제 출 문 [과제번호: ] 1연구과제명 2수행부서 연구개발결과 활용보고서 수질 맞춤형 정수처리공정 개발 한국수자원공사 3연구책임자 성명 소속 김충환 한국수자원공사 전화번호 0428707500 사 장 귀하 이 보고서를 2012년도 Kwater연구원 상하수도연구소에서 수행

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 201212 KOREA

제 출 문 [과제번호: ] 1연구과제명 2수행부서 연구개발결과 활용보고서 수질 맞춤형 정수처리공정 개발 한국수자원공사 3연구책임자 성명 소속 김충환 한국수자원공사 전화번호 0428707500 사 장 귀하 이 보고서를 2012년도 Kwater연구원 상하수도연구소에서 수행한 수질 맞 춤형 정수처리공정 개발 의 연구보고서로 제출합니다 2012 5 1 ~ Email chkim@kwaterorkr 4연구기간 2013 4 30 총액 720000 5 총연구 12개월 개발비 6협동기관 정부 600000 천원 웅진코웨이 7참여기업 기업 120000 극동건설 8기술분야 상하수도 9참여 연구원 17명/ 1년 10연구개발목 원수 수질을 고려하여 정수수질에 적합하게 선택적으로 정수처리가 가능한 공정기술 개발 11주요연구내용 20121219 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

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 05 10 이상 10 기술 성능 지 맛냄새ng/L 20 이상 50 10 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/ m3 20120917 1020120102736 20120917 1020120102741 20120702 1020120071760 18 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

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 2012 2012 2012 2012 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 2004~2011 189 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 2011 4 량천의 경우 이 전국 최고농도로 분석됨 조사대상 취수원 선정 및 강 1 각 취수원별 특성을 대 공주 금강 및 덕소 한

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 % 45 60 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

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 20 40 60 mg/l 이었음 처리수의 전기전도도는 100 % 989 % 의 경우 농도를 회의 실험동안 각각 실험결과 LabTest 역시 906 % 이 때 이었고 876 200 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 100~200 200~300 300 mg/l 그룹 10 ~ 100 mg/l III I II 그룹

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 > UV254 15 67 % 142 501 E F 200000~1000000 m3/day Dissolved Organic Carbon DOC 999 %48 > F 90 %144 95 %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 2010 501 5000 m3/day 그룹 60 % xi Peat DOC 043 ~ 095 099 ~ 100 DOC Peat UV254 xii 활성탄 재질에 따른 최적 활 야자계 활성탄의 용존유기 탄소 성탄의 경우 시 경우 071 ~ 088 091 ~ 097 DOC 시간 이상 대부분 활성탄들의 계 석탄계 야자 의 제거율은

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 254 1240 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 ~ 100 4 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 240 72 97 % 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 254 000475 /cm EEM 4 분석결과와 마찬가지로 시간 후 유기물이 상당부분 제거되었고 시간 후의 는 003855 /cm 240 240 4 DOC 197 mg/l UV 254 000275 /cm 240 DOC 022 mg/l UV 254 00067 /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 1 3 26 2 4 1 1 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

1연구제목 수질 맞춤형 정수처리공정 개발 : 2연구기간 : DB 201251~ 2013430 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 3 4 12 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 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 05863 mg/l 00186 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 00170 mg/l Al 비소 망간 항목인 납 Cd Cr Hg 반송으로 00527 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 03196 mg/l 이었고 00736 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 4 2 190 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 NE404090 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

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 F400050 공 A Geosmin > geosmin 2MIB 2012 2 Natural Organic Matter NOM RO 08 F400 SLP 437 437 400 ng/g 337 375 412 2MIB NOM 나노여과 공정에서의 총유기탄소 RO 08 F400 SLP 475 325 375 ng/l 112 250 250 맛 냄새 공정에 적용될 입상활성탄 total pore volume RO 08067 > SLP053 > 영향을 파악하기 위해 primary micropore volume 을 수행하였다 RO 080304 > F4000289 > SLP0281 2 secondary micropore volume meso pore volume RO 080145 > SLP0136 > F4000107 간 간 분에 SLP0110 > F4000076 > RO 080054 은 취 으로 흡착량이 다소 감 secondary micropore volume meso pore volume SLP0246 > RO 080199 > F4000183 Geosmin ng/l 200 150 50 SLP RO 08 F400 Control 0 0 50 100 150 200 250 Time min 200 150 100 50 분에 으로 흡착량이 크게 감 RO 08 각 활성탄별 총 기공 부피 공 부피 F400 Control 0 0 50 100 150 200 250 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

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 4 300 400 500 600 mg/l as CaCO 3 100 m/hr ph 9 ph NaOH Ca 78% 2 80% Mg 31% Ca Mg Ca ph 9 Mg ph 10 Mg 의 농도 변화에

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

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 201251~ 2013430 3ObjectiveofResearch The objectives ofthis w drinking waterproduction c mainobjectivethefolowing 1Investigationsofraw 2Pilotplantconstructio 3Evaluationofwaterq 4Conceptualdesignfo 5Evaluationofwaterq 4ContentScopeand Metho

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 05863 mg/l 00527 mg/l 00186 mg/l 00170 mg/l 03196 reduced to 337 ng/g 375 ng/g 412 ng/g respectively Impact of NOM on AC mg/l and 00736 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

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 2 11 111 Water intake GAC Coagulation a Flocculation a MF NF Cl 2 112 12 121 a : indicates chemicals were reacted within pipeline 122 13 2 21 211 212 1 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 1 1 1 6 7 8 10 10 연구개발의 목적 연구 배경 12 연구 목적 연구개발의 필요성 기술적 27 측면 산업 경제적 측면 연구개발의 범위 32 38 321 38 장 국내 322 41 12 12 19 20 외 기술개발 해외 기술개발 동향 33 42 세계시장동향 331 42 332 4 333 56 목 해외 정수처리 기술 국내시장 및 기술개발 332 67 334 73 34 75 20 7 3 국내 물 산업 시장동 국내 정수처리 기술 제 장 조사대상 취수원 수 서론 37

143 341 TOC 75 342 90 343 344 345 35 351 352 4 41 42 DB 421 422 5 51 423 424 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 53 531 532 6 61 611 612 613 제 프로그램 구축 방향 데이터베이스 통합 방안 프로그램 구성도 기대효과 장 지수 처리 파일롯 플랜트 구축 서론 108 119 129 139 139 140 143 143 145 145 149 구성 149 구성 방향 대상공정의 선정을 위한 공정 구성 62 169 621 169 150 150 151 151 154 157 157 159 163 163 163 대상공정의 작성을 위한 플랜트 공정 구성안 622 169 이동식 지수 처리 공정 구축 63 176 모형플랜트 구축 시 고려 사항 631 176 632 177 모형플랜트 설계 및 구축 633 178 장 테스트베드 정수장 개량 기본계획 수립 64 185 641 185 대상 정수장 선정 기존시설 운영 및 여유부지 활용계획 642 186 대상 정수장 선정 기존시설진단 여유부지 활용계획 164 168 643 187 644 188 645 646 7 BAC 71 72 721 722 723 NOM 73 731 732 733 74 741 742 8 Pellet Softening 81 82 821 / ph 822 83 Pellet softening 84 Pellet Softening 85 XRF 86 9 91 xxxii 제 장 서론 제 장 농축조 탈수기 189 190 193 193 막여과 배출수 처리 199 안정적인 방류수처리 199 을 적용한 200 총유 205 215 입상활성탄의 215 공정 적용 216 실험 재료 및 방법 218 대상 활성탄의 목 220 특성이 220 맛 냄 225 생물활성탄의 공정 적용 Ca Mg 231 922 실험재료229 및 방법 생물활성탄 부착 미 시간 의존적 생물활 원수 및 파일롯 플랜트 서론 229 Pellet 241 92 DB 248 93 249 229 23 239 원수 내 유해 미생물 파일롯244 플랜트 처리 기법 유입수 조건 변화에 따 94 250 246 유입 경도 95 252 246 유입수 내 96 BAT 253 97 Retrofitting 255 분석을 이용한 Appendix 26 256 결론 및 향후계획 변 시스템 연속실 제 장 결 론 취수원 수질 조사 및 평

111> 112> 113> 2010 221> 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> 1 4 4 339> 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 52 72 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 82 92 03 13 3 3 국내 고도정수처리시설 공정별 현황 국내 막여과 처리시설 공정별 현황 43 53 5 6 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 42 54 64 74 84 84 05 1 5 액체크로마토그래피 질량분석기 운용 조건 유도결합플라즈마 질량분석기 분석 조건 이온크로마토그래피 기기 분석 조건 45 45 5 5 3313> 5 5 3314> 2MIB ng/l 2012 6 5 3315> Geosmin ng/l 2012 7 5 3316> ng/l 2012 8 5 3317> Iopromide ng/l 2012 9 5 3318> ng/l 2012 1 6 3319> ng/l 2012 6 6 3320> mg/l 2012 6 3321> ng/l 2012 1 7 341> 77 음이온 342> 87 343> TOC 87 344> 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 2012 1 9 유발을 위한 총유기탄소 분석 2MIB 1 9 단 2MIB 2 9 2MIB 3 9 Geosmin 2MIB 102 2 8 48 19 유량측정 분석 대상 29 6 9 100 103 및 및 단위공정에 의한 3417> geosmin 200 ng/l 104 3418> 2MIB 40ng/L 단104 3419> 106 3420> geosmin 70 1 3421> 2MIB 701 3422> mg/l Ersoz and Barrot 2012 901 3423> 3424> 3425> 3426> 3427> Ersoz and Barrot 2012 011 본 과제의 연구 및 및 유량측 맛 냄새 물질 평 전 후오존 공정 파일롯 규모에서 제어인자가 스템들에서 1 공정별 제어인자가 3428> 1 NF 14 3429> 121 3430> 12 들에서 공정별 제 덕소정수장 고도 덕소 3431> 129 덕소 3432> 130 3433> 131 3434> 131 3435> 132 3436> 1 NF 135 351> BAT 142 10 1 정 에 시설 정 에 시설 중금속의 수질규 수처리 공정에 본 과제의 연구 중금속 유발을 분석 시료의 예 유도결합플라즈 1

421> 14 422> MW_ANAL 741 423> 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 841 151 코드 및 속성 코드 및 속성 코드 및 속성 제거물질을 고려한 공정선정 기준 152 안 741 841 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 154 15 65 1 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 159 159 160 161 163 164 165 168 170 171 171 172 173 Pernitsky and Edzwald 2003 179 632> polyaluminium 179 633> 182 634> 29815 K and zero ionic strength 281 641> 2010 68 1 642> 2004 78 1 711> 195 712> Geosmin 2MIB 591 713> Geosmin 2MIB 691 721> 2008120115 9 9 1 722> 19 안 723> 724> NOM 725> 726> 731> BAC 821> 831> 931> NF 961> 971> DOC geosmin 2MIB : 10 4 0 2 geosmin 2MIB 402 202 활성탄의 LCOCD 213 활성탄의 아산원수 각 실험 조건 흡 217 존재에 따른 29 23 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

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 2010 3 1 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 01 2 3 4 7 8 9 41 41 5 1 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 61 71 71 71 81 81 91 선진국 평균 2010 1 2 국내 정수처리 플랜트 사업의 시장 전망 국내 정수시장 고정비 예측 22 2007~2016 2 2 GWI 2011 3 2 226> NF/RO 42 227> 42 228> 82 229> 92 2210> 03 2211> 13 2212> 23 311> 2011 7 3 312> 73 321> 24 국내 정수시장 운영비 예측 시장 예측 3 2 331> / 15 332> 35 333> 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 6 3329> B 6 3330> Cu 9 6 3331> Zn 9 6 3332> Fe 9 6 3333> 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 0 7 3335> 17 3336> 7 3337> F 2 7 3338> 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

3339> 3340> 3341> 341> NOM 342> 1 343> TOC 344> TOC 2 345> O 3GAC 346> NF 347> 348> 349> 1 2 3410> Geosmin 3411> 2MIB 3412> 3413> 3414> 3415> 3416> 2012 3417> 2012 3418> 1 3419> 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 2 3 3 7 7 7 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 68 78 제거효율 분석 결과 제거효율 분석 결과 기존 및 고도정수처리 Geosmin공정에서의 2MIB 기존 및 고도정수처리 공정에서의 단 및 geosmin geosmin Geosmin 8 98 09 8 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 59 9 9 001 102 ; a 동절기 오존 및 과산화수소 주입률별 102 301 과산화수소 주입 시 전오존 공정에서의 단 및 년 하절기 년 하절기 geosmin 발생 시 발생 시 401 501 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 2004 911 K Kimura et al 2004 021 3425> 1 2 124 3426> 127 3427> 127 3428> 128 3429> 128 3430> 129 3431> 1 2 134 3432> 139 421> DB 146 422> 149 화학적 특성 시간에 따른 미량유해물질 제거효율 물리 화학적 특성에 따른 미량유해물질 제거효율 13 17 18 18 120 511> 531> 532> 533> 621> 622> 623> 624> 631> 632> 641> 642> 643> 644> 2 PCF 711> Geosmin 712> Geosmin 713> Norovirus BAT 05 1 3D 26 1 xl 3D 26 1 D Berube 2004 1 2MIB 591 2MIB 1 714> Cryptosporidium 198 721> 722> 723> 2MIB ml GAC DOC : 02 g a UV 254 b : 25±2 : 50 ml GAC : 593 mg/l DOC 00762 /cm UV 254 10 2 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 00762 /cm UV 254 200 ng/l geosmin & 2MIB 30 2 724> Geosmin 725> EEM peak 726> FIFFIKUS EEM peak 205 2MIB NOM 902 192 활성탄별 4 1 727> LCOCD a OCD b UVD 2 731> PCRREBA 61 2 197 주입량 821> ph 230 초순수 822> Ca 231 823> Mg 232 831> ; a Gemfibrozil b Diclofenac c Bezafibrate 43 2 832> ; a Ibuprofen b Fenoprofen c Naproxen 532 833> ; a Ketoprofen 21 212 일반적인 과 과 장치 감염 제 초 제거경향 주입량 과 분 프로

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 7 3 2 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 14 2 941> 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 246 248 248 250 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 052 252 252 45 2 대공정 구성도 제거율 분석 결과 안 제거율 34 1 가 연구개발의 목적 / 2010 2010 27 1240 57% 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

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> 2006 2006 : Buxton and Kolpin 2002 14Dioxane 2004 2009 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

m 3 /yr 취수원 형태별 연간 총취수량 3154472643 416680957 3120593346 45584790 90269796 자료출처 % 462 61 457 07 13 상수도통계 항 목 하천류수 하천복류수 댐 기타저수지 지하수 취수량 비율 Filtration 114> : 2009 111> : 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 2010 1 4 16 177 충남 공주시 우성면 노 노

113> 2010 1 4 0106 28 0113 8 발생월일 환자수 발생지역 원인시설 0117 2 0205 15 0215 3 0218 2 0222 177 0225 108 0225 7 0304 105 0312 14 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 0412 11 0412 38 0414 189 강원 평창 강원 평창 기타 기타 0415 180 경기 용인 음식점 0428 4 : 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

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

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> 2 122 1 2 90% 90% 1 2 1 2 3 5 80% 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

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 12 21 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 2007 3620 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%134888 이 시장규모는 산업용수 779%395566 CAPEX Capital Expenditure $ 2010 507505 $ 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> 2010 13 : GWI 2011

2010 90000 $ 2016 130000 2010 $ 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 2016 247% 년 현재 정수처리 플랜 지역은 동아시아 태평양 지역 우 현재의 시장규모는 크지 며 현 시점에서 큰 시장이 구 것으로 예측됨 2010 또한 남아시 2010 212> 16889 $ : GWI 2011 2007 15657 $ 2016 24012 $ 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

217> 215> : GWI 2011 지역별 정수 및 하수 시장 예측 자료출처 218> : GWI 2011 2010 475% 218%19678 $ 187%16889 $ 216> : GWI 2011 2010 79584 $ 2016 114008 $ 70% 지역별 음용수 고정비 시장 예측 16 자료출처 219> : GWI 2011 17 정수의 고정비 사용 분포를 의 비중이 전체의 로 가 백만 정수처리

2010 134995 $ 79584 $ 212 18 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 2011 2112> : GWI 2011 2007 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 18 19 오염도가 심한 원수를 대상으 막여과를 주로 사용하였고 일 생물의 제거를 목적으로 하기

22 221 국내시장 및 기술개발 동향 Trade Focus Vol10 No16 1965 GWI 55% 2010 2010 03% 국내113 물 산업49 시장동향37 한국무역협회 국제무역연구원이 발한 방안 년부터 주했으며 시장의 16 $ 1 7600 2010 8 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 $ 10137 2025 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 2011 20 21

530 2016 460 국내 정수처리 플랜트 시장은 2007 380 2011 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 2011 2407 $ 53% 반면 정수 시장의 운영비용 준의 시장이 형성되어 있는 상 된다 224> 222> : GWI 2011 MF/UF 2007 GWI 2011 124 $ 2010 231 $ 2 357% 338% 2016 588 $ 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 2011 22 23

NF/RO 2012 2013 97 $ 2013 2016 19 $ 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 No16 2011 1965 500 37 1968 128 $ 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% 15 1980 20% 25 해외건설협회 통계자료를 바 경기성장에 힘입어 2~5% 9~15% 수주실적이 미흡하다가 년을 최근 자로 물 사업 수주가 다소 회 출의 불과한 반면 ASE 60 2005 Carollo 2008 1360 2007: 이상이 건설부문에 운영 관리부문의 성이 높은 운영관리 부문으로 40% 1 2008 업체명 2015 2 2007 ㆍ ㆍ 두산 중공업 2001: 500 2007 5 5 2011 / 웅진그룹 BRH 2 2010 ENR 200 79 2007 3 6575 2009 코오롱 ENR 225 23 2009 6220 2009 1028 2009 3 221> 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

2248 2009 대림산업 LG LG 2020 대우건설 2009 GS SK SDS LG CNS 전자 20107 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 20109 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 2007 2009 하폐수처리 전문업체인 대양바이오테크 인수 Trade Focus Vol10 No16 2011 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 2009 222> 2031 3 THM 27 55~75% 국내 정수처리 기술 현재 우리나라 물 산업은 토 적 및 자금 동원능력은 부족한 있는 첨단 상수도에 대한 기술 다 546 2010 따라서 상수도 서비스의 선 2888 1 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 28884875 660200 22291670 336000 5596005 20314752 47336315 : 2010 2011 536 1990 54%291 1991~2000 29%155 2001~2005 2006~2011 11%61 6%29 1990 항 목 전국 시설용량 완속여과 급

228> 229> 223> 224> + + 1990 96 173 15 6 1 0 1990 328 590 51 20 03 00 1991~2000 2001~2005 44 86 7 8 10 0 국내 정수장 연도별 처리공정별 설치개수 16 33 0 0 7 5 1991~2000 2001~2005 284 555 45 52 65 00 262 541 00 00 115 82 국내 2006~2011 5 9 0 4 7 4 2006~2011 172 310 00 138 241 138 2006~2011 항969% 목 완속여과 급속여과 완속 년 이전 1990 년 년 1990 국내 정수장 연도별 처리공정별 설치개수 급속 소독 고도처리 막여과 396% 1116 2816 1990 482% 2001~2005 2006~2011 03% 2006~2011 379% 172%484 47%132 1991~2000 385%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

2210> 2211> 225> 226> + + 1990 263580 10759060 124150 9150 50000 0 1990 24 960 11 01 04 00 1991~2000 2001~2005 151350 8040650 68400 138950 2448000 0 국내 정수장 연도별 처리공정별 설치용량 26220 2726500 0 0 2080000 6900 1991~2000 2001~2005 14 741 06 13 226 00 05 563 00 00 430 01 국 2006~2011 12000 108310 0 88000 1029500 85000 국내 정수장 연도별 처리공정별 설치용량 2006~2011 09 82 00 67 778 64 국내 995% 항 목 년 이전 842% 년 년 1990 완속 여과 04% 급속여과 2006~2011 91% 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

국내 고도정수처리 시설현황 중 오존 F/A 227> 2009 1986 활성탄 정수처리가 도입된 정수장은 인천 부평정수장으로 하였으며 BAC' GAC' 33 13 1990 2009 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 6 16 36 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 / 450 06~10 +BAC 250 08~10 +BAC 1100 08~12 +BAC 950 09~12 +BAC 450 09~12 +BAC 600 09~12 +BAC 350 06~08 +BAC 190 05~07 +F/A 780 07~10 +BAC 200 210 710 50 86 GAC 32 33 96 06~ +BAC 60 94~98 GAC 2 85 94~00 GAC 한강 수계 800 94~98 +BAC 200 00~09 +BAC 400 94~98 +BAC 70 94~99 +BAC 165 94~01 +BAC 105 99~03 +BAC 55 98~01 +BAC 2212> 37 94~98 +BAC : 2010 270 94~99 +BAC 60 94~02 +BAC 1555 94~02 +BAC 600 88~94 +BAC 277 94~99 +BAC 120 02~04 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 2 25 94~99 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

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 30000 / 2009 50000 / 2011 229> m 3 / 300 2006 MF/UF 50000 2011 35 현재 국내에서 막여과 공정 근 공주정수장 톤 일 공정이 도입되어 운영 중에 있 보인다 3600 2004 + +MF/UF 1500 2004 UF 800 2005 UF 1000 2005 UF 정수장 지례정수장 시흥정수장 5000 2006 +MF 1200 2003 MF 이동정수장 위천정수장 30000 2009 PAC+ +MF + +MF 양동정수장 +MF 삼성 정수장 미군부대 정수처리장 소재지 김천 시흥 포천 거창 양평 아산 파주

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 2 2011 10 Anabaena 2012 1 311> 1666 최근 지구 온난화와 같은 로 인하여 댐 저수지에서 남조 현상이 심화되고 있는 추세 2011 1990 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

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 32 321 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

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

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=55 0017~16993 Ozone Disinfection 80~90% Chlorine disinfection 20% 33 331 10 331> 33 321> 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

중금속 332 이온류 0~0006 mg/l 0~0008 mg/l ND 0~0003 mg/l ND ND 납 ND ND 비소 ND ND 0~005 mg/l 0~005 mg/l 셀레늄 ND ND 수은 0~0015 mg/l 0~0008 mg/l 0~0038 mg/l 0~0031 mg/l 크롬 0~013 mg/l 0~009 mg/l 보론 0~0128 mg/l 0~0012 mg/l 카드뮴 0~016 mg/l 0~004 mg/l 구리 3 ~ 70 mg/l 5 ~ 40 mg/l 아연 5 ~ 80 mg/l 20 ~ 60 mg/l 철 005 ~ 6 mg/l 07 ~ 12 mg/l 망간 10 ~ 300 알루미늄 mg/l 10 ~ 100 mg/l 염소이온 황산이온 불소이온 칼슘이온 마그네슘이온 331> 분석항목 및 국내 외 처리수준 계속 100 mg/l 100 mg/l emerging contaminants EPA Method Standard method Geosmin 2MIB 44 5 ~ 30 mg/l 250 mg/l 2 ~ 41 mg/l 200 mg/l 05 ~ 098 mg/l 15 mg/l 3 ~ 40 mg/l 1 ~ 10 mg/l HSSPME/ HSSPME 먹는물 기준 먹는물 기준 먹는물 기준 이상 이하 GC HSSPME Head SpaceSolid Phase MicroExtraction 1 Group A Group A 332> 2 45 GC 사용하여 시료를 추출하고 화 탈착시켜 분석하는 방법을 사 지고 직접 기체크로마토그래프 GC 전처리방법에 비해 상대적으 실리콘과 같이 흡착성이 강한 물질을 선택적으로 흡착시킨 열 탈착시키는 시료 전처리 방 나 국내 Group B 의약물질 미국 유럽 및 캐나다 물질 분석방법을 파악하였으며 처리 및 기기분석조건을 검토 물리 화학적 특성을 가지고 료 전처리방법 및 기기 분석 332> Solid phase extraction SPE SPE LC/MS/MS SPE HLB ph HLB ph EDTA ph ph pka Oasis HLB 설파메타진 카페인 이오프로미드 전처리 방법 본 연구의 분석대상 의약물 추출에는 고체상추출법

2 Group B 333> Group A SPE LC/ESIMS/MS 500mL 40 % H 2SO 4 2 ph 2~3 1 µg/ml SG 25 µl HLB 5mL MeOH 시료 5mL 05N HCl 5mL DI Water Sample Loading 5mL/min 10 ml 전처리방법 방울 카트리지 컨디셔닝 ph pka Oasis HLB ph pka 335> Group B 500mL 전처리 방법 시료 중의 이브프로펜을 고상 로 정성 및 정량 분석하는 방 온화되는 의 ph 가 다르다 따라서 보다 높아지면서 분석물 카트리지에 흡착된 Extraction 10 ml 01 % formic acid / MeOH Dried by N 2 05 ml 1 µg/ml IS 25 µl 1 µg/ml SG 25 µl HLB 5mL MeOH 5mL DI Water 회수율을 향상시킬 수 있다 LC/MS/MS 증류수로 세척 Sample Loading 5mL/min 10 ml 시 334> Group A Extraction 10 ml MeOH Column Mobile phase Gradient Column flow rate Injection volume Column Temp Ionization mode Kinnetex XBC18 21 mm 100 mm 26 μm A : 01 % Formic acid/meoh 메탄올 B : 01 % Formic acid/water Time min 10 02 05 5 8 B% 98 98 20 2 2 035 ml/min 5 μl Room Temp Positive Capillary voltage 5500 재용리 항 목 조 건 Gas temperature 550 Gas flow 35 Neubulizer 50 기기분석 조건 Dried by N2 05 ml 1 µg/ml IS 25 µl LC/ESIMS/MS 46 47

Column Mobile phase Gradient Column flow rate Injection volume Column Temp Ionization mode Kinnetex XBC18 21 mm 100 mm 26 μm 항 목 A : 01 % Formic acid/acetonitrile 조 건 Time min 336> Group B B : 01 % Formic acid/water 0 1 25 4 5 8 B% 100 100 0 0 100 100 035 ml/min 5 μl Room Temp Negative Capillary voltage 4500 Gas temperature 500 Group Group A Gas flow 35 Neubulizer 50 337> ESI 4 기기분석조건 Collision energy V Sulfamethazine 1607 positive 2791 921 41 Caffeine 1672 positive 1950 1380 27 Iopromide positive 2531 2101 27 1 l 2 : 3 : O 2Si 2 7 3 1 2 4 100 μg/ml 5 : 4 15 4 : Equan Max Thermo USA 시약 및 준물질 메탄올 개미산 아세토 부근에 피크가 없는 것 증류수 시약용 정제수 다 단 공시험 할 때 준물질 준물질 조사대상 항 상을 에서 구입 사용하였 시료채취 및 보존방법 :Accella UPLCOrbitrap Exactive Thermo USA 시료채취는 통상적인 유기물 하며 4 일 안에 여과하고 전처리 장치 및 분석기 온라인 시료 농축 장치 액체크로마토그래프 10~1000 ng/l 4 질 Group B Ibuprofen 1536 negative 2050 1609 10 / / 의약물질 종류 의약물질 종 기기분석 조건 유지시간 모드 전구이온 생산이온 분 6 Equan Max Thermo USA 1~20 ml ng/l 최초 μg/l 장 보관한다 1 ml Hypersil GOLD aq 20 mm Hypersil GOLD C18 50 mm LC Equan Max 준물질 원액의 희석 의 준원액 준물질 혼합희석액의 준물질 원액을 단계적으로 준용액은 최종 농도 48 49 시료의 분석 절차

338> 339> Orbitrap Exactive 컬럼 Pump 1 Pump 2 Hypersil GOLD C18 시간 액체 크로마토그래프 및 온라인 시료 농축을 위한 설정 조건 Hypersil GOLD aq 50 mm 20 mm A% B% μl/min A% B% μl/min 000 98 2 230 000 98 2 1000 컬럼 100 98 2 230 101 98 2 1000 300 2 98 230 120 98 2 100 시간 700 2 98 230 800 98 2 100 701 98 2 230 1000 98 2 1000 1000 98 2 230 A : 01% formic acid water A : 01% formic acid water B : acetonitril B : acetonitril Orbitrap Exactive Thermo CA Scan range 100 600 Resolution 50000 Polarity positive Run time 10 min Ionization source Electrospray Spray voltage 4000 V Capillary temp 340 Capillary voltage 37 V Tube lens voltage 85 V Skimmer voltage 22 V 항 목 7 Electrospray Orbitrap Exactive Thermo USA 50000 full scan 100600 mass accuracy 5 ppm 5 ppm 20 이동상 mass accuracy 분석기기조건 기기분석은 전자분무방식 를 이용하여 분해능 50 과 이동상 ppm 03~04 ppm 5 ppm s/w TOXID 10 Xcalibur Exact Finder 10 을 적용한 질량범위는 에서 측정하며 물질 확정의 정성 기준인 질량 정확도 는 수질농도 단위와 상이하 며 은 매우 엄격한 기준임 이내 조건에서 분석하였다 분석 결과의 정확도를 판단하는 측정 질량 정확도 는 백만단위 스케일로 계산한 단위 를 적용하여 으로 일주일 단위로 장비를 교정하고 물질확인은 이내에서 실시하였다 정성 및 정량에 사용하는 는 정성 정량중심 TOXID 10 339> 5 ppm adduct H NH 4 Na 정성 정량 및 미지물질 동정 등을 목적에 따라 적용 elemental composition s/w TOXID 30 ~8 identification Xcalibur quan browser s/w Exact Finder ver 10 TOXID 331> / 51 1 기기 분석 후 생성데이터 를 엑셀에서 목록 량에 따라 초 분 이내에 에서 각각 진행하였다 를 구동하여 통합 정 다 는 대상물질의 원소 내 존재여부를 추정할 수 있으

1 1 2 3 4 2 3 1 2 3 4 4 5 라 과불소화합물 PFOA SPE 물 시료 중의 과불소화합물을 고상추출방법 성 정량하는 방법이다 : PFOS 능성이 비교적 높은 물질인 다 : Wellington Canada 7 상을 단 : 시약 및 준물질 메탄올 증류수 용하였으며 : LCMS/MS 로 전처리하여 로 정 동시분석방법 검토에 적용한 과불소화합물은 수중 검출가 와 를 선정하였다 잔류농약 분석용 시험할 때 준물질의 피크 부근에 피크가 없는 것 시약용Wellington 정제수를Canada 사용하거나 순수 제조 장치로 정제된 물을 사용한 공시험할 때 준물질의 피크부근에 불순물 피크가 없는 것 준물질 내부준물질 조사대상 항목의 4 과불소화합물 준물질은 준시약 또는 특급이 에서 구입 MPFOA MPFOS 사용하였다 과불소화합물에 대한 내부준물질은 준시약 또는 특급이상을 시료채취 및 보존방법 시료채취는 통상적인 유기물질 분석에 따르며 하며 40 : WATSON MARLOW CA USA : Waters : Turbo VAP II 일 안에 추출하고 추출 후 전처리 장치 및 분석기기 고상추출 장치 4 고상추출 카트리지 시료농축장치 액체크로마토그래프 MA USA HLB 사 205U : HPLC Agilent 1200SL MS/MS AB API4000 50 μg/ml 4 4 005~10 ng/ml 5 ug/ml 10 ng/ml 질량분석장치 시료는 일 안에 분석하도록 한다 의 의 에서 구입 를 사 사용하였다 로 암소에서 냉장 보관 모델 ml 6 7 1 30 1000 ml IS 25 μg/l 200 ul SPEHLB 1 g 6 ml Sample Loading MeOH 5mL * 2 N2 Gas Concentration1 ml LC/MS/MS 332> 5 ml 10 ml 1 ml 30 35 15 rpm 1 L MeOH DI Water 5mL 10 시료의 전처리 방법 고상카트리지의 컨디셔닝은 시료를 통과한 후 분간 감 로 추출하고 질소농축기를 은 컨디셔닝 LC/MS/MS AB HPLC Aqua C18 HPLC 2 시료 추출용매 단 석 계통의 오염정도를 알아보기 종류의 카트리지에 오염이 없음 MRM multiple reaction monitoring 시료 S/N 3 분석 고상 52 준물질 원액의 희석 및 조제 53 분석기기조건 본 연구에서 사용한

Condition for HPLC 1200SL Agilent USA HPLC Analytical Column Aqua C18 50mm 20 mm 5 μm film thickness Mobile Phase Gradient Conditon min Flow RateuL/min Acetontrile 10mM Ammoniumacetate/water 5Equi 250 35 65 0 250 60 40 15 250 80 20 Injection Volumn : 5 ul 3310> Condition for MS/MS API4000 AB USA Source Temp : 400 Detection Mode : MRM Ionization Mode : ESIElectrospray ionization CUR : 30 GS 1 : 50 GS 2 : 50 IS : 4500 EP : 10 액체크로마토그래피 질량분석기 운용 조건 02 µm 3312> 바 이온류 시료를 IC Metrohm 850 Detector Conductivity Detector Column Anion Metrosep A Supp 5 Eluent 10 mm NaHCO3+32 mm Na2CO3 Injection volumn 20 μl Flow rate 07 ml/min Total analysis time 13 min 막 여과지를 을 통과시켜 각 음이온들을 분 이온 항 목 분석 장비 3313> IC Metrohm 850 1 마 중금속 1 NTU 045 μm 045 μm 시료를 플라스마에 분사시켜 탈용매 3311> 주입한 후 질량분석을 수행하는 방법이다 원자화 그리고 이온화하여 사중극자형으로 Detector Column Eluent Injection volumn Flow rate Total analysis time Conductivity Detector Metrosep C2 column 20 mm 70% HNO3 + 5~10% Acetone 10 μl 05 ml/min 20 min 항 목 이온 전처리 ICP/MS PerkinElmerDRCe ICP RF power 1350 Nebulizer Gas Flow 1 산혼합용액을 사용하여 용출 또는 용해시켜서 분석용액을 만들어 분석한다 Lens Voltage 825 산처 리 후 시료의 탁도가 이상인 경우 막여과지로 여과한후 분석함을 분석 장비 원칙으로 하며 용존상태의 금속 분석 시는 산처리 전에 미리 막여과지로 여과한 후 분석한다 54 55 유도결합플라즈마 질량분석기 분석 조건

333 3315> Geosmin ng/l 2012 5 6 7 8 유기물 및 미량유해물 가 냄새 2MIB 물질 16 ng/l 취수 원수에서 냄새를 유발하는 대적인 물질인 의 연중 농도분 포를 조사하였다 의 최대 검출농도는 이었고 의 최대 검출농 도는 수준이었다 2MIB 가장 높은 농도를 보인 시기는 월로 조류 수화현상이 심한 시기와 일치하였다 냄새물질 농도가 상대적으로 높은 지점 조사결과 는 반송 Geosmin 아산호 남강댐 포하는 것으로 확인되었다 2MIB Geosmin 은 한강의 덕소와 충주댐에서 다른 지점보다 높게 분 두 냄새물질은 지역별로 검출 특성이 다른 것으로 조사 되었는데 낙동강의 반송과 아산호 남강댐은 가 보다 높게 검출되었 고 2MIB Geosmin 한강의 덕소 3314> 금강의 공주 Geosmin 대청호 충주호는 을 보였다 이는 지역별로 출현하는 종이 다르고 생성하는데 원인이 있다 우점하며 수의 경우 Geosmin Anabaena Oscillatoria 10 ng/l 한강의 경우 하절기에 한강에서 검출된 이들 종은 되는 것으로 나타났다 2MIB Geosmin 6 12 ng/l Geosmin 7 7~8 8 2MIB ng/l 2012 1 2 1 1 6 2 1 0 0 0 3 1 2 0 2 0 0 0 0 0 모두 수처리 과정을 통하여 16 3 2 6 2 0 0 0 0 0 9 2 5 2 0 16 2 2 1 0 이 더 높게 검출되는 특성 이들 조류종이 특정 성분을 주로 종이 주로 성분만 생성하는 특성을 보였다 정 이하 수준으로 처리 5 9 10 0 0 0 0 5 0 0 0 0 0 날짜 덕소 4 0 0 0 5 0 0 0 0 0 정수장 2 3 0 0 12 0 0 0 0 0 0 10 0 0 0 2 12 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 4 2 0 0 0 0 0 4 0 0 0 3 2 1 2 0 0 4 0 2 1 1 0 4 10 2 0 12 2 12 4 3 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 월 월 평균 최대 최소 333> 월 월 월 월 반송 정수장 정수장 취 공주 정수장 9 0 1 0 0 3 0 1 0 0 0 10 6 2 0 2 2 0 0 0 0 0 6 2 2 2 3 3 1 0 0 0 날짜 덕소 정수장 반송 정수장 정수장 취수 원수 중의 공주 정수장 대청호 아산호 충주호 남강댐 나산 16 3 5 6 6 16 2 2 1 0 농도분포 정수장 영춘 정수장 다시 정수장 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 월 월 334> 월 월 56 57

