량의 수 기법을 경도 농도에 따른 제거율은 에 경도 값의 변화를 나타 제거율 목를 달성함 유입 선속도에 SEM 따른 경도 가함에 따라 제거율도 증가 를 변화시킨 실험에서는 를 기준으로 제거율의 큰 을 활용하여 유기물 결과가 유사하게 나타나 을 확인할 수 있었음 연속 운전 실험을 통하여

9 1연구제목 수질 맞춤형 정수처리공정 개발 : 2연구기간 : DB ~ BAC 3연구목적 과제목 세부목 Retrofitting 취수원 : 수질 조사 및 : 지수처리 모형플랜트 제작 xv 당해년도 요약문 초안 구축 처리대상 목물질 처리능 평가 개량 모델 정수장 리트로피팅 4연구내용 평가 및 경도처리 효율 평가 기본설계 기존 공개 수질자료와 신규 분석결과를 통합한 취수원 원수수질 처리 목물질 대상 취수원 미량유기물 하천수 BATBest Available Technology Retrofitting 호소수 수질맞춤형 정수처리 공정 개발 맛 냄새 DB 경도 지하수 등 중금속 병원성미생물 등 구축 51 2Methylisoborneol Geosmin 2MIB Geosmin 원수수질을 고려하여 정수수질에 적합하게 선택적으로 정수처리가 가능한 공정기술 개발 Ibuprofen Caffein 16 ng/l Iopromide ng/l Geosmin xvi 5연구결과 취수원 수질 조사 및 수질 조사지점은 취수원별 정하였다 지수로는 반송 지점을 선정 하였으며 호소수로는 충주호 다 2MIB 2MIB > 지하 대청호 아산호는 생활용수가 본 과제에서 선정한 분석항 리 공정상의 처리효율을 살 보여 추가하였다 Carbamazepine Ibuprofen Caffein Iopromide Iopromide 5~6 조사지점 센터를 통하여 시료분석을 취수 원수에서 냄새를 유 2230 ng/l Carbamazepine 다 493 ng/l 809 ng/l 484 ng/l 대 검출농도는 의 최대 검출농 수 으로 높은 지점 조사결과 은 한강의 덕소와 포하는 것으로 확인되었다 검출빈도가 8 높은 의약품 여 취수원수에서 검출 여부 게 검출되었다 이었다 보였다 Carbendazim Isoprothiolane Hexaconazole Phosphamidon Simazine Kitazine Tebuconazole Metolachlor Carbendazim Carbendazim 1889 ng/l Isoprothiolane Hexaconazole Phosphamidon Simazine Kitazine Tebuconazole Metolachlor 1012 ng/l 809 ng/l 277 ng/l 96 ng/l 105 ng/l 529 ng/l 258 ng/l 734 ng/l 은 각각 가장 높은 농도를 의 의약물질 농도가 상

10 10 8 6~7 농도를 보인 시기는 과 아산호 히 년 반송 xvii 월이었다 공주에서 다른 지점보다 높게 분포하는 것으로 확인되었다 9 아산호와 반송에서는 PFOA 다른 Perfluorooctanoic 지점들 보다 Acid 월등히 PFOS 높은 것으로 조사되었다 Perfluorooctane sulfonate PFOA 8 Cu 12 PFOS 월 공식 발효된 스톡홀름 협약 신규 문제가 되고 있는 과불소화합물 수중의 별 mg/l mg/l ng/l PFOA 809 ng/l 와 80 ng/l PFOS 는 대부분 수원별Pb 특성을 As 나타내지 Se 않았으며 의 최대 검출농도는 월이었으며 의 원수 및 정수 처리 후 농도분포를 조사하였다 특 원 이하로 광범위하게 분포하였으나 수계 수준이었다 의B 최대 검출농도는 이었고 가장 높은 농도를 보인 시기는 과불소화합물 농도가 상대적으로 높은 지점은 산업지역과 인구밀 도가 높은 환경에 위치한 아산호 증가한 반복 측정을 통한 경향성을 검토할 필요가 있다 9~10 조사대상 전 지점에서 납 리 총 Mg 2+ Zn Fe 6 아연 Mn 철 개 중금속 Ca 2+ 항목 5 중 되지 않았다 는 mg/l Al 비소 망간 항목인 납 Cd Cr Hg 반송으로 mg/l 확인되었으므로 향후 조사 횟수를 비소 셀레늄 알루미늄 셀레늄 카드뮴 크롬 카드뮴 크롬 보론 수은 등 수은은 검출 여섯 항목 중 가장 높은 농도로 검출된 항목은 알루미늄으로 농도 아연 mg/l 이었고 mg/l 나머지 항목의 최대 검출농도는 보론 철 망간 높은 농도를 보인 시기는 항목마다 달랐는데 보론과 망간은 루미늄은 F 월이었으며 5 철은 대부분의 시기에 검출되었다 항목 농도가 높은 지점은 아산호인 것으로 확인되었다 전 지점에서 조사대상항목인 불소이온 슘이온 1335 ng/l 칼슘이온 가장 높은 농도로 검출되었고 염소이온 Cl 1905 ng/l 총 SO 4 2 SO ng/l 05 염소이온 개의 이온류 중 황산이온 월 황산이온 구리 이 이었다 아연 53 나머지 항목의 최대 검출농도는 불소이온 마그네슘이온 1074 ng/l 5 7 칼슘이온 52 농약류 농도가 상대적으로 높은 지점 조사결 493 ng/l 가지 물질 중 국제적으로 유해성의 구 구리 가장 알 대부분의 중금속 마그네 로 이었 DB DB Data Base Data Base > > xviii 취수원 수질 Data Base system 측정 자료의 프로 기존 원수의 정보를 체계화 한 자 한다 애물질 신규오염물질에 대한 더욱이 DB NE 기존 원수 맛 냄새물질 등 신 전체적으로 아우르는 신규 수자원공사 측정자료 국립 서 관리하고 있는 수질 관 을 이용하여 수질 분석을 다양한 방법의 수질데이터 자료는 다음과 같은 형태의 월별 DOC Dissolved organic carbon DOC 5 mg/l 85%~95% 구 주간 자료를 하나의 가 많기 때문에 일별 자료 질 테이블에는 앞서 설명한 특성 등을 입력하는 테이블 의 정보를 담고 있는 테이

11 BAT NF TOC Geosmin DOC 중의 05 mg/l 200~700 mg/l 1000 ng/l 는 농도가 각각 최대 도를 었으며 300 mg/l 500 ng/l 처리수의 경도는 NF Geosmin 2MIB 이하로서 연구목를 달성할 수 있다 및 100% 50~80% 으로 유입되더라도 로 조정하여 나노여과를 수행한 결과 제거율은 약 과 제거되었고 이하로 먹는 물 수질기준을 만족하였다 의 경 이 다만 나노여과에 의한 중금속 제거에 관한 추가적인 연구진행과 더불어 적용에 대한 신중한 검토가 필요하다 실험결과를 바탕으로 하여 구축 시 고려사항을 제시하였다 다만 수치적인 상관성을 도출할 필요가 있으며 05 mg/l 적 특성pH 변화 면전하 NF 추가실험을 통한 데이터를 축적하여 더욱이 염막에 50 ng/l 의한 물질의 제거효율 관찰이 요구된다 제거대상 물질 막오염 시 막의 물리화학 공극크기 50% 등 에 따라 제거기작이 상이할 수 있으므로 10 오 에 의한 제거대상물질 제거효율의 영향인자 및 목수질 이하 BAT 영향인자 유입농도 및 회수율 유입농도 30 mg/l 2MIB 90% 20% 중금속 경도 ph 9 먹는 물 수질 대비 효율향상 이상 ph 유입농도 이온형태 유입농도 1000 ng/l 200~300 mg/l as CaCO 3 구축 시 고려사항 유입원수의 농도를 정의 회수율은 60~90% 유입원수의 농도를 약 Naproxen 97~98% ph Polyamide PA 54 에 의한 제거대상물질 제거효율의 영향인자 및 BAT > 구축 시 고려사항 목수질 확보관점 이하로 유지하고 이상으로 설계 이하로 유지 100 제거대상 단위물질을 구분하여 이온특성에 따른 제거기술 적용 제거율 기준이 아닌 농도기준으로 접근 필요 유입원수의 농도를 이하 로 유지 경도저하 방지 기술 모색 10 ng/l ng/l F 공 A Geosmin > geosmin 2MIB Natural Organic Matter NOM RO 08 F400 SLP ng/g MIB NOM 나노여과 공정에서의 총유기탄소 RO 08 F400 SLP ng/l 맛 냄새 공정에 적용될 입상활성탄 total pore volume RO > SLP053 > 영향을 파악하기 위해 primary micropore volume 을 수행하였다 RO > F > SLP secondary micropore volume meso pore volume RO > SLP0136 > F 간 간 분에 SLP0110 > F > RO 은 취 으로 흡착량이 다소 감 secondary micropore volume meso pore volume SLP0246 > RO > F Geosmin ng/l SLP RO 08 F400 Control Time min 분에 으로 흡착량이 크게 감 RO 08 각 활성탄별 총 기공 부피 공 부피 F400 Control Time min NOM Geosmin 2MIB > 2MIB ng/l SLP 순으로 나타났 은 은 나노여과 공정에서의 물리 화학적 특성에 따른 미량유해물질 제거효율을 평가 하였다 xix 일반적으로 문헌상 미량유해물질의 제거효율은 다 본 연구에서 이상의 높은 조건에서 운전결과 로 보고되고 있 을 제외하고 xx

