정수장 입상활성탄 유기물 분해 효과높아
맛,냄새 제거 효율은 효과 높지만
활성탄도 겨울철 2-MIB냄새 못잡아
입상활성탄에 의한 유기물 제거는 단순흡착과 미생물에 의한 유기물 분해효과로 구분되는데 단순흡착기간은 운영초기인 6개월에서 1년 정도로 시간이 경과될수록 흡착성능이 급속하게 낮아지는 특성을 보이고 있다.
그러나 TOC와 맛,냄새 제거효율은 지속적으로 효과가 높은 것으로 나타났다.
입상활성탄으로 정수처리를 할 경우 지오스민은 95%이상 제거가 되나 2-MIB의 경우에는 활성탄으로도 완전 제거가 되지 않고 있다.
하지만 1년 정도 시간이 경과되면 단순흡착 효과는 감소되고 일정하게 제거율을 지속하는데 이 과정은 활성탄 부착 미생물에 의한 유기물분해효과가 나타나는 시간으로 이 기간에는 수온의 영향을 민감하게 받는다.
하절기에는 미생물에 의한 생물분해로 제거효율이 높아지고 동절기에는 미생물 활동이 없어 처리효율이 감소되는 동절기 2-MIB유입시 제거효율은 없는 것으로 파악됐다.
정수장별 활성탄과 오존공정의 운영현황을 보면 영등포1정수장(11년12월 최초가동,설계용량 30만톤,고도용량 22만5천톤)은 설계된 오존접촉시간은 20분이나 실제 가동시 오존접촉시간은 17분이며 활성탄접촉시간은 설계는 15분으로 명시되어 있으나 실제로는 12분으로 오존과 활성탄 모두 실제 접촉시간이 설계보다 낮게 나타났다.
이처럼 설계보다 실제 접촉시간이 낮은 정수장은 암사정수장(14.10가동,설계용량 160만톤,고도용량 110만톤)으로 오존접촉시간은 28분이나 실제는 26분,활성탄접촉시간은 설계는 16분이나 실제는 15분이다.
반면 설계와 실제 접촉시간이 동일한 곳은 영등포 2정수장으로 (10.9월가동,설계용량 30만톤,고도용량 22만5천톤) 오존은 26분,활성탄은 20분으로 동일하다.
설계보다 실제 접촉시간이 긴 곳으로는 광암은(13,1월,설계 40만톤,고도 25만톤) 오존은 30분이나 실제로는 36분,활성탄은 16분이나 실제는 19분,강북(14.10,설계100만톤,95만톤)은오존은 25분이나 실제는 35분, 활성탄은 12분이나 17분으로 설계보다는 실제접촉시간이 길었다.
구의는(15년4워르,설계 50만톤,고도용량 45만톤) 오존은 26분에서 27분, 활성탄은 17분으로 설계와 실제 접촉시간이 같았다.
뚝도의 경우는(15.7월,설계 70만톤,고도60만톤) 오존접촉시간은 설계는 16분이나 실제는 21분, 활성탄은 설계는 18분이나 실제는 23분으로 파악됐다.
이같은 분석결과 오존의 경우 설계보다 실제접촉시간이 가장 긴 정수장은 강북정수장이 10분으로 가장 길며, 활성탄은 강북과 뚝도가 각각 5분정도 실제접촉시간이 길었다.
강북정수장의 경우 활성탄지 48지중 실제로는 36지만 활성탄을 충진하여 운영하고 있으며 오존접촉시간과 활성탄접촉시간이 길다는 특징을 보이고 있다.
설계에서나 실제 접촉시간이 동일하게 나타난 영등포 2정수장은 초기 6년 사용후 16년 12월 재생탄을 투입한 정수장이다.
영등포 정수장은 악취물질 제거(지오스민,2-MIT)등을 하기 위해 올 8월부터 입상활성탄을 신탄으로 교체할 예정이다.
향후 이같은 냄새유발물질인 2-MIB나 지오스민의 제거를 위한 깊이 있는 연구가 필요하다.
울산시 수질연구소 이성우연구관등 일부가 연구한 자료에 의하면 전염소와 동시 주입하는 것보다 일정시간 지난 후 분말활성탄을 단독 사용하는 것이 맛·냄새 물질 제거에 효과적이다.
2-MIB의 경우 일반정수 공정에서는 거의 제거되지 않았다. 고도처리 공정인 오존 및 활성탄 공정에서 운영 조건에 따라 변동 폭이 10~90%(평균제거율 60%)차이가 나고, 오존 주입 농도의 변화 및 활성탄 지의 교체년도, 원료의 특성 및 역세척 시점에 따라 다르다는 연구를 발표한바 있다.
그러나 분말활성탄보다는 입상활성탄의 효과가 크고 전처리공정에서 효율성이 높으며 캐나다와 미국등 일부에서는 염소처리보다 마이옥스등 산화제물질로 소독할 경우 10%에서 30% 정도의 악취 저감효과가 있는 것으로 알려지고 있다.
하지만 겨울철 많이 발생하는 2-MIB의 경우 그 원인이 제대로 규명되지 않고 있고 처리방법에 대한 연구도 아직 미약한 현실이다.
이들 악취발생 물질은 낙동강계보다 한강계에서 더 많이 발생되고 울산권에서도 회야호에서는 2-MIB, 사연호에서는 Geosmin이 주로 발생되어 지역 특성에 따라 이들 물질의 변화가 상대적으로 큰 것으로 파악되고 있다.
영등포정수센터 조우현박사는 하절기등 수온이 증가하면 오존과 활성탄으로 제거효율이 높아지며 지오스민은 침전여과에서 40%정도 제거가 가능하다고 말했다.이와 함께 AOP운영시 약 10% 정도 효율이 증대된다는 연구결과를 발표했다. 다만 활성탄의 경우 운영기간의 경과에 따라 제거효율이 감소되고 탈착현상이 발생되며 동절기등 저수온인 경우 2-MIB는 제거가 어려워 국가적 연구가 필요하다고 말했다.
(환경경영신문/박남식부장)
