연속 회분식 방식의 실험실 규모 상향류 반응조를 사용하여 인 결정화공정을 이용한 영양물질 회수에 대한 연구를 수행하였다. 양이온 공급원으로서 산업폐기물인 폐석회와 마그네슘염을 이용하여 그 운전특성을 비교하였다. 이 연구는 고성능 발효조와 인 결정화 반응조로 구성된 새로운 통합 슬러지 처리 공정에 있어서 인 결정화공정의 성공적인 적용성 평가에 초점을 두고 있다. 발효조 유출수와 유사한 특성으로 제조된 합성폐수를 이용한 첫 번째 struvite 결정화 실험에서 반응은 $0.5{\sim}1$ hrs 사이의 반응시간에서 빠르게 진행되었는데, 그 동안 상당량(약 60% 이상)의 암모니아와 인이 제거되었다. 알칼리성 조건이라는 기질의 고유특성으로 인하여 암모니아 탈기 현상이 다소 발생하였으나 그 정도는 미미한 것(<5%)으로 나타났다. 또한 공기주입에 의한 이산화탄소 탈기조건을 추가적으로 제공하였을 때 struvite 형성속도의 향상은 일어나지 않았다. 실폐수로서 발효조 유출수를 사용한 두 번째 실험에서 stuvite 결정화를 위한 마그네슘염의 최적주입량은 struvite형성질량비와 유사한 0.86 g Mg $g^{-1}$ P이었다. 반면에 폐석회의 최적주입량은 0.3 g $L^{-1}$으로 다소 높게 나타났으며, 약 3시간의 반응시간 조건에서 $NH_4$-N과 $PO_4$-P의 제거효율은 각각 80%와 41%로 나타났다. 각 실험에서 침전물을 현미경으로 분석한 결과 마네슘염을 사용한 경우 프리즘과 같은 결정체가 관찰된 반면 폐석회를 사용한 경우는 비결정질의 결정체가 주로 관찰되었다. 하수처리용량 158,880 $m^3\;d^{-1}$의 실규모 처리시설의 경우를 대상으로 한 통합 슬러지처리시스템의 물질수지 분석결과 결정화 반응조 유출수로 부터의 반송되는 영양물질의 재순환 부하(각각 하수 1 $m^3$ 당 0.13 g N와 0.19 g P)는 매우 낮게 유지되는 것으로 나타났다. 그러므로 이미 산업폐기물 형태로 존재하는 폐석회를 본 연구에서와 같이 통합 슬러지 처리시스템의 영양물질 회수 공정에서 재이용하는 것은 높은 환경적 및 경제적 이익과 동시에 산업폐기물의 지속발전적 처리/처분이라는 다양한 장점을 가질 것이다.
연속 회분식 방식의 실험실 규모 상향류 반응조를 사용하여 인 결정화공정을 이용한 영양물질 회수에 대한 연구를 수행하였다. 양이온 공급원으로서 산업폐기물인 폐석회와 마그네슘염을 이용하여 그 운전특성을 비교하였다. 이 연구는 고성능 발효조와 인 결정화 반응조로 구성된 새로운 통합 슬러지 처리 공정에 있어서 인 결정화공정의 성공적인 적용성 평가에 초점을 두고 있다. 발효조 유출수와 유사한 특성으로 제조된 합성폐수를 이용한 첫 번째 struvite 결정화 실험에서 반응은 $0.5{\sim}1$ hrs 사이의 반응시간에서 빠르게 진행되었는데, 그 동안 상당량(약 60% 이상)의 암모니아와 인이 제거되었다. 알칼리성 조건이라는 기질의 고유특성으로 인하여 암모니아 탈기 현상이 다소 발생하였으나 그 정도는 미미한 것(<5%)으로 나타났다. 또한 공기주입에 의한 이산화탄소 탈기조건을 추가적으로 제공하였을 때 struvite 형성속도의 향상은 일어나지 않았다. 실폐수로서 발효조 유출수를 사용한 두 번째 실험에서 stuvite 결정화를 위한 마그네슘염의 최적주입량은 struvite형성질량비와 유사한 0.86 g Mg $g^{-1}$ P이었다. 반면에 폐석회의 최적주입량은 0.3 g $L^{-1}$으로 다소 높게 나타났으며, 약 3시간의 반응시간 조건에서 $NH_4$-N과 $PO_4$-P의 제거효율은 각각 80%와 41%로 나타났다. 각 실험에서 침전물을 현미경으로 분석한 결과 마네슘염을 사용한 경우 프리즘과 같은 결정체가 관찰된 반면 폐석회를 사용한 경우는 비결정질의 결정체가 주로 관찰되었다. 하수처리용량 158,880 $m^3\;d^{-1}$의 실규모 처리시설의 경우를 대상으로 한 통합 슬러지처리시스템의 물질수지 분석결과 결정화 반응조 유출수로 부터의 반송되는 영양물질의 재순환 부하(각각 하수 1 $m^3$ 당 0.13 g N와 0.19 g P)는 매우 낮게 유지되는 것으로 나타났다. 그러므로 이미 산업폐기물 형태로 존재하는 폐석회를 본 연구에서와 같이 통합 슬러지 처리시스템의 영양물질 회수 공정에서 재이용하는 것은 높은 환경적 및 경제적 이익과 동시에 산업폐기물의 지속발전적 처리/처분이라는 다양한 장점을 가질 것이다.
