확산포기시스템을 이용한 암모니아 탈기공정은 고농도 암모니아 폐수의 처리에 매우 효과적이나 아직까지 현장에 적용한 사례가 극히 드물며, 적용 기술 또한 정립되어 있지 않다. 그러나 질소성분의 규제가 2003년부터 전국의 모든 산업폐수를 대상으로 확대·적용되고, 향후 질소성분의 규제 농도 또한 한층 더 강화될 것으로 예상되는 바 확산포기시스템을 이해하고, 이를 적용하기 위한 기술의 축적이 시급하다. 확산포기시스템을 이용한 암모니아 탈기공정의 운전에서 가장 중요한 인자는 총괄물질전달계수(overall mass transfer ...
확산포기시스템을 이용한 암모니아 탈기공정은 고농도 암모니아 폐수의 처리에 매우 효과적이나 아직까지 현장에 적용한 사례가 극히 드물며, 적용 기술 또한 정립되어 있지 않다. 그러나 질소성분의 규제가 2003년부터 전국의 모든 산업폐수를 대상으로 확대·적용되고, 향후 질소성분의 규제 농도 또한 한층 더 강화될 것으로 예상되는 바 확산포기시스템을 이해하고, 이를 적용하기 위한 기술의 축적이 시급하다. 확산포기시스템을 이용한 암모니아 탈기공정의 운전에서 가장 중요한 인자는 총괄물질전달계수(overall mass transfer coefficient, k_(L)a)이며, 이는 폐수로부터 암모니아가 제거되는 속도를 의미하는 것으로 시스템 설계의 기본이 되는 인자이다. 본 연구는 탈기공정의 운전조건만으로도 k_(L)a를 예측할 수 있도록 탈기공정의 운전인자와 k_(L)a의 상관관계식을 도출하는 데 주목적을 두었다. 이를 위하여 인공폐수와 침출수 원수, 펜톤산화공정 유출수, 축산폐수, 헥산발효폐수, 탈회폐수, wafer 세정폐수 등의 실폐수를 대상으로 암모니아 탈기 실험을 수행한 후 그 결과로부터 탈기공정의 운전인자와 k_(L)a의 상관관계식을 도출하였다. 이와 아울러 실폐수의 암모니아 탈기시 탈기공정 외에 요구되는 pH 조정공정, CaCO_(3) 제거공정, pH 중화공정, 암모니아 회수공정 등의 적용성을 평가하였다. 또한 암모니아 탈기공정의 운전조건 변화에 따른 제반 비용을 검토하여 암모니아 탈기공정의 적정 운전조건 범위를 제시하였다. 연구결과 온도, 공기 주입량, 반응조 내 폐수의 수위 등의 운전인자와 k_(L)a의 상관관계식은 「k_(L)a = 2 × 10^(-4) × e^(0.0538×T) × G^(1.0501) × h^(-0.8785), T : 온도(℃), G : 공기 주입량(㎥/㎡·hr), h 반응조 내 폐수의 수위(m)」으로 도출되었다. 또한 이 식은 폐수의 특성에 따라 「f = (1.6489 × e^(-0.00002×S))^(-1), S : 총 용존성 고형물질 농도(mg/L)」의 보정계수 적용이 필요하였다. 암모니아 탈기공정은 온도와 공기 주입량을 크게 하고, 반응조 내 폐수의 수위를 낮게 유지하여 운전함으로써 탈기효율을 극대화시킬 수 있으나, 시설투자비와 운전비 측면에서는 온도와 공기 주입량을 크게 하고, 반응조 내 폐수의 수위를 높게 유지하여 운전하는 것이 보다 경제적인 것으로 나타났다. 암모니아 탈기공정의 전처리공정인 pH 조정공정에서 적정한 pH 조정제는 Ca(OH)_(2)이었으며, Ca(OH)_(2)의 사용은 폐수의 pH 상승과 아울러 유기물질, 인, 탁도, 색도, 과산화수소 등의 제거와 같은 부수적인 효과도 기대할 수 있었다. 그러나 알칼리도(mg/L as CaCO_(3))/암모니아성 질소(mg/L)의 비율이 3 이하인 폐수는 암모니아 탈기 후 CaCO_(3)가 다량 생성되었고, 탈기공정의 후단에 이를 제거하기 위한 응집침전공정이 필요한 것으로 조사되었다. 본 연구에서 도출된 암모니아 탈기공정의 운전인자와 k_(L)a의 상관관계식은 폐수의 특성과 암모니아 탈기공정의 운전조건만으로도 k_(L)a의 정확한 예측을 가능케 하였다. 또한 이 식으로부터 산출된 k_(L)a는 암모니아 탈기공정의 설계시 탈기조 내에서의 적정 반응시간의 예측과 탈기조의 용적을 산출하는 데 매우 유용하게 이용될 수 있을 것이다.