3317> Iopromide ng/l 2012 정수장 취 항 목 덕소 정수장 반송 정수장 공주 정수장 5월 77 192 20 6월 82 183 20 7월 63 242 15 335>시기에 따른 Geosmin농도분포 Carbamazepine Ibuprofen Caffein Iopromide 4 336>시기에 따른 2MIB농도분포 평균 74 206 18 최대 82 242 20 2230 ng/l 나 Iopromide 의약물질 Carbamazepine Ibuprofen Caffein Iopromide 493 최소 63 183 15 ng/l 809 ng/l 484 ng/l 5~6 본 과제에서는 수많은 의약품 중에서 검출빈도가 높은 성분 가지 를 선택하여 취수원수에서 분포실태와 337> 159~35% 수처리 후 검출 여부를 조사하였다 Ibuprofen 네 가지 성분 중 가 가장 높게 검출되었다 의 최대 검출농도는 이었고 은 각각 최대 검출 농도가 수준이었다 3316> ng/l 2012 가장 높은 농도를 보인 시기는 월이었고 이후에는 감소하는 추세를 보였다 의약물질 농도가 상대적으로 높은 지점 조사결 과 아산호 반송 한강 덕소에서 다른 지점보다 높게 분포하는 것으로 확인되었다 Carbamazepine 00 47 00 00 493 00 00 00 35 00 특히 아산호에서는 다른 지점들 보다 월등히 높은 것으로 조사되었다 Ibuprofen 00 533 00 00 809 00 499 563 00 00 338> Caffein 336 487 321 320 4840 181 166 66 88 63 정수 처리 후 이들 물질의 농도를 조사한 결과 성분별로 차이는 있으나 제거율이 Iopromide 824 2420 203 195 22300 224 130 00 00 00 로 제거율이 극히 낮은 것으로 확인되었고 의 경우 오히려 수처 리 후 증가 하는 경향을 보였으나 낮은 농도 범위 수준에서의 변화이기 때문으로 판단된다 58 59

339>시기에 따른 Carbamazepine원수 및 정수 농도 분포 3310> Ibuprofen 3311> Caffein 시기에 따른 원수 및 정수 농도 분포 다 8 Carbendazim 농약류 Isoprothiolane Hexaconazole Phosphamidon Simazine Kitazine Tebuconazole Metolachlor 8 Carbendazim 본 과제에서는 Carbendazim 수많은 농약 1889 ng/l Isoprothiolane Hexaconazole Phosphamidon Simazine Kitazine Tebuconazole Metolachlor 809 ng/l 277 ng/l 96 ng/l 105 ng/l 529 ng/l 258 ng/l 734 ng/l 6~7 3318> 8~61% Metolachlor 를 선택하여 취수 하였다 총 가지 항목 중 대 검출농도는 1012 ng/l 로 가장 높은 농도를 보인 시 점 조사결과 아산호 이 반송 공 다 특히 아산호와 반송에서는 정수 처리 후 이들 물질의 농 Carbendazim 532 1889 1196 1174 1150 437 507 734 94 167 율이 약 Isoprothiolane 00 612 473 381 346 00 114 1012 00 00 로 높지 않은 후 증가 하거나 거의 처리되지 Hexaconazole 53 142 89 82 352 50 50 277 00 103 Phosphamidon 81 96 00 00 98 64 39 00 00 00 Simazine 39 41 23 21 105 28 45 00 33 00 항 목 Kitazine 81 335 246 189 529 56 62 46 00 00 ng/l 2012 취수 원수에서 덕소 반송 정수장 정수장 Tebuconazole 45 178 138 122 258 190 47 54 00 32 3312> Iopromide Metolachlor 98 95 95 102 133 95 124 734 57 52 시기에 따른 원수 및 정수 농도 분포 60 61

3313> 3316> Isoprothiolane 시기에 취수원수에 대한 농약류 농도분포 3317> Hexaconazole 3314> 3318> Phosphamidon 시기에 3315> Carbendazim 정수 처리 후 농약류 농도분포 62 63

3319> Simazine 3322> Metolachlor 시기에 따른 원수 및 정수 농도 분포 10 8 9 PFOAPerfluorooctanoic Acid PFOSPerfluorooctane sulfonate 시기 PFOS PFOA 3320> Kitazine 80 ng/l PFOS 라 과불소화합물 493 ng/l PFOA 809 ng/l 8 년 월 공식 발효된 스톡 Advisory 400 ng/l 85~21% 이 문제가 되고 있는 EPA PFOA Provisional Health 의 원수 및 정수 처리 후 농도 PFOA 이하로 광범위하게 분 3321> Tebuconazole 시기에 따른 원수 및 정수 농도 분포 이었다 의 최대 검출농도는 가장 높은 농도를 보인 로 높은 지점은 AOP 산업지역과 인 점보다 높은 것으로 확인되었 99 % 성을 검토할 필요가 있다 검출 레벨인 에 것으로 판단된다 정수 처리 후 제거율이 약 로 높지 64 65 후 증가 하는 경향을 보였으나 된다 과불화화합물은 혼화응집

3319> ng/l 2012 PFOS 00 47 00 00 493 00 00 00 35 00 PFOA 00 533 00 00 809 00 499 563 00 00 항 목 덕소 정수장 취수 원수에서 과불소화합물의 조사 지점별 최대 검출 농도 반송 정수장 공주 나산 정수장 대청호 아산호 충주호 남강댐 정수장 영춘 정수장 다시 정수장 3326> PFOA 332 3323> 3324> 3325> PFOS 66 취수원수에 대한 과불소화합물 농도분포 정수 처리 후 과불소화합물 농도분포 Pb As Se Cd B Cu Zn Fe Mn Al Cr Hg 12 6 Pb As Se Cd Cr Hg 05863 mg/l Cu 00186 mg/l 67 가 Al 무기물 및 이온류 중금속 조사대상 전 지점에서 납 아연 철 망간 항목인 납 비소 시 되지 않았다 여섯 항목 중 가 는 B 00527 mg/l Zn 00170 mg/l Fe 03196 mg/l Mn 00736 mg/l Cu Zn Al 9~10 Fe 목 중 24~100% Mn Zn 3320> 이었다 월 B Mn 5 구리 검출되었다 다 율이 mg/l 2012 B 0 00217 0 00100 00527 0 0 0 0 0 이었고 아연 나머 가장 높은 농도를 보인 아연 Cu 00186 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Zn 00074 0 00032 0 00170 0 00085 00124 0 00048 Fe 00550 02415 02307 01208 03196 00971 02326 02211 02200 00862 알루미 대부분의 중금속 정수 처리 후 이들 물질의 Mn 0 0 0 0 00736 0 0 00066 0 00092 Al 00779 04546 04046 02168 05863 00410 05030 00215 0 0 로 큰 폭으로 리 후 증가 하는 경향을 보였 취수 원수에서

3327> 3330> Cu 취수원수에 대한 중금속 농도분포 시기 3331> Zn 3328> 시기 3329> B 정수 처리 후 중금속 농도분포 3332> Fe 68 69

3321> ng/l 2012 F Cl 01 01 01 01 05 01 01 02 01 02 항 목 87 185 90 85 1335 72 53 247 58 165 취수 원수에서 덕소 반송 정수장 정수장 정 3333> Mn SO4 2 Mg 2+ 불소이온 139 321 123 125 1904 147 61 215 97 172 38 68 49 47 142 91 14 70 74 68 염소이온 Ca 2+ 299 363 280 286 1074 566 129 1043 925 482 황산이온 시기에 따른 망간 원수 및 정수 농도 분포 마그네슘이온 칼슘이온 3334> Al F Cl SO 4 2 3335> Mg 2+ Ca 2+ 5 SO 4 2 190 ng/l F 05 ng/l Cl 1335 ng/l Mg 2+ 1905 ng/l Ca 2+ 1074 ng/l Mg 2+ Ca 2+ 5 7 시기에 따른 알루미늄 원수 및 정수 농도 분포 나 이온류 03~48% 3336> 전 지점에서 조사대상항목인 불소이온 염소이온 황산이온 마그네 슘이온 칼슘이온 총 개의 이온류 중 황산이온 이 로 가장 높은 농도로 검출되었고 나머지 항목의 최대 검출농도는 불소이온 염소이온 마그네슘이온 칼슘이온 였다 70 가장 높은 농도를 보인 시기는 항목마다 달랐는데 양이온인 마그네 71

3337> F 3340> Mg 2+ 시기에 따른 불소이온 원수 및 정수 농도 분포 시기에 따 3341> Ca 2+ 3338> Cl 334 시기에 따른 염소이온 3339> SO 2 4 72 원수 및 정수 농도 분포 2MIB 12 ng/l Geosmin 16 ng/l 7~8 2MIB Geosmin 2MIB Geosmin Geosmin 2MIB Geosmin 10 ng/l Carbamazepine Ibuprofen Caffein Iopromide 73 시기에 수질평가 결과 가 냄새물질 냄새물질 중 는 2230 ng/l Carbamazepine Ibuprofen Caffein Iopromide 의 최대 수준이었다 가장 심한 시기와 일치하였다 냄새 반송 아산호 남강댐 포하는 것으로 확인되었다 두 4

493 ng/l 809 ng/l 484 ng/l 5~6 농도가 수준이었다 월이었고 이후에는 감소하는 추세를 보였다 가장 높은 농도를 보인 시기는 의약물질 농도가 상대적으로 높은 지점 조사결과 아산호 반송 한강 덕소에서 다른 지점보다 높게 분포하는 것으로 확인되었다 Hexaconazole Phosphamidon Simazine Kitazine Tebuconazole Metolachlor Carbendazim Carbendazim 1889 ng/l Isoprothiolane Hexaconazole Phosphamidon Simazine Kitazine 다 농약류 Tebuconazole Metolachlor 수많은 농약류 중 검출빈도가 높은 항목 ng/l 96 ng/l 105 ng/l 529 ng/l 258 ng/l 이었고 PFOS 93 ng/l 농도를 보인 시기는 아산호 85~21% 8 Carbendazim Isoprothiolane ng/l 1012 ng/l 809 ng/l 277 734 ng/l 가지 6~7 1 이 가장 높게 검출되었다 의 최대 검출농도는 반송 은 각각 최대 검출 농도가 월이었다 및 수준으로 가장 높은 농약류 농도가 상대적으로 높은 지점 조사결과 공주에서 다른 지점보다 높게 분포하는 것으로 확인되었다 산호와 반송에서는 다른 지점들 보다 월등히 높은 것으로 조사되었다 라 과불소화합물 과불소화합물 중 도는 수준이었다 291 ng/l PFOA 8 의 최대 검출농도는 가장 높은 농도를 보인 시기는 물 농도가 상대적으로 높은 지점은 아산호 인되었다 율이 약 PFOA 이었고 월이었으며 74 75 특히 가장 높은 농도로 검출되었고 염소이온 중 였다 아 의 최대 검출농 과불소화합 반송이 다른 지점보다 높은 것으로 확 정수 처리 후 이들 물질의 농도를 조사한 결과 두 물질 모두 평균 제거 로 높지 않은 것으로 확인되었고 의 경우 오히려 수처리 후 증가 하는 경향을 보였으나 낮은 농도 범위 수준에서의 변화이기 때문으로 판단된 다 Pb As Se Cd B Cu Zn Fe Mn Al Cr Hg 12 Hg 6 Pb As Se Cd Cr Al 05863 mg/l B 00527 mg/l Cu 00186 mg/l Zn 00170 mg/l Fe 03196 mg/l Mn 00736 mg/l B Mn 5 Cu Zn Al 9~10 Fe Mg 2+ 1074 ng/l al 1999 NOM ph Humic acids 은 대부분의 시기에 검출되었 F Cl SO 4 2 Ca 2+ 5 SO 4 2 190 ng/l 바 이온류 F 05 Cl 1335 ng/l Mg 2+ 1905 ng/l Ca 2+ NOM natural organic matter 045 μm 전 지점에서 조사대상항목인 슘이온 칼슘이온 34처리대상 목물질 341TOC 효율평가 2 mg/l 210 mg/l Letterman et 가 humic substance 나노여과 80% 500100000 dalton carboxylic phenolic hydroxyl carbonyl amine amide 실험배경 및 목적 수중에 존재하는 자연유기물 유기탄소의 양으로 나타낼 수 moieties Humic acids NOM chelating agents 통과하는 물질을 aliphatic 용존유기탄소 자상유기탄소라 한다 된다 heavy metal radio 총유기 대부분의 지하수에서는 nuclides inorganic anions HAchloride HAironhexacyanide HAAluminium halogens organic acids aromatic compounds pesticides herbicides Pacheco et al 2003 호소수 및 하천수의 경우 의 주요 성분 물로서 그 기능족은 대체적으 원수에 존재하는 총유기탄소의 을 가진다 가 낮아질수록 는 복잡한 구조와

341> MF b Coagulation pretreatment THMFP 4060 % NOM TOC 1999 341> NOM 76 의 일반적인 분자구조 형태 은 수중에 존재하는 염소이온과 반응하여 발암성 물질을 유발시키는 전구물 질로 잘 알려져 있다 1997 또한 염소와 같은 소독제에 의해 발생될 수 있는 소독부산물 의 생성은 수중에 존재하는 유기탄소의 양과 비례한다 상관성에 관한 연구가 상당히 진행되었다 하수 THMFP 농업 배수 와 트리할로메탄 형성능 상당히 높은 상관성 같다 여기서 Chapra Canale Amy Total organic carbon Trihalomethane formation potential THMFP r2=0936 n=133 μg/l THMFP = 4378 TOC 1248 TOC 층수를 대상으로 실험한 결과 는 mg/l 그리고 년 을 확인하였다 는 Letterman et al 총유기탄소 소독부산물과 유기탄소의 그리고 가 지 사이에서 결과에 따른 상관성은 아래와 의 단위를 갖는다 MF/UF a TOC 310 77 적용공정 MF a DAF pretreatment TOC 4560 UF b Prefiltration THMFP 10 NF b Prefiltration THMFP 7898 b Alum 10 mg/l UV 254 10 Coagulation Alum 50 mg/l UV 254 80 Coagulation a Inline TOC 35 UF a Inline coagulation Filtration b Anthracite and sand TOC 16 sand TOC 20 GAC b O 3 pretreatment TOC 29 PAC a TOC 68 DAF a Alum 45 mg/l TOC 3550 a : DF Lawler and JH Kweon 2003 b : Letterman et al 1999 6 BAT Best Available Technology BAT 6 Total organic carbon TOC TOC carbon TOC 에코스마트 상수도 시스템 개 세부 과제 6 Total organic 수질맞춤형 정수처 최고의 정수처리기술을 조합한 물에 대한 최고의 수질을 확보 노여과막을 적용하였을 때 상

342> 344> 1 TOC 1 TOC mg/l 1020 05 항 목 Geosmin 2MIB ng/l Log 맛 냄새유발물질 노로바이러스 최종목 중금속물질 Kwater TOC Wako pure chemicals Japan 나 실험방법 10250 Geosmin ND 경도물질 50 단위 40 6080 90% 제거율 TDS mg/l 501000 90% 343> TOC 제거효율 평가 실험 본 과제의 연구개발 목수질 20% 60 m 3 /day 10 m 3 NF humic acid 국내 목수질 출현수준 이하 이하 이상 먹는물수질기준 대비 추가 효율 달성 이상 이상 최종목대상물질의 모의시료 조제 모의시료는 연구원으로 유입되는 대청댐물을 약 규모의 가압식 정밀여과장치로 전처리한 물을 대상원수로 하였다 대상원수는 규모의 원수조에 집수하고 대상원수 중의 를 유발시키기 위하여 상용화된 를 주입하였다 유발을 위한 모의시료 제조 방법 장 비 명 TotalO 사 진 분석항목 TOC 1Sam 후 새문 2back 까지 한 분석방법 3Inse 4시트 5Sam 시킨 후 모의시료 목적농도 저 중 고 d 제조사 조제방법 b 78 HumicAcids mg/lha 20 40 60c Wako purechemical HA 약 10g을 증류수에 용해한 뒤 원수조 a 주입 저농도 기준 79

② ③ 나노여과막 모듈 사양 및 실험현장 막 종류 /재질 막 Type 모듈Type/ 치수 인치 유효 막 면적 /모듈 나노여과 공정 수량수지 Thi nf i l mc ompos i t e Spi r al wound 구경 4인치 길이4 0인치 7 9 면전하 Ne gat i ve 최대 운전압력 60 0ps i 4 14MPa 최대 운전온도 3 1 6 0 0GPD 6 0m /da y 염제거율 9 3 %이하 KWWA 허용 ph 3~ 10 최대 탁도조건 1NTU 최대 유리염소 농도 항 45 생산 유량 최대 SDI 15 mi n 막여과장치 수량수지 NE4 04090/PA Pol yami de 유 목 원 수 전체 정상운전 1단 정상운전 1 5 1 2단 정상운전 교차흐름여과 회수율 % = 처리수 비고 원수:팔당댐물의 M 제거능 평가를 위한 수량 산정 조 건 :2단6 : 3배열총 9 5 수량기준 제조사:여과수량 0 1mg/L 평균막여 1개 모듈 상기 조건으로 제조사의 수량 342> 1 2 ④ TOC TOC 2 5 10 15 20 mg/l 2 mg/l TOC TOC 5 10 15 20 mg/l acidwako chemical Japan 설치장소 Kwat e r연구원 내 80 설치전경 humic TOC 5 10 15 20 mg/l NF 81

ph ph ph 4 7 4 10 ph 에 대한 영향 실험 자연원수의 를 82 및 은 자연원수는 중성의 한 후 10 NaOH Junsei chemical Japan TOC 10 mg/l 1000 mg/l 였다 CaCO3 Junsei chemical Japan Ca Mg 원수조건 경도물질에 대한 영향 실험 TOC CaCO 3 초기 및 을 HardnessasCaCO 3 ph TOC 10 mg/l 으로 조정하여 여과를 수행한다 조건인 것으로 간주한다 및 ph HCl Merck chemical Germany Ca 으로 조정하여 여과를 수행한다 와 Mg 를 주입한 시료에 대하여 경도 500 로 조정한 후 여과를 수행한다 및 를 조정하지 않 포함 를 모의주입 의 조정은 을 활용하 를 및 경도물질을 유발시키기 위하여 시료 제조 시에는 아래의 공식을 활용하였다 로 환산하는 당량 반응식으로 유도하였다 =[Ca]x2497+[Mg]x4117mg/LasCaCO 345> 1 NF 3 100mg/L경도 기준 [Ca]and[Mg]= 1511945mg/L respectively 회수율 및 농축율에 대한 영향 실험 농축수 개도율 초기 10 mg/l 125 20 80 농도는 여 농축계수를 : 40 수와 농축수를 폐기한다 : 100% 유입 수량 여과 수량 단 농축 수량 를 모의 주입하여 대상원수로 한다 및 으로 하여 여과를 수행한다 최대여과시간 회수율 % 농축 계수 분 유량측정 결과 및 운전조건 결정 압력 kg f /cm 2 유량을 조정하 운전조건은 생산 비고 5 Δ Π Π Ψ ΔΠ Q ΔΠ η η 83 실험결과의 계산식 Rej1:평균농도기 C p :여과수 물질의 C f :공급수 물질의 C b :농축수 물질의 Q o :준온도 25 Q a :시험온도 막여 TCF a :시험온도에 TCF a =103 T 25 R c :회수율% Q p :막여과수량m Q b :농축수량m 3 / Q f :공급수량m 3 / V :막여과유속m 3 / Q :준운전조건에 A :막면적m 2 P:유효압력MPa C :1MPa P:유효압력 kpa P f :공급수측압력 k P fb :모듈차압 kpa P p :여과측압력 kpa fb :공급수측농축수

= Π CF c :농축배율 C b :농축수용질농도 mg/lc f :공급수용질농도 mg/l MTC :물질전달계수MTCMassTransferCoeficient m 3 /일/m 2 /kpa Q P :처리수량 m 3 /일 A :막면적m 2 P :유효압력kPa P:원수입구압원수입구압농축수출구압/2처리수출구압 원수입구압+농축수출구압/2처리수출구압 T:수온 a평균농도기준 용질투과비율 b입구농도기준 용질투과비율 2 TOC SP 1 :평균농도기준용질투과비율 % SP 2 :입구농도기준용질투과비율 % C p :여과수기준농도 mg/lc f :공급수기준농도 mg/lc b :농축수기준농도 mg/l 국내 출현 수준 및 기준설정 검토방법 에코스마트 상수도 시스템 개발사업단차세대 에코이노베이션 기술개발 사업의 TOC 6세부 과제수질맞춤형 정수처리공정 개발를 진행하고 있는 본 연구에서는 현 존하는 최고의 정수처리기술을 조합한 BAT BestAvailableTechnology를 개발 하여 최종목수질을 확보하고자 한다 / / 다만목수질을 선정하여 제안함에 있어서 기준 또는 근거가 명확하지 않고 / 또한목수질의 달성이 가능한 것인지에 대한 검토가 필요한 것으로 인지되었 다 346> TOC 따라서금회 실험에서는 상기 제시된 최종목수질 6개 항목 중 총유기탄소 84 / / TotalorganiccarbonTOC의 국내출현 수준 및 목수질 설정 기준에 대한 TOC TOC 3 1 DOC DOC vial 2 1 1 4 12 L 85 045 um syringe filter Kwater 분석 대상 정수장으로 수처리공정이 담당 위촉 Kwater TOC analyzer TOCVcph Shimaszu Japan carbon DOC DOC DOC dissolved organic carbon DOC 10 mg/l DOC DOC 05 mg/l 를 채수한다 Dissolved organic 분석 시킨 후 공수하여 분석시료는 도록 하였다 0~5 mg/l DOC 85%~95% 60% 실험결과 DOC 5 mg/l 30% 활성탄 공정 연구원은 주 채수된 시료 에 분취될 로 정량분석을 수 원수 농도에 따른 제거 본 실험에서는 나노여과에 20% DOC DOC 20 mg/l DOC 2 R 2 =09729 에 존재하는 유기물 농도에 따 유기탄소 중의 296 mg/l DOC DOC 05 mg/l 유입원수의 중의 NF DOC 15~25 mg/l DOC 05 mg/l DOC 25 mg/l 는 농도를 분석하였다 가 이 되었을 때 제거율이 약 DOC NF 가 이하로 이상 증가되 도가 급격하게 증가하였다 DOC DOC 처리수 의 제거율은 약 항목은 높은 상관성 입원수의 05 mg/l 다 를 유 와의 상관성을 분 가

DOC DOC 15mg/L 20% DOC DOC 토되어야 한다 또한 본 실험에 있어서 유입수의 여과는 의 회수율로 운전되었다 유입수의 NF 가 이상인 경우 나노 가 높고 회수율이 낮을 경우 처 리수의 가 급격하게 증가될 수 있다 따라서 다단 공정에서 최종처리수의 농도는 처리수의 합산유량 및 회수율 등을 고려하여 검토되어야 한다 344> TOC 3 TOC / 31 343> TOC 2 ph Humic acid NOM natural organic matter ph ph ph ph 343 ph DOC ph DOC ph DOC 제거율에 대한 의 영향 등을 포함하는 자연유기물 86 에 따라 물리화학적 특성이 상이할 수 있고 ph 농도에 따른 제거율 분석 결과 은 수중의 나노여과막의 재질이 고분자 유기화 TOC 2012 5 1 8 Online TOC analyzer GAC TOC TOC GAC 1 2 TOC 2012 5 1 8 31 3 6/20 7/30 TOC 142 ± 02 mg/l carbon 198 ± 03 mg/l 87 DOC Dissolved organic 국내 출현 수준 및 성남 수지 정수장 내 공정수의 1 2 GAC TOC 022 ± 02 mg/l 016 ± 02 일 까지 성남 정수장에서 mg/l 1 2 GAC TOC 845% 887% NF TOC 017 확보하여 원수 ± 008 GAC NF DOC 오존유입 및 는 성남정수장 운영 관계자로 NF DOC NF DOC 로 유입되는 원수와 계 막여과 플랜트 시설의 분 년 월 일부터 월 일

GAC TOC TOC 05 mg/l TOC TOC GAC TOC 있다 에 의한 처리수 다만 TOC 에도 불구하고 05 mg/l 다 TOC TOC 농도는 본 과제의 결과에서 나타난 바와 같이 원수의 처리수 002 ~ 04 mg/l TOC 05 mg/l 농도가 농도가 증가할 경우 처리수의 에 의한 TOC TOC 05 mg/l 제거 결과에 따르면 농도가 처리수의 목수질인 를 달성하고 가 큰 변화 없이 유입되고 있음 범위에서 불안정하다 원수의 를 초과할 수 있는 상황이 를 이하로 제어 가 가능할 것으로 기대된다 다만 원수의 농도가 증가할 경우에 처리수의 가 를 초과할 수 있을 것으로 예상된다 따라서 본 과제에서 제시한 목수질 농도는 적절한 것으로 판단되며 특별히 원수 수질의 변화에도 충분 히 안정적인 수질을 확보할 수 있는 공정이 제안되어야 할 것으로 판단된다 346> NF TOC 345> O 3GAC TOC 347> DOC 에 의한 제거효율 분석 결과 88 89

347> Anabaena Microcystis 2012 Anabaena Microsystis 명칭 348> DOC Genus of cyanobacteria Filamentous cyanobacteria Mosquito fern Genus of cyanobacteria Neutrotoxins 형태 cyanobacteria heptatotoxins Microsystins / / 348> Geosmin 2MIB Geosmin 1 Algal blooms 기존 및 고도정수처리 공정에서의 제거율 분석 결과 342맛 냄새물질 제거효율 평가 가 Phormindium 나노여과 실험배경 및 목적 최근 상수원수에서 조류 이상증식 발생되고 있는 상황이다 및 수온상승이 주요한 원인이다 C 12H 22O 1823 g/mol C 11H 20O 16828 g/mol 90 같은 일부 주요 대 발생 조류들은 맛 조류 이상증식은 원수 중의 영양염류 하지만 현상이 비이상적으로 빈번하게 질소 및 인 등 증가 지구온난화 및 기후변화 등으로 상수원수 의 수온이 과거에 비하여 높게 유지되고 있는 것이 최근 조류 이상증식 현상을 이 해 할 수 있는 가장 큰 원인으로 주목되고 있다 처리효율에 문제 Anabaena Anabaena Microcystis Aphanizomenon Oscillatoria 응집효율 저하 및 소독부산물 생성 에서 불쾌감을 느낄 수 있는 맛 냄새가 발생할 수 있다 맛 냄새 발생은 주로 등과 같은 남조류에 의해 발생되며 특히 Microsistis Cyanobacteria 2001 Cyanobacteria DBPs disinfection byproducts Cyanobacteria protein polysaccharides toxins amino acid geosmin 2methylisoborneol 2MIB Qu et al 2012 geosmin 2methylisoborneol 2MIB 조류의 이상증식은 수처리공정의 를 야기할 뿐만 아니라 먹는물 냄새를 유발할 수 있는 유기형 화합물을 분비 91 2MIB 특징 Cyanobacteria Cyanobacteria genus web source: http://wwwwikipediacom GAC O 3/BAC 349> 물질 형태 % 2MIB 920 Yang et al 2010 Geosmin 831 Yang et al 2010 2MIB 963 Yang et al 2010 Geosmin 100 Yang et al 2010 NF 2MIB / Geosmin 9598 Choi et al 2010 특징 질소고정능력 등의 신경계통 독성물질 생 해 생성 Coagulation 2MIB / Geosmin Bruce et al 2002 O 3 2MIB / Geosmin 9097 Bruce et al 2002 PAC 2MIB 20833 Bruce et al 2002 이취미 발생 물질 와 같은

Geosmin 2MIB 6 HSSPME/ HSSPME 에코스마트 상수도 시스템 개발 사업단 세부 과제 BAT Best Available Technology 수질맞춤형 정수처리공정 개발 는 최고의 정수처리기술을 조합한 Geosmin 2MIB 2 1 는 물에 대한 최고의 수질을 확보하고자 한다 차세대 에코이노베이션 기술개발 사업 BAT 나노여과막을 적용하였을 때 상기 제시된 목수질 최종목 3410> 항 목 6 의 를 진행하고 있는 본 연구에서는 현존하 따라서 금회 실험에서는 의 처리효율에 대한 검토를 수행하고자 한다 TOC mg/l 1020 05 Geosmin 2MIB Kwater Log ng/l 10250 Geosmin 40 ND 단위20% 6080 90% TDS mg/l 501000 90% NF Geosmin 맛 냄새유발물질 노로바이러스 제거율 2MIB 중금속물질 경도물질 를 개발하여 먹 중에서 개 항목 중 맛 냄새 유발물질 50 3412> Geosmin 2MIB 본 과제의 연구개발 목수질 60 m 3 /day 10 m 3 Wako pure chemicals Japan 국내 목수질 출현수준 이하 이하 이상 먹는물수질기준 대비 추가 효율 달성 이상 이상 GC GC HSSPME Head SpaceSolid Phase MicroExtraction 과 는 먹 기체크로마토그래프 사용하여 시료를 추출하고 화 탈착시켜 분석하는 방법을 사 지고 직접 기체크로마토그래프 GC 전처리방법에 비해 상대적으 실리콘과 같이 흡착성이 강한 물질을 선택적으로 흡착시킨 열 탈착시키는 시료 전처리 방 장 비 명 Varian 3411> Geosmin 2MIB 실험방법 사 진 맛냄새 물질 제거효율 평가 실험 최종목대상물질의 모의시료 조제 모의시료는 연구원으로 유입되는 대청댐물을 약 규모의 가 압식 정밀여과장치로 전처리한 물을 대상원수로 하였다 대상원수는 규모의 원수조에 집수하고 대상원수 중의 맛 냄새 물질을 유발시키기 위 하여 상용화된 92 및 준물질 를 93 분석항목 Geo THM HAA 40m Ga

② ③ 나노여과막 모듈 사양 및 실험현장 막 종류 /재질 막 Type 모듈Type/ 치수 인치 유효 막 면적 /모듈 나노여과 공정 수량수지 Thi nf i l mc ompos i t e Spi r al wound 구경 4인치 길이4 0인치 7 9 면전하 Ne gat i ve 최대 운전압력 60 0ps i 4 14MPa 최대 운전온도 3 1 6 0 0GPD 6 0m /da y 염제거율 9 3 %이하 KWWA 허용 ph 3~ 10 최대 탁도조건 1NTU 최대 유리염소 농도 항 45 생산 유량 최대 SDI 15 mi n 막여과장치 수량수지 NE4 04090/PA Pol yami de 유 목 원 수 전체 정상운전 1단 정상운전 1 5 1 2단 정상운전 교차흐름여과 회수율 % = 처리수 비고 원수:팔당댐물의 M 제거능 평가를 위한 수량 산정 조 건 :2단6 : 3배열총 9 5 수량기준 제조사:여과수량 0 1mg/L 평균막여 1개 모듈 상기 조건으로 제조사의 수량 349> 1 2 ④ TOC DOC 2 5 10 15 20 mg/l 2 mg/l DOC DOC 5 10 15 20 mg/l acidwako chemical Japan 설치장소 Kwat e r연구원 내 94 설치전경 humic DOC 5 10 15 20 mg/l NF 95

ph ph ph 4 7 4 10 ph 에 대한 영향 실험 자연원수의 를 96 및 은 자연원수는 중성의 한 후 10 NaOH Junsei chemical Japan TOC 10 mg/l 1000 mg/l 였다 CaCO3 Junsei chemical Japan Ca Mg 원수조건 경도물질에 대한 영향 실험 TOC CaCO 3 초기 및 을 HardnessasCaCO 3 ph TOC 10 mg/l 으로 조정하여 여과를 수행한다 조건인 것으로 간주한다 및 ph HCl Merck chemical Germany Ca 으로 조정하여 여과를 수행한다 와 Mg 를 주입한 시료에 대하여 경도 500 로 조정한 후 여과를 수행한다 및 를 조정하지 않 포함 를 모의주입 의 조정은 을 활용하 를 및 경도물질을 유발시키기 위하여 시료 제조 시에는 아래의 공식을 활용하였다 로 환산하는 당량 반응식으로 유도하였다 =[Ca]x2497+[Mg]x4117mg/LasCaCO 3413> 1 NF 3 100mg/L경도 기준 [Ca]and[Mg]= 1511945mg/L respectively 회수율 및 농축율에 대한 영향 실험 농축수 개도율 초기 10 mg/l 125 20 80 농도는 여 농축계수를 : 40 수와 농축수를 폐기한다 : 100% 유입 수량 여과 수량 단 농축 수량 를 모의 주입하여 대상원수로 한다 및 으로 하여 여과를 수행한다 최대여과시간 회수율 % 농축 계수 분 유량측정 결과 및 운전조건 결정 압력 kg f /cm 2 유량을 조정하 운전조건은 생산 비고 5 Δ Π Π Ψ ΔΠ Q ΔΠ η η 97 실험결과의 계산식 Rej1:평균농도기 C p :여과수 물질의 C f :공급수 물질의 C b :농축수 물질의 Q o :준온도 25 Q a :시험온도 막여 TCF a :시험온도에 TCF a =103 T 25 R c :회수율% Q p :막여과수량m Q b :농축수량m 3 / Q f :공급수량m 3 / V :막여과유속m 3 / Q :준운전조건에 A :막면적m 2 P:유효압력MPa C :1MPa P:유효압력 kpa P f :공급수측압력 k P fb :모듈차압 kpa P p :여과측압력 kpa fb :공급수측농축수

3 1 = Π CF c :농축배율 C b :농축수용질농도 mg/lc f :공급수용질농도 mg/l MTC :물질전달계수MTCMassTransferCoeficient m 3 /일/m 2 /kpa Q P :처리수량 m 3 /일 A :막면적m 2 P :유효압력kPa P:원수입구압원수입구압농축수출구압/2처리수출구압 원수입구압+농축수출구압/2처리수출구압 T:수온 a평균농도기준 용질투과비율 b입구농도기준 용질투과비율 SP 1 :평균농도기준용질투과비율 % SP 2 :입구농도기준용질투과비율 % C p :여과수기준농도 Geosmin mg/lc f :공급수기준농도 mg/lc b :농축수기준농도 mg/l 349> 100% 실험결과 원수 농도에 따른 제거율 평가 본 실험에서는 나노여과에 의한 맛 냄새 물질 관찰하고자 Geosmin 하였다 98 Geosmin 2MIB 및 의 제거특성을 원수 중에 50 ng/l존재하는 맛 냄새 물질의 농도에 따른 제거특성을 분석하기 위하여 유입원수 중의 맛 냄새 물질의 농도가 증가하는 경우 제거율 및 처리수 중의 맛 냄새 Geosmin 물질의 농도를 분석하였다 Geosmin 는 유입수의 대한 결과를 제시하였다 제거율은 Geosmin 로 분석되었으나 1000 ng/l 3000 ng/l 10% 90% Geosmin Geosmin 2 R 2 =09697 이 증가하는 경우 처리수의 농도 및 제거율에 의 농도가 약 Geosmin Geosmin 1250 ng//l Geosmin NF Geosmin 5~600 mg/l Geosmin ph 3000 의 농도가 약 이하 일 때 ng/l ng/l ph 의 이상일 경우 제거 3410> Geosmin 99 NF Geosmin Geosmin 이상의 고농도 유입 시 가되는 현상이 관찰되었다 Geosmin 특 해서 다단공정으로 설계될 경 Geosmin NF Geosmin 2MIB 수에서 고농도의 이 발 공정에서 생산되는 물을 통합 농도에 대한 수질이 검토되어 Geosmin 2MIB 500 ph 2MIB 이 낮을 경우 처리수의 100% 에서 최종처리수의 300 ng/l 2MIB 18 ng/l 검토되어야 한다 2MIB 200 ng/l 100% 3410> Geosmin 한 결과를 제시하였다 인되었다 은 유입수의 까지 유입되더라도 처리수 다만 원수의 가 을 때 제거율이 저하되고 처리 한 조건에서 유입수의

