<128호>[연재] 활성탄 연구-3

[128호] 2011년 6월 24일 금요일 발행

 

활성탄 연구-3

총유기탄소(TOC)는 시설 관리에 중요항목

백영애 서울시상수도연구원 환경공학과 박사

미국이나 유럽의 경우 소독부산물에 대한 종류와 농도에 대한 규제가 강화됨에 따라 공정설계 및 운영인자로서 소독부산물의 전구물질이 될 수 있는 TOC 처리효율 향상을 목표로 삼는 경우도 있다(Keith, 1995)   TOC는 입상활성탄 시설의 운영에 있어서 중요한 항목으로 입상활성탄 재생결정시 주요기준으로 이용되기도 한다. 입상활성탄에 의한 유기물 제거는 단순흡착과 미생물에 의한 분해효과로 구분되며, 운영초기에는 주로 단순흡착에 의해 이루어진다(Summers, 1992).

1년 미만 입상활성탄에 의한 유기물질(TOC) 제거는 운영초기에 제거효율이 75~95%로 매우 높았으나, 운전개시 200일 이후부터는 유출수의 TOC농도가 0.65~0.75㎎/ℓ로 완만한 증가단계를 보여, 대부분 고분자 물질로 이루어진 TOC가 입상활성탄의 micro pore를 폐색시켜 흡착능력이 저하된 것으로 판단된다(Takashi et al., 1998). 반면 6년 경과된 입상활성탄의 경우 1.0㎎/ℓ 미만에서 안정적으로 유지되고 있어 생물활성탄(BAC ; Biological Activated Carbon)으로서 역할을 수행하고 있는 것으로 알 수 있다(Rollinger, 1986).

 

THMs 파과는 1개월 정도로 빠르게 시작되는 경우가 많고 60일 지난 후 거의 제거되지 않는 경우도 있다. 특히 THMs를 구성하는 성분 중에 대부분을 차지하고 있는 클로로포름(Chloroform)이 다른 소독부산물에 비해 파과가 빨라 입상활성탄 흡착효과가 좋지 못하다.

 

서울시 조사결과(수질조사분석 보고서, 2006)에 의하면 서울시 6개 정수센터에서 생산되는 정수의 THMs 연평균은 0.019㎎/ℓ(0.008~0.050㎎/ℓ)이고, 이중 클로로포름이 0.0145㎎/ℓ)0.0039~0.004㎎/ℓ)로 THMs의 약 75% 정도를 차지하고 있으며 THMs 변화와 동일한 경향을 보이는 것으로 조사되었다. 그러나 대체로 클로로포름 농도가 먹는물 수질기준인 0.08㎎/ℓ보다 매우 낮은 값으로 나타나 서울시 수돗물로서의 소독부산물 문제는 크게 문제되지 않는다.

 

이러한 결과는 기생성된 THMs의 경우 단기간내 입상활성탄에서 파과되므로 6년 경과된 입상활성탄의 경우 유입수인 모래여과수보다 더 높게 나타나 세공내 흡착된 THMs이 과포화 되어 다시 누출되는 것으로 판단된다.

 

이에 비해 2년 경과된 입상활성탄과 오존+입상활성탄의 THMs은 운영초기에 75~100%의 제거효율을 나타내었으나 운전개시 180일 이후부터는 증가하여 신탄의 경우 단기간에는 THMs흡착이 가능하나 시간이 경과할수록 이미 생성된 THMs의 파과가 일어나 더 이상 THMs를 제거하지 못하는 것으로 나타났다. 이는 micropore 영역의 면적 및 부피와 관련이 있는 THMs에 의해 micropore 영역이 감소되는 결과를 초래하게 된다.

 

따라서 운영한지 1년 경과한 입상활성탄에서 유입수인 모래여과수(Cin) 대비 입상활성탄 처리수(Ceff)가 이미 1을 넘어서 THMsdml 파과점에 도달하였으나, THMFP의 경우 대체로 각 공정이 Ceff / Cin 이 1미만을 유지하고 있어, 입상활성탄이 생물활성탄으로의 역할을 수행하여 소독부산물 원인물질을 어느 정도 제거하는 것을 알 수 있었다.

 

<계속>

 

 

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