선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 그러므로 본 연구에서는 현재 사용되고 있는 기존 정수처리장의 처리공정을 전제로 하여 겨울철에 고농도로 유입되는 암모니아성 질소를 제올라이트를 이용하여 제거하는 방법을 평가보고, 또한 제올라이트의 재생에 있어서 재생효율을 증가시키는 방법을 평가하였다.
- 입상제올라이 트는 모래여 과의 여 재로서 사용하는 방법으로 기존의 정수장에 적용 가능성을 연구하였다. 연속식 실험을 위한 장치로는 직경이 2.
가설 설정
- 그러나 분말 제올라이트로 인하여 탁도가 높아져 기존에 사용하고 있는 응집 처리법으로는 거의 제거되지 않았다. 모래 여과의 여 재로서 제올라이트를 사용하는 것을 가정한 실험에서는 유속을 120 m/d, 여과 상의 길이를 80 cm로 하여 처리한 결과 암모니아성 질소가 8일까지 유출되지 않았다. 또한 일반적으로 많이 사용되는 재생제 NaCl과 또 다른 재생제인 KC1 의 재생능력을 비교한 결과 KC1 이 우수한 결과를 나타내었다.
제안 방법
- 瀧澤 智 등에 의하면 pH를 강알칼리로 유지하면서 NaCl을 사용하여 재생하는 경우, 재생율이 증가하는 것으로 나타났다(4) 본 연구에서는 KC1 의 경우 강알칼리성에서 재생율이 증가하는지를 평가하였다. KC1 의 경우 100 mM에서 pH를 10에서 12.5까지 변화시키면서 재생율이 증가하는지를 평가하였다. 그 결과 pH 10보다 pH 11에서 약간의 재생효율이 증가하였으나 pH 11에서 pH 12.
- 5에 나타내었다. NaCl과 KC1 의 농도는 각각 100 mM을 사용하였으며 시간의 변화에 따른 암모니아성 질소의 재생율을 비교하였다. 재 생제 KC1 이 NaCl보다 같은 조건에서 높은 재생율 을 나타내고 있으며, SO 분 경과 후 재생율은 NaCl이 46 %, KC1 이 77 %로서 KC1 이 30 % 이상 높은 재생율을 나타내었다.
- 위의 결과에서 강알칼리성으로 유지하는 경우 재생이 이루어지는 것을 알 수 있었다. 瀧澤 智 등에 의하면 pH를 강알칼리로 유지하면서 NaCl을 사용하여 재생하는 경우, 재생율이 증가하는 것으로 나타났다(4) 본 연구에서는 KC1 의 경우 강알칼리성에서 재생율이 증가하는지를 평가하였다. KC1 의 경우 100 mM에서 pH를 10에서 12.
- 겨울철에 고농도로 유입되는 암모니아성 질소를 제거하는 방법으로 현재 사용되고 있는 정수처리 방식의 시설을 그대로 이용하는 것을 전제로 하여 제올라이트를 제거 실험을 행하였다. 또한 재생 효율을 증가시키기 위하여 KCI을 일반적으로 많이 사용하는 NaCl과 비교 평가하였다.
- 그러나 분말 제올라이트의 주입량이 증가함에 따라 탁도가 증가하였으며, 증가된 탁도를 제거하기 위하여 정수처리에서 많이 사용되는 응집제인 PAC 를 사용하였다. 분말 제올라이트의 농도를 300 mg/1, pH 7로 조정 후 PAC의 농도를 30 mg/1까지 증가 시 킨 결과 탁도는 거의 제거되지 않았다.
- 정수처리에서는 중 성 재생법이 중화를 할 필요가 없으므로 유리하다. 그러므로 NaCl과 KC1 을 사용하여 재생효율을 평가하였으며, 중성 재생을 사용하면서 알칼리제를 첨가하는 경우 재생효율이 증가하는지를 평가하였다. Fig.
- 그리고 파과된 제올라이트를 사용하여 재생하는 실험은 일반적으로 많이 사용되는 NaCl을 사용하여 재생실험을 하였으며, 다른 재생제인 KC1 과 재생능력을 비교하였다. 실험은 0.
- 다음 실험은 정수처리에서 모래 여과 상의 여재로서 제올라이트를 사용할 경우를 가상하여 입상 제올라이트를 칼럼에 충진하고 실험을 실시하였다. Fig.
