• 한국물환경학회지
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• 제20권3호
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• pp.275-280
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• 2004

This study was performed to investigate the disinfection efficiency and the formation characteristics of disinfection by-products(DBPs) by chlorination in the sewage effluent. The effluent was sampled from the sewage treatment plants operated in the activated sludge process and the advanced sewage process. The type of DBPs investigated were Trihalomethanes(THMs), Dichloroacetonitrile(DCAN), Chloral hydrate(CH), Dichloroacetic acid(DCAA), Trichloroacetic acid(TCAA). Major findings are as follows. First, the optimum injection concentration for chlorination in sewage effluent were found to be in the range $0.5{\sim}1.0mg\;cl_2/L$. Also, It was found that the chlorine dosage in the effluent of activated sludge process was higher than in the effluent of advanced sewage process. Second, the maximum formation concentration of THMs were $12.7{\mu}g/L$. The THMs formation reaction was finished in a short time of several seconds and chloroform was mainly formed. Also, it was found that the concentration of ammonium nitrogen is higher, the concentration of THMs is lower. Third, it was found that DCAA and TCAA were mainly formed as DBPs by disinfection.

• 대한환경공학회지
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• 제27권10호
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• pp.1035-1042
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• 2005

입상활성탄 공정은 수처리에서 널리 사용되고 있으며, S와 B정수장은 기존의 급속여과지의 여재를 활성탄으로 교체하여 F/A 공정으로 운영하고 있다. 소독부산물의 제어를 위해 F/A가 도입된 금강수계 S정수장과 낙동강 수계 B정수장의 운영결과를 토대로 용존유기물질(DOC)과 소독부산물(DBPs) 등의 효율평가와 F/A공정 운영인자 등에 대하여 검토하였다. 두 정수장 원수의 용존유기물질 특성은 친수성과 소수성이 유사한 범위를 보이고 있으며, F/A공정에서 운영 초기 흡착능에 의한 빠른 파과특성을 나타내었다. F/A에서 소독부산물의 제거특성은 운영초기에 THM과 HAA 모두 제거효율이 우수하였으나, 운영기간이 경과되면서 THM제거율은 급격히 감소하였으며, HAA의 제거율은 동절기 저수온 시기를 제외하고는 생물학적 제거기작에 의해 높은 제거효율을 나타냈다. F/A공정은 활성탄흡착지(Post GAC) 공정과 비교하여 높은 유기물 부하, 잔류염소, 응집제 또는 응집보조제, 망간, 빈번한 역세척 등의 여러 가지 이유로 인해 여재 물성치 및 흡착능의 감소가 빠르게 나타났다. F/A공정이 실공정으로 도입되어 1년 이상 운영되어진 결과를 보면 활성탄 여재의 물성치 및 흡착능의 빠른 감소 경향이 있지만, 소독부산물 중 $HAA_5$항목이 문제시되는 정수장의 경우 기타여과지로 인증을 받은 F/A공정은 향후 점점 더 강화되는 수질기준의 만족을 위한 대안공정의 하나로서 적용이 가능하리라 판단된다.

• 한국환경과학회지
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• 제21권8호
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• pp.1015-1021
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• 2012

Formation of disinfection by-products (DBPs) including trihalomethans (THMs), haloacetic acid (HAAs), haloacetonitriles (HANs) and others from chlorination of algogenic organic matter (AOM) of Microcystis sp., a blue-green algae. AOM of Microcystis sp. exhibited a high potential for DBPs formation. HAAs formation potential was higher than THMs and HANs formation potential. The percentages of dichloroacetic acid (DCAA) and trichloroacetic acid (TCAA) formation potential were 43.4% and 51.4% in the total HAAs formation potential. In the case of HANs formation potential, percentage of dichloroacetonitrile (DCAN) formation potential was 97.7%. Other DBPs were aldehydes and nitriles such as acetaldehyde, methylene chloride, isobutyronitrile, cyclobutanecarbonitrile, pentanenitrile, benzaldehyde, propanal, 2-methyl, benzyl chloride, (2-chloroethyl)-benzene, benzyl nitrile, 2-probenenitrile and hexanal.

