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[국내논문] 전기분해공법을 이용한 축산폐수의 고도처리에 관한 연구
A Novel Application of Advanced Treatment in Livestock Wastewater by Electrolysis 원문보기

大韓衛生學會誌 = The Korean journal of sanitation, v.19 no.3 = no.53, 2004년, pp.31 - 39  

정순형 (대구보건대학 보건환경과)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In order to reduce the pollution load from the livestock farms and to improve the water quality of the effluent in livestock wastewater, the electrolysis system is introduced. For the selection of optimal electrode, various combination of electrodes such as carbon, Al and Fe were examined. In this s...

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제안 방법

  • 2 N까지 변화시키면서 실험을 수행하였다. 그리고 pH변화에 따른 축산폐수처리효율 실험에서는 낮은 pH에서 수산화물 의용 해도가 낮은 점을 감안하여 3, 5, 7, 9로 변화시키면서 실험을 실시하였다. 위와 같은 조건에서 축산폐수처리에 가장 효율적인 factors를 도출하여 연속적 처리실험을 실시하였다.
  • 축산폐수처리에 가장 효율적인 전극을 선정하기 위하여 양극에는 탄소를 고정하고 음극에 탄소전극, 알루미늄전극 및 철 전극을 바꾸면서 전류효율이 가장 우수한 전극을 선정하였다. 그리고 전극 간의 거리변화에 따른 축산폐수 처리호율분석실험에서는 전극간 거리를 1-5 cm로 변화시키면서 실험을 수행하였으며, 전류밀도변화에 따른 수처리효율 분석에서는 10-30 mA/cn?로 그리고 전해질 농도에 따른 축산폐수의 처리효율 실험에서는 전해질로 NaCl을 사용하여 0-0.2 N까지 변화시키면서 실험을 수행하였다.
  • 7 cm의 크기로 잘라 사용하였으며, 전극 판의 유효접촉면적은 400 cnS로 하여 실험을 수행하였다. 그리고 전극간의 간격은 1-5 cm로 조절이 가능하게 제작하였으며, 전극판을을 통해 흐르는 전류 및 전압은 전류 0-30 A 그리고 전압 0-30 V까지 조절이 가능한 DC Power Supply# 사용하여 실험을 수행하였다.
  • 위와 같은 조건에서 축산폐수처리에 가장 효율적인 factors를 도출하여 연속적 처리실험을 실시하였다. 그리고 축산폐수의 수질분석에는 BOD, COD&, T-N, T-P 그리고 NHf-N을 분석하였으며, 수질오염공정시험 방법에 준하여 분석하였다.
  • 축산폐수처리에 가장 효율적인 전극을 선정하기 위하여 양극에는 탄소를 고정하고 음극에 탄소전극, 알루미늄전극 및 철 전극을 바꾸면서 전류효율이 가장 우수한 전극을 선정하였다. 그리고 전극 간의 거리변화에 따른 축산폐수 처리호율분석실험에서는 전극간 거리를 1-5 cm로 변화시키면서 실험을 수행하였으며, 전류밀도변화에 따른 수처리효율 분석에서는 10-30 mA/cn?로 그리고 전해질 농도에 따른 축산폐수의 처리효율 실험에서는 전해질로 NaCl을 사용하여 0-0.2 N까지 변화시키면서 실험을 수행하였다. 그리고 pH변화에 따른 축산폐수처리효율 실험에서는 낮은 pH에서 수산화물 의용 해도가 낮은 점을 감안하여 3, 5, 7, 9로 변화시키면서 실험을 실시하였다.
  • 반응기는 7 mm두께의 아크릴판을 사용하여 길이 50 cm, 폭 20 cm 그리고 높이 20 cm로 전기분해 반응기를 제작하여 실험을 수행하였다. 반응기는 시료도입부와 셀 형태의 4개의 전극 반응기와 별도의 침전지를 설치하였으며, 하나의 셀은 길이 10 cm, 폭 20 cm 그리고 높이 20 cm로 전극판이 2개가 들어갈 수 있도록 제작하였으며, 전극 간의 간격을 조절할 수 있도록 제작하였다. 그리고 한 개의 셀의 내부용적은 4 L가 되도록 제작하였다.
  • 본 연구에서는 NaCl을 전해질로 사용하였으며, 0-0.2 N까지 0.05 N씩 농도를 변화시키면서 90분간 전기분해를 실시하였다. 이때 전압 10 V, 전극은 탄소/알루미늄 전극을 사용하였으며, 전극간 거리는 2 cm 그리고 전류밀도는 20 mA/cn?로 일정하게 유지하면서 실험을 수행한 결과 Fig.
  • . 본 연구에서는 구입이 용이하고, 가격이 저렴한 Al, Cu, Fe 및 carbon을 이용하여 실험을 수행하였으며, 회분식 반응기를 이용하여 전극재질에 따른 전류효율, 전류밀도, 전극간격, pH와 반응시간을 인자로 축산폐수 내 유기성오염물질의 제거 동향을 연구한 후 연속처리를 도입하여 폐수처리실험을 수행하였다. 이러한 연구는 축산폐수처리 및 일반공장에서 배출되는 폐수의 전기분해공법 도입을 위한 기초자료로 활용될 것으로 사료된다.
  • lOTOmA/cn?로 SmA/crr?증가시키면서 실험을 수행하였으며, 이때 전압은 10V 그리고 전해질로 사용한 NaCl은 0.05N로 하여 실험을 수행하였으며, 그 결과를 Fig. 4에 나타내었다.
  • 그리고 pH변화에 따른 축산폐수처리효율 실험에서는 낮은 pH에서 수산화물 의용 해도가 낮은 점을 감안하여 3, 5, 7, 9로 변화시키면서 실험을 실시하였다. 위와 같은 조건에서 축산폐수처리에 가장 효율적인 factors를 도출하여 연속적 처리실험을 실시하였다. 그리고 축산폐수의 수질분석에는 BOD, COD&, T-N, T-P 그리고 NHf-N을 분석하였으며, 수질오염공정시험 방법에 준하여 분석하였다.
  • 두면서 실험을 수행하였다. 이때 전압 10 V, 전류 15 A, 전해질로 사용한 0.05N NaCl 을 사용하였으며, 반응시간은 10분 간격으로 90분간 반응시키면서 수질변화를 조사하였으며, 그 결과를 Fig. 3에 나타내었다.
  • 전류효율실험 및 전극간의 간격에 따른 축산폐수처리효율 분석실험에서 가장 효과적인 것으로 조사된 탄소/알루미늄 전극을 사용하고 전극 간 거리를 2 cm로 일정하게 유지하면서 전류밀도 변화에 따른 수처리효율을 분석하였다. 이때 전류밀도는 lOTOmA/cn?로 SmA/crr?씩 증가시키면서 실험을 수행하였으며, 이때 전압은 10V 그리고 전해질로 사용한 NaCl은 0.
  • 축산폐수의 전류효율 실험을 실시한 결과 양극에 탄소전극 그리고 음극에 알루미늄전극을 사용하였을 때 가장 높은 전류효율을 얻었으며, 이들 전극 간 거리변화에 따른 축산폐수처리효율 분석실험을 수행하기 위하여 1-5 cm까지 1 cm씩 전극 간 거리를 두면서 실험을 수행하였다. 이때 전압 10 V, 전류 15 A, 전해질로 사용한 0.
  • 실시하였다. 축산폐수처리에 가장 효율적인 전극을 선정하기 위하여 양극에는 탄소를 고정하고 음극에 탄소전극, 알루미늄전극 및 철 전극을 바꾸면서 전류효율이 가장 우수한 전극을 선정하였다. 그리고 전극 간의 거리변화에 따른 축산폐수 처리호율분석실험에서는 전극간 거리를 1-5 cm로 변화시키면서 실험을 수행하였으며, 전류밀도변화에 따른 수처리효율 분석에서는 10-30 mA/cn?로 그리고 전해질 농도에 따른 축산폐수의 처리효율 실험에서는 전해질로 NaCl을 사용하여 0-0.

