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
- 본 연구의 목적은 망간접촉여과공정에서 여재, 전처리 특성, pH 변화 등에 따른 용존망간 제거 특성을 관찰하는 것이다. 접촉여과를 위한 여재로 각각 모래, 모래+MOCS, MOCS, 입상활성탄(GAC; granular activated carbon) 을 채 운 4개의 여 과칼럼 을설치하고 각각에서의 망간제거율, 산화망간 부착량, 탁도제거율, 비중분포 등을 고찰하였다.
제안 방법
- 먼저 여과칼럼에서 깊이별로 여재를 채취하고 여재에 부착된 탁질의 탈착을 위해 Jar-tester를 이용하여 150rpni으로 1.분간 교반하여 탁질을 제거한 후 실온에서 건조하였다. 이후 여재 4g에 0.
- 여재별 망간 부착량 시험은 칼럼별로 여과실험 전후에 여재를 채취하고 건조하여 망간과 기타 부착물을 용출시킨 후 용존망간으로 망간 부착량을 측정하였다. 먼저 여과칼럼에서 깊이별로 여재를 채취하고 여재에 부착된 탁질의 탈착을 위해 Jar-tester를 이용하여 150rpni으로 1.
- 염소가 주입되지 않은 상태로 접촉여과할 경우의 망간 제거율을 조사하기 위하여 염소가 주입되지 않은 침전지 유출수를 이용하여 22일간 여과실험을 실시하였으며, 실험기간 중 유입수의 평균망간농도는 0.265mg/L이 었다. 밍-간제거율은 Fig.
- 분간 교반하여 탁질을 제거한 후 실온에서 건조하였다. 이후 여재 4g에 0.5% 질산 lOOmL 및 환원제 인 hydroxylamine sulfate 25 Omg 을 첨가하여 여재에 부착된 산화망간이 모두 용출될 때까지 약 2~3일 정치시켰다. 용출된 시료는 원자흡광광도계를 이용하여 먹는물공정시험법에 따라 망간의 농도를 측정한 후 망간부착량을 계산하였다.
- 것이다. 접촉여과를 위한 여재로 각각 모래, 모래+MOCS, MOCS, 입상활성탄(GAC; granular activated carbon) 을 채 운 4개의 여 과칼럼 을설치하고 각각에서의 망간제거율, 산화망간 부착량, 탁도제거율, 비중분포 등을 고찰하였다.
- 정수처리 공정 중 용존망간 제거를 위하여 국내 정수장에서 주로 사용하고 있는 망간접촉여과의 여재별, 유입수질별 망간제거 특성을 분석하기 위하여 평균 망간농도가 0.204mg/L인 침전지 유출수를 대상으로 모래, 모래 +MOCS, MOCS, GAC를 각각 채운 4 개의 여과칼럼을 설치하고 각각에서의 망간제거율, 망간 부착량, 탁도제거율, 잔류염소소비 량 등을 약 1 년간 관찰하였다. 본 연구를 통해 고찰한 주요 내용은 다음과 같다.
- 용출된 시료는 원자흡광광도계를 이용하여 먹는물공정시험법에 따라 망간의 농도를 측정한 후 망간부착량을 계산하였다. 한편, 여과 칼럼에서는 여재별로 pH, 탁도제거율, 여재 비중, 잔루염소 소모율, 유기물 및 소독부산물 전구물질 제거 율 등을 조사분석하였다.
대상 데이터
- 모래, 모래+MOCS(용적비로 50%씩 혼합), MOCS, GAC가 충진된 직경 20cm의 4개 여과 칼럼으로 구성된 모형플랜트를 이용하여 실험을 하였으며, 모형플랜트의 개략도와 여재 사양은 Fig. 1 및 Table 11과 같다. 본 연구에서 사용된 MOCS는 부안호를 상수원으로 하는 A정수장의 여과지에서 채취하였다.
- 1 및 Table 11과 같다. 본 연구에서 사용된 MOCS는 부안호를 상수원으로 하는 A정수장의 여과지에서 채취하였다. A정수장의 여재는 당초 모래였으나 약 5년간의 망간접촉여과를 통해 모래 표면에 산화망간이 자연스럽게 코팅되어 망간사화 된 것으로 여재 g당 29.
