입자상 알루미늄 충진복극조를 구성하여 불소함유폐수를 처리할 목적으로 초기 불소 농도 100mg/L, 인공 불소함유폐수 500mL, 인가전압 10V, 입자상 알루미늄 충진율 75%, 전극간격 10mm, 스테인리스 스틸 전극 10매를 양극과 음극으로 교차로 연결한 회분식 실험에서 입자상 알루미늄 충진복극조의 전해특성, 전극간격과 충진물의 영향, 초기 pH와 전해질이 불소 처리에 미치는 영향, 황산이온의 방해효과, 전해 슬러지의 특성 등을 검토하였으며 회분식 실험 결과 최적 인자를 적용하여 현장폐수인 ...
입자상 알루미늄 충진복극조를 구성하여 불소함유폐수를 처리할 목적으로 초기 불소 농도 100mg/L, 인공 불소함유폐수 500mL, 인가전압 10V, 입자상 알루미늄 충진율 75%, 전극간격 10mm, 스테인리스 스틸 전극 10매를 양극과 음극으로 교차로 연결한 회분식 실험에서 입자상 알루미늄 충진복극조의 전해특성, 전극간격과 충진물의 영향, 초기 pH와 전해질이 불소 처리에 미치는 영향, 황산이온의 방해효과, 전해 슬러지의 특성 등을 검토하였으며 회분식 실험 결과 최적 인자를 적용하여 현장폐수인 음극선관 제조공정 폐수와 반도체 폐수에 대한 불소 처리효율을 검토하였다. 최종적으로 연속식 전해응집 실험을 하여 체류시간에 따른 파과점을 검토하였고 이러한 회분식 및 연속식 실험 결과를 아래에 정리하였다. 체류시간 40분과 전하부하 55F/m3에서 불소 제거효율이 85%였고 체류시간 60분과 85.8F/m3의 전하부하에서 불소 제거효율이 91%였다. 폐수의 초기 pH에 관계없이 전해응집법을 적용할 수 있었으며 전해질 농도 8mM, 반응시간 30분, 전하부하 49.8F/m3에서 불소 제거효율이 약 91%였는데 이것은 전해질이 첨가되지 않은 전하부하 85.5F/m3과 비교하면 40%이상의 전하부하를 감소시킬 수 있었다. 전해질 농도 8mM을 초과하면 오히려 스테인리스 스틸 전극 부식문제로 인해 불소 제거효율이 감소되었다. 폐수중 적당량의 염소이온은 전해응집효율을 증대시키는데 이것은 염소이온이 입자상 알루미늄의 부동태피막을 파괴시키는 공식(pitting corrosion)현상으로 인해 전류효율을 상승시키기 때문이다. 알루미늄이온에 대해 불소이온과 친화력이 비슷한 음이온인 황산이온의 방해효과를 검토할 목적으로 황산이온 농도 0, 1, 5, 10, 15, 20mM로 조절한 실험 결과 불소 제거효율이 최대 25%까지 감소되었다. 이것은 황산이온의 이온경쟁효과(ion competition effect)때문이며 황산이온은 다른 음이온들에 비해 가장 주의해야할 이온성 물질이다. 입자상 알루미늄 표면과 전해응집 슬러지 성상을 파악하기 위해 주사전자현미경(scanning electron microscope, SEM)과 에너지 분산형 x선 분광기(energy dispersive x-ray spectrometer, EDS) 분석 결과 알루미늄이온 용해로 인해 입자상 알루미늄 표면 부식상태를 관찰하였으며 전해응집 슬러지 성상의 분석 결과 F, O, Al, OH로 구성되어 있었다. 기존의 알루미늄 판상 복극 전해조의 경우 전해응집 슬러지 성분 중 Al3+/F- 비율이 13-17.5였지만 본 연구의 입자상 알루미늄 충진 복극전해조를 이용한 전해응집 결과 Al3+/F-비율이 1.21-3.11로서 불소 제거효율이 더 우수했다. 회분식 실험에서 산출한 인자들을 적용한 연속식 실험 결과 체류시간(hydraulic retentiontime, HRT) 50분에서 불소 제거효율이 90%이상이었지만 운전시간 4.5시간에서 파과점(breakthrough point)을 관찰할 수 있었다.
