• 전기화학회지
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• 제15권4호
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• pp.242-248
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• 2012

수질 분석에서 염소 소독제 잔류량 측정은 세균학적 안전성 확보와 염소의 과다 주입을 억제하기 위한 수단으로 매우 중요한 의미를 갖는다. 이러한 휴대용 잔류염소 측정기 개발을 위한 일회용 유리염소 스트립 센서를 스크린 프린팅 기술을 이용한 탄소 전극으로 제작하였다. 탄소 전극은 금과 백금 전극에 비해 결합염소(특히 $NH_2Cl$) 방해종에 대한 영향이 적었으며, -0.3 V(vs. Ag/AgCl) 인가전위에서 유리염소에 대해 안정한 감응성을 나타냈다. 이렇게 제작된 탄소 전극에 모세관현상으로 일정량의 시료를 재현성 있게 도입할 수 있는 유로구조를 갖는 일회용 스트립센서로 제작하였고, 잔류 유리염소의 분석에 적용하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제35권4호
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• pp.276-282
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• 2013

하수재이용수는 부족한 수자원 문제를 해결할 수 있는 대표적인 대안으로 주목받고 있다. 본 연구에서는 하수재이용수의 공급시 유리잔류염소의 수체감소 특성을 온도별(5, 15, $25^{\circ}C$), 초기 주입농도별(1, 2, 4, 6 mg/L)로 살펴보았고 그 결과를 이용하여 최적 염소주입량을 산정하는 방법에 대하여 연구하였다. 하수재이용수는 정수와 비교하여 염소주입시 반응속도가 초기에 매우 빠르게 나타나 기존의 general first-order decay model ($C_t=C_o(e^{-k_bt})$)을 사용하기에 부적합하여 exponential firstorder decay model ($C_t=a+b(e^{-k_bt})$)을 적용한 결과 유리잔류염소의 감소를 더욱 정확하게 예측할 수 있었다($r^2$=0.872~0.988). 수체감소계수를 산출한 결과 초기주입량 1 mg/L, $25^{\circ}C$의 조건에서 653 $day^{-1}$로 가장 크게 나타났고, $5^{\circ}C$, 초기주입량 6 mg/L의 조건에서 3.42 $day^{-1}$로 가장 낮았다. 수체감소계수는 온도가 증가함에 따라 수체감소계수는 증가하는 경향을 나타내었고, 초기 주입농도가 증가함에 따라 수체감소계수는 감소하는 경향을 나타내었다. 적정 초기 염소요구량을 산정하기 위해서 전체 반응기간을 0~30분, 30~5,040분으로 구분한 후, 30~5,040분의 실험결과를 사용한 예측식을 사용함으로써 더욱 정확한 염소주입량 산정을 할 수 있었다. 또한, 온도별로 최적 염소주입량을 산정한 결과 염소주입 후 4시간이 경과한 시점에서 유리잔류염소 0.2 mg/L를 유지하기 위해서는 온도(x)별 초기 염소요구량(y)의 관계를 y = 1.409 + 0.450x와 같이 얻을 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.490-490
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• 2021

상수도 관망은 대표적인 사회기반시설로 수원으로부터 수용가에게 수질적으로 안전한 물을 안정하게 공급하는 것을 목표로 한다. 초기의 상수도 관망의 최적 설계는 비용만을 고려함으로써 미래의 불확실한 상황에 대한 대처가 매우 취약하고, 사용자의 다양한 요구를 충족시키지 못하였다. 또한, 유량과 안정적인 수질 공급을 고려하는 설계는 몇몇 비선형적 요소를 포함하고 있으며, 특히 사용자의 수요 패턴에 따른 잔류 염소 농도가 설계 기준에 부합하지 못하는 문제가 되는 경우 사용자의 심미적, 심리적 불편을 초래할 수 있다. 이는, 수질의 안전성과 직결되는 문제이다. 따라서 본 연구에서는 상수도 관망의 설계에 대하여 수질과 수리학적 특성을 고려한 상수도 관망 다목적 최적 설계를 수행하였다. 상수도 관망은 수질적인 측면을 고려하기 위해 수원에서 수용가까지 용수를 공급하는 과정에서 병원성 미생물을 소독하기 위하여 염소를 주입한다. 또한, 유리 잔류 염소의 평상시 기준을 (1.0-4.0mg/L) 유지하도록 규정하였다 (수도법 시행규칙 제22조의2). 하지만 사용자의 사용패턴, 체류 시간에 따라 잔류염소량이 달라진다. 따라서, 본 연구에서는 상수도 관망의 설계 비용과 염소 주입량을 동시에 설계 인자로서 고려하기 위해 Multi-objective Harmony Search를 적용하고, 그 결과를 분석하였다. 이러한 상수도 관망의 수질 인자와 설계 비용을 고려한 최적 설계안은 경제적 측면 뿐만 아니라 사용자의 수질 측면의 안전성을 충족하는 방안을 제시할 수 있다.

