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문제 정의
- 그러므로 본 연구는 유분을 중분히 해수 속에서 분해시키고, 이것을 이용하여 여러가지 공정에서 제거 가능성을 평가하였다. 실험에 사용된 공정으로는 미생물분해, 응집, 한외 막여과, 고도산화처리 , 활성 탄흡착을 사용하였다.
제안 방법
- 해양에서 유분의 풍화작용은 미생물의 분해와 광분해에 의해서 주로 일어난다. 그러므로 10 L의 실제 해수에 원유(아라비 안라이트, 밀도 0.841 g/cm3, 수분 0.03 wt%)를 1%를 첨가하고 미생물의 분해작용을 돕기 위하여 영양염을 첨가하였다. 영양염은 질소원으로 NH4NO3, 인으로는 KH2PO4를 사용하여 C:N:P의 비율을 100:10:1로 첨가하였다.
- 03 wt%)를 1%를 첨가하고 미생물의 분해작용을 돕기 위하여 영양염을 첨가하였다. 영양염은 질소원으로 NH4NO3, 인으로는 KH2PO4를 사용하여 C:N:P의 비율을 100:10:1로 첨가하였다. 또한 광분해가 잘 일어나게 하기 위하여 투명한 유리병을 사용하여 시료를 주입하고 개방된 상태로 태양광이 들어갈 수 있는 곳에서 수개월간 방치하였다.
- 영양염은 질소원으로 NH4NO3, 인으로는 KH2PO4를 사용하여 C:N:P의 비율을 100:10:1로 첨가하였다. 또한 광분해가 잘 일어나게 하기 위하여 투명한 유리병을 사용하여 시료를 주입하고 개방된 상태로 태양광이 들어갈 수 있는 곳에서 수개월간 방치하였다. 이와 같이 분해된 해수를 풍화된 유탁해수로 사용하여 실험을 하였으며 용존성 부분은 GF/C를 사용하여 여과후 사용하였다.
- 풍화된 유탁해수의 응집은 유탁해수를 DOC로 10 mg/L 로 희석하여 사용하였고 pH는 7에서 실시하였으며 응집제는 염화제이철(FeCh), 폴리염화알루미늄(PAC)를 사용하였다. 응집은 Jar-test를 이용하였고 응집제를 주입하고 급속 교반 150 rpm에서 2분, 완속교반 20 rpm에서 15분간 실시하였으며 1시간 침전 후 GF/C로 여과하여 분석하였다.
- 시료는 GF/C로 여과하였고 고감도촉매를 충진한 총유기 탄소 측정기(SHIMADZU TOC-5000)를 사용하여 DOC를 측정하였으며, &60은 분광광도계를 사용하여 분석하였다.유 분의 분석은 유분을 비극성용매인 헥산으로 추출하여 형광 분광광도계를 사용하여 분석하였다.
- 시료는 GF/C로 여과하였고 고감도촉매를 충진한 총유기 탄소 측정기(SHIMADZU TOC-5000)를 사용하여 DOC를 측정하였으며, &60은 분광광도계를 사용하여 분석하였다.유 분의 분석은 유분을 비극성용매인 헥산으로 추출하여 형광 분광광도계를 사용하여 분석하였다. 헥산의 추출은 추출용매 500 mL와 유분이 포함된 해수 500 mL를 pH 4이하로 조정하여 분액여두로 추출하였다.
- 풍화된 유탁해수를 사용하여 용존유기물의 생분해 가능성을 실험하였다 실험에는 유탁해수 중에 독성물질이 들어있을 경우 독성에 의해서 분해되어지지 않을 수 있으므로 유탁해수에 글루코스를 첨가하여 분해실험을 동시에 행하였으며 그 결과를 Fig 3에 나타내었다. 글루코스는 생분해가 잘 일어나는 물질이므로 분해되어지지 않을 경우 독성 물질이 포함되어 있다고 판단할 수 있다.
- 8em;"> 6). 한외막은 분자량 분획이 500, 1,000, 3,000, 10,000인 것을 사용하였으며, DOC와 E260의 제거율 을 평가하였다. 분자량의 분획이 10,000인 분리막에서 용존 유기물이 4%가 제거되었으나, 분자량 분획이 1,000인 분리 막에서는 약 20%가 제거되어 제거율이 약간 증가하였다.
- 활성탄은 유기물을 흡착으로 제거하는 능력을 가지고 있다. 그러므로 입상활성탄을 이용하여 풍화된 유탁해수에 포함된 용존유기물을 제거하는 실험을 실시하였다. 모래여과는 흡착 이외의 영향을 알아보기 위하여 비교실험 대상으로 사용하였다.
- 풍화된 유탁해수를 대상으로 하여 그 속에 포함된 용존 오염물질을 제거하는 방법으로 각 공정을 평가하여 역삼투압 방식의 해수 담수화에서 전처리 공정으로서 사용가능성을 알아보았다.
- 고도산화처리로는 UV를 중심으로 UV/Cb, UV/HzCh를 조합하여 실험을 실시하였다. UV램프는 UVP사의 PCQG-1 형의 저압수은램프로서 파장은 254 nm, 강도는 5.
대상 데이터
- 그러므로 본 연구는 유분을 중분히 해수 속에서 분해시키고, 이것을 이용하여 여러가지 공정에서 제거 가능성을 평가하였다. 실험에 사용된 공정으로는 미생물분해, 응집, 한외 막여과, 고도산화처리 , 활성 탄흡착을 사용하였다.