입자상 알루미늄 충진복극조를 구성하여 불소함유폐수를 처리할 목적으로 초기 불소 농도 100mg/L, 인공 불소함유폐수 500mL, 인가전압 10V, 입자상 알루미늄 충진율 75%, 전극간격 10mm, 스테인리스 스틸 전극 10매를 양극과 음극으로 교차로 연결한 회분식 실험에서 입자상 알루미늄 충진복극조의 전해특성, 전극간격과 충진물의 영향, 초기 pH와 전해질이 불소 처리에 미치는 영향, 황산이온의 방해효과, 전해 슬러지의 특성 등을 검토하였으며 회분식 실험 결과 최적 인자를 적용하여 현장폐수인 음극선관 제조공정 폐수와 반도체 폐수에 대한 불소 처리효율을 검토하였다. 최종적으로 연속식 전해응집 실험을 하여 체류시간에 따른 파과점을 검토하였고 이러한 회분식 및 연속식 실험 결과를 아래에 정리하였다. 체류시간 40분과 전하부하 55F/m3에서 불소 제거효율이 85%였고 체류시간 60분과 85.8F/m3의 전하부하에서 불소 제거효율이 91%였다. 폐수의 초기 pH에 관계없이 전해응집법을 적용할 수 있었으며 전해질 농도 8mM, 반응시간 30분, 전하부하 49.8F/m3에서 불소 제거효율이 약 91%였는데 이것은 전해질이 첨가되지 않은 전하부하 85.5F/m3과 비교하면 40%이상의 전하부하를 감소시킬 수 있었다. 전해질 농도 8mM을 초과하면 오히려 스테인리스 스틸 전극 부식문제로 인해 불소 제거효율이 감소되었다. 폐수중 적당량의 염소이온은 전해응집효율을 증대시키는데 이것은 염소이온이 입자상 알루미늄의 부동태피막을 파괴시키는 공식(pitting corrosion)현상으로 인해 전류효율을 상승시키기 때문이다. 알루미늄이온에 대해 불소이온과 친화력이 비슷한 음이온인 황산이온의 방해효과를 검토할 목적으로 황산이온 농도 0, 1, 5, 10, 15, 20mM로 조절한 실험 결과 불소 제거효율이 최대 25%까지 감소되었다. 이것은 황산이온의 이온경쟁효과(ion competition effect)때문이며 황산이온은 다른 음이온들에 비해 가장 주의해야할 이온성 물질이다. 입자상 알루미늄 표면과 전해응집 슬러지 성상을 파악하기 위해 주사전자현미경(scanning electron microscope, SEM)과 에너지 분산형 x선 분광기(energy dispersive x-ray spectrometer, EDS) 분석 결과 알루미늄이온 용해로 인해 입자상 알루미늄 표면 부식상태를 관찰하였으며 전해응집 슬러지 성상의 분석 결과 F, O, Al, OH로 구성되어 있었다. 기존의 알루미늄 판상 복극 전해조의 경우 전해응집 슬러지 성분 중 Al3+/F- 비율이 13-17.5였지만 본 연구의 입자상 알루미늄 충진 복극전해조를 이용한 전해응집 결과 Al3+/F-비율이 1.21-3.11로서 불소 제거효율이 더 우수했다. 회분식 실험에서 산출한 인자들을 적용한 연속식 실험 결과 체류시간(hydraulic retention time, HRT) 50분에서 불소 제거효율이 90%이상이었지만 운전시간 4.5시간에서 파과점(breakthrough point)을 관찰할 수 있었다.
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