The nutrient recovery in phosphate crystallization process was investigated by using laboratory scale uptlow reactors, adopting sequencing batch type configuration. The industrial waste lime was used as potential cation source with magnesium salt($MgCl_2$) as control. The research was foc...
The nutrient recovery in phosphate crystallization process was investigated by using laboratory scale uptlow reactors, adopting sequencing batch type configuration. The industrial waste lime was used as potential cation source with magnesium salt($MgCl_2$) as control. The research was focused on its successful application in a novel integrated sludge treatment process, which is comprised of a high performance fermenter followed by a crystallization reactor. In the struvite precipitation test using synthetic wastewater first, which has the similar characteristics with the real fermentation effluent, the considerable nutrient removal(about 60%) in both ammonia and phosphate was observed within $0.5{\sim}1$ hr of retention time. The results also revealed that a minor amount(<5%) of ammonia stripping naturally occurred due to the alkaline(pH 9) characteristic in feed substrate. Stripping of $CO_2$ by air did not increase the struvite precipitation rate but it led to increased ammonia removal. In the second experiment using the fermentation effluent, the optimal dosage of magnesium salt for struvite precipitation was 0.86 g Mg $g^{-1}$ P, similar to the mass ratio of the struvite. The optimal dosage of waste lime was 0.3 g $L^{-1}$, resulting in 80% of $NH_4-N$ and 41% of $PO_4-P$ removal, at about 3 hrs of retention time. In the microscopic analysis, amorphous crystals were mainly observed in the settled solids with waste lime but prism-like crystals were observed with magnesium salt. Based on mass balance analysis for an integrated sludge treatment process(fermenter followed by crystallization reactor) for full-scale application(treatment capacity Q=158,880 $m^3\;d^{-1}$), nutrient recycle loading from the crystallization reactor effluent to the main liquid stream would be significantly reduced(0.13 g N and 0.19 g P per $m^3$ of wastewater, respectively). The results of the experiment reveal therefore that the reuse of waste lime, already an industrial waste, in a nutrient recovery system has various advantages such as higher economical benefits and sustainable treatment of the industrial waste.
The nutrient recovery in phosphate crystallization process was investigated by using laboratory scale uptlow reactors, adopting sequencing batch type configuration. The industrial waste lime was used as potential cation source with magnesium salt($MgCl_2$) as control. The research was focused on its successful application in a novel integrated sludge treatment process, which is comprised of a high performance fermenter followed by a crystallization reactor. In the struvite precipitation test using synthetic wastewater first, which has the similar characteristics with the real fermentation effluent, the considerable nutrient removal(about 60%) in both ammonia and phosphate was observed within $0.5{\sim}1$ hr of retention time. The results also revealed that a minor amount(<5%) of ammonia stripping naturally occurred due to the alkaline(pH 9) characteristic in feed substrate. Stripping of $CO_2$ by air did not increase the struvite precipitation rate but it led to increased ammonia removal. In the second experiment using the fermentation effluent, the optimal dosage of magnesium salt for struvite precipitation was 0.86 g Mg $g^{-1}$ P, similar to the mass ratio of the struvite. The optimal dosage of waste lime was 0.3 g $L^{-1}$, resulting in 80% of $NH_4-N$ and 41% of $PO_4-P$ removal, at about 3 hrs of retention time. In the microscopic analysis, amorphous crystals were mainly observed in the settled solids with waste lime but prism-like crystals were observed with magnesium salt. Based on mass balance analysis for an integrated sludge treatment process(fermenter followed by crystallization reactor) for full-scale application(treatment capacity Q=158,880 $m^3\;d^{-1}$), nutrient recycle loading from the crystallization reactor effluent to the main liquid stream would be significantly reduced(0.13 g N and 0.19 g P per $m^3$ of wastewater, respectively). The results of the experiment reveal therefore that the reuse of waste lime, already an industrial waste, in a nutrient recovery system has various advantages such as higher economical benefits and sustainable treatment of the industrial waste.