확산포기시스템을 이용한 암모니아 탈기공정은 고농도 암모니아 폐수의 처리에 매우 효과적이나 아직까지 현장에 적용한 사례가 극히 드물며, 적용 기술 또한 정립되어 있지 않다. 그러나 질소성분의 규제가 2003년부터 전국의 모든 산업폐수를 대상으로 확대·적용되고, 향후 질소성분의 규제 농도 또한 한층 더 강화될 것으로 예상되는 바 확산포기시스템을 이해하고, 이를 적용하기 위한 기술의 축적이 시급하다. 확산포기시스템을 이용한 암모니아 탈기공정의 운전에서 가장 중요한 인자는 총괄물질전달계수(overall mass transfer coefficient, k_(L)a)이며, 이는 폐수로부터 암모니아가 제거되는 속도를 의미하는 것으로 시스템 설계의 기본이 되는 인자이다. 본 연구는 탈기공정의 운전조건만으로도 k_(L)a를 예측할 수 있도록 탈기공정의 운전인자와 k_(L)a의 상관관계식을 도출하는 데 주목적을 두었다. 이를 위하여 인공폐수와 침출수 원수, 펜톤산화공정 유출수, 축산폐수, 헥산발효폐수, 탈회폐수, wafer 세정폐수 등의 실폐수를 대상으로 암모니아 탈기 실험을 수행한 후 그 결과로부터 탈기공정의 운전인자와 k_(L)a의 상관관계식을 도출하였다. 이와 아울러 실폐수의 암모니아 탈기시 탈기공정 외에 요구되는 pH 조정공정, CaCO_(3) 제거공정, pH 중화공정, 암모니아 회수공정 등의 적용성을 평가하였다. 또한 암모니아 탈기공정의 운전조건 변화에 따른 제반 비용을 검토하여 암모니아 탈기공정의 적정 운전조건 범위를 제시하였다. 연구결과 온도, 공기 주입량, 반응조 내 폐수의 수위 등의 운전인자와 k_(L)a의 상관관계식은 「k_(L)a = 2 × 10^(-4) × e^(0.0538×T) × G^(1.0501) × h^(-0.8785), T : 온도(℃), G : 공기 주입량(㎥/㎡·hr), h 반응조 내 폐수의 수위(m)」으로 도출되었다. 또한 이 식은 폐수의 특성에 따라 「f = (1.6489 × e^(-0.00002×S))^(-1), S : 총 용존성 고형물질 농도(mg/L)」의 보정계수 적용이 필요하였다. 암모니아 탈기공정은 온도와 공기 주입량을 크게 하고, 반응조 내 폐수의 수위를 낮게 유지하여 운전함으로써 탈기효율을 극대화시킬 수 있으나, 시설투자비와 운전비 측면에서는 온도와 공기 주입량을 크게 하고, 반응조 내 폐수의 수위를 높게 유지하여 운전하는 것이 보다 경제적인 것으로 나타났다. 암모니아 탈기공정의 전처리공정인 pH 조정공정에서 적정한 pH 조정제는 Ca(OH)_(2)이었으며, Ca(OH)_(2)의 사용은 폐수의 pH 상승과 아울러 유기물질, 인, 탁도, 색도, 과산화수소 등의 제거와 같은 부수적인 효과도 기대할 수 있었다. 그러나 알칼리도(mg/L as CaCO_(3))/암모니아성 질소(mg/L)의 비율이 3 이하인 폐수는 암모니아 탈기 후 CaCO_(3)가 다량 생성되었고, 탈기공정의 후단에 이를 제거하기 위한 응집침전공정이 필요한 것으로 조사되었다. 본 연구에서 도출된 암모니아 탈기공정의 운전인자와 k_(L)a의 상관관계식은 폐수의 특성과 암모니아 탈기공정의 운전조건만으로도 k_(L)a의 정확한 예측을 가능케 하였다. 또한 이 식으로부터 산출된 k_(L)a는 암모니아 탈기공정의 설계시 탈기조 내에서의 적정 반응시간의 예측과 탈기조의 용적을 산출하는 데 매우 유용하게 이용될 수 있을 것이다.
Ammonia stripping with diffused aeration system is very effective for the treatment of highly concentrated ammonia nitrogen in wastewater. However, this technology is not commonly applied to the treatment process since theoretical and practical background are not well established. It is required to ...
