소독부산물 저감을 위한 현장제조형 염소발생기 최적 운영조건 연구

박노석; 윤석민; 박상민; 윤현정; 윤미애; 이영주

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자료유형: 학술저널

저자정보: 박노석 (경상국립대학교) 윤석민 (경상국립대학교) 박상민 (국립환경과학원) 윤현정 (국립환경과학원) 윤미애 (K-water) 이영주 (K-water 연구원)

저널정보: 대한환경공학회 대한환경공학회지 대한환경공학회지 제44권 제12호

발행연도: 2022.12

수록면: 525 - 533 (9page)

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목적 : 국내 정수장에서 사용하고 있는 현장제조형 염소발생기를 이용하여 생산한 차아염소산나트륨을 대상으로 유효염소, 클로레이트 및 브로메이트 변화를 분석하여 소독부산물을 최소화할 수 있는 운영방안을 제시하고자 하였다.
방법 : 현장제조형 염소발생기(5 kg/day)를 이용하여, 용해수 종류, 염수 농도, 전해조 유입수 온도, 전해조 유입수 pH 및 전해조 전류밀도별 소독부산물 발생특성을 조사하였다.
결과 및 토의 : 용해수 종류에 따른 소독부산물(클로레이트, 브로메이트) 발생량은 연수 > 수돗물 > RO 처리수의 순으로 높게 나타났다. 염수 농도가 증가할수록 클로레이트는 감소하고 브로메이트는 증가하는 경향을 나타냈으며, 적정 염수 농도는 3% 이상인 것으로 조사되었다. 전해조 유입수 온도가 증가할수록 클로레이트는 감소하고 브로메이트는 증가하는 경향을 나타내며, 적정 유입수 온도는 20~25℃인 것으로 사료된다. 전해조 유입수 pH에 따른 소독부산물(클로레이트, 브로메이트) 발생 차이는 크지 않으며, 유효염소와 소독부산물을 고려했을 때 적정 pH는 7 정도인 것으로 판단된다. 또한 전류밀도가 증가할수록 클로레이트는 증가하고 브로메이트는 감소하는 경향을 나타냈다.
결론 : 현장제조형 염소발생기 제조사에서 제시하는 운영 범위에서 운전할 경우 소독부산물 발생을 최소화 할 수 있는 것으로 나타났으며, 일부 운영 조건은 전해조 셀을 보호하기 위한 것으로 판단된다. 현장제조형 염소발생기 시장이 점차 확대됨에 따라 강화되는 소독부산물 기준을 고려하여 개선된 설비가 지속적으로 출시되기를 기대한다.

Objectives : The purpose of this study is to suggest operating conditions that can minimize the disinfection by-products of sodium hypochlorite produced in on-site sodium hypochlorite generators.
Methods : The characteristics of disinfection by-products were investigated by operating conditions (dissolved water type, brine concentration, temperature of electrolytic cell inflow water, pH of electrolytic cell inflow water and electrolyzer current density) using a on-site sodium hypochlorite generator(5 kg/day).
Results and Discussion : The concentration of disinfection by-products (chlorate, bromate) according to the type of dissolved water was found to be high in the order of softened water > tap water > RO treated water. As the brine concentration increased, chlorate decreased and bromate increased. The optimal saline concentration was found to be 3% or more. As temperature of electrolytic cell inflow water increases,, chlorate decreases and bromate increases. The difference in the concentration of disinfection by-products(chlorate, bromate) according to the pH of electrolytic cell inflow water is not large, and the appropriate pH is determined to be about 7 when the free available chlorine and disinfection by-products are taken into account. Also, as the current density increases, the chlorate increases and bromate showed a decreasing trend.
Conclusion : It has been shown that the concentration of disinfection by-products can be minimized when operating within the operating range suggested by the on-site sodium hypochlorite generator manufacturer, and some operating conditions are thought to have been suggested by the manufacturer to protect the electrolyzer cells. As the market for on-site sodium hypochorite generator gradually expands, it is expected that improved facilities will be continuously released in consideration of the stricter standards for disinfection by-products.

#On-site sodium hypochlorite generator #Free available chlorine #Chlorate #Bromate #Optimal operation conditions #현장제조형 염소발생기 #유효염소 #클로레이트 #브로메이트 #최적 운영조건

참고문헌 (16)

참고문헌 신청

H. J. Cho, C. W. Na, S. H. Ko, A study on the stable operation of high sodium hyporchlorite generation, The KSFM J. of Fluid Machinery, 20(2), 69-74(2017).

S. A. Snyder, B. D. Stanford, A. N. Pisarenko, Hypochlorite-an assessment of factors that influence the formation of perchlorate and other contaminants, American Water Works Association, Denver, Colorado, pp. 3(2009)

B. D. Min, H. M. Chung, T. W. Kim, J. H. Park, Study on disinfection by-products formation according to kind of salt in on-site production, J. of Korean Society of Water and Wastewater, 29(5), 575-581(2015).

H. S. Park, H. S. Lee, T. J. Kim, Y. Y. Choi, B. G. Jung, Formation and removal characteristics of bromate in advanced water treatment process, J. of Korean Society of Environmental Technology, 14(2), 74-81(2013).

Korea Water and Wastewater Works Association, Water works facility standards, Seoul, Korea, pp. 485(2010).

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