12 Geosmin 2MIB 었지만 다 1 RO 08 > SLP > F400 의 경우 이후에는 로 제거가 되었지만 인 할 수 geosmin 있었다 SLP > F400 > RO 08 1 접촉시간 RO 08 > SLP > F400 xxi SLP > F400 > RO 08 시간까지 의 경우도 동일하게 접촉시간 이후에는 순으로 제거되는 것을 확인 할 수 있었 시간까지 primary micropore volume secondary micropore volume secondary micropore volume micropore NOM 2012 meso pore 또한 초기에 meso pore volume 2MIB 와 에 로 이동된다 가 있다고 판단되며 로 사료된다 geosmin protein acid peak geosmin 수중 석하였다 secondary micropore volume 과 diffusion meso pore volume 이에 따라 2MIB 초기접촉에서는 이후에 LS fulvic acid 의 특성을 파악하기 위하여 경사인자 합의 관계와도 부합되지 않는다 EEM peak geosmin 원수에 주로 존재하는 유기물은 풀브산 를 추가한 경우에도 크게 차이가 없었다 9 Geosmin Geosmin 가 흡착이 되었다가 2MIB 2MIB 과 을 이용하여 탄 처리 후 샘플의 유기물 특성에 차이를 발견할 HOC 수 있었다 추가하지 않은 원수의 경우 활성탄 처리 후 주로 휴믹산 로 발견되었지만 질 산 2MIB 과 Geosmin humic acid peak humic acid peak 2MIB 순으 흡착은 8 에 의해 과 상관관계 이 영향을 미치는 것으 로 과 를 분 의 존재에 따라 활성 ph 를 추가한 원수의 경우 활성탄 처리 후 단백 가 주된 유기물로 나타났다 지 않은 원수의 경우 활성탄 처리 후 주로 만 2MIB 10 과 주된 유기물로 나타났다 년 월과 NOM Liquid ChromatographyOrganic Carbon DetectorLCOCD 85% Aromaticity 0556 mg/l 족성 DOC 398 organic acid 를 차지하고 있으며 protein acid peak 를 추가한 원수의 경우 활성탄 처리 후 월 아산정수장 원수의 는 대부분 organic neutral Citrobacter spp Escherichia coli 1 Aeromonas spp Ochrobactrum antrophi 2 Aerococcus viridans Staphylococcus lentus Enterobacter spp 3 Pseudomonas spp Micrococcus spp Burkholderia cepacia Klebsiella spp Staphylococcus spp 4 Aerococcus viridans Staphylococcus lentus Pseudomonas spp 5 5 Norovirus GI GII type BAC 과 특성을 분석하였다 과 를 를 추가하 가 주로 발견되었지 분석결과 로 존재하는 것을 확인 할 수 있었다 를 발견되지 않았으며 55 순으로 제거가 되 순으로 제거되는 것을 확 가 아산원수의 가 약 방향 은 2 Fluorescence analysis 100 m/hr CaCO 3 NaOH / ph CaCl 2 ph 9 10 Ca 가 주 Ca Mg ph 9 Pellet softening xxii 고경도 수질 처리기법 Pellet XRF Xray 본 연구의 차년도 서는 유입수 조건 변화에 잔류의약물질 및 환경호르 150~700 mg/l as > ph ph 유입 경도 로 ph 조성 에 변화에 로 유지하였고 를 이용하여 를 일정 농도로 하고 결과 전체적으로 유입경도 과 내의 이 보인다고 판단된다 Acetaminophen > 의 제거효율이 이상에서 에 따른 경도별 제거 유입수 조건 변화에 따른 내 200 mg/l as CaCO 3 CaCl 2 MgSO mg/l as CaCO m/hr ph 9 ph NaOH Ca 78% 2 80% Mg 31% Ca Mg Ca ph 9 Mg ph 10 Mg 의 농도 변화에

13 Pellet softening 56 Pellet softening florescencexrf Silica SiO 2 BAT 13 잔류의약품 및 환경호르몬의 거동 조사를 파악하기 위한 실험에서는 잔류의약품 으로 잘Ca알려진 율이 우수하였고 하는 결과를 통하여 3 3 종과 환경호르몬 xxiii Acetominophen 종을 선정하였다 시스템을 통과한 잔류의약품 중 진통제 유출수를 분석해본 결과 의 제거 경도 제거율이 높아짐에 따라 환경호르몬의 제거율 또한 증가 pellet 의 결정화 영향으로 제거율 증가 가능성이 예측된다 유동적인 유입수 변화에 따른 시스템 최적화 pellet 도출을 Xray 위하여 연속실험을 진행하였고 의 재사용 가능성 확인하기 위하여 결정화된 물질을 확인하였다 Ca 여 안정적으로 약 Silica SiO 2 50% pellet 의 조성 분석을 하여 결정화된 그 결과 연속실험은 모든 시간의 샘플이 제거 목 범위 내에 위치하 개월간 운전 중이며 평균 제거율은 약 를 유지하고 있다 종대학교 내의 모형플랜트 연속실험을 통하여 얻은 을 비롯하여 BAT 기법을 도입하여 운행 중인 다른 나라 지역의 플랜트에서 얻은 하는 것을 통하여 인할 수 있다 분석을 통하여 확인하였다 가 처리 후에 크게 감소하였고 CaO pellet 현재 을 또한 세 그 결과 처리 전 모래의 주요소인 실리카 의 감소량과 유사하게 이 증가 가 성공적으로 모래 입자 면에 결정화가 이루어진다는 사실을 확 지수처리 모형플랜트 및 공정 제안 공정의 설계는 제거대상물질 의 범위 등을 고려하였다 BAT 연구목 달성에 부합하도록 특별히 BAT 처리목수질 연구 처리규모 금회 연구에서는 기존의 운영수준 및 현행 제도 분석을 통하여 본 를 재조합하거나 분류하여 검토함으로서 수량을 안정적으로 확보할 수 있는 공정을 설계하고자 한다 또한 / mining 수질과 기존의 정수장에서 취득하고 있는 상수원수의 수질분석자료와 상수원의 신규오염물질에 대해 수질을 조사 분석 한 후 수질자료의 마이닝 구축이 가능한 다 web BAT 버전의 프로그램을 제작하여 DB 및 와 연계하여 활용하고자 한 TOC BAT xxiv BAT > PAC F/A NF AOP+GAC O3+GAC PAC F/A NF AOP+GAC O3+GAC PAC NF O3+GAC Foulant DAF NF /DAF NF IX P/S NF 대 취수원 제거대상물질 MF/UF O 3 GAC MF/UF AOP GAC 지수 지하수 MF/UF NF P/S MF MF/UF NF BAT > 맛냄새 유발물질 미량오염물질 조류 노로바이러스 중금속물질 경도물질 제거대상 응집 전오존 전오존 전오존 소독 침전

14 57 Retrofitting /SS 막여과 기반의 노후 기존정수장 TOC 기본설계 S PMR 모델 정수장을 선정하기 위하여 탁도 물 등의 원수 수질 조건 xxv 맛 냄새 유발물질 조류 맛 냄새 의약물질 유기물 환경호르몬 물질 등 미량 유기 과 입 지적인 면을 고려하여 수도권의 정수장을 선정하는 것이 적정한 것으로 판단되 었다 결과 한강권에 있는 고도정수처리 도입계획이 있는 정수시설에 대하여 검토한 정수장으로 선정하였다 연구 성과 활용 가능성 등 추가사항을 고려하여 모델 정수장을 와부 시설용량 및 수질변동에 따른 와부정수장 개량방식을 검토하여 정수장개량 기술 을 개발하고 운영관리 기술을 축적하여 원천기술을 개발하고 상용화하는데 목적 이 있으므로 첨단 정수처리시설인 막여과 정수처리 공정을 도입하고자 한다 여과 정수처리공정은 기존 모래여과공정에 비해 수질의 신뢰성이 높고 일체화되어 콤팩트하고 며 Retrofitting 응집제 사용이 적거나 필요 없으며 기존 정수장 > 막 장치가 공정이 단순하여 자동화가 가능하고 유지관리가 용이 하 건설공기 단축이 가능한 장점이 있다 막여과 시설 적용 검토 주요 검토사항 가압식 500NTU 침지식 200NTU 목수량 확보성 여과유속 조정이 용이 운전 압력 범위가 넓음 부지이용 효율 높음 낮음 유지관리성 막파단시 소독부산물 약품세정 막교환 보관 및 탈부착 용이 막 파단 검지 용이 침지식 대비 소독부산물 발생 위험도가 낮음 약품세척수량이 적음 온라인 약품세척 가능 HRT / 여과유속 조정이 난이 흡입의 한계 로 운전 압력 범위가 좁음 기존시설 개량 유리 막교환 보관 및 탈부착 어려움 막 파단 검지 난이 염소주입시 침지조의 소독부산물 발생 주의 약품세척수량이 많음 약품세척 공정 난이 고탁도 운전이 가능 증가로 xxvi 1ProjectTitle/Subtitle Developmentofwatertr 2ResearchPeriod ~ ObjectiveofResearch The objectives ofthis w drinking waterproduction c mainobjectivethefolowing 1Investigationsofraw 2Pilotplantconstructio 3Evaluationofwaterq 4Conceptualdesignfo 5Evaluationofwaterq 4ContentScopeand Metho

