Journal of Korean Society of Environmental Engineers (대한환경공학회지)

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Characteristics of Corrosion and Water Quality in Simulated Reclaimed Water Distribution Pipelines

모형 재이용관을 이용한 하수재이용수의 부식 및 수질영향 연구

  • Received : 2012.06.12
  • Accepted : 2012.07.27
  • Published : 2012.07.30
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Abstract

Water reuse has been highlighted as a representative alternative to solve the lacking water resource. This study carried out a study on the pipe corrosion and water quality change which can occur through the supply of reclaimed water, using a simulated reclaimed water distribution pipeline. Galvanized steel pipe (GSP), cast iron pipe (CIP), stainless steel pipe (STSP) and PVC pipe (PVCP) were used for the pipe materials. Reclaimed water(RW) and tap water(TW) were respectively supplied into simulated reclaimed water distribution pipelines. As a result of performing a loop test to supply reclaimed water to simulated reclaimed water distribution pipelines, the weight reduction of pipe coupons showed the sequence of CIP > GSP > STSP ${\approx}$ PVCP. In addition, reclaimed water showed a high corrosion rate comparing to that of tap water. In case of CIP, the initial corrosion rate showed 3.511 mdd(milligrams per square decimeter per day) for reclaimed water and 2.064 mdd for tap water and the corrosion rate for 90 days showed 0.833 mdd for reclaimed water and 0.294 mdd for tap water. Also in case of GSP, the initial corrosion rate showed 2.703 mdd for reclaimed water and 2.499 mdd for tap water and the corrosion rate for 90 days showed 0.349 mdd for reclaimed water and 0.248 mdd for tap water, which was a tendency similar to that appeared in CIP with a tendency to reduce the corrosion rate. As a result of water quality changes of reclaimed water at pipe materials to carry out the loop test, there was higher conversion ratio of ammonia into nitrate in CIP and GSP with higher corrosion rate than that in STSP and PVCP where no corrosion has occurred. The highest denitrification rate of nitrate could be observed from CIP with the most particles generated from corrosion. In CIP, it could be confirmed that there was MIC (Microbiologically Induced Corrosion) as a result of EDS (Energy Dispersive X-ray spectrometer System) analysis results.

하수재이용은 부족한 수자원 문제를 해결할 수 있는 대표적인 대안으로 주목을 받고 있다. 본 연구에서는 하수재이용수의 공급시 관망내에서 일어날 수 있는 관의 부식과 수질변화에 대한 연구를 모형관망을 이용하여 수행하였다. 관 재질은 아연도강관(GSP), 주철관(CIP), 스테인레스강관(STSP), PVC관(PVCP)을 이용하였고, 하수재이용수와 수돗물을 각각 공급하여 비교 및 평가하였다. 하수재이용수를 모형관망에 공급하는 루프테스트를 수행한 결과, 관 재질별 시편의 무게 감소량은 CIP > GSP > STSP ${\approx}$ PVCP의 순으로 나타났다. 또한, 하수재이용수는 수돗물과 비교하여 부식속도가 높게 나타났는데, CIP의 경우, 하수재이용수의 초기 부식속도가 3.511 mdd, 수돗물은 2.064 mdd를 나타내었고, 90일간의 부식속도는 하수재이용수 0.833 mdd, 수돗물 0.294 mdd를 나타내었다. 또한, GSP도 하수재이용수의 초기 부식속도가 2.703 mdd, 수돗물은 2.499 mdd를 나타내었고, 90일간의 부식속도는 하수재이용수 0.349, 수돗물 0.248 mdd로 CIP에서 나타난 경향과 유사하였으며, 시간이 지남에 따라 부식속도가 감소하는 경향을 나타내었다. 루프테스트를 수행하는 과정에서 관 재질별로 하수재이용수의 수질변화를 관찰한 결과, 암모니아성 질소의 경우, 부식이 크게 발생한 CIP 및 GSP에서 부식이 발생하지 않은 STSP 및 PVCP와 비교하여 질산염으로 전환되는 비율이 월등히 높았고, 부식생성물이 가장 많은 CIP에서 질산성 질소의 탈질이 가장 높게 일어나는 현상을 관찰할 수 있었다. 또한, CIP에서는 SRB (Sulfur Reducing Bacteria)에 의한 황산이온의 소모가 나타났으며, EDS (Energy Dispersive X-ray spectrometer System) 분석 결과 MIC (Microbiologically Induced Corrosion)가 있었음을 확인할 수 있었다.

Keywords

Acknowledgement

Grant : 마이크로그리드 용수공급 기술 개발

Supported by : 한국건설기술연구원

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