• Title/Summary/Keyword: 원수수질

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Development and Application of Convergence Process with Solid-Liquid Separation and Membrane for Wastewater Treatment and Reuse (초고속 고액분리 시스템과 분리막을 이용한 농업용수 재이용 수처리시스템 개발 및 현장적용)

  • Choi, Sunhwa;Kim, Haedo;Jang, Kyusang
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2016.05a
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    • pp.591-591
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    • 2016
  • 최근에는 재이용을 위한 하 폐수의 처리 공정에 막을 이용한 기술적용이 증가되고 있는 추세이다(현 등, 2005). 막(membrane)을 이용한 수처리 공정은 원수에 상관없이 고도처리가 가능하며, 재이용수 이용 용도에 따른 수질제어가 가능할 뿐만 아니라 운용의 편리성 때문에 많은 각광을 받고 있다(박 등, 2004). 본 연구에서는 하수처리에 이용되는 분리막의 성능을 극대화하고, 분리막의 오염부하를 줄여주기 위하여 분리막 직전 전처리 시설로 부상방식의 고액분리장치를 개발하였다. 초고속 고액분리시스템은 기존의 응집부상공정을 응용한 기술로서 유기물의 응집시간을 최대 10초~2분 이내로 줄이는 기술을 바탕으로 타워형 모듈 형태로 개발하였다. 초고속 고액분리시스템과 분리막을 연계한 재이용수 수처리시스템의 성능 평가 및 현장적용을 위해 제주도 서부 하수 처리장에 일 $3,000m^3$ 규모의 Test-bed를 구축하였다. 구축된 하수재이용시스템의 처리 공정도는 "유입${\rightarrow}$고액분리시스템${\rightarrow}$분리막(UF, RO)${\rightarrow}$농경지 공급"으로 구성되어 있다. 먼저 하수처리장 방류수를 1차 유입조에 압송하면 전처리시설인 고액분리시스템을 통해 SS 등 입자성 물질이 처리되고, 다음 공정인 2차 처리공정(UF/RO)을 통과한 처리수는 인근지역의 농업용수로 공급되고 있다. 고액분리시스템은 ZT(Zeta Potential Tower) 모듈에서 유입수에 함유되어 있는 부유물질(SS), 유기물(질소, 인)을 응집제와 순간 반응시켜 응결, 응집, 부상방식으로 제거하는 공정이다. 고속 고액분리장치는 분리막 공정과 융 복합하여 다양한 유입수 성상에 따른 수처리를 가능하게 하여 재이용수 수질 향상뿐만 아니라 안정된 수자원 확보 측면에서 긍정적인 기술로 평가되었다.

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Building of cyanobacteria forecasting model using transformer (Transformer를 이용한 유해남조 발생 예측 모델 구축)