15 5ResearchResultand Conclusions Theresearch oninvestigationand evaluation ofintakewaterqualityresulted inthefolowingmajorresults etc Yet because the water information from different systems was too diverse it was difficult to manage the water quality data appropriate to this research 2 It is expected that DB structured in this research served integrated water information from different intake water sources trace organic and/or inorganic matter such as endocrine disruptors pharmaceuticals compounds of emerging concerns CECs etc 1Bansong 반송Gongju 공주and Dukso덕소WTP wasindicated to investigate surface water qualitynasan 나산Youngchun 영춘Dasi다시 2 During investigation of trace organic matters maximum concentrations of WTP was indicated to investigate ground water quality Chungju 청주 Geosmin and 2MIB odorous compounds were 16 ng/l and 12 ng/l respectively In case of pharmaceuticals Iopromide Carbamazepine Ibuprofec and Caffein were Daechung 대청Namgang 남강reservoir was indicated to investigate lake 2230 ng/l 493 ng/l 809 ng/l and 484 ng/l respectively In case of pesticides waterquality Carbendazim Isoprothiolane Hexaconazole Phosphamidon Simazine Kitazine 1 When nanofiltration membrane was applied The percentage removal of dissolved organic carbon DOC with initial concentration of 50 mg/l below was ranged 85% to 95% The percentage removal of geosmin and 2MIB with initial Evaluationofcontaminantsr concentration of 1000 ng/l and 500 ng/l respectively was 100% in that the technologybatresultedin odorous compounds in treated water were not detected The removal of hardness Tebyconazole and Metaolachlor were 1889 ng/l 1012 ng/l 809ng/L 277 ng/l was ranged 50% to 80% However rejection rates of metal ions with nanofiltration 96 ng/l 105 ng/l 529 ng/l 258 ng/l and 734 ng/l respectively For PFOA membrane was highly ionic species dependent ie ph dependent PFOS 2 The impact of natural organic matter on removal of Geosmin and 2MIB 3 During investigation of inorganic matters such as metals Pb As Se Cd was observed in activated carbon AC process Adsorption rate of Geosmin onto B Cu Zn Fe Mn Al Cr and Hg and ionic contents F Cl SO4 Mg and Ca different types AC iero F400 and SLP was 437 ng/g 437 ng/g and 400 Pb As Se Cd Cr and Hg were not detected within sampling sites and Al B Cu ng/g respectively but the adsorption rate with natural organic matter NOM was Zn Fe and Mn were mg/l mg/l mg/l mg/l reduced to 337 ng/g 375 ng/g 412 ng/g respectively Impact of NOM on AC mg/l and mg/l as maximum concentrations respectively Also SO4 F Cl process was more severe that the adsorption rate of 2MIB onto different AC was Mg and Ca were 190 ng/l 05 g/l 1335 ng/l 1905 ng/l 1074 ng/l 475 ng/l 325 ng/l 375 ng/l respectively but with NOM was reduced to 112 respectively ng/l 250 ng/l 250 ng/l respectively 1 Currently surface water quality in Korea were served from some information systems such as National Institute of Environmental Research NIER Water Information System WIS Soil and Ground water Information System SGIS 3 pellet softening reactor is effective for calcium removal and the fraction of magnesium does not show influence in the performance Additionally Acetominophen as trace organic matter shows the greatest removal efficiency near to 50% and the most consistent behavior for most of the conditions tested The group of HydrophilicIonic compounds shows consistency in removal of most of the compounds however the values for removal are below 20% Only xxvii xxviii

16 Bezafibrate shows removal values in the range of 20 % to 50% Development of software program suggested BAT in diferent intake water 1 BAT design was considered to target contaminants treated water goal capacity operational level and regulations BAT to attain this project goal ie sourcesresulted inthefolowingresults: stable drinking water production and secure water quality was suggested by analyzing and reviewing previous BAT Two types suggested BAT in this project are below: 1 Water intake Coagulation a Flocculation DAF MF O3 GAC Cl Water intake GAC Coagulation a Flocculation a MF NF Cl a : indicates chemicals were reacted within pipeline To determine the model WTP to be applied retrofitting technology raw 22 water quality such as particulates algae taste and odor compounds total organic 221 carbon and trace organic matters and locational factors was analyzed for existed 222 various WTP and the model WTP was selected to Wabu WTP located in 3 Kyeonggi province near Seoul metropolitan 31 2 Also Membrane technology was available to enhance water quality Developmentofretrofitingtechnologyforold WTP based on membraneprocess produced from conventional WTP with sand filtration Especially pressurized resulted inthefolowingresults: microfiltration was suggested in this project 와부 xxix xxx 1 제 출 문 차년도요약문 당해년도요약문 목 차 목 차 목차 제 장 개 요 제 i vi xv xxx xxxiii xxxvii 연구개발의 목적 연구 배경 12 연구 목적 연구개발의 필요성 기술적 27 측면 산업 경제적 측면 연구개발의 범위 장 국내 외 기술개발 해외 기술개발 동향 세계시장동향 목 해외 정수처리 기술 국내시장 및 기술개발 국내 물 산업 시장동 국내 정수처리 기술 제 장 조사대상 취수원 수 서론 37

17 TOC DB 제 제 효율평가 맛 냄새물질 제거효율 평가 중금속 물질 효율평가 의약물질 신규우려물질 효율평가 DB 이온성물질 경도물질 xxxi 효율평가 결론 및 향후계획 조사대상 취수원 수질평가 단위공정 처리효율 및 한계평가 장 취수원 수질 프로그램 테스트버전 서론 프로그램 구축 계획 52 BAT Best Available Technology 521 BAT 522 BAT 제 프로그램 구축 방향 데이터베이스 통합 방안 프로그램 구성도 기대효과 장 지수 처리 파일롯 플랜트 구축 서론 구성 149 구성 방향 대상공정의 선정을 위한 공정 구성 대상공정의 작성을 위한 플랜트 공정 구성안 이동식 지수 처리 공정 구축 모형플랜트 구축 시 고려 사항 모형플랜트 설계 및 구축 장 테스트베드 정수장 개량 기본계획 수립 대상 정수장 선정 기존시설 운영 및 여유부지 활용계획 대상 정수장 선정 기존시설진단 여유부지 활용계획 BAC NOM Pellet Softening / ph Pellet softening 84 Pellet Softening 85 XRF xxxii 제 장 서론 제 장 농축조 탈수기 막여과 배출수 처리 199 안정적인 방류수처리 199 을 적용한 200 총유 입상활성탄의 215 공정 적용 216 실험 재료 및 방법 218 대상 활성탄의 목 220 특성이 220 맛 냄 225 생물활성탄의 공정 적용 Ca Mg 실험재료229 및 방법 생물활성탄 부착 미 시간 의존적 생물활 원수 및 파일롯 플랜트 서론 229 Pellet DB 원수 내 유해 미생물 파일롯244 플랜트 처리 기법 유입수 조건 변화에 따 유입 경도 유입수 내 96 BAT Retrofitting 255 분석을 이용한 Appendix 결론 및 향후계획 변 시스템 연속실 제 장 결 론 취수원 수질 조사 및 평

18 111> 112> 113> > 222> 223> 224> 225> 226> 227> 228> 229> 2210> 331> 332> 333> Group A 334> Group A 335> Group B 336> Group B 337> 338> > Orbitrap Exactive 3310> 3311> 3312> 목 4 차 취수원 형태별 연간 총취수량 지하수 중 노로바이러스 검출 지점 현황 년 월 국내 기업 물 산업 추진 현황 국내 정수처리 현황 xxxiii 월 노로바이러스 식중독 발생현황 2009 국내 정수장 연도별 처리공정별 설치개수 63 국내 정수장 연도별 처리공정별 설치개수 비율 국내 정수장 연도별 처리공정별 설치용량 국내 정수장 연도별 처리공정별 설치용량64 비율 국내 고도정수처리시설 도입현황 국내 고도정수처리시설 공정별 현황 국내 막여과 처리시설 공정별 현황 년 현재 우리나라의 선진국 대비 첨단 상수도 기술 수준 분석항목 및 국내 외 처리수준 의약물질 분류 의약물질 전처리방법 기기분석 조건 전처리 방법 기기분석조건 종 기기분석 조건 액체 크로마토그래프 및 온라인 시료 농축을 7 위한 설정 조건 의 기기분석 조건 액체크로마토그래피 질량분석기 운용 조건 유도결합플라즈마 질량분석기 분석 조건 이온크로마토그래피 기기 분석 조건 > > 2MIB ng/l > Geosmin ng/l > ng/l > Iopromide ng/l > ng/l > ng/l > mg/l > ng/l > 77 음이온 342> > TOC > 345> 1 NF 346> TOC 347> Anabaena 348> Geosmin 349> 3410> 3411> Geosmin 3412> Geosmin 3413> 1 NF 3414> 3415> 3416> xxxiv 97 본 과제의 연구개 Microcystis 유발을 위한 총유기탄소 분석 2MIB 1 9 단 2MIB 2 9 2MIB 3 9 Geosmin 2MIB 유량측정 분석 대상 및 및 단위공정에 의한 3417> geosmin 200 ng/l > 2MIB 40ng/L 단 > > geosmin > 2MIB > mg/l Ersoz and Barrot > 3424> 3425> 3426> 3427> Ersoz and Barrot 본 과제의 연구 및 및 유량측 맛 냄새 물질 평 전 후오존 공정 파일롯 규모에서 제어인자가 스템들에서 1 공정별 제어인자가 3428> 1 NF > > 12 들에서 공정별 제 덕소정수장 고도 덕소 3431> 129 덕소 3432> > > > > 1 NF > BAT 정 에 시설 정 에 시설 중금속의 수질규 수처리 공정에 본 과제의 연구 중금속 유발을 분석 시료의 예 유도결합플라즈 1

