용수재이용을 위한 하수처리 유출수의 UV 소독 효율 연구
Feasibility Study of UV-Disinfection for Water Reuse of Effluent from Wastewater Treatment Plant
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참고문헌
초록
본 연구에서는 일반적으로 적용 가능한 저압형 UV 램프 3가지 강도에 유량를 변화시키면서 실험하였으며, 17W 저압형 UV 램프를 이용하여 30 m3/L의 유량으로 탁도, DOM, SS에 대한 UV소독효율에 관하여 조사하였으며 그 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 램프를 17, 25, 41W로 세 가지 종류에, 유량을 10∼40 m3/day로 변화시켜 노출시간이 5∼40 s 범위에서 실험한 결과 41W 램프에서는 모든 경우에 100% 소독되었으며, 25W와 17W에서는 전반적으로 97% 이상 소독효율을 나타내었다. 자외선강도가 큰 램프를 사용하여 짧은 노출시간을 통해 처리하는 것이 자외선 강도가 작은 램프를 이용해 긴 노출시간을 통해 비슷한 자외선 조사량으로 처리하는 것 보다 유리한 것으로 나타났다.2. UV 소독시설을 사용할 때, 본 연구에서 사용했던 형태의 유수식 시설을 사용하면 램프와 시료와의 거리를 줄일 수 있어 UV 소독효율의 저해인자로 알려진 물리적 인자인 탁도, DOM 등에 의한 영향을 줄일 수 있어서 유리할 것으로 판단된다. 3. SS의 농도가 증가할수록 UV 소독 후 TC, FC, E. coli의 농도는 선형적으로 증가하였으며, UV 소독시설을 설계하는데 가장 중요한 물리적인 인자로서 UV 소독과정 이전에 적절한 SS 저감 방안이 고려되어야 할 것으로 판단된다. 본 연구에서 적용한 형태의 유수식 UV 소독시설은 처리시설 유출수 특성을 비교할 때 biofilter와 같은 소규모 처리시설 뿐만 아니라 하수종말처리장과 같은 일정 규모이상 처리시설 유출수 소독에도 효과적일 것으로 예상된다. 이 과정에서 SS가 소독효율에 영향을 미칠 수 있는 주요인자로 나타났으나, 현재 운영중인 처리시설들의 일반적인 유출수 SS 농도가 UV 소독에 영향을 미치지 않을 정도로 낮아서, 기존 시설에 본 연구에서 사용한 것과 유사한 형태의 유수식 UV 소독시설을 적용하면 효과적으로 소독이 이루어질 수 있을 것으로 판단된다.
Abstract
The feasibility study of UV-disinfection system was performed for disinfection of effluent from wastewater treatment plant. Three low-pressure UV lamps of 17, 25, and 41 W were examined with various flow rates. Low-pressure UV lamps of 17W were examined with various turbidity, DOM (dissolved organic matter), and SS (suspended solid). The pilot plant was a flow-through type UV-disinfection system, and the range of exposure time varied from 5 to 40 seconds, turbidity from 0 to 40 NTU, DOM from 0 to 30 mg/L, and SS from 10 to 40 mg/L. The 41W lamp demonstrated complete disinfection showing no survival ratio in all the experimental conditions, and generally 17W and 25W lamps also showed high removal ratio over 97%. For the same UV dose (UV intensity times exposure time), high intensity-short exposure conditions showed better disinfection efficiency than low intensity-long exposure conditions. While the effects of turbidity and DOM were not apparent, the effects of SS was significant on the disinfection efficiency which indicates that SS control before UV-disinfection appears to be necessary to increase removal efficiency. Considering characteristics of effluent from existing wastewater treatment plants, cost-effectiveness, stable performance, and minimum maintenance, the flow-through type UV-disinfection system with high intensity and low-pressure lamps was thought to be a competitive disinfection system for wastewater reclamation.