3414> 맛 냄 3 나 오존 및 활성탄 GAC 3411> 2MIB 100 의 제거율 분석결과 오존 및 활성탄 공정에 의한 맛 냄새 물질 제거능을 평가하였다 제 3414> 150 m 3 / 대상원수는 팔당 취수장으로 유입되는 호소수로서 수지정수장의 원수로 적용되는 물이다 새 물질 평가 파일롯 플랜트의 처리용량은 공정개요 구성 전오존+F/A Filter/adsorber O 3 0~3 mg/l CT 5~10 EBCT 7 14 8x30mesh 135 m/d 분 일이다 맛 냄새 물질 평가 파일롯 플랜트 현황 여과속도 분 1 입경 맛 냄 Geosmin Geosmin 101 파일롯 플랜트 BFBioFiltration WTS침전수 WTF여과수 Geosmin 2MIB 운전연혁 Injector + static mixer Φ230 4800H Φ230 4200H 2 0174m3/ 5~15 0~30 mg/l 10 15 전후오전공정의 구성 3 mg/l 70~77% 25 mg/l 62% 2MIB 57% 오존공정에 의한 제거율 전오존공정 접촉시간 증가에 으나 수중 잔류 오존이 존재하 의 체류시간이 필요한 것으로 결과에서 맛 냄새 제거효율이 주입시 입시 의 제거효율은 의 경우 전오존

3415> Geosmin 2MIB 3416> 전 후오존 공정에서 및 제거효율 13mg/L 12mg/L Geosmin 2MIB Geosmin 2MIB 파일롯 전오존 3412> 구 분 실험실 규모 실험 파일럿 실험 : 제거대상 물질 Geosmin 2MIB Geosmin : 오존주입 농도 mg/l Geosmin 접촉시간별 제거율% 5분 10분 15분 1 250 381 441 2 402 511 561 1 242 351 424 2 387 442 497 1 약 38 약 37 약 28 2 약 45 3 약 70 2 64% Removal of 2MIB % 100 % 2870 5377 1049 % 3575 2350 AOP+GAC 80 60 40 20 0 O3 1mg/L O3 2mg/L AOP+GAC 구 분 하절기 제거율 동절기 제거율 Geosmin 1mg/L 27% 03 52% 2mgL 05 71% 대안공정 맛 냄새 물질의 대안공정으로 가하였다 전오존 공정에서 과산화수소 투입비율이 약 약 가하였다 0 01 03 05 07 Ratio of H 2O 2:O 3 에서 과산화수소 투입 3414> 2MIB 100 100 80 80 64 2 662 661 713 처리효율 % 60 40 471 517 437 처리효율 % 60 40 a 파일롯규모 오존접촉시간 b 및 주입률별 제거율 20 272 20 좌 전오존 중 우 후오존 3413> Geosmin 2MIB ; a b 0 0 전오존 1ppm 01 03 05 전오존 2pp m 01 03 05 [H2O2]/[ O3] [H2O2]/[O3] 3415> Geosmin 동 102 103

3417> geosmin 200 ng/l * GAC/F/A 제어인자가 Geosmin 유입농도 GAC 단독공정에서 % 고농도 % Geosmin 200 ng/l Ⅱ +F/A 70 100 100 Ⅱ2 3 2012 2012 6 geosmin 운영인자 구 분 시스템 오존 전공정 3418> 2MIB /H2O2 +F/A 구 분 전오존 Geosmin geosmin 75% 25 mg/l 89% 시스템 전오존 시스템들에서 공정별 제거율과 운영방법 제거율 % GAC 2MIB 40 ng/l GAC GAC % % % 70 30 85 제어인자가 40ng/L 오존 제거율 6 35 ~ 제거율 제거율 유입농도 기준 인 경우 고도정수처리 의 유입에 대한 결과는 현재 최장 6 ~ 시스템들에서 공정별 제거율과 운영방법 ㆍ 1125 ng/l 3416> ㆍ 2012 87 운영인자 25% 61% 3417> 제거율 년임 유입시 교체주기 년 여재기능 존속시 기준 인 경우 고도정수처리 유입시 전공정 교체주기 제거율 년 여재기능 존속시 년 하절기 고농도 발생 시 정수처리 현황 년 월에 발생 후 최고 검출 의 특성은 입자성이 이었고 용존성이 행하였을 때 분말활성탄 주입 없이 응집 침전 여과만으로 약 말활성탄을 주입하여 3416> 2012 geosmin geosmin 까지 제거되었다 되었고 발생 시 로 자 테스트를 수 제거하였으며 3417> 2012 geosmin 분 104 105

4 60 geosmin geosmin 고농도 맛 냄새물질 유입대응 고도정수처리공정 설계인자 검토 과거에는 저농도 던 맛 냄새 물질 기간 geosmin Kwater 2010 ng/l 2011 83% 일 +F/A 2003 동절기 189 ng/l 에 설계되었던 전오존 하절기 수도권지역의 정수장들은 106 최고 30 처리 시스템의 도입을 계획하였고 101 고 인자 189 ng/l 20104 2 mg/l 오존 주입률 촉시간 농도인 2004 2MIB 36 ng/l geosmin 1128 ng/l 와 간헐적 이 최근에는 발생농도 2009 최고 일 봄과 가을 덕소정수장 으로 발생하였 및 발생 이 증가 추세에 있음에 따라 덕소정수장에 도입되는 기존 시스템에 대한 설계인자를 검토하였다 와 공정운영 방법을 도출하였다 연구원 +F/A Filter/adsorber 전오존 3419> F/A F/A EBCT 12 분 시스템 활성탄 44 ng/l 2mg/L+H 2O 2 CT 101 +F/A +F/A 설계유량 년 이전에 설계된 전오존 년부터 맛 냄새 물질을 제어하기 위해서 고도정수 과거 GAC 05 년 덕소정수장은 전오존 F/A EBCT 14 로 발생하였을 경우 오존공정에서 하로 유입되는 경우 100% 10ng/L 70% 년에 한강수계에서 발생된 최 를 기준으로 도입공정의 선정 및 설계 수도권 고도정수처리공정 선정 기술지침서 EBCT 12 과산화수소 주입률 분으로 설계하였다 F/A geosmin 오존공정 F/A geosmin 분 시스템으로 도입되어 오존공정은 오존 주입률 대비 덕소정수장 고도정수처리시스템 설계인자 공정에서 F/A geosmin 시스템의 60 ng/l 200 50 ng/l 를 제거한 후 처리 가능 하였다 년 동절기에 반월정수장에서 운영된 결과를 보면 이상 유입되는 경우 처리기준 를 고려할 때 로 F/A 10 ng/l 를 초과하였고 77 2012 F/A geosmin 160 ng/l 10 ng/l F/A 93% F/A 143 ng/l 10 ng/l 2MIB 40 ng/l 2012 5 F/A 2010 이하로 유입 시 처리기준 로 공정 분에서 로 분 이 이 오존 접 이 에서 전체적인 제거율 이 이하로 처리 가능 Ⅰ Geosmin 3420> 2004 2010 200ng/L 2011 296ng/L 2012 1125ng/L +F/A geosmin % GAC % 70 100 100 107 % +F/A GAC 6 ~ 원수 63 3 20 100 77 83 91 94 Bed Volumes 100000 66 93 99 40 Ⅱ 40 Ⅱ2 3421> % 6 ~ 설계 2MIB 40 ng/l GAC % % 50 3 30 6 70 60 /H 2O 2 +F/A 70 30 80 6 2MIB geosmin 296 ng/l 2 geosmin 50 ng/l * GAC 구 분 구 분 발생농도 유입시 년 동절기 최고 년 하절기 최고 ~3 6 ~ Kwater 20104 2011 70% /H 2O 2 90% geosmin 10 ng/l geosmin 전오존 시스템 전오존 덕소 덕소 또한 수도권 고도정수처리공 수계 정수장들은 입상활성탄 대상으로 하는 경우 년 이상

ng/l 343 1 24 요하고 Geosmin 200 ng/l 따라서 동절기에 상활성탄의 교체 재생주기는 geosmin 이상의 결과로 볼 때 geosmin 제한인자는 동절기에 EBCT 12 3 geosmin 한계와 하절기에 108 1 Bed Volumes 100000 geosmin 년 또는 고농도로 유입되는 F/A F/A 이상이 개월 이상 을 처리하기 위한 장기간 발생 시 입 으로 설정하였다 공정에서의 에 대한 활성탄의 잔류 흡착능 및 생물학적 처리능의 의 성상 특성 고형성 용존성 과 의 활성화 정도로 향후 이에 대한 평가가 요구된다 고농도 계값 F/A 3 이하 유입 분은 F/A +F/A 10 ng/l 이 유입되는 경우 년 이하 사용된 유입농도 기준 50 ng/l F/A 160 덕소정수장 전오존 에서 동절기에 시에 처리기준 에서 생물학적 제거능 시스템의 선정된 이하 하절기에 이하로 처리가능하고 이상의 농도가 지속적으로 유입 시에는 입상활성탄의 교체 재생주기를 운영한다 추가적으로 분말활성탄 주입을 통한 전처리공정의 추가를 통해 F/A 설 그 변경하여 로 유 입되는 농도를 감소시킴으로서 입상활성탄의 기능을 확보할 수 있을 것으로 판단된 다 Cr 가 중금속 물질 효율평가 나노여과 실험배경 및 목적 최근 국내의 산업화 특성은 생산업종의 다양화 제조공정의 변경 및 신소재 개발 등으로 유해중금속의 종류와 함량이 다양하게 발현될 수 있는 상황이다 이 Arsenic As Cooper Cu Cadmium Cd Lead Pb Chromium 산업공정 내 폐수 및 폐기물의 발생량이 증가하는 가운데 상수원수 중의 중금 속 농도가 지속적으로 증가될 것으로 판단된다 도 생태계를 교란시키며 생물에 치명적인 영향을 가할 수 있다 속으로는 번인 IUPAC Nickel Mercury Hg Zinc Zn Pb humic acid fulvic acid EDTA amino acid Cl CO 3 2 SO 4 2 PO 4 3 Cr 0 +6 +3 Cr 6+ ph 4 Cr 3+ Zn 0 +2 Zn Cd 0 +2 phosphate arsenate chromate sulphide 중금속의 경우 미량으로 존재하여 먹이사슬을 통한 생체축적 및 증폭과정을 통해 인간 및 Cu 0 +1 +2 Cu 2+ CuOH + Cu 2OH 2 2+ 는 얼마 전까지 크롬이라 불렀으나 ㆍ 오염된 물에서 주로 검출되는 독성의 중금 지금은 국제 순수 Cu Arsenic AsIII 원자번호 응용화학 Arsenic 3422> Cu CuCO 3 109 ph 화합물 중 가장 독성이 AsV AsIII AsV Ersoz and Barrot 2012 환원 상태는 의 경우 유기성 또는 은 지하수 의 당량 혐기성 조건 서 검출되는 특성이 있다 알려져 있으나 150 ~ 300 mg 또한 일부 문헌에 비중이 큰 것으로 보고된 바 30 ~ 40 mg 중금속 중독에 의한 질환의 인체에 유해한 정도는 매우 1 g 02 mg Speranskaya 2008 속으로서 수은의 경우 생체에 중금속의 경우 형태에 따라 mg/l Ersoz and Barrot 2012 형태로든 독성을 나타내며 WHO EPA EU Aluminum Al 0102 00502 02 02 Antimony Sb 002 0006 0005 Arsenic As 001 001 애 001 등 001 Barium Ba 07 2 Boron B 05 1 10 Cadmium Cd 0003 0005 0005 0005 Chromium Cr 005 01 005 005 Copper Cu 2 13 2 10 Iron Fe 03 02 03 제품Lead Pb 001 0015 001 001 Manganess Mn 04 005 005 005 더욱 Mercury Hg 0001 0002 0001 0001 Molybdenum Mo 007 Nickel Ni 002 002 Uranium U 0015 003 생 드뮴 중독에 대한 영향으로는 만성 골 질환 폐기능 축적되어 체외로 배출되지 않 축적될 경우 카드뮴 중독으로 항 목 중금속의 원소

3423> Ersoz and Barrot 2012 Coagulation 8598 As V RO 9199 As III RO 2055 수처리 공정에 의한 중금속 제거특성 항목 Coagulation 공정>90 제거율 Cr III Lime softening >95 Cr VI Lime softening >95 Pb Coagulation >95 Lime softening >95 Cu II RO 995 NF 9698 Ni II RO 995 Zn II RO 989 Ba Lime softening >80 Cd Lime softening >95 Hg Lime softening 7080 BAT Best Available Technology 6 BAT 6 NF 3425> 3426> 10 m 3 d: 1 m 3 압식 정밀여과장치로 전 규모의 원수조에 집 하여 상용화된 중금속 목적농도 모의시료 mg/l 저 중 고 a 크롬 005 10 20 b K 보론 10 10 30 H 철 03 50 100 b F 망간 005 10 100 b K a:nf공정에 의한 한계 제거능 c:목적농도에서 중농도 조제 기 중 2 1 에코스마트 상수도 시스템 개발사업단 세부 과제 3424> TOC mg/l 1020 05 10250 ng/l 50 Geosmin Log 40 수질맞춤형 정수처리공정 개발 최고의 정수처리기술을 Geosmin IIMIB 조합한 물에 대한 최고의 수질을 확보하고자 한다 노여과막을 적용하였을 때 상기 제시된 목수질 대한 검토를 수행하고자 한다 Kwater 110 ND 20% 6080 90% TDS mg/l 501000 90% 노로바이러스 차세대 에코이노베이션 기술개발 사업 의 를 진행하고 있는 본 연구에서는 현존하는 따라서 금회 실험에서는 를 개발하여 먹는 중에서 나 개 항목 중 중금속의 처리효율에 본 과제의 연구개발 목수질 항 목 단위 국내 출현수준 목수질 60 m 3 /day 이하 맛 냄새유발물질 이하 제거율 이상 045 μm 1 NTU 045 μm 3427> 111 대상물질 ICP/MS PerkinElmerDRCe ICP RF power 1350 Nebulizer Gas Flow 1 Lens Voltage 825 목적농도 mg/l 원수 크롬 1 1 보론 15 15 철 5 5 망간 5 5 시료를 플라스마에 분사시 주입한 후 질량분석을 수행하는 켜서 분석용액을 만들어 분석 막여과지로 여과한후

② ③ 나노여과막 모듈 사양 및 실험현장 막 종류 /재질 막 Type 모듈Type/ 치수 인치 유효 막 면적 /모듈 나노여과 공정 수량수지 Thi nf i l mc ompos i t e Spi r al wound 구경 4인치 길이40 인치 7 9 면전하 Ne ga t i ve 최대 운전압력 600ps i 4 1 4MPa 최대 운전온도 3 1 6 0 0GPD 6 0m /da y 염제거율 9 3 %이하 KWWA 허용 ph 3~10 최대 탁도조건 1NTU 최대 유리염소 농도 항 4 5 생산 유량 최대 SDI 15 mi n 막여과장치 수량수지 NE40 409 0/PA Pol yami de 유 목 원 수 전체 정상운전 1단 정상운전 1 5 1 2단 정상운전 교차흐름여과 회수율 % = 처리수 비고 원수:팔당댐물의 M 제거능 평가를 위한 수량 산정 조 건 :2단6 : 3배열총 9 5 수량기준 제조사:여과수량 0 1mg/L 평균막여 1개 모듈 상기 조건으로 제조사의 수량 3418> 1 2 ④ TOC DOC 2 5 10 15 20 mg/l 2 mg/l DOC DOC 5 10 15 20 mg/l acidwako chemical Japan DOC 5 10 15 20 mg/l NF 설치장소 Kwa t e r연구원 내 112 humic 설치전경 113

ph ph ph 4 7 4 10 ph 에 대한 영향 실험 자연원수의 를 114 및 은 자연원수는 중성의 한 후 10 NaOH Junsei chemical Japan TOC 10 mg/l 1000 mg/l 였다 CaCO3 Junsei chemical Japan Ca Mg 원수조건 경도물질에 대한 영향 실험 TOC CaCO 3 초기 및 을 HardnessasCaCO 3 ph TOC 10 mg/l 으로 조정하여 여과를 수행한다 조건인 것으로 간주한다 및 ph HCl Merck chemical Germany Ca 으로 조정하여 여과를 수행한다 와 Mg 를 주입한 시료에 대하여 경도 500 로 조정한 후 여과를 수행한다 및 를 조정하지 않 포함 를 모의주입 의 조정은 을 활용하 를 및 경도물질을 유발시키기 위하여 시료 제조 시에는 아래의 공식을 활용하였다 로 환산하는 당량 반응식으로 유도하였다 =[Ca]x2497+[Mg]x4117mg/LasCaCO 3428> 1 NF 3 100mg/L경도 기준 [Ca]and[Mg]= 1511945mg/L respectively 회수율 및 농축율에 대한 영향 실험 농축수 개도율 초기 10 mg/l 125 20 80 농도는 여 농축계수를 : 40 수와 농축수를 폐기한다 : 100% 유입 수량 여과 수량 단 농축 수량 를 모의 주입하여 대상원수로 한다 및 최대여과시간 회수율 으로 하여 여과를 수행한다 % 농축 계수 분 유량측정 결과 및 운전조건 결정 압력 kg f /cm 2 유량을 조정하 운전조건은 생산 비고 5 Δ Π Π Ψ ΔΠ Q ΔΠ η η 115 실험결과의 계산식 Rej1:평균농도기 C p :여과수 물질의 C f :공급수 물질의 C b :농축수 물질의 Q o :준온도 25 Q a :시험온도 막여 TCF a :시험온도에 TCF a =103 T 25 R c :회수율% Q p :막여과수량m Q b :농축수량m 3 / Q f :공급수량m 3 / V :막여과유속m 3 / Q :준운전조건에 A :막면적m 2 P:유효압력MPa C :1MPa P:유효압력 kpa P f :공급수측압력 k P fb :모듈차압 kpa P p :여과측압력 kpa fb :공급수측농축수

3 1 = Π CF c :농축배율 C b :농축수용질농도 mg/lc f :공급수용질농도 mg/l MTC :물질전달계수MTCMassTransferCoeficient m 3 /일/m 2 /kpa Q P :처리수량 m 3 /일 B A :막면적m 2 P :유효압력kPa P:원수입구압원수입구압농축수출구압/2처리수출구압 원수입구압+농축수출구압/2처리수출구압 T:수온 a평균농도기준 용질투과비율 b입구농도기준 용질투과비율 SP 1 :평균농도기준용질투과비율 % SP 2 :입구농도기준용질투과비율 % C p :여과수기준농도 Pb mg/lc f :공급수기준농도 mg/lc b :농축수기준농도 mg/l 3419> 실험결과 Pb Cd 원수 농도에 따른 제거율 평가 본 실험에서는 나노여과에 의한 중금속 하였다 116 B 및 의 제거특성을 관찰하고자 원수 중에 존재하는 중금속 물질의 농도에 따른 제거특성을 분석하기 위하 여 유입원수 중의 중금속 물질의 농도가 증가하는 경우 제거율 및 처리수 중의 중 금속 물질의 0005 농도를 mg/l 분석하였다 Pb 0003 mg/l > 001 mg/l Pb 3420> Cd 결과를 제시하였다 은 004 mg/l Pb Cd 005 mg/l 015 mg/l Cd 002 mg/l 007 mg/l Pb Cd Cd Cd 은 유입수의 원수의 이 증가하는 경우 처리수의 농도 및 제거율에 대한 농도가 Pb B B 먹는물 수질 기준 Pb 까지 증가하더라도 처리수 중의 이하로 분석되었다 01 mg/l 10% 3421> 의 경우 원 ph AsIII ph ph ph 3419> Pb B 01 mg/l 117 ph AsV 로 조정하였을 때 처 미만이었다 나노여과막 나노여과에 의한 중금속 제 속 이온이 전하발휘 유무 및 다 ph 더욱이 금회 실험에 적용된 문에 중금속 이온의 전하가 음 예를 들어 의한 제거율이 알칼리성 의 경우 중 조 조건에서 이온형태로 존재 의 경우에도 중성 조건에 나타내기 때문에 금회 실험결 된다

3420> Cd 3421> B 농도에 따른 제거율 분석결과 344 1 Perchlorate 14Dioxane ppb ppt 의약물질 신규우려 가 나노여과 실험배경 및 목적 최근 상수원에 미량유해물질 / / / / 서 와 Perchlorate LCD 되고 있다 14Dioxane / 정수처리시스템 3422> structure 미량유해물질은 대 정수처리 시스템에서 반드 시스템 다 응집 침전 모래 정밀여과 한외여과 Molecular weight log K ow Dipole moment 등 의 경우 주로 미사일이나 로켓의 추진체 매 안정제 의 경우 주로 섬 페인트 제조 시 첨 다 미량유해물질 제거 평가에 기술의 발전으로 나노여과 기 는 미량유해물 정에서의 미량유해물질의 제거 등에 따라 다르게 나 가되지만 결합된 구조에 따라 수성을 띌수록 전하를 띌수록 물리 3422> K Kimura et al 2004 화학적 특성을 포함하고 예측하기는 쉽지 않다 118 119

3423> 은 시간에 따른 미량유해물질 제거효율을 나타낸 것이다 라 제거효율이 감소되는 것을 알 수 있다 즉 시간에 따 초기 막면 흡착 등에 의하여 제거 효율이 크게 측정되지만 장시간 운전 후 실제 여과에 의한 제거효율이 나타나게 된 다 3423> 3424> 다 Molecular weight 분자량 Dipole moment 3 Dipole moment K Kimura et al 2004 시간에 따른 미량유해물질 제거효율 는 물리 log K ow log K ow 화학적 특성에 따른 미량유해물질 제거효율을 나타낸 것이 가 클수록 제거 효율이 증가되는 경향이 있다 물질의 경합 구조에 따라 제거효율이 달라질 수 있다 관관계를 나타내고 있지는 않았지만 일반적으로 증가되는 경향이 있다 을 알 수 있으며 하지만 는 제거 효율과의 상 증가될수록 제거 효율이 이하에서 제거효율이 급격히 감소되고 있음 증가될수록 제거효율이 향상된다 2 1 NF Kwater MW g/mol 3429> pka logkow logd ph=8 실험방법 60 m 3 /day 미량유해물질 제거효율 10 m 3 1 ug/l Classification @ph=8 최종목대상물질의 모 모의시료는 연 압식 정밀여과장치로 전 규모의 Gemfibrozil 2503 47 477 222 HydrophobicIonic Anticholesterol Diclofenac 2962 42 451 159 HydrophilicIonic Arthritis Bezafibrate 3618 36 425 069 HydrophilicIonic Anticholesterol Ibuprofen 2063 49 397 144 HydrophilicIonic Analgesic Fenoprofen 2423 45 39 111 HydrophilicIonic Arthritis 항 목 Naproxen 2303 42 318 005 HydrophilicIonic Analgesic Ketoprofen 2543 45 312 041 HydrophilicIonic Arthritis Clofibric acid 2146 32 288 108 HydrophilicIonic Anticholesterol Carbamazepine 2363 2 245 258 HydrophobicNeutral Anticonvulsant Phenacetine 1792 NA 167 168 HydrophilicNeutral Analgesic Acetaminophen 1512 94 027 023 HydrophilicNeutral Analgesic Pentoxifylline 2783 2 029 048 HydrophilicNeutral Use Blood viscosity control Caffeine 1942 61 007 045 HydrophilicNeutral Stimulant 원수조에 집 3424> K Kimura et al 2004 120 121

② 3430> 장 비 명 분석항목 나노여과막 모듈 사양 미량유해물질 분석기기 및 방법 LC/MS/MS phar mac e ut i c alac t i vec ompounds PhACs 1시료 500mL 막 종류 /재질 막 Type 40% H2SO42 방울 ph 2~3 모듈Type/ 치수 인치 1µg/mL SG 25µL 유효 막 면적 /모듈 HLB 카트리지 컨디셔닝 면전하 ５mLMe OH 최대 운전압력 ５mL0 5N HCl 분석방법 전처리 및 분석 최대 운전온도 ５mLDIWat e r 생산 유량 2Sampl eloadi ng 5 ml/mi n 염제거율 10mL 증류수로 세척 허용 ph 3Ext r ac t i on 10mL 0 1% f or mi ca c i d /Me OH 최대 탁도조건 4Dr i e d byn2 최대 SDI 15 mi n 메탄올 0 5mL재용리 최대 유리염소 농도 1µg/mL I S2 5µL 5LC/MS/MS 설치장소 Kwat e r연구원 내 122 123

3 ph ph 나노여과 공정 수량수지 막여과장치 수량수지 나노여과 유량m 3 /hr 회수율 막여과유속 항 목 % m 3 /m 2 구 성 원 수 농축수 처리수 일 9개/9벳셀 전체 정상운전 6:3배열 5 1단 정상운전 151 075 076 503 0385 6개/6벳셀 2단 정상운전 3개/3벳셀 교차흐름여과 비고 회수율%=처리수/원수 100 원수:팔당댐물의 MF처리수 또는 수도수 제거능 평가를 위한 실험은 1단 NF만을 구동 수량 산정 조 건 :2단6:3배열총 9모듈1단6모듈/6벳셀2단 3모듈/3벳셀 수량기준제조사:여과수량 60m 3 /일/모듈 회수율 15%유효막면적 79m 2 평균막여과유속 075m 3 /m 2 일 이하 1개 모듈 최소농축수량 2184m 3 /일 이상 상기 조건으로 제조사의 수량 가이드라인을 따라 적정 수량 산정550m 3 /일 3425> 1 2 ph9 Q ph ph 펠렛 전처리 적용에 따 ph6 10 나노여과 공정 전단에 서 운전하게 된다 따라 조건과 전처리 없 나노여과 공정에서의 제 이상 운전을 통하여 운 다 실험결과의 계산식 Rej1:평균농도기준 Cp :여과수 물질의 C f :공급수 물질의 C b :농축수 물질의 4 13 Q o :준온도 25 Q a :시험온도 막여 TCF a :시험온도에서 TCF a =103 T 25 124 단 및 단 나노여과 공정 개략도 및 시료채수 위치 125 R c :회수율% Q p :막여과수량m Q b :농축수량m 3 / Q f :공급수량m 3 /일

3 1 Δ Π Π Ψ ΔΠ P:유효압력 kpa P f :공급수측압력 kpa ΔΠ Pfb :모듈차압 kpa P p :여과측압력 kpa fb :공급수측농축수측의 평균 염농도의 삼투압 kpa p :여과측의 삼투압 kpa :막면농도를 추정하기 위한 보정계수 = 1 3426> 실험결과 미량유해물질 물리 화학 은 미량유해물 다 기존의 문헌연구와 비교하 이 증가할수록 제거효율이 증 TMP=P F +P C /2Pp TMP:차압 kpa η η P F :원수입구압 kpa P C :농축수출구압 kpa Pp :처리수출구압 kpa :삼투압 =001 TDS F +TDS C /2TDS P TDSF:유입수의 TDSmg/L TDSC:농축수의 TDSmg/L TDSP:처리수의 TDSmg/L 보정 차압TMP 25 = TMP 보정계수 25/ T Π 3427> 3426> log K ow = CFc :농축배율 C b :농축수용질농도 mg/lc f :공급수용질농도 mg/l MTC :물질전달계수MTCMassTransferCoeficient m 3 /일/m 2 /kpa Q P :처리수량 m 3 /일 A :막면적m 2 P :유효압력kPa P:원수입구압원수입구압농축수출구압/2처리수출구압 원수입구압+농축수출구압/2처리수출구압 T:수온 3427> 은 미량유해물 다 전반적으로 짧은 운전시간 클수록 소수성을 띌수록 제거 126 a평균농도기준 용질투과비율 127

2 ph 3430> 3428> 60~90% ph 펠렛 전처리 적용에 따른 은 펠렛 연수화 에 대한 영향 평가 나노여과 통합시스템 모식도를 나타낸 것이다 128 129 펠렛 연수화 장치는 경도제거에 탁월하지만 후단에 조절이 필요하며 나노여과 공정 의 경우 경도가 포함된 유기오염물에 대해서 심각한 막오염이 유발된다 화 ph 나노여과 통합시스템은 펠렛 연수화 장치는 나노여과 공정으로 보완하고 나노 ph 여과 공정을 펠렛 연수화 장치로 보완이 가능한 시스템이다 단에 나노여과 공정을 적용하면 후반에 조절이 불필요하게 된다 또한 나노여과 장치의 경우 펠렛 연수화 장치에 의한 경도 제거효과에 따라 경도에 의한 유기 막 오염이 저감될 수 있다 높은 운전으로 유기 막오염 저감 및 제거율 향상도 기 대할 수 있다 345 3428> 1 3429> 20% 240 mg/l 펠렛 연수화 나노여과 통합시스템 는 펠렛 연수화 공정에서의 물리 화학적 특성에 따른 미량유해물질 제거효율을 나타낸 것이다 다 3429> 미량유해물질의 제거효율은 약 펠렛 연수 제외하고 의 매우 높 펠렛 연수화 장치 후 효율이 증가된 것으로 예상된 내외로 낮게 나타났 펠렛 연수화 장치에서의 미량유해물질에 대한 정확한 메커니즘은 발생되지 않 는 것으로 판단된다 일부 미량유해물질의 경우 흡착 등에 의해 제거된 것으로 예 측된다 97~98% PolyamidePA ph 9 ph Naproxen ph 은 나노여과 거효율을 나타낸 것이다 일반 보고되고 있다 본 연구에서 함에 따라 나 3430> 300 mg/l 100 mg/l mg/l Kwater 300 mg/l 200 mg/l 80 % 3431> 가 2011 D Y J 나 이온성물질 경도물 나노여과 실험배경 및 목적 경도의 법적기준은 1422 142 252 가 되어야 쾌적한 맛을 나타내 일이 생성되기 쉬우며 791 1264 228 1122 1366 2402 생활용 적인 손실이 나타나게 된다 정수장의 처리수가 경도 기준 장에서 최대 최소 농도가 모두 는 으로 기준 농도의

2 CaCO 3 mg/l 2 Ca Mg 경도는 물에 함유된 가 금속이온의 총량으로 정의되며 산한 로 시된다 경도성분이 되는 가 금속이온은 이 사람의 건강에2003 나쁜 영향을 미친다고 보고된 바는 없으나 다 130 1970 일반적으로 로 환 와 이다 고경도 물 년대 미국 캐나 영국 그리고 일본에서 실시한 몇몇 조사에서 음용수의 경도와 심장혈관계통의 질환 발생률 간에 역의 상관관계가 있다는 것이 보고되었으며 결과도 보고된바 있다 김 등 법 석회연수법 및 막여과 공법 등이 있다 공법 특징 이온교환법 양이온교환 형태 이온교환은 이온교환능 이 있는 물질 수지 의 이 장점 3432> 온과 수중의 이온이 치 환되어 목적으로 또 이와는 반대되는 경도제거를 위한 수처리 공법으로는 이온교환 NF/RO 경도제거 공법 비교 석회연수법 막여과법 CaO 1 하는 이온을 제거하는 공정 여 침전시키는 방법 분리막의 선택에 따라 제 소용량의 경우 수중 양 거율 및 회수율이 달라짐 이온제거에 경제적 수지 재생장치가 있어 반영구적으로 사용 가능 이온교환수지의 Na2CO3 2 CaCO3 선택에 따라 다양한 이온성 물 수중의 탄산경도를 제거하 기 위하여 소석회 또는 생석회 를 가하 90% :70~90% NO3:40~50% Hardness 분리막을 이용하여 막의 세공보다 큰 수중의 오염 물질을 제거하는 공정 초기투자비용이 적음 정수처리공정에서 경도제 모래여과공정이 있는 경우 거에 효과적 혼화조에 약품을 투입하고 병원성미생물 유기물 다 침전지에서 슬러지를 처리 가이온의 효율적 제거 6 BAT Best Available Technology 131 에코스마트 상수도 시스템 개 BAT 6 세부 과제 TOC mg/l 1020 05 10250 Geosmin IIMIB ng/l Geosmin 50 Log 40 Kwater 3433> ND 20% 6080 90% TDS mg/l 501000 90% 3434> 수질맞춤형 정수처 최고의 정수처리기술을 조합한 물에 대한 최고의 수질을 확보 노여과막을 적용하였을 때 60 m 3 /day 최종목 실험방법 의 처리효율에 대한 항 목 10 m 3 NF 맛 냄새유 노로바이 중금속물 경도물 경도 물질 제거효율 평 최종목대상물질의 모 모의시료는 연구원 정밀여과장치로 전처리한 물을 원수조에 집수하고 용급 시약을 주입하였다 대상원수

② 3435> 나노여과막 모듈 사양 경도물질 분석기기 및 방법 장 비 명 막 종류 /재질 HACH TEST KI T HARDNESSTOTAL 막 Type 모듈Type/ 치수 인치 유효 막 면적 /모듈 사 면전하 진 최대 운전압력 최대 운전온도 생산 유량 염제거율 분석항목 Hardness Relationships> 허용 ph TOTALHARDNESS 최대 탁도조건 최대 SDI 15 mi n 메스실린더에 시료 100mL을 분취한 후 삼각플라스크에 옮겨 mg/l Total Hardness as Ca = mg/l Total Hardness as CaCO3 0400 담는다 최대 유리염소 농도 mg/l Total Hardness as CaCO3 = mg/l Ca as CaCO3 + mg/l Mg as CaCO3 Buf f e rsol ut i on을 2mL 넣은 후 잘 섞이도록 흔든다 분석방법 Har dne s si ndi c at orpowde rpi l l ow를 넣은 후 잘 섞이도록 흔든다 적색으로 발색 Di gi t alti t r at e 를 이용해 EDTA를 주입하여 청색으로 발색할 때의 주입량을 측정한다 설치장소 Kwat e r연구원 내 132 133