  • Hankyu Lee;Jin Hwi Kim;Seohyun Byeon;Jae-Ki Shin;Yongeun Park
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2023.05a
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    • pp.515-515
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    • 2023
  • 팔당호는 북한강과 남한강이 합류하여 생성된 호소로 수도인 서울과 수도권인 경기도 동부지역의 물 공급을 담당하는 중요한 상수원이다. 이러한 팔당호에서 유해남조 발생은 상수원수 활용과 직접적으로 연관되어 있어 신속하고 정확한 관리 및 예측이 필요하다. 본 연구에서는 안전한 상수원 활용을 위해, 딥러닝 기법을 이용하여 유해남조 사전 예측 모델을 구축하고자 하였다. 모델 입력 변수는 2012년부터 2021년까지 10년 동안의 주간 팔당호 수질(수온, DO, BOD, COD, Chl-a, TN, TP, pH, 전기전도도, TDN, NH4N, NO3N, TDP, PO4P, 부유물질)과 수문(유입량, 총방류량), 기상 정보(평균기온, 최저기온, 최고기온, 일 강수량, 평균풍속, 평균 상대습도, 합계일조량), 그리고 북한강과 남한강 유입지점의 남조 세포 수를 사용하였다. 모델 출력 변수는 수질, 수문, 기상 요인으로 인한 남조의 성장 발현 시기를 고려하여 1주 후의 댐앞 남조 세포수를 사용하였다. 사용한 딥러닝 기법은 최근 주목받고 있는 Temporal Fusion Transformer (TFT)를 사용하였다. 모델 훈련용 데이터와 테스트용 데이터는 각각 8:2의 비율로 나누었으며, 검증용 데이터는 훈련용 데이터 내에서 훈련 데이터와 검증 데이터를 6:4 비율로 분배하였다. Lookback은 5로 설정하였고, 이는 주단위 데이터로 구성된 데이터세트의 특성을 반영한 것이다. 모델의 성능은 실측값과 예측값을 토대로 R-square와 Root Mean Squared Error (RMSE)를 계산하여 평가하였다. 모델학습은 총 154번 반복 진행되었으며, 이 중 성능이 가장 준수한 시점은 54번째 반복 시점으로 훈련손실 대비 검증손실이 가장 양호한 값을 나타냈다(훈련손실:0.443, 검증손실 0.380). R-square는 훈련단계에서 0.681, 검증단계에서 0.654였고, 테스트 단계에서 0.606으로 산출되었다. RMSE는 훈련단계에서 0.614(㎍/L), 검증단계에서 0.617(㎍/L), 테스트 단계에서 0.773(㎍/L)였다. 모델에 사용한 데이터세트가 주간 데이터라는 특성을 고려하면, 소규모 데이터를 사용하였음에도 본 연구에서 구축한 모델의 성능은 양호하다고 평가할 수 있다. 향후 연구에서 데이터세트를 보강하고 모델을 업데이트한다면, 모델의 성능을 더욱더 개선할 수 있을 것으로 기대된다.

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A study on origin of fresh water in fresh and salt water interface (담·염수 경계면의 담수 기원에 관한 연구)

  • Kim, Byung-Woo;Choi, Ilhwan;Baek, Keon-Ha;Ryu, Kyongsik;Lee, Sang-Wuk
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2019.05a
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    • pp.217-217
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    • 2019
  • 해안과 하천이 위치해 있는 낙동강하구의 담 염수 경계면 추적 연구에서 담 염수 경계면의 담수기원특성을 분석하기 위해서는 담 염수 경계면을 이루는 담수의 기원이 하천 혹은 지하수 인지를 규명하는 것이 매우 중요하다. 담 염수 경계면에 있는 담수는 일반적으로 하천과 지하수에 의한 것으로, 낙동강하구 일원을 대상으로 지하수공 내 해수침투 여부 파악을 위해 화학적(유기물) 분석을 실시하였다. 이와 아울러 낙동강하구 일원에서 담 염수 경계면에서 채취한 수질시료의 담수기원을 분석하기 위하여 K-water연구원 수질안전센터에 지하수공 7개지점(BH-1~7호공)의 심도별 물시료 2~4개지점(총 23개 지점), 하천(1개 지점), 해수 및 해안유출수(각 1개 지점)를 포함한 26개 시료를 LC-OCD(Liquid Chromatography-Organic Carbon Detector)로 분석하였다. LC-OCD 분석결과 특성은 기본적으로 유기물질이 물에서 유래한 aquagenic 혹은 토양층에서 유래한 pedogenic 유기물질 인지에 달려있다. 댐 또는 하천에서 pedogenic 유기물의 농도는 일반적으로 유역분지의 수문 또는 수리지질학적 경로에 의존한다. pedogenic 유기물들은 주로 상대적으로 작은 분자량을 갖는 친수성, 높은 사슬밀도 및 내화성 분자특성을 갖는 펄빅산으로 구성된다. aquagenic 유기물질은 수생 식물성 생물이나 플랑크톤의 분해 산물로서 세포벽에서 유래된 peptidoglycans와 고분자량의 polysaccharides 등을 포함한다(Chio & Jung, 2008; Buffle, 1988). 담 염수 경계면 추적을 위한 7개 관측공의 심도별 수질시료는 하천, 해수, 그리고 해안유출수의 용존유기탄소를 분석하기 위하여 LC-OCD로 정밀분석하였다. 그 결과, humic, 휴믹물질의 산화물질인 building blocks, 생물고분자 물질(bio-polymers), neutrals, acids로 분석되었으며, 일반적인 자연유기물질의 기원은 pedogenic과 aquagenic 유기물질로 분류된다. IHSS 표준물질 분석 등을 통한 SUVA 값으로부터 자연유기물질의 기원정보를 제공하는 HS-Diagram으로 도시한 결과, 2018년 11월 2일 조사한 26개의 원수시료 전체는 pedogenic fulvic acid〉aquagenic fulvic acid으로 하천의 기원이 우세한 것으로 분석되었다. BH-1호공과 BH-6호공의 특정 1개구간 GL.-6m를 제외한 모든 구간에서 aquagenic FA의 지하수 기원으로 분석되었으며, 나머지 지하수공(BH-2, 3, 4, 5, 7)과 하천 및 해안유출수는 유역분지 수문학적 경로인 pedogenic FA의 하천 기원의 담수인 것으로 분석된다.

