1. [붙임 1-1]
정수장내 망간발생에 따른 처리방안
1. 기 술 명 : 정수장내 망간발생에 따른 처리방안연구
2. 개발 및 도입배경
Ⅰ 개 요
최근 상수도 관련 민원이 증가하고 있다. 수질 분석 자료를 바탕으로 한
다양한 정수처리 방법을 적용함으로서, 이에 대한 원인을 찾고 특이상황에 적
극 대처할 수 있는 대응체계를 구축하여 시민에게 과학적으로 안전하고
깨끗한 수돗물을 공급 하고자 하는 것이 이 연구과제의 목적이다.
Ⅱ 일반현황
시 설 물 근 무 인 원
계 정수장 배수지 취수장 심정실 가압장 계 운영요원 검사요원 청원경찰 관리원
35 2 6 2 6 19 12 4 2 4 2
(공도가압장1) (공도가압장2)
시설용량(㎥/일) 일평균 생산량(㎥/일) 가동율(%)
10,000 8,763 87.6
❍ 정수처리 공정
취수펌프 착수정 혼화지 응집지 침전지 여과지 정수지 송수
방류
상등수 회수조 라군
Cake
Ⅲ 발생원인
❍ 안성천과 조령천에 있는 상수원의 본류인 집수정의 오염으로
인한 저농도의 망간(0.1ppm)이 함유된 원수의 유입
2. ❍ 여름철 물 사용량이 증가하면서 상수도 관내 광역 상수도와
지방상수도의 수압 변동으로 인한 수도관로 안의 스케일
탈락 및 노후관 교체공사
❍ 취수원 부근 하천 상류지역(안성천)의 하천공사에 의한
토양내 퇴적되어 있던 망간의 일시적인 용출
Ⅳ 그간의 추진현황
❍ 2010. 08. 06(금)
- 봉남동 일대 녹물 발생 전화민원에 따른 퇴수작업 실시
- 수돗물에 대한 시료채수 및 수질검사 시행
❍ 2010. 08. 09(월)
- 봉남동 일대의 현장 재확인 결과 탁한물 발생으로 퇴수 작업실시
❍ 2010. 08. 10(화)
- 안성정수장 침전지 청소 실시(B지)
- 안성정수장 여과지 역세척 실시(B지)
- 채수한 시료에 대한 수질검사 실시
❍ 2010. 08. 11(수)
- 안성정수장 여과지 역세척 실시(A, B지)
- 안성정수장 침전지 청소 실시(B지)
- 안성정수장 응집지 청소 실시
- 채수한 시료에 대한 수질검사 실시
❍ 2010. 08. 12(목)
- 안성정수장 여과지 역세척실시(A - 1회, B지 - 2회)
3. - 채수한 시료에 대한 수질검사 실시
❍ 2010. 08. 13(금)
- 안성정수장 배수지 청소(B지)
- 약품과다 투입으로 인해 여과지 A지, B지 5회 역세척 실시
- 봉남동 ～ 아양동 일원의 녹물 발생우려지역에 대한 퇴수
작업 시행
- 채수한 시료에 대한 수질검사 실시
❍ 2010. 08. 14(토)
- 안성정수장 배수지 청소(A지)
- 침전지 원수공급 중단 직수 여과 실시(약품과다투입)
- 여과사에 대한 역세척 실시 및 전염소 처리 시행
❍ 2010. 08. 15(일)
- 안성정수장 침전지 청소 실시(A지) - 약품투입 슬러지 배출
- 여과사에 대한 역세척 실시 및 전염소 처리 시행
- 가현취수장 도수관(하천)파열로 인한 누수복구 작업
- 안성정수장 수위 부족으로 대덕배수지의 물량으로 시내권역
물 공급
- 광역상수도인 대덕배수지 물량을 이용한 시내권역 물 공급
으로 관내 봉산동, 봉남동 일원으로 밀려 녹물 발생
- 배수지 및 저류조 확인작업, 침전지 청소작업 실시
❍ 2010. 08. 16(월)
- 원수 및 정수에 대한 철, 망간, 암모니아성질소 등 색발생
우려항목에 대한 수질검사 시행(원수의 망간 유입 확인)
- 상수도수용가에 맑은물 공급
(수질민원 발생건수 없음, 수용가 확인 결과 맑은 물 공급 확인)
- 안성정수장 배수지 및 저류조 청소
- 8. 16일(월요일) 오전 퇴수작업 시행으로 안정화.
