Algal problem in drinking water treatment is being gradually increased by causing deterioration of water supplies therefore, especially taste and odor compounds such as geosmin and 2-MIB occur mainly aesthetic problem by its unpleasant effects resulting in the subsequent onset of complaints from drinking water consumer. Recently, geosmin and 2-MIB are detected frequently at abnormally high concentration level. However, conventional water treatment without advanced water treatment processes such as adsorption and oxidation process, cannot remove these two compounds efficiently. Moreover, it is known that the advanced treatment processes i.e. adsorption and oxidation have also several limits to the removal of geosmin and 2-MIB. Therefore, the purpose of this study was not only to evaluate full scale nanofiltration membrane system with $300m^3/day$ of permeate capacity and 90% of recovery on the removal of geosmin and 2-MIB in spiked natural raw water sources at high feed concentration with a range of approximately 500 to 2,500 ng/L, but also to observe rejection property of the compounds within multi stage NF membrane system. Rejection rate of geosmin and 2-MIB by NF membrane process was 96% that is 4% of passage regardless of the feed water concentration which indicates NF membrane system with an operational values suggested in this research can be employed in drinking water treatment plant to control geosmin and 2-MIB of high concentration. But, according to results of regression analysis in this study it is recommended that feed water concentration of geosmin and 2-MIB would not exceed 220 and 300 ng/L respectively which is not to be perceived in drinking tap water. Also it suggests that the removal rate might be depended on an operating conditions such as feed water characteristics and membrane flux. When each stage of NF membrane system was evaluated relatively higher removal rate was observed at the conditions that is lower flux, higher DOC and TDS, i.e., $2^{nd}$ stage NF membrane systems, possibly due to an interaction mechanisms between compounds and cake layer on the membrane surfaces.
This study was conducted in order to investigate bulk organic matter characteristics and behavior of geosmin and 2-methylisoborneol (2-MIB) during riverbank filtration, which are general surrogates of taste and odor in drinking water. Column studies were used to simulate bank filtration systems. Most of the aliphatic organic matter was removed effectively after soil passage, and it is believed to be polysaccharides according to LC-OCD and F-EEM analysises. Removal efficiencies of geosmin and 2-MIB within the filtration column reached above 95%. It was found that the removal of total dissolved organic matter has a correlation with that of geosmin and 2-MIB in the near of filtration surface (about 50cm).
2-methylisoborneol (MIB) is a musty odor compound produced as a secondary metabolite by some cyanobacteria and actinomycetes. It is lead to distrust in tap water due to taste and odor. It is well known that activated carbon (AC) adsorption is the best available technology to remove 2-MIB and geosmin. In this study, physical characteristics of virgin AC and reactivated AC was compared. The effect of variation of NOM molecular weight on adsorption of 2-MIB in virgin AC and reactivated AC were also evaluated. BET surface area was decreased by 13 to 23% and total pore volume was decreased by 18 to 21% due to first and second reactivation compare to the virgin carbon. However, mesopore volume ($V_{meso}$) was increased about 14% after reactivation. It showed that micropore volume was decreased and move to mesopore or macropore after reactivation. Decreased adsorption capacity of 2-MIB was greatly related to below 3000Da. Adsorption capacity of 2-MIB was rather greater in virgin AC than in reactivated, which is strongly related to micropore volume.
SPME (Soild phase microextraction) has been used in the analysis of many volatile organic compounds, such as geosmin and 2-methylisoborneol (2-MIB), trihalomethanes (THMs) in drinking water. SPME fiber is characterized by high adsorption capacity (DVB/CAR/PDMS, DVB/PDMS etc.). Although the highly active adsorption capacities of the SPME fiber are often to the chemical functional group, surface properties play a significant role in determining the surface adsorption capacities. The objectives of this study were to evaluate effect of residual chlorine on analysis of geosmin and 2-MIB. Image taken by SEM before preloaded with chlorine, the surface and porous media was almost perfect spherical shape and no clogging of pores. However, after preloaded with chlorine the surface was aggregated and pore was blocked. The recovery rate of geosmin and 2-MIB coexisting with chlorine was reduced by 35 to 62%. The recovery rate with preloaded with chlorine was reduced by 25 to 43%. The lower concentration of geosmin and 2-MIB and the higher concentration of chlorine existed in water, the lower the recovery rate was.