• 생명과학회지
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• 제16권4호
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• pp.579-583
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• 2006

수돗물에서 생성된 탄소강관위의 생물막에 유리잔류염소와 모노클로라민을 처리하여 세균농도 변화와 그에 따른 탄소원 이용능을 조사하였다. 소독제 농도를 단계적으로 올렸을 때 종속영양세균의 농도는 모노클로라민과 유리잔류염소의 농도가 각 1.5, 1.0 mg/l까지는 대조구에 비해 감소가 없었지만 (P = 0.56, ANOVA) 모노클로라민 2.0 mg/l, 유리잔류염소 1.5 mg/l 일때 감소되었다 (P < 0.01, ANOVA). 소독제의 농도를 단계적으로 높일때 세균활성의 증가 후 감소 그리고 세균농도의 감소가 관찰되었다. 세균농도가 유사하더라도 각 탄소원에 대한 정량적, 정성적 이용도가 서로 달라 군집구조가 상이할 것으로 생각되었다.

• 한국생산제조학회지
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• 제21권5호
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• pp.720-725
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• 2012

Sodium hypochlorite is used worldwide as a water disinfectant and in bleaching agent. Sodium hypochlorite applied to water initially undergoes hydrolysis to form free chlorine consisting of hypochlorous acid(HOCl) and hypochlorite ion($OCl^-$). For free chlorine determination, an electrochemical method is simple due to the electroactivity of free chlorine; it measures current and is free of most reagents. Amperometric free chlorine sensor has been developed with gold (Au)-based electrode. The 3-electrode free chlorine sensor whose working and counter electrodes were Pt exhibited excellent response to HClO at +400mV vs. Ag/AgCl/sat. KCl. In addition, the use of a pH error correction algorithm provided a reliable measurement of residual free chlorine in water sample without any pretreatment in the normal pH range(pH 6~8) of municipal water supply. The free chlorine sensor installed in on-line monitoring system could be used to continually monitor the level of residual free chlorine in real samples.

• 상하수도학회지
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• 제19권3호
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• pp.363-369
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• 2005

This paper presents the integrated technique of water quality analysis and Geographic Information System(GIS) for assessing the variation of free chlorine residuals by water temperature and supply distance in Sangri water supply system in Daegu. GIS was utilized for mapping projectmap, extraction of a pipeline route, and supply distance. Free chlorine residual is analyzed every month for appraising the seasonal variation. As a result, free chlorine residuals are affected both water temperature and water supply distance, and it becomes worse as water temperature and water supply distance is increased. To maintain 0.4mg/l of free chlorine residual, initial dose concentration should be over 1.85mg/l in summer.

• 대한환경공학회지
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• 제27권1호
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• pp.115-119
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• 2005

소독부산물에 대한 수질기준이 강화됨에 따라 외국은 물론 국내 정수장에서도 강화응집(Enhanced Coagulation), 대체소독제 사용과 오존/활성탄 등의 고도정수처리공정 등을 도입하여 운영중이거나 도입을 계획하고 있다. 국내에서는 1991년도 낙동강페놀오염사고 전후로 26개 정수장에 이산화염소 발생기가 설치되었으나 실공정에서 축적된 운영자료는 거의 없는 실정이다. 본 연구는 홍수기 특정시기에만 소독부산물이 높게 검출되는 A정수장에 이산화염소 발생기를 설치하여 1년간 운영자료를 토대로 수질개선효과 운영관리상의 문제점과 향후 기존 정수장에서 이산화염소 공정도입시 고려하여야 할 내용을 정리하였다. 이산화염소에 의하 소독부산물 저감효과는 전체공정에서 $30{\sim}40%$ 정도였으나, 2-MIB, Geosmin의 제거율은 10% 이내였다. 이산화염소 부산물이 클로라이트 클로레이트 발생량은 이산화염소 투입량의 $70{\sim}100%$ 정도였으며, 접촉시간이 경과되면서 클로레이트로 전환되는 양이 많아졌다. 또한 이산화염소와 염소를 병행사용할 경우 급배수관망에서 클로라이트와 유리잔류염소가 반응하여 이산화염소가 재생성되어 강한염소냄새(락스성) 민원이 발생될 수 있다.