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Evaluation of Aquatic Ecological Efficiency in Juam Lake Eco-wetlands for Reducing Non-point Source Pollutants (비점오염물질 저감을 위한 주암호 생태습지의 수생태학적 효율 평가)

  • Lee, Sang-Gyu;Seo, Dong-Cheol;Choi, Ik-Won;Kang, Se-Won;Seo, Young-Jin;Lim, Byung-Jin;Lee, Jun-Bae;Kim, Sang-Don;Heo, Jong-Soo;Cho, Ju-Sik
    • Korean Journal of Soil Science and Fertilizer
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    • v.45 no.2
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    • pp.317-324
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    • 2012
  • To reduce non-point source pollutants in Juam Lake eco-wetlands, purification efficiencies of pollutants were investigated at three different systems. The constructed wetlands (CWs) consisted of A system, B system and C system. A system consisted of $1^{st}$ free water surface (FWS) CW, $2^{nd}$ FWS CW, $3^{rd}$ FWS CW, $4^{th}$ subsurface flow (SSF) CW and $5^{th}$ SSF CW. B system consisted of $1^{st}$ FWS CW, $2^{nd}$ FWS CW, $3^{rd}$ FWS CW, $4^{th}$ FWS CW and $5^{th}$ SSF CW. C system consisted of $1^{st}$ FWS CW, $2^{nd}$ FWS CW, $3^{rd}$ FWS CW, $4^{th}$ FWS CW and $5^{th}$ SSF CW. The concentrations of BOD, COD, SS, T-N and T-P in inflow ranged 0.20 ~ 0.91, 1.24 ~ 8.00, 0.60 ~ 8.60, 0.04 ~ 2.50 and $0.001{\sim}0.685mg\;L^{-1}$ from March to October in 2011, respectively. Removal rates of BOD, SS, T-N and T-P were high in Autumn, Spring, Spring and Summer, respectively. In A system, $1^{st}$ FWS CW, $2^{nd}$ FWS CW and $3^{rd}$ FWS CW were dominated by Leersia oryzoides. In B system, $1^{st}$ FWS CW, $3^{rd}$ FWS CW and $4^{th}$ FWS CW were dominated by Leersia oryzoides. In C system, $2^{nd}$ FWS CW and $3^{rd}$ FWS CW were dominated by Nymphaea teragona.