3 TOC 10 mg/l Ca Mg 500 나노여과 공정 수량수지 막여과장치 수량수지 유량m 3 /hr 항 목 원 수 농축수 처리수 회수율 % 나노여과 막여과유속 m 3 /m 2 일 구 1000 mg/l 경도물질에 대한 영향 CaCO 3 Junsei chemical Japan Ca Mg CaCO 3 초기 로 조정한 성 를 주 전체 정상운전 9개/9벳셀 6:3배열 및 을 로 4 ph 1단 정상운전 151 075 076 503 0385 6개/6벳셀 2단 정상운전 3개/3벳셀 교차흐름여과 회수율%=처리수/원수 100 비고 원수:팔당댐물의 MF처리수 또는 수도수 제거능 평가를 위한 실험은 1단 NF만을 구동 수량 산정 조 건 :2단6:3배열총 9모듈1단6모듈/6벳셀2단 3모듈/3벳셀 수량기준제조사:여과수량 60m 3 /일/모듈 회수율 15%유효막면적 79m 2 평균막여과유속 075m 3 /m 2 일 이하 1개 모듈 최소농축수량 2184m 3 /일 이상 상기 조건으로 제조사의 수량 가이드라인을 따라 적정 수량 산정550m 3 /일 3431> 1 2 ph 4 10 ph ph 134 TOC 10 mg/l ph 4 7 10 ph NaOH Junsei chemical Japan HCl Merck chemical Germany TOC 10 mg/l 125 20 80 3436> 1 : 40 NF : 100% 135 HardnessasCaCO 3 =[Ca]x2497+[Mg]x4 [Ca]and[Mg]= 15119 회수율 및 농축율에 대 농축수 개도율 초기 농도는 여 농축계수를 수와 농축수를 폐기한다 유입 수량 여과 수량 단 농축 수량 % m 3 /hr m 3 /hr m 3 / 0 10 16 148 01 15 16 140 02 25 16 085 07 30 16 055 10 40 16 040 12 50 16 025 13

P:유효압력 kpa 5 ΔΠ 실험결과의 계산식 Rej1:평균농도기준 물질의 제거율 % C p :여과수 물질의 농도mg/L C f :공급수 물질의 농도mg/L C b :농축수 물질의 농도mg/L ΔΠ η η TMP=PF + PC/2Pp TMP:차압 kpa Pp :처리수출구압 :삼투압 =00 TDSF:유입수 TDSC:농축수 TDSP:처리수 P F :원수입구압 P C :농축수출구압 보정 차압TMP 25 = T Q Q o :준온도 25 에서의막여과수량m 3 /일 Q a :시험온도 막여과수에서의 막여과수량m 3 /일 TCF a :시험온도에서의 온도보정계수 25 에서의 온도보정계수를 1 TCFa =103 T 25 Π = CF c :농축배율 C b :농축수용질농도 m Δ Π Π Ψ R c :회수율% Q p :막여과수량m 3 /일 Q b :농축수량m 3 /일 Q f :공급수량m 3 /일 V :막여과유속m 3 /m 2 /일 Q :준운전조건에서의 막여과수량m 3 /일 A :막면적m 2 P:유효압력MPa C :1MPa MTC :물질전달계수 Q P :처리수량 m 3 /일 A :막면적m 2 P :유효압력k P:원수입구압 원수입구 T:수온 a평균농도기준 용질투과비율 b입구농도기준 용질투과비율 136 137

3 1 50% mg/l 실험결과 Hardness as CaCO 3 원수 농도에 따른 제거율 평가 본 실험에서는 나노여과에 3432> 의한 경도물질 의 제거특성을 관찰하 200 mg/l 고자 하였다 원수 중에 존재하는 경도물질의 농도에 따른 제거특성을 분석하기 위 하여 유입원수 중의 경도물질의 농도가 증가하는 경우 제거율 및 처리수 중의 경도 200 mg/l 물질의 농도를 분석하였다 80% 138 리수의 농도 및 제거율에 대한 결과를 제시하였다 약 300 mg/l 300 mg/l 에서 약 거율 500 mg/l 에서 약 700 mg/l 70% 50 mg/l 는 유입수의 경도물질이 증가하는 경우 처 원수 중의 경도물질의 농도가 까지 증가하는 동안 처리수의 경도농도는 약 로 증가하는 현상이 관찰되었고 제거율의 경우 약 에서 약 로 저감되었다 다만 유입원수의 경도물질 농도가 약 인 경우에서 제 약 이 높아지는 경향이 관찰되었다 현재의 결과에서 보면 원수 중 250 mg/l 35 이상의 고경도 물질이 존재하더라도 나노여과 공정에 의한 처리수는 현재 먹 는물 수질기준에 적합하다 다만 준은 100 mg/l NF 맛을 나타낼 수 있다 NF 100 mg/l R 2 =06203 이하이지만 심미적 기준에 의하여 500 앞서 언급한 바와 같이 경도의 351 법적기 이하가 되어야 쾌적한 유입원수의 경도가 증가하는 경우에 있어서 처리수 경도와의 상관성을 분석하였다 선형 추세분석을 실시한 결과 두 항목은 약간의 상관성 확인되었다 추세 분석식에 따르면 유입원수의 경도가 약 처리수 중의 경도물질은 를 초과하는 것으로 분석되었다 을 갖는 것으로 이상 유입 시 특별히 나노여과공정 특성 상 전체 회수율을 높이기 위해서 다단공정으로 설계될 경우 농축수를 원수로 하는 후속 나노여과 공정의 처리수에서 고농도의 경도물질이 발생될 수 있다 다만 다단 공정의 생산수는 각각의 공정에서 생산되는 물을 통 합하기 때문에 설계용량에 따라 최종생산수의 경도물질 농도가 보상될 가능성이 있 다 따라서 다단 공정에서 최종처리수의 경도물질 농도는 각단에서 처리수의 수 질 합산유량 및 회수율 등을 고려하여 검토되어야 한다 16 ng/l 3432> 2MIB 12 ng/l Geosmin Geosmin 7~8 2MIB Geosmin 139 결론 및 향후계획 Carbamazepine Ibuprofen Caffein Iopromide Iopromide 2230 ng/l Carbamazepine Ibuprofen Caffein 493 ng/l 809 ng/l 484 ng/l 5~6 조사대상 취수원 수 냄새물질 중 Carbendazim Isoprothiolane Hexaconazole Phosphamidon Simazine 는 의 최대 수준이었다 이 심한 시기와 일치하였 가 경우 에 비하여 금강수계의 공주 대청호 로 높았다 맛 냄새 물질은

Kitazine Tebuconazole Metolachlor Carbendazim 60%~80% 15%~25% Carbendazim 1889 ng/l Isoprothiolane Geosmin 2MIB 1000 ng/l 500 352 Hexaconazole Phosphamidon Simazine Kitazine Tebuconazole 검출되었다 529 ng/l 258 ng/l Hg 최대 검출 농도는 각각 93 ng/l PFOS 월이었다 140 및 Metolachlor 의 최대 검출농도는 를 분석한 결과 1012 ng/l 809 ng/l 277 ng/l 96 ng/l 105 ng/l 734 ng/l 특별히 및 6~7 이 가장 높게 이었고 및 의 수준으로 가장 높은 농도를 보인 시기는 낙동강 수계의 아산호 및 반송 취수원에서는 의약물질의 농 도가 다른 취수원에 비하여 매우 높은 것으로 분석되었다 과불소화합물 중 Al 00527 mg/l 농도는 이었다 291 ng/l 의 최대 검출농도는 8 PFOA 가장 높은 농도를 보인B 시기는 이었고 월이었으며 의 최대 검출 낙동강 수 계의 아산호 및 반송 취수원에서 과불소화합물 농도가 상대적으로 높게 분석되 Mn 00736 mg/l B Fe 었다 Pb As 조사대상 취수원에서 납 Mg 2+ 미늄 F 05 ng/l Ca 2+ 1074 ng/l 05863 mg/l Cu 00186 mg/l 은 검출되지 않았다 으로 농도는 Se Zn 00170 mg/l 비소 Cd Cr Fe 03196 mg/l 셀레늄 카드뮴 크롬 수은 중금속 중에서 가장 높은 농도로 검출된 항목은 알루 이었고 다른 항목의 최대 검출농도는 보론 구리 아연 철 망간 이었다 데 보론 며 철 Mn 5 Cu Zn Al 9~10 Pb Cd 과 망간 F 은 월 Cl 구리 은 대부분의 시기에 검출되었다 전 지점에서 조사대상항목인 불소이온 슘이온 로 Ca 2+ 5 Cl 1335 ng/l SO 4 2 SO 4 2 190 ng/l 가장 높은 농도를 보인 시기는 항목마다 달랐는 아연 알루미늄 은 염소이온 칼슘이온 총 개의 이온류 중 가장 높은 농도로 검출되었고 염소이온 였다 Mg 2+ 1905 ng/l DOC Dissolved organic carbon DOC DOC 5 mg/l DOC 85%~95% DOC 05 mg/l DOC 10 mg/l 20% DOC GAC DOC DOC 12 mg/l DOC 04 mg/l 09 mg/l 단위공정 처리효율 및 한계평가 황산이온 황산이온 이 나머지 항목의 최대 검출농도는 마그네슘이온 ng/l 10 월이었으 마그네 불소이온 칼슘이온 15 3 mg/l 2 mg/l 2MIB Geosmin GAC F/A 80%~95% 70% GAC Pb B 100% 141 리 로서 Geosmin 2MIB 제거율은 각각 나노여과 공정에서는 Geosmin 으로 유입되더라도 2MIB Geosmin 70~77% Geosmin 공정 회수율의 영향은 관찰 는 나노여과 공정에 의해 05 H 2O 2/O 3 85% 70% 오존공정의 경우 200 ng/l 전오존공 율이 다소 상승하였으나 약 분 오존공정 경우 전오존 와 후오존 약 100% /H 2O 2F/A 2MIB40 ng/l /H 2O 2 70% 30% 85% B 003 mg/l 005 mg/l 01 mg/l 95% 70% 7% log K OW ph 9 ph Cd 분의 오존 주입 오존 주입과 의 제거 공정에서 제어 한 제거율은 에 공정에서 제어인자가 에 의한 제거율은 유입원수 중의 97~98% ph PolyamidePA 및 었을 때 나노여과에 의한 리수의 농도로 보면 의 며 200~700 mg/l 50~80% 300 mg/l 더욱이 의 경우 제거 중금속 제거에 관한 추가 필요하다 BAT 나노여과에 의한 미량유해 로 분석되었다 증가된다는 사실을 확인하

프로그램 구축 351> TOC 만 본 연구에서는 단기간의 실험을 통하여 제거율을 평가하였으므로 장기 운 전 시 발생하는 막오염에 대한 영향은 고려되지 않았다 나노여과막의 경우 막 41 오염 발생 시 막의 물리화학적 특성 변화 면전하 및 공극크기 등 에 따라 제 거 기작이 상이할 수 있으므로 가 필요하다 05 mg/l ph BAT 제거대상물질 목수질 영향인자 이하 유입농도 회수율 막오염 시 물질의 제거효율에 대한 결과의 확보 30 mg/l 50% Geosmin 1000 ng/l 20 ng/l 2MIB 90% 중금속 경도 20% ph 먹는물 수질 대비 효율향상 이상 유입농도 유입농도 이온형태 유입농도 BAT 나노여과에 의한 물질제거 시 영향 인자 및 구축 시 고려사항 유입원수의 농도를 공정의 회수율은 200300 mg/l as CaCO 3 유입원수의 농도를 약 목수질 확보관점 이하로 유지하고 이상으로 설계 이하로 유지 제거대상 단위물질을 구분하여 이온특성에 따른 제거기술 적용 제거율 기준이 아닌 농도기준으로 접근 필요 유입원수의 농도를 이하로 유지 구축 시 고려사항 4 1990 42 DB DB Data Base DB Kwater 제 DB 서론 DB DB 장 취수원 수 년대 이후로 취수원의 및 수자원공사 등에서 지속적 목이 일반항목으로 한정되어있 부를 정점으로 체제로서 지방 수집하여 수질관리에 활용하고 미규제 미량유해물질의 이화 니터링 결과를 데이터베이스화 Data Base Data Base 지리 정보와 연계하여 웹상에 와 통계치를 열람하고 축이 요구된다 tool on line off line CSClient server 도화 프로그램 에 대한 미규제 미량유해물질 도정수공정 도입 또는 공정 개 질 맞춤형 정수처리공정을 제 는 분석 결과 활용도 제고에 로 미량오염물질 및 신규오염 이 어렵다 기존 원 정수의 정 에 대한 정보를 추가로 습득 142 143 취수원 프로그램

> 댐 144 > 하천 취수원 취수장 정수장 취수원 정수장 금강유역 낙동강 유역 섬진강 유역 한강유역 421> 1 2 3 용담댐 4 대청댐5 6 영천댐 7 운문댐 밀양댐 8 고산 공주 석성 천안 학야 자인 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 금강 산성 구미 매곡 낙동강 / 고령 반송 화명 운문 섬진강 별량 밀양 암사 한강 양산 영등포 남강댐 사천 아산호 아산 주암댐 9 10 11 12 13 14 15 팔당댐 16 17 광동댐 구천댐 화순 고양 덕소 반월 성남 수지 시흥 와부 일산 황지 구천 수질자료 조사지점 421 1 Data out put 2 3 DB 4 Data / 5 Excel PDF 6 Data Format 광역 광역 및 다양한 대구시 광역 광역 부산시 광역 서울시 서울시 산업용수 1 1 광역 Chart/Graph 1 2 Data Base 1 Data Base 2 Editor 422 Visual DB 145 프로그램 구축 방향 측정 자료의 입력 기능 가 측정자료 입출력의 최적화 분석항목별 분석기간별 기존 환경부 지자체 자 특정 에 대한 수정 측정 자료의 규격 나 코드관리 다 라 래프 마 지역별 환경부 3 바 환경부 항목별 시스템 지자체 측정 자료 지자체와 수자 를 이용한 분석방법론을 통한 다양 분석 항목별 통계처리 Data Base Handling 수질맞춤형 의사결정 프로 접근 보안성 의 보안을 위 로 권한설정이 가능하도록 구 하도록 하고 그 외 사용자는 다 측정 자료의 등록은 관

422> Pk Code Name Data Type 현재 구성되어 있는 각 테이 X SITECD char3 X CLTDT char8 X TSTHM char4 X WKDPDTLN _ char1 X CWPRCCD _ char2 X IOWTRDV varchar6 X TITCD char3 X MWDIV _ char1 SVAL varchar20 측 423> 421> DB Pk Code Name Data Type Pk Code Name Data Type X SITECD char3 X CLTDT char8 X TSTHM char4 X WKDPDTLN _ char1 X CWPRCCD _ char2 X IOWTRDV varchar6 X TITCD char3 SVAL varchar20 측 측정 자료의 구성 146 측정소 테이블은 취수하게 되는 정수장 또는 하천의 경우 취수 지역 정보를 입력 147

424> Pk Code Name Data Type X TITCD TITGRP TITENG TITKOR TITMNM TITUNT HMNTSVAL LMNTSVAL LTRSVAL IFE LINESEQ USYN TITDFT TITWC LIMSTCD CDT EMPNO INSEQ WKSEQ 425> char3 측정물질MATLIST코드 및 속성 varchar20 varchar30 varchar30 시험항목코드 varchar30 시험항목 varchar20 varchar20 시험항목 varchar20 시험항목 varchar20 분류 영문명 국문명 시험항목 double 기명 double 시험항목 char1 상한 varchar30 하한 시험항목 varchar30 LIMS double 문자 char8 _ int _ int 단위 기준치 기준치 기준치 검사수수료 char8 정렬 순서 사용 여부 시험항목 기안 Pk Code Name Data Type X SITECD DPTCD SITENM SITEKNDCD USYN LINESEQ KRD_CODE SUJ_CODE 환경부전송 환경부전송 전국수질측정망 시험항목번호 char3 변경일자 char3 varchar30 등록자사번 char1 char1 int char3 char3 LIMS_CD lims char3 정렬순서 월 정렬순서 주 측정소SITE_LIST코드 및 속성 월별 주간 자료를 하나의 많기 때문에 일별 자료 테이블 이블에는 앞서 설명한 바와 같 423 을 입력하는 테이블이다 측정 담고 있는 테이블로써 현재는 1 DB 422> GUIGraphic User Interface 2 GUI 424 DB Tool 료가 추가될 경우 취수 위치 프로그램 구성도 가 프로그램 구성도 기초자료 하천별 호소 그 나 사용자 시스템 통합을 통한 사용 148 사업장코드 관리단코드 149 기대효과

5 52 BAT Best Available Technology 51 제 장 지수 처리 파일롯 플랜트 구축 521 BAT / 서론 BATBest Available Technology 본 절에서는 취수원별 마련하는 정에 따른 처리효율 평가가 필수적이다 2 제거대상 성분에 따른 적정 정수처리 시스템 구성방안을 를 작성하기 위해서는 단위공정 및 조합공 본 과제에서는 차년도에는 이러한 처리효 율 평가를 위해 모형플랜트를 제작하여 효율을 평가를 실시하고자 한다 본 과제의 취수원의 특성은 지하수계와 하천수 호소수로 구분하고 있으며 대상물질은 물질의 용해성에 따른 구분으로 불용해성과 용해성으로 구분하고 있다 불용해성 물질로는 탁도와 조류를 대상으로 하고 있으며 철 망간 이 취미 유기물 농약 미량오염물질 등을 대상으로 하고 있다 주요처리 공정으로는 막여과 방식을 주처리 공정으로 응집 제거 용해성 물질로는 색도 오존 전 후처리의 도입을 통한 전체 처리공정 구성방안을 제공하고자 한다 정수처리 시스템의 구성에 있어 활성탄과 같은 또한 향후 대상물질에 대한 처리가능 공정의 구성과 더불어 대상물질에 대한 처리방식의 구분과 함께 각 공정구성의 경제성을 평가함으로써 정 수처리 공정 구성 방법을 제시하고자 한다 511> BAT BAT MF /UF NF O3+ GAC BAT BAT / mining DB BAT 대상공정의 선 공정의 설계는 제거대상 의 범위 등을 고려하였다 구목 달성에 부합하도록 특별 을 안정적으로 확보할 수 있는 또한 AOP P/S PAC / 향후 기존의 정수장에 의 신규오염물질에 DAF 대해 수질 가능한 프로그램을 제작하여 DAF TOC 2MIB Geosmin 4 10 12 5 제거물질 처리공정 탁도 조류 : : : 521> 잔류염소 냄새물질 F/A IX 150 151 구리 철 망간 의약물질 종

522> 523> T O C 탁 도 조 류 대상원수를 고려한 정수처리시스템 구성 안 제거 대상 물질 대상원수 정수처리시스템 구성 맛 냄 새 물 질 미 량 오 염 물 질 노 로 바 이 러 스 중 금 속 경 도 물 질 hybrid BAT 지수 MF/UF NF MF/UF O 3 GAC MF/UF AOP GAC P/S MF/NF MF/UF/ / NF 하 천 수 호 소 수 지 하 수 소독 소독 Ⅰ Ⅱ Ⅲ MF/UF NF O MF/UF O3 GAC O MF/UF AOP GAC O P/S MF/NF O MF/UF/ / O NF O MF/UF O MF/UF O 유지관 기본시스템 소 소 MF/UF MF/UF PAC MF/UF 소독 소독 PAC MF/UF O MF/UF AOP GAC O MF/UF O3 GAC O 준공정 완속여 준공정 소 MF/UF AOP GAC MF/UF O 3 GAC /DAF MF/UF 준공정 완속여과 준공정 소독 소독 O 3 /DAF MF/UF O /DAF MF/UF O 3 GAC O MF/UF GAC O 응집 소독 소 /DAF MF/UF O 3 GAC 소독 MF/UF O 3 GAC UV O 응집 O 3 MF/UF GAC MF/UF O 3 GAC UV 응집 소독 P/S MF/UF/ O 응집 P/S F/A O P/S MF/UF/ 응집 소독 Ⅰ 응집 P/S F/A 응집 소독Ⅱ 응집 침전 : : : 응집 Ⅲ 소독 응집 침전 응집 침전 소독 응집 응집 침전 소독 152 응집 소독 153 완속여과

522 BAT 525> BAT 524> 대상공정의 작성을 위한 플랜트 공정 구성안 공정을 위한 대상공정 설계는 본 과제의 처리대상 목수질 운영수준 및 현행 제도의 범위 등을 고려하였다 154 DB 대상 원수의 농도는 향후 수질 가 구축된 이후 산정 할 예정이며 처리규모 및 운영수준을 고려하여 플랜트 공정구성 방향을 설정하고자 하였다 항 목 제거대상 물질 처리목 50 m 3 / 수질 원수농도 []:Kwater : : : 처리규모 TOC 탁도 조류 Kwater TOC mg/l 05 Geosmin IIMIB 검토내용 미량오염물질 20% 노로바이러스 중금속 분석물질 경도물질 항목 제거대상물질 mg/l 10 단위 처리수질기준 NTU 03 이하 mg/l 01~03 [02 ] 맛냄새유발물질 이하 최종목 맛있는 대상ng/L 공정의 작성기준 50 및 플랜트 공정구성 방향 Log 중금속물질 경도물질 미네랄 총유기탄소 탁도 잔류염소 40 90 % 맛냄새물질 CaMgNaK mg/l 20~100 2MIB / Geosmin ng/l 80 mg/l 005 mg/l 005 4~15 [8~12] DB 노로바이러스 DB DB 5000 50000 m 3 / 524> BAT 50 500 m 3 / 50000 m 3 / Ⅰ : 서울시 기준 하천수 수질 호소수 수질 지하수 수질 일 상수원 관리규칙 500 5000 m 3 / Ⅱ : 물 기준 Ⅲ : 구리 철 온도 구축 후 결정 MF NF AOP O3 DAF P/S MF/UF O3 GAC P/S MF MF/UF AOP GAC MF/UF NF DAF MF/UF 제거율 이상 먹는 물 수질기준 대비 추가 효율 달성 이상 이하 이하 이하 이하 이하 이하 구축 후 결정 구축 후 결정 일 일 일 일 이상 수도법 TOC BAT ++ +++ +++ PAC ++ +++ +++ F/A ++ ++ ++ NF +++ + + AOP+GAC +++ ++ ++ O 3+GAC +++ ++ ++ ++ +++ +++ PAC ++ +++ +++ F/A ++ ++ ++ NF +++ + + AOP+GAC +++ ++ ++ O 3+GAC +++ ++ ++ ++ +++ +++ PAC ++ +++ +++ NF +++ + + O 3+GAC +++ ++ ++ DAF +++ +++ ++ +++ +++ +++ NF +++ + + /DAF ++ +++ +++ NF +++ + + IX +++ + + P/S +++ ++ +++ NF +++ + + 155 대 제거대상 취수원 물질 MF/UF O 3 GAC MF/UF AOP GAC MF/UF NF 지수 맛냄새 유발물질 P/S MF MF/UF NF 미량오염 물질 조류 노로바이 러스 중금속물 지하수 전오존 전오존 전오존 소독 응집 침전

526> BAT 53 BAT 항 목 P/S MF 주요시스템 공정구성 1 안 파일롯실험 MF/UF PAC MF/UF PAC 2 1 2 1 2 MF/UF 156 MF/UF O3 GAC MF/UF AOP GAC MF/UF NF DAF MF/UF 소독 2012 소독 소독 소독 응집 소독 지수 처리 이동식 모형플랜트 년제작 계열 GAC 실험가능 공정 소독 소독 응집 소 독 2013 응집 소독 계열 실험가능 공정 소독 MF/UF MF/UF O3 GAC MF/UF O3+ MF/UF O3 GAC DAF MF/UF DAF MF/UF O3 GAC MF/UF NF P/S MF P/S NF 과수 소독 응집 소독 응집 MF/UF O3 GAC 응집 MF/UF AOP GAC P/S MF 계열 비교평가 실시 MF/UF NF DAF MF/UF 조합공정 실험계획 안 지수 처리 이동식 모형플랜트 계열 지수 플랜트와 라인 연결 소독 소독 계열 소독 소독 년제작 소독 531 5 ppt Geosmin 2MIB Pilot Plant 531> / AOP Geosmin 2MIB MF/UF PAC BAT 157 PAC + MF/UF Geosmin 이동식 지수 처리 모형플랜트 구축 시 지수 처리 모형플랜트 구 질 농도가 낮은 경우 처리수의 이 높은 공정 보다는 적정한 2MIB 공정으로 선정될 수 있다 맛냄새 유발물질인 한 공정으로 판단된다 과 맛 냄새 농도가 높을 경우 MF/UF + 선정하였다 최근의 사례들을 시기나 일조량의 증가로 인해 히 높아질 수 있기 때문에 이 발물질 농도가 매우 높기 때문 를 높이기 위해서는 기존의 활 + GAC 3 mg/l 540 / 950g/g 1020 + 될 수 있다 따라서 공정을 두어 맛냄새 물질의 제 공정이 적용되어야 할 것으로 농도를 평가하고자 한다 이러한 지수 처리 모형플 도입실적 을 고려하 후오존기준 으로 하며 활성탄 준 신탄 사용탄기준 는 냄새 등 등

531> 532 수 계 정수장명 시 스 템 오 존 활 성 탄 낙 동 강 낙 동 강 한 화명 명장 덕산 두류 매곡 회야 칠서 석동 삼계 범어 명동 웅상 천상 문산 대구 전 후오존+활성탄 전 후오존+활성탄 전 후오존+활성탄 후오존+활성탄 후오존+활성탄 후오존+활성탄 전 후오존+활성탄 전 후오존+활성탄 전 후오존+활성탄 후오존+활성탄 전 후오존+활성탄 후오존+활성탄 후오존+활성탄 후오존+활성탄 158 전 :07mg/L 후 :06mg/L 접촉시간 :8~10min 전 :1~2mg/L 후 :05~25mg/L 접촉시간 :324min 전 :07mg/L 후 :08mg/L 접촉시간 :10min 후 :041mg/L 접촉시간 :173min 후 :05~07mg/L 접촉시간 :159min 후 :30mg/L 현재 08 접촉시간 :154min 전 :15mg/L 후 :30mg/L 접촉시간 :12min 전 :15mg/L 후 :25mg/L 접촉시간 :39min 전 :15mg/L 후 :005mg/L 접촉시간 :15min 후 :10mg/L 접촉시간 :10min 전 :10mg/L 후 :08mg/L 접촉시간 :88min 후 :10mg/L 접촉시간 :10min 후 :03~3mg/L 접촉시간 :92min 후 :10mg/L 접촉시간 :12min 동두천 입상활성탄 원주 제2 입상활성탄 문산 파주 고양 후오존+활성탄 후오존+활성탄 국내 고도정수처리시설의 현황 후 :150~30mg/L 접촉시간 :10~15min 후 :05~2mg/L 야자계BAC 층고 :235m EBCT :817min 목탄계BAC 층고 :41m EBCT :15min 석탄계BAC 층고 :30m EBCT :1689min 야자계BAC 층고 :25m EBCT :10min 야자계BAC 층고 :25m EBCT :10min 석탄계BAC 층고 :25m EBCT :14min 야자계BAC 층고 :22m EBCT :11min 야자계BAC 층고 :25m EBCT :26min 야자계BAC 층고 :1단 :12m2단 :23m EBCT :1단 :8min2단 :20min 야자계BAC 층고 :25m EBCT :10~15min 야자계BAC 층고 : EBCT : 야자계BAC 층고 :25m EBCT :182~164min 석탄계 층고 :18~25m EBCT :10~15min 층고 :25m EBCT :15min 야자계BAC 층고 :25m EBCT :156min 석탄계GAC 층고 :25m EBCT :11min GAC 층고 :30m EBCT :15min 층고 :24m MF/UF O 3 GAC MF/UF AOP GAC MF/UF NF P/S MF 532> Kwater Kwater 533> 532> BAT 533> 534> 159 : + : + 모형플랜트 설계 및 지수 처리모형플랜트 공정 을 위한 실험 장치임을 감안하 위공정 별 설계인자 및 설계개 AOP 주요 공정 1 min / 20 min 3~5 hr 120~150m/d 24~30 m/d 40~50 m/d 2030% O 3 10~20 min 05~20mg/L 3~4% EBCT 5~15 min GAC 240~360 m/d 067 m/min 8~10 083 m/min 5 공정 소독 소독 소독 소독 이 설 혼

534> 실험 인자 BAT / /AOP 항: 목 / 설계 및 운영개념 시스템 규 모 MF NF m3/ 운전모드 / : 500 m3/ m3/ : MF MF NF AOP : : DAF MF NF DAF : EBCT: 530 + + 실험결과는 오존 활성탄 주요사항 에 적용 공정은 물질의 처리성에 중점을 두고 실험 설계 운영인자는 기존의 국내 설치공정을 대상 나노여과공정은 설계 운영인자의 탐색에 중점을 두고 실험 원수 오존 전체 단위공정 과산화수소 3mg/L EBCT: 540 연속 자동운전 NF 소독 정수 활성탄 정수 일 일 생산수 기준 단위공정독립운전 일 오존 활성탄 자외선 반자동운전 시스템운전 처리성 회수율 막여과유속 세척 처리성 회수율 막여과유속 세척 처리성 주입량 접촉시간 오존 주입량 최대 분 활성탄 EBCT SV DAF / 처리성 종류 분 처리성 종류 자외선조사량 과산화수소농도 자외선 오존 1 : 1 20 DAF 15 15m/hr ~20ppm EBCT 15 모형플랜트 대공정의 개념설계 과산화수소 실험실 실험 과산화수소 플랜트 실험 처리성 종류 공기주입량 /DAF UV/H2O2 GAC 531> 535> / DAF min m 3 / min min m 3 /m 2 h 600 1 20 10~15 m 3 /m 3 hr 15 m3/ % m3/m2/ 2 100 56775481 299 196 495 5182 9655 9001 m 3 / UV H 2O 2 518 02 kwh/m3 20 mg/l m 3 / min 응집 518 30 mg/l 30 mg/l 40 m 3 / min EBCTmin m/hr 518 20 30 가압식 정밀여과 m 응집 원수유량 혼 일 막여과유속 일 원 막모듈 종류 국산 사제 웅진케미컬사제 기타사제 160 모듈은 종류 이상 161 원수유량

6 61 제 장 테스트베 611 611> PMR /SS TOC 대상 정수장 선정 대상 정수장 선정 대상 정수장을 선정하기 위 611> 물 등의 원수 수질 조건 맛 냄 532> 3D m3/ m3/ 적인 면을 고려하여 수도권의 이에 아래 786 630 설에 대하여 검토한 결과 916 560 250 100 과 같이 상 정수장을 와부정수장으로 215 85 고도 이동식 지수 처리장치 도면 전체 450 450 정수장명 101 101 시설용량 천 일 190 150 성 남 533> 3D 수 지 일 산 와 부 덕 소 162 163 시 흥

612 613> 기존시설진단 와 1988 가 12 Ⅲ 1330000 m3/d Ⅳ 1525000 m3/d 와부정수장 시설 및 운영현황 수도권 광역상수도사업은 단계 로 년 1994 4 월 용수공급을 시작하여 4 4 20 612> 년 단계 의 용량으 월에 시설확장을 실시하였다 3 40m 188m 45m 3384m3 38 시 설 명 규 양 팔당취수장을 612> 취수원으로 와부 성남 반월 시흥 등 개 정수장과 미금 용인 안 광명 등 : 215000 m3/ : 공급하고 있다 : 개 가압장을 운영하여 인천 안양 안산 본 과업 대상 시설인 와부정수장의 시설 및 운영현황은 Ⅲ Ⅳ 시설용량 처리방식 취 수 원 연 혁 3 급속여과 130000 m3/ + : 198210 ~ 19830624 : 198411 ~ 198812 : 19850930 ~ 19881229 : 198809 ~ 199009 : 198912 ~ 199312 일 팔당호 호소수 : 198912 ~ 199310 4 85000 m3/ 부천 등 개 시군에 용수를 와 같다 와부정수장 시설 및 운영현황 단계 일 단계 일 안트라사이트 모래 4 3 40m 188m 45m 3384m3 57 착 수 정 단계 30l/ 1 20l/ 1 단계 Feeder150kg/hr 2 075kW 1 용 체류시 규 용 체류시 수도권 단계 조사설계 팔당취수장 600mmHg 응 집 와부정수장 7 48 215000 m3 수도권 단계 조사설계 팔당취수장 와부정수장 613> 4 30l/ 1 100l 1 600mmHg 약 단계 활성탄 주 소석회 품 나 164 와부정수장 세부시설현황 165 주 입

613> 613> 와부정수장 공정별 세부 정수시설 현황 계속 와부 3 4 3 4 3 4 시 설 명 11 시 설 내 역 단계 혼 화 설 비 단계 단계 응 집 설 비 단계 단계 166 혼화지 혼화기 혼화지 혼화기 응집지 응집기 응집지 응집기 침전지 3 3 40m 40m 32m512m3 3 380V 55kW 규 격 32m 32m 32m3277m3 3 11 체류시간 분 형 식 수직형 모터 직결방식 380V 30kW 전동기 18m 15m 425m11475m3 규 381 격 체류시간 380V 15kW/075kW/037kW 상 분 형 식 수직형 모터 직결방식 135m 120m 39m6318m3 321 전동기 규 격 380V 133kW/059kW/015kW 체류시간 18m 72m 45m5832m3 상 분 형 식 수직터빈형 인버터 가변형 32hr 전동기 상 02~08m/min 규 격 135m 620m 45m3767m3 32hr 체류시간 분 형 식 수직터빈형 무단변속모터 직결방식 02~08m/min 전동기 : 규 격 체류시간 상 167 RC 12 시 설 명 100m 80m80m2/ 55cm+ 20cm+ 44cm 3 Teepee 95kW 2 1 380V RC 8 단계 80m 80m64m2/ 55cm+ 20cm+ 44cm 4 Teepee 여 과 170hp 2설1 380V RC 비 40kg/hr 2 20kg/hr 2 3 3 20kg/hr 1 10kg/hr 1 4 단계 1ton 30 1000kg/hr 1 4 3 4 RC 2 296m 546m 36m11636m3 RC 2 246m 496m 36m4393m3 염 소 주 단계 여 과 면 세척 여 과 면 세척 주 입 염소주입

613 62 여유부지 활용계획 621 시설용량변경 및 가 부지여건 와부정수장내 고도처리시설6064 건설이 m2 가능한 부지는 과거 창고 와 년 철거된 사택부지가 있으며 대안부지로 선정하였다 Work shop 2005 9055m2 창고와 철거된 사택부지의 활용가능 면적은 약 측의 주차장 및 주말농장부지를 이용하는 경우 사되었다 614> 기존 관리동과 주차장 관리동 우측 주말 농장부지를 622 이며 기존 관리동과 좌우 가 이용 가능한 것으로 조 본 과업에서는 창고 부지와 철거된 사택부지를 사용하는 방안과 관리동 주변을 사용하는 방안을 비교 614> : GL 666m : GL 666m 주요 대상부지의 지반고는 검토 하였다 : GL 666m : GL 666m : GL 666m 와 같다 1 정수처리 공정선정 시설용량 및 수질변동에 따 을 개발하고 운영관리 기술을 있으므로 첨단 정수처리시설인 막여과 정수처리공정은 기존 일체화되어 콤팩트하고 621> 공정이 응집제 사용이 적거나 필요 없 막여과 방식 및 여 가 막여과방식 검토 가압방식에 따른 검토 정수지 지반고 대상부지의 지반고 막여과의 기본 구동력은 원 다 차압을 발생시키는 방법에 식의 개념도와 특징은 창고 지반고 1 철거된 사택부지 지반고 621> 2 3 4 5 관리동 지반고 여과지 지반고 나 부지활용 기본계획 여유부지의 활용을 극대화하기 위하여 다음과 같은 사항을 고려하여 부지 활용에 168 대한 기본계획을 수립하였다 169