대상 데이터

  • 그리고 한 개의 셀의 내부용적은 4 L가 되도록 제작하였다. 그리고 본 연구에 사용된 탄소전극, 알루미늄 전극 및 철전극의 규격은 높이 20 cm, 폭 20 cm 그리고 두께 0.7 cm의 크기로 잘라 사용하였으며, 전극 판의 유효접촉면적은 400 cnS로 하여 실험을 수행하였다. 그리고 전극간의 간격은 1-5 cm로 조절이 가능하게 제작하였으며, 전극판을을 통해 흐르는 전류 및 전압은 전류 0-30 A 그리고 전압 0-30 V까지 조절이 가능한 DC Power Supply# 사용하여 실험을 수행하였다.
  • 1에 나타내었다. 반응기는 7 mm두께의 아크릴판을 사용하여 길이 50 cm, 폭 20 cm 그리고 높이 20 cm로 전기분해 반응기를 제작하여 실험을 수행하였다. 반응기는 시료도입부와 셀 형태의 4개의 전극 반응기와 별도의 침전지를 설치하였으며, 하나의 셀은 길이 10 cm, 폭 20 cm 그리고 높이 20 cm로 전극판이 2개가 들어갈 수 있도록 제작하였으며, 전극 간의 간격을 조절할 수 있도록 제작하였다.
  • 본 실험에 사용된 축산폐수는 한우를 주로 사육하는 대구시 인근의 Y농장에서 배출되는 축산폐수를 20 L용량의 용기에 담아 연구실로 이송 후 부유물질에 의한 영향을 최소화하기 위하여 2시간 침전시킨 상등수를 사용하여 실험을 실시하였다. 축산폐수처리에 가장 효율적인 전극을 선정하기 위하여 양극에는 탄소를 고정하고 음극에 탄소전극, 알루미늄전극 및 철 전극을 바꾸면서 전류효율이 가장 우수한 전극을 선정하였다.
  • 2 N에서 82%가 제거된 것으로 조사되었다. 이러한 결과는 전해질로 주입된 NaCl 이 HOC1 및 NaOCl로 전환되어 축산폐수중의 유기성오염물의 산화에 관여한 것으로 판단되었으며, COD제거효율이 80%이상인 0.1 N을 적정 전해질주입농도로 선정하였다.
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참고문헌 (17)

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  17. 김성국, 박상원, 홍대일 : 전기분해에 의한 염색 폐수 처리공정에 관한 연구, 한국환경과학회지, 8(4), 539-545(1999) 

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