문서번호	운영팀-262
결재일자	2014.1.27.
공개여부	대시민공개
방침번호

			시 민
★주무관		운영팀장	광암아리수정수센터소장
변승헌		윤광석	01/27 이철해
협조

2013년 활성탄 품질시험 결과보고

2014. 1.

2013년 활성탄 품질시험 결과보고

1 년 동안 고도정수처리 운영 후 입상활성탄지내 활성탄품질 및 성능변화를 조사하고 그 결과를 보고함

1		입상활성탄 현황

□ 시설 현황

구 분	시설현황	구 분	시설현황
여과방식	자연평형형	활성탄재질	석탄계(중국산)
규 격	B3.8m×L12.3m×2cell	지 수	10지
활성탄층 높이	2.5 M	여과속도	240M/일
접촉시간(EBCT)	15분	하부집수장치	유공블럭

□ 활성탄역세척 현황

구 분	현 황
역세척수	활성탄여과수
역세펌프	3대(1대용량 28m3/분) ※ 수온에 따라 2~3대 탄력운영
역세척주기	10~15일
역세척조건	공기세척(3분)->물세척(15분)->휴지(60분)->시동방수(5시간)

2		활성탄 재생주기 결정

□ 재생주기 결정

❍ 서울시 기준 (서울시고도정수처리운영 매뉴얼 1.5.7)

원칙적으로 제거대상 물질의 수질기준 및 수질목표 준수가 어렵다고

판단되는 경우

※ 국내 타기관 교체주기

구 분	기 준
부산덕산	2.5년, 요오드흡착능 초기보다 400 저감시, KMNO4 소비량 제거율 30%
대구매곡	3년, 요오드흡착능 600이하, 400이하시는 재생불가

□ 고도정수처리 목표수질

제거대상 물질		수질기준	관리 기준
맛·냄새	Geosmin	20 ng/L	8 ng/L
	2-MIB	20 ng/L	8 ng/L
유기물	TOC	5 mg/L	1 mg/L
소독 부산물	THMs	100 ug/L	30 ug/L
	HAAs	100 ug/L	10 ug/L

3		조사 개요

□ 채취시기 : 운영개시 후 6개월, 1년 경과시점(6/20, 12/17)

□ 대    상 : 1지, 6지(5지당 1지)

□ 조사항목(21항목)

- 환경부 수처리제기준 13항목(건조감량 제외), 자체조사항목 7항목

- 활성탄 부착세균

□ 조사기관

- 시료채취 : 정수센터

- 실 험 : 상수도연구원, 정수센터(부착세균)

□ 시료채취방법

지별로 4부분을 선택하여 상부~100cm, 100~200cm, 200~250cm의

깊이별로 코아채취기를 이용하여 채취 후 균일하게 혼합

4		활성탄 품질조사 결과

□ 검사결과 요약

❍ 총 20항목(부착세균제외) 중 14항목은 구매시 물성 계속 유지

❍ 시간이 경과함에 따라 활성탄 흡착력이 감소하여 흡착력관련

항목(6항목)은 구매기준 값 이하로 낮아졌음

※흡착력관련항목 : 요오흡착력, 메틸렌블루탈색력, 페놀가, ABS가,

비표면적, 세공용적

□ 요오드흡착력

❍ 요오드 흡착능은 활성탄 미세공의 흡착능을 나타내는 항목으로써 활성탄성능 및 교체주기

결정 지표임

❍ 반입시 1084mg/g(구매기준 1,000 mg/g이상)이었으나 1년 경과 후 863 mg/g으로

약 20% 요오드 흡착능이 감소하였음

<고도운영 기간별 요오드흡착능 변화>

□ 메틸렌블루탈색력

❍ 반입시 196 mL/g(구매기준 180 mL/g이상)이었으나 1년 경과후  70mL/g으로

약 75% MB탈색력이 크게 감소하였음

<고도운영 기간별 메틸렌블루탈색력 변화>

□ 비표면적 및 세공용적

❍ 비표면적은 피흡착물질이 흡착할 수 있는 최대량에 비례하며 흡착능을 결정하는

주요인자임

❍ 반입시 비표면적은 1176 m2/g(구매기준 1,060 m2/g)이었으나 1년 경과 후 945 m2/g

으로 약 20% 감소하여 요오드흡착능과 비슷한 성능감소를 나타내었음

❍ 세공용적은 약 27% 감소됨

<고도운영 기간별 비표면적 변화>	<고도운영 기간별 세공용적 변화>

□ 활성탄 부착세균

❍ 활성탄지내 부착세균은 유기물분해 등으로 유기물저감 및 활성탄 수명연장 효과가

있는 반면 여름철 수온증가로 미생물 증식이 과도하게 활발해 질 경우 물에서 거품

발생 등 문제를 나타낼 수 있음

❍ 여름철 부착세균은 3.2×107 CFU/g로 겨울철보다 6배정도 높았음

5		활성탄 제거효율 평가

□ 맛·냄새 물질(2-MIB, Geosmin)

❍ 이취미물질인 2-MIB, Geosmin은 오존분해 및 활성탄 흡착으로 쉽게 제거되는 유기물질로써

❍ 고도정수처리 1년동안 정수에서 이취미물질이 모두 불검출되어 100%제거율를

<공정별 2-MIB농도>	<공정별 지오스민농도>

달성하고 있음

□ TOC(총유기탄소)

❍ TOC는 활성탄에 의한 유기물처리의 지표항목으로써 운영 1년동안 고도정수처리

관리목표농도인 1mg/L 이내로 유지하고 있음

❍ 운영초기에는 활성탄에 의해 TOC농도가 62%까지 제거되었으나 운영 3개월이후

40%정도의 제거율 유지.

