초록
일반적으로 정수처리 공정에서 염소에 의한 소독공정은 수인성 질병을 억제하고 상수도관망에서 미생물의 재성장을 억제하는 목적으로 사용되고 있다. 그러나 염소소독은 수중의 유기물과 반응하여 소독부산물(Disinfection By-products; DBPs) 과 같은 발암성 물질을 생성함으로 적절한 염소 주입이 필요하고 최근에는 관말지역에서의 잔류염소 확보를 위해 상수관로 나 배수지 등에서 재염소를 실시하는 경향이 증가하고 있는 추세이다. 따라서 본 연구에서는 정수장에서 최적의 염소주입과 재염소 주입량을 산정하기 위하여 미국 EPA에서 개발한 EPANET 2.0을 사용하여 최적 염소 주입량을 산정하고 그 효과를 모의하였다. 대상지역 상수관로에 대한 수질을 모의하기 위하여 bottle test를 통해 수체감소계수($k_{bulk}$)를 도출하였으며, syster-matic analysis method를 이용하여 관벽감소계수($k_{wall}$)를 도출하였다. 배ㆍ급수계통에서의 수질을 정확히 예측하고자 유량과 체류시간 등을 고려한 수리해석 모델을 기초로 하여 상수도관망에서의 잔류염소 농도를 예측하고 염소주입 농도에 따른 소독부산물(DBPs)인 트리할로메탄(Trihalomethanes; THMs)의 생성변화를 실험을 통해 확인하였다. 수체감소계수($k_{bulk}$)를 도출한 결과 온도가 높을수록 초기에 빠른 감소를 보였으며, $25^{\circ}C$의 경우 25시간이 지난 이후에는 절반이상이 감소하였다. 대상지역에 재염소 주입시설을 도입할 경우 최적 재염소 주입량을 산정하였으며, 관망도상에서 경제적으로 유리한 지점을 선정할 수 있었다.
In general water treatment process, the disinfection process by chlorine is used to prevent water borne disease and microbial regrowth in water distribution system. Because chlorines were reacted with organic matter, carcinogens such as disinfection by-products (DBPs) were produced in drinking water. Therefore, a suitable injection of chlorine is need to decrease DBPs. Rechlorination in water pipelines or reservoirs are recently increased to secure the residual chlorine in the end of water pipelines. EPANET 2.0 developed by the U.S. Environmental Protection Agency (EPA) is used to compute the optimal chlorine injection in water treatment plant and to predict the dosage of rechlorination into water distribution system. The bulk decay constant ($k_{bulk}$) was drawn by bottle test and the wall decay constant ($k_{wall}$) was derived from using systermatic analysis method for water quality modeling in target region. In order to predict water quality based on hydraulic analysis model, residual chlorine concentration was forecasted in water distribution system. The formation of DBPs such as trihalomethanes (THMs) was verified with chlorine dosage in lab-scale test. The bulk decay constant ($k_{bulk}$) was rapidly decreased with increasing temperature in the early time. In the case of 25 degrees celsius, the bulk decay constant ($k_{bulk}$) decreased over half after 25 hours later. In this study, there were able to calculate about optimal rechlorine dosage and select on profitable sites in the network map.