- 여과사에 대한 역세척 실시 및 전염소 처리 시행
4. ○ 수 검 시 : 한 환 관 공 및 안 정 장실 실
질 사 행 국 경 리 단 성 수 험
○ 수질검사일 : 2010.08.17
○ 시 료 채 수 : 27 시
개 료
□ 안성천(취수원 상류6km 지점부터 가현취수장까지)
수질검사항목
망간(mg/L) 철(mg/L)
채 수 지 점 (채수위치)
시료1) 가현취수원으로부터상류 6km지점(삼죽 미장리 빅토리아모텔) 0.047 0.07
시료2) 가현취수원으로부터 상류 5km지점(마전교) 0.035 0.11
시료3) 가현취수원으로부터 상류 4km지점(윤성골프장) 0.055 0.12
시료4) 가현취수원으로부터 상류 3km지점(내방교) 0.050 0.12
시료5) 가현취수원으로부터 상류 2km지점 0.044 0.15
시료6) 가현취수원으로부터 상류 1km지점(보개우체국) 0.045 0.18
시료7) 가현취수원으로부터 상류 0.3km 본지점(궁전웨딩홀 부근) 0.055 0.00
시료8) 가현취수장 취수펌프 0.132 0.02
시료9) 가현취수장 취수보 바로 아래 0.3m 지점(안성천 줄기) 0.083 0.3
참고 : 안성천 - 경기도 용인시에서 시작하여 안성, 평택을 거쳐 서해로 흐르는 강. 길이는 76km.
7. 2
1. 8
1. 6
1. 4
1. 2
1
0. 8
0. 6
0. 4 계열1
0. 2
0
마둔하류 2km
쌍취수보 3km
마둔저수지 중심
마둔저수지 중심
마둔하류 개산리
마둔저수지 취수탑
마둔저수지( 월동천
( 11. 5m)
( 11. 2m
1km
)
( 5m)
제방밑)
12 13 15 16 17 18 19
❍ 2010. 08. 17(화)
- 원수 및 정수에 대한 철, 망간, 암모니아성질소로 인한 색
발생 우려항목에 대한 수질검사 시행(원수의 망간 유입 확인)
- 취수원인 하천 상류지역에 대한 시료 채수 실시
(27개 시료 채수 및 검사 결과 : 전 지역에서 망간 검출)
- 취수원인 하천에 대한 관찰 실시
- 녹물 발생 및 우려지역에 대한 현장 재확인 및 퇴수 시행
으로 안정화 및 맑은 물 공급
- 여과사에 대한 역세척 실시 및 전염소 처리 시행
(배수지에서의 망간농도 0.049ppm이하 유지)
❍ 2010. 08. 18(수)
- 원수 및 정수에 대한 철, 망간, 암모니아성질소 등 색 발생
우려항목에 대한 수질검사 시행(원수의 망간 유입 확인)
- 수질검사결과치를 바탕으로 수처리 단계별로 상황에 맞는
수처리 방법 적용
8. - 취수원 부근에 대한 현지 확인
(취수원 상류지역(안성천) 하천정비공사 확인 )
- 취수원 부근의 7개 집수정에 대한 조사 결과 조령천의 1개
집수정 심하게 오염되었음을 확인
(현수동의 하수가 하수관로가 아닌 하천으로 유입되고 있음을 확인)
- 여과사의 망간 오염정도를 확인하기 위해 수심을 달리하며
여과사내 망간농도를 측정
❍ 2010. 08. 19(목)
- 원수 및 정수에 대한 철, 망간 등 색 발생 우려항목에
대한 수질검사 시행(원수의 망간 유입 확인)
- 수질검사결과치를 바탕으로 수처리 단계별로 상황에 맞는
수( 水)처리 방법 적용 처리
- 가현취수원 부근의 하상정비를 위한 현지조사 2회 실시
- 응집제 투입을 위한 응집시설 정비 실시
- 한국환경공단 기술지원 - 현지 조사 활동 수행
❍ 2010. 08. 20(금)
- 원수 및 정수에 대한 철, 망간 등 색 발생 우려항목에
대한 수질검사 시행(원수의 망간 유입 확인)
- 수질검사 결과치를 바탕으로 수처리 단계별로 상황에 맞는