19 421> > MW_ANAL > 424> 425> 521> 522> 523> 524> BAT 525> 526> BAT 531> 532> 533> 534> 535> 611> 612> 613> 614> 621> 622> 623> 624> 625> 626> 631> Alum DAY_ANAL 수질자료 조사지점 MATLIST 측정값 SITE_LIST 월주간 측정값 일별 측정물질 측정소 코드 및 속성 코드 및 속성 코드 및 속성 코드 및 속성 제거물질을 고려한 공정선정 기준 152 안 대상원수를 고려한 정수처리시스템 구성158 안 153 유지관리 및 운영 편리성을 고려한 선정기준 대상 공정의 작성기준 및 플랜트 공정구성 방향 제거대상 물질에 따른 대공정 구성 조합공정 실험계획 안 국내 고도정수처리시설의 현황 이동식 지수 처리 장치 대공정의 구성 대공정의 설계적용 사례 모형플랜트 대공정의 개념설계 이동식 지수 처리장치의 수량수지 고도정수처리 도입계획 중인 한강권 정수시설 174 polyaluminium 와부정수장 시설 및 운영현황 와부정수장 공정별 세부 정수시설 현황 대상부지의 지반고 가압식 여과방식과 침지식 여과방식의 구동 특징 외압식과 내압식의 구동특징 분획분자량 및 공칭 공경에 따른 여과막 특징 막모듈 형태에 따른 여과막 특징 막모듈 사양 여과성능 시험방법 Pernitsky and Edzwald > polyaluminium > > K and zero ionic strength > > > > Geosmin 2MIB > Geosmin 2MIB > > 19 안 723> 724> NOM 725> 726> 731> BAC 821> 831> 931> NF 961> 971> DOC geosmin 2MIB : geosmin 2MIB 활성탄의 LCOCD 213 활성탄의 아산원수 각 실험 조건 흡 217 존재에 따른 BAT 249 BAT 45 2 Retrofitting 25 내 미생 의약품의 화학적 에 의한 제거대 제거대상 물질에 기존 정수장 과 xxxv 계통 응집제의 일반적인 특성 xxxvi

20 111> 1 112> PPCPs 113> 114> 115> 121> 122> 123> 211> 212> 213> 214> 215> 216> 217> 218> 219> 2110> 2111> 2112> 221> 222> 223> 224> 225> MF/UF 국가별 미국 내 DB 그 림 목 1 차 xxxvii 인당 연평균 수자원이용 가능량 검출이 보고된 지역 하천수 중의 화학물질군과 화학물질의 검출빈도 취수원 형태별 연간 총취수량 수질맞춤형 정수처리 공정개발 방안 취수원 수질 구축의 차별성 61 수질맞춤형 정수처리 공정 개발 차별성 기존정수장의 개량기술 차별성 세계 물시장 규모 세계 정수 하수 해수담수 시장 예측 세계 정수처리 플랜트 사업시장 예측 정수처리 공공분야 비용 분포 지역별 정수 및 하수 시장 예측 지역별 음용수 고정비 시장 예측 음용수 고정비 예측 해수담수화 제외한 고정비 예측 정수 고정비 사용 분포 정수 및 하수의 운영비 정수 운영비 예측 전 세계 물산업 장비시장 예측 국내 물시장 규모 선진국 평균 국내 정수처리 플랜트 사업의 시장 전망 국내 정수시장 고정비 예측 ~ GWI > NF/RO > > > > > > > > > 24 국내 정수시장 운영비 예측 시장 예측 > / > > 334> 335> 336> 337> 338> 339> 3310> 3311> 3312> 3313> 3314> 3315> 3316> 3317> 3318> 3319> 3320> 3321> 3322> 3323> 3324> 3325> 3326> 3327> 3328> xxxviii Geosmin 5 2MIB 8 5 Carbamazepine 6 Ibuprofen 0 6 Caffein 06 Iopromide 6 Carbendazim 2 6 Isoprothiolane 6 Hexaconazole 3 6 Phosphamidon 3 6 Simazine 6 Kitazine 4 6 Tebuconazole 4 6 Metolachlor 5 6 PFOS 6 6 PFOA > B > Cu > Zn > Fe > Mn 7 75 고속 고분해능 75 고상추출법에 8 취수원수에 대 95 정수 처리 후 95 시기에 0 따른 시기에 따른 취수원수에 0 대 26 정수 처리 후 26 시기에 따른 3334> Al > > > F > Cl 2 7 시기에 3 따른 시기에 따른 시기에 4 따른 취수원수에 대 정수 처리 후 66 시기에 따른 66 시기에 따른 시기에 7 따른 86 시기에 따른 86 시기에 8 따른 시기에 따른 시기에 따른 시기에 0 따른 취수원수에 대 정수 1 처리 후 시기에 따른 시기에 따른 취수원수에 대 정수 처리 후

21 3339> 3340> 3341> 341> NOM 342> 1 343> TOC 344> TOC 2 345> O 3GAC 346> NF 347> 348> 349> > Geosmin 3411> 2MIB 3412> 3413> 3414> 3415> 3416> > > > Pb 3420> Cd 3421> B 3422> 3423> 3424> b 2 TOC SO 4 2 Ca 2+ Mg 2+ 시기에 따른 황산이온 시기에 따른 마그네슘이온 시기에 따른 칼슘이온 TOC 단 및 의 일반적인 분자구조 형태 xxxix 원수 및 정수 농도 분포 6 7 원수 18 및 정수 농도 분포 원수 및 정수 농도 분포 단 나노여과 공정 개략도 및 9시료채수 8 위치 농도에 따른 제거율 분석 결과 농도에 따른 제거율 분석 결과 에 의한 DOC DOC 에 의한 제거효율 분석 결과 제거효율 분석 결과 기존 및 고도정수처리 Geosmin공정에서의 2MIB 기존 및 고도정수처리 공정에서의 단 및 geosmin geosmin Geosmin 농도 분석 결과 제거율 분석 결과 단 나노여과Geosmin 공정 개략도 및 103 시료채수 위치 의 제거율 분석결과 의 제거율 분석결과 파일롯규모 오존접촉시간 및 주입률별 실험실규모 오존접촉시간 및 주입률별 전오존 후오존 2MIB ; a 동절기 오존 및 과산화수소 주입률별 과산화수소 주입 시 전오존 공정에서의 단 및 년 하절기 년 하절기 geosmin 발생 시 발생 시 과 제거율 제거율 제거효율 의 성분 특성 제거율 분말활성탄 주입률 별 제거율 단 나노여과 공정 개략도 및 시료채수 위치 농도에 따른 제거율 분석결과 농도에 따른 제거율 분석결과 농도에 따른 제거율 분석결과 미량유해물질의 물리 K Kimura et al K Kimura et al > > > > > > > > > DB > 149 화학적 특성 시간에 따른 미량유해물질 제거효율 물리 화학적 특성에 따른 미량유해물질 제거효율 > 531> 532> 533> 621> 622> 623> 624> 631> 632> 641> 642> 643> 644> 2 PCF 711> Geosmin 712> Geosmin 713> Norovirus BAT D 26 1 xl 3D 26 1 D Berube MIB 591 2MIB 1 714> Cryptosporidium > 722> 723> 2MIB ml GAC DOC : 02 g a UV 254 b : 25±2 : 50 ml GAC : 593 mg/l DOC /cm UV geosmin a geosmin b 161 정수처리 기술 이동식 169 지수 170 이동식 지수 174 이동식 지수 175 가압식과 38 침지 184 외압식과 내압 189 여과성능 190 측정 191 집수방식에 따 모래여과지 전후 알루미늄 69 용해도 시간에 따른 깊 부유물질 제거 용존공기부상법 단 c 2MIB d : 25±2 : 50 : 02 g : 593 mg/l DOC /cm UV ng/l geosmin & 2MIB > Geosmin 725> EEM peak 726> FIFFIKUS EEM peak 205 2MIB NOM 활성탄별 > LCOCD a OCD b UVD 2 731> PCRREBA 주입량 821> ph 230 초순수 822> Ca > Mg > ; a Gemfibrozil b Diclofenac c Bezafibrate > ; a Ibuprofen b Fenoprofen c Naproxen > ; a Ketoprofen 일반적인 과 과 장치 감염 제 초 제거경향 주입량 과 분 프로