Evaluation of Design Parameter on Residuals Treatment Facilities in Membrane Water Treatment Plants (막여과 정수장에서의 배출수처리시설 설계인자 평가)

  • Moon, Yong-Taik;Seo, In-Seok;Kim, Hong-Suck;Park, No-Suk;Ahn, Hyo-Won
    • Journal of Korean Society of Water and Wastewater
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    • v.20 no.1
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    • pp.138-146
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    • 2006
  • The characteristics of backwash and concentrate discharges depend upon the quality of the water being treated and the net recovery of the membrane system. This paper is to indicate a design methods on the capacities of residuals treatment facilities in membrane processes for drinking water. We operated a demonstration membrane plant with a recovery rate of 90% for designing G-water treatment plant. We investigated on design parameter (optimum coagulant dosage and surface loading rate etc.) to design efficiently the residuals treatment facilities. The settling test was conducted with 1m columns dosing PACl to kaolin and membrane residuals under the experimental condition that discharge permit was under a 60mg/L. When the quantity of membrane residuals was $1,575m^3/day$, the estimated results for 1st thickener demonstrated the surface loading rate of 14.4m/day, detention time of 5.83hr, available depth of 3.5m.

Effect of raw water quality decrease on water treatment costs (상수원수 수질저하가 정수처리 비용에 미치는 영향)

  • Kim, Jinkeun
    • Journal of Korean Society of Water and Wastewater
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    • v.34 no.4
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    • pp.239-250
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    • 2020
  • In this study, effects of five raw water quality parameters (turbidity, odor compounds caused by algae, filter clogging caused by algae, pH increase caused by algae, and organic matter) on improvements and operations costs of typical water treatment plant (WTP) were estimated. The raw water quality parameters were assumed the worst possible conditions based on the past data and costs were subsequently estimated. Results showed that new water treatment facilities were needed, such as a selective intake system, an advanced water treatment processes, a dual media filter, a carbonation facility, and a re-chlorination facility depending on water quality. Furthermore, changes needed to be made in WTP operations, such as adding powered activated carbon, increasing the injection of chlorine, adding coagulation aid, increasing the discharge of backwashed water, and increasing the operation time of dewatering facilities. Such findings showed that to reliably produce high-quality tap water and reduce water treatment costs, continuous improvements to the quality of water sources are needed.

Evaluation of Water Quality Characteristics in the Nakdong River using Multivariate Analysis (다변량 통계분석을 이용한 낙동강 상수원수의 수질변화 특성 조사)

  • Kim, Gyungah;Kim, Yejin;Song, Mijeong;Ji, Keewon;Yu, Pyungjong;Kim, Changwon
    • Journal of Korean Society on Water Environment
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    • v.23 no.6
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    • pp.814-821
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    • 2007
  • This study was estimated water quality to raw water quality management of the Maeri intake station in the Nakdong River using Multivariate Analysis. The results of Principle Component Analysis was explained up to 76.9% of total water quality by three principle components. The 1st, 2nd was explained 44.7%, 17.9% and third was explained 14.3%. Also, the three factors was derived from Factor Analysis. The 1st factor was estimated as the matabolism and organic matter pattern related to algal growth. The 2nd factor was judged as the pollution of pattern related to the discharge from stream of the Nakdong River and 3rd factor was viewed as the hydrological variation pattern related to particle matter. The results of Cluster Analysis were classified into three groups.

한외여과(UF)막을 이용한 상수처리 공정의 확립 및 최적화

  • 정두식;오중교;이태진;이용택
    • Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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    • 1995.10a
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    • pp.41-42
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    • 1995
  • 기존의 정수처리 공정은 응집-침전-급속여과처리를 주로 사용하면서 생물 활성탄처리-오존처리 등을 거치는 공정으로 이루어져 왔다. 그러나 응집제의 투여시 최적 응집제량, 최적 응집제 투여위치, 교반시간, pH 조절 등 번거러운 test가 선행 되어야 하며 처리수에 남아있는 응집제에 의해 2차 오염을 일으켜 침전조의 부지 면적에 따른 대형화등을 초래할 단점이 있다. 따라서 최근에는 이러한 단점을 보완하고 장치의 간소함, 높은 효율의 유지에 따른 후처리 공정의 부하감소 및 운전 조건 인자등의 감소라는 경제적 효과를 기대할 수 있는 막분리공정이 도입되었다. 그러나 분리막 처리공정의 경우 원수에 다량 포함되어 있는 콜로이드 입자들에 의한 flux의 감소 및 fouling 현상으로 인한 막의 수명감소, 처리수량의 감소 및 최적 설계 및 운전 방법등의 새로운 공정에 대한 많은 자료의 확보가 필요하다. 따라서 본 연구는 기존의 정수처리 공정에 있어서 전처리 부분에 해당하는 응집-침전-급속여과처리 공정을 분리막 공정으로 대체 하였을 때 분리막의 재질 및 module의 차이에 따른 처리 능력을 비교하고 각 단위 공정들에 의한 flux 변화, 각 공정별 수질분석, 회복율, 회수율 등을 검토하여 최적 조건의 공정을 확립하여 후처리 공정의 효율을 극대화 하는데 있다.

