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- 저자 : 노유래(Noh, Yoorae) (검색결과 8 건)
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물탱크 내 염소농도 감소율에 미치는 기작별 영향에 대한 문헌조사 연구
노유래(Yoo rae Noh),박준홍(Joon hong Park) 한국방재안전학회 2016 한국방재안전학회 학술대회 논문집 Vol.2016 No.-
공동주택 및 건물 내 저수조 (물탱크) 시설은 비상상황 시 급수조달 및 소방용수로의 사용으로 현행법에 의해 그 설치 및 운영이 요구되고 있다. 하지만 물탱크 내 저장된 수돗물 잔류염소의 감소로 미생물 성장등의 위생상 문제 가능성이 존재한다. 이러한 문제를 방지하기 위해서는 저장된 수돗물의 잔류 염소 농도감소에 관여하는 기작들의 정량적 영향에 대한 정보와 지식이 필요하다. 하지만 국내 수돗물 조건에서 이러한 정보와 자료가 부족하다. 본 연구에서는 수돗물에서 염소농도가 감소하는데 기여하는 기작들의 정량적 영향을 실험적으로 측정하고, 이를 근거로 물탱크에서 염소감소를 최소화하는 방안에 대해서 고찰하였다. 실험 결과 탈기와 표면 흡착이 없는 수중 조건(25℃)에서 관측된 염소 분해 속도 계수는 0.012(1/h)이었으나, 탈기와 표면 흡착이 수중 분해반응과 함께 발생하는 경우에는 염소 감소 속도 계수는 약 3 배 이상 증가하였다. 수치모형 시뮬레이션 결과, 표면 흡착능이 적은 물탱크 표면 재료 (Poly Ethylene 계통 소재)를 사용하고 탈기가 최소화 되는 조건 (물탱크 내 공기 부피 최소화, 수중의 Dispersion 최소화, 지진 등의 급격한 압력 변화를 고려한 통기의 최소화)에서 잔류염소가 기준치 보다 높게 유지 될 수 있음을 보이었다. 이러한 결과들은 물탱크 표면 흡착과 탈기 최소화를 통해서 물탱크 저장된 수돗물의 위생안전성을 제고할 수 있음을 시사한다. A water storage tank in apartment houses or buildings is required to be constructed and operated using as fire water and supply water for emergency. However, sanitary problems such as microorganism growth are occurred due to chlorine disappearance in water storage tanks. To prevent these things, quantitative informations and knowledges about pathways involved in chlorine disappearance on stored water are needed. But, the suitable research and data for Korea tap water are under the deficiency. In this study, we explored the current conditions of residual chlorine and its limitation on distribution system and water storage tanks. Also, we derived the residual chlorine decay mechanisms in storage water tank and its theoretical formulas. These results could be based on assessment experiments of mechanisms to measure the each decay coefficient. These will also suggest to enhance sanitary safety for drinking water by proposing minimization ways of chlorine disappearance in water storage tanks.
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물탱크 내 염소농도 감소율에 미치는 기작 별 영향에 대한 정량적 연구
노유래(Yoorae Noh),박준홍(Joonhong Park) 한국방재안전학회 2016 한국방재안전학회 학술대회 논문집 Vol.2016 No.-
공동주택 및 건물 내 저수조 (물탱크) 시설은 비상상황 시 급수조달 및 소방용수로의 사용으로 현행법에 의해 그 설치 및 운영이 요구되고 있다. 하지만 물탱크 내 저장된 수돗물 잔류염소의 감소로 미생물 성장 등의 위생상 문제 가능성이 존재한다. 이러한 문제를 방지하기 위해서는 저장된 수돗물의 잔류 염소 농도 감소에 관여하는 기작들의 정량적 영향에 대한 정보와 지식이 필요하다. 하지만 국내 수돗물 조건에서 이러한 정보와 자료가 부족하다. 본 연구에서는 수돗물에서 염소농도가 감소하는데 기여하는 기작들의 정량적 영향을 실험적으로 측정하고, 이를 근거로 물탱크에서 염소감소를 최소화하는 방안에 대해서 고찰하였다. 실험 결과 탈기와 표면 흡착이 없는 수중 조건(25℃)에서 관측된 염소 분해 속도 계수는 0.012(1/h)이었으나, 탈기와 표면 흡착이 수중 분해반응과 함께 발생하는 경우에는 염소 감소 속도 계수는 약 3 배 이상 증가하였다. 수치모형 시뮬레이션 결과, 표면 흡착능이 적은 물탱크 표면 재료 (Poly Ethylene 계통 소재)를 사용하고 탈기가 최소화 되는 조건 (물탱크 내 공기 부피 최소화, 수중의 Dispersion 최소화, 지진 등의 급격한 압력 변화를 고려한 통기의 최소화)에서 잔류염소가 기준치 보다 높게 유지 될 수 있음을 보이었다. 이러한 결과들은 물탱크 표면 흡착과 탈기 최소화를 통해서 물탱크 저장된 수돗물의 위생안전성을 제고할 수 있음을 시사한다.