22 834> 835> 841> b Clofibric acid b Acetaminophen b EDCs b 제 c Carbamazepine ; a Phenacetin 항콜레스테롤제 632 유입 경도 및 선속도에 따른 의약물질238 제거율 제 842> Pellet softening system 851> 852> 911> 921> 922> 931> b pellet Pellet Softening c Pentoxifylline ; a Caffeine 진통제 유입 경도 및 선속도에 따른 의약물질 제거율 환경호르몬 세종대 관정에 설치된 시스템 농도 XRF 여러 지역 현장 설치 경도 제거율 의 ; a Column PS 239 ; a 240 ; a Brabantwater company at Wouw Veghel Nuland Seppe plant b DUNEA Company at Scheveningen plant > NOM 951> ph 952> 961> pellet DB XRF 여러 지역 BAT 시료채취지점 측정 자료의 의 세종대 지하수 관정 2 4 ; a DHV Taiwan Fong Shan b Sejong plant 2 Geosmin 프로그램 구성도 2MIB 구성 연속시스템 의 현장 연속실험 제거율 세종대 지하수 관정 결과 결과 Acetaminophen 나노여과 공정에서의 물리 존재 시 원수 중의 에 따른 경도별 제거효율 항경련제 11 진통 혈액순환제 111 흥분제 형 유입수 및 유출수 화학적 특성에 따른 미량유해물질 제거효율 및 유입 경도 및 선속도에 따른 의약물질 제거대상 물질에 따른 대공정 구성도 제거율 분석 결과 안 제거율 34 1 가 연구개발의 목적 / % 연구 배경 Waterfootprintorg WWF 1 기후변화에 따른 수량 수 제 지구의 온난화 및 이에 따른 111> 년 기후변화 대응 미래 수자원 호우 발생횟수가 배 이상 해 배 이상 늘어나며 가뭄 으로 예상하고 있으며 사용 가능량은 톤이며 중 남미 등 전 세계의 대부분이 수자원이 풍부한 것으로 보고 나 빙하 얼음 등으로 직접사 111> 1 : Waterfootprintorg & WWF xli 1

23 어렵고 또한 홍수의 빈번한 발생은 하천으로의 많은 우수의 유입을 유도하여 하천 의 저변에 축적되어있던 토사 및 오염물질을 이동시켜 정수장의 주요 수원인 지 수의 수질을 악화시킨다 현재까지의 대부분의 정수장은 원수로써 지수 지하수 등을 이용하여 수량 및 수질 변화에 따라 공급이 제한적일 수 있다 나 수질오염의 지속화와 심화 산업의 발전 염물질의 유출 도시화 및 인구의 도시 집중으로 인하여 산업으로부터의 새로운 오 도시화로 인한 오염물질 배출의 PPCPs 집중화가 심화되고 특히 EDCs Endocrine Disrupter Compounds Pharmaceuticals and Personal Care Products CECs Contaminants of 기존의 정 수처리 공정에서는 원수 내 포함되어있는 입자성 물질 및 탁질 물질의 제거만으로 Emerging Concerns 도 음용수를 생산하는데 큰 지장이 없었으나 산업화와 도시화로 인하여 새로운 오 염물질이 원수로 유입되어 이의 처리필요성이 대두되고 있다 113> : Buxton and Kolpin Dioxane 하천 새로이 정수처리 공정에서 처리해야 할 대상은 미량유기오염물질로써 대적으 로는 환경호르몬물질 의약물질 국내에서도 하천수 및 하수 등이 있으며 발현되고 있음이 보고된다 신규우려물질 이러한 물질들이 하천수를 비롯한 지수 원수 중 2% 국립환경과학원 또한 수질사고가 종종 발생하고 있으 년 퍼클로레이트는 년 오 112> PPCPs 안전할 것이라 생각되는 지 로 인하여 지하수의 안전성을 성 바이러스로써 식중독 있다 복통 다 기존 정수처리공정의 한계 2 3 국내 정수처리장의 취수원은 수로 지수 및 호소수에 극단

24 m 3 /yr 취수원 형태별 연간 총취수량 자료출처 % 상수도통계 항 목 하천류수 하천복류수 댐 기타저수지 지하수 취수량 비율 Filtration 114> : > : 2009 취수원 형태별 연간 총취수량 자료출처 상수도통계 01NTU UF UltraFiltration AOP Advanced Oxidation Process 112> 도입되고 있다 MF Micro 4Log 처리수의 탁도 막여과 공정 한외여과막 미만을 이상으로 수질 안전성을 확보 다 착 정수처리를 위한 단위공정 고도산화 기술적 수준은 세계적인 수준 있으나 위의 과 에서 나 수를 대상으로 한 처리 공정 적 문제에 직면하여 대체수자 위한 공법개발이 필요하다 소재지 충북 청원군 현도면 : 지 노 그러나 산업화 도시화로 인하여 새로운 오염물질이 하천수 및 지수 중으로 유 입되어 원수의 수질은 지속적으로 악화되고 있으며 특히 석 장비의 발전과 분석기법의 향상으로 인하여 에 대한 발현 및 장 EcoSmart 4 미량오염물질은 수질 분 지속적으로 새로운 미량 오염물질 단기적으로 인체에 미치는 영향에 대해 보고되고 있다 또한 생활수준의 향상에 따라 수요자가 요구하는 수돗물의 수질에 대한 관심이 높아지고 5 경기도 남양주시 화도읍 충남 공주시 우성면 노 노

25 113> 발생월일 환자수 발생지역 원인시설 년 월 월 노로바이러스 식중독 발생현황 전북 익산 집단급식소 학교 경기 화성 음식점 서울 노원 기타 경북 상주 음식점 경기 용인 불명 제주 제주 음식점 직영 15 / 있으며 각 원수의 수질특성에 원인 지수의 처리에 있어서 계가 있는 맛 냄새 물질 미량 질안전성 확보를 위한 정수처 특히 기존 정수처리장의 경 는 신설해야 할 필요가 있으며 높은 처리유량의 확보 수질안 의 토목구조물 펌프 유량계 기술 및 시공기술을 개발하여 강원 평창 강원 평창 기타 기타 경기 용인 음식점 : 경기 안양 집단급식소 학교 직영 112 경기 안양 전북 진안 불명 기타 115> 1990 경기 양평 12 기타 서울 영등포 집단급식소 학교 직영 Data Base 경기 안산 Data Base 제주 서귀포 집단급식소 학교 직영 음식점 자료출처 식품의약품 안전청 DB 연구 목적 6 7

26 121 DB 기술적 측면 가 취수원 수량 수질 데이터베이스 구축 statmegokr 기존 취수원의 수량 및 수질은 각sgisnierfokr 지방자치단체 한국수자원공사 BAT 개별적으로 모니터링 하여 환경부에서 수집하는 형태로 이루어지고 있다 한국환경공단이 수집된 수량 수질 정보는 환경부 환경통계포털 에서 일반에게 공개되며 특히 토양 지하수는 국립환경과학원의 토양지하수 정보시스템 여 정보를 공개한다 지금까지의 수량 에서 관리하 수질 정보는 대부분 통계 처리되어 연단위 월단위의 자료를 나타내고 있으며 여러 기관에서 취수원의 수질을 측정하고 있으 나 ph DO 취수원 수질에 대한 정보가 분산되어 있어 정보의 통합이 이루어지지 못하는 실정이다 수질의 경우 대부분 일반항목인 수온 탁도 등이며 세부항목 및 DB 미량물질들에 대한 측정 및 모니터링이 이루어지고 있지 않으며 또한 수량 수질에 대한 정보를 일방적으로 보여주는 형태이며 그 정보를 분석하거나 해석하지 못한 다 본 연구에서는 여러 곳에서 분산되어 측정하고 관리되고 있는 자료를 수집하여 / 80% / 나 수질 맞춤형 정수처리 공 수질 를 통해 습득된 정 하며 수질특성에 따라 주 처리 경도 미생물 바이러스 등으로 위공정 선정 의 선정 을 악하고 단위공정의 조합 및 연 화한다 취수원수 중 병원성 의 공정 구성을 통하여 막여과 기물질 및 미량유기물질 발현 성을 통하여 활성탄 흡착공정 동형 제어 을 통한 운영비 절 속 바이러스 발현 대상 정밀 밀여과 한외여과 공정의 경제 율 극대화 이상 의 방안 취수원 수량 수질에 대한 자료를 통합하여 그 결과를 분석하고 해석하며 특히 지 금까지 관리되어오지 못한 환경호르몬 의약물질 등 미량유기물질 및 신규오염물질 의 측정항목을 결정하고 이를 채수 분석하여 취수원 수질 에 포함시킨다 122> 121> 취수원 수질 DB 구축의 차별성 8 9

27 산업 기존정수장의 개량기술 차별성 경제적 측면 가 산업적 효과 정수처리 공정의 다양화 선진화를 통한 관련 소재 10 부품 산업 활성화 유도하고 높은 처리효율 공정기술 개발로 공공상수를 비롯한 산업용수 처리 공정에 활용할 것이다 개발 또는 효율이 증대되는 단위공정을 통해 향후 타 물 관련 산업에 적용 하여 재이용 및 해수담수화의 전처리 기술로 적용할 수 있다 3 Retrofit 또한 획일화 되어있는 정수처리 공정의 다양화로 인해 관련 전문 인력을 양성하 13 고 다양한 정수처리 시스템의 설계 시공 운영인력 확보를 통해 일자리를 창출한 4 다 다 Data Base tool 1 Data Base 2 Data Base 나 경제적 효과 단위공정의 효율증대 및 에너지 사용량 감축을 통하여 공공상수 요금의 현실화를 라 3 Data Base 달성하고 국산화율의 향상으로 국내 관련 기간산업의 확대와 다양한 원수대상 처리 기술 확보 및 경쟁력 확보를 통해 관련 공법과 기술의 해외이전으로 경쟁력 있는 1 1 TOC 05ppm 2MIB Geosmin 5ppt 4 log 123> % 90% % 11 나 수질 맞춤형 정수처리 공 지수 처리용 정수처리 미량유기물질 및 맛 냄 정 개발 최종 처리수 농도 맛 냄새 유발물질 병원성 미생물 및 유해 개발공정의 설계 운영 유 안정적인 운영을 위한 이온성 물질 및 고경도 대체수자원의 수량 수질 이온성 물질 고경도 물 수처리공정 개발 중금속 물질 제거율 경도 및 용존성 고형물 안정적인 운영을 위한 기존정수장 개량 취수원 특성에 따른 최 취수원 특성에 따른 적 정수처리공정의 안전성 지수내 미량유기물질 및 신뢰성 확보