- 겨울철에 고농도로 유입되는 암모니아성 질소를 제거하는 방법으로 현재 사용되고 있는 정수처리 방식의 시설을 그대로 이용하는 것을 전제로 하여 제올라이트를 제거 실험을 행하였다. 또한 재생 효율을 증가시키기 위하여 KCI을 일반적으로 많이 사용하는 NaCl과 비교 평가하였다.
- 분말제올라이트 실험은 500 ml의 비이커에 제올 라이트의 농도를 10 -500 mg/1까지 변화 시켜 주입하고 Jar Tester로 5분간 반응시킨 후 30분간 침전 시켜 상등 수를 분석하였다. 또한 회분식으로 실험한 결과 침전되지 않은 제올라이트를 침전시키기 위해서 pH를 7에서 11까지 변화 시켜 탁도를 측정하였다. 이때 정수처리에서 일반적으로 사용되는 응집 제인 PAC를 10 mg/1 를 주입하여 실험하였다.
- 1 M의 NHC1 을 길이가 10cm인 제올라이트의 여과 상에 120 m/d의 속도로 1시간 주입하여 흡착시켰으며, 수돗물을 사용하여 칼럼 속에 남아있는 암모니아성 질소를 제거한 후 재생 실험을 하였다. 또한, 100 mM의 KCI을 사용하여 pH를 10-12.5까지 변화시키면서 재생효율이 증가하는지를 조사하였다.
- 실험에 사용한 제올라이트는 분말과 입상을 사용하였으며 실험에 사용한 제올라이트의 물성은 Table 1에 나타내었다. 분말 제올라이트는 200 mesh를 사용하여 통과하는 것을 사용하였으며, 응집 지의 전에 주입하여 응집지에서 제거하는 하는 방법으로 기존의 정수처리장을 그대로 이용하면서 암모니아의 제거 가능성을 조사하였다.
- 1에 나타내었다. 분말 제올라이트는 응집 지의 전에 주입하여 혼 화지를를 거쳐 응집침전지에서 제거되는 것을 고려하여 실험을 실시하였다. 실험에 사용된 원수의 암모니아 성질 소의 농도는 겨울철에 강의 하류에서 1-2 ppm 에 달하는 것을 고려하여 2 ppm으로 만들어 실험하였다.
- 분말제올라이트 실험은 500 ml의 비이커에 제올 라이트의 농도를 10 -500 mg/1까지 변화 시켜 주입하고 Jar Tester로 5분간 반응시킨 후 30분간 침전 시켜 상등 수를 분석하였다. 또한 회분식으로 실험한 결과 침전되지 않은 제올라이트를 침전시키기 위해서 pH를 7에서 11까지 변화 시켜 탁도를 측정하였다.
- 과 재생능력을 비교하였다. 실험은 0.1 M의 NHC1 을 길이가 10cm인 제올라이트의 여과 상에 120 m/d의 속도로 1시간 주입하여 흡착시켰으며, 수돗물을 사용하여 칼럼 속에 남아있는 암모니아성 질소를 제거한 후 재생 실험을 하였다. 또한, 100 mM의 KCI을 사용하여 pH를 10-12.
- 입상제올라이트 실험은 길이가 20 cm의 칼럼 4개를 직렬로 설치하였으며, 여과 속도는 120 m/d로 하였다. 여과 상의 총 길이는 80 cm로서 20 cm, 40 on, 60 cm, 80 cm로 나누어서 시료를 채취하여 분석하였다. 유입수 암모니아성 질소의 농도는 2 mg/1로 유지하였다.
- 입상제올라이트 실험은 길이가 20 cm의 칼럼 4개를 직렬로 설치하였으며, 여과 속도는 120 m/d로 하였다. 여과 상의 총 길이는 80 cm로서 20 cm, 40 on, 60 cm, 80 cm로 나누어서 시료를 채취하여 분석하였다.
대상 데이터
- 7 cm이 고 길이가 20 cm의 칼럼 4개로 하였으며, 총길이는 80 cm로 하였다. 사용한 제올라이트는 입상으로서 평균 직경이 1.5 mm였다.
- 분말 제올라이트는 응집 지의 전에 주입하여 혼 화지를를 거쳐 응집침전지에서 제거되는 것을 고려하여 실험을 실시하였다. 실험에 사용된 원수의 암모니아 성질 소의 농도는 겨울철에 강의 하류에서 1-2 ppm 에 달하는 것을 고려하여 2 ppm으로 만들어 실험하였다. 실험은 10 ℃와 25 ℃에서 실시하였다.
