• 대한환경공학회지
• /
• 제27권6호
• /
• pp.567-572
• /
• 2005

본 연구에서는 용존공기부상법(DAF)을 이용한 정수처리 공정에 오존을 도입하기 위하여 실험실 규모의 실험이 수행되었다. 오존의 수처리 적용시 공정제어 인자로 활용할 수 있는 I.D, $k_c$, 오존-Ct 및 OH 라디칼-Ct 등에 대한 반응속도론적 연구를 실시하였다. 또한 원수, DAF 처리수 및 여과수에 대한 오존처리 실험을 실시하여 오존공정의 최적 위치 및 주입량을 도출하였다. 실험 결과 오존-Ct와 OH 라디칼-Ct는 DAF 처리수에서 가장 높게 측정되었으며, DAF 공정의 체류시간인 30분 이후에도 계속적으로 유지되었다. 또한 각 공정수에 대한 오존처리 실험을 실시한 결과, 중오존이 전 후오존에 비해 높은 효율을 기대할 수 있을 것으로 나타났으며, 최적 오존주입농도는 $1{\sim}2\;mg/L$로 판단되었다. 이러한 결과로부터 중오존 / DAF(ozoflotation) 공정 도입을 위한 기초자료로서 활용하고자 하였다.

• 한국상하수도협회지
• /
• 통권7호
• /
• pp.104-111
• /
• 2004

• 한국상하수도협회지
• /
• 통권8호
• /
• pp.88-95
• /
• 2004

• 대한환경공학회지
• /
• 제27권6호
• /
• pp.663-669
• /
• 2005

본 연구에서는 정수처리 공정에서 오존을 보다 효율적으로 적용하기 위하여 수중의 오존소비특성을 파악하고자 하였다. 오존의 소비특성을 측정하기 위하여 흐름주입분석법(FIA: Flow injection analysis)의 원리를 이용하여 오존분해속도 측정 자동화장치를 제작하였다. 수중의 오존농도를 연속적으로 측정함으로써 오존의 소비 경향은 순간적으로 오존이 소모되는 구간(I.D: instantaneous ozone demand)과 의사 1차 반응($k_c$: pseudo first-order rate constant)으로 소모되는 두 구간으로 나누어지며, 각 구간에서 오존 주입량에 의하여 영향을 받는 것으로 나타났다. 또한 I.D와 $k_c$값을 이용하여 구한 모델식으로부터 시간에 따른 오존 잔류농도를 예측할 수 있었으며, 예측된 모델간은 실험값과 비교하였을 때 거의 일치하는 것을 알 수 있었다. OH 라디칼의 농도 및 $R_{ct}$는 OH 라디칼 probe compound를 이용하여 간접적으로 계산하였다. I.D와 $k_c$ 구간에서 OH 라디칼 생성 경향을 파악할 수 있었으며, OH 라디칼 생성 또한 오존 주입량에 의하여 영향을 받는다는 것을 확인하였다. 마지막으로 정수처리 공정 및 계절에 따른 수질 차이에 의해서 오존소비인자가 변화하는 것을 확인하였으며, 이에 따라 오존공정의 적절한 도입위치 및 주입량을 효과적으로 결정해야 할 것으로 판단되었다.