수처리 방법 적용
- 응집제 투입을 위한 응집시설 정비 실시
❍ 2010. 08. 21(토)
- 원수 및 정수에 대한 철, 망간 등 색 발생 우려항목에
9. 대한 수질검사 시행(원수의 망간 유입 확인)
- 수질 검사결과치를 바탕으로 수처리 단계별로 상황에 맞는
수처리 방법 적용
- 응집제 투입(여과전 혼화지, 침전지에서 망간농도의 저감 유도)
1) 취수원 상류 하천 및 저수지 내 망간 검출
- 저수지 저층부 최고농도 (금광저수지 6.0mg/L)
- 취수장에서 최고농도 0.132mg/L 검출
< 그림 : 취수원 상류 하천·저수지 망간 측정결과 >
10. 2) 취수원 집수정 내부 망간 검출
- 집수매거 시설 노후화 및 합류지점 퇴적층 발달
- 조령천 측 집수정에서 망간 농도가 높은 경향
< 그림 - 집수정 위치 및 망간, 탁도 측정 결과 >
3) 하천 정비 공사 등으로 인한 퇴적층 내 망간 용출
- 하천 바닥부 안정된 퇴적층의 교란으로 인하여 망간이온의 누출 진행
11. < 취수원 내 공사 현황 >
○ 안 성 천 수 해 상 습 지 개 선 사 업 (공 사 기 간 : ’08.8.22 ~ 10.8.21)
○ 안 성 천 자 연 형 하 천 개 수 사 업 (공 사 기 간 : ’09.5.14 ~ 11.5.31)
참고자료 2 ⇒ 개선대책
□ 정수장 운영 개선
❍ 전염소 주입농도 증가, 응집제 및 알칼리제 투입
- 망간 검출에 따라 전염소 주입량을 기존 0.3mg/L에서 1.0mg/L로 상향주입(16일 06시)
- 원수 유입 망간농도는 큰 차이가 없으나, 배수지측 유출농도는 시간이 경
과함에 따라 저감하여 제거율 85%까지 상승
< 시간 경과에 따른 정수장 공정별 망간농도 및 잔류염소 변화 >
- 응집, 침전공정에서의 망간 제거율 25%(전염소 산화)
- Jar-test 결과, 응집침전 후의 망간 제거율은 16%
- 안성정수장에서는 응집제를 상시 주입하지 않아 급격한 수질변화에 대응
12. 하기 어려우며, 응집제 주입으로 인한 탁도 저감효과가 확인됨
< 그림 응집제 주입률에 따른 망간·탁도 변화 >
- 망간 산화를 위한 원수 pH 조절 시 망간 제거율 10% 이상 상승
- 가성소다 주입시설 정비 및 저장용량을 확보하여 pH 7.0~7.5로 조절
< 그림 안성정수장 공정별 pH 측정결과 >
< 그림 pH 및 잔류염소농도에 따른 망간 제거율 >
13. 1 0
0
95
망간 제거율(%)
90
85
pH- .7
6 pH- .2
7
80
0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1
잔류염소 농도(㎎/L)
❍ 여과사 역세척 횟수 증가, 역세척 이후 초기 여과수 배제, 이중여재 활용
- 유입 망간 이온이 산화망간이 피복된 여과사에 접촉할 경우, 흡착작용에
의하여 여재의 표면에 고정되어 제거됨
< 그림 망간사에 의한 흡착 및 산화과정 >
(흡착) Mn2+ + MnO2(s) → MnO2(s)-Mn2+
(산화) MnO2(s)-Mn2+ + Cl2 + 2H2O → 2MnO2(s) + 2Cl- + 4H+
- 공정별 망간농도 측정 결과 여과지에서의 제거율이 91%로 가장 많음
< 그림-정수처리 공정별 망간 농도 분석 >
- 여재 표면에 이산화망간의 부착이 진행될수록 망간이온의 흡착능력은 소
14. 진되어 파과 및 망간이온의 누출현상이 발생할 수 있음
- 제한된 흡착능의 회복을 위하여 염소수를 이용한 역세척으로 재생
- 역세척 전/후 망간 잔류량 비교 결과,
