수질자동측정기기를 이용한 하·폐수처리 유출수 분석에 관한 연구

정금규 조선대학교 대학원 2007 국내석사

본 연구에서는 오수, 폐수, 하수를 처리하는 환경기초시설물들로부터 배출 되는 수질오염원을 체계적으로 감시하고, 합리적인 배출 부과금을 산정(算定)하여 신뢰성을 확보하고, 방류수질을 경제적이며 효과적으로 관리하기 위해서 우선 폐수 연속자동측정망 구축과 안정적 운영을 위한 국내·외 현황을 조사하여 비교분석하였으며, 또한 수질자동측정기기를 하수 및 폐수처리장의 배출구에 설치하여 여기에서 얻어진 수질 데이터와 실험실에서 얻어진 수질데이터를 비교 검토함과 동시에 수질 종합관리 시스템 구축방안 등 설치 및 운영관리에 필요한 기술적인 방안을 제시함으로서 시행착오에 따른 비용손실을 방지하고, 효과적인 시스템 구축방안을 모색하는데 그 목적이 있다. - 화력발전소의 총 질소자동측정기는 시료채수펌프로 유입되는 저류수조로 유입되어야 하는 시료가 유입되지 않았을 경우나 일정 범위 내로 유입되지 않을 경우 기기정지, 시약없음 등의 측정기 상태로 인해 일부 데이터가 0.0으로 출력되는 경우가 있으며, - 화학공장의 COD자동측정기는 KMnO4 시약의 주입이 원활하지 못할 경우와 KMnO4의 Factor 값을 분석에 의한 정확한 값이 맞지 않아 동일한 데이터 가 계속적으로 출력되는 사례를 알 수 있었다 - 그러므로 자동측정기를 효율적으로 활용하기 위해서 측정기 뿐만 아니라 제반 시설 및 관리가 무엇보다도 중요하는 걸 알 수 있었다. 측정기의 성능, 부대시설, 유지관리, 측정방식 등이 우선적으로 이루어져야 하며, 각 사업장의 관리인과 관리자들의 의식 개선이 이루어져야 한다. In this paper we design a Contracture Tele-Monitoring System of Waste Water. It has been urgent to install the Continuous Water Monitoring Equipments (CWME) according to the enactment of nationwide water-quality TMS and there have been some problems with existing monitoring equipments and their solutions in establishing measurement equipments and system that could output more accurate and precise data in the discharge companies. In this regard, this study investigated the conditions of installing measuring equipments, measuring methods and present operational conditions and attempted to draw problems occurred during their real-time operation and to suggest the solutions. The accuracy and operational rate of COD, T-N and T-P monitoring equipments were lower than pH and SS monitoring equipments that corresponded to a general item among the continuous water monitoring equipments. The former did not actually have fundamental problems with their low performance in accuracy and operational rate, but it had the problems of not reviewing the operational management, system design and establishment. Therefore, this study could suggest the solutions to this problem.

