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J. Korean Soc. Hazard Mitig. > Volume 19(1); 2019 > Article
환경방재
Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation 2019;19(1):351-359.
DOI: https://doi.org/10.9798/KOSHAM.2019.19.1.351    Published online February 28, 2019.
복합여재 여과시스템을 통한 비점오염물질의 제거효율 평가
강경환1, 김중현2, 전현진3, 변임규4
1정회원, 부산대학교 환경⋅에너지연구소 연수연구원
2부산대학교 사회환경시스템공학과 석사과정
3부산대학교 사회환경시스템공학과 석사과정
4정회원, 부산대학교 환경⋅에너지연구소 부교수
Evaluation of the Efficiency of a Combination Media Filter in the Removal of Nonpoint Source Pollution
Kyeong Hwan Kang1, Junghyeon Kim2, Hyeonjin Jeon3, Imgyu Byun4
1Member, Post-doctoral, Institute for Environmental Technology and Industry, Pusan National University
2Master Course, Department of Civil and Environmental Engineering, Pusan National University
3Master Course, Department of Civil and Environmental Engineering, Pusan National University
4Member, Associate professor, Institute for Environmental Technology and Industry, Pusan National University
Corresponding author:  Imgyu Byun, Tel: +82-51-510-7381, Fax: +82-51-581-5035, 
Email: big815@pusan.ac.kr
Received: 15 November 2018   • Revised: 19 November 2018   • Accepted: 28 November 2018
Abstract
Stormwater runoff is a major source of nonpoint source pollution, contributing 22-40% of the total pollution load in 4 major rivers, which has a significant impact on aquatic ecosystems. The criteria for installation of nonpoint pollution abatement facilities in Korea focuses on the removal of suspended solids. Since the load of dissolved phosphorus and heavy metals in stormwater runoff is increasing, it is necessary to develop a method to reduce dissolved materials as well. In this study, the efficiency of using clay granule, zeolite, blast furnace, and basic oxygen furnace slag (from lab- and pilot-scale experiments) to remove SS, phosphorus, and heavy metals from surface waters was evaluated. Among the four types of filter media, the removal performance of clay granule for SS and basic oxygen furnace slag for phosphorus and heavy metals was excellent. As a result, the clay granule and basic oxygen furnace slag were selected as the filter media. In the pilot column test, 89.5% of SS, 77.6% of phosphorus, 87.3% of Zn, and 67.5% of Cu was removed, indicating stable removal efficiency, with a head loss of 3.8 cm. It satisfied the nonpoint pollution abatement facility installation criteria of functioning at a linear velocity 20 m/h. The clay granule and basic oxygen slag filter would be a useful addition to a nonpoint pollution abatement facility.
Key Words: Stormwater Runoff, Nonpoint Source, Filter Media, SS Removal, Dissolved Phosphorus and Heavy Metal Removal
요지
비점오염원은 지표면의 각종 오염물질들이 강우유출수 형태로 유출되어 수생태계에 큰 영향을 미치고 있으며 4대강으로 유입되는 오염원 부하의 22-40%를 차지할 만큼 심각한 오염원으로 평가되고 있다. 우리나라의 비점오염저감시설 설치 기준은 부유성 고형물의 제거에만 초점이 맞추어져 있다. 그러나 강우유출수 내 용존성 인과 중금속의 부하가 점차 증가하고 있어 용존성 물질의 제거할 수 있는 방법의 개발이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 소성점토, 제올라이트, 고로 및 제강슬래그를 이용하여 실험실 규모 및 pilot column을 통해 SS, 인 및 중금속의 제거 효율을 평가하였다. 실험실 규모의 연구에서 4가지 여재 중 소성점토는 SS 제거 효율이 가장 높았고, 제강슬래그는 높은 인과 중금속 제거 효율을 보였다. 이에 따라 소성점토와 제강슬래그가 최적 여재로 선정되었다. Pilot column 실험에서 선속도 조건 20 m/h에서의 SS, 인과 아연 및 구리의 제거 효율은 각각 89.5, 77.6, 87.3 및 67.5%로 안정적인 효율을 달성하였고, 손실수두는 3.8 cm로 선속도 20 m/h 조건에서도 비점오염저감 시설 설치 기준에 만족하였다. 소성점토와 제강슬래그는 비점오염저감시설에도 충분히 적용될 수 있을 것으로 보인다.
핵심용어: 강우유출수, 비점오염원, 여재, SS 제거, 용존성 인⋅중금속 제거


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