Ku, Suk Hyen;Kwon, Jin Hyoung;Lee, Jae In;Lim, Jin Kyung;Kim, Dong Youn
Journal of Korean Society of Water and Wastewater
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v.14
no.1
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pp.99-107
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2000
In this article, the removal of surfactant by ozone and BAC was studied. Batch and pilot tests were carried out for these studies. In batch tests, efficiency of ozone oxidation process was evaluated for LAS(Linear Alkylbenzen Sulfonate) and SLS(Sodium Lauryl Sulfate) removal. Under oxidant conditions, the removal of LAS was more effective than that of SLS. The removal of surfactant was more enhanced with increasing pH in oxidant systems. Pilot tests are carried out with BAC single process and ozone oxidation/BAC combined process. The removal of LAS was more effective in ozone oxidation/BAC combined process than BAC single process about 10-20%. In the case of SLS, the efficiency of BAC single process was similar to that of ozone oxidation BAC combined process. According to temperature, the removal efficiency of SLS changed from 70% to 95% and initial concentration of surfactant had no effects on removal efficiency of SLC under applied temperature above $15^{\circ}C$.
This study was conducted to assess the removal characteristics of taste and odor causing compounds(2-MIB and geosmin) and micro organic matters. GAC and BAC process consisting of Ozone/AOP and activated carbon was applied. As a result, the influent concentration of 2-MIB 159 ng/L and geosmin 371 ng/L were removed 42% and 86% by ozone 1.0 mg/L, and 58%, 90% by AOP(ozone 1.0 mg/L + $H_2O_2$ 0.5 mg/L). Also it showed less than 2 ng/L effluent in GAC process and 99.8% removal efficiency in BAC process. Therefore, BAC process combining ozone/AOP and GAC is effective for persistent removal of micro organic matters, taste and odor. It is needed for optimization of Ozone/AOP process according to influent concentrations.
The ozone/GAC process, sometimes termed BAC(Biological Activated Carbon) appeared to be effective for the removal of soluble organic matters in the drinking water Chabrol is a simple model for the simulation like as the variation of HPC and BDOC in the BAC tower. This study were carried out to calibrate of HPC and BDOC and to evaluate $H_1$ and $H_2$ of ozone-treated water with Chabrol model. BDOC values of the ozone-treated water and BAC effluent are analyzed using method of Levi and Joret. As the ozone-treated water and BAC Effluent are incubated, the HPC are increased up to 0.24 mgC/l and 0.09 mgC/l respectively. $H_1$ and $H_2$ of the ozone-treated water is 0.3 mgC/l and 0.349 mgC/l respectively and Chabrol model for BAC tower can be calibrated.
Performance and operation of BAC in ozone-BAC advanced water treatment process were investigated using the pilot scale test plant built in D water purification plant. The performance was evaluated by the removal efficiencies of DOC, BDOC, ammonia nitrogen and THMs. The effect of EBCT on DOC removal was experimented for an effective operating condition, and the amount of attached biofilm was analyzed in various water temperatures and position of BAC. Two removal mechanisms, adsorption and biological decomposition by attached biofilm, were predominant to decrease the concentration of various contaminants. DOC was removed 40%, and the removal rate was decreased in winter time due to the lowered activity of attached biofilm. BDOC was effectively removed. THMs and ammonia nitrogen were mainly removed not in ozonation process but in BAC. Water temperature deeply influenced in removal efficiency of ammonia nitrogen. The amount of attached biofilm depended on water temperature and height of packed activated carbon column. Considering DOC removal efficiency and design EBCT of commercial BAC plant, the proper EBCT was 12.5 minutes.
Ozonation is a disinfection technique of harmful mi-crobes commonly used in the treatment of drinking water. And Biological Activated Carbon (BAC) treatment also provides numerous benefits for drinking water utilities, including removal of micro- pollutants, improved treatment processes. The multiful-stage ozonation and BAC play roles as effective methods for removing several materials in raw water. Water quality variation in Nak dong river and the removal efficiency of viruses by ozonation-BAC process were investigated on pilot scale. During the period of survey, most of water quality parameters including $NH_{4}^{+}-N$ were highly improved after passing through the BAC. The removal efficiency of poliovirus type III in water treatment process using pilot-plant,$ 99.6\% $ of viruses were removed by pre-ozonation, sedimentation and sand filteration process, $ 100\% $ were removed after in BAC filteration step. In the removal survey of viruses by ozonation, ap-proximately $ 61.1\% $ or polioviruses were inactivated by ozone of 0.4 mg/l within 5 min. and $ 100\% $ were inactivated by ozone of 0.8 mg/l over 10 min.
