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B-18 : 수자원의 효율적인 활용을 위한 Eco-Water 생산 및 운영 타당성에 관한 연구
한영립,김준언,박종훈,임정훈,이승철,최영익 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2013 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 Vol.2013 No.-
본 연구는 수자원의 효과적인 활용하기 위해 하수처리장 방류수를 이용하여 막분리 공정을 적용하고, 생산된 Eco-Water(하수처리수 재이용수)를 인근 산업체에 공급하기 위해 수질 및 수량특성 등 파악하여 공업용수로의 활용에 관한 타당성을 검토하였다. 실험에 사용된 재이용수는 B시 N사업소의 하수처리장 방류수를 대상으로 실시하였다. 대상 하수처리장 사업소의 경우 인근에 대규모 산업단지가 소재하고 있으며, 낙동강 하류에 위치하여 상대적으로 유입수질의 시간에 따른 변동이 심한 것으로 나타났다. 하수처리장 방류수를 이용한 Eco-Water 생산 공정은 BF(Birmfilter)-UF (Ultrafilter)-RO(Reverse osmosis) 공정으로 운전하였으며, UF는 H사의 PVDF 중공사막, RO는 N사 ESPA로 구성하여 Eco-Water Pilot plant를 제작하였다. 운전조건은 하수처리장 방류수 유입량 약 4.0 m3/hr, 생산수량 3.0m3/hr 및 농축수량 1.0 m3/hr로 기준으로 설계하였고, 처리공정으로는 공업폐수 중 중금속(철 및 망간) 유입이 많을 것으로 판단되어 전처리 공정에 BF를 설치하여 UF와 RO의 생산수질의 안정화 및 module별 유입부하량을 감소시켜 운전하였다. 운전에 앞서 공급대상 사업체의 요구수질을 조사하여 연구에 임하였으며, 운전결과 목표수질인 탁도 0.2 NTU 이하, 총 용존고형물 90.0 mg/L 이하, 경도 5.0 mg CaCo3/L 이하, 전기전도도 150.0 μS/cm 이하, M-알칼리도 20.0 mg CaCo3/L 이하, 염소이온 50.0 mg/L 이하, 실리카 2.0 mg/L 이하, 철 0.05 mg/L 이하 및 망간 0.05 mg/L 이하를 모두 만족 하였다. 또한, 동절기에도 수온은 15℃ 이상으로 일정하게 유입되어 유입수 온도 감소에 따른 운전효율 감소는 거의 나타나지 않았으며, 하수처리장 방류수를 이용한 Eco-Water 공업용수 생산 및 공급이 가능할 것으로 판단된다.
수자원의 효율적인 활용을 위한 Eco-Water 생산 및 운영 타당성에 관한 연구
한영립,이승철,최영익,김준언,박종훈,임정훈 한국폐기물자원순환학회 2013 한국폐기물자원순환학회 학술대회 Vol.2013 No.2
본 연구는 수자원의 효과적인 활용하기 위해 하수처리장 방류수를 이용하여 막분리 공정을 적용하고, 생산된 Eco-Water(하수처리수 재이용수)를 인근 산업체에 공급하기 위해 수질 및 수량특성 등 파악하여 공업용수로의 활용에 관한 타당성을 검토하였다. 실험에 사용된 재이용수는 B시 N사업소의 하수처리장 방류수를 대상으로 실시하였다. 대상 하수처리장 사업소의 경우 인근에 대규모 산업단지가 소재하고 있으며, 낙동강 하류에 위치하여 상대적으로 유입수질의 시간에 따른 변동이 심한 것으로 나타났다. 하수처리장 방류수를 이용한 Eco-Water 생산 공정은 BF(Birmfilter)-UF(Ultrafilter)-RO(Reverse osmosis) 공정으로 운전하였으며, UF는 H사의 PVDF 중공사막, RO는 N사 ESPA로 구성하여 Eco-Water Pilot plant를 제작하였다. 운전조건은 하수처리장 방류수 유입량 약 4.0 m₃/hr, 생산수량 3.0 m₃/hr 및 농축수량 1.0 m₃/hr로 기준으로 설계하였고, 처리공정으로는 공업폐수 중 중금속(철 및 망간) 유입이 많을 것으로 판단되어 전처리 공정에 BF를 설치하여 UF와 RO의 생산수질의 안정화 및 module별 유입부하량을 감소시켜 운전하였다. 운전에 앞서 공급대상 사업체의 요구수질을 조사하여 연구에 임하였으며, 운전결과 목표수질인 탁도 0.2 NTU 이하, 총 용존고형물 90.0 mg/L 이하, 경도 5.0 mg CaCo₃/L 이하, 전기전도도 150.0 μS/cm 이하, M-알칼리도 20.0 mg CaCo₃/L 이하, 염소이온 50.0 mg/L 이하, 실리카 2.0 mg/L 이하, 철 0.05 mg/L 이하 및 망간 0.05 mg/L 이하를 모두 만족 하였다. 또한, 동절기에도 수온은 15℃ 이상으로 일정하게 유입되어 유입수 온도감소에 따른 운전효율 감소는 거의 나타나지 않았으며, 하수처리장 방류수를 이용한 Eco-Water 공업용수 생산 및 공급이 가능할 것으로 판단된다.
