문서번호	정수과-491
결재일자	2020.2.24.
공개여부	대시민공개
방침번호

			시 민
주무관		정수과장	강북아리수정수센터소장
이종관		이순재	02/24 신동호
협 조

『상수도사업본부 발족 30년, 수돗물 통수 111년, 믿고 마시는 아리수』

대기오존농도 저감을 위한

현장실험 결과 보고

2020. 2

강북아리수정수센터

정수과

대기오존농도 저감을 위한 현장실험 결과 보고

활성탄흡착지 관리동의 대기오존농도 저감을 위해 AOP와 Quenching 공정용 과산화수소 주입설비 운영에 대한 현장실험을 실시하고 그 결과를 보고함.

실험 개요

❍ 목 적 : 고도정수처리공정에서 입상활성탄지 대기오존농도 저감을 위한 과산화수소 주입 설비(AOP용, 퀜칭용) 적정 운영 기준 마련

❍ 대 상 : 1계열 오존 접촉조

❍ 내 용

- 과거 오존주입률별 용존오존농도, 대기오존농도 자료 조사

- 실험 조건(수온, 오존·과산화수소 주입율)에 따른 용존오존농도 조사

실험 방법

❍ 과거 운영 자료 조사

- 2016.11~2019.11 고도운영 자료 조사 : 제어실 일일 운영 보고서

- 오존접촉조 말단 용존오존 농도별 입상활성탄 관리동 대기오존농도 관계 분석

❍ 현장 실험

- 실험 기간 : 2019.3 ~ 2020.2

- 일정한 오존주입률 조건에서 AOP 및 퀜칭용 과산화수소(H2O2) 주입율을 달리하여 오존접촉조 말단의 용존오존 농도를 분석

- 수온별 현장실험을 실시하여 실험 조건별 용존오존농도 분석

- 분석 장비 : 제조사 IN USA, 모델명 IN-2000-L2-LC-W1

- 약품 주입설비 및 용존오존 측정 지점

고도산화공정 평면도

정량펌프 및 저장탱크	가압펌프, 인젝터
AOP주입(용해주관)	퀜칭주입(오존접촉조 유출)

실험 결과

❍ 과거 고도 운영 자료 분석 결과

: 2016년11월에서 2019년 11월까지 운영 자료(일평균값) 분석 결과

기간	구분	오존주입률 (ppm)	과산화수소주입률 (ppm)	용존오존 농도(mg/L)	대기오존 농도(mg/L)
2016.11.1. ～ 2018.11.14	최대	1.46	0.00	0.386	0.701
	최소	0.07	0.00	0.001	0.001
	평균	0.47	0.00	0.035	0.068
2018.11.15. ～ 2019.11.25	최대	1.03	0.48	0.049	0.049
	최소	0.21	0.00	0.006	0.002
	평균	0.40	0.22	0.007	0.013

- 고농도 오존 주입 시기와 11월~4월 저수온 시기 대기오존농도가 증가됨

- 오존접촉조 말단 용존오존 농도 0.010mg/L 이하 유지시 활성탄 흡착지 관리동 대기오존농도가 0.08mg/L(산업안전보건법 작업환경 노출기준) 이하를 유지함

- AOP용 과산화수소 주입된 2018년 11월부터 오존접촉조 말단 용존오존농도와 활성탄 흡착지 관리동 대기오존농도가 저농도 유지됨

❍ 현장 실험 결과

① 저수온 시기

☞ 오존주입률 1.0PPM 인 경우

- 조건 : 2020.1.31.~2.1, 수온 4.5~5.3℃

- AOP용 과산화수소 주입시 퀜칭용 과산화수소 주입보다 용존오존농도 저감에 우수한 효과를 보이며, 오존접촉조 말단 용존오존 농도 0.01mg/L 이하를 만족하기 위한 AOP용 과산화수소는 0.5PPM 이나, 퀜칭용 과산화수소의 경우 주입율이 1.0PPM 이상임

<저수온, 오존주입률 1.0PPM>

☞ 오존주입률 0.3PPM 인 경우

- 조건 : 2020.2.2.~2.4, 수온 4.5~5.6℃

- 오존주입율 0.3PPM조건에서 AOP용 과산화수소 주입율 평균 0.18PPM일 때 평균 용존오존 농도는 0.013mg/L, 과산화수소 주입률 평균 0.28PPM일 때 0.008mg/L으로 낮아짐

② 중수온 시기

☞ 오존주입률 0.3PPM 인 경우

- 조건 : 2019.3.14. ~3.15, 수온 7.5 ~ 8.6℃

- 오존주입률 0.3PPM으로 저농도를 유지하여도 과산화수소를 미주입시 오존접촉조 말단 용존오존농도는 0.016mg/L를 유지하여 대기오존농도를 증가시킬수 있는 농도를 유지