• 상하수도학회지
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• 제33권3호
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• pp.225-234
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• 2019

This study is focused on effects of factors that affect the formation of THMs during chlorination in drinking water treatment. During the chlorination, chlorine consumption is increased by increasing the initial chlorine dose, the pH and the total dissolved solid (TDS) concentration. Also THMs formation is increased up to $58.82{\mu}g/L$ and $55.54{\mu}g/L$ by increasing initial chlorine concentration and increasing pH. However, concentration of chloroform is decreased by increasing TDS concentration. This is caused the cation($Na^+$) of the total dissolved solids preferentially reacts with the functional groups of the organic material which influence the trihalomethane formation. But total trihalomethane formation is increased up to $127.46{\mu}g/L$ by $Br^-$ contained in the total dissolved solids. DOC reduction was not influenced by any of the factors.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.227-227
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• 2023

상수도 관망의 수질 관리는 매우 중요한 목표이지만, 2019년도 적수 사태를 비롯하여 여러 수질사고를 경험하고 있다. 이러한 수질 사고는 내부의 각종 부착물 및 침전물들로 인해서 발생하거나 파손된 관로를 통해 외부에서 유입될 수도 있다. 수질 사고는 다양한 경로를 통해 발생할 수 있으며 외부에서의 바이러스 유입의 가능성 역시 늘 존재하고 있다고 할 수 있다. 본 연구에서는 상수도 관망으로의 잠재적인 바이러스 유입에 따른 위험도 분석 체계를 구현하였으며, 다양한 바이러스 유입에 따른 상수도 관망 위험도의 민감도 분석을 수행하였다. 제안한 분석 체계는 상수도 관망의 주요 소독 물질인 염소와 바이러스의 반응을 모의할 수 있도록 EPANET-MSX 모형을 탑재하였으며, 위험도 분석을 위한 QMRA(Quantitative Microbial Risk Assessment)를 적용하였다. 바이러스 유입 시나리오 구축을 위해 상수도 관망 내 유입되거나 인체에 유해 한 영향을 줄 수 있는 바이러스를 우선 선별 하였고, 인체에의 영향 및 염소와의 반응에 대해 정리하였다. 또한 바이러스는 모든 절점에서 유입이 가능한 것으로 가정하였으며, 최악의 상황 모의를 위해 바이러스가 지속적으로 유입되는 시나리오를 구축하였다. 적용 관망은 미국 내 실제 관망 중 반응계수에 대한검토가 완료된 관망으로 선정하였으며, 관망의 구조 및 탱크의 유무에 따라 분류하여 적용한 인자들의 불확실성 및 경향을 파악하기 위한 MCS(Monte Carlo Simulation)를 통해 민감도 분석을 수행하였다. 제안한 분석 체계는 향후 수질 사고에 대한 위험도를 최소화할 수 있는 운영에 근거를 제공해 줄 수 있을 것이다.

• 대한환경공학회지
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• 제36권9호
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• pp.604-608
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• 2014

천연유기물질(NOM)과 모노클로라민이 반응할 때 NOM내 용존유기질소(DON)가 유기성 클로라민의 생성에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. 실험에 사용된 16가지 NOM의 용존유기탄소(DOC)에 대한 DON의 비(DOC/DON)는 7~47 mg-C/mg-N이었다. NOM 용액의 모노클로라민 반응시 유기성 클로라민 생성 농도는 24시간 후에 최대치(평균값 $0.16mg-Cl_2/mg-N$)로 염소반응에 비하여 유기성 클로라민의 생성량은 적었으나, 분해되어 감소되는 속도는 낮아 반응 120시간 후에 최대치 대비 평균 56% 감소되었다. NOM내 DON의 함유비가 높은 경우(DOC/DON 비가 낮은 경우)에 유기성 클로라민의 생성량이 상대적으로 높게 나타났으나, 소수성, 친수성, 중간성, 콜로이드성 등 NOM의 특성에 따른 유기성 클로라민 생성량의 차이는 크지 않았다. 모노클로라민의 주입량을 증가시킬수록 유기성 클로라민 생성량이 선형적으로 증가하였고($R^2=0.91$), 주입된 모노클로라민 중 6%가 유기성 클로라민으로 전환되어 모노클로라민 소독시 유기성 클로라민 형성에 의한 소독능 저하는 크게 우려할 바는 아닐 수 있다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제57권3호
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• pp.151-164
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• 2024