- 여과칼럼의 유입수는 A정수장에서 응집후 침전 처리된 침전지 유출수를 사용하였으며 , 잔류염소는 1.0mg/L 전후였다. 여과칼럼당 유입량은 3.
이론/모형
- 5% 질산 lOOmL 및 환원제 인 hydroxylamine sulfate 25 Omg 을 첨가하여 여재에 부착된 산화망간이 모두 용출될 때까지 약 2~3일 정치시켰다. 용출된 시료는 원자흡광광도계를 이용하여 먹는물공정시험법에 따라 망간의 농도를 측정한 후 망간부착량을 계산하였다. 한편, 여과 칼럼에서는 여재별로 pH, 탁도제거율, 여재 비중, 잔루염소 소모율, 유기물 및 소독부산물 전구물질 제거 율 등을 조사분석하였다.
성능/효과
- 1. 모래 와 MOCS 표면을 대상으로 한 전자 주사 현미 경 (SEM) 조사결과 MOCS 표면에 산화망간의 코팅이 효과적으로 형성되었으며, 이를 통해 용 존망 간의 제거가 이루어짐을 확인할 수 있었다.
- 2. 약 5년 동안 망간접촉여과공정을 통해 모래에서 전환된 MOCS의 여과지 깊이별 비중을 조사한 결과 1.91(표층)에서 2.48(심층)로 여재 깊이에 비례해 증가하였다. 따라서 여재가 모래에서 MOCS로 전환될 경우 적정 여재팽창률을 맞추기 위해 역세척 속도의 조절이 필요한 것으로 나타났다.
- 0 정도로 조정하고 추가로 2일 등안 여과하며 여과 수의 망간 농도를 분석한 결과는 Table2와 같다. 2일 평균 모래+MOCS에서는 34%, MOCS에서는 64%의 망간 제거율을 보여 미처리된 망간으로 인한 흑수발생가능성이 있다고 판단되며, 2일이 경과하면서 MOCS칼럼에서도 망간제거효율이 급격히 떨어지는현상을 보였다. 이러한 현상은 pH가 낮아질수록 MOCS의 표면에 흡착되었던 망간이 용출되어 전체적으로 망간제거율이 저하되는 것과 MOCS의 망간이 온 흡착속도의 저하로 일어나는 현상으로 생각된다.
- 3. 침전지 유출수(잔류염소 1.0mg/L)를 사용하여 여과 실험한 결과 1년 평균값 기준으로 MOCS는 99.2%, 모래+MOCS는 98.9%의 망간제거율을 보였다. 모래 및 GAC의 경우 초기에는 망간 제거율이 낮았으나 8개월 후부터 모래는 99% 내외의 망간 제거율을 보였으며 GAC는 35%의 제거율을 보였다.
- 4. MOCS 및 모래 +MOCS를 충진한 칼럼을 대상으로 여재깊이별 망간부착량을 조사한 결과 표층으로부터 25cm까지 대부분의 부착이 이루어졌으며, 그 이하에서는 부착량이 미미하였다. 이는 용존성 망간의 제거가 주로 표층에서 효과적으로 발생하기 때문인 것으로 생각된다.
- 5. 1년 운영 후 모래에서는 전층 평균 4.0mg/g(표층에서는 11.2nig/g) 의 망간부착량을 보인 반면 GAC 에서는 0.8mg/g의 망간부착량을 보여 모래가 GAC 보다 MOCS화 진행과정이 빠름을 알 수 있었다. 또한 GAC의 경우 MOCS화가 진행되면 비중이 GAC 보다 커지므로 망간이 피복된 GAC는 여층의 중간층으로 이동하는 것으로 조사되었다.
- 6. 모래와 MOCS를 대상으로 탁질제거율을 조사한 결과 별다는 차이가 없었는데 이는 모래에서 MOCS로 전환되더라고 표면전하값에 큰 변동이 없어 탁질제거를 위한 여과효율에는 커다란 영향을 미치지 않은 것으로 생각된다.
