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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 朴元柱
- 발행연도
- 2014
- 저작권
- 영남대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
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고도정수처리공정을 도입한 사업장은 2013년 기준 반월정수장등 총 5개소로 연간 운영비는 산소구입비용과 전력사용료를 포함하여 899백만원에 달한다. ‘18년까지 고도정수처리는 시설용량의 42% 이상도입될 예정으로 운영방법 개선을 통한 경제적 제고가 필요하다. 이에 본 논문에서는 투입 산소가스양, 사용전력양등의 인자에 관한 연구를 통해 오존발생기의 효율적 이용을 연구하였다.
무성방전형 오존발생기의 특성상 저농도 4.0∼8.0wt%의 경우에는 방전량이 적어, 요구되는 전력사용량이 많지 않다. 반면 방전 기회를 줄이기 위하여 요구되는 산소의 양은 증가되는데 농도별 변화 또한 커서 산소사용량에 따라 운영비가 결정된다. 반대로 고농도 8.0wt% 이상일 경우에는 오존을 생성하기 위한 방전량이 급격히 증가하여 사용전력량에 따라 운영비가 결정된다. 정수처리설비의 경제적인 측면을 고려하기 위해 산소비용은 170원/kg(G정수장 ‘09∼13년 산소구매비용), 전력비용 93.65원/kWh(산업용전력(을) 전기요금 기준)을 적용하였다.
오존 주입제어를 투입오존량으로 제어한다면 10wt%에서 운영비용이 가장 저렴한 것으로 평가되었다. 또한 오존 농도에 따른 전달효율을 실험한 결과 투입오존농도가 높을수록 전달효율이 상승하는 것을 알 수 있었다. 특히 10wt%로 투입시와 12wt%(고농도)로 투입시를 비교한 경우 12wt%에서 용존오존농도는 11%이상 증가하였다.
결론적으로 정수처리공정에서 오존을 투입하는 경우 단순히 투입량 제어로 제어시는 10wt%로 투입량을 0.3∼2.0ppm까지 변경하며 투입하는 것이 가장 경제적이며, 용존오존 농도를 피드백하여 용존 오존농도를 기준으로 오존을 투입한다면 10wt%와 12wt%의 생산효율은 10wt%일 때 12wt%에 비해 2% 높게 나타나지만 물에 녹는 효율은 12wt%에서 10wt% 대비 11%이상 증가하기 때문에 12wt%로 투입하며 용존오존 농도를 제어하는 것이 운영효율을 높일 수 있다.
또한 G정수장에 설치된 오존발생기는 설비용량 1.25kg/h 3대로 평시에는 12∼30%의 가동율로 운전되고 있어 비효율적으로 운영되고있다.
앞서 실험했던 데이터를 기초로 설비를 재설계한다면 설비용량 0.3kg/h 7대로 선정하는 것이 적절하며 운영비를 20%이상 줄일 수 있을 것으로 사료된다.
무성방전형 오존발생기의 특성상 저농도 4.0∼8.0wt%의 경우에는 방전량이 적어, 요구되는 전력사용량이 많지 않다. 반면 방전 기회를 줄이기 위하여 요구되는 산소의 양은 증가되는데 농도별 변화 또한 커서 산소사용량에 따라 운영비가 결정된다. 반대로 고농도 8.0wt% 이상일 경우에는 오존을 생성하기 위한 방전량이 급격히 증가하여 사용전력량에 따라 운영비가 결정된다. 정수처리설비의 경제적인 측면을 고려하기 위해 산소비용은 170원/kg(G정수장 ‘09∼13년 산소구매비용), 전력비용 93.65원/kWh(산업용전력(을) 전기요금 기준)을 적용하였다.
오존 주입제어를 투입오존량으로 제어한다면 10wt%에서 운영비용이 가장 저렴한 것으로 평가되었다. 또한 오존 농도에 따른 전달효율을 실험한 결과 투입오존농도가 높을수록 전달효율이 상승하는 것을 알 수 있었다. 특히 10wt%로 투입시와 12wt%(고농도)로 투입시를 비교한 경우 12wt%에서 용존오존농도는 11%이상 증가하였다.
결론적으로 정수처리공정에서 오존을 투입하는 경우 단순히 투입량 제어로 제어시는 10wt%로 투입량을 0.3∼2.0ppm까지 변경하며 투입하는 것이 가장 경제적이며, 용존오존 농도를 피드백하여 용존 오존농도를 기준으로 오존을 투입한다면 10wt%와 12wt%의 생산효율은 10wt%일 때 12wt%에 비해 2% 높게 나타나지만 물에 녹는 효율은 12wt%에서 10wt% 대비 11%이상 증가하기 때문에 12wt%로 투입하며 용존오존 농도를 제어하는 것이 운영효율을 높일 수 있다.
또한 G정수장에 설치된 오존발생기는 설비용량 1.25kg/h 3대로 평시에는 12∼30%의 가동율로 운전되고 있어 비효율적으로 운영되고있다.
앞서 실험했던 데이터를 기초로 설비를 재설계한다면 설비용량 0.3kg/h 7대로 선정하는 것이 적절하며 운영비를 20%이상 줄일 수 있을 것으로 사료된다.
목차
1. 서론 12. 관련이론 62.1 오존발생 방법 62.2 무성방전형 오존발생기 92.3 오존발생기의 인자변화에 따른 오존생성특성 122.4 오존농도의 측정 142.5 오존의 흡수율과 잔류오존의 처리 153. 실험장치 및 방법 173.1 실험 장치 183.2 실험 방법 224. 결과 및 고찰 254.1 입력전력량과 오존농도의 변화특성 실험 254.2 오존발생기 운영비용 절감연구 294.3 오존농도 및 오존접촉시간에 따른 특성평가 324.4 무성방전형 오존발생기 운영효율 향상을 위한 오존발생기 용량선정 355. 결 론 39참 고 문 헌 41요 약 43A b s t ra c t 45
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