요 약 문

Ⅰ. 제 목
상수도관의 부식방지를 위한 수질안정화 기법을 통한 통합 부식제어시스템 개발

Ⅱ. 연구개발의 목적 및 필요성
본 연구는 수돗물 불신의 근원인 상수도관의 부식으로 인한 수돗물의 녹물 발생을 최 소화할 수 있는 방안으로서 정수처리 과정에서 수질안정화기법을 도입하기 위해 순도 가 높은 액상의 소석회(Ca(OH)2)를 개발하고, 개발된 제품을 대상으로 Pilot 규모의 모의 배급수관망에 의한 성능 평가 실험을 수행하여 통합부식 제어시스템을 개발하고 자 하였다.

Ⅲ. 연구개발의 내용 및 범위

1. 계획수립 및 기초자료 조사

2. 정수처리장의 약품현황 조사

3. 국내 수질에 적합한 수질 안정화 약품 개발
 수질 안정화 약품의 개발 및 성분분석
 수질 안정화 약품의 효율 및 방식효율 평가
 수질안정화 약품의 개선점 및 문제점 보완

4. Pilot Plant 설계인자 도출
 최적 약품종류, 주입농도 및 수질인자 등 Pilot Plant 적용을 위한 설계인자 도출

5. Pilot Plant 운전 평가
 개발 약품의 최적주입량, 잔류농도 등 종합 평가
 개발 약품의 방식효율 평가
 부식방지 피막의 관찰 및 성분 분석

6. 수질안정화 진단 평가 모델 개발
 국내 부식성 수질인자 고찰 및 부식 최소화 방안 제시
 국내 실정에 맞는 부식평가 모델 개발

7. 최적 부식방지 기술에 따른 2차 오염 가능성 평가
 최적 부식방지 기술적용에 따른 관종별 미생물 재성장, 부식특성, 수질인자 평가

Ⅳ. 연구개발결과

1. 국내 수질에 적합한 수질 안정화용 약품 개발
순도가 97.62%인 액상 및 분말형태의 Ca(OH)2와 99.9%의 분말형태의 CaCO3을 개발하였다.

2. Pilot Plant 운전 평가
개발된 순도 97.62%의 액상형태의 Ca(OH)2와 CO2를 이용하여 수질안정화를 통한상수도관 부식방지를 위한 Pilot Plant 운전 평가를 수행하였다. Pilot Plant 운전 평가 는 1, 2차 실험을 하였으며, 1차에서는 pH 연동에 의한 비연속식으로 약 3개월, 2차 에서는 연속흐름방식으로 약 1개월간 실험하였다.

1차 Pilot Plant의 실험 결과, 물의 부식성을 나타내는 LI값이 유입수에서는 음(-)값 을 가져 부식성을 가지는 것으로 조사되었으나, 개발약품을 주입하여 제조된 반응수 에서는 양(+)값으로 부식성이 개선되는 효과를 거두었고, 철 및 동의 용출 시험 및 표면 분석, 시편의 무게감량실험 결과 또한 부식제어에 매우 우수함을 확인하였다.
2차 Pilot Plant의 실험에서도 1차와 유사한 실험 결과를 보여 개발 약품의 우수성이 재검증되었다.

3. 수질 안정화 진단 평가 모델 개발
LI, CCPP 등 기존 여러 부식지수에 의한 한강수계 및 낙동강수계의 부식성을 평가한 결과, 모두 부식성 수질임을 확인하였다. 또한 국내외 상수도관 부식평가 모델을 검 토하여 본 연구의 Pilot Plant 운전 시 이용할 수 있는 수질안정화 진단평가 모델을 개발하였고, 이를 토대로 적정한 액상 Ca(OH)2의 주입량을 산출하였다.

4. 수질안정화 약품 주입에 따른 2차 오염 가능성 평가
개발된 액상의 Ca(OH)2에 의한 Pilot Plant 운전을 통해 얻은 시편을 이용하여 상수 도관의 2차 오염 가능성을 평가하였다. 주요 지표인 상수도관 부식과 관련하여 임피 던스 분광법 및 금속현미경을 이용하여 시편 표면에 있는 Scale 층의 방식막에 대한 해석을 실시하였고, 미생물 재성장과 관련하여 생물막 분석을 실시하였다.

 

 

[원문 파일첨부 참조]