초록
본 연구에서는 정수처리 공정에서 오존을 보다 효율적으로 적용하기 위하여 수중의 오존소비특성을 파악하고자 하였다. 오존의 소비특성을 측정하기 위하여 흐름주입분석법(FIA: Flow injection analysis)의 원리를 이용하여 오존분해속도 측정 자동화장치를 제작하였다. 수중의 오존농도를 연속적으로 측정함으로써 오존의 소비 경향은 순간적으로 오존이 소모되는 구간(I.D: instantaneous ozone demand)과 의사 1차 반응($k_c$: pseudo first-order rate constant)으로 소모되는 두 구간으로 나누어지며, 각 구간에서 오존 주입량에 의하여 영향을 받는 것으로 나타났다. 또한 I.D와 $k_c$값을 이용하여 구한 모델식으로부터 시간에 따른 오존 잔류농도를 예측할 수 있었으며, 예측된 모델간은 실험값과 비교하였을 때 거의 일치하는 것을 알 수 있었다. OH 라디칼의 농도 및 $R_{ct}$는 OH 라디칼 probe compound를 이용하여 간접적으로 계산하였다. I.D와 $k_c$ 구간에서 OH 라디칼 생성 경향을 파악할 수 있었으며, OH 라디칼 생성 또한 오존 주입량에 의하여 영향을 받는다는 것을 확인하였다. 마지막으로 정수처리 공정 및 계절에 따른 수질 차이에 의해서 오존소비인자가 변화하는 것을 확인하였으며, 이에 따라 오존공정의 적절한 도입위치 및 주입량을 효과적으로 결정해야 할 것으로 판단되었다.
The aim of this study was to investigate the ozone decay pattern for the effective application of ozone in drinking water treatment. In order to measure the ozone decomposition in water, ozone measuring instrument was developed with flow injection analysis (FIA) method. From the result of continuous residual ozone concentration in water, it was confirmed that the ozone decay pattern was divided with instantaneous ozone demand(I.D) and pseudo first-order rate($k_c$) phases, which were influenced by the variation of ozone dose. The empirical model obtained from I.D and $k_c$ values enabled us to predict the residual ozone concentration according to the reaction time, showing the high correlation between model and experimental values. The concentration of OH radical and $R__{ct}$ could be indirectly measured by OH radical probe compound. In both I.D and $k_c$ phases, the production pattern of OH radical could be observed, which was also affected by the variation of ozone dose. Finally, it was confirmed that the ozone consumption rate was varied according to the each drinking water treatment process and seasoning. Therefore, the optimum position and dosage of ozone have to be selected by considering various factors.