28 2 21 제 장 국내 외 기술개발 현황 211 GWI 21 해외 기술개발 동향 20 세계시장동향 최근 전 세계적으로 물 부족과 수질악화 문제가 심화되어 물 산업에 관심이 집중 49% 되고 있고 물 산업이 세계의 새로운 성장엔진으로 주목받으며 부에서도 미래 육성 산업으로 전망하고 있다 국내외 기업 및 정 따라서 물 산업은 세기의 석유산업과 마찬가지로 세기의 최대 성장산업 미국 포춘지 GWIGlobal Water Intelligence 2010 으로 고 있다 세계은행 은 연평균 성장하여 $ 2025 세기에는 물 산업이 수천조원 규모의 산업을 형성할 것으로 예측되 년 8650 $ GWI 억 에서 년 보고서에 따르면 세계 물 시장 억 로 성장할 것으로 전 망되며 이처럼 물 산업은 전 세계적으로 그 가치가 높아지고 있는 상태이며 Operating Expenditure 이에 대한 구체적인 시장동향을 57% 관련 43% 보고자료 중 공신력이 14% 높은 자료 및 다양한 국내외 보고서 자료를 토대로 분석하였다 에 따르면 341% 이 시장규모는 산업용수 779% CAPEX Capital Expenditure $ $ 년 현재 전 세계 물 관련 산업의 시장규모는 $ OPEX 229%90585 $ 백만 로 병입수 사용처의 기구 관개기구 공공분야 등이 포함된 금액이다 전체 시장규모 중 가장 큰 부분을 차지하는 것은 정수처리장 및 하수처 리장을 포함하는 공공분야 부분으로 전체 시장의 백만 를 차지하는 데 공공분야 부분은 정수관련 고정비 와 운영비 및 하수관련 고정비와 운영비로 구성되어 있다 전체 공공분야 시장 중 정수 시장 은 하수 시장 에 비하여 약 가량 높은 비중을 차지하며 정수 시장 분야 중 운영관련 시장은 년 기준 총 비용이 전체 공공분야 시장의 백만 를 차지하고 있으며 정수처리 시설 수자 211> : GWI 2011

29 $ $ 69% 2016 전 세계 수처리 시장은 년 현재 백만 규모에서 년 약 규모로 이상 시장 확대가 이루어질 것으로 예상되며 장 모두 년까지 빠른 속도로 시장이 확대될 것으로 보인다 백만 정수시장과 하 폐수 시 % 년 현재 정수처리 플랜 지역은 동아시아 태평양 지역 우 현재의 시장규모는 크지 며 현 시점에서 큰 시장이 구 것으로 예측됨 2010 또한 남아시 > $ : GWI $ $ 21% 22% 8% 6% 년까지 이상 성장할 적으로 지속적 성장이 이루어 롯하여 장기적인 시장이 형성 공공분야의 정수처리 시장을 야 중 감가상각이 로 가 를 차지하고 있으며 에너 성 물품의 비율도 각각 전체의 세계 정수 하수 해수담수 시장 예측 자료출처 214> : GWI 2011 정수처리 플랜트 사업 시장은 빠른 성장을 통해 년 백만 규모에서 년 현재 총 백만 의 시장을 형성하고 있으며 지 성장할 것으로 예측되고 있다 년에는 백만 까 213> : GWI 2011 정 14 15

30 217> 215> : GWI 2011 지역별 정수 및 하수 시장 예측 자료출처 218> : GWI % 218%19678 $ 187%16889 $ 216> : GWI $ $ 70% 지역별 음용수 고정비 시장 예측 16 자료출처 219> : GWI 정수의 고정비 사용 분포를 의 비중이 전체의 로 가 백만 정수처리

31 $ $ 정수 시장의 운영비용은 년 기준 다 약 배 이상의 큰 시장이 형성되어 있으며 성장률을 나타내지만 꾸준한 증가를 보일 것으로 예측된다 백만 로 백만 인 고정비용 보 RO/NF MF/UF 고정비용보다는 상대적으로 낮은 2012 Zero Liquid discharge 해외 정수처리 기술 물 산업 내에서의 장비시장 속적으로 확대될 것으로 보이 시장이 확대될 2110> 2111> : GWI > : GWI 정수 및 하수의 운영비 자료출처 정수 운영비 예측 NF/RO MF/UF 기존에 보급된 상수처리시설의 운영비 및 신규 정수처리장의 신설 관개 관망의 보수 등을 통해 운영비용은 지속적으로 꾸준히 증가할 것으로 예측되는데 특히 기 존 공공분야 정수부분의 투자가 이루어지지 않았던 개발도상국 지역 등은 급격한 운영비 시장의 증가가 예상되고 선진국 지역은 꾸준한 증가를 보일 것으로 예상된 다 NF/RO MF/UF 선진국 막여과 고도정수처리 막여과 시스템 기술을 개발하여 도정수처리기술로 인식하고 활 에 가장 적합한 기술들을 개발 중심으로 막여과는 미 특성 및 국가별 상황에 기인한 오염도가 심한 원수를 대상으 막여과를 주로 사용하였고 일 생물의 제거를 목적으로 하기

32 국내시장 및 기술개발 동향 Trade Focus Vol10 No GWI 55% % 국내113 물 산업49 시장동향37 한국무역협회 국제무역연구원이 발한 방안 년부터 주했으며 시장의 16 $ 년까지 국내 650 1% 물 산업은 제조 49% 장현숙 개 업체가 국내 물산업의 해외진출 동향 및 확대 보고서 에 따르면 우리나라는 지난 개국에서 약 조 원 상당의 물 사업을 수 년에는 억 약 조 억 원 규모의 물 사업을 수주해 세계 물 를 차지하고 있다 설비 관망 펌프 화학약품 등 건설 토목 파이프 재생 서비 스 설계 운영 관리 부문으로 나뉘며 매년 의 높은 성장률을 보여 오는 년에는 시장규모가 약 업은 전 세계 물시장의 45% 상태이다 182%1583 에 따르면 $ $ 868%8795 천 억 $ 로 확대될 것으로 기대되지만 현재 우리나라 물 산 에도 못 미쳐 해외 진출 확대와 수출 산업화가 절실한 년 국내 물 관련 산업의 시장규모는 $ 271%2375 $ 백만 로 이 시장 규모는 산업용수 생수 사용처의 기구 관개기구 공공분야 등이 포함된 금액이며 전체 시장규모 중 가장 큰 부분을 차지하는 것은 정수처리장 및 하수처리장을 포함 하는 공공분야 부분으로 전체 시장의 백만 를 차지하며 공공분야 부분 은 정수 관련 고정비와 운영비 하수 관련 고정비와 운영비로 구성되어 있다 전체 공공분야 시장 중 정수 시장 비율은 이고 하수 시장 비율은 이보다 약간 높은 약 이며 정수 시장 분야의 운영비는 전체 공공분야 시장의 백만 였 고 고정비는 백만 를 차지하고 있다 221> 2010 : GWI

33 국내 정수처리 플랜트 시장은 년 기준 백만 달러 규모에서 년 현재 백만 달러로 빠른 성장세를 보이고 있지만 이후에는 오히려 성장이 감소하여 년에는 백만 달러 정도로 규모가 줄어들 것으로 예측된다 $ 53% 반면 정수 시장의 운영비용 준의 시장이 형성되어 있는 상 된다 224> 222> : GWI 2011 MF/UF 2007 GWI $ $ 2 357% 338% $ 국내 정수처리 플랜트 사업의 시장 전망 자료출처 정수 시장 고정비의 사용 분포를 살펴보면 전체 고정비 중 담수화를 제외한 수 자원 확보 분야 와 관망관련 분야가 로 가장 높은 비중을 차지하고 있으 나 점차 시장규모가 축소되고 있다 225> MF/UF 국내 시장은 년 규모가 커졌으며 년에는 은 성장을 보일 것으로 예측된 223> 2007~2016 : GWI