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The Effects of pH and Dosages According to Qualities of Raw Waters and Basicity of Coagulants (원수 수질특성과 응집제 염기도에 따른 응집 pH 및 주입량의 영향)

  • Park, Noh-Back;Lee, Bum;Tian, Dong-Jie;Lee, Young-Ju;Jun, Hang-Bae
    • Journal of Korean Society of Water and Wastewater
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    • v.24 no.5
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    • pp.581-593
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    • 2010
  • The objectives of this study were to investigate the effects of raw water pH and basicity of coagulants on turbidity removal with several raw waters having different level of turbidity, alkalinity and pH. Raw waters were sampled from M, S and B water treatment plants(WTP) located at Miryang, Nakdong, Han river, respectively. Six coagulants which have different levels of basicity and aluminum contents were used for this evaluation. High basicity of the coagulant helped to properly control coagulation processes for treating turbid and low alkali raw water. It was difficult for operators to determine optimum coagulant dose for high basicity coagulants, since residual turbidity tended to decrease continuously as coagulant dose increased. Turbidity removal efficiencies with high basicity coagulants(E and F) were higher than the other coagulants at ambient pH for the M WTP. Turbidity removal efficiencies, however, at adjusted pH 7.0 showed similar among six coagulants. Residual turbidity kept low at excess dosages with high basicity coagulants. Optimum coagulant dosages at adjusted pH 7.0 showed higher than those at ambient pH in M WTP. On the contrary in B WTP, optimum coagulant dosage at ambient pH were higher than that at adjusted pH 7.0.

Optimization of injection well position and amount to reduce the influence of groundwater level decrase due to riverside filtration (강변여과 취수로 인한 배후 지하수위 강하량 저감을 위한 최적의 주입정 위치 및 주입량)

  • Jang, Chi Woong;Park, Namsik
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2017.05a
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    • pp.388-388
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    • 2017
  • 낙동강 하류 일대에는 수질과 수량 두 가지 요건을 모두 충족하는 강변여과수를 새로운 수자원 확보 대안으로 활용하고 있다. 일부 지역의 경우 과도한 취수량으로 인한 지하수 고갈을 우려하여 개발을 반대하거나 이로 인한 피해보상 범위가 명확치 않아 간접편입부지의 주민들이 피해를 우려하고 있는 실정이다. 따라서 해당 지역에서의 취수량은 인근 주민들에게 피해가 가지 않는 한도 내에서 이루어 져야한다. 하지만 타 지역으로 원수를 공급하게 되어 필요이상의 지하수를 개발하게 되거나 목표취수량에 부합하지 않아 추가 양수정을 시공하는 경우와 같이 수요량과 적정 취수량사이에 문제가 발생하는 경우가 있다. 이러한 배후 지하수위 감소영향과 추가취수량 확보를 위해 주입정을 활용한 인공함양 방법이 적용될 수 있다. 본 연구에서는 강변여과 취수 시 배후 지역의 지하수가 유입되어 인근 지역의 지하수위 강하량을 감소시키기 위한 최적 주입 위치 및 주입량을 산정하는 프로그램을 개발하였다. 고려된 최적화 결정변수는 주입정 개수와 위치, 그리고 주입량이며 제약 조건으로는 기 설치된 양수정 위치, 초기 자연 평형상태의 배후 지하수위에 근사하는 주입정 위치에 따른 최소 주입량 그리고 추가 생산 가능량 이다.

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