Evaluation of the Impact of Filter Media Depth on Filtration Performance and Clogging Formation of a Stormwater Sand Filter

Ezequiel Q. Segismundo, Byung-Sik Lee, Lee-Hyung Kim, Bon-Hong Koo · 2016 · 9 citationsRead the paper

강우유출수 오염물 제거를 위한 침투시설에서 모래필터가 널리 적용된다. 공극폐색, 즉 필터 여재에 부유물이 침전되면 침투능이 저하되어 침투시설의 기능과 수명이 단축된다. 침투시설의 효과적인 설계 및 유지관리를 위해 모래필터 내의 물리적, 화학적, 생물학적 폐색 특성을 알아야 한다. 이 논문에서는 여재 깊이 변화에 따른 모래필터의 물리적 폐색 특성변화를 검토하였다. 연직방향, 변수위 침투조건에서 시행한 실험실 컬럼 침투실험으로부터 이들 특성변화를 관찰하였다. 실험결과, 폐색현상의 결과로서 필터의 여재 깊이가 증가할수록 부유물 제거효율이 증가하지만, 필터의 성능유지 기간은 감소하는 현상을 보였다. 모든 여재 깊이 조건에서 여재 깊이의 상부 15%에서 100~250 μm의 부유물이 침전되면서 폐색현상이 발현하는 조기폐색이 발생했다. 결과에 근거하여 침투시설의 첫번째 유지관리 시침투능 확보를 위해 여재깊이의 상부 15%를 긁어내는 방법을 제안할 수 있었다. Sand filters are widely used in infiltration systems to manage polluted urban runoff. Clogging, which is mainly caused by the deposition of sediments on the filter media, reduces the filter system's infiltration capacity, which further limits its lifespan and function. The physical, chemical and biological clogging characteristics of sand filter, therefore, need to be known for effective design and maintenance. Physical clogging behavior and variations in the characteristics of sand filters according to different media depths are examined in this paper. The variations were observed from laboratory column infiltration tests conducted in a vertical flow and fluctuating head condition. It can be seen that an increase in filter media depth results in a high sediment removal performance; however, it leads to a shorter lifespan due to clogging. In the choice of filter media depth to be used in field applications, therefore, the purpose of facilities as well as maintenance costs need to be considered. At all filter media depth configurations, premature clogging occurred because sediments of 100~250 μm clogged the top 15% of filter media depth. Thus, scrapping the top 15% of filter media may be suggested as the first operational maintenance process for the infiltration system.

1 idea Seedlabs derived from this research