상수원으로 유출될 가능성이 높은 잔류의약물질 대상으로 정수처리공정의 단위 공정별 잔류의 약물질 제어 효율을 평가하였다. 응집 공정에서는 Sulfonamide계 항생제는 22.6~42.1 % 제거 되었으며, Naproxen 28.2 %, Acetaminophen 20 %가 제거되었다. Trimethoprim은 4.4 %, Erythromycin은 2.4 %로 낮은 제거율을 보여 주었으며, Aspirin은 전혀 제거되지 않았다. 염소처리와 응집 혼합 공정을 적용하였을 때, 염소 주입량이 증가할수록 제거율이 증가되었다. 염소주입농도 3 mg/L일 때 Sulfonamide계 항생제, Acetaminophen, Naproxen은 100 %, Trimethoprim은약 98%로높은제거효율을나타내었으며 Erythromycin은 약 55 %, Aspirin은 약 10 %로 낮은 제거율을 보여 주었다. 분말활성탄 흡착 공정을 적용하였을 때, 분말활성탄 주입 농도가 증가할수록 제거율이 증가되었다. Sulfonamide계 항생제의 경우 1 mg/L에서 약 18~50 % 제거율을 보였으며, 25 mg/L에서는 약 80 % 이상으로 제거율이 증가하였다. 정수처리 공정에서 잔류의약물질의 효율적인 처리를 위한 염소처리와 흡착, 응집 공정의 적정 주입농도를 평가한 결과 염소 3 mg/L, 분말활성탄 10 mg/L, 응집제 15 mg/L을 적용했을 때 약 90 % 이상이 제거되었다.
This study concerned the analysis on the efficiency of the conversion of water tank type supply system to direct water supply system to examine the feasibility of the conversion, as well as the calculation of optimal conversion range that enables the supply of safe, high-quality water at stable pressure in accordance with the standards of water supply facility. The results of this research showed that when converting water supply system from water tank type supply system to direct water supply system, more nodal points could be properly converted and more reduction of electricity usage was expected in case water pressure rather than residence time was fixed. This means that higher efficacy can be obtained by fixing water pressure when converting water supply system. However, since the number of the locations that received on-spot inspection was small and the electricity usage measured was not exclusively by water supply facility, it is difficult to judge that such reduction of electricity usage accurately represents reduced electricity usage by water supply facility alone. therefore, after having secured on-spot information about a larger number of locations in apartment complexes that have converted water supply system, and utilizing information about electricity usage exclusively by water supply facility, the proposed method of this research could be applied to accurately deducing expected reduction of electricity usage by water supply facilities of various other apartment complexes. It is also considered possible to deduce an effective operation method of water supply system by finding out an area that shows low pressure or low residual chlorine concentration in the optimal conversion range of water supply, followed by estimating the proper location of pumping station or the proper chlorine dosage at the power purification plant that supply water to the target area.
This paper is a result of research conducted on the 800,000 m3/d capacity of A Water Treatment Plant (WTP) and 400,000 m3/d capacity of B WTP plant in operation in the Nakdong River region. We evaluated the effect of algae broom on the WTP operation based on the running data of both WTP and the data on the pre-oxidation process field test for algae control using sodium permanganate (SPM) at the B WTP. The study results showed that during the algal bloom period, the coagulant dose increased by 102% in A WTP and 58% in B WTP, respectively, and the chlorine dose also increased by 38% and 29%, respectively, which may affect Total trihalomethane (THM) production. Data such as algal populations and Chl-a, residual chlorine and THM, algal populations, and ozone dose appeared also highly correlated, confirming that algal broom affects WTP operations, including water quality and chemical dosage. As a result of the field test of B WTP, THMs appeared lower than that of the control, suggesting the possibility of the SPM pre-oxidation process as an alternative to algae-related water quality management. Furthermore, in terms of GHG emissions due to energy consumption, it was observed that the pre-oxidation process using SPM was approximately 10.8%, which is a very low ratio compared to the pre-ozonation process. Therefore, these results suggest that the SPM pre-oxidation process can be recommended as an alternative to low-carbon water purification technology.