621> 622> 2 주요 검토사항 가압식 침지식 목 수 량 확 보 성 가압식 여과방식과 침지식 여과방식의 구동 특징 여과유속 조정이 용이 운전 압력 범위가 넓음 여과유속 조정이 난이 흡입의 한계로 운전 압력 범위가 좁음 부 지 이 용 효 율 높음 낮음 기존시설 개량 유리 유 지 관 리 성 막 파 단 시 소 독 부 산 물 약 품 세 정 파 울 링 622> hollow fiber 200NTU 막교환 보관 및 탈부착용이 막교환 보관 및 탈부착 어려움 막 파단 검지용이 HRT 침지식 대비 소독부산물 발생 막 파단 검지 난이 염소주입 시 침지조의 위험도가 낮음 소독부산물 발생 주의 약품세척수량이 적음 온라인 약품세척 가능 고탁도 운전 대책 필요 500NTU / 증가로 약품세척수량이 많음 약품세척 공정 난이 고탁도 운전이 가능 산화제 없이 폭기만으로 철 망간 파울링에 대처 가능 기 타 전체적으로 유지관리 용이 원수수질 변화에 유연한 대처 적 용 부지소요면적이 적고 적용실적이 많으며 적정한 것으로 검토되었다 차압방향에 따른 분류 막 622> 622> 유지관리가 용이한 가압식 여과방식이 는 가압식 중공사막형 여과방식에서 막모듈로 유입한 원수가 중공사 에 유입되는 방향을 모식도로 나타낸 것이다 와 같이 외압식은 원수가 막의 외부에서 내부로 통과하며 내압식은 막의 내부에서 외부로 분획분자량 통과하게 된다 fouling 623> 170 171 1 kgf/cm2 주요 검토사항 전 처 리 공 정 연 계 성 물 리 세 정 효 율 경 제 성 활 성 탄 응 집 조 합 공 정 적용 가압식 중공사막형의 경우 압식이 내압식에 비해 상대적 따라 막면에서 발생하는 막오 장점 등이 있어 외압식이 적정 나 막여과 선정 검토 Microfiltration Ultrafiltration Nanofiltration Reverse osmosis 2 ~ 0025~10μm 300000 Dalton ~ 공경크기에 따른 검토 ~ 원수의 탁도물질과 원생동물 Dalton 제성 있는 여과수량 확보가 가 적은 여과막을 검토하고자 하 종 류 구 분 주제거물질 및 공칭공경 여 과 압 력 Dalton 05~2 05~3 3~14 14~105 % 90 90 75 70 분획 정밀여과막 입자성물질과 콜로이드성 물질

2 고 1 kgf/cm2 검토결과 MF 원생동물을 포함한 미생물과 탁질물질 등의 안정적인 목수질 확보가 가능 1 하 평균구동압이 능한 정밀여과막 막모듈 형태에 따른 검토 3 1 172 내외이며 이 적정한 것으로 검토되었다 단위체적당 막면적의 소요부지가 적어야 하며 전체Hollowfiber 시설이module 콤팩트하고 물리적 Tubular module 회수율이 높아 경제적인 여과수량 확보가 가 여과막 배치의 제한 조건이 적고 화학적Spiral 세정이 module 간단해 유지관리가 편리하고 모듈 의 내구성이 우수해 막 파손 등의 문제가 적은 막을 검토하고자 하였다 Element 구 조 특 징 624> 막모듈 형태에 따른 여과막 특징 구 분 중공사형 모듈 관상형 모듈 나권형 모듈 실의 중간에 빈 공간이 있는 섬유성 실을 수천개에서 수만개까지 배열시킨 형태 단위부피당 막 면적이 가장 넓음 막면유속 유지 및 NF RO 내압용기 안에 파이프형상의 분리막 평막을 말아 놓은 모양으로 막과 막사이에는 막을 지지 를 여러개 충진 하는 지지층으로 원수가 배열 시킨 형태 투과 처리수가 나옴 고농도 현탁물질을 함유한 전처리 후 주로 와 액체 적용 가능 막에 사용 막면유속 유지 및 막면유속 유지 및 2 1 625> Outsidein Deadend / Cross flow 2270 mm 56 m 3 /m 2 d 25 100KPa 005 NTU 194 mm 60 m 2 60 m 3 / M W C O 400000 daltons 40 3 kg f/cm 2 2 kg f/cm 2 p H 2~11 PVDF 173 선정막의 사양 및 특징 웅진케미칼 막모듈 사양 1 웅진케미칼 가압식 막모듈은 취수하는 차별성을 두고 있다 개로 구성되어 있지만 웅진케 개로 구성되어 있어 생산수를 집수방식의 장점은 상부에서만 를 상하에서 집수함으로써 유 분을 분리시켜주는 내부구조를 때 동일 운전압력에서 보다 다 하부에서도 생산수를 취수 막여과 유속이 향상되었다 항 목 제 조 사 웅 여 과 방 식 여 과 형 식 모 듈 높 이 여 과 성 능 분 리 성 능 여과탁도 모 듈 구 경 모 듈 형 식 유 효 막 면 적 처 리 수 량 최대 허용온도

2 626> 막모듈 여과성능 측정 623> 웅진케미칼의 가압식 막모듈에 대한 여과성능을 측정하기 위하여 3 과 / 40% 막모듈 여과성능 측정 동일한 분리막 모듈에 대해 같이 여과성능 측정 장치를 활용해 정하였다 의 절차에 따라 순수 막여과유속을 측 1/2 여 막여과유속을 측정한 결과 상의 막여과유속이 증가 여과 이와 같은 결과는 양단집수 이 분산되는 효과와 중공사막 수준으로 단축되기 때문에 을 최소화함에 따른 것으로 판 623> 626> 1 1 : RO 2 : 500 L 2 1 500 L 50 L 2 10~100 kpa 3 / 여과성능 측정 장치 4 25 100 kpa [m 3 /m 2 ] 여과성능 시험방법 624> 시료 조제 시료수 역삼투법 에 의해서 생산된 생산수 사용 시료량 원수조에 집수 여과성능 측정 원수조에 시료수를 채운다 174 모듈 및 배관내 물의 부피는 약 175

63 631 막오염 저감 방안으로서 응집전처리 배경 MF 막 오염 저감 방법으로서 원수의 전처리와 막세정 등을 고려할 수 있다 우 주로 유기물 및 입자상 물질에 의하여 막오염이 발생하게 된다 2004 막 내부에서 흡착될 수 있으며 을 형성하여 막오염을 유발시킨다 의 한계가 있는 비가역적 막오염을 일으키지만 이 등 막투과유속을 증가시키는 2004 Lee 것이다 et al 2006 되고 있다 하다 우선 준 정수Lee 처리 et al 방법인 2000 Farahbakhsh 혼화 응집 et al 2002 키는 방법이 있다 또 다른 하나는 혼화 Schäfer et al 2001 176 의 경 유기물의 경우 입자상 물질의 경우 막 면에서 케이크 또는 겔층 또한 흡착에 의한 오염은 대체적으로 막세정률 입자상 물질에 의한 케익 또는 겔 층의 형성은 물리세정으로도 어느 정도는 회복이 가능한 가역적 오염이 될 수 있다 전처리의 목적은 막오염 원인물질을 사전에 제거하여 막오염을 감소시킴으로서 632 저압 막여과의 오염을 저감시키기 위해 강구되는 방법 중에는 응집공정이나 분말활성탄 첨가와 같은 전처리를 이용하는 방법이 고려 특별히 응집공정이 막여과 전처리로 사용될 때는 두 가지 방법이 가능 으로써 이 경우에는 막여과가 고액 분리공정으로 사용된다 침전을 거친 물을 막여과에 유입시 응집 후 침전공정 없이 막여과 하는 방법 자연원수의 경우 전처 리를 하지 않고 원수를 막여과를 하였을 때는 급격한 투과유속의 감소가 일어났으 며 전처리를 한 경우에는 침전공정의 유무와 상관없이 상당한 기간 동안 막투과유 속이 유지됨을 알 수 있다 이 등 막오염을 제어함에 있어서 혼화 받고 있다 대다수의 연구결과에서도 혼화 막오염 진행률이 저감되었다고 하였다 응집 전처리는 대부분의 경우 긍정적인 평가를 응집 전처리를 통하여 막세정 빈도 및 하지만 일부 연구결과에서는 혼화 응집 전처리가 오히려 막오염을 증가시킬 수 있 다고 하였다 Lee et al 2000 Judd et al 2001 응집혼화 전처리에 의해 막오염 미치는 영향을 LathoussineTurcaud 1990 polysaccharide Farahbakhsh et al 2004 2004 2002 Judd floc 2001 177 MF UF 자연유기물 제거효율 개선 질들이 제거될 때 가역적 막오 수중에 존재하는 자연유기물의 다 그러나 혼화 응집 공정을 극 및 면에 흡착하려는 친화 에도 수중에 잔존하는 Frahbakhsh et al 2004 Frahbakhsh 있다 floc sweep floc Lee et al 2000 Judd et al 2001 / 오염막 역세척 성능 개선 역세척은 막공극에 막혀 있 거에 더 효과적이며 특별히 혼 거 가능한 케익층이 막면에 등 은 막분리 공정 전 혼 보였다 등 은 특 성된 케익층이 역세척에 의하 적용하면 서로 다른 역세척 방 대된다 막여과에 대한 응집 가 응집플록의 입자 크기 및 응집 공정 시 입자의 특성은 파악할 수 있다 floc 응집공정의 도 그리고 숫자 분포도로 구 성된 의 경우는 용이하나 입자 크기가 상대적 존재하는 입자의 크기에 따라

가 수 처리를 위한 알루미늄 응집제의 다양화 hydrophilic acid Carroll et al 2000 633 화 하면 hydrophilic non acid 부분과 Jefferson et al 2004 네 가지로 분류하여 각 응집 플록을 형성한 결과 부분으로 분류할 수 있다 소수성이 강한 펄빅산으로 만들 어진 플록의 경우 상대적으로 작을 뿐만 아니라 컴팩트한 플록을 형성하고 친수성 이 강한 부분으로 만들어진 플록의 경우는 플록의 내부가 비어있으면서도 무정형의 플록을 형성하는 것으로 나타났다 각 처리되는 원수의 화학 적인 특성에 따라 응집플록의 특성이 결정되고 막오염에도 상당한 영향을 미칠 것 임을 시사한다 Eq 1 다 압축능 평가 응집 후 침전 없이 막여과 할 때 여과막 면에 축적되는 물질은 대부분 응집플 록이 되며 이것은 케익층을 형성하게 된다 플록에 의한 케익층의 특성을 파악하기 위해 사용될 수 있다 식은 Eq 2 1 2 n t ΔP 여기서 는 막면적 저항값 V 에 케익의 압축능력을 나타내는 식은 C 는 여과 시간 는 막간차압 µ Lee et al 2005 는 투과수의 부피 R m Polyaluminium Alum Al 2SO 4 3 polymeric aluminium Alum polyaluminium Alum polyaluminium 은 케익층 압축능을 나타낸다 국내 631> 외 연구동향 및 문제점 케익비저항값과 압축능은 이러한 응집 A 는 점성계수 는 원수의 입자상 물질 농도 케익비저항을 구하는 에 각각 제시하였다 그리고 은 막 자체 저항 는 케익층 비 632> 631> Alum 응집제 종류 Aluminium sulfate Alum Polyaluminium chloride PACl Polyaluminium sulfatepas 632> polyaluminium 2002 Basicity % 2003 Sulfuric acid content % Metal conc weight % Pernitsky and Edzwald Calculated acidity meq/mg M 0 0 43 0111 75 0 123 0028 30 2122 76 187 7 4 polyaluminium polyaluminium polyaluminium polyaluminium polyaluminium 과 국내의 경우에서도 준 에서 폴리염화 폴리황산규산 폴리수산화염화 폴리수산화염화 항 목 알루미늄 a 알루미늄 규산 알루미늄 황산 알루미늄 b 비중 119 이상 125 이상 130 지정된 이상 바 있다 120 이상 ph 3550 20 이상 3050 3555 산화알루미늄 Al 2O 3 1종 1012% 80% 이상 1618% 100130% 2종 1215% 3종 1518% 염기도 3560% 70% 이상 황산이온SO 2 4 35% 이하 1330% 염화물Chloride 90140% 년 환 고시된 수처리제 응집제 에 정리하였다 환경부에서 고시 더욱이 기 술개발 및 상용화가 지속적으로 다양성은 더욱 증가할 것으로 판 암모니아성질소 NH 3N 001% 이하 001% 이하 철Fe 001% 이하 03%이하 001% 이하 001% 이하 비소As 5ppm 이하 5ppm 이하 5ppm 이하 5ppm 이하 납Pb 10ppm 이하 5ppm 이하 10ppm 이하 10ppm 이하 카드뮴Cd 2ppm 이하 10ppm 이하 2ppm 이하 2ppm 이하 크롬Cr 10ppm 이하 10ppm 이하 10ppm 이하 10ppm 이하 망간Mn 25ppm 이하 25ppm 이하 25ppm 이하 수은Hg 02ppm 이하 02ppm 이하 02ppm 이하 02ppm 이하 a: Poly Aluminum Chloride : Al 2OHn Cl 6n m b: Poly Aluminum Hydro y Chloro Sulfate Al 13OH 28Cl 9SO 4 polyaluminium 국내의 178 179

/ 일반적으로 상용화된 고분자 응집제는 수 처리 공정 중에서 혼화 응집 및 침전공정의 효 율에 중점을 두어 개발되고 있으며 지 않는 것으로 판단된다 180 이 후 공정에 대한 고분자 응집제의 영향을 거의 고려하 응집제 주입시설 및 주입량이 최적화 되어 운전될 경우 잔류 응집 제가 미량으로 발생할 수 있기 때문에 후속공정에 대한 영향력이 미미할 수 있다 집제 주입시설 및 주입량을 최적화 하는 것 매우 어렵기 때문에 후속공정에 대한 응집제의 Al 3+ 영향을 파악할 필요가 있다 및 침전공정 이후의 후속공정을 강화하여 수 처리시설의 고도화를 이루고 있는 추세이나 Polyaluminium 부 연구자들에 의해서 후속공정에 대한 응집제의 부정적인 영향이 보고된 바 있다 Polyaluminium ph NOM 최근 생산량이 증가하고 있는 고분자 응집제에 대한 분석이 전무한 상태이다 된 고분자 응집제의 개발 및 생산이 증가하고 있는 시점에서 고분자 응집제가 후속공정에 가하는 영향력을 면밀히 관찰하고 분석할 필요성이 요구된다 다 응집제 종류에 응집제 거동 특성의 불확실성 계통의 응집제는 산화알루미늄 조절함으로써 다양하게 제조할 수 있다 각각의 수화 반응 특성 또한 변화될 수 있다 Polyaluminium 시 및 수온 등의 영향에 따라 용해도가 변화하기 때문에 잔류 응집제량의 증가 또는 반 응부 생성물 등의 검출이 우려된다 Polyaluminium Al 3+ 기존 연구결과에 따르면 조정 및 황산염 Polyaluminium 중합 여부에 따라 응집제의 용해도가 약 한 고분자 응집제의 주요 원인물질인 Absorption Spectrometer 은 수중의 자연유기물질 과의 반응을 통하여 새로운 금속착화합물을 형성할 수 있다 독부산물의 전구물질로 작용한다는 기존 연구결과를 Total reactive 감안하였을 Total 때 인한 소독능 저감 또는 증가될 가능성이 있다 응집제의 염기도 배 정도 변화함을 밝힌바 있다 자연유기물질 또 이 소 응집제로 그러나 현재까지 관련 연구가 상당히 미미하 기 때문에 상이한 특성을 가지는 고분자 응집제의 수화학적 예측이 거의 불가한 상태이다 따라서 시 수행되어야 할 것으로 판단된다 라 Induced Coupling Plasma Spectrometery Atomic Al 3+ Fractionation dissolved Dissolved monomeric Dissolved organic dissolved organic monomeric / 그러나 응 dissolved organic 더욱이 최근 수 처리 시설의 동향을 살펴보면 기존 혼화 응집 UV 일 더욱이 Al 2O 3 polyaluinium 따라서 다양화 polyaluinium 2 Natural organic matters NOM polyaluinium 염기도 및 금속염 중합 등의 특성을 그러나 특성이 상이한 응집제는 응집제 Al 3+ 수화특성이 다른 응집제는 수 처리 공정RO 적용 MF UF 응집제 종류에 따른 응집제의 거동 및 반응 특성에 대한 연구가 반드 잔류 응집제 분획 및 분획물질의 중요성 181 UV 마 particulate Al 3+ 각각의 고분자 응집제 분획물 기존 수처리 시설에 도입 가능 이 있다 particulate dissolved organic monomeric 분획물질의 분포에 따라 물질의 종에 따라 후속공정의 성 다 예를 들어 후속공정으로 유입 수 있다 혼화 응집 및 침전공정 하다 막여과 시설이 후속공정으 의 축적으로 인하여 입자상 될 가능성이 있다 또한 존재 할 경우 활성탄 및 소 수 있다 따라서 각각의 고분자 할 필요가 있다 바 잔류 응집제 제어 기술 확보 다 현재까지 존재하는 수 처리 공 수 처리 공정에 대한 잔류 응 01 28 mg/l 90% particulate 근 국내외 적으로 도입이 증가되 되고 있다 ph / NOM VL Snoeyink 2003 particulate Al 3+ 또한 현재 운영 중에 제 제어에 대한 어려움이 확인 된 사 수 처리 시설에서의 알루미늄 633> 634> VL Snoeyink 2003 응집 전처리 공정으로부터 발생 어 왔으며 및 내에 상시 존재하며 최근에는 알루미늄 공정에서의 막오 알루미늄 관 다 원수의 경우 약 알루미늄인 것으로 보고되고 있다

VL Snoeyink 2003 colloids NOM 가 Snoeyink 2003 에너지 증가 등의 심각한 문제가 발생할 수 있음이 지적되었다 루미늄은 phosphate VL 및 과 결합하여 새로운 물질로 전환될 수 있다고 보고된 바 있고 알 특 간접적으로 확인 할 수 있다 별히 부식방지제인 633> 인 과 결합하여 부식방지 효율 저하시킬 수 있다 Aluminium precipitates Aluminun hydration G Sposito 2000 Reaction mechanism 배수시스템에서의 알루미늄 침전물과 반응 매커니즘 alumino silicate: imogolite allophanes K=10167 at 25 aluminum phosphate solids 634> 29815 K and zero ionic strength p * K 1 p * β 2 p * β 3 p * β 4 Range 43586 8561065 1501676 19432798 No of values 20 8 4 22 Mean 4985±028 2297±194 952±085 159 Median 4984 95 2259 Mode 499 알루미늄 수화반응에 사용되는 반응상수 selected value 500±004 101 168 2276±06 : G Sposito 2000 631> Berube et al 2004 p s soluble 182 631> D Berube 2004 MWDSC Metropolitan water district south california TDS RO pilot plant 2 RO Gabelich et al 2002 Muscovite Kaolinite Muscovite silicate 183 RO 아 Kaolinite aluminum hydroxide aluminum EDTA 632> 632> ph AlOH 3 모래여과 후속공정으로서 막분리 시설 기대할 수 없었기 때문에 기존 정 알루미늄에 의한 연구결과에 비하여 배 막오염의 심 이 잔류 에 의한 막오염을 언급하였 구결과에 따르면 용존성 알루 를 형성하며 이와 같은 다 및 의 반

64 641 테스트베드 막여과 632> Ringenbach et al 1995 aluminium hydroxide liquid phase sediment solidliguid interface sedimentgel layer on the membrane surface liquid phasebulk solution colloid aluminium hydroxide hydrous metal oxide Solomentaseva et al 1999 ph 지고 있으며 ph 184 Vladisavljevic et al 1995 aluminum oxide sol specific cake resistance compressibility 이와 같은 콜로이드는 알루미늄 용해도 곡선 의 연구결과에서 보면 는 콜로이드 특성을 가 와 에서 반응을 한다고 하였다 따라서 와 를 형성하는 막 면에서도 즉 의 깊은 상관성을 가질 것으로 생각된다 또한 교환 물질로 작용한다고 보고한 바 있다 은 알루미늄 수화 정도는 염기도 및 감 할수록 증가하는 경향을 관찰하였으며 하고 면적은 감소하는 경향을 관찰하였다 의 은 의 반응특성은 막 오염과 는 유기물 존재 시 이온 의 증가 염 주입량 저 와 알칼리도 증가할수록 수화물의 직경은 증가 은 서로 상이한 형태 등 다른 막투과 특성을 관 Wang 1 1992 S 185 고형물 발생량 산정 대부분의 정수처리공정에서 세척 과정에서 발생되는 역세 사용량 침전지의 효율과 슬러 다 : kg/ 특히 사용하는 응집제 종 제가 침전 및 여과공정 다는 사실을 의미한다 : + m3/ : = NTU : SS : : mg/l : ml/m3 : ml/m3 : mg/l : mg/l S 원수유입량 침전슬러지 발생량 그리 침전지 슬러지 건조 여기서 : kg/ : = NTU : SS S 침전지 인발 고형물량 S 침전지 유입건조물량 1 Wang M C Hull J Q Jao M Dempsey B A and Cornwell D A "Engineering Behavior of Water Treatment Sludge" J Environmental Engineering ASCE Vol 118 No 6 pp848864 December 1992 여과지 슬러지 건조

Ston/d = S ton/d 100/100 % 643 642 1 2 3 4 SS/ 슬러지발생량 SS 물질수지 계수산정 641> 24 055 10 슬러지건조중량 탁도 평균원수 탁도에 대한 비율은 로서 설계값 배슬러지지 함수율 을 포함하여 적용한다 1 1 1 1 과 같이 배슬러지지 기능은 간헐적으로 배출되는 침전지의 침전슬러지 와 배출수지의 침강슬러지를 받아들이고 후속시설에 대한 유량 및 부하량을 조정하 는 시설이다 그러므로 배슬러지지 용량은 슬러지 배출 빈도가 일 24 우에는 2 1 미만인 경우에는 시간 평균 슬러지 배출량 이상으로 하고 또 슬러지 배출 빈도가 회 슬러지 배출량 이상으로 설계하여야 한다 에서 침전지를 비우고 인력에 의할 경우에는 본으로 한다 60cm 1 1 150mm 2~4m 회 이상인 경 일 회 슬러지 배출작업 일 작업으로 배출되는 슬러지량을 기 1 2 3 4 2 농축조 24~48 10~20 kg/m2 d Solid Flux 642> 농축조의 용량은 계획 슬러지 준으로 하되 원수의 종류에 므로 처리대상 슬러지의 농축 원수 종류에 따라 발생되는 슬 4~10 m3/m2 Water Works Engineering 24~48 10~20kg/m2 d 제 시설에 가까운 실험에 의하 리시설 특성조사 및 고형물 플 로 처리대상 슬러지 농축특성 농도가 낮아 계면측정이 어려 띠라서 농축조의 면부하는 설 4~10m3/m2 Water Works Engineering 하는 것이 바람직하다 30cm 1/10 642> 용량은 시간 평균 배슬러지량과 회 배슬러지량 중에서 큰 것으로 한다 지수는 641> 배슬러지지의 설계기준상수도시설기준2010 지 이상으로 하는 것이 바람직하다 유효수심 및 여유고는 배출수지의 설계에 준하여 유효수심 고수위에서 1 Sludge 1 Sludge 주벽 상단까지 여유고는 이상으로 한다 배슬러지지에는 슬러지인발관을 설치하며 186 전지 시설기준의 적용이 어려운 것으로 나타났다 150 mm 관경은 이상으로 해야 한다 막여과 배출수의 침전특성은 기존 정수처리공정의 배출수에 비해 침전이 매우 불 량하여 농축조 전단에 반드시 균등조 기능의 배슬러지지가 필요하다 막여과 배출수처리는 우리나라 상수도 시설기준상의 고속응집침전지나 상향류식 면부하율 검토 침전지 보다는 낮은 면부하율에서 운영하여야 하는 것으로 나타나 일반적인 침 면부하율을 비교평가하기 막배출수는 슬러지의 농도가 높 1 Vo = Q/A 2 187 농축조 용량은 계획슬러지량 하되 원수의 종류에 따라 대상 슬러지의 농축특성을 농축조의 면부하는 농축조는 Vo = Q = 1 A = 1 = 24 Vt/Q Q = 1 Vt = : 4m 조 이상으로 하 농축조의 구조 및 형상은 고수위로부터 주벽 천단까 이상으로 해야 한다 부하율을 다음 식에 의해 구한

644 645 A : N = 탈수기 탈수기의 수리 등의 경우 배출수처리에 지장을 주지 않도록 설치한다 1 량이 있는 경우 등은 기계탈수와 천일건조상을 공용으로 사용하고 가압탈수기의 용량 m2 S: Sludge A = 대도 좋다 여과면적 kg DS/d V: h/d 2 은 다음 식에 의해서 구한다 [kgds/m2*h ]t : S V*t 대 이상의 탈수기를 천일건조상으로 충분한 용 5 1m : Kwater 20cm 20 40 60 80cm 60 막여과 배출수 처리 가 유입 유출수 탁도 분석 시료채취는 수면 로부 으며 시간은 분간격으로 여기에서 N : a : m2/ 여과 면적 량 실가동시간 여과속도 641> 1 A a 소요대수 188 대 탈수기의 여과면적 가압탈수기에 사용되는 여포에서는 통상 폴리프로릴레 2 3 섬유의 것이 많고 섬유의 두께 4 의 여포를 선정한다 5 Cake 6 직조방법 나일론 대 테트론 등의 합성 눈의 크기 등이 다르므로 실험으로 최적 안정한 여과를 하기 위해서는 여포의 눈막힘이 일어나기 어려운 것이 좋지만 너 7 무 성근 섬유로 하면 여액이 탁하고 처리효과가 감소하므로 주의해야 한다 또 여포에는 상당한 장력이 걸리므로 강도적으로도 충분히 견딜 수 있는 것이어 야 한다 가압탈수기의 여포는 다음 선정조건을 기준으로 신중하게 결정해야 한다 내산 내알카리성일 것 10 mg/l 1m 60 641> 18NTU 189 90% 45% 18 45% 914 m/day 65% 594 m/day 594 m/day 막여과 배출수로 실험을 실시 간 또한 나타났다 낮아 분 경과후 모든 깊 을 만족하기 위한 제거 공주정수장의 배출수 의 침전관으로 충분한 르게 가라앉았음을 알 수 있다

Skimmer weir orifice 포 입자 결합물인 부상 슬러지 정화된 깨끗한 처리수는 부상 642> 646 DAF 643> 부유물질 제거율에 따른 면부하율 10 안정적인 방류수처리를 위한 대처기술 평가 hydraulic loading rate 3 ~ 5% 가 막여과 방류수의 처리 DAF 05 % 2 SS 2 mg/l 용 막여과 정수장의 배출수는 기존 재래식 정수장의 혼화 응집 침전 여과 소독 2013 SS 10mg/L TMS 1 2 배출수와 판이하게 다른 수질을 나타내고 있어 처리에 대한 신기술의 연구가 필요 하다 또한 막여과 정수장의 고품질 정수처리는 신설 정수장에 도입을 빠르게 진행 되고 있어 향후 배출수 처리에 대한 관심이 높아질 것으로 예상된다 정수처리사업의 경우 품질 높은 양질의 물을 공급하기 위해 부단한 노력을 하여 왔으며 40μm 이에 대한 일환으로 최근에는 고도처리시설 190 막여과 등을 본격적으로 도입 되고 있으나 기존 정수공정에서 발생하는 방류수는 지금까지 상대적으로 관심을 받 지 못하여 왔다 최근 공공수역으로 배출되는 점오염원에 대한 관리강화와 수질오 수 있으며 수질이 양호하여 탈 염총량관리제 도입 등으로 방류수 수질기준 및 감시가 지속적으로 강화되고 있으 2 191 이러한 용존공기부상법은 일 가지고 있다 학적 면부하율 플록 형성 시간 한 후 형성된 슬러지의 총고형 고형물 농도 보다 높다 술로 적용 시 유입수의 수장내 용수 수요량 절감으로

2 1 PCF 나 단 개요 를 이용한 배출수 처리 고품질의 수돗물에 대한 요구 증대 30 644> 2 PCF 192 정수장 건립 부지의 부족 71 운영인력의 부족 등에 따른 새로운 정수기술이 요구되는 현 상황에서 막여과 기술은 처리수질의 고도화 및 안정성 시스템의 소형화 자동운전 등의 장점으로 수도의 사회적인 이슈에 대응이 가능한 SS 기술로 10mg/L 선진국에서 도입이 증가하고 있다 낡고 노후화된 기존 공법의 정수시설들이 많아 개조시기가 다가오고 있는 국내 정수장들에 대 한 막분리 공정의 도입은 추후 년 내에 전 세계의 많은 정수장들이 막여과공 정을 도입하는 것과 때를 맞추어 막여과 공정으로의 개조가 가속화될 가능성이 매우 높을 것으로 예상된다 외부로의 배출2 시PCF 강화된 환경 규제 1/2 이러한 막여과공정에서 배출되는 막공정 농축수는 기준 에 안정적으로 대처하기 위 해 아직까지 무기응집제 및 고분자응집제를 사용하는 침전농축조 후 여과기를 사용하고 있다 85 % 2 그러나 고분자 응집제를 사용하는 침전농축조는 정수 원수 절감 을 위한 막 역세수의 회수가 불가능할 뿐 아니라 그 크기가 큰 까닭에 막 여과 정수 기술의 큰 장점인 소형화의 효과를 반감시키고 있을 뿐만 아니라 침전농축 조로 통상 사용되고 있는 고효율 농축조의 경우 초기 건설비가 고가일 뿐 아니 라 처리를 위한 약품 사용량이 많아 운전비가 높은 단점이 있다 막여과 배출수 를 재처리 하는 방안으로 단 섬유상 여과기를 사용하였다 단 상 여과에 의해 정수 원수 회수하고 배출수 절감에 의한 부피를 부지를 로 소형화하고 경제성을 향상 할 수 있을 것으로 판단된다 PCF 1/3 섬유 으로 7 BAC Eutrophication al 2008 2012 2012 193 제 장 유 서론 90% geosmin 2MIB2methylisoborenol phenol cyclohexylamine 2003 TOC Total Carbon Inorganic Carbon TOC 우리나라 대부분의 상수원은 수나 공장폐수 축산폐수에 오 부영양화 현상 및 여과지폐쇄 등 정수처리 이 취미를 유발한다 수돗물 된 화학물질과 조류와 수생 동 제에 의한 것으로 대별할 수 수지나 하천 류수를 이용하 재되어 있다 근래에 수돗물의 맛 물의 맛 냄새가 있는 물은 마시는 냄새 중에서 수도에 로 하는 경우에 발생하는 조류 는 경우가 많은데 이는 거의 선균에 의한 고 Watson et geosmin 3934 ng/l Total Organic Carbon 경부 과 년 여름 강수 이로 인해 북한강의 삼봉리 045 μm POCParticluate Organic Carbon DOCDissolived Organic Carbon UV 254 TOC 의해 발생한다 그 외 THMs THMFP 수돗물에서 나 는 심미적 불쾌감을 주게 되어 요소로서 작용하게 된다 따라

Trihalomethane Formation Potential Disinfection By Products DBPs Mougeotia sp Oscillatoria nm UV 254 UV 관관계를 갖고 있어 소독부산물 Unsaturated Aliphatic Compound TOC CO 2 는 지항목으로 활용되고 있다 humic substances 합물이 많이 포함되어 있는 것이다 2004 194 물질인 부식물질 등의 난분해성 물질과 높은 상 Ultra Violet Aromatic Substance 200400 Saturated Aliphatic Compound 의 생성능을 파악하 가 높게 나오게 되면 휴믹산과 방향족 탄소화 흡광도는 자외선 파장 사이에서 UV 254 검출되는 물질인 방향족물질 불포화지방족물질 천연유기물질인 TOC THM 결합구조로 잔류염소와 반응하여 원으로 작용한다 특히 포화지방족물질 등의 지로COD 사용된다 과 이 물질들은 탄소의 이중 등의 소독부산물을 생성하고 미생물의 영양 는 여러 가지 형태로 존재하는 용존 유기물 중에서 환 경에 영향을 COD 주는 BOD 중 고분자 유기물질의 변화 상태를 측정하는 것으로 알려져 있다 김재훈 BOD BOD 자연수계의 물환경 탐구를 위한 수질모니터링에서 유기물 관련 수질 BOD 지로 이용되는 항목은 생물화학적 TOC 산소요구량 BOD COD 화학적 산소요구량 총 유기탄소 등이 있다 는 대적인 유기물오염 지로 사용되고 있지만 측 정과정에서 독성물질 정의 어려우며 한계점이 있다 Algae 5 난분해성 물질 조류 질산화 등의 오차요인과 분석과 분석을 위한 기간이 최소 일이 소요되는 점에 있어 분석에 대한 의 경우 측정 시 발생하는 질산화 및 조류 등에 의한 오 차를 보완할 / 수 있기 때문에 상대적으로 더 정확한 유기물지가 될 수는 있으나 환원성물질 때문에 금속이온 및 아황산이온 등 오염물질의 성상에 따른 분석영향이 크기 와 마찬가지로 여러 가지 한계가 있다 는 나 에 비해 유 기물의 안정적이고 정확한 측정이 가능하며 하천 및 호소에 동시적용이 가능하기 때문에 수질오염물질의 난분해성 여부에 관계없이 유기물 측정이 가능한 장점이 있 다 2003 유순주 등 물속의 유기물질들은 정수처리 소독과정 중에 염소와 반응하여 인체에 유해한 소 독부산물을 생성할 수 있으며 또한 기 생성된 소독부산물은 제거가 어려우므로 소 독부산물의 전구물질을 먼저 제거하여 소독부산물 생성을 최소화시키는 것이 가장 바람직하다 NDIR: Nondispersive Infrared POC TOC 1017% DOC 또한 배 급수관망에 미생물의 재성장 는 유기물을 열적으로 혹은 광화학적으로 를 비분산적외선 geosmin 2methylisoborneol2MIB 711> 712> 711> Geosmin 2MIB Oscillatoria sp Anabaena sp Phormidium sp 1977; 712 713 geosmin 2MIB Herzing et al sp geosmin 관망부식 등의 문제를 유발한다 화학적으로 산화 분해하여 생성되는 을 통해 측정하는 총탄소량을 나 3 TON Threshold Odor Number 2000 711> 195 수 중에 존재하는 조류의 종류 염소에 대해 내성을 가진 조 등이 침전지 벽면이나 이 생성된다고 보고되 3 TON Threshold Odor Number 2MIB Geosmin 8 2MIB Geosmin 10 ng/l ng/l Geosmin 2MIB 711> Geosmin 2MIB 712> Geosmin 2MIB Geosmin 2MIB C 12H 22O C 11H 20O g/mole 1823 1683 mg/l 1502 1945 K ow 370 313 Henry 666 X 10 5 576 X 10 5 미국 이하 항 목

Oscillatoria sp Geosmin 712> Geosmin 2MIB Anabaena sp 2MIB Actinomycesbiwaco Sgriseoluteus Actinomadurasp Sodorifer Microbisporarosea Nocardiasp sp Streptomycesantibioticu s 713> Geosmin 2MIB Schibaensis Sfragilis 과 Nocardiopsisdassonvill Schilbaensis ei Streptomycesantibioticu Sfragilis s Sgrisoflavus Sgriseus Sneyagawaenis Sfradiae Sneyegawaensis Spraecox Sphaeofaciens Sgriseus Sphaeofaciens Sgriseoluteus Sprunicolor Sodorifer Sprunicolor Slavendulae Sversipellis Salboniger Sversipellis Swerraensis Slavendulae Swerraensis Sviridochromogenes Salbidoflavus 를 생성하는 조류 생성 조류 / Enterovirus Adenovirus Norovirus Astrovirus Rotavirus 713> 정화도 판정에 도움이 되기 때 다 하지만 대부분의 유해미생 성이 있음에도 불구하고 대장 그람양성세균군은 대장균군을 라서 지세균을 포함한 유해 염도를 확인해야 한다 물에는 많은 종류의 바이러 스들은 물을 통하여 인간에게 라 유해 바이러스 있다 감염성 상태로 존재 유발한다 따라서 필요하다 713> Norovirus / Norovirus Rotaviruses PCRPolymerase Chain Reaction ELISAEnzyme Immuno Adsorbent Assay 196 197

