Abstract
Coagulation process is one of the most important processes in WTP. The optimum design and operation of coagulation process is vital to the economic production of safe and clean drinking water. If the coagulation process is operated out of the optimal range, the plant tends to overdose the coagulant, resulting in the high chemical cost, large sludge production, high labor cost and possible high aluminum concentration in the drinking water. Generally, the only solution toward the optimal operation of WTP has been focussed in the change of type and/or dosage of coagulant or change of the mixing intensity. However, the inherent problem due to the deficiency in the design process can not be solved by these practice. The problem can only be solved by the understanding of the process through careful investigation of the design and scientific analysis of operational data. In this paper, a summary of the 3 year research on the coagulation process is presented. The design standard and its application policy of both Korea and USA are compared. Design deficiencies of flash mixer, distribution channel, and flocculation basin is proved by the theory and field measurement. The zeta potential was measured and G value was compared and particle counter was used. Several pilot plant experimental data are compared to prove the problems of existing plants. New operational methods such as SCM, pilot filter, and zeta potential are introduced and the experience of using those control techniques at the existing plants are presented. The result presented in this research will be helpful to understand the current problems in using the design standard of Korea, evaluate the coagulation process in existing water treatment plants, and suggest the modification of that process. Hopefully, it will lead toward the production of safe and cheap drinking water and ultimately toward the re-evaluation of the great value of clean drinking water and the people working in this field which they deserve.
응집공정은 정수장의 여러 공정 중에서 가장 중요한 공정중의 하나이다. 응집공정의 최적설계와 운전은 안전하고 깨끗한 수돗물의 생산에 대단히 중요하다. 응집 공정이 최적의 범위 밖에서 운전되면 응집제를 과다 주입하게 되어 약품비가 증대되는 것은 물론 슬러지의 생산량이 많아지고 정수 중에 알루미늄의 농도가 높아지게 된다. 일반적으로 정수장의 최적운전을 하기 위한 유일한 방법은 응집제의 종류나 주입량을 바꾸거나 교반 강도를 변경시켜주는 것이다. 그러나 설계상의 결함으로 인한 문제가 있을 경우에는 이와 같은 방법으로 해결할 수 없다. 이와 같은 문제점은 설계를 잘 검토하고 운전자료를 과학적으로 분석을 하여 공정을 잘 이해함으로서만 가능하다. 본 논문에서는 응집공정에 관한 과거 3년간의 연구결과를 정리하였다. 한국과 미국의 수도시설기준과 그것을 적용하는 방법을 비교하였다. 혼화지, 분배수로, 플록형성지의 설계상의 결함을 이론과 헌장자료 측정을 통하여 증명하였다. 이를 위하여 제타전위를 측정하고, G 값을 비교하고, 입자의 개수분포도를 측정하였다 기존 정수장의 문제점과 개선방안을 제시하기 위하여 파이로트 실험을 행하였다. SCM이나 파이로트 필터, 제타전위 측정 등과 같은 새로운 운전 기법들이 소개되었으며 기존 정수장에서 이와 같은 기법들을 이용한 경험들을 정리하였다. 본 연구에서 소개된 결과들은 우리나라에서 상수도시설기준을 사용시의 문제점을 이해하는데 도움을 주고 기존 정수장의 응집공정을 평가하고 개량방법을 제시하는데 도움을 줄 수 있을 것이다. 이러한 연구결과로부터 안전하고 경제적으로 물을 생산하는데 도움을 주고 맑은 물을 생산하는 것에 대한 가치와 그 일에 종사하는 사람이 받아야만 하는 가치를 재평가하는데 도움이 되었으면 한다.