• 대한환경공학회지
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• 제32권10호
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• pp.916-927
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• 2010

일반적으로 정수처리 공정에서 염소에 의한 소독공정은 수인성 질병을 억제하고 상수도관망에서 미생물의 재성장을 억제하는 목적으로 사용되고 있다. 그러나 염소소독은 수중의 유기물과 반응하여 소독부산물(Disinfection By-products; DBPs) 과 같은 발암성 물질을 생성함으로 적절한 염소 주입이 필요하고 최근에는 관말지역에서의 잔류염소 확보를 위해 상수관로 나 배수지 등에서 재염소를 실시하는 경향이 증가하고 있는 추세이다. 따라서 본 연구에서는 정수장에서 최적의 염소주입과 재염소 주입량을 산정하기 위하여 미국 EPA에서 개발한 EPANET 2.0을 사용하여 최적 염소 주입량을 산정하고 그 효과를 모의하였다. 대상지역 상수관로에 대한 수질을 모의하기 위하여 bottle test를 통해 수체감소계수($k_{bulk}$)를 도출하였으며, syster-matic analysis method를 이용하여 관벽감소계수($k_{wall}$)를 도출하였다. 배ㆍ급수계통에서의 수질을 정확히 예측하고자 유량과 체류시간 등을 고려한 수리해석 모델을 기초로 하여 상수도관망에서의 잔류염소 농도를 예측하고 염소주입 농도에 따른 소독부산물(DBPs)인 트리할로메탄(Trihalomethanes; THMs)의 생성변화를 실험을 통해 확인하였다. 수체감소계수($k_{bulk}$)를 도출한 결과 온도가 높을수록 초기에 빠른 감소를 보였으며, $25^{\circ}C$의 경우 25시간이 지난 이후에는 절반이상이 감소하였다. 대상지역에 재염소 주입시설을 도입할 경우 최적 재염소 주입량을 산정하였으며, 관망도상에서 경제적으로 유리한 지점을 선정할 수 있었다.

• 산업기술연구
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• 제21권B호
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• pp.11-20
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• 2001

This laboratory study examined the impact of free chlorine residual and pipe material on the formation of biofilm in drinking water distribution pipe surfaces. Result of heterotrophic plate counts(HPC) of the biofilm in the tap water-supplied reactor averaged $2.17{\times}10^5CFU/cm^2$ on PVC and $2.43{\times}10^5CFU/cm^2$ on STS 316, respectively. HPCs on the surface exposed to the tap water containing 0.2mg/L of free chlorinne residual averaged $4.24{\times}10^4CFU/cm^2$ on PVC and $6.54{\times}10^4CFU/cm^2$ on STS 316, respectively. Average of HPC/Total direct counts in the tap water-supplied reactor ranged from 1.08%(PVC) to 1.26%(STS 316) and from 0.38%(PVC) to 0.65%(STS 316) in the reactor supplemented with disinfectant, respectively. No correlation was observed between disinfectant addition and biofilm density. With regard to the biofilm formation, little difference existed between PVC and STS 316. Yellow and red pigmented bacteria were the dominant expressions in bulk fluid, whereas non-pigmented bacteria were found dominant in the biofilm. Pink/red pigmented bacteria were found to be facultative anaerobic, while yellow pigmented bacteria and non-pigmented bacteria were found to be obligate aerobic.

• 한국환경독성학회:학술대회논문집
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• 한국환경독성학회 2002년도 추계국제학술대회
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• pp.153-153
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• 2002

수돗물의 염소소독 과정에서 부식질의 초기 분해생성물인 MX(Mutagen X)는 수돗물의 전체 돌연변이유발성의 최고 60%까지 차지하는 것으로 알려져 있다. 그러나 존재하는 농도는 수 ng/L로 정량분석을 위해서는 resin을 사용하여 10 ~ 20L의 물을 농축하여야 한다. 이 연구에서 MX의 농축에 사용된 resin은 XAD-4와 XAD-7HP의 1:1 mixture이었으며, 사용 전에 Soxhlet extractor를 사용하여 ethyl acetate와 methanol로 각각 12시간씩 세척하였다. 15L의 물 시료는 37%의 염산으로 pH 2에 맞춘 후 직경 2cm의 유리관에 15cm의 높이로 채워진 resin을 40mL/min의 유속으로 통과시켰다. 유리관에 잔류하는 물은 질소가스로 대부분 불어 제거한 후 ethyl acetate 200mL를 가해 1mL/min의 유속으로 흘려주어 MX를 용출시킨 후 회전증발기로 5mL의 부피까지 농축시키고 10% H$_2$SO$_4$ in MeOH 0.1mL를 가하여 6$0^{\circ}C$에서 methyl ester화하였다. 과포화된 $Na_2$SO$_4$ 수용액 0.3ml를 가한 후 MTBE 0.3mL로 추출하고 GC/ECD로 분석하였다. MX의 회수율은 60% 이상이었으며 일부수돗물 시료에 대해 분석하였다.