• 생명과학회지
• /
• 제16권3호
• /
• pp.534-539
• /
• 2006

크립토스포리디움은 염소내성이 매우 강해 일반적인 표준정수처리공정의 소독으로는 제거가 불가능하다. 따라서 본 연구에서는 오존 및 UV를 이용한 단위소독공정에서 DAPI/PI 및 in vitro excystation을 이용하여 크립토스포리디움 불활성화를 평가하였으며, 또한 오존을 이용한 고도산화처리 파일럿에서는 세포배양법을 이용하여 크립토스포리디움 불활성화를 평가하였다. 오존 소독연구는 50 mL 용량의 piston type batch reactor에서 용존오존을 자동적으로 측정해주는 flow injection analysis (FIA) 시스템을 이용하여 실험한 결과, 1 log 제거에 필요한 CT값은 $25^{\circ}C$에서 DAPI/PI 및 in vitro excystation에 의해 각각 약 1.8, 2.2 $mg/L{\cdot}min$으로 나타났으며, 2 log 제거에 필요한 CT값은 각각 약 3.2, 3.8 $mg/L{\cdot}min$으로 나타났다. 또한 $5^{\circ}C$에서 크립토스포리디움 1 log 제거에 필요한 CT값은 DAPI/PI 방법에 의해 약 9.1 $mg/L{\cdot}min$으로 나타났으며, 2 log제거에 필요한 CT값은 14.8 $mg/L{\cdot}min$로 나타나, 같은 소독효과를 나타내기 위해서 저온에서는 상온에서보다 요존 요구량이 약 $4{\sim}5$배 정도 증가하여야 함을 확인하였다. 40 L규모의 오존 반응조를 이용한 파일럿 실험에서는 정수처리공정상 모래여과를 거친 물에 살아있는 크립토스포리디움을 접종한 것을 시료로 하여 연속적으로 흐르게 한 다음, 오존량을 변화시키고 체류시간은 5분으로 고정하여 불활성화를 평가하였다. 실험결과, 8 $mg/L{\cdot}min$의 CT값에서 DAPI/PI 및 excystation과 같은 생사판별법을 이용하였을 경우에는 약 0.2 log정도의 불활성화를 나타내었으며, 세포감염시험법을 이용하였을 경우에는 약 1.2 log정도의 불활성화를 나타냈다. 오존에 의한 크립토스포리디움의 소독능 평가에 단위공정 및 파일럿 실험 모두 2가지 생사판별법(DAPI/PI와 excystation) 사이에는 큰 차이를 나타내지 않았으나, 생사판별법과 세포감염시험법 사이에는 현저한 차이를 나타내었는데, 이는 세포감염시험법으로 측정하는 sporozoite 및 merozoite로의 분화과정이 생사판별법이 근거한 세포벽의 구조와 기능 유지 보다 더 오존 소독에 더 민감함을 알 수 있었다. 파일럿 실험에서의 CT값이 piston batch reactor에서의 CT값 보다 낮게 나타난 것은 파일럿 실험에서 수작업으로 인한 용존 오존 측정이 정밀하지 못하여 IOD가 농도에 반영되지 않았고, 반응조 규모(50 mL vs 40 L) 및 형태(회분식 vs 연속식)의 차이에 기인하는 것으로 여겨진다. 한편, UV를 이용한 단위공정에서는 크립토스포리디움 1, 2 log 제거에 필요한 IT값은 $25^{\circ}C$에서 각각 DAPI/PI 방법에 의해 약 25, 50 $mWs/cm^2$로 나타났으며, $5^{\circ}C$에서의 크립토스포리디움 1, 2 log제거에 필요한 IT값은 약 40, 80 $mWs/cm^2$로 나타났다. 온도 $20^{\circ}C$ 감소 시 약 60% 정도의 IT값이 더 필요한데, 이것은 저온에서는 약한 자외선을 발산하는 저압저출력 UV 램프의 특성 때문인 것으로 사료되었다.

• 상하수도학회지
• /
• 제27권1호
• /
• pp.39-47
• /
• 2013

This study demonstrates the oxidative degradation of pharmaceutical compounds during ozonation of surface waters in Ulsan. Diclofenac, carbamazepine, bezafibrate, and ibuprofen were selected as surrogate pharmaceutical compounds, and ozonation experiments were performed using raw waters collected from the Sayeon Dam and the Hoeya Dam in Ulsan. Diclofenac and carbamazepine which have high reactivity with molecular ozone showed higher removal efficiencies than bezafibrate and ibuprofen during ozonation. The addition of tert-butanol, a hydroxyl radical scavenger, increased the removal efficiencies of diclofenac and carbamazepine by increasing the ozone exposure. However, the oxidation of bezafibrate and ibuprofen was inhibited by the presence of tert-butanol due to the suppression of the exposure to hydroxyl radical. The elimination of the selected pharmaceuticals could be successfully predicted by the kinetic model base on the $R_{ct}$ concept. Depending on the experimental condition, $R_{ct}$ values were determined to be $(1.54{\sim}3.32){\times}10^{-7}$ and $(1.19{\sim}3.04){\times}10^{-7}$ for the Sayeon Dam and the Hoeya Dam waters, respectively. Relatively high $R_{ct}$ values indicate that the conversion of $O_3$ into $^{\cdot}OH$ is more pronounced for surface waters in Ulsan compared to other water sources.