자동측정망을 이용한 산업단지 오염배출 상시감시 방안에 관한 연구

박기혁 성균관대학교 일반대학원 2010 국내박사

현재 본류중심으로 설치 운영되고 있는 수질자동측정망의 효율성을 증대하기 위하여, 산업단지 내 소하천 등과 같은 산업단지로부터 오염물이 직접 유입되는 지천을 중심으로 수질자동측정소를 설치하여야 한다는 필요성이 제기되고 있다. 즉 산업단지의 소하천으로 오염물질 유출이 발생할 경우, 본류로 유입되기 전에 조기감지하고 신속한 대처를 할 수 있도록 오염원(발생원)에서 최단거리에 있는 지점에 수질자동측정소를 설치하여야 할 것이다. 본 연구에서는 국내 4대 하천 수계로 합류되는 소하천들 중에서 공단 폐수가 유입되는 하천들에 대한 자료와 현장 조사를 통하여, 소하천에 유입되는 산단폐수가 물론 소하천이 합류하는 본류에 미칠 수 있는 영향을 파악하고, 이에 대한 대비책으로써, 주요 소하천에 수질자동측정소를 설치하는 방안을 제시하였다. 한강, 금강, 낙동강, 영산강수계에 속하는 소하천들 중에서 예비후보지점 48개 하천에 대해서 수질자동측정소 설치 필요성을 평가하였다. 이들 하천에 대해서 입주공단의 특성, 상수원수질보호구역 지정유무, 폐수발생량특성(특정수질유해물질발생, 유기물발생), 하천유입경로에 따른 소하천 감시목적의 적합성, 그리고 기존 측정소 인접성 등을 평가하여, 우선설치후보대상지점을 선정하였다. 현장 방문을 통해서 파악된 각 예비후보지점들의 수질자동측정소 입지조건을 기준으로 하여, 25개 지점들이 최종적으로 수질자동측정소 설치후보지점들로 선정되었다. 25개 지점들 중에서 17개 지점들은 낙동강 수계에 속하는 소하천에 위치하며, 한강수계에 4개 지점들이, 금강수계에 2개 지점들이 영산강 수계에 2개 지점들이 제안되었다. 오염사고 발생 이력과 유해산업폐수 배출량에 따라서 하남지방산업단지, 평동지방산업단지가 가장 먼저 수질자동측정소가 설치되어야 할 것으로 제안되었으며, 많은 폐수발생에도 불구하고, 인근(20 km 이내)에 수질자동측정소가 존재하지 않는 것으로 파악된 원주우산지방산업단지와 원주문막지방산업단지를 흐르는 소하천의 경우도 수질자동측정소가 시급하게 설치되어야 하는 것으로 파악되었다. 본 논문은 수질자동측정망 구축을 위한 수질측정소 설치위치 선정의 지침으로 활용될 수 있을 것이다. In order to improve the performance of the National Automated Water Quality Monitoring System, which is deployed along major national rivers, it is desirable to install automated water quality monitoring stations on the downstream of small tributaries along which industrial complexes are located. By doing so, a remedy can be made before a main stream is contaminated, if any water pollution accident occurs in upstream of a small tributary. In this study, a systematic approach is suggested to select appropriate sites for installing automated water quality monitoring stations to improve national surveillance of water quality of tributaries along which industrial complexes are located. At the very beginning of design of such a system, data regarding all the tributaries of major rivers and industrial complexes initially should be analyzed with a geographic information system. Based on the information gathered, preliminary candidates can be selected; in this study 48 candidates were selected. Once the selection of preliminary candidates is made, each candidate should be analyzed more in detail. For each site, the followings should be checked to select the final candidates; i.e., characteristics of industrial complexes residing on the site including wastewater flow rate, toxicity of wastewater), location of a drinking water source in the downstream, location where the tributary joins to the main rivers, and the distance from the closest automated water quality monitoring station that is working presently. This analysis should include field trips, since the information from databases often is not accurate. Since the data for a specific site was made, any change could have been made to the site. Therefore, selection of final candidates should be made after field trip to all the preliminary candidates. In our study, a total of 25 sites were selected as final candidates for the automated water quality monitoring system for small tributaries with industrial complexes. 17 out of the 25 sites were selected from Nakdong River basin. 4, 2, and 2 sites were selected from Han River, Geum River, and Youngsan River basins, respectively. Due to their past water pollution accidents and amount of wastewater discharge, small streams which are respectively flowing through Hanam Local Industrial Complex, and Pyungdong Local Industrial Complex were placed on the top of the list. In the case of streams with Wonju Woosan Local Industrial Complex and Wonju Moonmak Local Industrial Complex, they were given high priority because there is no automated water quality monitoring station within 20 km from the complexes. The approach to select appropriate sites for automated water quality monitoring stations, which is presented in this study can be utilized as guide in the process of designing an automated water quality monitoring system.