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온도 변화에 따른 수돗물 저장 저수조 내 잔류염소에 관한 수학적 모형 시뮬레이션
노유래 ( Yoorae Noh ),박준홍 ( Joonhong Park ) 한국물환경학회(구 한국수질보전학회) 2017 한국물환경학회지 Vol.33 No.2
To ensure the hygienic safety of drinking water in a water storage tank, the concentrations of residual chlorine should be above a certain regulated level. In this study, we conducted model simulations to investigate the effects of temperature on residual chlorine under water storage tank conditions typical for use in Seoul. To this effect, model parameter values (decomposition rate constant, sorption coefficient, and evaporation mass transfer coefficient) were determined in laboratory experiments. The model simulations under continuous flow conditions showed that the residual chlorine concentrations satisfied the Korea ministry of environment`s water quality standard level (0.1 mg/L) at all temperature conditions (5°C, 10°C, 15°C, 20°C, and 25°C). When the tanks were in a no-flow condition (i,e., no tap-water influent due to a sudden shut-down), the concentrations lowered relative to the water quality regulatory level. The findings of simulating Seoul`s water storage tanks also suggested that the disappearance rate of residual chlorine could be reduced by the tanks` design optimization with maintenance of low water temperature, minimization of air flow and volume, suppression of water dispersion, and the use of wall materials with low sorption ability.
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저수조 내 잔류염소 감소에 미치는 주요 영향 인자에 관한 문헌연구
노유래(Yoorae Noh),김상효(Sang-Hyo Kim),최성욱(Sung-Uk Choi),박준홍(Joonhong Park) 한국방재안전학회 2016 한국방재안전학회 논문집 Vol.9 No.2
약안전한 수돗물 공급을 위해 정수처리장부터 최종 단계인 수도꼭지까지 일정 수준 이상의 잔류염소농도가 유지되어 야 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 속 도 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 도출 을 위해서 본 연구에서는 저수조 내 잔류염소 감소에 관여하는 주요 기작들인 수체 내 잔류염소 분해, 벽체 표면 흡착, 그리 고 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 수리학적 조건(난류 정도), 그리고 저수조 벽체 표면 재질의 흡착능 등이 저수조 내 잔류염소 감소에 주요 영향 인자들임을 알 수 있 었다. 본 연구에서 획득된 결과들은 잔류염소 감소를 최소화하여 안전한 수돗물 공급을 가능하게 하는 새로운 저수조 설계 기법이나 기술 개발에 유용하게 활용될 것이다. For safe water supply, residual chlorine has to be maintained in tap-water above a certain level from drinking water treatment plants to the final tap-water end-point. However, according to the current literature, approximately 30-60% of residual chlorine is being lost during the whole water supply pathways. The losses of residual chlorine may have been attributed to the current tendency for water supply managers to reduce chlorine dosage in drinking water treatment plants, aqueous phase decomposition of residual chlorine in supply pipes, accelerated chlorine decomposition at a high temperature during summer, leakage or losses of residual chlorine from old water supply pipes, and disappearances of residual chlorine in water storage tanks. Because of these, it is difficult to rule out the possibility that residual chlorine concentrations become lower than a regulatory level. In addition, it is concerned that the regulatory satisfaction of residual chlorine in water storage tanks can not always be guaranteed by using the current design method in which only storage capacity and/or hydraulic retention time are simply used as design factors, without considering other physico-chemical processes involved in chlorine disappearances in water storage tank. To circumvent the limitations of the current design method, mathematical models for aqueous chlorine decomposition, sorption of chlorine into wall surface, and mass-transfer into air-phase via evaporation were selected from literature, and residual chlorine reduction behavior in water storage tanks was numerically simulated. The model simulation revealed that the major factors influencing residual chlorine disappearances in water storage tanks are the water quality (organic pollutant concentration) of tap-water entering into a storage tank, the hydraulic dispersion developed by inflow of tap-water into a water storage tank, and sorption capacity onto the wall of a water storage tank. The findings from this work provide useful information in developing novel design and technology for minimizing residual chlorine disappearances in water storage tanks.
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