• 제목/요약/키워드: chlorine water disinfection

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이상적인 음료수 공급을 위한 수질관리에 관한 연구 (Study on the Water Management to get High Quality of Drinking Water)

  • 김형석;신현덕;박경석
    • 환경위생공학
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    • 제6권1호
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    • pp.7-25
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    • 1991
  • Until now, pure drinking water grnerally menas the water without taste, odor, general bacteria, coliform, and other exotic substance. Such a definition has been changing recently due to the finding of numerous other inorganic and organic substances unknown to us. 10 years ago, major causes of death were infectious agents and parasites contained in water, but recently, it has become apparent that some substances contained in drinking water cause cancer and heart diseases. We must drink about 2L of water everyday in order to maintain healthy condition. Waters used for drinking include tap water, well water, spring water, filtered water, etc., but the quality of drinking water has more polluted due to the industrial development and population increase. For example, industrial waste waters from industrial plants pollute the water supply sources ; toxic substances contained in the waste waters pollute the ground water sources by penetrating the geological strata, and municipal, livestock, public building waste waters also pollute the water supply sources. Sometimes, the polluted surface waters were announced to be polluted by various kinds of orgainc substance, and it is reported that the pollution of ground water by orga nic substances has few in number but high in its concectration comparing with those of surface water. As the water quality pollution level increases, so the amount of disinfectant also increase. For example, chlorine solution, one of widely used disinfectants, creates trihalomethane(THM), a carcinogen, and halogen compounds. According to Oliver, through chlorine disinfection process, humine substance and chlorine create bolatile organic halide and nonvolatile organic halide by chemical reaction. There are tens or hundreds filtering devices, but filtering principles and maintenance metjhods are different, so their efficiency tests are needed. According to Smith, the effeciency tests aginst over 30 Ameican filtering devices show that 10 devices can remove 85% of volatile organics and further studies on filtered waters are underway. In consideration of important impacts of polluted drinking water on national health, authors studied the state of water quality pollution against tap water used as drinking water, filtration device passed water, ground water, and conserved drinking water ; tested the efficiency of filtration devices for tap water ; tried to sep up the detection method by using ion chromatography based on negative ion and positive ion by using single column, and attemped the simple filtration method for general households.

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수돗물중 소독부산물(DBPs)의 생성 및 분포특성에 관한 연구 (Occurrence and Distribution of Disinfection of By-Products in Drinking Water)

  • 인치경;이중호;이인숙;방은옥;송현실;윤선진
    • 한국환경보건학회:학술대회논문집
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    • 한국환경보건학회 2005년도 국제학술대회
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    • pp.263-272
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    • 2005
  • Chlorine disinfection has been used in drinking water supply to disinfect the water-borne microbial disease which may cause to serious human disease. it is still the least costly, relatively easy to use, Chlorination is the primary means to disinfect portable water supplies and control bacterial growth in the distribution system. However, chlorine reacts with natural organic matter(NOM), that presents in nearly all water sources, and then produces disinfection by-products(DBPs), that have adverse health effects. Although the existent DBPs have been reported in drinking water supplies, it is not feasible to predict the levels of the various DBPs due to the complex chemistry reaction involved. 1. The objectives of this study is to investigate seasonal variation difference concentration of DBPs in the plant to tap water. The average concentration of THMs was 20.04 ${\mu}g/{\ell}$ , HAAs 8-15 ${\mu}g/{\ell}$ , HANs 2-4.5 ${\mu}g/{\ell}$ respectively. 2. Distant variation of DBPs furmation by the distance is that THMs concentration increased by 17% at 2km point from the plant and by 28% at 7km and HAAs, HANs also increase each by 16%, 32% at 2 km from the plant and 35%, 56% at 7 km. DBPs increase in water supply pipe continually, 3. The seasonal occurrence of BBPs is that in May and August DBPs concentration is very higher than in march, in May DBPs concentration is highest. The temperature is main factor of DBPs formation, precursor also. 4. Precursor which was accumulated for winter flowed into the raw water by flooding in spring and summer and produced DBPs. 5. Therefore for the supply of secure drinking water, it is required to protect precursor of flowing into raw water and to add to BCAA and DBAA to drinking water standards.

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실시간 수질 모니터링을 위한 스마트 디바이스의 개발 (Development of the Smart Device for Real Time Water Quality Monitoring)

  • 류대현;최태완
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제14권4호
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    • pp.723-728
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    • 2019
  • 우리가 일상적으로 마시는 수돗물의 경우 수질의 오염에 대한 시민들의 불신은 매우 높은 편이다. 또한 수돗물의 수질오염사고는 예측이 어렵고 그 위험이 커서 실시간 모니터링과 관리가 필요하다. 따라서 사물인터넷을 이용한 실시간 수질 모니터링의 도입이 필요한 분야라 할 수 있다. 잔류염소는 다른 소독제보다 잔류성 및 경제성이 우수하고 잔류효과 확인이 쉬워 상수도에서 주로 소독 지표로 활용되는데 수돗물의 안전성을 확보하는 차원에서 사물인터넷기술을 이용하여 실시간으로 감시가 가능하다. 본 연구에서는 전류법 센서를 이용하여 실시간 수질 모니터링을 위한 스마트 디바이스를 개발하고 그 성능을 분석하였다.

