막여과 정수처리 도입 배경 |
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ㅇ 산업화 도시화로 상수원 수질이 악화(맛, 냄새, 원생동물) 되면서 먹는물
수질기준 강화 및 물에 대한 국민적
기대는
커지고 있으나 기존 정수처리의 한계에 봉착하면서 막여과 정수처리가 필요성 대두되고 있다.
ㅇ 막여과 공정은 처리수질이 안정적, 신뢰적일 뿐만아니라 자동화, 무인화가 가능하여 유지관리가 용이한
시스템
이나 기존의 정수처리에 비하여 운영관리 등에 따른
기술력이 요구된다. |
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국내 막여과 정수처리 도입 현황 |
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국내외 막분리 기술개발 현황 |
- 80년대 막분리 정수처리적용 초기 단계
- 90년대 막분리 정수처리 기술개발 및 적용
- 2000년대 막분리 정수처리 기술의 중대형화 |
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연구 추진 |
- 90년대 중반부터 산,학 중심으로 연구를 추진하여
왔으며, 실제적용을 위하여 2000년 부터 한국수자원공사에서
연구추진
- 최근에는 (주)대우건설, (주)한화건설, 서울시 상수도
연구소 등에서 활발하게 이뤄지고 있다. |
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도입실적 |
- 김천시 지례정수장에 막여과 시범적용연구 추진(한국수자원공사)
: 300m3/일 (2003년)
- 시흥정수장(한국수자원공사) :
3,600m3/일 (’04. 12 ~ 가동중)
- 이동정수장(경기도
포천시) : 1,500m3/일 (’04. 9 ~ 가동중)
- 양동정수장(경기도
양평군) : 1,000m3/일 (’05.10 ~ 가동중)
- 위천정수장(경남
거창군) : 800m3/일 |
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공정상의 차이점 |
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<기존
정수처리 공정>
- 기존 정수처리 공정은 부유물질 제거와 소독이 주목적으로 상수원
수질악화, 유해물질 출현, 분석기술의 발달
및 생활수준의 향상으로 수질에 대한 큰 기대로 기존 정수처리 방식의 한계 봉착
- Giardia, Cryptosporidium 등의 원생동물의 완벽한 제거가 어렵다. |
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<막여과
공정>
- 기존의 여러공정을 막 여과
단일 공정으로 대체할 수 있어 시설이 콤팩트하다.
- 원수와
처리수 간의 막여과 단일 공정으로 막이 파손 될 경우 처리수에 직접적인 영향을 미칠 수 있다. |
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수질상의 차이점
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<기존
정수처리 공정>
- 기존의 응집·침전 + 모래여과에서 모래 입자사의의 간격은 100~
200㎛ 정도
- 급속 여과방식이나 완속여과방식의 경우
모래 여과후 약간의 탁질 누출 발생
<막여과 공정>
- MF막이나 UF막에 의한 단독 공정에서 제거가 어려운 경우
활성탄 흡착이나 생물막 처리 공정과 조합 적용
- MF막의
경우 공경의 크기가 0.01~0.1㎛ 이상의 입자 제거 가능
- UF막의 경우 분자량 5,000~10,000이상의 불순물 완전 제거 가능
- 막여과의 경우 막여과수에는 탁질 전혀 누출 되지 않는 등 기존 정수방법 보다 안정성, 신뢰성이
높다.
- 응집제 등 약품 사용량이 기존 정수처리 보다
작게 사용된다. |
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운전상의 차이점 |
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- 평상시 : 막여과 설비의 경우 통상
자동 운전 및 감시가 가능하여, 주기적인 순회 점검으로 관리 가능
- 긴급시 : 원격감시가 가능하여 고장 발생시 짧은 시간내에 상황 파악 가능
- 세정및 교환 등 : 막의 약품 세정, 막교환 등 주기적인 관리 필요 |
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여과속도 |
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<기존 정수처리
공정>
- 모래 여과지의 여과속도는 여과층의 여상 면적을 기준으로 산출하는 반면,
<급속여과 : 120m/일 이상, 완속여과 : 5m 내외>
<막여과 공정>
- 막여과의 여과속도는 막면적을 기준으로 산출, 단위시간에 단위 막면적을 통과하는 수량을 투과 Flux라
한다.
- 막여과의 경우 단순 여과속도는 모래여과보다 작으나 막 충진율이
높아 보다 작은 면적에서도 처리 가능 |
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설치조건 |
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- 막여과 설비는 원수 탁도 변동에 안정적이며,
유지관리 필요 인력이 작아 고립지역 등에 큰 장점이 있다. |
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설치기간 |
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- 막여과법의 경우 시설공사 기간은 기존의 정수처리
방식에 비해 매우 짧다. |
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설치공간 |
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- 막여과 설비는 기존의 여괴시설에 비해 1/2 ~ 1/3 정도로 설치
공간이 작다
- 1일 500톤 규모의 정수처리 시설 설치 면적 비교 |
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처
리 방 법 |
설치면적(㎡(m×m)) |
면적비율(%) |
완속여과법 |
540(15×36) |
100 |
급속여과법 |
250(15×17) |
46(100) |
막
여 과 법 |
85~136(8.5×10-16) |
16~25(34~54) |
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기존 정수처리시설 개량 및 변경 |
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- 막여과의 경우 시설이 콤팩트 하여 시설 개량 및 변경이 비교적 쉽다. |
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유지관리성 |
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- 자동 운전이 가능하고, 유지 관리 인력이 최소화 가능 |
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- 유지관리성 비교
항
목 |
기존
방식 |
막여과법 |
완속여과법 |
급속여과법 |
운전관리 |
자동화
어려움 |
자동화
용이 |
자동화
용이 |
모래
교체 및 걷기 필요 |
탁질
누출 관리 필요 |
자동화로
수질 안전 |
응집제
주입 |
불필요 |
응집제
주입 |
불핑요 |
기술자 |
비숙련공
가능 |
숙련공
필요 |
숙련공
필요 |
유지관리비 |
모래
교체비 |
약품비,
여재교체비, 전력비 |
전력비,
약품비, 막교체비 |
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수질항목
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원
수
|
응집
침전수
|
막여과수
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범위 |
평균 |
평균 |
제거율% |
평균 |
제거율% |
탁도(NTU) |
3.36~51 |
14.1 |
1.39 |
89.9 |
0.00~0.17 |
98.9~100 |
색도(도) |
7~22 |
11 |
4 |
68 |
1.6~4 |
60~84 |
KMnO4소비량 |
3.3~17.6 |
6.9 |
2.8 |
60 |
1.4~3.1 |
46~84 |
E260(50mmcel) |
0.118~0.228 |
0.158 |
0.120 |
22 |
0.074~0.172 |
4~54 |
암모니아성 질소
|
0.01~0.60 |
0.17 |
0.16 |
10 |
0.01~0.30 |
0~84 |
망간 |
0.024~0.130 |
0.049 |
0.023 |
50 |
0.004~0.034 |
23~100 |
철 |
0.25~3.8 |
0.80 |
0.08 |
90 |
0.00~0.01 |
98~100 |
알루미늄 |
0.19~2.7 |
0.83 |
0.35 |
51 |
0.00~0.09 |
90~100 |
THMFP |
0.030~0.057 |
0.042 |
0.026 |
38 |
0.017~0.045 |
0~66 |
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범위
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범위
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범위 |
범위 |
일반세균(개/㎖) |
4,100~160,000
|
220~38,000
|
230~9,700 |
(0/24~24/26) |
대장균군(개/㎖) |
52~1,900
|
3~200
|
0~180 |
(0/26~3/24) |
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