72 Naegleria foreli 마 유해 원생동물 721 소독기술의 발달에 따라 장티푸스나 Cryptosporidium 콜레라 등의 Giardia 세균에 의한 전염병 발병 사례 는 눈에 띠게 줄어들었으나 최근에는 먹는 물에 존재하는 염소내성 병원성 미생물 로 인한 집단 발병사고가 발생하여 전 세계적으로 이에 대한 연구가 활발히 진행되 고 있다 Cyclospora cayetanensis Entamoeba histolytica 대적 Cryptosporidium 수인성 전염병원 714> 원생동물로서는 05% 1992 설사병을 유발하는 106% Cryptosporidium Giardia 등이 있으나 수인성 Cryptosporidium 질병을 일으키는 주된 원생동물은 다 우리나라에서는 아직까지 이러한 사례가 보고된 바 없다 하지만 조사한 결과 서울 전남 능성을 배제하기 어렵고 또한 과 과 이 에 의한 집단 질병 년 서울과 전남 일부지역에 대하여 감염률을 로 나타나 우리나라에서도 수계를 통한 오염가 의 출현이 전 세계적으로 나타나는 현 상이며 우리나라 대부분의 정수장이 준정수처리를 택하고 있다는 점에서 병원성 원생동물의 제어는 전 세계 상수도 분야의 중요한 과제라 할 수 있다 2011 12 721> 722> 3~5 가 721> 2008120115 입상활성탄의 공 실험 재료 및 방법 105 2 60 24 실험원수 및 활성탄 특성 본 연구는 년 월에 아 탄을 적용하였으며 ph 738 680800 은 류수로 TOC Total Organic Carbon mg/l 537 309738 DOC Dissolved Organic Carbon mg/l 488 2786728 UV 254 1/cm 012000075902559 722> 원수의 특 에 나타내었으 차례 세척하여 미 시간동안 건조한 후 전처리된 AC specific bulk total pore mesh surface area density volume m 2 /g g/cc cc/g RO A N 08 714> Cryptosporidium peat 30 1327 040 067 B C F400 1240 1018 040 050 항 FITC Cryptosporidium DAPI Cryptosporidium C D SLP 830 998 045052 053 Pore volume cc/g AC Primary Secondary Mesopore Mecro pore Secondary micropore micropore 2 width 50 50 nm micropore + width 08 08 width nm width nm 02 nm 종 A 0304 0145 0054 0167 0199 류 B 0289 0107 0076 0028 0183 C 0281 0136 0110 0003 0246 회사명 Mesopore 품명 재 국외 사 198 감염경로 199 국외 사 석 계

나 50 ml 실험방법 유리반응용기 GF/C 성탄을 투입하여 UV 254 25±2 에 항온수조에서 간에 따라 시료를 채취하여 다 분석방법 수중의 DOC analyzertocv CPH 4 Spectometer LS55B Perkin Elmer 200 50 ml 02 g 여과지로 여과한 원수를 02 μm membrane filterpvdf Pall corporation USA 와 는 여과한 후 그 여액을 사용하여 채우고 의 환경에서 실험을 수행하였다 의 조건에서 시료를 보관하였다 UVVis spectrophotometercary 50 Varian EEM GCMSDGas Chromatography Mass Selective Detector Microextraction 722 Cook geosmin Norit 2012 UV 254 1 가 geosmin 2MIB 동일시마즈 Geosmin 로 분석하였다 TOC Luminescence 로 방법을 사용하여 분석하였다 2MIB SPMESolid Phase 분석하였다 은 형광측정기 를 이용한 대상 활성탄의 목물질 흡착능 및 제거 효율 평가 입상활성탄의 흡착 특성 평가 등은 활성탄의 영향을 미친다고 보고하였다 서 2MIB 2 RO 08 Calgon 과 geosmin THMs 사 과 년 입상활성탄의 Cook et al 2004 F400 2MIB NOM Natural Organic Matter 과 A 흡착에 와 의 활 정해진 시 와 로 는 이 공정에 적용될 입상활성탄의 제거에 용존유기물질이 미치는 영향을 파악하기 위해 월에 채취한 원수를 사용하여 실험을 수행하였다 를 분석하였다 유기물질의 총량지인 지 않으며 TOC NOM 과 사 SLP geosmin 2MIB 동양탄소사 채취한 원수와 초순수에 제거에 DOC UV 254 UV 254 DOC 593 mg/l 20 RO 08 036 mg/l F400 116 mg/l UV 254 00762 cm 1 RO 08 00047 cm 1 F400 00053 cm 1 721> 1 RO 08 F400 DOC 20 RO 08 F400 DOC 취수장에 후보 입상활성탄 의 성능을 확인하기 위하여 과 이 미치는 영향을 평가하였다 를 주입하여 후보 와 같이 국내 수질기준이나 가이드라인이 권고되어 있 전구물질인 부식물질 등의 난분해성 물질과 높은 상관관계를 갖 고 있어 소독부산물의 생성 능을 파악하는 지항목으로 활용되고 있다 Newcombe mesopoer 는 가 높 게 나오게 되면 휴믹산과 방향족 탄소화합물이 많이 포함되어 있는 것으로 알려져 1 UV 254 721> GAC drikas1997 201 secondary micropore 0199 cm 3 /g F400 0183 cm 3 /g a : 02 g mesopoer RO 08 secondary micropore UV 254 RO 08 F400 UV 254 UV 254 /cm 008 006 004 002 와 는 로 흡착이 이루어진 것이라 합친 값이 것이 그 이유라고 사료된다 RO 08 F400 차이가 없었으며 000 0 250 500 750 1000 1250 Time min b DOC a UV 254 b : 25±2 : 50 ml Lagergren : 593 mg/l DOC 00762 /cm UV 254 Kinetic Modeling DOC pseudofirstorder PseudoSecondOrder Model PseudoFirstOrder Model 제거 경향도 활성탄별 주입량 Tutem et al 1998 Lagergren Lagergren 1898 초 흡착속도에 대한 속도론 Panday et al 1985; Haribabu et al 1993; Periasamy and Namasivayam 1994 721> 흡착속도는 흡착효율을 평가 커니즘 규명과 흡착설비 설계 도 모델들이 많은 연구자들에 및 의 흡착 메커니즘을 반적인 모델로 알려진 모델 721> q e q t t DOC

mg/g k 1 이고 유사이차모델 는 유사 일차 속도상수이다 PseudoSecondOrder Model Ho and McKay 1999 Gosset et al 1986; Sharma et al 1993; Ho et al 1994 mg/g 2 흡착속도 모델은 유사이차모델 있다 같다 q e k 2 q t 여기서 722> 을 이용하여 적용할 수도 유사이차모델 또한 액체 용액에서 용질의 흡착에 대해 널리 사용되었다 이고 k 2 t = 1 K q t k 2 q 2 + 1 R t 2 q e e 와 편은 유사이차속도상수 t 는 각각 시간 t t/qt 722> DOC 이차모델은 식 와 평형농도에 이르는 시간 동안 흡착된 는 유사 이차 흡착의 속도상수이다 과 유사이차모델에 적용하여 속도상수 다 20 723> 접촉시간 적합한 것으로 geosmin 나타나지만 2MIB 편으로 알려져 있다 DOC 1 geosmin 2MIB NOM 723> 에 관한 를 결정하기 위해 사용되었다 시간까지의 결과를 적용하여 geosmin 2MIB NOM 활성탄의 와 상관계수 2012 2 geosmin 2MIB 식 와 의 양 곡선의 기울기와 200 절 실험결과를 유사일차모델 150 를 에 나타내었 100 유사일차모델이 상관계수가 높아 더50 일반적으로 활성탄의 경우 유사이차모델에 더 적합한0 흡착 유사일차반응과 유사이차반응 모델 유사일차반응 유사이차반응 항 목 RO 08 F400 RO 08 F400 2MIB NOM 10 속도상수 K 00057 00076 4474 4054 상관계수 R 2 0999 0996 0995 0928 200 ng/l Geosmin NOM 10 RO 08 F400 SLP 437 437 400 ng/g 337 375 412 ng/l RO 08 F400 SLP 475 325 375 ng/l 112 250 250 ng/l 2MIB geosmin 2 2MIB structure Geosmin ng/l 2MIB ng/l 200 150 100 50 geosmin 2MIB geosmin 2MIB 724> geosmin 2MIB geosmin 2MIB 2MIB 4 geosmin 량이 크게 감소하였다 2MIB 875% 825% 80% NOM 접촉시간 반면 원수에 시간 만에 Cook 2002 NOM PAC geosmin adsorption affinity K ow 0 0 50 100 150 Time min a Geosmin 2MIB 과 은 대부분 제거되었지만 특히 의 경우 370 2MIB 313 molecular SLP RO 08 F400 0 50 100 150 Time min c SLP RO 08 F400 Geosmin ng/l 200 150 100 50 의 어드는 것을 확인할 수 있었다 있었다 의 흡착을 저해한다고 이 이는 가 0 0 50 100 150 200 250 Time min b SLP RO 08 F400 Control 0 0 50 100 150 200 250 Time min 722> geosmin a geosmin b 200 150 100 50 SLP RO 08 F400 Control 2MIB c 2MIB d : 25±2 : 50 ml GAC 2MIB ng/l : 02 g : 593 mg/l DOC 00762 /cm UV 254 200 ng/l geosmin & 2MIB d 보다 의 값 에 비해 비 입상활성탄의 202 과 제거 경향 203

Total pore volume 724> NOM geosmin 2MIB : 10 1 geosmin 2MIB 존재에 따른 활성탄의 과 흡착능 접촉시간 volume 분 pore Geosmin흡착능qeng/g 2MIB 흡착능qeng/g 항 목 w/onom w/ NOM w/onom w/ NOM RO 08 437 337 475 112 F400 437 412 325 250 725> geosmin 2MIB SLP 400 375 375 250 primary micropore volume secondary micropore volume secondary micropore 흡착에 영향을 미친다고 보고 meso pore volume meso geosmin 723 NOM 2MIB diffusion 는 초기접촉 micropore meso pore volume secondary micropore volume 시간에서의 에 과 가 다 이에 따라 초기접촉에서는 LS Luminescence spectrometer NOM EEM Excitation Emission Matrix peak 이후에 와 RO 08 2 활성탄의 과 흡착 유사이차반응 모델 유사이차반응 w/onom w/nom w/onom w/nom geosmin geosmin 2MIB 2MIB R 2 725> RO 08K NOM geosmin 140 2MIB 133 140 140 RO F400 08R 2 140999 113 140 100 0998 0999 0999 F400K 140 0993 113 140 100 F400R 2 0997 0999 0997 0985 SLPK 133 136 117 100 geosmin SLPR 2 2MIB pore size distribution 0999 0999 0995 0993 가 특성이 맛 분석 다 total pore volume RO 08067 > SLP053 > F400050 primary micropore volume RO 080304 > F4000289 > SLP0281 실험결과를 유사이차모델에 적용하여 상관계수 secondary micropore volume RO 080145 > SLP0136 > F4000107 의 경우 차이가 없었지만 을 확인할 수 있었다 것으로 판단된다 활성탄의 존재에 따른 meso pore volume SLP0110 > F4000076 > RO 080054 secondary micropore volume meso pore volume SLP0246 > RO 의 경우 각각 에서 080199 > F4000183 722> Geosmin 1 상관계수의 경우 모두 SLP > F400 > RO 08 RO 08 > SLP > F400 2MIB 1 SLP > F400 > RO 08 RO 08 > SLP > F400 Newcombe 2002 mesopore pore volume secondary micropore volume GAC geosmin 2MIB 과 흡착에 활성탄 과 와 함께 에 나타내었 흡착영향이 속도상수로는 에서 으로 작아지는 것 이상으로 유사이차모델에 적합한 이 미치는 영향 723> EEM peak NOM LS EEM peak 723> fulvic acid geosmin 2MIB Geosmin 2MIB a b Geosmin 2MIB humic acid peak c e g geosmin 2MIB protein acid peak d f h 724> 각 활성탄별 204 은 순으로 205

Humic acid Ex/Em: 295/410 Fulvic acid Ex/Em: 235/417 a c SLP 20 원수 Fulvic acid Ex/Em: 235/416 protein acid Ex/Em: 225/343 b Geosmin & 2MIB 200 ng/l d SLP 20 Geosmin & 2MIB 200 ng/l 206 207

Humic acid Ex/Em: 295/410 Humic acid Ex/Em: 295/413 e RO 08 20 g F400 20 시간 접촉 Fulvic acid Ex/Em: 235/416 protein acid Ex/Em: 225/352 h F400 20 Geosmin & 2MIB 200 ng/l f RO 08 20 Geosmin & 2MIB 200 ng/l 724> Geosmin 2MIB NOM 208 209

Geosmin 2MIB geosmin 2MIB fulvic acid 였지만 humic acid peak 725> 과 과 F400 RO 08 F400 SLP protein acid peak RO 08 SLP 를 추가하지 않은 경우 를 추가한 경우 가 유사한 경향을 보 는 유사한 경향을 보였지 Humic acid spectr Humic acid spectr 만 나타났다 와 Humic acid spectr 는 이 Humic acid spectr 에 비해 낮은 제거 경향이 d fulvic acid geosmin 2MIB Protein acid Protein acid a fulvic acid Fulvic acid geosmin 2MIB 활성탄별 e protein acid geosmin 2MIB b 활성탄별 fulvic acid geosmin 2MIB 제거 경향 미포함 Protein acid spectra Fulvic acid Fulvic acid f protein acid geosmin 2MIB 725> EEM peak 활성탄별 c humic acid geosmin 2MIB 활성탄별 제거 경향 포함 210 211

NOM LCOCD Liquid ChromatographyOrganic Carbon Detection 나 LCOCDOND OC & SAC OC 분석 ON 량은 어림잡아 질소의 질량 solution 의 모든 수치는 의 두배 분자량이 전체질량이다 가 측정된다 바탕으로 계산된다 726> FIFFIKUS OC FIFFIKUS 을 이용한 수중 안에서 유기적으로 결합된 탄소의 질량 으로 물질의 전체 분자량을 의미하지 않는다 유기산은 세배 본 장비에서는 크로마토그램은 Humic Substance 254 nm 이며 HOC Hydrophobic OC : TOC CDOC CDOC chromatographic DOC DOC: Polysaccharides : Biopolymer: 100000 2 Mio g/mol 휴믹물질 와는 별도로 물질의 분자 의 경우 에서의 흡광도가 프로그램을 이용하여 피크의 면적을 Humics HS: Mn : LCOCD SAC Suwannee River IHSSFA IHSSHA 다 SAC/OC 주로 조류의 분비물에 기인 Building Blocks HSHydrolysates: Blocks 200 UV LMW OrganicAcids LMW Neutrals Inorganic Colloids UV lightscattering Building Block 휴믹물질 휴믹물질이 정하여지며 다 300450 g/mol 수평균분자량 : 모양과 농도 Building 과 방향 활성도는 변 물질로부터 생성 될 수 있다 SAC/OC : 량을 갖는 휴믹물질의 한 부 이 는 휴믹물질의 산화물로 pentanol 120 octanol 240 HOC : 저분자 기산이 이온 크로마토그래피의 이 때 같이 용리되기 때문에 polyelectrolytes polyhydroxides oxidhydrates 726> LCOCD ; Raleigheffect 히드 케톤 는 약한 소수성 A TOC μg/l DOC POC HOC CDOC μg/l μg/l μg/l μg/l 20129 3534 3516 18 213 3303 201210 2944 3028 9 341 2687 3239 3272 135 277 2995 저분자량 중 아미노산과 같은 양쪽 모두의 에 증가할수록 커진다 예로 분 이전에 용리되지 않는 띤 무기물인 철 Bio Humic Mol Building Acid Aromaticity Neutral A polymer subst weight L/mg*m 분획에 block 해당하며 μg/l μg/l μg/l μg/l g/mol μg/l 20129 211 1965 395 756 출된다 496 632 0 201210 159 1375 402 848 673 480 0 185 1670 398 802 5845 556 0 2012 9 10 726> 727> HOC 85% DOC Aromaticity 원수 398 organic acid organic neutral 0556 mg/l 알루미늄 무기 콜 규소 212 213 평균

73 731 생물활성탄의 공 a S 9 ml 37 KHz 190W 10 ultrasonication 가 실험재료 및 방법 1 g R2A media05 g/l Proteose peptone 05 g/l 생물활성탄 준비 Casamino acids 05 g/l Yeast extract 05 g/l Dextrose 05 g/l Soluble starch 03 g/l Dipotassium phosphate 005 g/l Magnesium sulfate 7H 2O 03 g/l Sodium pyruvate 3 R2A media CF/C 50 ml 01 g 722> 37 본 실험에는 국내의 정수장 에 혼합시켜 준 후 착된 미생물을 탈리하여 이를 50 ml geosmin 2MIB 25±2 4 에 배양하고 종의 조에서 생물활성탄화 시켰다 나 실험 방법 b 727> LCOCD a OCD b UVD 에서 배양한 생물 유리반응용기에 여과지로 채우고 의 활성 을 수행하였다 정해진 시간에 하였다 214 215

732 731> BAC 1 BAC 가 나 생물활성탄 : 부착 미생물량 BAC 및 군집 분석 DNA 연구개발 목 1 Power biofilm DNA isolation kit MO BIO USA 2 연구수행 과정 분자생물학적 기법을 이용한 3 PCRREBA Polymerase Chain Reaction Reverse Blot Hybridization Assay 1 PCRREBA 내 미생물 분리 및 정제 분자생물학적 방법을 이용한 미생물 분석 기법 이용 다 연구수행 결과 결과 내 미생물 군집 분석 No Sample name 1st bacteria 2nd bacteria 3rd bacteria 11 SLP A Klebsiella pneumoniae Enterococcus faecalis Mycobacterium avium 12 RO A Enterococcus faecalis Mycobacterium avium 13 F400 A Enterococcus faecalis Mycobacterium avium 14 GAC 1020 A Enterococcus faecalis Mycobacterium avium 15 SLS A Enterococcus faecalis Mycobacterium avium 16 SLP B Enterococcus faecalis Mycobacterium avium 17 RO B Enterococcus faecalis Mycobacterium avium 18 F400 B Enterococcus faecalis Mycobacterium avium 19 GAC 1020 B Klebsiella pneumoniae Enterococcus faecalis Mycobacterium avium 110 SLS B Enterococcus faecalis Mycobacterium avium 21 SLP A Enterococcus faecalis Mycobacterium avium 22 RO A Enterococcus faecalis Mycobacterium avium 23 F400 A Klebsiella pneumoniae Enterococcus faecalis Mycobacterium avium 24 GAC 1020 A Enterococcus faecalis Mycobacterium avium 25 SLS A Klebsiella pneumoniae Enterococcus faecalis Mycobacterium avium 26 SLP B Klebsiella pneumoniae Enterococcus faecalis Mycobacterium avium 27 RO B Klebsiella pneumoniae Enterococcus faecalis Mycobacterium avium 28 F400 B Klebsiella pneumoniae Enterococcus faecalis Mycobacterium avium 29 GAC 1020 B Klebsiella pneumoniae Enterococcus faecalis Mycobacterium avium 210 SLS B Klebsiella pneumoniae Enterococcus faecalis Mycobacterium avium 1 GAC 2 3 731> PCRREBA 216 217 라 연구결과 분석

733 1 BAC 1 2 GAC 시간 : 의존적 생물활성탄 GAC 부착 미생물량 및 군집 분석 가 연구개발 BAC sample 목 시간 의존적 각 회사별 내 미생물 군집 변화 양상 나 1 DB/RO/F400 2 1 3 연구수행 과정 / 3 1 sonication 2 085 % NaCl 기존 / 7 성남정수장 주차 내 미생물 탈리 및 배양 / 12 내 탈리 된 미생물 접종 및 배양 colony counting 3 isoltaion colony API kit 1 0 1 control : 325 x 10 9 0 2 1 주차 colony forming unit CFU 미생물 분석 CFU/gBAC 방법 다 연구수행 결과 주차 미생물 주차 Enterobacter cloacae Chryseobacterium meningosepticum 을 통하여 미생물 탈리 Serratia marcescens Micrococcus spp Chromobacterium violaceum Eikenella corrodens 에 희석한 뒤 Pseudomonas fluorescens / putida Pseudomonas pneumotropica Mannheimia haemolytica Staphylococcus capitis 된 에 대하여 Aeromonas hydrophilia / caviae colony forming unit CFU 1 RO : 760 x 10 10 CFU/gBAC 2 DB : 730 x 10 10 CFU/gBAC 3 F400 : 740 x 10 10 CFU/gBAC 주차 미생물 동정 주차 분석 를 이용한 미생물 동정 및 미생물 동정 3 3 colony forming unit CFU 1 RO : 100 x 10 9 CFU/gBAC 2 DB : 360 x 10 9 CFU/gBAC 3 F400 : 220 x 10 9 CFU/gBAC 3 3 DB 3 F400 Micrococcus spp RO 주차 미생물 Micrococcus spp Pseudomonas oryzihabitans Serratia ficaria Micrococcus spp Rahnella aquatilis 주차 미생물 동정 Enterobacter cloacae Serratia ficaria 주차 미생물 동정 1 1 1 주차 미생물 RO 동정 Staphylococcus auricularis Staphylococcus lentus Micrococcus spp Pseudomonas luteola Klebsiella pneumoniae ssp ozaenae Staphylococcus lentus Micrococcus spp DB Stenotrophomonas maltophilia Staphylococcus Micrococcus spp F400 auricularis 주차 미생물 및 미생물 동정 218 219

74 741 : 1 2 1 2 원수 및 파일롯 플랜트 처리수 내의 유해미생물의 분포 조사 및 분석 원수 내 유해 미생물 분포 조사 및 분석 가 연구개발 목 원수의 유해 미생물의 분포 조사 및 분석 나 1 : 250 ml 045 μm nitrocellulose membrane filter Millepore Ireland membrane filter 연구수행 과정 물 시료 채취 월 회 덕소정수장 Gram negative bacteria MacConkey agar 물 시료 세균 분석 물 시료 필터링 HE agar Salmonella Shigella spp E coli EMB agar E coli XLD agar Shigella spp Tetrathionate broth Salmonella Shigella spp 만 취하여 미생물 검사 실시 선택배지를 이용한 유해 세균 검사 TSIA Salmonella spp CIN agar Yersinia spp Pseudo agar Pseudomonas spp Gram positive agar MSA Staphylococcus spp Azide Enterococcus spp Palcam Listeria spp 3 API kit Bio Merieux France API 20E API 20NE API Staph Staphylococci Micrococci API 20 Strep API Listeria Listeria API 20 A 3 4 1 5 5 L 045 μm nitrocellulose membrane filter Millepore Ireland 2 1 L Virosorb 1MDS Disc 3M USA 6 RNA Power water RNA isolation kit MO BIO USA 7 Norovirus realtime PCR Polymerase Chain Reaction 120509 1 물 시료 바이러스 분석 물 시료 필터링 차 물 시료 필터링 차 필터 내 바이러스 분자생물학적 방법을 이 다 연구수행 결과 차 물시료 덕 Ae 물시료 세균 분석 Bu Pseu NorovirusGI type 220 221

O 120607 2 차 물시료 덕소정수장 Aerococcusviridans1 Kluyveraspp/ Ecoli1 물시료 세균 분석 Lactobacilusspp Klebsielaoxytoca/ Pantoea spp pseudomonasputida Plesiomonasshigeloides Enterobacteramnigenus2 Aeromonassobria NorovirusGI type Citrobacterbraaki Micrococcusspp Staphylococcuslentus Staphylococcussciuri RealtimePCR graph 결과 120808 4 NorovirusGI type NorovirusGI type Negativ e 120708 3 RealtimePCR graph 결과 차 물시료 덕 S Kle NorovirusGI type Negativ e 물시료 세균 분석 Salm Ps 차 물시료 덕소정수장 222 Aerococcusviridans2 Klebsielapneumoniaespp pneumoniae 223 NorovirusGI type

120908 5 742 : 1 5 차 물시료 덕소정수장 Citrobacterfreundi Aeromonas hydrophilia / caviae Klebsiela pneumoniae ssp Staphylococcussciuri pneumoniae 물시료 세균 분석 Escherichiacoli1 Micrococcusspp 2 Enterobactercloacae Staphylococcuslentus 1 Aerococcusviridans1 Pseudomonasputida Burkholderiacepacia 2 Ochrobactrum antrophi RealtimePCR graph 결과 NorovirusGI Negativ type e 라 연구결과 분석 총 차 RealtimePCR graph 1 5 : Aerococcus viridans Staphylococcus lentus Pseudomonas spp 2 4 : Micrococcus spp Burkholderia cepacia Klebsiella spp Staphylococcus spp NorovirusGI 3 3 : Enterobacter spp 4 2 : Citrobacter type spp Escherichia coli 1 Aeromonas spp Ochrobactrum antrophi 2 BAC 3 Norovirus GI GII type 차 분석 결과 224 원수 내 공통 분포 미생물 군 225 결과 Negativ e 1 KWater 1 A 2 B 3 C 4 D Benchtop scale 가 파일롯 플랜트 처리 연구개발 목 sampling 파일롯 이러스 분포 조사 및 분석 나 연구수행 과정 내 원수 250 ml 045 μm nitrocellulose membrane filter Millepore Ireland membrane filter Gram negative bacteria MacConkey agar HE agar Salmonella Shigella spp E coli EMB agar E coli XLD agar Shigella spp Tetrathionate broth Salmonella Shigella spp TSIA Salmonella spp CIN agar Yersinia spp Pseudo agar Pseudomonas spp Gram positive agar MSA Staphylococcus spp Azide Enterococcus spp Palcam Listeria spp 3 API kit Bio Merieux France API 20E API 20NE API Staph Staphylococci Micrococci API 20 Strep API Listeria Listeria 원수탱크 막농축수 처리수 물 시료 세균 분석 물 시료 필터링 만 취 선택배지를 이용한 유해

API 20 A 3 1 1 2 물 시료 바이러스 분석 물 시료 필터링 혐기성 세균의 동정 5 L 045 μm nitrocellulose membrane filter Millepore Ireland 2 1L Virosorb 1MDS Disc 3M USA 차 3 RNA Power water RNA isolation kit MO BIO USA 4 Norovirus 물 시료 필터링 차 realtime PCR polymerase chain reaction 120816 A 필터 내 바이러스 분리 및 정제 분자생물학적 방법을 이용한 유해 바이러스 분석 120816 B 원수탱크 S Le 물시료 세균 분석 Pse 다 연구수행 결과 기법 이용 NorovirusGI type 원수 Streptococcus agalactiae Aeromonashydrophilia/caviae 120816 C 물시료 세균 분석 Micrococcusspp Pasteurela pneumotropica Serratia plymuthica Burkholderia cepacia Enterobacter sakazaki NorovirusGI type RealtimePCR graph 결과 NorovirusGItype Negative 막농축수 226 227 물시료 세균 분석

1 2 3 4 RealtimePCR graph NorovirusG Itype 결과 81 Negative 처리수 Pseudomonas aeruginosa Micrococcusspp 물시료 세균 분석 Burkholderia cepacia Kocuriavarians/rosea 82 Staphylococcus haemolyticus 821 / ph 호르몬 의 거동을 RealtimePCR graph 결과 단점 및 경제적 처리방안을 치 및 방식을 검토하여 최적의 150 ~ 180 mg/l as CaCO 3 ph NorovirusGI 100m/h 자 한다 type Negativ 150 ~ 700 mg/l as CaCO 3 ph e NaOH ph 8 9 10 유입수 조건 변화 821> RealtimePCR graph 결과 Total hardness 유입 경도 변 5 Norovirus NorovirusGI Negativ type e 8 Pellet Softening 120816 D PS 2 NOM Estrogens 228 229 1 제 장 Pellet softening PS 서론 고경도 차년도에는 국내 고경도 수 PPCPs 대한 기초 조사 및 실험을 수 확인하였으며 Ca 함을 확인하였다 Mg 150 180 mg/l as CaCO 3 100 m/h + CaCl 2 300 500 and 700 mg/l as CaCO 3 기법은 친환 이를 바탕으 처리 효율을 증가시키는 것을 농도 유기물 영향에 따 실험에 사용되는 원수는 세 로 유입 선속도 로 유지

822 Ca Mg 150 180 mg/l as CaCO 3 MgSO 4 200 mg/l Ca 200 mg/l CaCl 2 300 400 500 600 mg/l as CaCO 3 도를 78% 2 80% 우선 821> ph 150 200 mg/l as CaCO 3 ph ph 8 ph 9 10 ph PS 2 PS 며 2 에 따른 경도별 제거효율 그 결과 전체적으로 유입 경도가 높을수록 2 제거효율도 향상하는 경향을 보였으 80% 유입 경도 것을 확인할 수 있었다 실스케일로 또한 의 제거효율의 차이가 큰 것을 볼 수 있다 230 NaOH ph 에서 제거효율의 차이가 많이 증가하는 가 증가함에 따라 제거효율이 향상하였고 과 에 따른 경도별 제거 실험은 시스템 설치 시 유입조건에 따른 제거효율 조정이 필요하므로 기존 차년도 연구계획에 고려되지 않은 사항이나 주관기관과 협의하여 추가로 수행한 실험 결과이다 본 결과는 추후 파일롯 시설 설치 시 설계인자로 사용될 예정이다 시스템에서는 여과장치와 다르게 간편하게 주입 양을 변화하여 변화 를 통하여 제거율을 조절할 수 있도록 설계할 수 있다 또한 차년도 연구목인 경도 제거율 수정하여 서울시 맛있는 가이드라인 수질만족으로 연구목를 수 정하였다 80% ph 차년도에서 제시한 경도 제거율 2 CaCO 3 의 경우 및 유입농도에 따라 연 231 유입수 내 세종대학교 지하수 경도 로 조정하여 도제거율을 분석하였다 농도 변화에 따른 를 투입하여 총 경도 과 경도 제거율이 약 유사함을 알 수 있었다 임을 확인하였다 822> Ca Mg 200 mg/l as MgSO 4 300 400 500 600 mg/l as CaCO 3 31% Mg Ca ph 로 이는 다음으로는 농도 변화에 의 유입수에 를 투

83 Pellet softening Ca Mg 47% Ca ph 9 Mg ph 10 농도에 따른 경도 제거율 위의 두 결과로 시스템을 이용하여 같은 거시 에 비하여 제거율이 상대적으로 약 으며 이는 는 부터 제거되기 시작하지만 때문에 상대적으로 낮은 것을 판단된다 로 조정 후 경도 제 정도 감소하는 것을 볼 수 있 는 이상에서 제거되기 PPCPs Estrogens Estrone E1 17βEstradol E2 823> Mg Pellet softening ph 831> MW log D Compound pka g/mol ph=8 17αEthinylestradiol EE2 가 의약품 및 환경호 잔류의약품으로 일반적으로 경련제 PS Classification @ ph=8 Gemfibrozil 2503 47 222 HydrophobicIonic Diclofenac 2962 42 159 HydrophilicIonic Bezafibrate 3618 36 069 HydrophilicIonic Ibuprofen 2063 49 144 HydrophilicIonic Fenoprofen 2423 45 111 HydrophilicIonic Naproxen 2303 42 005 HydrophilicIonic Ketoprofen 2543 45 041 HydrophilicIonic Clofibric acid 2146 32 108 HydrophilicIonic Carbamazepine 2363 2 258 HydrophobicNeutral Phenacetin 1792 NA 168 HydrophilicNeutral Acetaminophen 1512 94 023 HydrophilicNeutral Pentoxifylline 2783 6 & 2 048 HydrophilicNeutral Caffeine 1942 61 045 HydrophilicNeutral PS 혈액순환제 흥분제 선정하여 물질의 특성별로 분 선정된 의약품 및 환경호르몬 며 이온물질 그리고 중성을 나 템에서의 제거율 파악을 시도 성을 가지고 있는 새로운 물질 능한지 파악할 수 있다 Use 그러 다양한 신종유해물질들을 선택 232 233

a a b b c 831> ; a Gemfibrozil b Diclofenac c Bezafibrate c 832> ; a Ibuprofen b Fenoprofen c Naproxen 234 235

a a b b c 833> ; a Ketoprofen b Clofibric acid c Carbamazepine c 834> ; a Phenacetin b Acetaminophen c Pentoxifylline 236 237

84 Pellet Softening Pellet Softening 2 m 015 m 03 m NaOH 6 mg/l 현장에서 유동적인 유입수 연속시스템을 세종 a 높이 직경 로 제 입되었다 또한 유입수는 지하 후 시스템 내부로 유입되도록 a b b 841> Pellet Softening ; a Column 835> ; a Caffeine PS b b EDCs Pellet Softening 13 Diclofenac Carbamazepine Acetominophen Acetominophen 51% Pellet Softening E2 > EE2 > E1 log Kow 유입 경도 및 선속도에 따른 의약물질 제거율 환경호르몬 173 mg/l as CaCO 3 80100 mg/l as CaCO 3 11 5 95 mg/l as CaCO 3 45% 세종대 관정 흥분제 형 시스템 238 시스템에서 종의 의약품을 분석해본 결과 제거효율이 기존에 239 지하수 평균 유입 경도는 약 로 설정하여 월

85 XRF Pellet XRFXray Fluorescence analysis 분석을 이용 Pellet softening pellet 시스템 운전을 통하여 얻은 연 a a b 842> Pellet softening system b ; a b 851> pellet XRF ; a Brabantwater company at Wouw Veghel Nuland Seppe plant b DUNEA Company at Scheveningen plant 240 의 현장 연속실험 제거율 유입수 및 241

Plant Labscale CaO SilicaSiO 2 Ca SilicaSiO 2 인 와 의 차이 출할 수 있을 것으로 판단된다 결정화되는 것이므로 는 성공적으로 모레 입자 면에 a b 852> pellet XRF ; a DHV Taiwan Fong Shan b Sejong plant pellet SilicaSiO 2 DUNEA Fe 2O 3 Al 2O 3 Al 2O 3 SilicaSiO 2 Labscale SilicaSiO 2 242 243 여러 지역 의 결과

86 100 m/hr CaCO 3 NaOH ph 9 10 ph 9 Ca Mg CaCO 3 ph 9 2 결론Pellet 및softening 향후계획 Pellet XRF 본 연구의 차년도 기법을 이용한 고경도 수질 처리기법 개발에 / ph 서는 유입수 조건 변화에 따른 경도처리 효율 평가를 목로 하여 조건별 실험2 류의약물질 CaCl 2 및 환경호르몬 거동 조사 하였다 244 150 700 mg/l as ph 연속실험 및 ph ph 8 잔 의 조성 분석을 실행 유입 경도 에 변화에 따른 제거효율 검토를Ca 위한 실험에서는 유입 선속도 로 유지하였고 세종대학교 지하수에 유입경도를 로 를 이용하여 인위적으로 조절하였다 또한 조절을 위해서는 를 일정 농도로 하고 주입 속도에 변화시켜 200 mg/l 유입수의 as 를 변화시켰다 그 결 과 전체적으로 유입경도가 높을수록 제거율 또한 증가하는 경향을 보였고 이 판단된다 CaCl 2 MgSO 4 의 제거효율이 Ca 크게 차이는 것을 확인할 수 있었다 이는 유입수 내의 이상에서 모래 입자 면에 결정화되어 제거되므로 큰 차이를 보인다고 유입수 조건 변화에 따른 경도처리 효율 평가를 위한 실험에서는 우선 유입수 내 Mg 하였다 78% 100 m/hr ph 9 2 의 농도 변화에 따른 제거효율을 확인하기 위해 초기 경도 에 각각 31% 유입 선속도 를 일정 농도로 주입하였다 300 400 500 600 mg/l as CaCO3 80% ph 를 주입하여 NaOH 으로 실험하였으며 과 로 조절 를 조정하기 위해 그 결과 농도 변화에 따른 일정한 경향을 보이면서 평균 제거율은 약 로 차년도 목 제거율인 와 거의 비슷하였고 농도 변화에 따른 평균 제거율은 약 으며 Ca Mg 따라서 Mg ph 10 Mg Ca 로 초기 유입수의 제거율에 비해 크게 감소하였 와 의 농도에 따른 제거율은 큰 차이가 발생하였다 이는 는 에서 제거할 수 있지만 는 보다 높은 이상에서 제거할 수 있으므로 상대적으로 Pellet softening 13 3 Pellet pellet Ca Acetominophen 의 제거율이 낮아진 것이라고 판단된다 3 50% Labscale pellet pellet softening pellet CaO Ca 245 위 내에 위치하여 안정적으로 XRFXray Fluorescence analysis 지하고 있다 plant 또한 SilicaSiO 2 SilicaSiO 2 세종대학교 롯하여 현재 서 얻은 을 결과 처리 전 모래의 주요소인 의 감소량과 유사하게 이 면에 결정화가 이루어진다는 차년도 후반기에는 다양한 교하고 경도제거 공정의 막여 경도 처리율을 얻기 위한 방법