- 실험에 사용한 제올라이트는 분말과 입상을 사용하였으며 실험에 사용한 제올라이트의 물성은 Table 1에 나타내었다. 분말 제올라이트는 200 mesh를 사용하여 통과하는 것을 사용하였으며, 응집 지의 전에 주입하여 응집지에서 제거하는 하는 방법으로 기존의 정수처리장을 그대로 이용하면서 암모니아의 제거 가능성을 조사하였다.
- 입상제올라이 트는 모래여 과의 여 재로서 사용하는 방법으로 기존의 정수장에 적용 가능성을 연구하였다. 연속식 실험을 위한 장치로는 직경이 2.7 cm이 고 길이가 20 cm의 칼럼 4개로 하였으며, 총길이는 80 cm로 하였다. 사용한 제올라이트는 입상으로서 평균 직경이 1.
성능/효과
- 그러나 100 mM과 500 mM에서는 초기의 재생 암모니아성 질소 의 농도가 344mg/l) 387 mg/1로서 높게 재생되고 있는 것을 알 수 있다. 60 분 경과 후 재생율은 10 mM, 100 面과 500 曲에서 45%, 77 %와 91 % 를 나타내었다. 이것은 재생수의 농도에 따라서 재생효율은 다르게 나타나며, 재생제의 농도가 100 mM 이상에서는 높은 재생효율을 나타내는 것을 알 수 있다.
- 4는 NaCl을 사용하여 암모니아성 질소로 포화 된 제올라이트를 재생한 결과를 나타내었다. NaCl의 농도는 10 mM, 100 mM, 500 mM을 사용하여 재생효율을 비교한 결과 10 mM에서는 초기 농도가 낮게 유출되는 것으로 보아 재생이 잘 이루어지지 않고 있으나, 100 mNI과 500 面에서는 높은 농도로 유출되어 재생이 잘 이루어지는 것을 알 수 있다. 재생율에 있어서는 재생 시간 60분에서 10 mM 에서는 39 %, 100 mM에서는 46 %, 500m M에서는 64 %의 재생율을 나타내었다.
- 이때의 유속은 모래 여과 의 유속과 비슷하게 120 m/d로 하였다. 그 결과 20 cm에서는 1일 후에 암모니아성 질소가 유출되었으며 2일 후에 파과에 도달하였다. 그리고 40 cm에서는 2일, 60 cm에서는 5일 이후에 암모니아성 질소가 유출되었다.
- 5까지 변화시키면서 재생율이 증가하는지를 평가하였다. 그 결과 pH 10보다 pH 11에서 약간의 재생효율이 증가하였으나 pH 11에서 pH 12.5 사이에서는 거의 차이를 나타내지 않는 것으로 나타났다. 그러므로 KC1 을 사용하여 재생하는 경우 pH 변화에 따른 재생율은 pH 12.
- 실험은 10 ℃와 25 ℃에서 실시하였다. 그 결과 분말 제올라이트의 농도가 증가하면서 암모니아 성질 소의 농도는 감소하여 분말 제올라이트의 농도가 약 100 ppm 에서 암모니아성 질소의 농도가 먹는 물 수질 기준인 0.5 ppm 이하로 감소하였다. 그 이상에서는 계속 감소하여 약 300 ppm에서는 0.
- 그 결과, 혼화 지에 분말 제올라이트를 주입하는 것을 가정하여 분말 제올라이트를 주입한 결과 약 100 mg/l 이상에서 암모니아성 질소의 농도가 0.5mg/l 이하로 낮아졌다. 그러나 분말 제올라이트로 인하여 탁도가 높아져 기존에 사용하고 있는 응집 처리법으로는 거의 제거되지 않았다.
- 그리고 최종 유출수인 80 cm에서는 약 8일 후에 암모니아성 질소가 유출되었다. 그러므로 암모니 아성 질소가 유줄되지 않게 운전을 하기 위해서는 제올라이트의 길이가 80 cm 이고 유속이 120 m/d를 기준으로 8일에 한 번씩 재생이 필요한 것으로 나타났다.
- 이것은 재생수의 농도에 따라서 재생효율은 다르게 나타나며, 재생제의 농도가 100 mM 이상에서는 높은 재생효율을 나타내는 것을 알 수 있다. 또한 90% 이상의 제생율을 나타내기 위해서는 50质 mM에서 120 曲의 유속으로 1시간 정도의 시간이 필요하다는 것을 나타낸다.