Electrochemical dehalogenation of disinfection by-products and iodine-containing contrast media: A review

  • Korshin, Gregory;Yan, Mingquan
    • Environmental Engineering Research
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    • 제23권4호
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    • pp.345-353
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    • 2018
  • This paper summarizes results of research on the electrochemical (EC) degradation of disinfection by-products (DBPs) and iodine-containing contrast media (ICMs), with the focus on EC reductive dehalogenation. The efficiency of EC dehalogenation of DBPs increases with the number of halogen atoms in an individual DBP species. EC reductive cleavage of bromine from parent DBPs is faster than that of chlorine. EC data and quantum chemical modeling indicate that the EC reduction of iodine-containing DBPs (I-DBPs) is characterized by the formation of active iodine that reacts with the organic substrate. The occurrence of ICMs has attracted attention due to their association with the generation of I-DBPs. Indirect EC oxidation of ICMs using anodes that produce reactive oxygen species can result in a complete degradation of these compounds yet I-DBPs are formed in the process. Reductive EC deiodination of ICMs is rapid and its overall rate is diffusion-controlled yet I-DBPs are also produced in this reaction. Further progress in practically feasible EC methods to remove DBPs, ICMs and other trace-level organic contaminants requires the development of novel electrocatalytic materials, elimination of mass transfer limitations via innovative design of 3D electrodes and EC reactors, and further progress in the understanding of intrinsic mechanisms of EC reactions of DBPs and TrOC at EC interfaces.

음용 원수의 염소소독에 의한 소독부산물 생성패턴에 관한 연구 (A Study on Formation Pattern of DBPs by Disinfection of Drinking Raw Water)

  • 이강진;홍지은;표희수;박송자;유제강;이대운
    • 분석과학
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    • 제16권3호
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    • pp.249-260
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    • 2003
  • 한강에서 채취한 원수에 염소소독제인 hypochlorite를 $10{\mu}g/m{\ell}$의 농도로 투여한 후 1시간~14일까지 TOC (total organic carbon), 잔류염소량 및 탁도 등을 측정하고 THMs (trihalomethanes), HANs (haloacetonitriles), HKs (haloketones), chloral hydrate 및 HAAs (haloacetic acids) 등의 염소소독 부산물의 생성율을 조사하였다. 그 결과 잔류염소량은 투여후 1시간 경과 시 $6{\mu}g/m{\ell}$ 이상에서 14일째에 $1.23{\mu}g/m{\ell}$으로 감소하였으며 TOC 및 탁도는 큰 차이가 없었다. 7일 후 발생한 총 소독부산 물의 농도는 $101.3ng/m{\ell}$ (789.6 nM)이며 이 중 THMs이 69%로 가장 큰 비중을 차지하였다. 그 외에 HAAs가 19%, chloral hydrate가 10% 정도 검출되었으며, HANs와 HKs 및 chloropicrin 등은 미량 검출되었다. THMs 중에서는 chloroform이 $61.5ng/m{\ell}$로 총 THMs 중 약 89% 정도를 차지하였으며 HANs 중에서는 DCAN이 95%인 $0.72ng/m{\ell}$, HAAs 중에서는 TCAA가 50% 등으로 가장 높은 비율로 검출되었다. 각 부산물의 발생량의 상관관계를 조사한 결과 THMs과 HANs의 경우 THMs의 농도가 $40ng/m{\ell}$인 지점을 경계로 HANs과 경쟁적 발생관계가 있음이 나타났다. HAAs의 경우는 특별한 경향성을 나타내지 않았으나 전체적으로 초기에 산화상태가 큰 화합물에서 산화상태가 작은 화합물로 점차 변화하는 것으로 관찰되었다.

산성이온수 농도제어를 위한 Microprocessor를 이용한 PWM 제어 (The PWM Control Which used Microprocessor for Intensity Control of Acid Ion Water)

  • 권윤중;남상엽
    • 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.

상수 염소 소독에 의한 클로로페놀 생성에 관한 연구 (A Study on Production of Chlorophenols by Chlorinaion of Drinking Water)

  • 정용;권숙표;박하영
    • 약학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.87-95
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    • 1980
  • Chlorination to polluted water can produce chlorocompounds which may impair human health. It has been discussed that chlorophenols would be one of undesirable substances in drinking water. This study was undertaken to investigate the production mechanism of chlorophenols by chlorination in the disinfection of water and to determine pollution levels of phenols as precursor of chlorophenols and chloropbenols in some sewage, stream water and tap water in the vicinity of Seoul from January to September, 1979. By chlorination with hyperchlorite to phenols in distilled water, o-chlorophenol was predominantly produced at the concentration of less than 10ppm of free chlorine. o-Chlorophenol, 2,6-dichlorophenol and 2,4-dichlorophenol were also produced by chlorination with the concenration from 20 to 100ppm of free chlorine. From the concentration of 100ppm of free chlorine to 200ppm, o-Chlorophenol was vanished and 2,6-dichlorophenol and 2,4-dichlorophenol were determined. Phenols originated from night soil, municipal sewage and stream were determined at 49.15 ppm. 0.095 ppm and 0.003 ppm in average respectively. About 87 and 88 percent of phenols in sewage and night soil were biodegradated by aeration for 10 days and 74 and 51 percent of phenols in sewage and night soil by spontaneous settling for 10 days. From the tap water in Seoul during summer, 1979, chlorophenols were identified; they were average 0.042 ppb of o-chlorophenol, 0.033 ppb of 2, 6-dichlorophenol and 0.003 ppb of 2, 4-dichlorophenol respectively. With the above result and discussion, it is considered that chlorophenols should be controlled from the source as well as chlorination in water purification.

