호소의 상수원수 취수시 최적수질 선택을 위한 룰 기반 운영 기법 개발 :Development of Rule-based Operation Method for Selecting Optimal Water Quality when Taking Raw Water from Lakes

양원모

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자료유형: 학위논문

저자정보: 양원모 (전남대학교 )

지도교수: 이용운

발행연도: 2023

저작권: 전남대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수2

이 논문의 연구 히스토리 (2)

2023

호소의 상수원수 취수시 최적수질 선택을 위한 룰 기반 운영 기법 개발

양원모 환경에너지공학과 2023.01 학위논문

2022

호소에서 상수원수의 수심선택 취수를 통해 이상수질 배제를 위한 룰 기반 시스템 개발

양원모 , 이용운 , 백병천 외 1명 한국도시환경학회지 2022.12 학술저널

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호소에서 취수되는 상수원수의 수질은 수심(수층)에 따라 수질이 서로 다르게 나타날 수 있으며 이때 가장 좋은 수질을 가진 수심(수층)으로부터 물을 취수할 수 있다면 정수비용의 절감뿐 아니라 수돗물의 안전성을 더 높일 수 있을 것이다. 호소에서는 조류 발생, 강우, 수층전도 등의 원인으로 이상수질이 나타날 수 있고 수도사업자는 이에 대한 대응조치의 일환으로 수심선택 취수를 실시하고 있다. 이러한 선택취수는 취수장의 조류증가, 탁도증가, 망간증가 시에 적용 가능한 것으로 나타났다. 선택취수를 하기 위해서는 이상수질 발생 원인별 조치기준 및 대응매뉴얼에 따라 선택취수를 실시하고 있으며, 복합 이상수질이 발생할 경우에는 정수처리 공정이 용이한 수층을 선택하고 있다.
일반적으로 누구나 이용할 수 있는 국가수질자동측정망 및 녹조(조류)정보 자료, 관련 규정 등을 검토하여 탁도, EC, Chl-a 등 15개 수질 관련 항목들을 취수수심 선택과 연관된 관리지표 항목으로 선정하였다. 선정된 관리지표 항목별 수질기준을 설정하고, 관리지표별 수질기준에 대한 판단 우선순위 및 정수처리 공정시 대상물질별 처리 난이도 등을 검토하여 항목별 신뢰도, 중요도를 설정하였다.
이러한 관리지표 항목 전체를 상호 연계‧조합하여 호소에서 상수원수 취수시 이상수질을 배제하고 깨끗한 수층을 선택하는 룰 기반 운영 기법을 마련하였다. 룰 기반 운영 기법은 최적의 취수수심 선택 시에 유용한 의사결정 도구가 될 수 있을 것이다.
또한 상수원수의 이상수질 발생 가능성에 대해 수도사업자가 미리 인지하여 그에 맞는 대비시간을 늘릴 수 있을 것이다. 조류발생 및 탁도 증가, 망간 증가 등 복합적인 문제 발생시 정수처리에 유리한 수층을 선택하여 상수원수를 공급함으로써 정수처리 공정의 효율감소나 비용상승을 방지할 수 있을 것이며, 수돗물 공급의 신뢰도를 높일수 있을것이다. 누구나 이용할 수 있도록 공개된 환경부 자동측정망의 실시간 측정자료를 분석하여 가공함에 따라 수질자동측정망 자료가 공개 자료 플랫폼으로서의 가치가 높아지고 기능도 확대되는데 기여할 수 있을 것이다.

The water quality of the raw water taken from the lake can be different depending on the water depth (water layer), and if water can be extracted from the water depth (water layer) with the best water quality, not only the cost of water purification will be reduced, but the safety of tap water will be further increased you will be able to raise. In lakes, abnormal water quality can occur due to algae generation, rainfall, and water level conduction, and water service providers are implementing water depth selection as part of countermeasures. It was found that this selective intake can be applied when algae increase, turbidity increase, and manganese increase in the water intake. For selective water intake, we conduct selective water intake according to the action standards and response manual for each cause of abnormal water quality.

In general, 15 water quality-related items, such as turbidity, EC, and Chl-a, were selected as management index items related to water intake depth selection by reviewing the national automatic water quality monitoring network, green algae information data, and related regulations that anyone can use. Water quality standards for each selected management index item were set, and reliability and importance were set for each item by reviewing the priority of judgment on the water quality standard for each management index and the difficulty of treatment by target substance in the water treatment process.

By linking and combining all of these management index items, a rule-based operating technique was prepared to excludes abnormal water quality and selects a clean water layer when taking raw water from
lakes. The rule-based operating technique will be a useful decision-making tool when selecting the optimal water intake depth.

In addition, water service providers will be able to recognize in advance the possibility of abnormal water quality of raw water and increase the time to prepare accordingly. In the event of complex problems such as algae generation, increase in turbidity, and increase in manganese, it will be possible to prevent a decrease in efficiency or increase in cost of the water treatment process by selecting a water layer that is advantageous for water treatment and supplying raw water, and it will be possible to increase the reliability of tap water supply. By analyzing and processing the real-time measurement data of the automatic monitoring network of the Ministry of Environment, which is open for use by anyone, it will contribute to increasing the value of the
automatic water quality monitoring network data as an open data platform and expanding its functions.

#선택취수

1. 서론 1
2. 문헌 조사 4
가. 선택 취수 및 선택취수 설비 4
나. 물환경정보시스템 6
1) 국가수질자동측정망 6
2) 수질측정망 12
3) 녹조(조류) 정보 14
다. 조류(Algae) 15
1) 남조류 15
2) 녹조류 20
3) 규조류 21
4) 기타 조류 23
라. 오염물질별 국내‧외 관리 및 판단 기준 24
1) 남조류 24
2) 마이크로시스틴 27
3) 맛‧냄새 물질 28
4) 규조류(시네드라) 28
5) 망간 29
6) 부영양화 31
마. 관련기관별 대응체계 32
1) K-water(취수장) 36
2) 정수장 40
바. 정수처리 방법 44
1) 응집‧침전 처리 44
2) 염소 처리 45
3) 흡착 처리 46
4) 오존 처리 47
5) 여과 처리 48
3. 연구 방법 50
4. 결과 및 고찰 52
가. 수심선택 관리지표 및 수질기준 52
1) 관리지표 선정 52
2) 관리지표별 수질기준 설정 54
3) 수심선택 관리지표 및 수질기준 58
나. 수심선택 관리지표별 정수처리의 난이도 59
다. 선택취수 룰 기반 운영 기법 개발 67
라. 룰 기반 운영 기법 적용성 검토 75
1) 공개자료를 통한 고찰 75
2) 가상 시나리오를 통한 고찰 81
5. 결론 89
참고문헌 91
Abstract(영문초록) 94

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