• 상하수도학회지
• /
• 제28권4호
• /
• pp.431-440
• /
• 2014

The ozonation process has been widely used for drinking water disinfection around the world. Recently, the pressurized ozone contactor, in which the side stream typed ozone injection method is installed, has been applied to water treatment system. In this study, numerical calculations were conducted to compare prototype and screw-type ozone contactors based on hydraulic effectiveness in more details. The prototype ozone contactor was already installed and operated in domestic water treatment plant, and the screw-type is the suggested one for improving ozone contact efficiency installing the screw plate to the prototype. Screw turn numbers of screw plate were changed as 3, 5, 7 and 9, respectively for numerical simulation. The CT(concentration of disinfectant in mg/L times time in minutes) value was considered as one of the options for evaluating disinfection ability. From the results, it could be concluded that the performance of the screw-type is higher than that of the protype contactor by controlling the variable T as the tracer time. Also, Morill index of the screw-type(turn numbers = 5 ) appeared to be lower than the other.

• 대한환경공학회지
• /
• 제29권5호
• /
• pp.533-539
• /
• 2007

본 연구에서는 염소, 오존, UV에 의한 크립토스포리디움의 불활성화정도를 평가하기 위해 HCT-8세포를 사용하는 세포배양법과 최적확수기법을 결합하였다. 이 방법은 크립토스포리디움 감염성을 평가하는데 있어 "gold standard"라고 여겨지는 동물감염성 실험 만큼이나 민감하였고 소독제에 의한 크립토스포리디움의 불활성화를 측정할 수 있는 유용한 방법이었다. 실험실규모의 연구결과, $5^{\circ}C$, pH 7.0 조건에서 크립토스포리움을 약 1 log 불활성화시키기위한 염소와 오존 CT값은 각각 $1,250mg{\cdot}min/L,\;16mg{\cdot}min/L$ 이었다. 이는 오존을 사용하여 소독하였을 때 조차도 낮은 온도에서는 크립토스포리디움을 불활성화시키기 어렵다는 것을 보여주는 것이다. 염소와 오존과는 달리 UV는 온도에 상관없이 크립토스포리디움을 불활성화시키기에 매우 효과적이어서 UV가 2 $mJ/cm^2$ 조사되었을 때 크립토스포리디움이 3 log 이상 불활성화되었다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제29권1호
• /
• pp.31-39
• /
• 2007

본 연구에서는 오존 및 UV 소독을 통해 Cryptosporidium 불활성화 특성을 파악하고 소독의 방향성을 제시하고자 하였다. ozone을 이용한 Cryptosporidium 불활성화 효과는 소독지표의 하나인 CT값$(mg{\cdot}min/L)$으로 평가할 수 있으며, 1 log(90%) 불활성화 CT값은 5.77 $mg{\cdot}min/L$이고 2 log(99%) 불화성화 CT값은 21.30 $mg{\cdot}min/L$인 것으로 나타났다. UV 소독을 통한 Cryptosporidium oocysts 불활성화 효과의 경우 pH(5, 7, 9)와 저탁도(5 NTU 이하) 그리고 UV 강도(0.2, 0.6 $mWs/cm^2$)에 따른 효과는 뚜렷하게 나타나지 않았다. 그러나 20 NTU 이상의 고탁도인 경우에는 불활성 효과가 뚜렷하게 감소하였다. 따라서 정수처리공정에서 UV 소독을 실시할 경우 탁도를 충분히 낮춰야만 만족할 만한 소독 능을 얻을 수 있으며 높은 UV 강도에서 충분한 시간 동안 UV가 조사된다면 더 높은 Cryptosporidium oocysts의 불활성화 효과를 얻을 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국물환경학회지
• /
• 제22권4호
• /
• pp.672-677
• /
• 2006

Ozone/UV combined process is an effective technique to enhance generation of OH radical which is non-selective and powerful oxidant. The objective of this study is to evaluate the inactivation rates of B. subtilis spores by three candidate processes (ozone alone, UV alone, ozone/UV combined processes) at 4 and $20^{\circ}$ and to investigate the effects of OH radical on inactivation of B. subtilis spores. On the UV alone process, required UV dosages for lag phase and 3-log inactivation of B. subtilis spores were determined as $8.9mJ/cm^2$ and $47mJ/cm^2$. However, the inactivation of B. subtilis spores didn't occured beyond 4.5-log inactivation despite increasing UV dose. The inactivation of B. subtilis spores by ozone alone and ozone/UV combined process was investigated with ozone CT (Concentration of disinfectant ${\times}$ Contact time) concept. As a result, inactivation of B. subtilis spores by ozone/UV combined process was faster than by ozone alone, and especially $CT_{lag}$ value B. subtilis spores in the presence and absence of t-BuOH, OH radical scavenger, was investigated to evaluate effects of OH radical formed during ozone/UV combined process. We found that OH radical plays important roles on inactivation of B. subtilis spores.