- 한외여과막을 사용한 처리는 실험실에서 분획분자량이 YC-0.5( 분자량 500), YM-1 (분자량 1,000), YM-3( 분자량 3, 000), YM-10(분자량 10, 000)인 막을 사용하였다. 실험은 시료를 GF/C로 여과후 사용하였으며, 이때 DOC는 10 mg/L으로 희석하여 사용하였다.
- 고도산화처리로는 UV를 중심으로 UV/Cb, UV/HzCh를 조합하여 실험을 실시하였다. UV램프는 UVP사의 PCQG-1 형의 저압수은램프로서 파장은 254 nm, 강도는 5.2x10-6 Einstein 인 것을 사용하였다. 접촉시간은 모든 공정에서 120분까지 처리하였으며, UV/0 공정에서 오존발생장치 POX-10을 이용하여 오존의 농도는 약 7 mg/L .
- 활성 탄처리는 칼럼에 입상활성탄을 주입하고 연속식으로 실험하였으며, 실험에 사용된 활성탄 칼럼은 직경이 20 mm, 유효길이가 200 mm이며 여과의 속도는 5 m/hr로 하였다. 실험에 사용된 입상활성탄은 Kalgon사의 F-400을 사용하였으며, 여과에 의해 제거되는 양을 비교하기 위하여 같은 조건의 모래여과 칼럼을 사용하여 비교실험을 하였다.
- 활성 탄처리는 칼럼에 입상활성탄을 주입하고 연속식으로 실험하였으며, 실험에 사용된 활성탄 칼럼은 직경이 20 mm, 유효길이가 200 mm이며 여과의 속도는 5 m/hr로 하였다. 실험에 사용된 입상활성탄은 Kalgon사의 F-400을 사용하였으며, 여과에 의해 제거되는 양을 비교하기 위하여 같은 조건의 모래여과 칼럼을 사용하여 비교실험을 하였다. 실험에 사용된 시료는 풍화된 유탁해수를 사용하였다.
- 실험에 사용된 입상활성탄은 Kalgon사의 F-400을 사용하였으며, 여과에 의해 제거되는 양을 비교하기 위하여 같은 조건의 모래여과 칼럼을 사용하여 비교실험을 하였다. 실험에 사용된 시료는 풍화된 유탁해수를 사용하였다.
- 그러므로 입상활성탄을 이용하여 풍화된 유탁해수에 포함된 용존유기물을 제거하는 실험을 실시하였다. 모래여과는 흡착 이외의 영향을 알아보기 위하여 비교실험 대상으로 사용하였다. Fig.
성능/효과
- 5은 폴리염화알루미늄을 사용하여 응집한 결과이다. 풍화된 유탁해수를 사용하여 DOC 10 mg/L로 희석하여 응집을 실시하였고, 염화제이철의 경우 DOC가 10~25%가 제거되었으며, 폴리염화알루미늄의 경우는 약 10% 정도의 제거율을 나타내었다. 그러므로 풍화된 유탁해수에 존재하는 DOC의 경우에는 응집에서 거의 제거되지 않는 것을 알 수 있다.
- 8em;">60의 제거율은 42%와 30%로 나타나 DOC보다 약간 높은 제거율을 나타내고 있다. 위의 결과에서 나타난 것과 같이 유탁해수에서 존재하는 용존유기물은 분자 량이 500 이하인 것이 많은 것으로 나타나 한외여과막으로 처리하기는 어려운 것으로 나타났다.
- 그러나 실제 실험에서는 풍화된 유탁해수를 많이 만드는 것이 어려워 장기간 실험을 행하지 못했다. 본 실험은 입상활성탄을 사용하여 약 10시간 여과한 결과 DOC와 E260은 잘 제거되는 것으로 나타났다.
- 풍화된 유탁해수에 존재하는 DOC는 미생물의 분해가 일어나지 않는 난분해성 유기물로 나타났다. 철을 사용한 응집에서는 DOC의 제거율이 25%, PAC에서는 약 10%가 제거되는 것으로 나타났다. 분자량 분획이 500인 한외여과막 을 사용하여 처리한 결과 DOC는 21%, Ego는 42%가 제거되었다.
- 철을 사용한 응집에서는 DOC의 제거율이 25%, PAC에서는 약 10%가 제거되는 것으로 나타났다. 분자량 분획이 500인 한외여과막 을 사용하여 처리한 결과 DOC는 21%, Ego는 42%가 제거되었다. DOC의 제거율은 UV처리에서 4%이었으나, UV/Q) 와 UV/H2O2처리에서 약간 증가하였다.
- E2M)의 경우 120분까지 처리한 결과 UV처리에서 제거율이 11%를 나타내었으나 UV/O3와 UV/H2O2의 경우 제거율이 약 63%와 55%로 높아졌다. 활성탄 여과에서는 10시간 통수한 결과 DOC 의 평균 제거율이 94%, &60은 98%로 나타나 거의 완벽하게 제거되는 것으로 나타났다. 그러므로 역삼투압 방식의 해수담수화에서 전처 리공정으로 사용하는 경우 용존유기물의 제거에서는 활성탄의 여과가 가장 우수한 것으로 나타났다.
- 활성탄 여과에서는 10시간 통수한 결과 DOC 의 평균 제거율이 94%, &60은 98%로 나타나 거의 완벽하게 제거되는 것으로 나타났다. 그러므로 역삼투압 방식의 해수담수화에서 전처 리공정으로 사용하는 경우 용존유기물의 제거에서는 활성탄의 여과가 가장 우수한 것으로 나타났다.
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