- 오존접촉조 말단 용존오존 농도 0.01mg/L 이하를 만족하기 위한 과산화수소 주입률은	AOP용 0.13PPM, 퀜칭용 0.20PPM으로 나타남

<중수온, 오존주입률 0.3PPM>

☞ 오존주입율 0.7PPM 인 경우

- 조건 : 2019.3.15. ~3.16, 수온 8.1 ~ 9.0℃

- 오존주입률 0.7PPM으로 고농도를 주입하고 과산화수소를 미주입시 오존접촉조 말단 용존오존농도는 0.61~0.62mg/L 고농도 유지함

- 오존접촉조 말단 용존오존 농도 0.01mg/L 이하를 만족하기 위한 과산화수소 주입률은 AOP용 0.27PPM, 퀜칭용 0.50PPM으로 나타남

<중수온, 오존주입률 0.7PPM>

☞ 오존주입율 1.0PPM 인 경우

- 조건 : 2019.3.26. ~3.27, 수온 8.7 ~ 10.3℃

- 오존주입률 1.0PPM으로 고농도를 유지하고 과산화수소를 미주입시 오존접촉조 말단 용존오존농도는 0.80~0.92mg/L 고농도 유지함

- 오존접촉조 말단 용존오존 농도 0.01mg/L 이하를 만족하기 위한 과산화수소 주입률은	AOP용 0.29PPM, 퀜칭용 0.57PPM으로 나타남

<중수온, 오존주입률 1.0PPM>

③ 고수온 시기

- 조건 : 2019.5.9. ~10.27, 수온 16.7 ~ 26.7℃ , 오존주입율 0.6~1.4PPM

- 1.4PPM의 고농도 오존을 주입하고 과산화수소 미주입시 오존접촉조 말단 용존오존 농도는 0.108mg/L를 유지하였으나, 나머지 기간에서는 오존을 0.6~0.8PPM 주입하고 AOP용 과산화수소 0.2~0.3PPM으로 낮게 주입하여도 오존접촉조 말단 용존오존 농도는 0.010mg/L 미만으로 유지됨

기간	수온 (℃)	오존주입률 (PPM)	AOP용 H2O2 주입률(PPM)	용존오존 (mg/L)
5/9 10:00 ～ 20:15	16.7	1.4	0	0.108
6/20 17:00 ～ 6/21 11:00	22.3	0.7～0.8	0.3	0.008
8/10 18:30 ～ 8/12 14:00	26.5	0.6	0.3	0.008
8/16 14:00 ～ 8/20 13:30	26.7	0.6	0.2	0.007
10/24 14:00 ～ 10/27 17:00	18.7	0.7	0.3	0.007

결 론

❍ AOP용 과산화수소 주입으로 대기오존 농도 저감 효과

- AOP용 과산화수소 주입으로 용존오존 80%, 대기오존농도 73% 저감되어 작업자의 근무환경이 개선됨

- 활성탄흡착지 관리동 대기오존농도 0.08mg/L 이하로 유지하기 위해서 오존접촉조 말단 용존오존 농도를 0.010mg/L 이하 유지

❍ AOP용과 퀜칭용 과산화수소 주입시 용존오존 저감 효과

- 대기오존농도 저감을 위한 용존오존 저감 효과는 퀜칭용 과산화수소 주입보다 AOP용 과산화수소 주입이 효과적임

- 용존오존 0.010mg/L 이하 만족을 위해 요구되는 과산화수소 주입률

수온	오존주입율	과산화수소 요구 주입률
		AOP용 (mg/L)	퀜칭용 (mg/L)	AOP용/퀜칭용 (%)
저수온	1.0	0.5	1.0 이상	50 이하
	0.3	0.3	-	-
중수온	1.0	0.29	0.57	51
	0.7	0.27	0.50	54
	0.3	0.13	0.20	65
고수온	0.8 이하	0.3 이하	-	-

❍ 대기오존농도 저감을 위한 과산화수소 주입설비 운영 기준

- 냄새물질 저농도 시기 : AOP용 과산화수소 주입설비 운영

- 냄새물질 고농도 발생 : AOP용 과산화수소 주입설비 운영+필요시 퀜칭용 과산화수소 주입설비 추가 운영

※ 고농도 냄새물질 유입시기, AOP공정의 오존과 과산화수소 적정주입률을 우선 결정하여 냄새물질을 제어하고, 대기오존 저감을 위한 용존오존농도는 퀜칭용 과산화수소 주입설비를 추가로 가동하여 제어한다.