- 모래 여과의 여 재로서 제올라이트를 사용하는 것을 가정한 실험에서는 유속을 120 m/d, 여과 상의 길이를 80 cm로 하여 처리한 결과 암모니아성 질소가 8일까지 유출되지 않았다. 또한 일반적으로 많이 사용되는 재생제 NaCl과 또 다른 재생제인 KC1 의 재생능력을 비교한 결과 KC1 이 우수한 결과를 나타내었다. 그러나 KC1 의 경우 pH를 12.
- 그러나 분말 제올라이트의 주입량이 증가함에 따라 탁도가 증가하였으며, 증가된 탁도를 제거하기 위하여 정수처리에서 많이 사용되는 응집제인 PAC 를 사용하였다. 분말 제올라이트의 농도를 300 mg/1, pH 7로 조정 후 PAC의 농도를 30 mg/1까지 증가 시 킨 결과 탁도는 거의 제거되지 않았다. 그러므로 PAC의 농도를 10 mg/1로 조정한 후, pH를 7에서 11까지 변화시킨 결과를 Fig.
- 위의 결과는 제올라이트를 모래 여과의 여과속도 로 운전을 할 경우 약 1주일에 1회의 재생이 필요한 것으로 나타났다. 약품을 사용한 재생법으로는 NaCl과 KC1 을 사용한 중성 재생과 NaOH나 Ca(OH)2를 사용하는 알칼리 재생법이 있다.
- pH를 변화시킨 결과 pH 10까지는 높은 탁도를 나타내고 있으며 pH가 11에서 탁도가 완전하게 제거되었다. 위의 결과로부터 분말 제올라이트를 사용하여 암모니아성 질소를 제거하는 것은 제올라이트에 의해 암 모니 아성 질소도 완벽하게 제거되지 않았으며, 제올 라이트 분말에 의해 높은 탁도를 나타내었다. 그러므로 탁도를 낮추기 위해서는 pH 11로 유지하는 것이 필요하였다.
- 위의 결과에서 강알칼리성으로 유지하는 경우 재생이 이루어지는 것을 알 수 있었다. 瀧澤 智 등에 의하면 pH를 강알칼리로 유지하면서 NaCl을 사용하여 재생하는 경우, 재생율이 증가하는 것으로 나타났다(4) 본 연구에서는 KC1 의 경우 강알칼리성에서 재생율이 증가하는지를 평가하였다.
- NaCl과 KC1 의 농도는 각각 100 mM을 사용하였으며 시간의 변화에 따른 암모니아성 질소의 재생율을 비교하였다. 재 생제 KC1 이 NaCl보다 같은 조건에서 높은 재생율 을 나타내고 있으며, SO 분 경과 후 재생율은 NaCl이 46 %, KC1 이 77 %로서 KC1 이 30 % 이상 높은 재생율을 나타내었다. Ames의 연구에서 밝혀진 제올라 이 트의 양이온에 대한 선택성은 Cs+ > Rb+ > K* > NHf > Ba* > Sr2+ > Na+ > Ca2++ > Fe" > Al" > Mg" > Li+ 순으로 나타났다场 그러므로 제올라이트에서 K*의 선택성이 Na* 보다 높기 때문에 재생율이 증가하는 것을 알 수 있으며, KC1 을 사용하여 재생을 실시하면 NaCl보다 높은 재생율을 얻을 수 있는 것으로 나타났다.
- NaCl의 농도는 10 mM, 100 mM, 500 mM을 사용하여 재생효율을 비교한 결과 10 mM에서는 초기 농도가 낮게 유출되는 것으로 보아 재생이 잘 이루어지지 않고 있으나, 100 mNI과 500 面에서는 높은 농도로 유출되어 재생이 잘 이루어지는 것을 알 수 있다. 재생율에 있어서는 재생 시간 60분에서 10 mM 에서는 39 %, 100 mM에서는 46 %, 500m M에서는 64 %의 재생율을 나타내었다.
- 5와 13에서는 초기에 높은 농도로 재생이 일어났으며, 시간이 경과하면서 낮게 재생되었다. 재생율은 pH 12, pH 12.5, pH 13에서 각각 36 %, 60 %, 68 %를 나타내었다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.