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Sand댐 칼럼실험을 통한 채움재 여과효과 관찰
학술지명 한국지하수토양환경학회 저자 장정규,안경환,정지혜
발표일 2021-11-11

Sand댐 설치시 수질, 수량을 확보하기 위해서 실내 칼럼실험을 통해 채움재의 종류, 크기, 경제성, 기능 등의 다양한 방면에서 맞는 채움재를 선정하는 것이 매우 중요하다. 수질 개선에 있어 채움재의 입자가 세립질일수록 우수한 효과를 보여주지만 수량을 확보하기 힘들고, 조립질일수록 수질을 보장할 수 없다. 따라서, 일반적으로 채움재로써 많이 사용되는 모래뿐만 아니라 다양한 채움재를 검토해보고, 이를 바탕으로 실내 칼럼실험을 통하여 적정 채움재 설계방안 검토를 실시하였다.
채움재는 0.8-1.2 mm, 2-4 mm의 입도를 기준으로 3종의 채움재(Silicate Sand, Zeolite, Filtralite)를 비교해보았다. 각 채움재들을 정수위투수시험, 입도, 밀도, 단위중량 측정을 통해 투수계수 및 공극률, 균등계수 등 물성을 측정하였으며, 칼럼시험은 100 NTU 내외의 혼탁수를 채움재가 채워진 칼럼 상부에 주입하여 탁도(NTU) 저감률과 수질 변화, 대장균수 감소 등을 확인하였다. 여과효과와 대장균수 감소는 Filtralite가 가장 우세하였지만, 경제적인 측면에서 효율성이 떨어지므로 Sand를 사용하여 장기적인 탁도 저감을 확인하였다. 
건기와 우기의 강수량 차이는 700 mm 이상 차이가 나므로 우기에 많은 양의 유량과 빠른 유속이 있을 수 있다는 환경 조건을 고려하여 칼럼으로 들어가는 수량을 조절하며 시험을 진행하였다. 칼럼시험은 111 NTU부터 시작하여 1000 NTU까지 탁도를 증가시키며 약 7시간동안 진행하였다. 칼럼실험 결과, 실험이 진행됨에 따라 탁도 저감률은 83.7%에서 99.8%로 점점 높아졌다. 혼탁수가 투여될수록 채움재 내에 여과물질이 쌓이면서 탁도 여과효과를 높이는 것으로 보인다. 혼탁수 주입 후의 채움재에 0.05 NTU의 수돗물을 13시간동안 주입하여 우기 이후의 상황을 관찰하고자 하였다. 칼럼 하부로 유출되는 물의 탁도는 평균 3.0 NTU(0.5-28.9 NTU)로 유입되는 깨끗한 수돗물의 탁도 대비 높은 혼탁수가 유출되었다. 칼럼의 채움재 내에 여과된 약 1600 g 이상의 황토가 깨끗한 수돗물이 칼럼을 통과하면서 함께 씻겨져 나온 것으로 판단된다. 여과효과는 여과가 진행될수록 높아지며, 혼탁수의 탁도가 높을수록 우수한 것으로 관찰된다.

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