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문제 정의
본 연구에서는 인 결정화 공정에서 잠재적인 금속양이온 공급원으로서 폐석회의 적용 가능성을 마그네슘염의 경우와 비교하여 실험실 규모의 회분식 반응조를 이용하여 조사하였다. 대상기질로는 도시하수슬러지를 처리하는 고성능 발효조의 유출수를 기준으로 제조된 합성폐수와 실제의 발효 유출수를 사용하였다.
본 연구에서는 인 결정화 공정에서의 금속양이온 공급원으로서 폐석회의 적용가능성을 슬러지 발효 유출수를 대상으로 실험실 규모의 회분식 반응조를 사용하여 조사하였다. 산업 폐기물인 폐석회는 미량의 A1과 Fe 뿐만 아니라 Ca과 Mg 같은 풍부한 양이온을 포함하고 있으므로 금속인산염광물, struvite와 인산칼슘 같은 화학적 결정물의 형성을 기대할 수 있다.
제안 방법
52 m)로 혼합은 반응조 상단부분에서 바닥 부분으로 액체를 반송하므로써 이루 어졌는데 이때 상향유속은 1 L min-'로 설정하였다. 55℃와 pH 9의 운전조건으로 운전되는 도시하수슬러지를 처리용 고성능 발효조의 유출수를 기준으로 제조된 합성폐수와 함께 실제의 발효 유출수를 유입기질로 사용하였다. 실험실 규모 발효조가 운전되는 동안 유출수는 별도의 저장탱크에 모아두고 본 실험에서 기질로 이용하였다.
결정화 반응조로부터 생성된 결정물은 현미경 분석(Olympus BX60F5, Japan)에 의해 관찰하였다.
고성능 발효 유출수를 모사한 합성폐수를 대상으로 한 실험에서의 긍정적인 결과에 따라 두 번째 실험에서는 실제 하수슬러지를 대상으로 한 실험실 규모의 고성능 발효조 유출수를 기질로 사용하였으나 이 실험에서 공기폭기의 불필요성으로 인하여 공기는 주입하지 않았다. 또한 금속양이온 공급원으로서 마그네슘염과 폐석회의 투입량은 기질에 포함된 인산염의 농도와 화학반응양론에 바탕을 두고 선정하였다.
고성능 발효 유출수를 모사한 합성폐수를 대상으로 한 실험에서의 긍정적인 결과에 따라 두 번째 실험에서는 실제 하수슬러지를 대상으로 한 실험실 규모의 고성능 발효조 유출수를 기질로 사용하였으나 이 실험에서 공기폭기의 불필요성으로 인하여 공기는 주입하지 않았다. 또한 금속양이온 공급원으로서 마그네슘염과 폐석회의 투입량은 기질에 포함된 인산염의 농도와 화학반응양론에 바탕을 두고 선정하였다. 그 결과인 침전물의 질량비(struvite의 경우 약 0.
대상기질로는 도시하수슬러지를 처리하는 고성능 발효조의 유출수를 기준으로 제조된 합성폐수와 실제의 발효 유출수를 사용하였다. 또한, 현장규모에 있어서 통합슬러지 처리시스템의 적용에 대한 사전예비평가가 전체 시스템의 물질 수지에 의해 수행되었다.
먼저 결정화 반응조에서 영양물질 회수 가능성을 조사하기 위해서 발효조 유줄수와 비슷한 특성을 지니는 합성폐수를 준비하여 실험하였다. 이때 금속 양이온 호급원으로 마그네 슘염과 공기를 공급하여 그 영향을 조사하였으며, 이러한 조건에서의 운전결과를 폭기 등 추가적인 조건을 가하지 않은 단순한 저류조(대조 반응조로서 control)에서의 거동과 비교 하였다.
먼저 결정화 반응조에서 영양물질 회수 가능성을 조사하기 위해서 발효조 유줄수와 비슷한 특성을 지니는 합성폐수를 준비하여 실험하였다. 이때 금속 양이온 호급원으로 마그네 슘염과 공기를 공급하여 그 영향을 조사하였으며, 이러한 조건에서의 운전결과를 폭기 등 추가적인 조건을 가하지 않은 단순한 저류조(대조 반응조로서 control)에서의 거동과 비교 하였다. Fig.