Seawater desalination process using a reverse osmosis (RO) membrane has been considered as one of the most promising technologies in solving the water scarcity problems in many arid regions around the world. To protect RO membrane in the process, a thorough understanding of the pretreatment process is particularly needed. Seawater organic matters (SWOMs) may form a gel layer on the membrane surface, which will increase a concentration polarization. As the SWOMs can be utilized as a substrate, membrane biofouling will be progressed on the RO membrane surface, resulting in the flux decline and increase of trans-membrane pressure drop and salt passage. In the middle of disinfection, an optimal chlorine dosage and neutralizer (sodium bisulfite, SBS) should be practiced to prevent oxidizing the surface of RO membranes. Additional fundamental research including novel non-susceptible biofouling membranes would be necessary to provide a guide line for the proper pretreatment process.
Performance limiting factors (PLFs) derived from 161 drinking water treatment plants (DWTPs), assessed by International Technical Diagnosis & Assistance Center, were analyzed and evaluated in more detail in this study. In order to conduct study, 161 DWTPs were divided into five categories depending on their capacity, and into twelve groups according to processes and facilities. From the results of analysis, PLFs and their distribution ratio derived from each category were significantly different. Filtration was the most important performance limiting process in all DWTPs of five categories, and the PLFs in filtration were backwashing velocity, media configuration, bed depth, and formation of mud-ball. The PLFs in coagulation-flocculation process were found out to be coagulant dosage, mixing speed, mechanical problems, and others in the order of frequency of occurrence. Also, insufficient disinfection ability that is resulted from insufficient hydraulic detention time and improper chlorine dose and injection point, is the most significant among PLFs in a clear well. In the case of sedimentation, inappropriate baffle structure and excessive upward velocity were PLFs. In addition, the results showed that high turbid water and low alkalinity in a rainy season, ferric and manganese ions, and ammonia nitrogen have been contributed significantly on the performance of DWTPs.
Xylan can be applied to improve the strength properties of paper; however the optical properties, such as brightness, are decreased significantly. To solve that problem, an applicable bleaching process is therefore desired. The aim of this research was to investigate the impact of hydrogen peroxide bleaching on hardwood kraft pulp pretreated with birchwood xylan by measuring optical properties (whiteness, brightness, opacity) as well as physical properties (tensile index, tearing index, bulk) of handsheets made from the bleached pulp. Hydrogen peroxide bleaching, as a kind of totally chlorine free (TCF) bleaching method, is quite important industrially for chemical pulp. In our work, the process variables of peroxide bleaching including bleaching temperature, time, initial pH and $MgSO_4$ dosage were studied. The results showed that both good mechanical properties and optical properties could be achieved when the operating parameters were controlled properly and therefore hydrogen peroxide bleaching was proved to be a suitable method for bleaching hardwood kraft pulp with adsorption of birchwood xylan.
Knowledge of organic micropollutant transfers in barrier seal materials from waste storage facilities is limited to volatile organic compounds and phenolic compounds at ambient temperature. This study focused on the sorption of chlorophenols (CPs) from various geotextiles from clay geosynthetics under the influence of temperature. Also to study the impact of the polarity or the amount of CPs adsorbed on geotextiles with the partition coefficient. The effect of various parameters such as contact time, effect of temperature, initial CPs concentration and adsorbent dosage has been carried out in this study. The result obtained is non-linear and the data was calculated for affinity with Freundlich isotherm model. An important observation is that the amount of CPs sorbed on geotextiles increases with a growing number of chlorine atoms, ie increases with the partition coefficient (log Kow). During this study, a decrease in adsorbent properties was observed with the rise in temperature from 23℃ to 55℃. The partitioning coefficients for CPs examined range are from 2.4 (R2 = 0.86) to 8.4 mL/g (R2 = 0.90). Among the CPs studied, the highest adsorbed quantity was observed for pentachlorophenol with 0.052 g/g at 23℃, this quantity will decrease with the increase in temperature.
