조종사

npj Clean Water 6권, 기사 번호: 52(2023) 이 기사 인용

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측정항목 세부정보

식수(DW) 품질은 유통 중에 변할 수 있으며, 이로 인해 맛과 냄새가 발생하고 미생물이 재성장할 수 있습니다. 유통 네트워크를 모방한 파일럿 플랜트는 이러한 변화를 이해하는 데 중요합니다. 우리는 배관 재료, 센서 및 계측기를 포함한 새로운 파일럿 플랜트 설계를 제시합니다. 조종사의 세 개의 독립적인 루프(각각 100m)는 동일한 동작을 나타내므로 세 가지 조건을 동시에 테스트할 수 있습니다. 모니터링에는 맛과 냄새 화합물 형성, 미생물 재성장, 용존 유기 탄소 변화가 포함됩니다. 실시간 측정으로 지속적인 모니터링이 가능하며, 내부관 생물막 샘플링도 가능합니다. 파일럿의 모듈성은 배전망의 DW 품질에 대한 기후 변화 영향, 다양한 배관 재료 및 원수 연구를 용이하게 합니다.

고객을 위한 식수(DW) 품질을 보장하는 것은 DW 기업에게 필수적입니다. 물의 위생적, 심미적 품질은 생산, 저장, 유통 과정에서 원수의 물리화학적, 미생물적 과정에 의해 영향을 받습니다. DW는 생산 후 멸균 제품이 아니므로 DWDS(DW 분배 시스템)에서 미생물 재성장과 유기 성분 및 영양분의 전환으로 인해 잠재적으로 냄새 및 맛 문제, 탁도, 변색, 파이프 재료 손상 및 지하 병원균 오염 가능성이 발생할 수 있습니다. 다양한 환경 매개변수의 영향1,2. 안전하면서도 현실적인 환경에서 품질 변화를 연구하기 위해 DWDS의 파일럿 플랜트를 사용할 수 있습니다.

이 커뮤니케이션에서 우리는 미생물 군집, 생물막 형성, 맛 및 냄새 이벤트 연구를 목표로 하는 파일럿 규모의 DWDS 설계를 제시합니다. 이 파일럿에는 온라인 모니터링, 휘발성 유기 화합물(VOC) 및 생물막 샘플링, 모듈식 파이프 섹션과 같은 혁신적인 기능이 통합되어 있습니다. 이러한 기능을 통합함으로써 DWDS 내의 복잡한 역학을 면밀히 조사할 수 있습니다. 또한 초기 실험에서는 시스템의 재현성을 보여줌으로써 시스템의 신뢰성을 강조했습니다. 중요한 것은 샘플링 밸브의 존재가 박테리아 구성에 눈에 띄는 영향을 미치지 않는다는 것을 발견했습니다. 이러한 유망한 결과는 향후 연구 노력을 위한 강력한 기반을 마련하고 수질 변화를 주도하는 요인에 대한 더 깊은 이해를 촉진하고 효과적인 완화 전략을 위한 길을 열어줍니다.

파일럿 설치는 3개의 동일한 배관 루프를 포함하는 5.2m x 2.6m의 구조로 구성됩니다(그림 1 및 보충 그림 1). 배관 재료의 경우 플랑드르의 여러 DW 회사와 문헌 협의를 거쳐 PVC-U를 선택했습니다(보조 그림 2). 이 파일럿에 사용된 모든 재료는 벨기에 국가 DW 규정(Belgaqua의 Hydrocheck 요구 사항)(Bode GmbH, 독일)을 준수합니다.

구조는 5.2m×2.6m이다. 세 개의 동일한 루프가 표시됩니다.

각 루프의 직경은 DN80이고 총 길이는 DN80 100m입니다. 결과적인 표면 대 부피 비율은 ~50m-1이며, 유기 제품을 냄새, 맛, 색상 및 DBP3로 변환하는 데 충분한 생물학적 활성을 갖고 <5%( 25 L) 샘플링 시 부피 편차. 각 루프에는 볼트로 고정된 플랜지 연결부와 LUG형 버터플라이 밸브(보충 그림 1, 빨간색 화살표)를 통해 설치된 루프의 시작, 중간 및 끝 부분에 3개의 4m 파이프 섹션이 있습니다. 이 밸브를 사용하면 4m 구간의 배관을 쉽게 변경하고, 다른 배관 재료를 테스트하거나, 내부 표면이 부식되었거나 성숙한 생물막이 있는 오래된 배관을 설치하여 DW 품질에 미치는 영향을 조사할 수 있습니다.

파일럿 실험으로 인해 발생할 수 있는 오염으로부터 건물 내부 DW 네트워크를 보호하기 위해 파일럿 연결 전에 EA 유형 오염 방지 체크 밸브가 장착됩니다. 각 루프의 순환에는 불투명한 HDPE(고밀도 폴리에틸렌) 1m3 완충 탱크(독일 Mauser)를 사용할 수 있습니다. 이러한 용기는 팔레트 운송 장치로 쉽게 교체할 수 있으므로 다양한 배치의 다른 (식수) 물을 연결하여 실험할 수 있습니다.