본 논문은 California의 South Lake Tahoe, 서울 뚝섬정수장 그리고 성남 복정정수장에서 2010년 2월에서 2012년 2월까지 수행된 파일럿 실험에 대한 분석결과를 기초로 작성되었다. 본 실험의 목적은 첫째, 한강을 원수로 하는 모래여과 처리수에 대한 오존 및 과산화수소(Peroxone)의 반응특성을 파악하고, 둘째는 AOP(고도산화공정)을 통해 맛 냄새 유발물질인 2-methylisoborneol(MIB)를 제거하기위한 경험적인 오존 및 과산화수소의 투입량을 결정하고자 하였다. 또한 셋째로, 처리공정이후 인체에 안전한 잔류오존농도로 감소시키기 위한 최적 투입량을 결정하고자 하였다. 본 실험은 계절의 기온변화에 따라 저수온 및 고수온의 조건하에서 실시간으로 수행되었다. 본 실험을 통해 오존의 분해속도는 온도와 pH에 영향을 받는 것으로 나타났으며, 이는 다른 연구결과와 일치한다. 원수로 모래여과수에 MIB를 40~50ng/L의 농도로 투입하였으며, 모든 경우에서 7ng/L 이하로 처리되었으며 대부분의 경우에서 검출(ND)되지 않았다. Peroxone은 MIB을 제거할 뿐아니라 오존을 단독으로 사용한 경우보다 오존+과산화수소 동시에 투입한 경우에 잔류오존농도가 더 낮았다. 저수온에서 상당량의 오존이 반응 및 분해를 통해 감소된다. 본 실험을 통해 "Pre-Conditioned" 과산화수소를 적용함으로써 초기 반응율을 향상시키고 잔류오존농도를 낮출 수 있었으며, 약품의 과투입 및 효율저하를 방지하는 과산화수소의 투입 위치 및 구성 그리고 투입방법을 제시하였다.
Problems due to the taste and odor in drinking water are common in treatment facilities around the world. Taste and odor are perceived by the public as the primary indicators of the safely and acceptability of drinking water, and are mainly caused by the presence of two semi-volatile compounds-2-methylisoborneol(2-MIB) and geosmin. Conventional treatment processes in water treatment plants, such as coagulation, sedimentation and chlorination have been found to be ineffective for the removal of 2-MIB and geosmin. Pulse UV system is a new UV irradiation system that is a non-mercury lamp-based alternative to currently used continuous wave systems for water disinfection. This study shows pulse UV system to be effective in treatment of these two compounds. Geosmin removal efficiency of UV process alone achieved approximately 70% at 10sec contact time. 2-MIB removal efficiency of UV only process achieved approximately 60% at 10sec contact time. The addition of $H_{2}O_{2}$ 7mg/L increased geosmin and 2-MIB removal efficiency upto approximately 94% and 91%, respectively.
The objective of this study was to investigate the relationship between the biomass of cyanobacteria and the concentration of 2-methylisoborneol (2-MIB) in the lower Gongji stream. The investigation was done using a field study that was conducted from 2015 to 2017. The 2-MIB concentration in the lower Gongji stream ranged from 0 to 153 ng/L, while the upper stream had 0 2-MIB concentration. 3 genera (Oscillatoria, Phormidium, Pseudanabaena) of cyanobacteria were detected in the lower Gongji stream with 2-MIB concentration. Among these 3 genera, an increase in Phormidium, Pseudanabaena biomass was associated with an increase in 2-MIB concentration. Accordingly, Phormidium, Pseudanabaena were regarded as the biological source of 2-MIB in that area. In October 2017, although planktonic cyanobacteria occurred less frequently, many benthic cyanobacteria mats were observed on the surface of the water body. Therefore, the high 2-MIB concentration, which exceeded 110 ng/L, can likely be attributed to the benthic cyanobacteria. In a laboratory experiment, individual Oscillatoria filaments were aggregated to form a colony with a higher density. This colony tended to float on the water surface. Cyanobacteria mats after floating aggregated mats were distributed in a net shape on the bottom.
