• 상하수도학회지
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• 제14권2호
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• pp.164-173
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• 2000

Fluoridation of drinking water to a level of about 0.8mg/l (below 1.5mg/l) for reducing the incidence of tooth decay is recommended. However, concerns about potential problems of unknown effects and overdosing hinders the fluoridation. This study describes the work performed to obtain information on the behavior of fluoride under various conditions in the process of water fluoridation. Effects of water treatment chemicals, water treatment unit, and water distribution on water fluoridation were investigated at both lab and an actual water treatment plant. Residual fluoride concentration was not affected by lime and chlorine dosage up to 20mg/l. Flocculation with PAC slightly decreased the residual fluoride concentration as PAC dosage increased. Average fluoride concentration of 0.87mg/l at an intake basin was decreased to 0.83mg/l by sedimentation, 0.81mg/l by dual media(sand+anthracite) filtration, and 0.79mg/l by granular activated carbon filtration in the water treatment plant.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제9권2호
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• pp.63-75
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• 2016

안전한 수돗물 공급을 위해 정수처리장부터 최종 단계인 수도꼭지까지 일정 수준 이상의 잔류염소농도가 유지되어야 한다. 하지만 국내 문헌에 따르면 상수공급의 전체 과정 중에 30-60%의 잔류염소가 소실되고, 이에 대한 주요 원인으로 정수처리 과정에서 염소 사용량 감소 추세, 급수배관 내에서 염소분해 손실, 여름철의 높은 온도에 의한 잔류염소 분해 속도 증가, 급수배관의 노후화에 따른 잔류염소 손실, 저수조 내 저장 시 잔류염소 감소 발생 등이 파악되었다. 이러한 이유로 저수조를 거치는 급수 방식의 경우 최종 수도꼭지의 잔류염소 농도가 기준치보다 낮아질 개연성이 높고, 용량과 체류시간을 단순히 고려하는 기존의 저수조 설계 방식으로 인해서 수돗물 공급의 안전성에 대한 우려가 존재한다. 이의 개선 방안 도출을 위해서 본 연구에서는 저수조 내 잔류염소 감소에 관여하는 주요 기작들인 수체 내 잔류염소 분해, 벽체 표면 흡착, 그리고 증발에 의한 물질전달을 수학적으로 묘사하는 공식들과 계수 값들을 문헌을 통해서 획득하고, 일반적 저수조 조건에서 모델 시뮬레이션을 수행하였다. 그 결과 저수조에 유입되는 수돗물 내 유기물 농도, 수돗물이 저수조에 유입되는 수리학적조건(난류 정도), 그리고 저수조 벽체 표면 재질의 흡착능 등이 저수조 내 잔류염소 감소에 주요 영향 인자들임을 알 수 있었다. 본 연구에서 획득된 결과들은 잔류염소 감소를 최소화하여 안전한 수돗물 공급을 가능하게 하는 새로운 저수조 설계기법이나 기술 개발에 유용하게 활용될 것이다.

• International Journal of Fuzzy Logic and Intelligent Systems
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• 제16권3호
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• pp.197-207
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• 2016

It is very important to maintain a constant chlorine concentration in the post chlorination process, which is the final step in the water treatment process (hereafter WTP) before servicing water to citizens. Even though a flow meter between the filtration basin and clear well must be installed for the post chlorination process, it is not easy to install owing to poor installation conditions. In such a case, a raw water flow meter has been used as an alternative and has led to dosage errors due to detention time. Therefore, the inlet flow to the clear well is estimated by a time series neural network for the plant without a measurement value, a new residual chlorine meter is installed in the inlet of the clear well to decrease the control period, and the proposed modeling and controller to analyze the chlorine concentration change in the well is a neuro fuzzy algorithm and cascade method. The proposed algorithm led to post chlorination and chlorination improvements of 1.75 times and 1.96 times respectively when it was applied to an operating WTP. As a result, a hygienically safer drinking water is supplied with preemptive response for the time delay and inherent characteristics of the disinfection process.

