Abstract
This study was conducted to test the efficiency of water quality improvement using the dissolved air flotation (DAF) technique in a shallow eutrophic reservoir. The application of DAF was followed by the addition of a chemical coagulant (poly aluminum chloride; PAC). The experiment was conducted in the mesocosm scale (wide ${\times}$ length ${\times}$ depth: 6 m ${\times}$ 6 m ${\times}$ 3 m). Suspended solids (SS) and volatile SS (VSS) concentration decreased by 54 ${\sim}$ 71% and 57 ${\sim}$ 79% of the initial concentrations, respectively. Total phosphorus and Chl- a concentration also decreased by 74 ${\sim}$ 92% and 54 ${\sim}$ 98%, respectively. BOD decreased by>86% while COD decrease ranged 29 ${\sim}$ 63%. Dissolved inorganic P (DIP) and dissolved total P (DTP) concentration decreased by 34 ${\sim}$ 88% and 62 ${\sim}$ 88%, respectively. After DAF application further onto the sediment, DIP-release rates from the sediment decreased by 17% (0.82 ${\to}$ 0.68 mg $m^{-2}$$day^{-1}$ in the oxic condition and 23% (2.27 ${\to}$ 1.76 mg $m^{-2}$$day^{-1}$) in the anoxic condition, compared to the release rate from the untreated sediment. DTP-release rate from both the oxic and anoxic sediments also decreased by 33% (5.62 ${\to}$ 3.78 mg $m^{-2}$$day^{-1}$) and 20% (6.23 ${\to}$ 4.99 mg $m^{-2}$$day^{-1}$), respectively. These results suggest that the DAF application both to the water column and onto the sediment be effective to improve water quality by removing particulate matters in the water column as well as reducing P-release from the sediment.
본 연구는 PAC를 응집제로 사용한 가압부상법에 의한 부영양저수지의 수질과 퇴적물의 개선효과를 평가하기 수행되었다. 얕은 부영양 저수지에 설치한 mesocosm에서 (가로 ${\times}$ 세로 ${\times}$ 높이: 6 ${\times}$ 6 ${\times}$ 3 m), 입자성물질과 용존성물질의 변화와 노즐에 의한 퇴적물 교란 전 ${\cdot}$ 후의 퇴적물로부터 인용출률을 조사하였다. 부유물질 (SS)과 휘발성고형물의 제거효율은 각각 54.4 ${\sim}$ 71.2%와 57.3 ${\sim}$ 78.5%였다. 총인과 엽록소 a 농도는 제거효율은 각각 73.5 ${\sim}$ 91.5%, 53.7 ${\sim}$ 97.8% 였다. 생화학적 산소요구량은 86% 이상의 제거효율을 나타냈으나 화학적 산소요구량의 제거효율은 28.9 ${\sim}$ 62.8%로 낮았다. 조류의 성장에 쉽게 이용될 수 있는 용존무기인 (DIP)과 용존총인은 각각 34.1 ${\sim}$ 88.2%와 61.8 ${\sim}$ 87.6%의 제거효율을 나타냈다. 퇴적물 부상분리 전 호기적 조건과 혐기적 조건의 산소 환경에서 용존무기인 용출율은 각각 0.821 mg $m^{-2}$$day^{-1}$과 2.270 mg $m^{-2}$$day^{-1}$이였다. 반면에 부상분리 후에는 각각0.684 mg $m^{-2}$$day^{-1}$와 1.760 mg $m^{-2}$$day^{-1}$로 호기적 조건에서는 17%, 혐기적 조건에서는 23%정도의 감소효과를 나타냈다. 용존총인 용출율 또한 가압부상 후에 호기적 조건과 혐기적 조건에서 각각 33% (5.62 ${\to}$ 3.78 mg $m^{-2}$$day^{-1}$)와 20% (6.23 ${\to}$ 4.99 mg $m^{-2}$$day^{-1}$)의 감소가 나타났다. 이러한 결과들은 가압부상시 수체 내 입자상물질의 제거 뿐만 아니라 퇴적물로 부터의 인용출이 억제되므로 얕은 부영양 저수지의 수질개선을 위한 효과적인 대안이 될 수 있음을 제시한다.
