2015년도 Smart Water Grid학회 춘계학술대회

부식억제 기법별 수도관의 녹물 방지연구

Decrease in Red Water Reduction on Carbon Steel pipe by Corrosion Control Techniques

박영복*, 박은희, 박철오, 임헌태, 최영준(서울특별시 상수도연구원)

박주현, 정현미, 허유정, 최인철, 안경희(국립환경과학원)

1. 서론

미국, 일본 등 선진국에서는 부식성 수질에 대한 수질관리목표를 설정하고, 적극적으로 수돗물의 부식성을 관리하고 있다. 미국은 1930년대 이전부터 수도관 부식제어를 위한 약품으로 인삼염 등을  사용하여 왔으며, 1991년 납, 구리 규제법 제정을 계기로 정수장에서 부식억제를 위한 약품 사용량이 매년 증가하고 있다. 일본의 경우도 1983년 7월 부식억제제의 사용에 대해 적수대책으로 응급대책 사용시의 품질 및 주입속도 등을 정하고, 1986년 9월 급수용 부식억제제의 기준을 정하였다. 국내에서도 수돗물의 부식성관리를 위해 1987년 급수용 부식억제제의 기준과 규격 및 사용기준을 정하고 있으나 정수장 단계에서는 아직 사용 여부를 검토하는 단계에 있다.  본 연구에서는 국내 상수원수와 정수의 부식성 특성을 조사하고, 실증플랜트를 통하여 실공정 적용시 부식성 제어 효과 및 예상되는 문제점을 종합적으로 검토하여 정수장 단계에서 적용할 수 있는 최적의 부식관리기법 및 관리목표를 도출하는데 있다.

2. 실험 방법

부식억제제 투입시 녹물방지 효과, 잔류염소 지속시간, 부식억제 약품에 의한 미생물에 대한 영향을 분석하기 위해 길이 50m의 노후 탄소강관을 설치하고, 탄소강 시편을 침지시켜 부식억제 약품별 무게 감량을 분석하였다. 탄소강관에서 잔류염소 지속시간은 매 20분 간격으로 부식억제 약품별 잔류염소 농도가 0.05㎎/L가 될 때까지 시간을 측정하였다. 부식성 지수 제어 약품으로 사용되고 있는 석회수에 대해서는 부식성 지수 분석과 함께 탁도 영향도 함께 분석하였다.

3. 결과 요약

부식제어 실증 플랜트에서 수돗물을 시험수로 하여 석회수, 가성소다, 인산염을 주입한 후 여과지 부하 분석, 수질영향 및 부식성지수 (LI)의 변화 등을 관찰한 결과, 부식제어 약품투입에 따른 모래여과지의 과부화나 탁도증가 등 공정상의 문제점은 발견되지 않았다. CO2+석회수 주입으로 칼슘 농도가 40mg/L 으로 유지되는 경우에도 탁도는 대조군과 유사하게 유지되었다. 가성소다와 소석회 투입으로 인한 부식성은 각각 46%와 23%가 감소한 것으로 나타났으며. 소석회의 경우 pH 7.1 조건에서 나타난 결과로 pH를 7.5정도로 유지할 경우 부식성은 50% 이상 개선 될 수 있었다. 부식억제 약품투입으로 최대 4배 이상의 잔류염소농도의 지속효과가 나타나, 잔류염소 투입량 감소를 통한 총트리할로메탄 등 염소소독부산물의 생성을 저감할 수 있는 부수적 효과도 기대할 수 있다.

참고 문헌

박주현외 12인, 수돗물 2차 오염방지를 위한 배급수관망 부식성 관리연구, 국립환경과학원, 2015.

2. B.M.R. Appenxeller, M. Batte, L. Mathieu, J. C. Block, 2001, Effect of Adding phosphate to drinking water on Bacterial Growth in slightly and highly corroded pipes, Water Research, Vol. 35, No. 4, pp.110