다발관으로 만든 빗물저장조의 침전 및 여재를 이용한 오염물질 제거 특성

Abstract

기존의 빗물 이용시스템은 주로 지붕면의 빗물을 집수하여 사용을 하였다. 이 시스템은 오염물의 양이 비교적 적은 지붕면 유출수를 이용하므로 침전 정도의 간단한 수처리 만으로 빗물 이용이 가능하지만 집수면 면이 지붕으로 한정되므로 빗물 집수양이 제한적이다. 이러한 양적 한계를 극복하기 위해 단지규모에서 도로, 주차장으로 집수면을 확대하는 방법이 있다. 하지만 이 경우 많은 부유물과 자동차를 통해 배출된 인체에 유해한 중금속 등이 유입될 수 있다. 이러한 오염물질을 제거하기 위해서는 빗물이용시설에 별도의 수처리가 필요하다. 따라서 본 논문에서는 단지규모에서 집수된 오염물질이 포함된 빗물을 처리하기 위해 다발관으로 만든 빗물저장조를 제안하였다. 또한 제안된 저장조에서 빗물의 수질을 향상시키기 위한 침전 부분의 설계인자 결정하였으며, 도로, 주차장 유출수로부터 유입되는 중금속을 제거하기 위해 여재를 이용하여 빗물 속 중금속 처리 효율 분석하였다. 마지막으로 침전과 여재를 이용한 시스템을 결합하였을 때의 수처리 효과를 알아보았다. 실험 결과 침전 부분의 경우 유입 유량 및 탁도 제거 효율을 고려하였을 때, 각 침전단의 연결부를 전체 높이의 60% ± 10%지점을 선택하는 것이 권장된다. 또한 여러 개의 침전단을 거칠수록 수질이 향상되었으며, 이는 입자가 작을 경우 개수로 인한 향상효과가 더 좋았다. 여재를 이용한 수처리의 경우 황토볼, 펄라이트, 제올라이트, GAC를 여재로 사용하였는데, 제올라이트와 GAC가 도로유출수에서 많이 검출되는 Cu, Zn, Pb의 제거효율이 특히 좋았다. 특히 이들은 실제 원수와 다량의 이온이 포함된 제조수 모두에서 높은 제거효율을 보였다. 침전부와 여재부를 결합한 lab scale test에서는 실제보다 더 나쁜 수질의 원수를 사용하였음에도 불구하고 제거효율이 우수하게 나타났으며, 먹는물 수질기준까지 수질향상이 가능함을 알 수 있었다. 본 논문을 통해 다발관으로 만든 빗물저장조를 통해 비교적 수질이 좋지않은 도로, 주차장에서 집수되는 빗물을 처리하여 사용 할 수 있음을 알 수 있었다. 본 연구 결과를 토대로 다발관으로 만든 빗물 저장조 뿐 아니라 기존의 빗물저장조의 약간의 구조 변경과 여재도입을 통해 보다 더 우수한 수질의 빗물을 얻어 이용할 수 있을 것으로 기대된다.

Existing Rainwater systems collect rainwater from the building roof. These systems use roof-runoff rainwater containing few contamination, so we can use the rainwater with simple water treatment such as sedimentation. But catchment area is limited to building roof, so we can harvest only limited rainwater. To overcome that quantitative limit, catchment area is increased to roads or parking lots in residential/complex area. But in this case, many suspended particles and harmful heavy metals which discharged from cars can be flowed in. For removal of this contamination, Rainwater harvesting systems need extra water treatment process. In this research, we suggest the rainwater tank with pipe bundled rainwater tank to treat contaminated rainwater from road/parking lot runoff. we decide the design factors of sedimentation process to improve quality of rainwater in suggested tank, and analyze heavy metal removal efficiency of rainwater from roads and parking lots with media. And finally we study the water treatment efficiency of the system combining sedimentation process and media. As a result, considering the inflow rate and turbidity removal efficiency, it is recommended that selecting 60% ± 10% of total depth as connection part of each sedimentation process. When we use many sedimentation process, water quality is improved and with small particles because of the total number, so do it. Water treatment with media, we use mud ball, perlite, zeolite, GAC. Zeolite and GAC show high removal efficiency of Cu, Zn, Pb which can be detected in road-runoff water. Especially they show high removal efficiency in actual original water and artificial water containing many ions. In lab scale test combining sedimentation process and media, we use more contaminated water than original water but they can show efficient removal, and water quality is improved to standard for drinking water. In this research, we know that we can use road or parking lot runoff water which is contaminated with treatment using rainwater tank with pipe bundled rainwater tank. From this research we expect we can use more good-quality rainwater changing the construction of existing rainwater tank and using media.