91 9 246 제 취수원 수질 조사 및 평가 장 결 론 수질 조사지점은 취수원별 특성을 대할 수 있는 곳으로 선정하였다 공주 금강 3 하수는 나산 주호 대청호 덕소 정 4 한강 영춘 남강댐 정 지수로는 반송 낙동강 지점을 선정 하였으며 아산호 다시 정 지 호소수로는 충 지점을 선정하였다 아산호는 생활용수가 아닌 공업용수로 이용되고 911> 2MIB 2Methylisoborneol Geosmin 있으나 본 과제에서 선정한 분석항목들이 다양하 게 검출되어 정수처리 공정상의 처리효율을 살펴 보는데 2MIB 좋은 지점이 될 Geosmin 것으로 보여 추가하였다 조사지점에서 확보한 시료는 수질분석연구센터를 취수 원수에서 냄새를 유발하는 대적인 물질 인 16 ng/l 2MIB 농도분포를 조사하였다 대 검출농도는 12 ng/l 수준이었다 Geosmin 통하여 시료분석을 수행하였다 Carbamazepine Ibuprofen Caffein Iopromide 2230 ng/l 493 ng/l 809 ng/l 484 ng/l 사결과 는 반송 아산호 의 연중 의 최대 검출농도는 남강댐 른 지점보다 높게 분포하는 것으로 확인되었다 Iopromide Carbamazepine Ibuprofen Caffein 의약물질 중에서 검출빈도가 높은 를 선택하여 취수원수 중의 농도를 조사하였다 이었고 수준이었다 5~6 Carbendazim Isoprothiolane Hexaconazole Phosphamidon Simazine Kitazine Tebuconazole Metolachlor 이었고 시료채취지점 의 최 냄새물질 농도가 상대적으로 높은 지점 조 8 Carbendazim Carbendazim 1889 ng/l Isoprothiolane Hexaconazole Phosphamidon Simazine Kitazine Tebuconazole Metolachlor 1012 ng/l 809 ng/l 277 은 한강의 덕소와 충주댐에서 다 의 최대 검출농도는 은 각각 최대 검출 농도가 가장 높은 농도를 보인 시기는 10 ng/l 96 ng/l 105 ng/l 529 ng/l 258 ng/l 8 월 sulfonate PFOA Cu 12 05863 mg/l 00186 mg/l 809 ng/l 9~10 Mg 2+ Zn 6~7 247 9 734 ng/l 농도를 보인 시기는 과 아산호 히 년 반송 PFOA Perfluorooctanoic Acid PFOS Perfluorooctane 80 ng/l PFOS 월 공주에서 아산호와 반송에서는 다 PFOS 493 ng/l PFOA 8 월 공식 발효된 스톡 문제가 되고 있는 의 원수 및 정수 는 대부분 Pb As Se Cd B 나타내지 않았으며 Fe Mn Al Cr Hg 출농도는 6 이 의 수준이 불소화합물 농도가 상대적 위치한 아산호 반송으로 통한 5 경향성을 검토할 필요 조사대상 전 지점에서 납 리 총 00527 mg/l 00170 mg/l 03196 mg/l 00736 mg/l F Cl SO 4 2 지 않았다 아연 Ca 2+ 5 SO 4 2 190 ng/l 철 개 중금속 항목 중 05 ng/l 1335 ng/l 1905 ng/l 1074 ng/l 5 7 여섯 항목 중 이었고 아연 나머 높은 농도를 보인 시기는 루미늄은 월이었으며 항목 농도가 높은 지점은 전 지점에서 조사대상항목인 슘이온 칼슘이온 가장 높은 농도로 검출되

92 DB 93 취수원 수질 Data Base 기존 원수의 정보를 체계화하여 한 자 한다 애물질 프로그램 Data Base 신규오염물질에 대한 정보를 습득 Data Base system 더욱이 테스트버전 활용할 수 있도록 기존 원수 정보 이외에 잔류의약물질 구성 과불화합물 또 를 구축하고 내분비계 장 맛 냄새물질 등 신규오염물질에 대한 추가 정보 습득을 위하여 이들을 전체적으로 아우르는 신규 DB 수자원공사 측정자료 을 구축하고자 하였다 국립환경과학원의 물환경정보시스템 자료 서 관리하고 있는 수질 관련 자료를 통합하여 데이터베이스 구축 지방자치단체에 개별 데이터만 을 이용하여 수질 분석을 실시하던 기존의 방법에서 통합된 데이터를 활용하여 다양한 방법의 수질데이터 분석 기능을 활용할 수 있을 것으로 기대된다 자료는 다음과 같은 형태의 구성을 이루며 측정 데이터를 통합 관리한다 화를 구축하는 것이 최종목이다 NE404090 BAT 측정 DOC DOC 5 mg/l 05 mg/l 200~700 mg/l 931> NF DOC Dissolved organic carbon 85%~95% 단위공정 목물 나노여과 공정에 의하여 연 에 Geosmin 대한 2MIB 평가를 수행하였 1000 ng/l 500 ng/l 100% 50~80% 막을 활용하였 나노여과에 의한 용존유기 300 mg/l NF NF 원수의 중의 는 가 농도가 각각 최대 도를 었으며 이하 이하 로 조정 처리수의 경도는 나노여과에 의한 중금속 제 신중한 검토가 필요하다 BAT 921> 월별 DB 측정 자료의 248 922> 구성 프로그램 구성도 주간 자료를 하나의 테이블로 구성하고 일별 측정 테이블의 데이터 건수 가 많기 때문에 일별 자료 테이블을 별도의 테이블로 나누어 구성하였다 TOC 측정물 05 mg/l ph BAT 249 실험결과를 바탕으로 하여 30 mg/l 50% Geosmin 1000 ng/l 50 ng/l 2MIB 90% 20% 구축 시 고려사항을 수치적인 상관성을 도출할 적 특성 변화 200~300 mg/l as CaCO 3 면전하 공 오염막에 의한 물질의 제거 제거대상 물질 60~90% ph 9 ph Naproxen 97~98% ph 목수질 이하 먹는 물 에 의한 제거대 영향인 유입농 및 회 유입농

94 SLP SLP Polyamide PA 라 931> SLP0281 이 증가된 것으로 예상된다 F4000107 080054 A Geosmin geosmin 총유기탄소 나노여과 막의 면이 더 강한 음전하를 띄게 되어 제거효율 2012 나노여과 공정에서의 10 물리 맛 공정에 적용될 입상활성탄의 영향을 파악하기 위해 을 수행하였다 가 각각 NOM 437 437 400 ng/g 2MIB 소하였다 NOM 475 325 375 ng/l total pore volume primary micropore volume 가 각각 감소하였다 나타났고 반면 250 2MIB 2 337 375 412 ng/l 화학적 특성에 따른 미량유해물질 제거효율 냄새 제거 및 유해미생물 평가 은 은 10 112 250 250 ng/l 취수장에서 과 RO 08 F400 년 의 존재 시 초기접촉시간 에서 RO 08 F400 RO 08067 > SLP053 > F400050 secondary micropore volume meso pore volume secondary micropore volume 순으로 순으로 순으로 RO 080304 > F4000289 > RO 080145 > SLP0136 > SLP0110 > F4000076 > RO meso pore volume SLP0246 > RO 080199 > F4000183 Geosmin ng/l 200 150 100 50 SLP RO 08 F400 Control 0 0 50 100 150 200 250 각 활성탄별 Time min 의 존재 시 초기접촉시간 에서 0 0 50 100 150 200 250 은 Time min 941> NOM Geosmin 2MIB 2MIB ng/l 200 150 100 50 SLP RO 08 F400 Control 은 은 제거에 용존 유기물질이 미치는 월에 채취한 원수를 사용하여 실험 은 와 분에 으로 흡착량이 다소 감 분에 Geosmin 으로 흡착량이 크게 순으로 의 합은 2MIB 1 SLP > F400 > RO 08 RO 08 > SLP > F400 251 1 SLP > F400 > RO 08 RO 08 > SLP > F400 었지만 다 의 경우 이후에는 primary micropore volume secondary micropore volume secondary micropore volume micropore NOM 2012 2MIB LCOCD meso pore 로 제거가 되었지만 meso pore volume Geosmin humic acid peak 9 organic neutral 10 geosmin 2MIB diffusion secondary micropore volume 인 할 수 있었다 meso pore volume 또한 LS EEM peak 초기에 fulvic acid geosmin 2MIB Geosmin 2MIB 2MIB Geosmin 2MIB humic acid peak 접촉시간 의 경우도 동일하 와 에 로 이동된다 가 있다고 geosmin 판단되며 protein acid peak geosmin 2MIB 로 사료된다 protein acid peak HOC 수중 NOM 85% DOC 이후에 이에 이후에 의 특성을 파악 원수에 주로 존재하는 유기 도 크게 차이가 없었다 Aromaticity 398 organic acid 0556 mg/l 유기물 특성에 차이를 발견 수의 경우 활성탄 처리 후 5 Citrobacter spp Escherichia coli 1 Aeromonas spp Ochrobactrum antrophi 2 Aerococcus 과 물로 나타났다 viridans Staphylococcus lentus Enterobacter spp 3 Pseudomonas spp 주로 Micrococcus spp Burkholderia cepacia Klebsiella spp Staphylococcus spp 4 Aerococcus viridans Staphylococcus lentus Pseudomonas spp 5 Norovirus GI GII type BAC 를 추가한 원수의 경우 활성탄 처리 후 년 월과 분석결과 과 가 주 월 아산 것을 확인 할 수 있었다 은 약 가

95 2 Fluorescence analysis 100 m/hr CaCO 3 NaOH 8 Pellet softening 고경도 수질 처리기법 평가 본 연구의 차년도 서는 / ph 유입수 조건 변화에 따른 경도처리 효율 평가를 목로 하여 조건별 실험 잔류의약물질 및 환경호르몬 거동 조사 CaCl 2 ph 9 10 Ca 유입 경도 ph 9 로 Pellet XRF Xray 조성 분석을 실행하였다 연속실험 에 변화에 따른 제거효율 검토를 위한 실험에서는 유입 선속도 로 유지하였고 ph 150~700 mg/l as 및 세종대학교 지하수에 유입경도를 를 이용하여 인위적으로 조절하였다 또한 를 일정 농도로 하고 주입 속도에 변화시켜 유입수의 ph 의 조절을 위해서는 를 변화시켰다 결과 전체적으로 유입경도가 높을수록 제거율 또한 증가하는 경향을 보였고96 과 의 제거효율이 크게 차이나는 것을 확인할 수 있었다 이는 유입수 내의 이 보인다고 판단된다 951> ph ph 이상에서 모래 입자 면에 결정화되어 제거되므로 큰 차이를 952> Acetaminophen 기법을 이용한 고경도 수질 처리기법 개발에 Pellet softening Pellet softening BAT 그 13 3 Ca 3 Acetominophen pellet 잔류의약품 및 환경호르몬 으로 잘 알려진 율이 우수하였고 하는 결과를 통하여 50% Labscale pellet pellet Silica SiO 2 CaO 종과 환 시스템을 경도 제거 의 유동적인 유입수 변화에 따 plant pellet XRF Silica SiO 2 BAT 의 재사용 가능성 확인 Ca 물질을 확인하였다 여 안정적으로 약 종대학교 내의 그 결과 개월간 운 기법을 도입하여 운 BAT 석을 통하여 확인하였다 그 결 게 감소하였고 BAT 의 공적으로 모래 입자 면에 결 Ca Mg 200 mg/l as CaCO 3 CaCl 2 MgSO 4 300 400 500 600 mg/l as CaCO 3 100 m/hr ph 9 ph NaOH Ca 78% 2 80% Mg 31% Ca Mg Ca ph 9 Mg ph 10 Mg 제거효율 에 따른 경도별 유입 경도 및 선속도에 따른 의약물질 제거율 / mining DB web BAT 지수처리 모형 공정의 설계는 제거대 의 범위 등을 고려하였다 특 연구목 달성에 부합하도록 수량을 안정적으로 확보할 252 유입수 조건 변화에 따른 경도처리 효율 평가를 위한 실험에서는 우선 유입수 253 또한 기존의 정수장에서 신규오염물질에 대해 수질

961> BAT 97 Retrofitting BAT 대 TOC 취수원 제거대상물질 지수 ++ +++ +++ PAC ++ +++ +++ F/A ++ ++ ++ NF +++ + + AOP+GAC +++ ++ ++ O3+GAC +++ 전오존 ++ ++ ++ +++ +++ PAC ++ +++ +++ F/A ++ ++ ++ NF +++ + + AOP+GAC +++ ++ ++ O3+GAC +++ ++ ++ ++ +++ +++ PAC ++ +++ +++ 전오존 NF +++ + + O3+GAC +++ ++ ++ 맛냄새 Foulant DAF +++ +++ ++ 유발물질 미량오염물질 조류 노로바이러스 지하수 중금속물질 경도물질 +++ +++ +++ NF +++ + + /DAF ++ +++ +++ NF +++ + + IX +++ + + P/S +++ 전오존 ++ +++ NF +++ + + 소독 응집 침전 제거대상 물질에 따른 선정기준 제거율 운영관리 경제성 MF/UF O 3 GAC MF/UF AOP GAC MF/UF NF 7P/S MF MF/UF NF 961> BAT 대공정 안 대공정 소독 소독 소독 소독 소독 PMR 971> 200NTU /SS TOC 막여과 기반의 노 모델 정수장을 선정하기 위 물 등의 원수 수질 조건 맛 지적인 면을 고려하여 수도 었다 결과 한강권에 있는 고도 연구 성과 활용 정수장으로 선정하였다 Retrofitting 시설용량 및 수질변동에 따 을 개발하고 운영관리 기술 이 있으므로 첨단 정수처리 여과 정수처리공정은 기존 일체화되어 콤팩트하고 며 공 응집제 사용이 적거나 HRT 주요 검토사항 / 목수량 확보성 500NTU 부지이용 효율 유지관리성 막파단시 여과유속 조 운전 압력 높음 기존 막교환 보 막 파단 검 254 255 소독부산물 약품세정 침지식 대비 위험도가 낮 약품세척수 온라인 약품

1 2004 2 2001 DICER 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2012 이성우 오재일 방안 김두일 887894 2000 이현동 한명호 곽동희 김소녀 최영화 회 수도연구회 심포지움 김충환 Kwater 2011 256 참 고 문 7 헌 김충환 고도상수처리 서울 동화기술 조류가 정수처리공정에 미치는 영향 및 조류 제거 녹조 대비 정수 공정별 최적관리 방안 발자료 임재림 강석형 문용택 권순범 11 2005 안 마련 기술지원보고서 김홍석 김영웅 2003 한무영 손희종 유명호 6 연구원 장 Pressure inlet Mass Spectrometry and Its Application to Accurate Mass 대한상하수도학 단양수도관리단의 고경도 대응방 한국수자원공사 정수시설의 종합설계와 유지관리 이춘식 조인철 지 부착조류 특성과 이취발생에 관한 연구 김재훈 첨단환경기술 김재훈 유순주 기물 특성 이성우 임재림 19 22 5 pp 1;721:204 김은호 성낙창 대한환경공학회지 대한상하수도학회 정수처리공정 중 침전 용존유기물 제거를 위한 고도처리방법과 세부적인 평가지의 활용 환경관리연구소 2004 응집침전공정에 2010 의한 용존유기물의 제거 특성 박사학위논문 하성룡 황종연 김창수 한국물환경학회 이현동 이경혁 맛냄새의 제거특성 한명호 pp 707713 2003 김성수 곽동희 권 채선하 금강 수계에서 소독부산물 생성에 미치는 유 호 김충환 2003 고도상수처리 권 21 1 pp 1325 2007 activated carbon: effect of surface charge ion strength and pore volume 12 GWIGlobal Water Intelligence 2011 13 Vol10 No16 2011 14 2009 15 2010 16 2010 한국무역협회 환경부 서울특별시의회 연구 상하수도학회 Trade Focus 17 A C Hogenboom W M A Niessen D Little U A Th Brinkman Accurate mass determinations for the confirmation and identification of organic microcontaminants in surface water using online solidphase extraction liquid chromatography electrospray orthogonalacceleration timeofflight mass spectrometry Rapid Communications in Mass Spectrometry Volume 13 Issue 2 원리 및 응용 한강수계 고도정수처리 공정에서의 유기물과 권 국내 물산업의 해외진출 동향 및 확대방안 년 상수도 통계 호 pages 125133 30 January 1999 by Pseudomonas halodenitrificans : influence of cell well treatment by alkali 18 Jorg Hau Richard Stadler Titus A Jenny Laurent B Fay Tandem mass spectrometric accurate mass performance of timeofflight and Fourier 2011 pp 10351039 1998 transform ion cyclotron resonance mass spectrometry: a case study with 고도정수처리시설 설치 및 운영에 관한 자치법규 도입방안 pyridine derivatives Rapid Communications in Mass Spectrometry Volume 15 Issue 19 pages 18401848 15 October 2001 19 Bobeldijk I Vissers JP Kearney G Major H Van Leerdam JA Screening and identification of unknown contaminants in water with liquid chromatography and quadrupoleorthogonal accelerationtime offlight tandem mass spectrometry J Chromatogr A 2001 Sep 21;92912:6374 20 Maizels M Budde WL Exact mass measurements for confirmation of pesticides 호 and herbicides determined by liquid chromatography/timeofflight mass spectrometry Anal Chem 2001 Nov 15;7322:543640 21 Jiang L Moini M Development of Multi ESI Sprayer Multi Atmospheric Measurement Using TimeofFlight Mass Spectrometry Anal Chem 2000 Jan 22 Eckers C Wolff JC Haskins NJ Sage AB Giles K Bateman R Accurate Mass Liquid Chromatography/Mass Spectrometry on Orthogonal Acceleration TimeofFlight Mass Analyzers Using Switching between Separate Sample and Reference Sprays 1 Proof of Concept Anal Chem 2000 Aug 15;7216:36838 23 K Koumenides K Nikolaou A Makri C Tzoumerkas F and Lekkas T Pilot study of the removal of THMs HAAs and DOC from drinking water by GAC adsorption Desalination 2101 3 215225 2007 24 Bjelopavlic M Newcombe G and Hayes R Adsorption of NOM onto distribution J Colloid Interface Sci 210 271280 1999 24 Crittenden JC and Berringan JK "Design of rapid smallscale adsorption tests for a constant surface diffusivity" J WPCF 58 4 312319 1986 25 Fourest E and B Volesky Contribution of sulphonate groups and alginate to heavy metal biosorption by the dry biomass of Sagassum fluitans Environ Sci Technol 301 277282 1996 26 Herzing DR Snoeyink VL and Wood NF Activated carbon adsorption of odorous compounds 2methylisoborneol and geosmin J AWWA 694 223231 1977 27 Ho YS Wase DAJ Forster CF Batch nickel removal from aqueous solution by sphagnum moss peat Water Res 1995 29 1327 1332 28 Ginisty P B Besnainou C Sahut and J Guezennex Biosorption of cobalt and alkalineearth metals and ionexchange mechanisms Biotechnol Lett 29 Gosset T Trancart JL Thevenot DR Batch metal removal by peat kinetics 257

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56 DF Lawler and JH Kweon 2003 Integrated water treatment: Softening and Ultrafiltration Awwa Research Foundation and IWA Publishing UK 57 F Qu H Liang J Tian H Yu Z Chen and G Li 2012 Ultrafiltration UF membrane fouling caused by cyanobacteria: Fouling effects of cells and extracellular organic matter EOM 58 D Bruce P Westerhoff A BrawelyChesworth 2002 Removal of 2methylisoborneol and geosmin in surface water treatment plants in Arizona Journal of Water Supply: Resarch and TechnologyAQUA 51 183198 59 JS Yang DX Yuan TP Weng 2010 Pilot study of drinking water treatment with GAC O3/BAC and membrane processes in Kinmen Island Taiwan Desalination 263 271278 60 Lee S H Kweon J H Choi Y H Ahn K H 2006 Effects of Flocculent Aggregates on Microfiltration with Coagulation Pretreatment of High Turbidity Waters Water Science and Technology 537 191197 61 Lee J Lee S Jo M Park P Lee C Kwak J 2000 Effect of Coagulation Conditions on Membrane Filtration Characteristics in CoagulationMicrofiltration Process for Water Treatment Environmental Science and Technology 34 37803788 62 Farahbakhsh K Smith D W 2002 Performance Comparison and Pretreatment Evaluation of Three Water Treatment Membrane Piolt Plants Treating Low Turbidity Water Environmental Engineering and Science 12 113122 63 Schäfer A I Fane A G Waite T D 2001 Cost Factors and Chemical Pretreatment Effects in The Membrane Filtration of Waters Containing Natural Organic Matter Water Research 356 15091517 64 Judd S J Hillis P 2001 Optimisation of Combined Coagulation and Microfiltration for Water Treatment Water Research 3512 28952904 65 LahoussineTurcaud V Weisner M R Bottero J Y Mallevialle J 1990 Coagulation Pretreatment for Ultrafiltration of A Surface Water Journal of American Water Works Association 8212 7681 66 Farahbakhsh K Svrcek C Guest R K Smith D W 2004 A Review of The Impact of Chemical Pretreatment on LowPressure Water Treatment Membranes Environmental Engineering and Science 34 237253 67 Carroll T King S Gray S R Bolto B A Booker N A 2000 The Fouling of Microfitration Membranes by NOM After Coagulation Treatment Water Research 3411 28612868 68 Jefferson B Jarvis P Sharp E Wilson S Parsons S A 2004 Floc through The Looking Glass Water Science and Technology 5012 4754 69 Lee S A Fane A G Waite T D 2005 Impact of Natural Organic Matter on Floc size and Structure Effects in Membrane Filtration Environmental Science and Technology 3917 64776486 70 Pernitsky DJ and Edzwald JK 2003 Solubility of polyaluminum coagulants Journal of Water Supply: Research and TechnologyAQUA 526 395406 71 Driscoll CT 1989 The chemistry of aluminum in surface water In The environmental chemistry of aluminum Sposito G Ed CRC Florida 72 Gabelich CJ Y TI Coffey BM and Mel Suffet IH 2002 Effects of aluminum sulfate and feeric chloride coagulant residuals on polyamide membrane performance Desalination 1501 1530 73 Cheng WP Chi FH and Yu RF 2004 Effect of phosphate on removal of humic substances by aluminum sulfate coagulant Journal of Colloid and Interface Science 2721 153157 74 Elfarissi F and Pefferkorn E 2000 Kaolinite/humic acid interaction in the presence of aluminum ion Colloids and Surfaces A 1681 112 75 D Be rube and M Soucy Monitoring aluminium before and after filtration J Water Supply: AQUA 53 2004 pp 271285 76 Ringenbach G Chauveteau E Pefferkorn Effect of soluble aluminum ions on polyelectrolyte alumina interaction Kinetics of polymer adsorption and colloid stabilization Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects 99 1995 pp 161173 77 VL Snoeyink MR Schock P Sarin L Wang ASC Chen SM Harmon Aluminiumcontaining scales in water distribution systems: Prevalence and composition J Water Supply: AQUA 52 2003 pp 455474 260 261

실 용 화 추 진 계 획 서 참 여 연 구 원 현 황 과제번호 구 분 년도 2013 연구과제명 수질 맞춤형 정수처리 공정 개발 연구수행 연구수행자 김충환 연 구 기 간 2012 5 1 ~ 2013 4 30 예 산 현 황 5186% 집행 집행액: 373381천원 예산액: 720000천원 연구원 연 구 결 과 수질맞춤형 정수처리 공정 개발 김충환 제 목 수 행 자 적용대상 부서 및 담당자 권순범 내 용 2013년도 실용화 계획 없음 Retrofitting 강석형 실 용 화 추진계획 문용택 2013년도 실용화 계획 없음 추진계획 1/4분기 2/4분기 3/4분기 4/4분기 계 이선주 소요예산 천원 이경혁 유영범 262 263 최일환

서 지 자 료 류창석 김지웅 최양훈 김동진 강준석 BAC Pellet Softening 김수진 이은정 위탁과제 연세대학교 전병훈 위탁과제 세종대학교 맹승규 '121~ '1212 개량 필요 정수장 조사 및 선정 본사 수도관리처 수돗물품질팀 0426292825 대상 정수장 공법 및 처리유량/ '121~ '1212 처리수질 조사 기존 시설물 토목 본사 수도선진화처 수도기술팀 구조/사용기기 조사 0426293703 '121~ '1212 나노여과 공정에서의 중금속 물질 Kwater연구원 제거효율 평가 상하수도연구소 0428707500 '121~ '1212 나노여과 공정에서의 냄새물질 제 Kwater연구원 거효율 평가 상하수도연구소 0428707500 '121~ '1212 나노여과 공정에서의 TOC 제거 Kwater연구원 효율 평가 상하수도연구소 0428707500 '121~ '1212 냄새물질 및 TOC 시료 분석 Kwater연구원 상하수도연구소 0428707500 '121~ '1212 취수원별 시료 샘플링 Kwater연구원 수질분석센터 0426292036 을 적용한 총유기탄소 및 유 '121~ '1212 연세대학교 해오염물 제거 0337610803 기법을 이용한 고 '121~ '1212 세종대학교 경도 수질 처리기법 개발 07082521217 1 출판물 고유번호 KIWEWSI1200 4 제목/부제 수질 맞춤형 정수처리공정 개발 6 연구수행기관 2 사업분류 3 발행일 Kwater Kwater연구원 상하수도연구소 8 수행기관 주소 2012 12 31 5 연구기간 2012 5 1 2013 4 30 7 연구 수행자소속 상하수도연구소 9 연구의뢰기관 및 주소 대전시 유성구 전민동 4621 10 공동 수행기간 11 계약 또는 인가번호 12 초록 취수원별 특성을 대할 수 있는 정수장을 선정하여 냄새물질 의약물질 신규우려물 질 농약류 중금속 이온류 등을 분석하였다 지수는 반송낙동강 공주금강 덕 소한강 지하수는 나산정 영춘정 다시정 호소수는 충주호 대청호 남강댐 아산호를 선정하였다 수자원공사 측정자료를 포함하여 데이터베이스 구축 개별 데이 터만을 이용하여 수질 분석을 실시하던 기존의 방법에서 통합된 데이터를 활용하여 다양한 방법의 수질데이터 분석 기능을 활용할 수 있는 DB 프로그램을 구성하고 있 다 연구과제 목수질의 제거율 평가를 위하여 나노여과 공정에 대한 처리가능 농도 에 대한 실험을 수행하였다 제거대상물질 제거효율의 영향인자 및 BAT 구축 시 고 려사항을 검토하였다 입상활성탄의 geosmin과 2MIB 제거에 용존 유기물질이 미치 는 영향을 파악하기 위해 취수장 원수를 사용하여 실험을 수행하였다 흡착은 초기에 meso pore에 geosmin과 2MIB가 흡착이 되었다가 diffusion에 의해 micropore로 이 동되었다 초기접촉에서는 meso pore volume과 상관관계가 있다고 판단되며 이후에 secondary micropore volume이 영향을 미치는 것으로 판단된다 Pellet softening 기 법을 이용한 고경도 수질 평가를 위하여 조건별 실험 잔류의약물질 및 환경호르몬 거 동조사 연속실험 및 Pellet의 XRF Xray Fluorescence analysis조성 분석을 수행 하였다 막여과 기반 노후 기존정수장 Retrofitting 기본설계를 위하여 와부정수장을 선정하였다 와부정수장 대상으로 막여과 시설 적용을 위하여 목수량 확보성 부지 이용 효율 유지관리성 소독부산물 약품세정 파울링 등에 대한 검토를 수행하였다 13 키워드 맞춤형 수질 수질 DB 개량 고도정수처리 성능평가 14 사업고유번호 15 공개여부 아니오 16 총면수 XXX 17 발행부수 XXX 18 가격 264 265

1 Appendix > BAC 연세 1 위탁연구결과보고서 Eutrophication 을 적용한 총 90% 서론 266 267 우리나라 대부분의 상수원은 geosmin 2MIB2methylisoborenol Watson et al 2008 수나 공장폐수 2012 축산폐수에 오 부영양화 현상 및 여과지폐쇄 등 정수처리 과 취미를 유발한다 수돗물에서

geosmin 3934 ng/l 2012 phenol cyclohexylamine 해 북한강의 삼봉리 지점에서 그 외 다 2003 268 이 까지 검출되었다 환경부 등에 기인하는 냄새는 공업폐수 등에 의해 CO 발생한 2 수돗물에서 나는 이 취미는 건강상의 직접적인 피해를 주기 보다는 심미적 불쾌 감을 주게 되어 생활수준 향상으로 인한 상수도에 대한 주민의 불만요소로서 작용 하게 된다 따라서 수돗물을 불신하게 되고 수돗물 대신 생수 으로써 경제적 손실 뿐 아니라 국민 간의 위화감을 조성할 가능성이 있다 외 가 TOC Inorganic Carbon 045 μm Organic Carbon Total Carbon 총유기탄소 수중의 총탄소 TOC Trihalomethane Formation Potential nm 로 구성되며 Total Organic Carbon POCParticluate Organic Carbon DOCDissolived 은 총유기탄소 약수 등을 마시게 됨 를 비분산적외선 이성우 UV 254 TOC THMs THMFP 12 13 geosmin 2MIB Disinfection By Products DBPs UV 254 과 무기탄소 는 수중에 용존 되어 있는 총 유기탄소의 양을 말하며 전반적인 유기물 UV 오염정도를 Ultra Violet 나타내는200400 지로 이용되고 있다 지수원을 Unsaturated Aliphatic Compound 여지로 여과할 경우 humic substances 로 분류할 수 있다 THM 는 유기물질의 총량지인 내 수질기준이나 가이드라인이 권고되어 있지 않으나 UV 254 관관계를 2004 갖고 있어 소독부산물 는 지항목으로 활용되고 있다 TOC Aromatic Substance Saturated Aliphatic Compound BOD 과 과 는 와 같이 국 전구 물질인 부식물질 등의 난분해성 물질과 높은 상 의 생성능을 파악하 가 높게 나오게 되면 휴믹산과 방향족 탄소화 합물이 많이 포함되어 있는Algae 것이다 흡광도는 자외선 파장 보고되었다 김영웅 등 5 사이에서 검출되는 물질인 방향족물질 COD BOD 불포화지방족물질 포화지방족물질 과 천연유기물질인 등의 지로 사용된다 이 물질들은 탄소의 이중 BOD TOC BOD COD 결합구조로 잔류염소와 반응하여 등의 소독부산물을 생성하고 미생물의 영양 원으로 작용한다 특히 는 여러 가지 형태로 존재하는 용존 유기물 중에서 환 미국 2003 경에 영향을 주는 중 고분자 유기물질의 변화 상태를 측정하는 것으로 알려져 있다 김재훈 자연수계의 물환경 탐구를 위한 수질모니터링에서 유기물 관련 수질 지로 이용되는 항목은 생물화학적 산소요구량 유기탄소 BOD 등이 있다 COD TOC 화학적 산소요구량 총 는 대적인 유기물오염 지로 사용되고 있지만 측 / DOC NDIR: Nondispersive Infrared POC TOC 1017% 11> Geosmin 2MIB molecular structure 269 독부산물을 생성할 수 있으며 독부산물의 전구물질을 먼저 바람직하다 타낸다 유기물은 geosmin 2methylisoborneol2MIB 11> 12> 11> Geosmin 2MIB Oscillatoria sp Anabaena sp Phormidium sp 2000 3 TON Threshold Odor Number 나 또한 배 급수관망 는 유기물을 열적으로 혹 Herzing et al 1977; Mougeotia sp Oscillatoria sp 11> 일반적으로 하천과 호 이 취미 물질 의 형태로 존재 이 취미 물질은 인체에 직접 대한 불신을 초래한다 geosmin 3 TON Threshold Odor Number 2MIB Geosmin 10 ng/l Geosmin 2MIB 지만 과 하천수 남조류나 방선균에 의해서 생 따라서 조류의 종류와 개체 수에 밀접 2MIB Geosmin 8 을 가진 조류로 녹조류인 ng/l 면이나 침전지 유출 관로에 이하

13> Geosmin 2MIB 12> Geosmin 2MIB Geosmin 2MIB Molecular formula C 12H 22O C 11H 20O Molar mass g/mole 1823 1683 항 목 Solubility mg/l 1502 1945 K ow 370 313 과 특성 Geosmin producers 2MIB producers Actinomycesbiwaco Sgriseoluteus Actinomadurasp Sodorifer Microbisporarosea Nocardiasp sp Streptomycesantibioticu s Schibaensis Sfragilis Nocardiopsisdassonvill Schilbaensis ei Streptomycesantibioticu Sfragilis s Sgrisoflavus Sgriseus Sneyagawaenis Sfradiae Sneyegawaensis Spraecox Sphaeofaciens Sgriseus Sphaeofaciens Sgriseoluteus Sprunicolor Henry's law constant 666 X 10 5 576 X 10 5 Sodorifer Sprunicolor Slavendulae Sversipellis Salboniger Sversipellis Swerraensis Slavendulae Swerraensis Sviridochromogenes Salbidoflavus Oscillatoria sp 12> Geosmin 2MIB Anabaena sp / 과 를 생성하는 조류 / 다 유해 세균 수질 오염의 지가 되는 세 있다 대장균군은 인간 및 동물 물에서 대장균군이 검출되었다 다는 것을 의미하며 여타 병 환경 분야에서는 대장균군이 Enterovirus Adenovirus Norovirus Astrovirus Rotavirus 다 대장균은 그 분포가 항상 원성 세균보다 환경에서 지속 무를 판정할 수 있다 또한 수 270 271 정화도 판정에 도움이 되기 때 다 하지만 대부분의 유해미생

13> 유발한다 필요하다 따라서 물에 있는 바이러스 오염에 의한 질병에 대한 대응이 이며 우리나라 대부분의 정수 생동물의 제어는 전 세계 상수 14> Cryptosporidium Rotaviruses 13> Norovirus Norovirus PCRPolymerase Chain Reaction ELISAEnzyme Immuno Adsorbent Assay 감염경로 FITC DAPI Cryptosporidium Cryptosporidium 현재 환경시료에서 원생동물 사용하고 있다 그러나 이 방 Naegleria foreli 이에 대한 대책으로 수 내 오염원 바이러스 유입 차단 등이 있으며 Cryptosporidium Giardia 와 함께 병원성 바이러스에 대한 지속적인 모니터링이 병행되어야 한다 이러스를 검출하는 방법은 일반적으로 Cryptosporidium 세포배양을 Giardia 통해 확인하나 등은 세포 배양에서 잘 증식하지 않은 특징이 있다 배양되지 않은 바이러스는 1992 분자생물학적인 방법인 05% 106% 에 의한 핵산 탐지 Cyclospora cayetanensis Entamoeba histolytica Cryptosporidium 14> Cryptosporidium 적합한 처리 수내에 바 따라서 이들 물에서 에 의해 항원을 탐지하 고 전자현미경에 의한 직접적인 바이러스 입자의 탐지방법 등을 사용하게 된다 염색 핵염색 를 못하며 또한 그 분석에 많은 못하는 단점이 있다 따라서 여 분자진단학적 분석 방법을 이 이루어지고 있다 마 유해 원생동물 소독기술의 발달에 따라 272 장티푸스나 콜레라 등의 세균에 의한 전염병 발병 사례 는 눈에 띠게 줄어들었으나 최근에는 먹는 물에 존재하는 염소내성 병원성 미생물 273

