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수자원 고갈 문제를 해결하기 위한 방안으로 하수나 폐수의 재이용이 급속히 증가하고 있으며 세계적으로 하수 재이용에 관한 많은 연구가 진행되고 있다. 최근 재이용 시설에 주로 적용되고 있는 RO(Reverse Osmosis)막은 타 막에 비해 물을 제외한 중금속 등의 이온성분 및 용존 유기물질을 효과적으로 분리하며 초미립자 제거가 가능함으로서 공업용수에서 요구하는 초순수를 만족시키는데 적합한 공정으로 평가된다. 그러나 이러한 ...

수자원 고갈 문제를 해결하기 위한 방안으로 하수나 폐수의 재이용이 급속히 증가하고 있으며 세계적으로 하수 재이용에 관한 많은 연구가 진행되고 있다. 최근 재이용 시설에 주로 적용되고 있는 RO(Reverse Osmosis)막은 타 막에 비해 물을 제외한 중금속 등의 이온성분 및 용존 유기물질을 효과적으로 분리하며 초미립자 제거가 가능함으로서 공업용수에서 요구하는 초순수를 만족시키는데 적합한 공정으로 평가된다. 그러나 이러한 RO막 적용시 투과되지 못한 고농도의 이온성분이 농축되며 이를 처리하기 위한 별도 처리시설 도입이 불가피하다. 자성체 이온교환수지는 물과 혼탁하여 반응시킴으로 기존의 컬럼 속에서 고정된 형태로 반응하는 수지보다 용존 유기물질들과의 반응에서 높은 비표면적과 빠른 반응속도를 가진다. 또한 친수성 물질과 소수성 물질의 동시 제거가 가능한 장점을 지닌다. 이러한 MIEX？의 장점을 RO 농축수에 적용하기 위해 본 연구에서는 연속식 반응조를 이용하여 MIEX？ resin 주입 농도와 접촉시간에 따른 농축수 내 음이온과 용존 유기물질의 제거 효율을 얻고자 하였다. Pilot Plant 운전 기간 동안 BVTR(Bed Volume Treatment Rate)과 NaCl 농도 조건을 변화하면서 실험하였다. 이를 통해 수질 항목별 최적 운전조건을 도출하고자 하였으며 BOD5에 대한 실험결과 운전초기 BVTR을 200으로 운전할 경우 평균 약 31%의 제거율을 나타내며 이후 BVTR이 감소됨에 따라 제거율은 약 40%로 일정하게 유지되었다. CODMN과 CODCr의 분석결과 유입되는 RO 농축수의 성상은 각각 평균 CODMN 22.9 mg/L과 CODCr 50.5 mg/L이었고 1, 2차 반응조에서 제거 효율은 CODMN의 경우 BVTR 감소됨에 따라 평균 38-50%의 일정한 효율로 감소되었다. CODCr의 경우 BVTR 감소됨에 따라 31-64%로 CODMN에 비해 일정하지 않았다. BVTR이 50일 때 CODMN과 CODCr의 제거 효율이 가장 좋았으며 재생시 NaCl농도가 높을수록 제거 효율이 증가 하였다. 그러나 유입되는 RO 농축수의 CODMN과 CODCr의 농도가 낮으므로 BVTR이 200인 경우에도 당초 수질목표에 만족함을 알수 있었다. 유입되는 RO 농축수의 평균 NO3--N과 TN은 각각 평균 24.4 mg/L과 33 mg/L이었고 1, 2차 반응조에서 제거 효율은 NO3--N의 경우 BVTR이 200에서 50으로 감소됨에 따라 평균 16-53%의 효율로 감소되었다. BVTR을 50으로 운전할 경우 방류수 수질기준이하를 만족하였다. 그러나 유입되는 RO 농축수의 NO3--N이 40 mg/L 이상일 경우 TN의 20 mg/L 이하의 효과적 제거는 기대하기 어려웠다. PO43--P와 TP는 유입되는 RO 농축수의 성상은 평균 0.15 mg/L이었으며 초기 BVTR은 150으로 운전하였고, NaCl의 농도를 150 g/L로 운전한 경우 RO 농축수에서 1, 2차 처리수 PO43--P는 각각 약 7.1%과 7.7% 감소되었으며 전체적으로 약 14.3%감소되었다. 유입되는 RO 농축수의 성상은 평균 PO43--P 0.15 mg/L, TP 0.3 mg/L이었으며 초기 BVTR을 150 으로, NaCl의 농도를 150 g/L로 운전한 경우 RO 농축수에서 1, 2차 처리수 PO43--P는 각각 14%과 11% 감소되었으며 TP는 1, 2차 처리수에서 각각 약 23%과 21%감소하였으며 BVTR은 75로, NaCl의 농도는 150 g/L 일때 최적임을 알수 있었다. 결론적으로 자성체 이온교환수지는 RO 농축수 내 음이온과 용존 유기물질 제거에 효과적이며 색도를 동시 제거할 수 있어 RO 농축수 처리를 위한 설비로서 적용을 기대할 수 있다. 그러나 선택성이 높은 음이온 물질에 우선 반응하는 점을 고려하여 전처리 공정 도입이 필요하다.

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