Table 2에서 보여주는 것처럼 이 실험은 크게 3종류의 운전 조건으로 계획되었다. 폐석회의 경우와 비교하기 위하여 마 그네슘염(MgCh . 6H2O 형태)을 이용한 대조실험을 추가하였다. 각 실험에서 금속양이온의 투여량은 화학적 인산염 결 정화반응의 반응양론식에 준하여 결정하였다.
대상 데이터
본 연구에서는 인 결정화 공정에서 잠재적인 금속양이온 공급원으로서 폐석회의 적용 가능성을 마그네슘염의 경우와 비교하여 실험실 규모의 회분식 반응조를 이용하여 조사하였다. 대상기질로는 도시하수슬러지를 처리하는 고성능 발효조의 유출수를 기준으로 제조된 합성폐수와 실제의 발효 유출수를 사용하였다. 또한, 현장규모에 있어서 통합슬러지 처리시스템의 적용에 대한 사전예비평가가 전체 시스템의 물질 수지에 의해 수행되었다.
산업 폐기물인 폐석회는 미량의 A1과 Fe 뿐만 아니라 Ca과 Mg 같은 풍부한 양이온을 포함하고 있으므로 금속인산염광물, struvite와 인산칼슘 같은 화학적 결정물의 형성을 기대할 수 있다. 도시 하수슬러지를 처리하는 고성능 발효조(운전조건: 55℃, pH 9)의 유출수를 기준으로 제조된 합성폐수와 실제의 발효 유출수가 대상 기질로 사용되었다. 이 실험에서 결정화 반응은 0.
이론/모형
6H2O 형태)을 이용한 대조실험을 추가하였다. 각 실험에서 금속양이온의 투여량은 화학적 인산염 결 정화반응의 반응양론식에 준하여 결정하였다. 또한 반응동안 공기주입 탈기의 영향을 평가하기 위해 실험 S-1의 경우에만 공기를 주입하였는데, 이는 암모니아 탈기공정의 설계권장 기준”)에 준하였다.
각 실험에서 금속양이온의 투여량은 화학적 인산염 결 정화반응의 반응양론식에 준하여 결정하였다. 또한 반응동안 공기주입 탈기의 영향을 평가하기 위해 실험 S-1의 경우에만 공기를 주입하였는데, 이는 암모니아 탈기공정의 설계권장 기준”)에 준하였다.
질소인 및 고형물 등의 분석은 Standard Methods'》에 준하여 수행하였다. 모든 시료는 0.
성능/효과
즉, 본 실험결과는 마그네슘염을 이용한 실험에서와 같이 양론식 이상 과잉의 금속양이온을 공급할 필요는 없다는 것을 보여준다. 대부분의 반응이 종료되는 3시간의 반응시간에서 NFU-N과 PQ-P의 제거효율은 각각 80%와 41%정도였으며, 최적의 폐석회 투입량은 0.3 g L"로 나타났다. 또한 10시간의 반응시간에서는 이보다 조금 더 높은 제거율(85% N제거와 50% P제거) 을 보였다.
고성능, 발효조 유출수의 고유한 알칼리성(pH 9) 특성은 자연적인 미량의 암모니아 탈기현상을 초래하였으나 결정화 반응을 위해서는 적절한 것으로 나타났다. 또한 공기폭기에 의한 이산화탄소 탈기 공정의 적용은 결정화 반응속도를 향상 시키지는 못하였다.
또한 금속양이온 공급원으로서 마그네슘염과 폐석회의 투입량은 기질에 포함된 인산염의 농도와 화학반응양론에 바탕을 두고 선정하였다. 그 결과인 침전물의 질량비(struvite의 경우 약 0.8 g Mg g'1 P, hydroxyapatite의 경우 약 2.1 g Ca g'1 P)에 근거하여 마그네슘염과 폐석회의 투입량은 각각 0.86~3.25 g Mg g' P와 0.3~ 1.2 g'1 P로 약 1~4배의 범위로 설정하였다.
4에서 보이는 것처럼 폐석회를 이용한 실험 역시 결정화 반응은 약 3시간 안에 대부분 종료되었다. 그러나 마그네슘염을 사용했을 때와는 반대로 본 실험에서는 모든 반응조의 pH가 약 9.1 ~9.2로 약간 증가하였을 뿐만 아니라 더 높은 암모니아 제거율을 보였다. 특히 폐석회 투여량 범 위 내에서 암모니아 제거율은 차이가 발견되지 않았지만 인산염의 경우는 약간의 차이를 보였다.