2 21 AC A B 22> 35 가 입상활성탄의 공정 적용성 평가 12 실험 재료 및 방법 2011 실험원수 및 활성탄 특성 본 연구는 년 21> 월에 아산취수장에서 채취한 공업용수를 대상으로 하여 활성 274 탄을 적용하였으며 원수의 특성은 에 나타내었다 사용된 활성탄의 특성은 22 에 나타내었으며 각각의 회사에서 구입하였다 활성탄의 전처리로 증류수 로 21> 105 차례 세척하여 미분탄을 제거하고 2 2008120115 60 ph 738 680800 TOC Total Organic Carbon mg/l 537 309738 DOC Dissolved Organic Carbon mg/l 488 2786728 UV 254 1/cm 012000075902559 24 에서 동안 건조한 후 전처리된 활성탄을 실험에 사용하였다 N C RO 08 F400 국외 국외 22> 사 mesh 항 목 specific surface area m 2 /g 원수특성 bulk density g/cc total pore volume cc/g peat 30 1327 040 067 사 1240 1018 040 050 C D SLP 830 998 045052 053 석탄 계 비면적 시간동안 사용 활성탄의 제조사 및 특성 Pore volume cc/g AC Primary Secondary Mesopore Mecro pore Secondary micropore micropore 2 width 50 50 width 08 08 width 종 회사명 품명 재질 입도 nm micropore + nm width Mesopore nm 02 nm A 0304 0145 0054 0167 0199 류 B 0289 0107 0076 0028 0183 C 0281 0136 0110 0003 0246 측정값 충진밀도 에서 총세공면적 시간 UV 254 50 ml DOC analyzertocv CPH GF/C 50 ml 02 g 25±2 275 나 4 실험방법 유리반응용기 성탄을 투입하여 02 μm membrane filterpvdf Pall corporation USA 에 항온수조에 간에 따라 시료를 채취하여 UVVis spectrophotometercary 50 Varian 다 분석방법 수중의 TOC EEM Luminescence Spectometer LS55B Perkin Elmer Geosmin 2MIB GCMSDGas Chromatography Mass Selective Detector Microextraction Cook geosmin Norit 2012 UV 254 1 2MIB 2 RO 08 Calgon geosmin THMs SPMESolid Phase 와 는 여과한 후 그 여액을 사용하여 geosmin 2MIB NOM Natural Organic Matter Cook et al 2004 F400 SLP DOC geosmin 가 동일시마 방법을 사용 대상 활성탄의 목 입상활성탄의 흡착 특성 등은 활성탄의 영향을 미친다고 보고하였다 서 과 2MIB 2MIB NOM UV 254 TOC 사 과 년 A 입상활성탄의 제거에 용 월에 채취한 원 를 분석하였다 유기물질의 총량지인 지 않으며 UV 254 DOC 593 mg/l 20 RO 08 036 mg/l F400 116 mg/l UV 254 00762 cm 1 RO 08 00047 cm 1 F400 00053 cm 1 21> 1 RO 08 F400 DOC 20 RO 08 F400 DOC Newcombe 과 사 채취한 와 전구물질인 고 있어 소독부산물의 생성 능 게 나오게 되면 휴믹산과 방향

drikas1997 0199 cm 3 /g UV 254 F400 secondary micropore RO 08 는 유기물질들이 루어진 것이라고 보고하였다 료된다 RO 08 0183 cm 3 /g 으로 F400 의 경우 mesopoer secondary micropore UV 254 는 거 경향도 크게 다르지 않았다 UV 254 /cm 008 006 004 002 과 은 mesopoer 와 와 에서 주로 흡착이 이 합친 값이 보다 흡착사이트가 넓은 것이 그 이유라고 사 의 제거율에서 큰 차이가 없었으며 RO 08 F400 mg/g 제 q e k 1 q t PseudoSecondOrder Model t Ho and McKay 1999 여기서 이고 DOC Gosset et al 1986; Sharma et al 1993; Ho et al 1994 22> 와 유사이차모델 는 각각 평형 는 유사 일차 흡착속도 모델은 유사이차모 있다 유사이차모델 22> 또한 액 21> a DOC 000 0 250 500 750 1000 1250 Time min b a UV 254 b Temperature: 25±2 volume: 50 ml GAC dose: 02 g initial concentration: 593 mg/l DOC 00762 /cm UV 254 mg/g q e q t k 2 20 k 2 t 같다 t t/qt DOC K R 2 23> t = 1 q t k 2 q 2 e+ 1 q 1 UV 254 활성탄별 Kinetic Modeling 276 제거 경향 흡착속도에 대한 속도론적 모델링 흡착속도는 흡착효율을 평가하는데 있어 중요한 특성 중의 하나로 흡착과정의 메 커니즘 규명과 흡착설비 설계에 중요한 정보를 제공한다 도 모델들이 많은 연구자들에 의해 제시되어 721> 왔다 및 Lagergren PseudoSecondOrder Model DOC 지금까지 다양한 흡착속 본 연구에서는 활성탄의 의 흡착 메커니즘을 조사하기 위해 회분식 실험결과를 여러 모델들 중 일 반적인 모델로 알려진 모델 PseudoFirstOrder Model pseudofirstorder Tutem et al 1998 Lagergren Lagergren 1898 Panday et al 1985; Haribabu et al 1993; Periasamy and Namasivayam 1994 721> 의 유사 일차 모델 에 적용하여 분석하였다 과 유사 이차 23> DOC 2 geosmin 2MIB 1 geosmin 2MIB NOM geosmin 2MIB NOM 277 여기서 이고 와 는 각각 시간 는 유사 이차 편은 유사이차속도상수 를 과 유사이차모델에 적용하여 속 접촉시간 시간까지의 결과를 한 것으로 나타나지만 로 알려져 있다 2012 2 geosmin 2MIB 200 ng/l Geosmin NOM 10 일반적 활성탄의 항 목 pseud RO 08 속도상수 K 00057 상관계수 R 2 0999 RO 08 F400 SLP 437 437 400 ng/g 337 375 412 ng/l 2MIB NOM 10

RO 08 F400 SLP 2MIB geosmin 2 량이 크게 감소하였다 2MIB 2MIB structure Geosmin ng/l 2MIB ng/l 200 150 100 50 촉시간 반면 geosmin geosmin 475 325 375 ng/l 24> 시간 만에 원수에 2MIB 2MIB geosmin 가 각각 과 은2MIB 대부분 제거되었지만 특히 NOM Cook 의 경우 2002 과 어드는 것을 확인할 수 있었다 있었다 geosmin 2MIB Geosmin 112 250 250 ng/l 2MIB 4 증류수에 875% 825% 80% NOM 에서 과 geosmin 으로 흡착 를 추가한 용액에서는 접 가 대부분 제거되는 것을 확인 할 수 있었다 를 추가한 용액에서는 접촉시간 2MIB 는 제거율이 각각 시간 후에 로 감소하였다 의 영향에 의하여 초기흡착이 늦어지고 흡착량 자체도 줄 등 의 흡착을 저해한다고 보고하였다 이 이는 가 adsorption affinity K ow 370 보다 0 0 50 100 150 Time min 200 150 100 50 a SLP RO 08 F400 0 0 50 100 150 Time min c SLP RO 08 F400 의 2MIB 313 Geosmin ng/l 200 150 100 값이 PAC 으로 geosmin molecular 은 과 존재 시 의 과 가 동시에 존재할 때 가 높아서 빠르게 제거되는 것을 확인할 수 보다 큰 것과 Control 에 비해 비교적 정형화되어 있는 것이 원인으로 판단된다 2MIB ng/l 50 0 0 50 100 150 200 250 Time min 200 150 100 50 b SLP RO 08 F400 SLP RO 08 F400 Control 0 0 50 100 150 200 250 Time min 22> geosmin a geosmin b 2MIB c 2MIB d Temperature: 25±2 volume: 50 ml GAC dose: 02 g initial concentration: 593 mg/l DOC 00762 /cm UV 254 200 ng/l geosmin & 2MIB d RO 08 2 24> NOM 25> NOM F400 geosmin 2MIB total pore volume geosmin geosmin geosmin 2MIB : 10 2MIB 존재에 따른 항 목 Geosminad w/onom RO 08 437 F400 437 SLP 400 pseudo 활성탄의 w/onom second order geosmin RO 08K 140 RO 08R 2 0999 F400K 140 F400R 2 0997 SLPK 133 SLPR 2 0999 R 2 25> 2MIB 140 113 140 100 0993 pore size distribution RO 08067 > SLP053 > F400050 primary micropore volume RO 080304 > F4000289 > SLP0281 실험결과를 유사이차모델에 secondary micropore volume RO 080145 > SLP0136 > F4000107 의 경우 meso pore volume SLP0110 > F4000076 > RO 080054 secondary micropore volume meso pore volume SLP0246 > RO 가 없었지만 080199 > F4000183 22> Geosmin 1 확인할 수 있었다 SLP > F400 > RO 08 RO 08 > SLP > F400 2MIB 으로 판단된다 1 SLP > F400 > RO 08 RO 08 > SLP > F400 Newcombe 2002 mesopore pore volume secondary micropore volume GAC geosmin 2MIB 활성탄의 존재에 따 의 경우 상관계수의 과 278 279 각 활성탄별

Total pore volume 1 geosmin 2MIB primary micropore volume secondary micropore volume secondary micropore volume pore 흡착에 영향을 미친다고 보고하였다 meso pore volume geosmin 는 초기접촉 2MIB secondary micropore volume 와 시간에서의 diffusion 과 micropore meso meso pore volume 합의 관계와도 부합되지 않는다 순과 동일하나 이것만으로 제거경향을 설명할 수 없다 흡착은 초기에 23 NOM 에 과 가 흡착이 되었다가 에 의해 로 이동된 다 이에 따라 초기접촉에서는 과 상관관계가 있다고 판단되며 LS Luminescence spectrometer 이후에 Emission Matrix peak NOM EEM Excitation 이 영향을 미치는 것으로 사료된다 또한 특성이 맛 냄새물질의 활성탄 흡착에 미치는 영향 평가 Fulvic acid Ex/Em: 235/417 가 을 이용한 수중 의 a Raw solution 분석 23> EEM peak NOM LS EEM peak 23> fulvic acid geosmin 2MIB Geosmin 2MIB a b Geosmin 2MIB humic acid peak c e g geosmin 2MIB protein acid peak d f h 24> Fulvic acid Ex/Em: 235/416 b Raw solution add Geosmin & 2MIB 200 ng/l 280 281

Humic acid Ex/Em: 295/410 Humic acid Ex/Em: 295/410 c Contact SLP 20 h e Contact RO 08 20 h protein acid Ex/Em: 225/343 protein acid Ex/Em: 225/352 d Contact SLP 20 h add Geosmin & 2MIB 200 ng/l f Contact RO 08 20 h add Geosmin & 2MIB 200 ng/l 282 283

Geosmin 2MIB RO 08 F400 SLP geosmin 2MIB protein acid peak fulvic acid humic acid peak F400 RO 08 SLP 25> 였지만 만 과 과 와 Humic acid Humic acid 나타났다 를 추가하 를 Humic acid Ex/Em: 295/413 a fulvic acid geosmin 2MIB Fulvic acid g Contact F400 20 h b fulvic acid geosmin 2MIB 활성탄별 Fulvic acid Fulvic acid Fulvic acid Ex/Em: 235/416 c humic acid geosmin 2MIB h Contact F400 20 h add Geosmin & 2MIB 200 ng/l 24> Geosmin 2MIB NOM 활성탄별 284 285

Humic acid Humic acid NOM LCOCD Liquid ChromatographyOrganic Carbon Detection d fulvic acid geosmin 2MIB LCOCDOND OC & OC SAC ON solution 나 분석 Humic Substance OC 254 nm FIFFIKUS 의 모든 수 질소의 질량 으로 량은 어림잡아 의 두배 유기 Protein acid Protein acid 분자량이 전체질량이다 본 가 측정된다 크로마토 활성탄별 제거 경향 포함 바탕으로 계산된다 e protein acid geosmin 2MIB Protein acid spectra 활성탄별 f protein acid geosmin 2MIB 25> EEM peak 제거 경향 미포함 26> FIFFIKUS HOC Hydrophobic OC : TOC CDOC CDOC chromatographic DOC DOC: Polysaccharides : Biopolymer: 100000 2 Mio g/mol 286 287

Humics HS: 다 : LCOCD Suwannee River 주로 조류의 분비물에 기인하며 휴믹물질 휴믹물질이 정하여지며 다 Mn 수평균분자량 SAC/OC Building Blocks HSHydrolysates: Blocks 200 UV LMW OrganicAcids 모양과 농도 IHSSFA IHSSHA 과 방향성 Building Block 활성도는 변한다 물질로부터 생성SAC/OC 될 수 있다 LMW Neutrals 량을 갖는 휴믹물질의 한 부분 : 는 휴믹물질의 산화물로 추정되며 SAC 지수에만 존재한다 측정에서 머무름 시간 준 300450 g/mol 피크모양 에 근거하여 를 기본으로 검량한 과 같은 통계치가 함께 제시된다 Building 이 분획물질은 넓은 어깨모양의 피크를 갖는다 이 피크들은 초음파나 약한 산화에 의하여 휴믹 이러한 사실은 이러한 피크들이 저분자량유기산 120 octanol 이란 사실을 뒷받침한다 응집과정에서 잘 제거되지 않는다 기산이 이온 크로마토그래피의 효과로 인하여 같이 용리된다 이 때 같이 용리되기 때문에 히드 Inorganic Colloids 케톤 : pentanol UV lightscattering 저분자량 중성물질 의 분자 이 분획에서는 모든 사슬모양의 저분자 유 소량의 휴믹물질이 의 비율로 측정값에서 정정해 주어야 한다 이 분획에서 검출되는 성분들은 알코올 알데 아미노산과 같은 저분자량 물질로서 약하게 이온화되어 있는 친수성 또 는 약한 소수성 26> 양쪽 모두의 LCOCD 성질을 갖는 띤 무기물인 철 원수 알루미늄 HOC 규소의 240 polyelectrolytes polyhydroxides oxidhydrates ; Raleigheffect : 물질 등이다 DOC POC HOC CDOC A 에 증가할수록 TOC μg/l 커진다 예로 은 μg/l μg/l μg/l μg/l 20129 분 3534 이전에 용리되지 3516 않는18 물질은213 소수성 3303 201210 2944 3028 9 341 2687 3239 3272 무기135 콜로이드277 2995 아산원수 분에 Bio Humic Mol Building Acid Aromaticity Neutral A 분획에 polymer 해당하며 subst weight block L/mg*m μg/l μg/l μg/l g/mol μg/l 20129출된다 211 1965 395 756 496 632 0 201210 159 1375 402 848 673 480 0 185 1670 398 802 5845 556 0 소수성 성질은 머무름 시간 은 과 관련되어 있다 자외선 크로마토그램에서만 나타남 자외선 광산란 μg/l 2012 9 10 26> 27> HOC 85% DOC Aromaticity 398 organic acid organic neutral 0556 mg/l 분석 결과 분에 나타난다 음전하를 들의 에 의하여 검 a b 27> LCOCD a OCD b UVD 평균 288 289

3 32 31 9 ml 가 생물활성탄의 공정 적용성 평가 실험재료 및 방법 S 37 KHz 190W 10 생물활성탄 준비 본 실험에는 국내의 에 혼합시켜 준 후 착된 미생물을 탈리하여 이를 1 g ultrasonication R2A media05 g/l Proteose peptone 05 g/l Casamino acids 05 g/l Yeast extract 05 g/l Dextrose 05 g/l Soluble starch 03 g/l Dipotassium phosphate 005 g/l Magnesium sulfate 7H 2O 03 g/l Sodium pyruvate 3 에 배양하고 22> 에서 생물활성탄화 시켰다 정수장 고도정수처리 시설에서 채취된 활성탄 종의 활성탄 37 R2A media 50 ml 50 ml CF/C geosmin 2MIB 01 g 4 25±2 : BAC 1 BAC DNA 을 증류수 1 Power biofilm DNA isolation kit MO BIO USA 2 에서 초간 으로 활성탄에 부 기법 이용 결과 를 각각 배양액에 넣고 항온수조 가 나 생물활성탄 부착 미 연구개발 목 분자생물 연구수행 과정 3 PCRREBA Polymerase Chain Reaction Reverse Blot Hybridization Assay 1 PCRREBA 내 미생물 분 분자생물학적 방법을 이 다 연구수행 결과 나 실험 방법 에서 배양한 생물활성탄을 시간에 따라 회수하여 무게를 잰 후 유리반응용기에 여과지로 여과한 원수와 과 용액을 조절하여 채우고 의 활성탄을 투입하여 항온수조에서 의 환경에서 실험 을 수행하였다 정해진 시간에 따라 시료를 채취하여 의 조건에서 시료를 보관 하였다 31> PCRREBA 290 291

31> BAC 33 No Sample name 1st bacteria 2nd bacteria 3rd bacteria 11 SLP A Klebsiella pneumoniae Enterococcus faecalis Mycobacterium avium 12 RO A Enterococcus faecalis Mycobacterium avium 13 F400 A Enterococcus faecalis Mycobacterium avium 14 GAC 1020 A Enterococcus faecalis Mycobacterium avium 15 SLS A Enterococcus faecalis Mycobacterium avium 16 SLP B Enterococcus faecalis Mycobacterium avium 17 RO B Enterococcus faecalis Mycobacterium avium 18 F400 B Enterococcus faecalis Mycobacterium avium 19 GAC 1020 B Klebsiella pneumoniae Enterococcus faecalis Mycobacterium avium 110 SLS B Enterococcus faecalis Mycobacterium avium 21 SLP A Enterococcus faecalis Mycobacterium avium 22 RO A Enterococcus faecalis Mycobacterium avium 23 F400 A Klebsiella pneumoniae Enterococcus faecalis Mycobacterium avium 24 GAC 1020 A Enterococcus faecalis Mycobacterium avium 25 SLS A Klebsiella pneumoniae Enterococcus faecalis Mycobacterium avium 26 SLP B Klebsiella pneumoniae Enterococcus faecalis Mycobacterium avium 27 RO B Klebsiella pneumoniae Enterococcus faecalis Mycobacterium avium 28 F400 B Klebsiella pneumoniae Enterococcus faecalis Mycobacterium avium 29 GAC 1020 B Klebsiella pneumoniae Enterococcus faecalis Mycobacterium avium 210 SLS B Klebsiella pneumoniae Enterococcus faecalis Mycobacterium avium 1 GAC 2 3 각 내 미생물 군집 분석 : GAC 1 BAC 1 BAC sample 2 GAC 1 DB/RO/F400 2 1 / 3 / 7 / 12 3 1 sonication 2 085 % NaCl colony counting 3 isoltaion colony API kit 1 0 colony forming unit CFU 1 control : 325 x 10 9 CFU/gBAC 0 2 1 시간 의존적 생물활 내 탈리 된 미생물 가 연구개발 목 시간 의 나 연구수행 과정 기존 내 미생물 탈 성남정수장 주차 주차 주 미생물 분석 방법 Enterobacter cloacae Chryseobacterium meningosepticum Serratia marcescens Micrococcus spp Chromobacterium violaceum Eikenella corrodens Pseudomonas fluorescens / putida Pseudomonas pneumotropica Mannheimia haemolytica Staphylococcus capitis 된 Aeromonas hydrophilia / caviae colony forming unit CFU 1 RO : 760 x 10 10 CFU/gBAC 2 DB : 730 x 10 10 CFU/gBAC 3 F400 : 740 x 10 10 CFU/gBAC Staphylococcus auricularis 1 Micrococcus spp RO 1 DB 1 F400 다 연구수행 결과 주차 미생물 Staphylococcus lentus Pseudomonas luteola 주차 미생물 Klebsiella pneumoniae ssp ozaenae Staphylococcus lentus Stenotrophomonas maltophilia Micrococcus spp 동정 Micrococcus spp Staphylococcus auricularis 을 통하여 미 에 희석한 에 주차 미생물 라 연구결과 분석 292 293

3 3 colony forming unit CFU 1 RO : 100 x 10 9 CFU/gBAC 2 DB : 360 x 10 9 CFU/gBAC 주차 미생물 3 F400 : 220 x 10 9 CFU/gBAC 3 Micrococcus spp RO 3 Micrococcus spp Pseudomonas oryzihabitans DB Serratia ficaria 3 주차 미생물 동정 F400 Rahnella aquatilis Serratia ficaria 주차 미생물 동정 주차 미생물 동정 Micrococcus spp Enterobacter cloacae 및 미생물 동정 4 41 : 1 1 : 2 1 원수 및 파일롯 플랜 원수 내 유해 미생물 가 연구개발 목 원수의 250 ml 045 μm nitrocellulose membrane filter Millepore Ireland membrane filter 2 Gram negative bacteria MacConkey agar HE agar Salmonella Shigella spp E coli EMB agar E coli XLD agar Shigella spp Tetrathionate broth Salmonella Shigella spp TSIA Salmonella spp CIN agar Yersinia spp Pseudo agar Pseudomonas spp Gram positive agar MSA Staphylococcus spp Azide Enterococcus spp Palcam Listeria spp 3 API kit Bio Merieux France API 20E API 20NE API Staph Staphylococci Micrococci API 20 Strep API Listeria Listeria API 20 A 나 연구수행 과정 물 시료 채취 월 회 물 시료 세균 분석 물 시료 필터링 만 취 선택배지를 이용한 유해 294 295

3 120607 2 4 1 5 물 시료 바이러스 분석 5 L 045 μm nitrocellulose membrane filter Millepore Ireland 2 물 시료 필터링 차 1 L Virosorb 1MDS Disc 3M USA 차 물시료 덕 Ae 6 RNA 7 Power water RNA isolation kit MO BIO USA 물 시료 필터링 차 L Klebsie Norovirus realtime PCR Polymerase Chain Reaction 120509 1 필터 내 바이러스 분리 및 정제 분자생물학적 방법을 이용한 유해 바이러스 분석 물시료 세균 분석 ps C Sta 기법 이용 다 연구수행 결과 차 물시료 덕소정수장 NorovirusGI type Aerococcusviridans1 Rhizobium radiobacter 물시료 세균 분석 Burkholderiacepacia Staphylococcuslentus 120708 3 Pseudomonasfluorescens Micrococcusspp NorovirusGI type RealtimePCR graph 결과 Negativ e NorovirusGI type 296 RealtimePCR graph 결과 297 차 물시료 덕 Aer

120908 5 RealtimePCR graph 결과 차 물시료 덕 NorovirusGI type Negativ e 물시료 세균 분석 Citrobac Klebsiel pneumon Escheric RealtimePCR graph 결과 Enteroba Aerococc 120808 4 NorovirusGI type Negativ e Burkhold 차 물시료 덕소정수장 NorovirusGI type 물시료 세균 분석 Staphylococcuslentus Klebsielapneumoniae sp pneumoniae Salmonelacholeraesuis sp arizonae Pseudomonasfluorescens Staphylococushaemolyticus Citrobacterkoseri/ amalonaticus Aerococcusviridans1 Burkholderiacepacia Ochrobactrum antrophi RealtimePCR graph 결과 1 spp 1 5 2 4 3 3 4 2 antrophi 5 : Aerococcus viridans Staphylococcus lentus Pseudomonas spp : Micrococcus spp Burkholderia cepacia Klebsiella spp Staphylococcus : Enterobacter spp NorovirusGI type : Citrobacter spp Escherichia coli 1 Aeromonas spp Ochrobactrum 2 BAC 3 Norovirus GI GII type NorovirusGI type 298 Negativ e 299 라 연구결과 분석 총 차 분석 결과 원수 차

42 API 20 A : 3 가 1 KWater 1 A 2 B 3 C 4 D 2 1 2 파일롯 플랜트 처리수 내의 유해미생물의 분포 조사 및 분석 연구개발 목 이러스 분포 조사 및 분석 나 Benchtop scale 파일롯 플랜트 내 원수 및 처리수의 유해 미생물 및 유해 바 sampling 연구수행 과정 내 실험 후 발생된 원수 및 처리수 원수 원수탱크 250 ml 045 μm nitrocellulose membrane filter Millepore Ireland membrane filter 막농축수 처리수 Gram negative bacteria MacConkey agar 물 시료 세균 분석 HE agar Salmonella Shigella spp E coli 물 시료 필터링 EMB agar E coli XLD agar Shigella spp Tetrathionate broth Salmonella Shigella spp TSIA Salmonella spp 만 취하여 미생물 검사 실시 선택배지를 이용한 유해 세균 검사 CIN agar Yersinia spp Pseudo agar Pseudomonas spp Gram positive agar MSA Staphylococcus spp Azide Enterococcus spp Palcam Listeria spp 3 API kit Bio Merieux France API 20E API 20NE API Staph Staphylococci Micrococci API 20 Strep API Listeria Listeria 1 2 1 5 L 045 μm nitrocellulose membrane filter Millepore Ireland 2 1L Virosorb 1MDS Disc 3M USA 3 RNA Power water RNA isolation kit MO BIO USA 4 Norovirus realtime PCR polymerase chain reaction 120816 A 혐기성 세 물 시료 바이러스 분석 물 시료 필터링 차 물 시료 필터링 차 필터 내 바이러스 분자생물학적 방법을 이 다 연구수행 결과 원수 Strep M 물시료 세균 분석 Ser Ente NorovirusGItype 300 301

120816 B 원수탱크 Streptococcus agalactiae Leclercia adecarboxylata Pseudomonas aeruginosa Pantoeaspp4 NorovirusG Itype 물시료 세균 분석 Micrococcusspp Burkholderia cepacia Staphylococcus lentus Pseudomonas fluorescens Pseudomonas oryzihabitans 120816 D RealtimePCR graph 결과 처리수 NorovirusGI type Negative 물시료 세균 분석 P Staph 120816 C RealtimePCR graph 결과 NorovirusGI NorovirusGI type type Negative 1 2 3 4 막농축수 5 Norovirus NorovirusGI Vibrio fluvialis Burkholderia pseudomalei type 물시료 세균 분석 302 Pantoeaspp1 Pseudomonas aeruginosa 303

2 21 / ph 유입수 조건 변화에 8 2 Pellet Softening > 첨부 세종대 보고서 150 ~ 180 mg/l as CaCO 3 100m/h 150 ~ 700 mg/l as CaCO 3 NaOH 21> ph 유입 경도 ph ph 8 9 10 Total hardness 150 180 mg/l as CaCO 3 100 m/h 변화 실험에 사용되는 원수는 세 로 유입 선속도 로 유지하 하여 + CaCl 2 300 500 and 700 mg/l as CaCO 3 주입 농도를 각기 변 1 1 Pellet softening PS 제 PS 장 2 기법을 이용한 고경도 수질 처리기법 개발 Mg NOM PPCPs Estrogens Ca 21> ph 원수 세종대학교 지하수 지하수 서론 차년도에서는 국내 고경도 수질현황을 조사하였으며 304 기법 에 대한 기초 조사 및 실험을 수행하였다 그 결과 고경도 수질 처리의 적용 가능 성을 확인하였으며 기법은 친환경적이며 국내 지하수 및 강변여과수 수질특성에 적합함을 확인하였다 이를 바탕으로 해당 차년도에서는 유입수 조건 변화에 따른 150 200 mg/l as CaCO 3 ph ph 8 305

ph 9 10 ph 22 PS 2 PS 실스케일로 의 제거효율의 차이가 큰 것을 볼 수 있다 에 따른 경도별 제거 실험은 시스템 설치 시 유입조건에 따른 제거효율 조정이 필요하므로 기존 차년도 연구계획에 고려되지 않은 사항이나 2 주관기관과 협의하여 추가로 수행한 80% 실험 결과이다 2 NaOH 본 결과는 추후 파일롯 시설 설치 시 설계인자로 사용될 예정이다 CaCl 2 시스템에서는 여과장치와 다르게 간편하게 주입 를 통하여 제거율을 조절할 수 있도록 설계할 수 있다 경도 제거율 80% ph ph 양을 변화하여 변화 또한 차년도 연구목인 수정하여 서울시 맛있는 가이드라인 수질만족으로 연구목를 수 정하였다 차년도에서 제시한 경도 제거율 의 경우 및 유입농도에 따라 연 구목 달성에는 문제가 없지만 본 연구의 최종 목인 서울시 맛있는 물 가이드라 인을 만족하는 것이 최우선이라 판단하여 기존 제거율 목보다는 유입수의 경도 농도가 다양하게 유입되더라도 가이드라인 기준을 만족하는 것으로 차년도 연구목 를 수정하였다 2 200 mg/l Ca Ca Mg 78% 150 180 mg/l as CaCO 3 MgSO 4 300 400 500 600 mg/l as CaCO 3 유입수 내 농 세종대학교 200 mg/l 지하수 경도 도를 2 80% 로 조정하여 도제거율을 분석하였다 우선 농도 변화에 따른 를 투입하여 총 경도 과 경도 제거율이 약 로 유사함을 알 수 있었다 이는 임을 확인하였다 22> Ca Mg 200 mg/l as CaCO 3 MgSO 4 300 400 500 600 mg/l as CaCO 3 31% Mg Ca ph 306 307

3 Pellet softening Ca Ca 23> Mg Pellet softening Mg ph 9 47% Mg ph ph 10 농도에 따른 경도 제거율 PPCPs Estrogens Estrone E1 17βEstradol E2 31> MW log D Compound pka g/mol ph=8 17αEthinylestradiol EE2 가 의약품 시 및 환경호 잔류의약품으로 일반적으로 경련제 PS Classification @ ph=8 Gemfibrozil 2503 47 222 HydrophobicIonic Diclofenac 2962 42 159 HydrophilicIonic Bezafibrate 3618 36 069 HydrophilicIonic Ibuprofen 2063 49 144 HydrophilicIonic PS 혈액순환제 흥분제 선정하여 물질의 특성별로 분 선정된 의약품 및 환경호르몬 며 이온물질 그리고 중성을 나 템에서의 제거율 파악을 시도 성을 가지고 있는 새로운 물질 능한지 파악할 수 있다 Use 그러 다양한 신종유해물질들을 선택 위의 두 결과로 시스템을 이용하여 같은 거시 에 비하여 제거율이 상대적으로 약 으며 이는 는 부터 제거되기 시작하지만 때문에 상대적으로 낮은 것을 판단된다 로 조정 후 경도 제 정도 감소하는 것을 볼 수 있 는 이상에서 제거되기 Fenoprofen 2423 45 111 HydrophilicIonic Naproxen 2303 42 005 HydrophilicIonic Ketoprofen 2543 45 041 HydrophilicIonic Clofibric acid 2146 32 108 HydrophilicIonic Carbamazepine 2363 2 258 HydrophobicNeutral Phenacetin 1792 NA 168 HydrophilicNeutral Acetaminophen 1512 94 023 HydrophilicNeutral Pentoxifylline 2783 6 & 2 048 HydrophilicNeutral Caffeine 1942 61 045 HydrophilicNeutral 308 309

a a b b c 31> ; a Gemfibrozil b Diclofenac c Bezafibrate c 32> ; a Ibuprofen b Fenoprofen c Naproxen 310 311

a a b b c 33> ; a Ketoprofen b Clofibric acid c Carbamazepine c 34> ; a Phenacetin b Acetaminophen c Pentoxifylline 312 313

4 Pellet Softening Pellet 연 Softening 2 m 015 m 03 m NaOH 6 mg/l 현장에서 유동적인 유입수 연속시스템을 세종 a 높이 입되었다 직경 또한 로 제 유입수는 지하 후 시스템 내부로 유입되도록 a b 35> b ; a Caffeine 41> PS Pellet Softening ; a Column b Pellet Softening 13 b EDCs Diclofenac 173 mg/l as CaCO 3 80100 mg/l as CaCO 3 11 5 95 mg/l as CaCO 3 45% Carbamazepine Acetominophen Acetominophen 51% Pellet Softening E2 > EE2 > E1 세종대 관정에 log Kow 유입 경도 및 선속도에 따른 의약물질 제거율 흥분제 형 시스템 314 환경호르몬 315 지하수 평균 유입 경도는 약 로 설정하여 월

5 XRF Pellet XRFXray Fluorescence analysis 분석을 이용한 Pellet softening pellet 시스템 운전을 통하여 얻은 연 a a b 42> Pellet softening system ; a b b 51> pellet XRF ; a Brabantwater company at Wouw Veghel Nuland Seppe plant b DUNEA Company at Scheveningen plant 316 317

6 Plant Labscale CaO SilicaSiO 2 Ca SilicaSiO 2 인 와 의 차이 출할 수 있을 것으로 판단된다 결정화되는 것이므로 는 성공적으로 모레 입자 면에 a b 52> pellet XRF ; a DHV Taiwan Fong Shan b Sejong plant pellet SilicaSiO 2 DUNEA Fe 2O 3 Al 2O 3 Al 2O 3 SilicaSiO 2 Labscale SilicaSiO 2 318 2 Pellet softening / ph 100 m/hr CaCO 3 CaCl 2 NaOH ph 9 10 ph 9 Ca Mg CaCO 3 CaCl 2 MgSO 4 Pellet softening 319 Pellet XRF ph 결론 및 향후계획 본 연구의 차년도 서는 유입수 조건 변화에 따른 류의약물질 및 ph 환경호르몬 8 거 하였다 150 700 mg/l as ph Ca 유입 경도 에 변화에 로 300 400 500 600 mg/l as CaCO3 로 유지하였고 를 이용하여 세종 를 일정 농도로 하고 주 과 전체적으로 유입경도가 높 이 판단된다 200 mg/l as 100 m/hr ph 9 ph NaOH Ca 78% 2 80% Mg 31% Ca Mg Ca ph 9 Mg ph 10 Mg 13 3 의 제거효율이 크게 이상에서 모래 입자 유입수 조건 변화에 따른 경 의 농도 변화에 따른 Acetominophen 에 각각 를 하였다 유입 선속도 를 일정 농도로 주입하였다 그

Ca Pellet 2 율 또한 증가하는 결과를 통하여 의 결정화 영향으로 제거율 증가 가능성이 예측 된다 고 pellet 유동적인 유입수3 변화에 따른 시스템 최적화50% 도출을 위하여 연속실험을 진행하였 의 재사용 가능성 확인하기 위하여 결정화된 정화된 pellet 물질을 확인하였다 위 내에 위치하여 안정적으로 약 지하고 있다 pellet softening 또한 롯하여 현재 서 얻은 을 Labscale XRFXray Fluorescence analysis CaO SilicaSiO 2 세종대학교 내의 결과 처리 전 모래의 주요소인 pellet plant 의 조성 분석을 하여 결 그 결과 연속실험은 모든 시간의 샘플이 제거 목 범 Ca SilicaSiO 2 개월간 운전 중이며 평균 제거율은 약 연속실험을 통하여 얻은 기법을 도입하여 운행 중인 다른 나라 지역의 를 유 을 비 에 분석을 통하여 확인하였다 그 가 처리 후에 크게 감소하였고 의 감소량과 유사하게 이 증가하는 것을 통하여 가 성공적으로 모래 입자 면에 결정화가 이루어진다는 사실을 확인할 수 있다 차년도 후반기에는 다양한 경도 제거 공정의 장 단점 및 경제적 처리방안을 비 교하고 경도제거 공정의 막여과 전 후처리의 적용위치 및 방식을 검토하여 최적의 경도 처리율을 얻기 위한 방법과 조건을 연구하고자 한다 320