34 NF/RO $ $ 시장을 살펴보면 년까지는 약간의 성장세를 보이다가 로 크게 성장할 것으로 예측되나 년 이후에는 다시 감소 추세를 보이며 년에는 백만 정도의 시장 규모를 형성할 것으로 예상된다 226> NF/RO Trade Focus Vol10 No $ 227> : wwwicakorkr 24 년 백만 시장 예측 국내 물산업의 해외진출 동향 및 확대방안 보고서 한국무역협회 에 나온 국내 업계의 해외 물 사업 수주동향을 살펴보면 년 이후 물 사업 수주 누계건수는 총 건으로 그 수주액이 약 조원에 달하며 년 한종 이 베트남 사이공 상수도공사 백만 를 수주하면서 물산업의 해 외진출이 시작된 것으로 보고된다 90% % 25 해외건설협회 통계자료를 바 경기성장에 힘입어 2~5% 9~15% 수주실적이 미흡하다가 년을 최근 자로 물 사업 수주가 다소 회 출의 불과한 반면 ASE Carollo : 이상이 건설부문에 운영 관리부문의 성이 높은 운영관리 부문으로 40% 업체명 ㆍ ㆍ 두산 중공업 2001: / 웅진그룹 BRH ENR 코오롱 ENR > 삼성 엔지니어링 역삼투압 원천기 두산하이드로테 미국 최대 수 처 해 수 처리 사업 베트남에 담수설 기지 총 개 담수설 물 처리 역삼투 웅진코웨이 엔지 엔지니어링 등 물 사업을 그룹 환경시설관리공 확보 전국 하수처리장 자회사를 통해 축 베올리아와 합작 하 폐수 정수 처 아랍에미리트의 아부다비 투자공 부로부터 억 천 향후 중동의 담 일본 업체와 합

35 대림산업 LG LG 2020 대우건설 2009 GS SK SDS LG CNS 전자 건설 포스코건설 IT 현대중공업 U 케미칼 LG 25% 도레이첨단 소재 SK C&C SK 삼천리 : 삼성 221> 83 쿠웨이트 석유회사의 폐수처리시설 공사 건설 사업 수주 HA HE 7 국내 하 폐수 정수 10 시설 5000 곳 건설 해외프로젝트나 투자사업 적극 추진 예정 RO LG 222 천 달러 하우시스 전자 홈엔터테인먼트 사업본부 등 각 계열사를 전자 홈어플라이언스 사업본부로 통합하여 시너지 창출 도모 년까지 글로벌 수 처리 시장에서 조원의 매출을 올려 글로벌 톱 종합 수처리 전문기업을 목로 향후 년간 억 원 이상을 투자 계 획 국내 기업 물 산업 추진 현황 부터 충남 水 당진에 역삼투막 2009 이용한 해수담수화 시험공장 운영 중 미국 업체와 2010 협력해 해외시장 진출을 모색 중이며 담수화 플랜트 타당성 조사도 진행 중 포스코그룹 차원에서 2020 물사업을 2000 미래 신 성장 동력으로 중점 육성 월 물환경사업본부 를 출범 자체 개발에 성공한 에코 밸러스트 를 장착한 컨테이너선을 독일에 성 공적으로 인도하면서 밸러스트 수 처리 시스템 시장에 진출 수처리제 2008 생산 경험을 살려 년 하 폐수처리장 위탁운영 업체인 엔텍 의 지분 를 취득하여 물 산업에 진출 일본 도레이의 멤브레인 기술을 도입해 필터류 생산과 해수담수화 등 수 처리 사업에 진출 수처리용 멤브레인 소재 등 사업에 년까지 억 원을 투자할 계획 하폐수처리 전문업체인 대양바이오테크 인수 Trade Focus Vol10 No 우수한 기술을 수자원 관리에 접목한 지능형 수자원관리 시스템으로 해 외진출 모색 스마트시티의 시설물 감지 및 관리 서비스 안에서 지능형 수자원관리 서 비스 제공 청계천 테스트베드 사업에 유비센터와 함께 수위관리 등을 위한 감지 26 시스템 시범 적용 LG 10 계속 > THM 27 55~75% 국내 정수처리 기술 현재 우리나라 물 산업은 토 적 및 자금 동원능력은 부족한 있는 첨단 상수도에 대한 기술 다 따라서 상수도 서비스의 선 술적 육성과 함께 기술경쟁력 222> m 3 /day m 3 /day m 3 /day m 3 /day m 3 /day 술의 확보 및 시장진출이 필요 772% 국내 정수처리 시설의 경우 수도 통계에 따르면 년 현 용량은 아래 에서 대 급수량은 만 톤에 달 처리 막여과 포함 로 구분되며 많은 1 비중을 차지하고 있으나 강 하류지역의 수질이 거가 어렵고 중금속 급수 페 발하면서 낙동강을 원수로 하 된다 m 3 /day : % ~ % ~ ~ %61 6% 항 목 전국 시설용량 완속여과 급

36 228> 229> 223> 224> ~ ~ 국내 정수장 연도별 처리공정별 설치개수 ~ ~ 국내 2006~ ~ ~2011 항969% 목 완속여과 급속여과 완속 년 이전 1990 년 년 1990 국내 정수장 연도별 처리공정별 설치개수 급속 소독 고도처리 막여과 396% % 2001~ ~ % 2006~ % 172%484 47% ~ %1085 항 목 완속여과 급 년 이전 년 년 국내 년 년 설치개수를 비율별로 살펴보면 년 이전에는 급속여과 및 완속여과 등 모래 여과의 설치비율이 로 거의 대부분이었으나 시기가 지날수록 그 비율이 크게 줄어들어 년 사이에는 까지 줄어든다 반면 고도처리 및 막여과 처 리공정의 설치비율은 28 년 이전 에서 년 로 그 비율이 크게 29 용량별로는 총 용량 약 이 만 톤 로 톤 와 비슷했으며 만 톤 및

37 2210> 2211> 225> 226> ~ ~ 국내 정수장 연도별 처리공정별 설치용량 ~ ~ 국 2006~ 국내 정수장 연도별 처리공정별 설치용량 2006~ 국내 995% 항 목 년 이전 842% 년 년 1990 완속 여과 04% 급속여과 2006~ % 완속 급속 소독 고도처리 막여과 항 목 완속여과 급 년 이전 년 년 년 년 설치용량을 비율별로 살펴보면 년 이전에는 급속여과와 완속여과의 설치비 국내 정수시설 현황을 조사 율이 고도처리와 막여과는 로 거의 모든 정수장에서 모래여과를 도입한 의 강화 및 모래여과에서 기대 것으로 나타난다 30 그러나 가장 최근인 년 사이에 설치된 정수장 시설용량 31 고도정수처리 시스템의 도입이

38 국내 고도정수처리 시설현황 중 오존 F/A 227> 활성탄 정수처리가 도입된 정수장은 인천 부평정수장으로 하였으며 BAC' GAC' 본격적으로 도입된+ 계기는 F/A' 리시설을 운영 및 계획 중인 정수장은 33 획 수립 및 건설 중 + BAC' + GAC' F/A' 24 8 폭기 + BAC 개소 이며 23 + BAC 5 공정을 이용하여 최초로 고도 년에 입상활성탄 시설을 설치 년대 이후이다 현재 국내에서 고도정수처 공정별로는 + 년 현재 총 727% 개소 운영 개소 도입계 후오존 전 후오존 전오존 등 총 가지 공정이 있다 전체 개 덕소 와부 수지정수장은 계획중으로 제외 정수장 중 오존과 활성탄의 조합공정이 전체 개소 중 개소로 국내 설치된 가지 공정 중 약 로 대부 분을 차지하고 있었는데 후오존 공정이 개소로 가장 많았고 그 다음 으로 전 후오존 공정이 개소로 많은 것으로 조사된다 국내 고도정수처리 공법별 도입현황 자료출처 고도정수처리시설 설치 및 운영에 관한 자치법규 도입방안 연구 서울특별시의회 m 3 / ~10 +BAC ~10 +BAC ~12 +BAC ~12 +BAC ~12 +BAC ~12 +BAC ~08 +BAC ~07 +F/A ~10 +BAC GAC ~ +BAC 60 94~98 GAC ~00 GAC 한강 수계 ~98 +BAC ~09 +BAC ~98 +BAC 70 94~99 +BAC ~01 +BAC ~03 +BAC 55 98~01 +BAC 2212> 37 94~98 +BAC : ~99 +BAC 60 94~02 +BAC ~02 +BAC ~94 +BAC ~99 +BAC ~04 F/A 60 99~01 + GAC 10 99~01 + GAC 36 06~08 +BAC 28 94~99 +BAC 낙동강 수계 정수장 서울 영등포 서울 광암 서울 암사 서울 강북 서울 구의 서울 뚝도 일산 수자원공사 반월 수자원공사 성남 수자원공사 덕소 수자원공사 와부 수자원공사 60 00~01 F/A ~99 GAC : 2010 국내 수지 수자원공사 인천 부평 파주 문산 동두천 원주 제 대구 매곡 대구 문산 마산 칠서 진해 석동 김해 삼계 김해 명동 양산 웅상 양산 범어 울산 회야 울산 천상 부산 덕산 부산 화명

39 228> 9 한강 수계 낙동강 수계 정수장 +BA C +BAC GAC +GAC F/A +F/A 서울 영등포 서울 광암 서울 암사 34 후오존 전 후오 존 서울 강북 서울 구의 서울 뚝도 일산 반월 2 성남 덕소 와부 수지 인천 부평 파주 문산 동두천 원주 제 대구 매곡 대구 문산 마산 칠서 진해 석동 김해 삼계 김해 명동 양산 웅상 2 : 2010 양산 범어 울산 회야 울산 천상 부산 덕산 부산 화명 부산 명장 국내 고도정수처리시설 공정별 현황 폭기 전오존 ATC / / > m 3 / MF/UF 현재 국내에서 막여과 공정 근 공주정수장 톤 일 공정이 도입되어 운영 중에 있 보인다 MF/UF UF UF UF 정수장 지례정수장 시흥정수장 MF MF 이동정수장 위천정수장 PAC+ +MF + +MF 양동정수장 +MF 삼성 정수장 미군부대 정수처리장 소재지 김천 시흥 포천 거창 양평 아산 파주