Ammonia stripping with diffused aeration system is very effective for the treatment of highly concentrated ammonia nitrogen in wastewater. However, this technology is not commonly applied to the treatment process since theoretical and practical background are not well established. It is required to establish and to understand this treatment technology, since the regulation of nitrogen discharge will be implemented to all industrial wastewater from the year of 2003. The most important factor in ammonia stripping process is the overall mass transfer coefficient, k_(L)a, implying the removal velocity of ammonia nitrogen from wastewater. The k_(L)a is the basic factor in the design of ammonia stripping process with diffused aeration system. One of the objectives of this study was to develop the correlation between mass transfer coefficient and operating parameters of ammonia stripping process. Test results of ammonia stripping with synthetic wastewater, leachate from solids waste landfill, piggery wastewater and industrial wastewaters from processes such as hexane fermentation, deliming and wafer cleaning were collected to establish the correlation between mass transfer coefficient and operating parameters. of ammonia stripping process. In addition, the applicability of pH control, CaCO_(3) removal, pH neutralization, and ammonia recovery processes which are required to support ammonia stripping process were evaluated. The capital and operating cost according to changes of the operation conditions were reviewed to suggest the optimal operation condition of ammonia stripping. The correlation between k_(L)a and operating parameters such as temperature, air loading rate, and water level of reactor can be expressed as 「k_(L)a = 2×10^(-4)×e^((0.0538×T))×G^(1.0501)×h^(-0.8785), T : temperature(℃), G : air loading rate(m^(3)/m^(2)·hr), h : water level of reactor (m)」. Correction factor equation「f = (1.6489 × e^((-0.00002×S)))^(-1), S : total dissolved solids(mg/L)」 was required in accordance with the wastewater characteristics. The efficiency of ammonia stripping was increased with increasing temperature and air loading rate and decreasing water level of reactor. However, considering capital and operating cost, it was appropriate to operate at high temperature, air loading rate, and water level of reactor. Ca(OH)_(2) was very effective not only to increase pH but also to remove organic substances, phosphorous, turbidity, color, and hydrogen peroxide in the pH control process. However, wastewater with alkalinity/NH_(3)-N ratio of less than 3, large amount of CaCO_(3) was generated by Ca(OH)_(2) injection and by aeration. CaCO_(3) removal process was required to remove CaCO_(3) at the end of ammonia stripping process for this wastewater. The k_(L)a equation developed from this study can estimate accurate k_(L)a with characteristics of wastewater and operating conditions of ammonia stripping process only. Furthermore, calculated k_(L)a from this equation can be used very effectively to estimate the optimal reaction time and to calculate the volume of ammonia stripping reactor.
Ammonia stripping with diffused aeration system is very effective for the treatment of highly concentrated ammonia nitrogen in wastewater. However, this technology is not commonly applied to the treatment process since theoretical and practical background are not well established. It is required to establish and to understand this treatment technology, since the regulation of nitrogen discharge will be implemented to all industrial wastewater from the year of 2003. The most important factor in ammonia stripping process is the overall mass transfer coefficient, k_(L)a, implying the removal velocity of ammonia nitrogen from wastewater. The k_(L)a is the basic factor in the design of ammonia stripping process with diffused aeration system. One of the objectives of this study was to develop the correlation between mass transfer coefficient and operating parameters of ammonia stripping process. Test results of ammonia stripping with synthetic wastewater, leachate from solids waste landfill, piggery wastewater and industrial wastewaters from processes such as hexane fermentation, deliming and wafer cleaning were collected to establish the correlation between mass transfer coefficient and operating parameters. of ammonia stripping process. In addition, the applicability of pH control, CaCO_(3) removal, pH neutralization, and ammonia recovery processes which are required to support ammonia stripping process were evaluated. The capital and operating cost according to changes of the operation conditions were reviewed to suggest the optimal operation condition of ammonia stripping. The correlation between k_(L)a and operating parameters such as temperature, air loading rate, and water level of reactor can be expressed as 「k_(L)a = 2×10^(-4)×e^((0.0538×T))×G^(1.0501)×h^(-0.8785), T : temperature(℃), G : air loading rate(m^(3)/m^(2)·hr), h : water level of reactor (m)」. Correction factor equation「f = (1.6489 × e^((-0.00002×S)))^(-1), S : total dissolved solids(mg/L)」 was required in accordance with the wastewater characteristics. The efficiency of ammonia stripping was increased with increasing temperature and air loading rate and decreasing water level of reactor. However, considering capital and operating cost, it was appropriate to operate at high temperature, air loading rate, and water level of reactor. Ca(OH)_(2) was very effective not only to increase pH but also to remove organic substances, phosphorous, turbidity, color, and hydrogen peroxide in the pH control process. However, wastewater with alkalinity/NH_(3)-N ratio of less than 3, large amount of CaCO_(3) was generated by Ca(OH)_(2) injection and by aeration. CaCO_(3) removal process was required to remove CaCO_(3) at the end of ammonia stripping process for this wastewater. The k_(L)a equation developed from this study can estimate accurate k_(L)a with characteristics of wastewater and operating conditions of ammonia stripping process only. Furthermore, calculated k_(L)a from this equation can be used very effectively to estimate the optimal reaction time and to calculate the volume of ammonia stripping reactor.
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