The occurrence of objectionable tastes and odors in drinking water is a common and widespread problem. The most troublesome odors are usually those described as muddy or earthy-musty. Two organic compounds which have been implicated as the cause of earthy-musty odor problems in water are geosmin and 2-Methylisoborneol. These earthy-musty organics have been shown to be metabolites of actinomycetes and blue green algae. The purpose of this paper is to describe adsorbability in removing these two oder causing compounds(geosmin and 2-MIB) upon various conditions like pH variation, adding humic acid and different activated carbon. The conclusion of this study are as followings. In batch test, carbon dosage is 10mg/100ml for geosmin and 15mg/100ml for 2-MIB. Both were in equilibrium state after 60 hours. In model simulation, F-P model described experiment data and modelling data appropriately in geosmin but F-S model not. In case of 2-MIB, models didn't describe relation between experiment and modelling data well. Two causative agents of earthy-musty odor compounds, geosmin and 2-MIB, are strongly adsorbed by activated carbon either coconut or brown. There appears to be no effect of pH (3,7,9) on adsorption of these two organics. Activated carbon proved to be more effective for removing geosmin than for removing 2-MIB. When activated carbon is. used in removing these two organics, the removal of these appeared to be adversely affected by back ground organic compounds, such as humic substances, due to competitive adsorption.
상수원수중 조류에 의해 발생하는 이취미물질인 2-MIB 및 Geosmin의 전처리방법에 따른 회수율 조사와 이들 물질의 효과적인 처리를 위한 회분식 실험에서의 제거효율을 조사한 결과는 다음과 같다. 전처리 방법에 따른 2-MIB 및 Geosmin의 회수율은 0.2 및 $2\;{\mu}g/L$ 농도에서 모두 시료채취량을 30 mL, 염석제인 NaCl를 9 g 주입하고, SPME syring주입 위치를 headspace로 하며, 흡착시간를 40분 이상으로 하였을 경우가 가장 높게 나타났으며, 최적전처리 조건에서의 회수율은 0.2 및 $2\;{\mu}g/L$ 농도에서 2-MIB의 경우 각각 약 85 및 95%, Geosmin의 경우 61 및 81%로 조사되었다. 회분식 실험에서의 2-MIB 및 Geosmin의 각 농도별 제거효율은 모든 흡착제에서 증류수를 사용하여 조제하였을 경우가 상수원수로 조제하였을 경우에 비해 높았고, 상수원수로 조제하였을 경우에는 농도에 따라서는 별 차이가 없었다. 흡착제의 종류에 따라 Freundrich 등온흡착식에 적응한 결과 흡착능력을 나타내는 K값은 제올라이트, 석탄계 활성탄 및 야자계 활성탄에서 2-MIB이 경우 각각 약 0.671, 1.811 및 1.340이었고, Geosmin의 경우 각각 약 0.613, 1.771 및 1.519로서, 2-MIB 및 Geosmin 모두 석탄계 활성탄 > 야자계 활성탄 > 제올라이트 순이었다.
정수처리공정에서 미량유기물질과 맛 냄새물질인 2-methylisoborneol (2-MIB)와 geosmin의 제거특성을 파악하기 위하여 오존 및 advanced oxidation process (AOP)와 입상활성탄으로 구성된 biological activated carbon (BAC)공정과 활성탄 단독공정인 granular activated carbon (GAC)공정에 대한 pilot plant를 수행하였다. 운전 결과, 2-MIB 159 ng/L, geosmin 371 ng/L의 고농도에서 오존 1.0 mg/L 주입시 42%, 86%의 제거율을 나타냈으며 $H_2O_2$ 0.5 mg/L를 추가주입한 AOP 공정에서 각각 58%, 90%의 제거율 상승을 나타냈다. 또한 BAC공정에서 99.8%의 제거율을 나타냈으며 GAC 공정에서 2 ng/L이하의 처리성능을 보였다. 따라서 미량유기물질 및 맛 냄새 물질의 지속적인 제거를 위해서는 오존/AOP와 활성탄의 처리효과를 조합한 BAC 공정이 효과적으로 나타났으며, 활성탄지의 흡착능을 지속적으로 유지하기 위해서 유입농도에 따른 오존/AOP 공정의 최적화가 필요한 것으로 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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