KCI등재
실 규모 물 처리 공정 및 후속 흡착 처리에 의한 오염원 제거 잠재성 평가 = Potential of Contaminant Removal Using a Full-Scale Municipal Water Treatment System with Adsorption as Post-Treatment
본 연구에서는 하이드로사이클론, 응결/응집, 용존공기부상 단일 공정이 결합한 실 규모 물순환 조합공정(HCFD)의 오염 지표수 처리 성능을 평가하였다. 실 규모 물순환 공정은 수질 변동이 큰 유입 원수를 대상으로 안정적인 수처리 효율을 보였으며, 유입수의 주요 수질 지표가 매우 나쁨(BOD, TP, COD) 혹은 약간 나쁨(SS)이었으나, 방류수는 매우 좋음(BOD, SS, TP) 혹은 좋음(COD) 수준으로 향상되었다. 물순환 시스템 방류수의 후속 고도 처리를 위해 활성탄 기반 흡착 공정의 용존성 유기물 및 미량오염물질(잔류의약물질 APAP 및 산업 화학물질 AO7) 처리 잠재성을 평가하였다. 오염원 흡착 특성은 흡착동역학 및 등온 흡착실험과 관련된 모델링 기법을 이용하여 관찰하였다. 실험 결과, 후처리 활성탄 흡착은 잔류 유기물, APAP, AO7 유기물에 대한 높은 오염원 제거 잠재성이 있음이 확인되었으며, 오염원 흡착속도 및 최대 흡착량 값은 유사 2차 반응속도 모델과 Langmuir 등온흡착 모델에 의해 결정되었다. 본 연구 결과, 활성탄 기반 흡착 공정은 기존의 물순환 조합공정과 연계시 수처리 효율을 상호 보완적으로 높이고, 흡착 공정은 전단의 입자 분리 공정으로 제거가 어려운 용존성 오염원의 후속 처리에 대한 높은 잠재성이 있음을 시사한다.
더보기This study aimed to assess the efficacy of an adsorption process in removing organic matter and micropollutant residuals. After a full-scale water circulation system, the adsorption process was considered a post-treatment step. The system, treating anthropogenically impacted surface waters, comprises a hydro-cyclone, coagulation, flocculation and dissolved air flotation unit. While the system generally maintained stable and satisfactory effluent quality standards over months, it did not meet the highest standard for organic matter (as determined by chemical oxygen demands). Adsorption experiments utilized two granular activated carbon types, GAC 830 and GCN 830, derived from coal and coconut-shell feedstocks, respectively. The assessment encompassed organic materials along with two notable micropollutants: acetaminophen (APAP) and acid orange 7 (AO7). Adsorption kinetics and isotherm experiments were conducted to determine adsorption rates and maximum adsorption amounts. The quantitative findings derived from pseudo-second-order kinetics and Langmuir isotherm models suggest the effectiveness of the adsorption process. The findings of this study propose the potential of employing the adsorption process as a post-treatment to enhance the treatment of contaminants that are not satisfactorily treated by conventional water circulation systems. This enhancement is crucial for ensuring the sustainability of urban water cycles.
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