Conversion of CODMn into TOC and Refractory Organic Matter Concentrations for Treated Sewage using Regression Equations

회귀식을 사용한 하수처리장 방류수 CODMn 농도의 총 유기탄소 및 난분해성 물질 농도 전환

  • Lee, Tae-Hwan (Department of Environment and Energy, Sejong University) ;
  • Lee, Bomi (Department of Environment and Energy, Sejong University) ;
  • Hur, Jin (Department of Environment and Energy, Sejong University) ;
  • Jung, Myung-Sook (National Institute of Environmental Research, Han River Environment Research Center) ;
  • Kang, Tae-Gu (National Institute of Environmental Research)
  • 이태환 (세종대학교 환경에너지융합학과) ;
  • 이보미 (세종대학교 환경에너지융합학과) ;
  • 허진 (세종대학교 환경에너지융합학과) ;
  • 정명숙 (국립환경과학원 한강물환경연구소) ;
  • 강태구 (국립환경과학원)
  • Received : 2010.07.21
  • Accepted : 2010.10.19
  • Published : 2010.11.30

Abstract

Estimating the organic matter loadings from individual treated sewage has become important for establishment of effective management strategies to control refractory organic matter (R-OM) in watersheds. For this study, regression equations were constructed using treated sewage data to convert the chemical oxygen demand (COD) concentrations, which are mostly available from open database, into total organic carbon (TOC) and R-OM concentrations. Effluent samples were collected from five major sewage treatment plants (STPs) located upstream of the lake Paldang. Variations in the OM concentrations were not associated with either the location of the STP or the sampling season. The effluent investigated were characterized by higher ratio of R-OM with respect to biodegradable organic matter (B-OM) and higher presence of dissolved organic matters (DOM) versus particulate organic matter (POM). Compared to $COD_{Mn}$, $COD_{Cr}$ exhibited higher oxidation efficiencies and greater variations in the concentrations. The concentrations of $COD_{Mn}$ were positively correlated with dissolved organic carbon (DOC), total organic carbon (TOC), and R-OM concentrations. There was nearly no seasonal and annual variation in the regression equations between $COD_{Mn}$ and TOC or R-OM concentrations. The constructed regression equations for TOC and R-OM were $0.650({\pm}0.071){\times}COD_{Mn}+1.426({\pm}0.575)$ and $0.340({\pm}0.083){\times}COD_{Mn}+2.054({\pm}0.670)$, respectively. The established equations are expected to contribute to estimating OM loadings from the STPs into the lake Paldang and also to compensating for the deficiency of the data for effluent OM concentrations in STP.

Keywords

References

  1. 곽미애, 정종흡, 어수미, 이홍근(2004). 서울시 하수처리장 수질의 변동 및 방류수의 영향 평가. 대한위생학회지, 19(3), pp. 1-13.
  2. 국립환경과학원(2005). 한강수계 오염총량관리 대상물질 연구사업. 한강수계관리.
  3. 김미란, 김경희 박해식, 강동효, 이제근(2008). S하수져리장 방류수 중 총질소 농도 제어를 위한 주요공정 물질수지분석. 춘계학술연구회 발표논문집, 한국폐기물자원순환학회, pp. 118-121.
  4. 김범철, 정성민, 장창원, 김재구(2007). 호수와 하천에서 유기물 오염도의 지표로서 BOD, COD와 TOC의 비교 및 분해율 산정. 대한환경공학회지, 29(6), pp. 640-643.
  5. 김성재, 박청길(1982). 식품공장 폐수의 BOD, COD, TOD 및 TOC 값들 간의 상관관계에 관한 연구. 대한환경공학회지, 4(1), pp. 8-22.
  6. 김영권, 조순행(1999). 폐수의 유기물질 분석 지표간 상관관계. 대한환경공학회지, 21(12), pp. 2385-2395.
  7. 김정훈, 우봉제, 시셔쿠마바헤라, 박홍석(2007). 공업용수로의 재이용을 위한 하수 및 폐수 처리장 방류수 수질특성 연구. 공동추계학술발표회 논문집, 대한상하수도학회.한국물환경학회, pp. 1006-1016.
  8. 변주대, 김태동, 이석기, 홍태기, 김현욱(2008). 환경수 중유기물량 지표로서 TOC, UVA 및 $COD_{Mn}$간의 상관관계. 한국환경분석학회지, 11(4), pp 286-291.
  9. 서용찬, 김기동(2007). 남한강 북쪽 유역 하수종말처리장의 24시간별 수질 변화 분석. 한국환경분석학회지, 10(2), pp. 98-394.
  10. 신재기, 조주래, 황순진, 조경제(2000). 경얀천-팔당호의 부영양화 수질오염 특성. Korean J. Limnol., 33(4), pp. 387-394.
  11. 유순주, 황종연, 윤영삼, 천세억, 한의정(1999). 하천 호소의 유기물 지표 평가. 한국환경영향평가학회지, 8(1), pp.81-92.
  12. 이태환, 박민혜, 이보미, 허진, 양희정(2009). 하.폐수 처리시설 내 유입수 특성이 유기물 처리효율에 미치는 영향. 수질보전 한국물환경학회지, 25(5). pp. 674-681.
  13. 정가영, 박민혜, 허진, 이승윤, 신재기(2009). 기원별 용존 유기물의 분광특성 및 COD 산화율 비교. 수질보전 한국물환경학회지, 25(4), pp. 589-596.
  14. 조수현, 강미아, 추용엽, 정교철, 정동희, 이준홍(2006). 유기물오염도 지표를 이용한 하천수질영향평가. 대한지질공학회지, 16(4). pp. 373-379.
  15. 최광순, 김범철, 김형봉, 사승환(2000), 소양호에서 유기탄소와 $COD_{Mn}$과의 상관관계. 한국하천호수학회지, 33(4), pp. 328-335.
  16. 환경부(2008). 수질오염공정시험기준.
  17. Hur, J. and Schlautman, M. A. (2004). Influence of humic substance adsorptive fractionation on pyrene partitioning to dissolved and mineral-associated humic substances. Ernviron. Sci. Technol., 38(22), pp. 5871-5877. https://doi.org/10.1021/es049790t
  18. Imai, A., Fukushima, T., Matsushige, K., Kim, Y. H., and Choi, K. (2002). Characterization of dissolved organic matter in effluents from wastewater treatment plants. Water Research, 36(4), pp. 859-870. https://doi.org/10.1016/S0043-1354(01)00283-4
  19. Lalah, J. O. and Wandiga, S. O. (2007). Copper binding by dissolved organic matter in freshwaters in Kenya. Bull. Environ. Contam. Tozicol., 79, pp. 633-638. https://doi.org/10.1007/s00128-007-9278-4
  20. Peiris, R. H., Budman, H., Moresili, C., and Legge, R. L. (2010). Understanding fouling behavior of ultrafiltration membrane processes and natural water using principal component analysis or fluorescence. Journal of Membrane Science, 357(1-2), pp. 62-72. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2010.03.047
  21. Selcuk, H., Rizzo, L., Nikolaou, A. N., Meric, S., Belgiorno, V., and Bekbolet, M. (2007). DBPs formation and toxicity monitoring in different origin water treated by ozone and alum/PAC coagulation. Desalination, 210(1-3), pp. 31-43. https://doi.org/10.1016/j.desal.2006.05.030
  22. Servais, P., Garnier. J., Dernarteau, N., Brion, N., and Billen, G. (1999). Supply of organic matter and bacteria to aquatic ecosystems through waste water effluents. Water Research, 33(16), pp. 3521-3531. https://doi.org/10.1016/S0043-1354(99)00056-1