최적설계·성능평가방법·개선방안 제시

소독공정은 정수처리에 있어서 음용수의 안전성 확보를 위한 중요한 공정의 하나로써 다양한 종류의 소독제와 장치가 개발되어 현장에서 효율적으로 운영되고 있다.

소독공정의 설계와 운전에 관여하고 있는 대부분의 엔지니어들이 직면하게 되는 문제점은 “어떻게 하면 적은 비용으로 효율적으로 소독을 할 것인가?” 하는 것과 “어떻게 기존 공정의 성능을 개선할 수 있는가?”하는 것이다.

소독공정을 설계하거나 운전하고 있는 대부분의 엔지니어들은 이러한 문제점을 해결하기 위해 소독에 대한 기본적인 개념을 이해하고, 소독제의 살균에 대한 반응속도론, 소독 반응기에 대한 물질 수지식을 세우고 이를 이용한 반응기 해석을 통하여 소독공정의 설계 능력과 운전되고 있는 소독공정의 성능평가 및 개선을 할 수 있는 능력이 필요하다.

총 280페이지로 구성된 『실무자를 위한 소독공정의 해석과 설계』의 제1장에서는 소독의 필요성과 소독제의 종류와 특성에 대한 기본적인 개념을 소개하고, 제2장은 소독공정에 이용되고 있는 반응기의 종류와 반응속도론, 각각의 반응기에 대한 물질 수지식을 세울 수 있는 반응기 설계와 해석이 정리되어 있다. 
   
제3장에서는 제2장에서 언급된 반응기에 대한 해석에서 실제 운전되고 있는 대부분의 반응기가 이상적인 거동을 못하고 있는 것을 고려해, 비이상 거동의 원인과 이에 대한 영향에 대해 설명하고 있다. 또한 관리자의 반응기 성능평가 능력을 배양시키기 위해 비이상 반응기 해석에 필요한 추적자 실험방법과 결과 내용도 담겨져 있다.

마지막으로 4장에서는 CT값을 낮추기 위한 방법에 대해 소개된 미국수도협회(AWWA)의 『Improving clearwell design for CT compliance』보고서 연구결과를 수록했다. 

『실무자를 위한 소독공정의 해석과 설계』에서 설명하고 있는 주요 내용으로는 최근 주목받고 있는 병원성 미생물 병원성 대장균군(E. coli), 지아디아(Giardia), 크립토스포리디움(Cryptosporidiums), 레지오넬라(Legionella) 등과, 대표적인 소독제 염소(Chlorine), 이산화염소(Chlorine Dioxide), 오존(Ozone), 자외선(UV)의 특성을 각각 비교·대조해 설명하고 있다.

또 소독 반응기 해석부분에서는 시간과 반응물 농도 사이의 관계인 반응속도론과, 수처리공정의 최적설계를 위한 물질수지식과 변수들의 정의를 도입하는 방식을 소개하고, 염소 소독 반응기의 설계에 대해 예시를 들어 설명했다.

비이상 반응기 설명부분에서는 반응기의 비이상 거동 원인을 혼합이 완전하지 못해 발생하는 정체영역, 사수부와 유입부와 유출부 설계시 위치선정이 잘못된 단략류, 충진이 균일하지 못해 발생하는 편류에 의한 원인으로 나눠 설명했으며, 세가지의 RTD(Retention Time Distribution, 체류시간분포)모델을 통해 소독과정의 불활성화 원인을 알아보고자 했다.

4장에 수록된 보고서에서는 소독 부산물의 발생을 최소화하면서 소독효과를 높여 수처리 장치를 만들기 위한 방안으로써, 설계 기술자들에게 접촉소독조의 수리학적 효율을 해석·예측하기 위해 필요한 설계 방법을 제공하고 있다.

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