❍ 11월이후 활성탄흡착에 의한 제거율이 20~30%로 낮아졌는데 낮은 수온으로 활성 탄지내 미생물에 의한 유기물 분해가 감소하였기 때문으로 판단됨

<공정별 TOC농도>	<활성탄에 의한 TOC제거율>

□ THMs와 THMFP(THMs생성능)

❍ 대표적인 소독부산물인 THMs(총트리할로메탄)의 경우 약흡착성 물질로써 고도정수처리운영 3개월 후 파과되어 활성탄 유입수보다 유출수 농도가 4월이후 평균 22% 높게 유지하고 있음

❍ 그러나  염소와 반응하여 THMs을 발생시킬 수 있는 전구유기물질은 활성탄처리공정으로

12월까지 평균 50% 제거효율을 보이고 있음

※ 11월~12월은 약 38%로 제거효율이 떨어졌는데 이는 활성탄품질 저하보다는 겨울철  활성탄층내 미생물에

의한 유기물제거가 저감되었기 때문으로 판단됨

<활성탄흡착지 유입수대비 유출수 THMs 농도>	<공정별 THMFP>

6		보고자 의견

❍ 고도정수처리운영 1년 경과 후 활성탄 품질을 조사한 결과 활성탄 흡착능이 떨어짐에

따라 활성탄 성능의 기준이 되는 요오드흡착능 및 세공면적은 약 20% 감소된 것

으로 나타났음

❍ TOC(총유기탄소)는 활성탄흡착에 의해 20%~40% 제거되고 있으며 고도정수처리

관리목표 1 mg/L 이내로 유지하고 있음

❍ 아직 활성탄이 양호한 성능을 보이고 있으나 향후 계속적으로 활성탄품질조사 및

활성탄처리 전·후 수질조사를 통해 활성탄 성능 이상유무 확인 및 재생시점을 결정

하여야 할 것으로 판단됨

- 입상활성탄 품질성능조사(반기 1회)

- 맛냄새물질, TOC, THMs, THMFP 공정별 모니터링(주1회)

※ THMFP(THMs생성능)는 월1회

붙 임 : 1. 활성탄성능 품질시험 결과 1부

[붙임 1]

입상활성탄 품질시험 결과

연번	구분	항목	구매기준	신탄	6개월 경과 (2013.6.20)			12개월 경과 (2013.12.17)
					1지	6지	평균	1지	6지	평균
1	환경부 수처리제 기준	성상	흑색 알갱이	흑색 알갱이	흑색 알갱이	흑색 알갱이	흑색 알갱이	흑색 알갱이	흑색 알갱이	흑색 알갱이
2		확인시험	적합	적합	적합	적합	적합	적합	적합	적합
3		pH	4.0 ~ 11.0	7.8	5.6	5.5	5.6	5.7	5.7	5.7
4		체잔류물	95%이상	98	99.7	99.5	99.6	99.0	99.5	99.25
5		건조감량	5% 이하	2	-	-	-	-	-	-
6		염화물	0.5% 이하	0.06	0.05	0.05	0.05	0.07	0.07	0.07
7		비소(As)	2ppm 이하	불검출	불검출	불검출	불검출	불검출	불검출	불검출
8		납(Pb)	10ppm 이하	불검출	불검출	불검출	불검출	불검출	불검출	불검출
9		카드뮴(Cd)	1ppm 이하	불검출	불검출	불검출	불검출	불검출	불검출	불검출
10		아연(Zn)	50ppm 이하	불검출	0.15	0.15	0.15	불검출	불검출	불검출
11		페놀가	25 이하	23	32	32	32	39	37	38
12		ABS가	50 이하	44	52	53	53	53	55	54
13		메틸렌블루탈색력	180mL/g 이상	196	130	130	130	80	60	70
14		요오드 흡착력	1000mg/g 이상	1084	874	883	879	861	864	863
15	서울시 자체기준	충전밀도	0.40~0.48g/cc	0.43	0.47	0.47	0.47	0.49	0.49	0.49
16		경도	95% 이상	99	99.1	99.1	99.1	99.7	99.7	99.7
17		비표면적	1,060 ㎡/g 이상	1176	1081	1018	1048	953	937	945
18		세공용적	0.6 cc/g 이상	0.7	0.63	0.64	0.64	0.52	0.52	0.52
19		회분	8% 이하	4	5.8	5.9	5.9	4.5	4.5	4.5
20		유효경	0.6~1.0mm	0.9	0.99	0.94	1.0	0.9	0.9	0.9
21		균등계수	1.9 이하	1.7	1.6	1.7	1.6	1.7	1.6	1.7
22		부착세균	-	-	3.2E+07	-	3.2E+07	7.7E+06	3.4E+06	5.5E+06