Today, the use of special technologies in the admixture of concrete has made tremendous progress, but the problem that has always existed in the construction of concrete members is the brittleness and lack of loading bearing after cracking, which leads to reduced strength and energy absorption. One of the best ways to fix this is to reinforce the concrete with steel fibers. Steel fibers also control cracks due to dry shrinkage, reduce structural crack width, and improve impact resistance. In this study, recycled steel fibers from worn tires have been used in the manufacture of concrete samples, the secondary benefits of which are the reduction of environmental pollution. One of the disadvantages of steel fiber reinforced concrete is the corrosion of steel fibers and their deterioration in harsh environments such as coastal areas. Corrosion caused by chlorine ions in metal fibers causes deterioration and early decommissioning of structures in corrosive environments. In this study, the effect of the dosage of steel fibers (dosages of 15, 30, and 45 kg of fibers per cubic meter of concrete) and aspect ratio of fibers (aspect ratio of 25 and 50) on compressive and flexural strength of concrete samples are investigated. In the following, the effect of fiber corrosion on the results of the mechanical properties of concrete samples is examined. The results show that the increase in fiber causes a relative increase in compressive strength, and a significant increase in flexural strength, and corrosion of steel fibers without reducing workability reduces compressive strength and flexural strength by up to 6 to 11%, respectively.
This study was carried out to investigate the formation of DBPs(Disinfection By-products) such as trihalomethane(THMs) and haloacetic acid(HAAs) by chlorination in raw water and finished water of Water Treatment Plant(WTP). The formation of THMs was increased with the increase of pH and reaction time. HAAs was found as a high formation at a pH 7 and low formation at pH 9. THMFP(Trihalomethane Formation Potential) was the highest formation potential in raw water of Pu-1 and the lowest in raw water of Pa-1. In case of HAAFP(Haloacetic acid formation potential), So-1 showed the highest value, while Pa-1 showed the lowest value. It was investigated the relationship between HAAs and organic matters which were described as DOC(dissolved organic carbon) and $UV_{254}$. In both DOC and $UV_{254}$ versus HAAFP, Pu-1 showed the good correlation coefficients($r^2$) with 0.95 and 0.84, respectively. For three WTP investigated, DBPs(THMs + HAAs) was shown over the range of $42.00{\sim}49.36{\mu}g/L$. This result might be due to the different characteristic of organic matters in raw water and the difference of chlorine dosage for a water treatment.
Activated carbon (AC) was synthesized from Phoenix dactylifera stones and then modified by $CoFe_2O_4$ magnetic nanocomposite for use as a Cr(VI) adsorbent. Both $AC/CoFe_2O_4$ composite and AC were fully characterized by FTIR, SEM, XRD, TEM, TGA, and VSM techniques. Based on the surface analyses, the addition of $CoFe_2O_4$ nanoparticles had a significant effect on the thermal stability and crystalline structure of AC. Factors affecting chromium removal efficiency like pH, dosage, contact time, temperature, and initial Cr(VI) concentration were investigated. The best pH was found 2 and 3 for Cr adsorption by AC and $AC/CoFe_2O_4$ composite, respectively. The presence of ion sulfate had a greater effect on the chromium sorption efficiency than nitrate and chlorine ions. The results illustrated that both adsorbents can be used up to seven times to adsorb chromium. The adsorption process was examined by three isothermal models, and Freundlich was chosen as the best one. The experimental data were well fitted by pseudo-second-order kinetic model. The half-life ($t_{1/2}$) of hexavalent chromium using AC and $AC/CoFe_2O_4$ magnetic composite was obtained as 5.18 min and 1.52 min, respectively. Cr(VI) adsorption by AC and $AC/CoFe_2O_4$ magnetic composite was spontaneous and exothermic. In general, our study showed that the composition of $CoFe_2O_4$ magnetic nanoparticles with AC can increase the adsorption capacity of AC from 36 mg/L to 70 mg/L.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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