상수도 공급을 위한 정수장에서 전염소 또는 중염소 공정이 도입된 수처리 공정의 염소농도 관리에 필요한 공정제어를 위하여 AI 기술을 활용한 수질예측 기법이 연구되고 있다. 본 연구에서는 정수장 수처리 공정에서 실시간으로 관측, 생산되고 있는 수량·수질자료를 이용하여 염소소독 공정제어 자동화를 목적으로 침전지 후단의 잔류염소 농도를 예측하기 위한 AI 기반 예측모형을 개발하였다. AI 기반 예측모형은 과거 수질 관측자료를 학습하여 이후 시점의 수질에 대한 예측이 가능한 기법으로, 복잡한 물리·화학·생물학적 수질모형과 달리 간단하고 효율적이다. 다중회귀 모형과 AI 기반 모형인 랜덤포레스트와 LSTM을 이용하여 정수장의 침전지 후단 잔류염소 농도를 예측하여 비교하였다. 최적의 잔류염소 농도 예측을 위한 AI 모형의 입출력 구조로는 침전지 전단의 잔류염소 농도, 침전지 탁도, pH, 수온, 전기전도도, 원수의 유입량, 알칼리도, NH₃ 등을 독립변수로, 예측하고자 하는 침전지 유출수의 잔류염소 농도를 종속변수로 선정하였다. 독립변수는 침전지 후단의 잔류염소에 영향이 있는 정수장에서 확보가 가능한 관측자료중에서 분석을 통해 선별하였으며, 분석 결과 연구대상 정수장인 정수장에서는 중회귀모형, 신경망모형, 모델트리 및 랜덤포레스트 모형을 비교한 결과 랜덤포레스트에 기반한 모형오차가 가장 낮게 도출되는 결과를 얻을 수 있었다. 본 연구에서 제시하는 침전지 후단의 적정 잔류염소 농도 예측값은 이전 처리단계에서 염소주입량의 실시간 제어가 가능토록 할 수 있어 수처리 효율 향상과 약품비 절감에 도움이 될 것으로 기대된다.

• 전자공학회논문지
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• 제50권7호
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• pp.269-274
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• 2013

전해 산성이온수는 알칼리성 이온수에 비해 응용분야가 음용을 목적으로 하는 알칼리이온수와 많이 다르게 이용되고 있으며 ph 농도에 따라 강산성인 경우 잔류염소에 의한 살균 목적의 소독제로 사용되고, 중산성인 경우 세척과 세안으로 사용하고, 약산성인 경우 식재료와 혼합하여 요리에 널리 사용할 수 있다. 이런 산성이온수를 생성하기 위해서는 물을 전기분해 하여 사용하는데 전기분해 하는 과정에서 염소가스와 수산화나트륨 등의 물질로 살균력을 가지며, 전기분해시 +전극 쪽으로 -이온을 띤 염소, 인, 유황 등의 유기물이 모여져 산성이온수를 만든다. 또한 산성수와 알칼리수를 분리하기 위해서 격막을 사용했다. ph 농도변화의 구현방법은 Microprocessor를 이용하여 강산성에서 약산성 사이의 ph 농도를 PWM(pulse width modulation) 제어로 3종류의 PWM 전압을 전해조 전극에 인가하여 PWM제어에 의한 연속적으로 농도가 조절된 산성수가 생성되게 구현하였다.

• 상하수도학회지
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• 제29권5호
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• pp.575-581
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• 2015

Although disinfection in drinking water treatment plants provides a safer water supply by inactivating pathogenic microorganisms, harmful disinfection by-products may be formed. In this study, the disinfectant, chlorine, was produced on-site from the electrolysis of salt (NaCl), and the by-products of the disinfection process, bromate and chlorate, were analyzed. The provisional guideline levels for bromate and chlorate in drinking water are $10{\mu}g/L$ and $700{\mu}g/L$, in Korea, respectively. Bromide salt was detected at concentrations ranging from 6.0 ~ 622 mg/kg. Bromate and chlorate were detected at concentrations ranging from non-detect (ND) ~ 45.3mg/L and 40.5 ~ 1,202 mg/L, respectively. When comparing the bromide concentration in the salt to the bromate concentration in the chlorine produced by salt electrolysis, the correlation of bromide to bromate concentration was 0.870 (active chlorine concentration from on-site production: 0.6-0.8%, n=40). The correlation of bromate concentration in the chlorine produced to that in the treated water was 0.866.

• 상하수도학회지
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• 제30권5호
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• pp.587-596
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• 2016

This study attempts to draw factors for an analysis of the operation effect of a rechlorination facility and autodrain equipment for residual chlorine equalization by installing and operating a rechlorination facility and autodrain equipment in P City and analyzing the practical evaluation method and operation effect. For this purpose, this study selected three indicators for an analysis of the effectiveness of residual chlorine equalization and conducted a comparative analysis before and after the implementation of the residual chlorine equalization. As a result of estimation, (1) the reduction of the residual chlorine concentration range from a water treatment plant to the pipe end was 16.0%; (2) the total reduction of chlorination input was 18.0%; and (3) the reduction of the generation of disinfection by-products was 19.5%. In addition, this achieved enough residual chlorine equalization in the supply process and shows that it could successfully achieve the economic feasibility of investment in equipment and the reduction of the generation of disinfection by-products. Like this, it is judged that the three indicators suggested in this study will be used sufficiently as indicators of an analysis of the effectiveness of residual chlorine equalization according to the operations of the rechlorination facility and autodrain equipment.