• 한국수자원학회논문집
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• 제55권spc1호
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• pp.1283-1293
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• 2022

본 연구는 정수장의 수처리 공정에서 계측되고 있는 수량 및 수질데이터의 활용과 수처리 공정제어의 지능화를 위한 것으로 정수장에서 전염소 공정이 수반되는 처리공정에서 침전지 유출수 잔류염소농도 안정화를 위하여 이를 추정할 수 있는 모형을 구축하고자 하였다. 정수장 침전지 유출수의 잔류염소농도를 예측하기 위하여 중회귀모형과 인공지능 알고리즘 중 다층퍼셉트론 신경망, 랜덤포레스트 및 장단기기억(Long Short Term Memory; LSTM) 모형을 활용하였고 그 결과를 비교, 평가하였다. 모형의 입력변수로는 전염소 공정이 도입된 정수장에서의 잔류염소농도, 수온, 탁도, pH, 전기전도도, 유량, 알칼리도 등이 사용되었고 전염소에 따른 침전지의 안정적 운영을 위해 요구되는 침전지 잔류염소농도를 출력변수로 구성하였다. 적용 결과에서는 랜덤포레스트 모형이 가장 양호한 결과를 보여 주었으며 다음으로 LSTM, 다층퍼셈트론 신경망 순으로 나타났다. 수학적 모형인 중회귀모형은 적합도 측면에서 가장 낮은 결과를 보여 주었는데, 이는 수량과 수질데이터의 수치적인 규모나 차원의 차이뿐만 아니라 계절별 수질특성에 따라 염소소비 특성이 매우 다양하게 반응하기 때문으로 판단된다. 따라서 정수장 수처리 공정에서 인공지능 알고리즘의 적용을 위해서는 랜덤포레스트와 같이 의사결정 트리구조의 도입과 적용이 타당한 것으로 나타났다. 본 연구에서 분석된 결과를 근거로 전염소 공정이 도입된 정수장 수처리 공정에서 염소주입량을 실시간으로 예측 가능하게 함으로써 침전지 유출수에서 잔류염소농도를 일정하게 유지하는데 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 상하수도학회지
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• 제9권4호
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• pp.107-114
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• 1995

The raw drinking water quality is getting worse because of the winter drought and the conventional treatment system is'nt suitable to obtain the satisfied quality of water. So, the advanced water system, BAC(Biological Activated Carbon) process is said to be effective to remove dissolved organics and ammonia nitrogen. In our study, the BAC pilot plant using Nak-dong river water is tested in low temperature. Following results are found from the study. The ammonia nitrogen removal rate of BAC system using wood-based carbon (PICABIOL) was 99% in $6^{\circ}C$ temperature. Chlorine dosage in wood-based BAC effluent was reduced to 67% of that in sand filtered wate. It resulted from the removal of ammonia nitrogen. Also, THM formed by chlorine addition in wood-based BAC effluent was decreased to 65% of that in sand filtered water. In the case of dual-filter, the removal efficiency of ammonia nitrogen was increased 30% more than in conventional sand filter. According to this result, the ammonia nitrogen load to BAC system could be lessened by the use of dual-filter.

• 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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• 제22권11호
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• pp.2059-2065
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• 2000

낙동강 상류지역의 점오염원에서 지속적으로 배출되는 오염물질의 가중과 수량의 부족 현상으로 갈수기에는 하천의 부영양화로 인하여 조류증가에 따른 수화(水花) 현상이 나타나 원수의 pH가 상승하여 응집장애를 야기시키고 있다. 조류에 의한 pH 상승은 정수처리시 적정 응집범위를 벗어나게 하여 응집제의 사용량 증가와 수산화알루미늄의 용해도를 상승시켜 정수중의 잔류알루미늄 증가와 같은 문제를 일으킨다. 따라서 본 연구에서는 황산을 이용하여 상수원수의 pH를 응집공정 전에 조절함으로써 응집제의 주입량 및 산화제 사용량을 줄이고, Jar test 결과 황산을 이용하여 pH를 8.1로 조절한 경우 매우 효과적이고 경제적으로 평가되었으며, 응집제 주입량을 약 30% 정도 저감시켜도 pH를 조절하지 않은 경우와 동일한 탁도 제거율을 보였으며 DOC 및 UV-254 같은 유기물 제거효과는 오히려 높은 것으로 조사되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권10호
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• pp.1099-1107
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• 2005