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호소수를 원수로 사용하는 정수장의 소독부산물 생성 특성 및 제어 방안 (Formation Characteristics and Control of Disinfection Byproducts in a Drinking Water Treatment Plant Using Lake Water)

  • 이기창;제갈봉창;최일환;이원태
    • 대한환경공학회지
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    • 제37권5호
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    • pp.269-276
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    • 2015
  • 본 연구는 경상북도 지역에서 호소수를 원수로 사용하는 한 정수장의 원수 및 공정별 처리수의 자연유기물질(NOM) 및 소독부산물(DBPs) 생성특성을 조사하고 정수공정내 DBPs 제어방안을 제시하였다. Fluorescence excitation-emission matrix (FEEM) 분석결과 원수의 NOM은 토양과 미생물의 복합기원에 의한 것으로 밝혀졌다. NOM의 분자량크기 및 분획제거 특성은 liquid chromatography-organic carbon detector (LC-OCD)를 이용하여 분석하였다. 대체로 휴믹물질과 저분자량 유기물질 분획이 많았고, 고분자량물질은 저분자량물질보다 응집 침전공정에서 제거가 용이한 것으로 나타났다. 전염소주입 후 정수공정별로 진행될수록 반응시간이 길어져 DBPs 농도가 증가하였으며 생성된 DBPs는 일반적인 정수처리로 제거되지 않았다. THMs은 chloroform이 74%로 주종을 이루었으며 bromodichloromethane (22%)와 dibromochloromethane (4%)도 발생했다. HAAs는 dichloroacetic acid (50%)와 trichloroacetic acid (48%)가 주종을 이루었고 dibromoacetic acid (2%) 등 브롬계열은 농도가 낮거나 발생되지 않았다. HANs은 dichloroacetonitrile (60%), bromochloroacetonitrile (30%), dibromoacetonitrile (10%)이 발생되었다. 실험기간 동안 해당 정수장에서 DBPs 발생은 용존유기물농도와 수온보다 전염소주입농도에 큰 영향을 받은 것으로 나타났고, 염소주입농도의 조절로 DBPs 생성농도를 이전에 비해 16~44% 감소시킬 수 있었다.

AI 기법을 활용한 정수장 수질예측에 관한 연구 (Study on water quality prediction in water treatment plants using AI techniques)

  • 이승민;강유진;송진우;김주환;김형수;김수전
    • 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.

Disinfection of Penicillium-infected Wheat Seed by Gaseous Chlorine Dioxide

  • Jeon, Young-ah;Lee, Ho-sun;Lee, Young-yi;Lee, Sokyoung;Sung, Jung-sook
    • 식물병연구
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    • 제21권2호
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    • pp.45-49
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    • 2015
  • Seeds of wheat (Triticum aestivum L. cv. Olgeurumil) were infected with Penicillium sp. at mean infection rate of 83%. Penicillium sp. was detected in endosperm with bran but not in embryo. Gaseous chlorine dioxide ($ClO_2$) effectively inhibited growth of Penicillium sp. at concentration of 5 to $20{\mu}g/ml$. As treatment duration was extended from 1 to 3 h, growth of Penicillium sp. was completely suppressed even at $10{\mu}g/ml$. There was no significant reduction in the incidence of Penicillium sp. at 30% relative humidity (RH). However, the incidence of Penicillium sp. was 27.7% at 50% RH, further those were 3.5% and 0.2% at 70% and 80% RH, respectively. Seed germination was not affected by $ClO_2$ treatment at all the RH conditions. Water-soaked seeds (30% seed moisture content) showed a drastic reduction in the incidence of Penicillium sp. when treated at more than $10{\mu}g/ml$ of $ClO_2$. The incidences of Penicillium sp. were 3.3, 1.8 and 1.2% at 10, 15 and $20{\mu}g/ml$, respectively. The incidence of Penicillium sp. in dry seeds with 9.7% seed moisture content did not reduce when treated with 5 and $10{\mu}g/ml$ at 50% RH although it tended to decrease as $ClO_2$ concentration increased to $20{\mu}g/ml$. Seed germination was not affected by $ClO_2$ treatment at the tested concentrations. These results indicated that gaseous $ClO_2$ was effective disinfectant to wheat seeds infected with Penicillium sp. and that the effectiveness of $ClO_2$ strongly increased when moisture content around or inside of the seed was increased.