수리동력학적 필터분리기에 의한 산업단지 강우유출수의 부유물질 분리 = Separation of suspended solids from storm runoff by Hydrodynamic filter separator for industrial complex

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Harmful pollution in river systems can be divided into point and non-point sources. According to a 2004 Ministry of the Environment survey non-point source accounted for 22% to 37% of pollution based on BOD. Water quality projections show non-point sources will account for 70-75% of pollution in 2015. Non-point pollution management is needed urgently.
In this study, non-point pollution from industrial complex storm drain runoff was processed by a Hydrodynamic filter separator (HDFS) that could automatically backwash the filter and separator. Perlite and EPP filters were tested with and without coagulants injection.
Experimental results using perlite filter media are SS 87%, BOD 60%, COD 79%, TN 36%, TP 67%. The same filter media with coagulants (0.1% PACS) increased efficiency 0~10 percent after injection relative to the flow of 1L/min ~ 5L/min. In addition, EPP filter media results of SS 69%, BOD 37%, COD 54%, TN 26%, TP 31% removal efficiency can be confirmed, but, very short duration of treatment was confirmed. Backwash experiments showed approximately 50% washing efficiency. When implementing HDFS equipment in the field, perlite filter media provides excellent benefits. When using perlite filters it is beneficial to
drain or partially drain in the bottom. In addition, injecting coagulants increases efficiency. However, maintenance demands must be considered when choosing whether to use coagulants or not. Backwash efficiency of approximately 50% was confirmed when draining from the
bottom of the equipment. Without bottom drainage, filter media requires replacement or external cleaning. Therefore, these extra cleaning methods should be considered when used in the field.

국문 초록 (Abstract)

하천수계에 악영향을 미치는 오염원은 크게 점오염원(point Source)과 비점오염원(non-point Source)으로 구분된다. 2004년도 환경부 조사에 의하면 점오염원이 하천수계에 미치는 영향이 BOD기준으로 22% ~ 37%로 조사되었고 수질예측결과 2015년에는 70% ~ 75%의 영향력이 있을 것으로 전망되어 비점오염원 관리의 시급함을 보여주고 있다.
본 연구에서는 여재의 자동세척이 가능하고, 와류형과 여과형을 조합한 수리 동력학적 분리장치(Hydrodynamic filter separator, HDFS)를 이용하여 산업단지의 강우유출수중의 비점오염물질 처리성 실험을 수행하였다. 사용된 여재는 perlite와 EPP여재이며, 응집제 주입여부에 따른 처리성 실험을 진행
하였다. 실험결과 perlite여재를 사용할 경우 SS 87%, BOD 60%, COD 79%, T-N
36%, T-P 67%로 나타났고, 동일 여재에 대해 응집제(0.1% PACS)를 유입량 별로 1L/min ~ 5L/min 주입 시 항목별로 0% ~ 10% 정도의 처리효율이 증대되었다. 또한, EPP여재의 경우에는 SS 69%, BOD 37%, COD 54%, T-N 26%, T-P 31%의 제거효율을 확인 할 수 있었으나, 처리지속시간이 매우 짧은 것을 확인 할 수 있었다. 역세척 실험결과 약 50%정도의 세척효율을 확인 할 수 있었다.
HDFS형 처리장치를 현장에 적용할 경우, EPP여재를 사용하는 것 보다 perlite 여재를 사용하는 것이 처리효율이 우수하다. perlite여재를 사용할 경우에는 하부배출구로 일부 배출해 주는 것이 유리하다. 또한, 응집제를 주입했을 경우 처리효율은 증가한다. 그러나 유지관리를 고려하여 응집제 투입여 부를 판단하여야 한다. 처리장치의 바닥에서 일정유량이 배출될 경우 역세척 효율은 약 50% 정도로 확인되었다. 하부 배출수가 없는 경우에는 여재카트리지의 교체 또는 외부에서의 세척 후 장착 등 별도의 인위적인 세척이 필요하다. 그러므로 이러한 인위적인 세척 방법까지 고려하여 현장에 적용하는 것이 바람직하다고 판단된다.

목차 (Table of Contents)

• 표 목 차 Ⅲ
• 그림 목차 Ⅳ
• 국문 요약 Ⅴ
• Ⅰ. 서론 1
• Ⅱ. 문헌 고찰 3
• 2.1 연구 배경 3
• 2.2 수리동력학적 필터분리기(HDFS)의 특징 7
• 2.3 연구동향 10
• 2.3.1 국내 10
• 2.3.2 국외 12
• Ⅲ. 연구방법 및 내용 17
• 3.1 HDFS의 구조 및 운전방법 17
• 3.1.1 HDFS의 처리원리 17
• 3.1.2 HDFS의 구조 및 특징 17
• 3.1.3 HDFS의 운전방법 20
• 3.1.4 여재의 종류 및 역세방법 20
• 3.2 연구대상 지역 및 연구방법 21
• 3.2.1조사대상지역의 선정 및 유역특성 21
• 3.2.2강우유출수의 유출특성 조사 22
• 3.2.3 HDFS에 의한 처리성 실험 22
• 3.3 분석항목 및 방법 24
• Ⅳ. 연구결과 및 고찰 25
• 4.1 조사대상지역의 유출특성 25
• 4.1.1 초기 유출수 조사결과(1차) 25
• 4.1.2 초기 유출수 조사결과(2차) 28
• 4.2 HDFS장치의 처리성 실험 32
• 4.2.1 토구 퇴적물을 이용한 실험결과 32
• 4.2.2 현장 적용실험 결과 34
• 4.2.3 역 세척실험 결과 50
• 4.3 HDFS에 의한 처리실험결과의 종합평가 51
• 4.3.1 처리효율 평가 51
• 4.3.2 유사장치와의 효율비교 52
• 4.3.3 최적처리조건과 기대효율 52
• Ⅴ. 결 론 54
• 참고문헌 56
• ABSTRACT 59