본 연구는 전기응집에 가용성 금속인 알루미늄이나 철을 사용할 때, 양극에서 Al3+, Fe2+등의 금속이온이 산화되어 용출이 일어나고, 음극에서는 물의 전기화학적 반응에 의해 OH-가 발생하여 응집제 역할을 할 수 있는 Fe(OH)2, Fe(OH)3, Al(OH)3 등의 금속수산화물이 생성된다. 이러한 금속수산화물은 수중의 각종 오염물질을 응집, 흡착, 침전시키고 음극에서 발생한 수소가스에 의해 오염물질이 환원되고, 양극에서 발생한 산소에 의해 오염물질을 산화시켜 제거한다. 수소와 산소기체는 ...
본 연구는 전기응집에 가용성 금속인 알루미늄이나 철을 사용할 때, 양극에서 Al3+, Fe2+등의 금속이온이 산화되어 용출이 일어나고, 음극에서는 물의 전기화학적 반응에 의해 OH-가 발생하여 응집제 역할을 할 수 있는 Fe(OH)2, Fe(OH)3, Al(OH)3 등의 금속수산화물이 생성된다. 이러한 금속수산화물은 수중의 각종 오염물질을 응집, 흡착, 침전시키고 음극에서 발생한 수소가스에 의해 오염물질이 환원되고, 양극에서 발생한 산소에 의해 오염물질을 산화시켜 제거한다. 수소와 산소기체는 전해액 내에서 대류작용을 발생시켜 금속수산화물의 일부를 부상되게 함으로써 수중과 수면에 존재하는 각종 미립자 불순물 및 각종 형태의 유분 등을 흡착, scum을 형성시키는 등 여러 가지 물화학적 작용이 일어나면서 수질이 정화된다. 본 논문은 하수처리장 유입수를 대상으로 전기응집 장치를 도입하여 중수도로 이용하는 방안을 모색하였다. 전기응집장치를 적용하기 위하여 기초실험으로써 체류시간 및 전류밀도, 전극판 종류 및 개수, 전기전도도, 초기pH를 변화시켜 실험하여 최적의 운전인자를 도출 하였다. 전기응집에 필요한 최적의 실험조건으로 체류시간은 10분, 전류밀도는 2.31 A/m2, 전극판 종류 및 개수는 알루미늄판 4개, 전기전도도 850 μS/cm, 초기 pH 7로 나타났다. 이에 대한 하수의 처리효율은 BOD는 84.8%, CODMn은 60.0%, TN은 62.4%, TP는 99.6%, Turbidity는 98.3%로 나타났다.최적의 조건에서 화학응집과 전기응집과의 처리효율 및 플록 특성을 비교한 결과, BOD 및 TP, SS, Turbidity 제거율은 거의 비슷하였으며, CODMn, TN 제거율에서 약 4～6%정도 더 좋은 제거효율을 나타났다. 제타전위에서는 전기응집이 +2.1mV로 가장 유효한 응집범위에 들었으며, 전체 입도분포의 50% 일 때 전기응집의 입도 크기가 22.32 µm 로 더 큰 값을 보여주었다. 또한 전기응집 후 구성이 간편한 일체형 중수도 시스템을 만들고자 부상여재장치를 도입하여 하수 재이용의 가능성을 평가하였다. 그 결과, 전기응집과 부상여재여과를 이용한 중수도 수질기준에 만족하는 항목은 탁도, CODMn, 색도, pH로 나타내었지만, 대장균군수, 결합잔류염소, BOD가 중수수질기준에 만족하지 못하였다. 대장균군수가 검출되지 않고 결합잔류염소를 0.2 mg/L 이상이 되기 위해서는 전기응집 후 Cl2나 O3와 같은 산화제를 사용하여 살균 및 결합잔류염소를 높이는 방법과 BOD 10 mg/L 미만이 되기 위해서는 유기물제거를 위한 추가적인 장치로 하수를 재이용할 수 있는 가능성을 확인하였다.
본 연구는 전기응집에 가용성 금속인 알루미늄이나 철을 사용할 때, 양극에서 Al3+, Fe2+등의 금속이온이 산화되어 용출이 일어나고, 음극에서는 물의 전기화학적 반응에 의해 OH-가 발생하여 응집제 역할을 할 수 있는 Fe(OH)2, Fe(OH)3, Al(OH)3 등의 금속수산화물이 생성된다. 이러한 금속수산화물은 수중의 각종 오염물질을 응집, 흡착, 침전시키고 음극에서 발생한 수소가스에 의해 오염물질이 환원되고, 양극에서 발생한 산소에 의해 오염물질을 산화시켜 제거한다. 수소와 산소기체는 전해액 내에서 대류작용을 발생시켜 금속수산화물의 일부를 부상되게 함으로써 수중과 수면에 존재하는 각종 미립자 불순물 및 각종 형태의 유분 등을 흡착, scum을 형성시키는 등 여러 가지 물화학적 작용이 일어나면서 수질이 정화된다. 본 논문은 하수처리장 유입수를 대상으로 전기응집 장치를 도입하여 중수도로 이용하는 방안을 모색하였다. 전기응집장치를 적용하기 위하여 기초실험으로써 체류시간 및 전류밀도, 전극판 종류 및 개수, 전기전도도, 초기pH를 변화시켜 실험하여 최적의 운전인자를 도출 하였다. 전기응집에 필요한 최적의 실험조건으로 체류시간은 10분, 전류밀도는 2.31 A/m2, 전극판 종류 및 개수는 알루미늄판 4개, 전기전도도 850 μS/cm, 초기 pH 7로 나타났다. 이에 대한 하수의 처리효율은 BOD는 84.8%, CODMn은 60.0%, TN은 62.4%, TP는 99.6%, Turbidity는 98.3%로 나타났다.최적의 조건에서 화학응집과 전기응집과의 처리효율 및 플록 특성을 비교한 결과, BOD 및 TP, SS, Turbidity 제거율은 거의 비슷하였으며, CODMn, TN 제거율에서 약 4～6%정도 더 좋은 제거효율을 나타났다. 제타전위에서는 전기응집이 +2.1mV로 가장 유효한 응집범위에 들었으며, 전체 입도분포의 50% 일 때 전기응집의 입도 크기가 22.32 µm 로 더 큰 값을 보여주었다. 또한 전기응집 후 구성이 간편한 일체형 중수도 시스템을 만들고자 부상여재장치를 도입하여 하수 재이용의 가능성을 평가하였다. 그 결과, 전기응집과 부상여재여과를 이용한 중수도 수질기준에 만족하는 항목은 탁도, CODMn, 색도, pH로 나타내었지만, 대장균군수, 결합잔류염소, BOD가 중수수질기준에 만족하지 못하였다. 대장균군수가 검출되지 않고 결합잔류염소를 0.2 mg/L 이상이 되기 위해서는 전기응집 후 Cl2나 O3와 같은 산화제를 사용하여 살균 및 결합잔류염소를 높이는 방법과 BOD 10 mg/L 미만이 되기 위해서는 유기물제거를 위한 추가적인 장치로 하수를 재이용할 수 있는 가능성을 확인하였다.
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