- MOCS와 모래+MOCS의 망간제거율을 비교해보면(Fig. 5, Table 2 참조) 수온 및 pH가 적정하고 여과지 전단에서 염소를 주입할 경우에는 별다른 차이를 보이지 않지만 pH가 낮고 여과지 전단에서 염소 처리를 하지 않는 상황에서는 MOCS +모래의 경우 MOCS 에 비해 처리효율이 낮아지는 것이 관찰되었다. 따라서 MOCS의 포설깊이가 얕거나 모래에서 MOCS로 전환되는 초기단계에 있는 정수장에서는 유입수의 수질특성에 따라 pH를 조정하거나 여과지 전단에서 염소 등의 산화제를 주입하는 것이 망간 제거 효율 향상을 위해 매우 중요할 것으로 생각된다.
- 48(심층)로 여재 깊이에 비례해 증가하였다. 따라서 여재가 모래에서 MOCS로 전환될 경우 적정 여재팽창률을 맞추기 위해 역세척 속도의 조절이 필요한 것으로 나타났다.
- 8mg/g의 망간부착량을 보여 모래가 GAC 보다 MOCS화 진행과정이 빠름을 알 수 있었다. 또한 GAC의 경우 MOCS화가 진행되면 비중이 GAC 보다 커지므로 망간이 피복된 GAC는 여층의 중간층으로 이동하는 것으로 조사되었다.
- 9%의 망간제거율을 보였다. 모래 및 GAC의 경우 초기에는 망간 제거율이 낮았으나 8개월 후부터 모래는 99% 내외의 망간 제거율을 보였으며 GAC는 35%의 제거율을 보였다.
- We 여과칼럼 을 10일 운영 하고 난 후의 여과 칼럼별 잔류염소 감소율을 나타낸다. 모래칼럼 40.8%, 모래+MOCS칼럼 59.4%, MOCS칼럼 81.7%로 나타났으며 이는 MOCS화가 진행될 수록 여 층에 흡착된 용존성 망간의 산화를 위해 보다 많은 양의 산화제가 요구되는 것으로 해석된다. 여재에 부착된 망간물질 (MnO2(s)-Mn*)의 층분한 산화가 이루어지지 않을 경우 MOCS는 망간흡착능력을 상실하게 되므로 MOCS가 지속적으로 망간흡착력을 유지하기 위해서는 MOCS의 재생이 필요하며 염소 등의 산화제를 통해 이루어질 수 있다.
- 유입수의 망간농도는 호소의 전도현상으로 겨울철에 높고 여름철에 낮아지는 경향을 보이며, 이러한 경향은 A정수장의 유입수를 대상으로 5년간 분석한 자료와도 유사하다(김진근 등, 2006). 모래칼럼은 초기 6개월 동안 망간 제거율이 낮았으나 가동 후 약 7 개월부터 제거율이 좋아지다가 8개월부터 99% 전후의 제거율을 보여 일정기간 운영 후에는 모래에 산화망간 피복이 생겨 접촉여과에 의한 망간제거가 효과적으로 이루어지는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 모래 자체는 충분한 용존망간 제 거능이 없으나 (Weng 등, 1986) 망간산화물이.
- 265mg/L이 었다. 밍-간제거율은 Fig.7에 나타난 비-와 같이 모래+MOCS는 87%, MOCS는 95%로 나타나 여과칼럼 전단에서 염소를 주입하고 처리했을 경우와 비교하여 처리효율이 다소 저하되었다. 이러한 현상은 여과칼럼 전단에서 망간이온의 산화가 저하되어 여과칼럼 유입수중에 존재하는 망간 중 입자성 망간의 농도가 줄어들어서 나타나는 현상과 여과과정 중에 망간이온의 흡착으로 불활성화된 MOCS 의재생이 충분하지 않아서 발생하는 현상으로 생각된다.
- 여 재별 망간제거 결과는 Fig.5에 나타난 바와 같이 연 평균값으로 모래는 65.7%, 모래+MOCS는 98.9%, MOCS는 99.2%, GAC는 16.5%의 망간 제거율을 보였다. 여과칼럼 전층을 MOCS로 한 경우와 모래 +MOCS로 한 경우에 있어 망간제거율은 큰 차이를 보이지 않았다.
- 0mg/g의 부착량을 나타내어 1년 운영후에는 일반적인 상업용 망간사 보다 높은 망간 피복을 나타내었다. 한편, 모래와 GAC의 1년 운영 후 망간 피복 정도를 비교한 결과, 두 여재 모두 가동초기 에는 망간 부착이 전혀 없었으나, 여과가 진행되면서 산화망간의 부착이 일어났다. GAC의 경우 전층 평균 0.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.