In this study, three pilot-scale plants with the capacity 30 $m^3$/day were designed and set up to treat reservoir water for the production of drinking water. Three treatment processes were compared in the pilot testing: process 1 (coagulation- flocculation- sedimentationsand filtration- ozone- BAC); process 2 (coagulation- flocculation- sedimentation- microfiltration-ozone- BAC); and process 3 (coagulation- flocculation- sedimentation- sand filtration- GAC). The quality of water has been evaluated on the basis of selected parameters such as turbidity, color, consumption of $KMnO_4$, dissolved organic carbon (DOC), trihalomethane formation potential (THMFP), geosmin and 2-MIB. A detailed assessment of performance was carried out during a five months operation. Process 2 was found to have better removal efficiency of DOC, THMFP, geosmin and 2-MIB than process 1 and process 3 under identical conditions, although the removal rate of color was found to be the same in the three cases.
Today a conventional water treatment system has many problems. The ozone/GAC process, sometimes termed Biological Activated Carbon(BAC), appeared to be effective for the removal of soluble organic matters in the drinking water. The water quality of Nak-dong river in Pusan, generally shows BDOC 30-40% and NBDOC 60-70%. The pilot plant installed at the Duk-san water works that was been largest treatability(1,650,000ton/day) in Pusan. A experimental water in the pilot plant made use of the water after sand-filteration. Following results are drawn from this study. Initial adsorption velocity($DOC/DOC_o/T$) in the pure adsorption of GAG had a 0.0225, it's velocity changed to 0.006 after ozone added and the optimum ozone dose ranged of $1.4-2.0mgO_3/L$. A experimental water in the pilot plant composed with humic material(78%). Humic material composed with humic acid(20%) and fulvic acid(56%), and it's rate changed to 18 and 50% respectively after ozone added. DOC constantly decreased in the EBCTs and removal efficieny in the 15min of EBCT was 45-50%. It showed the largest removal rate of BDOC in the EBCT 5 and among the season, characteristics of removal varied. The HPC distributed over $10^6-10^7CFU/cm^3$ in the bed depth and among the season, distribution of HPC were differential.
A demonstration plant was carried out to investigate the removal efficiency of $NH_3-N$ and $KMnO_4$ consumption depending on the existence of pre-chlorination for the ozonation and activated carbon process in the S water treatment plant which is located at the middle of Keum River. The averge removal efficiency of $KMnO_4$ consumption for $O_3/GAC$ processes with pre-chlorination and $O_3/BAC$ processes without pre-chlorination were 48.6% and 50% respectively. It is similar to removal effect of $KMnO_4$ consumption for GAC and BAC process depending on the existence of pre-chlorination. Otherwise, the removal of THMFP for GAC and BAC process was 58% and 68% respectively. $NH_3-N$ was not almost removed by sand filter and ozonation, but the average removal efficiency in the BAC process was about 31%. Especially, $NH_3-N$ was not almost removed by $O_3/BAC$ processes at the low temperature (below $$10^{\circ}C$$) in the winter season, $O_3/BAC$ processes have the advantage of removal of organic substance when it is compared to pre -chlorination followed by $O_3/GAC$ processes. Pre-chlorination followed by $O_3/GAC$ processes were required to remove $NH_3-N$ in the winter season because the removal of $NH_3-N$ was almost ineffective by $O_3/BAC$ process.
The removal yield of dissolved organic matter in drinking water by biological activated carbon (BAC) process was investigated. The tested processes wer raw water-AC process (BAC1), raw water-ozonation-BAC process (BAC2), and raw water-ozonation-coagulation/sedimentation-BAC process (BAC3). The amounts of organic matter was measured as dissolved organic carbon (DOC), ulta-violet radiation at 254 nm wavelength ($UV_{254}$), total nitrogen (T-N), ammonia nitrogen (NH_3$-N), and total phosphate (T-P). As a results, 30.7% DOC was removed by BAC2 process, which showed higher removal efficiency than BAC1 or BAC3 processes. The removal yield of $UV_{254}$ in BAC1, BAC2, and BAC3 processes were observed as 45.3%, 44.6%, 58.4%, respectively. And the removal yield of ammonia nitrogen were 66%, 81%, 29% in each BAC processes. The optimal empty bed contact time (EBCT) of BAC processes was estimated as 10 minute. This study has shown that BAC process combined with ozone treatment was efficient for removing dissolved organic matter in water.
The performance of ozone contactor in ozone-BAC advanced water treatment process was evaluated by the degree of decomposition of organic matters. The degree was measured by the analyses of $UV_{254}$ absorbance and the concentrations of DOC and BDOC for the sand filtered water and the ozone treated water, respectively. In addition, the ozone concentration in the contactor, required for the maximum BDOC concentration, was selected as the optimum concentration, and the appropriate residential time of ozone treated water in a reservoir was recommended based on the residual ozone concentration in the treated water. The following results were obtained from the pilot scale experiments. By ozonation $UV_{254}$ absorbance was decreased, and BDOC concentration was increased. The change of DOC concentration by ozonation was negligible, but the excess input of ozone resulted in the removal of the small amount of BDOC by complete oxidation. The optimum ozone concentration was 0.58mg $O_3/mg$ DOC. In order to remove residual ozone, 20minutes of the residential time were enough after ozonation.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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