고도정수처리공정에 의한 THMs 제거 특성 분석 : 실제 정수장 장기간 운영 데이터 대상

초록

기존 연구는 대부분 실험실 규모나 단기 자료를 기반으로 수행되어 실제 정수장의 운전 조건과 수질 변화를 충분히 반영하지 못했고, 장기 운전 데이터를 고려하지 못한 한계가 존재한다. 본 연구는 이러한 한계를 극복하고자 실제 운영 중인 정수장의 20년간 운영 데이터를 분석하여 고도정수처리시설이 DBPs 중 THMs(trihalomethanes) 생성 및 제거에 미치는 제거 특성을 장기적으로 평가하고자하였다. 본 연구는 실제 운영 중인 정수장의 20년간 운영 데이터를 분석하여 THMs 생성 및 제거에 미치는 제거 특성을 장기적으로 평가하였는데, 다중선형회귀 및 중단시계열 분석(ITS, interrupted time series)을 통해 고도정수처리시설 도입 전·후 변화를 분석하였다. 공정별 제거효율 분석 결과, GAC의 평균 THMs 제거 효율은 17.2%였으나 파과 현상으로 인해 5~6개월 이후 효율이 급격히 감소하였고, 오존 산화공정은 실제 운전 조건에서 5% 미만의 낮은 제거 효율을 보였다. 고도정수처리시설 도입 전·후 변화를 분석한 결과, 도입 이후 THMs 평균 농도는 약 28% 감소(0.029 mg/L → 0.021 mg/L, p < 0.001)하여 통계적으로 유의미한 차이를 나타냈다. 또한 Hedges’ g, 다중회귀 및 중단 시계열 분석 결과, 잔류염소 농도와 흡착성능지표(요오드가)가 고도정수처리시설 도입 전･후 변화에 가장 큰 영향을 받는 변수임을 확인하였다. 이러한 결과를 통해, 오존 산화공정과 GAC 흡착공정으로 구성된 고도정수처리시설 도입은 THMs 농도를 유의미하게 저감시켰으나, 이는 오존 산화의 낮은 제거 효율과 GAC의 단기적 흡착 특성을 고려할 때 TOC 제거 및 잔류염소 농도 감소에 따른 간접적 효과에 기인한 것으로 판단된다.

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