A지는 역세척 후에도 상층부(10~30cm)의 여과사층에 망간이 잔류하며,
B지는 하층부(50~70cm)로 망간이온이 교란되는 경향을 나타냄
- 평시 3~5일의 역세척 주기를 1~2일로 단축 운영 필요
< 그림 여층 깊이별 역세척 전/후 망간 잔류량 분석 >
- 여과지에서 저감된 망간 농도가 배수지에서 다시 상승하는 경향
- 역세척 직후 정수 생산으로 인한 망간 누출현상에 의한 것으로 판단되므로 초기
여과수는 30분 정도 전량 퇴수
- 모래를 이용한 단일여재의 경우 플록 및 산화망간의 접촉 면적이 작으므로, 모래
보다 입경이 크고 밀도가 낮은 안트라사이트를 이용한 2중여재 도입
□ 시설 개선
❍ 중염소 주입설비 설치
- 전염소 주입 시 과량 주입에 의한 소독부산물(THM)등의 생성이 우려
- 응집, 침전공정에서 휘발되고 망간산화에 소요되는 시간이 길어짐
- 침전지 유출 관로측에 중염소 주입설비를 설치하여 THM 발생 저감
(전염소 주입설비실에서 분기)
15. 응집제 중간염소 알칼리제
후염소
액
반
염
소
취수시설 - 착수정 -혼화지 - 응집지 - 침전지 - 모래여과지 - 정수지 - 수용가
❍ 취수원 집수매거 내부 청소 및 정비
- 설치 이후 내부 청소 및 준설작업이 없었으며,
- 상수원 보호구역 내 주민의 진입 및 주변 보호의 관리가 적정하지 않음
- 하천 퇴적층에서 집수매거로 유입하는 망간이온의 농도가 높으므로,
- 가현취수원의 집수매거 및 집수정의 정비가 요구됨
❍ 막여과 정수공정 도입
- NF/UF에 의한 망간제거 효율은 pH 변화에 상관없이 95%이상
- 향후 병원성 미생물 제거 및 먹는물 수질기준 강화에 대비
❍ 단수대비 광역상수도 연결
- 망간 등 유해영향 물질 유입 시, 공정별 구조개선 및 청소 등의 조치에 따라 정
수 생산이 중단될 수 있으나,
- 급·배수 관로가 단일 정수장에서 유출하므로, 안성정수장의 급수구역은 배수지
여유용량 소진 후 단수가 불가피함
- 따라서 비상시 인근 광역상수도의 급수가 가능하도록 연결관로 구성
Ⅴ 결과및고찰
○ 중염소 주입설비 설치
○ 집수매거 내부청소 및 정비 ▶ 청소 후 망간 불검출
○ 막여과 정수공정 도입
○ 여과지 개선공사
○ 단수대비 광역상수도 연결 ▶ 광역상수도 연결완료
![[붙임 1-1]
정수장내 망간발생에 따른 처리방안
1. 기 술 명 : 정수장내 망간발생에 따른 처리방안연구
2. 개발 및 도입배경
Ⅰ 개 요
최근 상수도 관련 민원이 증가하고 있다. 수질 분석 자료를 바탕으로 한
다양한 정수처리 방법을 적용함으로서, 이에 대한 원인을 찾고 특이상황에 적
극 대처할 수 있는 대응체계를 구축하여 시민에게 과학적으로 안전하고
깨끗한 수돗물을 공급 하고자 하는 것이 이 연구과제의 목적이다.
Ⅱ 일반현황
시 설 물 근 무 인 원
계 정수장 배수지 취수장 심정실 가압장 계 운영요원 검사요원 청원경찰 관리원
35 2 6 2 6 19 12 4 2 4 2
(공도가압장1) (공도가압장2)
시설용량(㎥/일) 일평균 생산량(㎥/일) 가동율(%)
10,000 8,763 87.6
❍ 정수처리 공정
취수펌프 착수정 혼화지 응집지 침전지 여과지 정수지 송수
방류
상등수 회수조 라군
Cake
Ⅲ 발생원인
❍ 안성천과 조령천에 있는 상수원의 본류인 집수정의 오염으로
인한 저농도의 망간(0.1ppm)이 함유된 원수의 유입](https://image.slidesharecdn.com/0820121020-121104121226-phpapp02/85/08-20121020-1-320.jpg)