3 g L"로 나타났다. 또한 10시간의 반응시간에서는 이보다 조금 더 높은 제거율(85% N제거와 50% P제거) 을 보였다. 마그네슘염을 이용한 앞선 실험에서는 폐석회를 이용한 실험에서 보다 인산염 제거율은 다소 높게(50~60%) 나타난 반면에 암모니아 제거율은 약간 낮게(27~35%) 나타났다.
그러나 앞선 합성폐수를 이용한 실험결과와 비교하여 이 실험에서는 다소 낮은 암모니아 제거율을 보여주었는데, 명확하게 알 수는 없지만 아마도 그 이유는 실폐수의 기질특성에 따른 것으로 판단된다. 또한 마그네슘 투입량이 양론식의 1배에서 4배까지 높아질수록 암모니아 제거율도 비교적 높아지는 경향을 보이지만 그 영향은 다소 낮은 것으로 나타났다. 반응은 대체로 3시간 안에 완료되었으며, 이 시간 이후에는 미량의 인산염 제거가 추가적으로 발생하였다.
또한 10시간의 반응시간에서는 이보다 조금 더 높은 제거율(85% N제거와 50% P제거) 을 보였다. 마그네슘염을 이용한 앞선 실험에서는 폐석회를 이용한 실험에서 보다 인산염 제거율은 다소 높게(50~60%) 나타난 반면에 암모니아 제거율은 약간 낮게(27~35%) 나타났다. 폐석회를 이용한 실험에서 높은 암모니아 제거율을 초래하는 주된 요인을 명확하게 설명할 수는 없다.
반응은 대체로 3시간 안에 완료되었으며, 이 시간 이후에는 미량의 인산염 제거가 추가적으로 발생하였다. 실험결과 struvite 결정을 위한 마그네 슘염의 적정 투입량은 struvite의 질량비와 유사한 0.86 g Mg g' P이며, 이 공정의 체류시간은 약 3시간으로 짧게 유지할 수 있음을 의미한다.
5 ~1시간 내에 상당한 제거율(약 60%)을 보였다. 종합적으로 볼 때 이러한 실험결과는 알칼리성(pH 9)을 띤 유입기질의 특성으로 인하여 자연적인 암모니아 탈기 가 미량 일어날 수 있고, 또한 공기폭기에 의한 CO2 탈기는 궁극적으로 struvite 결정화 반응속도를 형상시키지는 못하나 암모니아 제거율을 높이는데 효과를 보이는 것으로 나타났다. 즉, 기존에 연구된 대부분의 인 결정화 공정에서는 PH 조건을 높여주기 위해 공기폭기를 포함하는데, # 본 실험에서와 같이 고성능 발효 유출수를 모사한 인 결정화 공정에서는 공기폭기의 필요성이 없다는 것을 의미한다.
도시 하수처리장의 운전특성과 발생된 하수슬러지 발효조의 운전특성은 선행연구결과에 상세히 설명되어 있다. 주어진 현장조건하에 서의 물질수지결과 결정화 반응조 유출수로부터 수처리 계통 (생물학적 영양물질 제거 공정)으로 반송되는 영양물질 부하는 하수 1당 각각 0.13 g N(0.026 kg N m'3 of sludge) 와 0.19 g P(0.041 kg P m'3 of sludge)로 매우 낮게 평가되었다. 즉 이 공정의 적용에 의해 수처리 계통의 생물학적 영양소 제거공정의 운전에 미치는 슬러지 처리계통의 영향을 매우 감소시킬 수 있을 것으로 판단된다.
041 kg P m'3 of sludge)로 매우 낮게 평가되었다. 즉 이 공정의 적용에 의해 수처리 계통의 생물학적 영양소 제거공정의 운전에 미치는 슬러지 처리계통의 영향을 매우 감소시킬 수 있을 것으로 판단된다. 이때 결정화 반응의 유효 부산물로 생산되는 화학적 부산물은 폐석회 1 kg 주입당 0.
