추적자 실험을 이용한 응집/침전지 수리학적 특성의 동시평가 = Simultaneous Evaluation of Hydraulic Characteristics of Flocculation and Sedimentation Basin in Water Treatment Plant Using Tracer Test

국문 초록 (Abstract)

추적자 실험은 정수당 단위공정들의 수리학적 특성을 평가하기 위한 방법으로 사용되어 왔으나, 정수장의 각 단위공정들은 규모가 크고 처리 유량이 많아 실험이 용이하지 않고 결과의 해석도 쉽지 않다. 이에 본 연구에서는 실제 정수장 3곳의 응접지와 침전지를 대상으로 동시에 추적자 실험을 수행하는 방법과 결과의 해석기법(index법, Rebhun and Argaman이 제시한 도식해법)에 대해서 소개하였다. 추적자 실험 결과 대부분 정수장의 응집지는 실제 체류시간이 이론적 체류시간과 거의 유사했으나, 침전지의 경우에는 실제 체류시간이 이론적 체류시간에 훨씬 미치지 못하는 것으로 나타났다. 이는 침전지 하부의 슬러지와 밀도류에 의한 것으로 판단되며, 이로 인해 플락이 침강하기 전에 웨어로 유출되어 여과지의 지속시간 단축, 역세척시 탁질 누출 등의 여과지에 악영향을 미칠 수 있을 것으로 생각된다. 또한, 추적자 실험결과에 의해 동일한 정수장에 위치한 2개의 응집지와 침전지에 유량이 분배되는 특성도 알 수 있었다. 결론적으로 기존의 index법을 이용하여 응집지와 침전지의 수리학적 유체흐름 특성(back mixing, short-circuiting)을 파악할 수 있었으며, Rebhun과 Argaman이 제시한 수학적인 방법을 사용하여 압출형 흐름 분율(p). 완전혼합 흐름 분율(1-p), 그리고 사수부(m) 분율을 정량적으로 제시할 수 있었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The tracer tests were used to evaluate for hydraulic characteristics of the unit process in water treatment plant(WTP). But, the tracer tests were difficult to analysis of results and to conducted for the test because of large flow and huge scale of unit processes in WTP. In order to introduce simultaneous performance to tracer test and analysis method of results(index method, Rebhun and Argaman method), the three real WTPs(CJ. DS, and DW) which have the flocculation and sedimentation basin were investigated. The actual detention time of flocculation basin in the majority WTPs were almost similar to theoretical detention time. But, that of sedimentation basin were far more short than theoretical detention time. This phenomenon might be due to the volume reduction of sedimentation basin by sludge and density flow (short-circuiting) under the sedimentation basin. Thereby the flocs, which carried over the weir before settle in sedimentation basin, were bad effect for downstream unit process such as filtration according to reduction of filter run time and turbidity breakthrough after filter back wash.
According to the result of tracer test and flow distribution characteristics were evaluated between two flocculation and sedimentation basins in WTP. The hydraulic characteristics(back mixing, short-circuiting) of flocculation and sedimentation basin using the conventional index method were evaluated and the plug flow fraction(p), complete flow fraction(1-p), and the extent of dead spaces(m) were quantitatively determined using the mathematical and experimental analyses by Rebhun and Argaman method.