40 2210> 주요기술 / : % = 100 최고기술 보유국 /EU 65% 우리나라의 선진국 대비 첨단 상수도 기술 수준 단위 : 65% : 75% 종 합 최고기술 보유국 우리나라 기술수준 세 부 31 3 제 장 조사 목물질 스마트 상수도 / 미국 일본 /EU 65% : 55% : 65% / : 70% 막 여과 정수처리 현지맞춤형 패키지 서론 정수처리 미국 일본 지능형 플랜트 지능형 상수관망 : 60% : 55% / /EU 55% / : 60% 미국 일본 : 50% : 75% /EU 75% : 75% : 75% : 2010 상수관망 관리 소재 부품 엔지니어링 시공 운영 유지관리 소재 부품 엔지니어링 시공 sp Geosmin Anabaena > 1666 최근 지구 온난화와 같은 로 인하여 댐 저수지에서 남조 현상이 심화되고 있는 추세 이러한 기후 변화로 인한 대 례 중 하나가 수도권 수돗물의 질 사고이다 년 월 말 강 수계에서 발생한 남조류 에 의한 수화 현상은 초까지 지속 되면서 이 취미 을 다량 방출하여 수 운영 유지관리 악취 소동이 벌어졌다 이러한 세계시장 지향형 상수도 기술 일본 소재 부품 엔지니어링 시공 약 개월에 걸쳐 총 누적 건수 손실과 수돗물에 대한 불신을 되어Data 상수원으로 유입되는 유 1990 반면에 경제생활이 윤택해짐에 36 운영 유지관리 37 증가하고 있다 특히 잔류의약 의 문제와 관련하여 기존의 정

41 Kwater BOD COD TN TP Chla EC 지방자치단체 및 으로 모니터링 해왔으나 등에서 지속적 수질항목이 유출초기에는 지의 오염물이 된다 하천의 자정작용은 호수 장균 등 일반항목으로 한정되어 있어서 대 미량오염물질 및 신규오염물질과 같은 관 2 치기 때문에 자정작용에는 충 거리가 가까우면 오염의 영향 수는 연수인 경우가 많으므로 Base Base 심대상 물질에 대한 자료 확보에 312> 어려움 Data Base system 이 있다 따라서 기존 원수 정보 이외에 한 추가 정보 습득을 위하여 이들을 전체 취수원 형태별 연간 38 : 2009 잔류의약물질 과불화합물 Data 내분비계 장애 물질 DB 1 맛 냄새물질 등 신규오염물질에 대 적으로 아우르는 신규 총취수량 의 구축이 필요한 실정이다 본 연구에서 자료출처 는 기존 원수의 정보를 체계화하여 화 하여야 하며 를 구축하고자 한다 조사대상 취수원 선정 취수원 특성별 대상지 신규오염물질에 대한 정보를 습득 Data 활용할 수 있도록 상수도통계 취수원은 특성에 따라 크게 지수 지하수 기타로 분류된다 지수는 다시 하천 수와 호소수로 구분되며 지하수는 복류수 1989 우물물 용천수로 나눠진다 기타 분류로 는 빗물과 해수가 있다 취수원의 종류와 특성을 고려하여 상수도 수원이 선정된다 환경부에서 관리하고 있는 이들 취수원의 수질은 호소수 수질환경기준 질환경기준 지하수 수질 환경 기준으로 관리되고 있고 부터 구축이 되어 있다 1 하천수 수 호소수 수질 자료는 년 39 다 호소수 및 저수지수 댐도 그 성질이 호소와 거의 수는 하천 유수보다 자정작용 서 가까운 부분에 한정되고 호 반되는 외에는 바람에 의한 흐 양호하다 호소수의 유량변화는 수중의 세균을 감소시키고 유 에 산소를 공급하나 물에 냄새 애를 일으키는 경우가 있다 단이 효과적이다 그러나 유출 어 물에 영양염을 보충하는 어렵다 또한 계절의 변화에 상하층간 차이로 망간 용출 등 요하다 나 지하수 지하수원은 얕은 지층수 깊 얕은 지층수와 깊은 지층수를

42 2 3 다 그러나 취수량이 많아서 자연여과가 불충분한 경우에는 취수량이 증가할수록 자연여과 효과가 감소하여 복류수가 탁하게 되는 경우도 있다 우물물 지하수 우물은 보통 불투수층 이내 정도까지의 깊이의 것을 얕은 우물 깊이의 것을 깊은 우물이라고 한다 서 포함된 미생물 먼지 매연 세균류 제거된다 40 그리고 그 이하 물이 토양층을 침투할 때 대기 중이나 지에 유기물 등은 대부분 지층에 의해 물리적으로 지층의 상부에서는 유기질이 토양중의 세균에 의하여 분해되어 탄산가스 물 및 암모니아화합물 등으로 된다 이와 같은 정화작용을 통해 지하수가 지중에 침투하고 유리탄산이 많으므로 용해력이 증가되어 지층에서 유기질을 용해시키게 된다 부식토가 많은 지역에서는 부식질이 용해되어 물에 색깔을 띠게 된다 322 무기질 이 물에 용해되는 순서는 암석 중의 염화물이 먼저 용해되고 다음으로 알칼리금속 의NH황산염 3 칼슘 및 마그네슘 탄산염 철 및 망간화합물 그리고 마지막으로 난용해 성인 규산염이다 이와 같이 지하수는 지층 내의 정화작용에 의해 거의 무균상태인 양질의 물이 되나 얕은 우물에서는 정화작용이 불완전한 경우가 있으며 특히 주택 이나 산업시설 부근으로 오 폐수의 침투가 쉬운 곳은 자연정화작용을 기대할 수 없 는 경우가 있으며 대장균군이 출현할 경우도 있다 해 거의 일정하고 물의 성분도 많은 변화가 없으며 양질이지만 경우가 많으며 깊은 층에서는 산소가 부족하여 황산염이 황화수소 H 2S 암모니아 로 환원되는 등 환원작용을 일으키는 경우가 있다 1 용천수 깊은 우물은 수온도 연간을 통 보통 경도가 높은 로 질산이 용천수는 지하수가 종종 자연적으로 지로 분출되는 것으로 그 성질도 지하수와 비슷하다 그러나 용천수는 얕은 층의 물이 솟아 나오는 경우가 많으므로 수질이 불량한 경우도 있다 바위틈이나 석회암 사이로 흘러나오는 물은 토양의 정화작용 2 島 嶼 41 원천이다 빗물은 천연의 증류 결핵인 미세한 부유물질 외에 밖에도 지상에 이르기까지 여 fission product 3 탄산가스의 용해 외에 대기 다 도시의 빗물은 보통 산성이 한 아황산가스가 많이 함유되 핵분열 생성물 내릴 초기에는 일반적으로 불 다고 하더라도 지상에 내린 등의 미네랄을 거의함유하지 도서 해수 4 지역에서는 해수 에는 연안 지역 특히 담수수 있을 것이다 취수원 특성 분류 취수원별 특성을 대할 수 공주 금강 덕소 한강 지점 정 호소수로는 충주호 대청 활용수가 아닌 공업용수로 이 하게 검출되어 정수처리 공정 보여 추가하였다

43 Carbamazepine 0106 ug/l 0130 ug/l 0010~0239 ug/l Clarification Filtration disinfection Filtration 30~65% Sand 10~30% Ozone 100% GAC 100% Chlorine Disinfection 5~10% Membrane 10% 331>분 Ibuprofen 0130 ug/l n=2 007~019 ug/l 0326 ug/l ND ~ 3528 ug/l Disinfection 95~100% Iopromid 1334 ug/l n= ~16993 Ozone Disinfection 80~90% Chlorine disinfection 20% > > 2L 20 coffein 0314 ug/l n=1 PFOS 38~67 ng/l PFOA 9~37 ng/l ND~14 ng/l 20~260 ng/l Clarification Filtration 의약 물질 Disinfection Filtration 15~25% Sand 20~50% Ozone 60% GAC 45~70% Chlorine disinfection 30~50% 0% ND~01 ng/l 97% 0% ND~06 ng/l 94% Isoprothiolane ND~783 ng/l ND~123 ng/l 시료채취지점 Hexaconazole ND~95 ng/l ND~79 ng/l Phosphamidon ND~119 ng/l ND~64 ng/l 조사대상 취수원 수질 분석 2MIB 3 시료채취방법 및 분석항목 매월 초 각 Geosmin 채취하고 아래 ND~133 ng/l / ND~51 ng/l 3 곳의 정수장에서 원수ND~19 및 정수를 ng/l / 의 총 ND~65 ng/l 3 / 3 / 항목을 분석하였다 씩 채수하여 총 개의 시료를 Carbendazim ND~191 ng/l ND~14 ng/l Alachlor ND~137 ng/l ND Diazinon ND~30 ng/l ND~20 ng/l Iprobenfos ND~1180 ng/l ND~310 ng/l Simazine ND~15 ng/l ND~10 ng/l 331> 분석항목 및 국내 외 처리수준 항 목 국내출현수준 국외출현수준 처리수준 42 대상지역고려 농도기준 43 신규 우려 물질 및 농약류