특히 폐석회 투여량 범 위 내에서 암모니아 제거율은 차이가 발견되지 않았지만 인산염의 경우는 약간의 차이를 보였다. 즉, 본 실험결과는 마그네슘염을 이용한 실험에서와 같이 양론식 이상 과잉의 금속양이온을 공급할 필요는 없다는 것을 보여준다. 대부분의 반응이 종료되는 3시간의 반응시간에서 NFU-N과 PQ-P의 제거효율은 각각 80%와 41%정도였으며, 최적의 폐석회 투입량은 0.
3 g L, 로, 3 1#의 반응시간에서 NHrN와 PQ-P의 제거효율은 각각 80%와 41%로 나타났다. 현미경 분석 결과 마그네슘염을 사용한 경우 프리즘 같은 결정체가 관찰된 반면 폐석회를 사용한 경우는 비결정질의 결정체가 주종으로 관찰되었다. 하수처리용 량 158, 880 m3 d#의 실규모 처리시설의 경우를 대상으로 물질수지 분석결과 결정화 반응조 유출수로 부터의 반송되는 영양물질의 부하는 각각 하수 1 n? 당 0.
일반적으로 struvite(MAP) 결정화공정의 화학산물로는 프리즘과 같은 결정물(prism-like crystals)이 생성되는 반면에 hydro- xyapatite(HAP) 결정화공정에서는 무정형 결정물(amorphous crystals)이 주로 발생하는 것으로 알려져 있다. 현미경 분석결과 마그네슘염과 폐석회를 이용한 두 실험에서는 각각 상이한 특성의 결정화 반응이 주로 발생하였음을 알 수 있었다. Fig.
후속연구
이 경우 주요한 공정상의 문제점은 높은 pH 조건의 필요성과 입상화를 유도하기 위한 근원체(seed)의 적합성 등이다. 그러나 Fig. 1에서 제안하고 있는 통합 슬러지처리 시스템에서 폐석회의 재이용은 일반적인 슬러지 발효조가 안고 있는 다양한 문제점을 모두 극복할 뿐만 아니라 지속가능한 인산염 회수공정을 위한 대안이 될 수 있을 것이다. 그러므로 장래에 보다 더 체계적인 파이럿 혹은 실규모의 연구가 필요할 것이다.
1에서 제안하고 있는 통합 슬러지처리 시스템에서 폐석회의 재이용은 일반적인 슬러지 발효조가 안고 있는 다양한 문제점을 모두 극복할 뿐만 아니라 지속가능한 인산염 회수공정을 위한 대안이 될 수 있을 것이다. 그러므로 장래에 보다 더 체계적인 파이럿 혹은 실규모의 연구가 필요할 것이다.
일반적으로, HAP와 같은 인산칼슘은 산업에서 사용되는 원료와 동일한 성분과 구조를 가진 화학물이기 때문에 산업 적 재이용에 있어서 선호하는 형태로, 특히 하폐수로부터 인산칼슘 형태로의 인산염 회수의 필요성과 그 가능성이 강조되고 있다. 본 실험에서 영양소 회수를 위한 유동상 형태의 반응조 설계는 결정화된 입자의 점진적인 성장으로 자체 입상화가 가능하도록 계획되어야 한다. 이 경우 주요한 공정상의 문제점은 높은 pH 조건의 필요성과 입상화를 유도하기 위한 근원체(seed)의 적합성 등이다.
즉 이 공정의 적용에 의해 수처리 계통의 생물학적 영양소 제거공정의 운전에 미치는 슬러지 처리계통의 영향을 매우 감소시킬 수 있을 것으로 판단된다. 이때 결정화 반응의 유효 부산물로 생산되는 화학적 부산물은 폐석회 1 kg 주입당 0.7 kg TS이 될 것이며 높은 안정성으로 인해 비료나 토지개량제로 직접적인 활용이 가능할 것이다. 그러므로 이미 산업폐기물 형태로 존재하는 폐석회를 본 연구에서와 같이 통합슬러지 처리시스템의 영양물질 회수 공정에서 재이용하는 것은 높은 환경적 및 경제적 이익과 동시에 산업 폐기물의 지속발전적 처리/처분이라는 추가적인 장점을 가질 것이다.
폐석회는 미량의 알루 미늄(A1), 철(Fe) 성분뿐만 아니라 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg)과 같은 풍부한 금속 양이온(건조시 약 60% 정도)을 포함하고 있다. 이러한 특성은 고성능의 발효조를 위해 적당한 알칼리원 뿐만 아니라 결정화 공정을 위해서도 유용한 금속 양이온 공급원으로 사용될 수 있을 것이다. 화학적 이론에 따르면 다음과 같은 세종류의 화학적인 결정물을 예측할 수 있다.
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