하수처리장 방류수 재이용 시 망간제거에 의한 UF-RO 안정성 향상에 관한 연구
한영립,김정렬,최영익,김재홍,하상안,김정권,정병길 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2014 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2014 No.-
본 연구는 중슴속을 포함한 공업폐수 유입이 많은 부산시 N 사업소 하수방류수의 원활한 재이용을 위해 막분리 공정(UF 및 RO) 적용시 TDS, 철 및 망간의 전처리에 의한 막분리 공정의 안정성을 평가하는데 그 목적이 있다. 실험에 사용된 원수는 부산시 N사업소의 하수처리 방류수를 대상으로 실시하였다. Pilot plant 규모의 막분리 공정은 후속공정의 효율과적인 운전 및 유지관리를 위하여 전처리 장치로 Birm filter를 설치하였으며, 후처리 공정으로 막분리 공정(UF 및 RO)으로 구성하였다. 하수방류수의 유입량은 약 4 ㎥/hr이며, 최종 생산수량 3 ㎥/hr 및 농축수량 1 ㎥/hr로 실시하였다. 총용존고형물(TDS) 처리성능을 평가하기 위한 분석결과 원수의 경우 평균 3,441(3,230~3,860) mg/L, 최종 생산수의 경우 평균 73(88~60) mg/L로 나타났다. 중금속 분석결과 철의 경우 원수는 평균 0.059(0.052~0.088) mg/L로 나타났으며, 최종 생산수는 미검출로 나타났다. 망간의 경우 원수는 평균 0.54(0.035~0.78) mg/L로 나타났으며, 최종 생산수는 미검출로 나타나 막분리 공정의 최종 생산수 분석결과 철과 망간은 전량 제거되었다. 하수방류수 재이용을 위한 막분리 공정 사용시 TDS 및 중금속(철 및 망간)의 처리효율은 각각 97% 및 100%로 높은 처리효율이 나타나 막분리 공정은 하수방류수에 포함된 고농도의 중금속 처리성능이 우수한 것으로 판단된다.
하수처리수의 재이용을 위한 정밀여과-역삼투막 2단 여과공정 적용시 투과성능 평가
한영립 ( Young-rip Han ),정병길 ( Byung-gil Jung ) 한국환경기술학회 2012 한국환경기술학회지 Vol.13 No.2
본 연구는 정밀여과-역삼투막(MF-RO) 2단 여과공정을 이용한 하수처리수(2차침전지 유출수, 모래여과지 유출수)의 막여과시 투과수량, 역세척 방법 및 투과유속 등의 변화에 따른 막오염 및 처리수의 특성 등 공정별 최적 운전조건 도출 및 공업용수로의 재이용 방안을 평가하고자 하였다. 실험결과 하수처리장 2차침전지 유출수(E-1) 및 사여과지 유출수(E-2)의 막여과(MF-RO)공정적용시 동일 운전조건(1회 여과주기(30 min 운전/1 min 역세정))에서 각각 평균 15.2L/cycle·module 및 20.3 L/cycle·module으로, 2차침전지에서 사여과 공정까지 거친 최종방류수를 이용한 재이용 방안이 더 효과적인 것으로 나타났다. 또한 Run 3 운전조건(운전압력 20 psi, 설계 Flux 256.4 LMH)에서 여과주기 당 평균 23.5 L/cycle·module의 여과수량과 회복율 98%이상을 유지하여 가장 안정적 조건으로 나타났다. 정밀여과-역삼투막(MF-RO) 2단 여과공정을 이용한 하수처리수의 생산수질은 하천유지용수, 공업용수, 농업용수 등 모든 기준치를 만족하여 지역특성에 맞는 선택적인 하수처리수의 재이용이 가능할 것으로 판단된다. The objectives of this research are to investigate permeate, flux variations and backwashing methods according to characteristics of pretreatment of the wastewater by means of two stage microfiltration-reverse osmosis(MF-RO) membranes for both effluent wastewater(E-1) and effluent of sand filtration(E-2) and to evaluate the reclamation of wastewater for industrial water. The results show that averages of permeate with the two stage microfiltration-reverse osmosis(MF-RO) membranes for wastewater(E-1) and effluent of sand filtration(E-2) are 15.2 L/cycle·module and 20.3 L/cycle·module when a same operation condition(30 min operation and 1 min backwashing). Consequently, the results presented in this paper show that treating with the two stage microfiltrationreverse osmosis(MF-RO) membranes for effluent of sand filtration(E-2) is a better method. Moreover, the operation conditions for Run 3 (operation pressure: 20 psi and design flux: 256.4 LMH) are the most stable conditions which provided that average permeate is 23.5 L/cycle·module and recovery efficiency is 98%. It is possible to provide river maintenance water, industrial water and agricultural water with reclamation of wastewater treated with the two stage microfiltration-reverse osmosis(MF-RO) membranes.