수질 연속자동측정기 형식승인 고도화 적용 분석

박규만 호서대학교 벤처대학원 2023 국내박사

본 연구는 현장에서 주로 사용되는 수질 연속자동측정기별 특성 및 현행되어지고 있는 실험실 시험 기준의 승인제도에 대한 장기적인 정확·정밀성 및 안정성 등의 신뢰성과 내구성 보증에 대한 한계를 확인하고 현장시험 성능기준 승인 조건 등을 제시함과 더불어 법률적인 제·개정 사항과 관련 분야의 승인제도의 보완이 필요하다는 관점에서 발단하였다. 본 연구에서는 국외 시험 검사제도의 시험방법을 조사하고 현장에 설치되어 있는 방류구 수질 연속자동측정기 현황을 조사하여 현장시험 형식승인 제도의 고도화를 위한 기초자료로 활용하였다. 수질 연속자동측정기의 성능기준과 시험방법에 대한 선진적 적용 방안을 제시하고 이를 바탕으로 모사시험과 현장적용성 평가를 수행하였으며 이를 통해 현행 형식승인 제도의 미비점에 대한 개선방안을 제시하였다. 연구의 결과로 국내외 규격 및 성능기준과 시험방법 검토 후 동일 측정값을 활용한 모사 분석을 실시하여 현장시험 도입의 부합성을 확인하였으며 이를 현장적용성 검토에 반영하여 타당성을 검증하였다. 현장 측정값의 오차와 평균오차, 반복성, 드리프트, 직선성의 합성불확도를 조합한 결합성능특성의 비교를 통해 현장시험 기준의 상대정확도를 산정할 수 있었으며 이는 현재 시행 중인 실험실 시험 기준 성능시험 방법과도 기준 및 시험방법 산정의 유사성을 확보할 수 있는 수준으로 산정 논리의 부합성을 확인할 수 있었다.실험실 성능기준 모사 분석 부합율은 반복성 91.6%, 드리프트 90.0%, 직선성 48.9%였으며 현장시험 모사 결과는 90번째 백분위 오차 1.09%, 결합성능특성 1.31%의 양호한 결과를 보였고 현장시험 성능기준(안)을 활용한 현장적용성 평가 결과, 결합성능특성 0.63∼2.05%는 90번째 백분위 오차 0.59%를 상회하여 상대정확도의 적정 수준임을 확인하였다. 실험실 시험 성능기준 및 선진 현장시험 성능기준의 부합성 분석과 더불어 도출된 현장시험 성능기준의 기존 국내 실험실 성능시험 및 시험방법과의 연계성, 적절성 및 도입 타당성을 선진 규격을 활용한 성능시험 모사 분석, 현장적용성 평가 등을 통해 확보하였다. 국내 실험실 기준의 성능시험 및 시험방법에 대한 규격은 현재 운용 중에 있으나 측정값의 신뢰성, 측정기의 안정성과 내구성 등 장기 운용의 안정적 보증이 불가하다는 한계성이 존재하고 있다. 본 연구의 결과로 도입 가능한 현장시험 성능기준(안)은 현존하는 단기적인 실험실 성능시험의 문제점을 극복하고 정확·정밀성, 안정성, 내구성 등의 장기보증이 가능한 형식승인 성능시험 고도화에 일조할 것으로 사료된다. The study analyzes the characteristics of continuous automatic water quality measuring instruments mainly used in the field and the limitations of the current laboratory test standard approval system. Also it emphasized the need to supplement the approval system in the field. In this study, It researched the test method of the overseas inspection system about type approval of water measuring instruments. The status of the continuous automatic measuring device for water quality at the outfall installed in the field was investigated and then one used as basic data for the advancement of type approval system about the field test. An advanced application plan for the performance standards and test methods of the continuous automatic water quality measuring instrument was presented. For the field applicability wanted to present, the accuracy test of the water quality environment measuring instruments was performed. As a result of the study, after investigating performance standards and test methods of domestic and international standards, to confirm the conformity of the introduction of field tests simulated by using the same measured values ​​was conducted, the review of field applicability was reflected in verify the feasibility about field test standard. By comparing the combined performance characteristics that integrated the standard uncertainties of error, average error, repeatability, drift and linearity, it was possible to establish standards of field test, which are related to the performance standards and test methods of laboratory tests currently in used. Matching rate of the performance standards in the laboratory by simulation was 48.9~91.6%. The simulation of the field test showed good results of error by 90th of absolute value ascending percentile 1.09% and Combined performance characteristic 1.31%. Also the field applicability evaluation using the performance standard(draft) of field test showed that the Combined performance characteristic of 0.63 to 2.05% exceeded the error by 90th of absolute value ascending percentile of 0.59% as indicating the appropriate level of relative accuracy. The compatibility of performance standards for laboratory test and advanced performance standards for field test was analyzed. The connectivity, appropriateness and applicability between the existing domestic performance methods by laboratory test and the performance standards about the derived field test were secured through simulation analysis of performance test using advanced standards and field applicability evaluation. The suitability of the formula logic is also sufficient. These are levels that can secure the relevance between standards of Introduced field test and the performance test method of the laboratory test currently being implemented. Standards for performance test procedures and test methods based on domestic laboratory are currently in effect. But it is thought to serve as a starting point for additional securing of reliability such as accuracy, precision, stability, durability, and equivalence to overcome the problems.