서울시 고도정수처리에서의 맛․냄새 제거한계농도연구

Studying on the maximum removal concentration of T & O in Seoul advanced drinking water treatment

백영애·조우현·최영준

Youngae Baek · Woohyun Joe · Youngjun Choi

서울시 상수도연구원 수도연구부 재료연구과

1. Introduction

최근 한강수계에서는 조류로 인한 맛·냄새 문제가 자주 발생하고 있으며, 원인 물질은 주로 2-MIB, Geosmin이다. 2010년 이전에는 이러한 맛․냄새 물질 발생이 계절별로 특징적인 발현 양상을 보였으나, 2011년부터는 기후변화, 댐관리 등에 따라 예측할 수 없을 정도로 발생되고 있어 고도정수처리의 중요성이 더 강조되고 있다. 서울시는 맛․냄새물질 제거를 위해 고도정수처리로서 오존과 입상활성탄 공정을 운영하고 있다. 본 연구에서는 오존/입상활성탄 공정에서의 맛․냄새 제거한계농도를 마련하여 수질 위험에 대비한 적절한 리스크 관리 쳬계 수립에 활용하고자 한다.

2. Materials and Methods

오존처리를 위한 실험장치로는 소형 반응조(1L, 접촉시간 20min)내부에 온도를 조절할 수 있도록 냉온수 순환튜브를 설치하였으며, 오존발생기에서 생성된 고농도 오존가스를 증류수에 포화시켜 오존농도를 측정한 후 반응기 용량에 맞게 컴퓨터상에서 오존투입농도를 입력하면 반응조에 포화오존이 일정량 자동주입하도록 제작하였다. 각 사용기간별 활성탄은 직경 5cm 소형유리컬럼에 약 20cm까지 채운후  모래여과수에 2-MIB, Geosmin을 인위적으로 조제하여 EBCT 15min에 맞춰 연속처리하였다. 각 컬럼의 처리수는 온라인 TOC 분석기로 자동측정 되도록 하였으며, 2-MIB와 Geosmin 분석은 직접 채수를 통해 GC/MS/MS로 분석하였다.

Column No	A	Spent GAC(period of use)
		B	C	D	E
Contents	virgin	1 year	2 years	3 years	4 years

Table 1. Classified GAC column

Fig. 1. Small GAC columns test

3. Results and Discussion

Fig1에서 알 수 있듯이 오존 2ppm에서의 제거가능한 맛․냄새 한계농도는 저수온기에 2-MIB 91ng/L, Geosmin은 163ng/L, 고수온기에 2-MIB는 118ng/L, Geosmin,은 230ng/L까지 가능한 것으로 나타났다. 활성탄의 경우 Table 1과 같이 저수온기 2-MIB와 Geosmin이 고농도로 지속유입시 3년 운영한 활성탄은 흡착기능을 상실하여 10n/L를 초과하였으나, 고수온기에는 생물분해로 인해 4년 이상 사용한 활성탄에서도 20～50일까지도 10ng/L이하를 유지하였다.

Fig. 1. 오존 2ppm에서의 맛․냄새 농도별 제거실험결과

Table 1. limitation period of T&O removal

items		Low temperature (10℃ below)		High temperature (20⁓25℃)
		2-MIB	Geosmin	2-MIB	Geosmin
Virgin		90days ↑	60days↑	-	-
Spent GAC	2years	6days	40day	-	-
	3years	1day	0	-	-
	4years			20days	50days

4. Conclusion

① 저수온기 오존주입 최대 2mg/L일 때, 2-MIB 91ng/L, Geosmin 163ng/L까지 제거가능함

② 저수온기 맛․냄새 제거의 경우, 3년 이상 사용한 입상활성탄으로는 제거가 어려웠으나, 고수온기에는 4년 사용탄으로도 약 20일 이상 제거되고, 전처리로서 오존공정이 있으므로 사용기간은 더 증가될 것으로 판단됨

③ 서울시는 오존과 입상활성탄이라는 다단계 방어시스템을 갖추고 있으나, 맛․냄새 물질이 10ng/L로 초과되지 않는 일정흡착능 유지를 위해 적절한 시기에 활성탄 재생을 검토할 필요가 있음

Acknowledgement

본 연구는 서울시 상수도연구원 연구과제 수행의 일부분을 발췌하여 작성한 것으로 연구를 위해 도와주신 서울시와 서울시 상수도연구원 관계자 여러분께 감사드립니다.

References

1. Souleymane Ndiongue, William B. Anderson, Abhay Tadwalkar, John Rudnickas, Margaret Lin and Peter M. Huck(2006), Using Pilot-Scale Investigations to Estimate the Remaining Geosmin and MIB removal Capacity of Full-Scale GAC-Capped Drinking Water Filters, Water Qual. Res. J. Canada, vol 41, No. 3, pp. 296～306

2. Jess C, Brown and Chance V. Lauderdale, Efficient, Simultaneous Destruction of Multiple Drinking Water Contaminants Using Biological Filtration(2006), Florida Water Resources J.