오존 투입농도 $0.5{\sim}3\;mgO_3/mgDOC$에서 $UV_{254}$와 DOC가 각각 $23%{\sim}65%$, $2%{\sim}15%$의 제거율을 나타내었고, THMFP와 HAAFP의 제거율은 오존 투입농도 $0.5{\sim}3\;mgO_3/mgDOC$에서 각각 $17%{\sim}52%$, $9%{\sim}29%$로 나타났다. 오존 투입농도에 따른 수중 천연유기물질의 특성변화를 조사한 결과, 소수성 및 반친수성 유기물질은 오존 투입농도 $0.5{\sim}3\;mgO_3/mgDOC$에서 각각 $37%{\sim}68%$, $35%{\sim}64%$의 제거율을 나타내었으며, 반면 친수성 유기물질은 $40%{\sim}49%$의 증가율을 보였다. 오존처리에 의한 천연유기물질 특성변화에 따른 염소 소독부산물 생성능 변화를 조사한 결과, 소수성 및 반친수성 유기물질에서 생성되는 THMFP와 HAAFP는 오존 투입농도가 증가함에 따라 큰 폭으로 감소하였으나, 친수성 유기물질에서는 증가하는 경향을 나타내었다. 오존처리에 의한 단위 DOC당 THMFP와 HAAFP의 변화에서 두 물질 모두 오존처리에 의해 단위 DOC당 생성능의 감소를 보였고, 오존 투입농도가 증가할수록 반응성의 감소가 크게 나타났다. 그리고, 단위 DOC당 HAAFP 보다는 THMFP의 경우가 오존처리에 따른 제거율이 높은 것으로 조사되었다. 오존 투입농도별 천연유기물질 특성변화에 따른 단위 DOC당 THMFP 및 HAAFP 변화를 조사한 결과, 소수성, 반친수성 및 친수성 유기물질에서의 단위 DOC당 THMFP 및 HAAFP 모두 반응성이 감소하는 것으로 나타났다. Br-THMFP와 chloroformFP에 대한 오존 투입농도별 제거특성은 Br-THMFP의 경우 오존 투입농도에 따라 제거율 및 단위 DOC당 THMFP 제거율이 chloroformFP 보다 월등히 높은 것으로 나타났다. 또한, Br-HAAFP와 DCAAFP와 TCAAFP에 대한 오존 투입농도별 제거특성을 조사한 결과에서 TCAAFP는 오존 투입농도가 증가할수록 제거율 및 단위 DOC와의 반응성 감소율도 증가하였으나, DCAAFP는 오존처리 전 후로 제거율 및 단위 DOC와의 반응성에는 변화가 없었으며, Br-HAAFP의 경우는 $1\;mgO_3/mgDOC$ 이상의 오존 투입농도에서는 제거율의 상승은 나타나지 않았고, Br-THMFP에 비하여 오존처리에 의해 낮은 제거율을 나타내었다. 본 실험결과에서 소독부산물 생성능과 경제성을 고려하여 오존 투입농도를 결정한다면 $1\;mgO_3/mgDOC$가 적정 오존 투입농도로 조사되었다.

• 상하수도학회지
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• 제10권1호
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• pp.78-84
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• 1996

The presence of ammonia, usually in the form of ammonium ion ($NH_4{^+}$), can enhance bacterial growth m the distribution system and make the production of drinking water more costly if ammonium must be removed to ensure good disinfection. Removal of ammonia by biological oxidation could be economical which prevents excess chlorine dosage In this research, effects of hydraulic retention time (HRT) and media type on the ammonia removal efficiencies of submerged biofilm reactor were investigated. The biofilm reactors combined the characteristics of high biological solids capture efficiency and good hydraulic control. The results indicate that biofilms can remove over 77 percent of the ammonia with HRT of longer than 2 hr even at low temperature ranging from 14.6 to $16.6^{\circ}C$. The HRT has a significant effect on nitrification. The overall nitrification and efficiency of ammonia removal increase with increasing HRT. It has also been observed that when the fibrous media was used, the ammonia removal, nitrification rate and endurance to shock improved.

• 대한환경공학회지
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• 제27권1호
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• pp.115-119
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• 2005

소독부산물에 대한 수질기준이 강화됨에 따라 외국은 물론 국내 정수장에서도 강화응집(Enhanced Coagulation), 대체소독제 사용과 오존/활성탄 등의 고도정수처리공정 등을 도입하여 운영중이거나 도입을 계획하고 있다. 국내에서는 1991년도 낙동강페놀오염사고 전후로 26개 정수장에 이산화염소 발생기가 설치되었으나 실공정에서 축적된 운영자료는 거의 없는 실정이다. 본 연구는 홍수기 특정시기에만 소독부산물이 높게 검출되는 A정수장에 이산화염소 발생기를 설치하여 1년간 운영자료를 토대로 수질개선효과 운영관리상의 문제점과 향후 기존 정수장에서 이산화염소 공정도입시 고려하여야 할 내용을 정리하였다. 이산화염소에 의하 소독부산물 저감효과는 전체공정에서 $30{\sim}40%$ 정도였으나, 2-MIB, Geosmin의 제거율은 10% 이내였다. 이산화염소 부산물이 클로라이트 클로레이트 발생량은 이산화염소 투입량의 $70{\sim}100%$ 정도였으며, 접촉시간이 경과되면서 클로레이트로 전환되는 양이 많아졌다. 또한 이산화염소와 염소를 병행사용할 경우 급배수관망에서 클로라이트와 유리잔류염소가 반응하여 이산화염소가 재생성되어 강한염소냄새(락스성) 민원이 발생될 수 있다.