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 연구는 부영양 호소를 개선하기 위하여 수중에 존재하는 조류 응집침전 특성을 파악하고 용존 유기물 및 인의 제거 방법을 제안하고자 하였다.
- 본 연구에서는 활성탄 주입 응집침전을 이용한 자연유기물질 및 조류의 제거효율을 검토하고 조류성장에 영향을 주는 인을 제어함으로써 부영양화의 원인물질을 제거하여 부영양호수의 복원하는 방법을 제시하는데 그 목적이 있다.
제안 방법
- 분말활성탄의 주입으로 인한 제거율의 향상은 인의 제거에서도 나타남을 확인하였다. Alum의 주입량을 50 ㎎/L를 주입하고 분말활성탄의 주입량을 0~100 ㎎/L 로 변화시켰을 때 처리수 내의 용존성 인과 입자성 인의 농도를 확인하였다. Fig.
- 사용된 Jar의 형태는 사각형의 Jar 로서 대상수를 2 L를 채웠을 때, floc의 침강속도와 월류부하율을 고려하기 위해 수면으로부터 10 ㎝ 하부에 시료 채취구를 설치하였다. 급속교반은 alum 주입후 2분, 완속교반은 유기고분자응집제를 투여 후 20분을, 침전은 30분간 행한 후 상등수를 시료 채취구를 통해 취하여 CODMn, T-P, SS, Chl-a 등을 분석하였다. 분석방법은 Standard method에 따라 분석하였다.
- 활성탄은 상대적으로 큰 비표면적을 가지고 있으므로 alum 주입이전에 투입하는 경우 SS 제거를 위해 주입되는 alum의 소모량을 증가시킬 수 있다. 따라서 본 실험에서는 알루미늄 화학종이 착화합 반응에 의해 수화물을 형성하여 SS의 표면전하를 충분히 감소시킬 수 있는 시간인 3분 후에 활성탄을 주입하였다. 또한 주입된 활성탄과 전하중화된 SS성분들은 이후 고분자 유기 응집제에 의하여 응결(flocculation)하도록 하였다.
- 따라서 본 실험에서는 알루미늄 화학종이 착화합 반응에 의해 수화물을 형성하여 SS의 표면전하를 충분히 감소시킬 수 있는 시간인 3분 후에 활성탄을 주입하였다. 또한 주입된 활성탄과 전하중화된 SS성분들은 이후 고분자 유기 응집제에 의하여 응결(flocculation)하도록 하였다. 활성탄의 접촉시간은 10분으로 하고 이후 고분자 유기응집제를 주입하여 완속 교반 후 침전시켰다.
- 3이므로 수중에 투입 후 교반하지 않을 경우 침전될 수 있는 성질을 가지고 있다. 본 실험에서는 급속교반에서 alum 주입 3분 후에 분말활성탄을 주입하여 SS 및 유기물의 제거효율을 확인하였다. 활성탄은 상대적으로 큰 비표면적을 가지고 있으므로 alum 주입이전에 투입하는 경우 SS 제거를 위해 주입되는 alum의 소모량을 증가시킬 수 있다.
- 응집제 주입량을 0~100 mg/L로 변화시키면서 주입량에 따른 조류와 SS의 제거효율을 확인하였다. 원수의 pH는 7.68~8.54이며 알칼리도가 높아 alum 주입시 적정 응집 pH로 조절하기 위하여 H2SO4를 사용하여 pH 7로 조정하였다.
- 5 mg/L로 하였다. 응집보조제로서 석탄계 분말활성탄을 5,000 ㎎/L의 농도로 증류수에 분산시켜 slurry 상태로 정량 주입하도록 하였다.
- 응집제 주입량을 0~100 mg/L로 변화시키면서 주입량에 따른 조류와 SS의 제거효율을 확인하였다. 원수의 pH는 7.
대상 데이터
- Jar test시 응집제는 alum을 50,000 ㎎/L로 제조하여 사용하였으며 flocculant로는 음이온 유기고분자 응집제를 사용하였다. 음이온 유기고분자응집제의 주입량은 0.
- 본 연구는 원수로써 인하대학교 내에 위치한 부영양호인 인경호에서 채취한 호소수를 사용하였다. 대상 호소의 식물성 플랑크톤의 지표농도인 Chl-a가 91.
- Jar tester의 rotor는 직사각형으로 1 inch×3 inch의 크기이다. 사용된 Jar의 형태는 사각형의 Jar 로서 대상수를 2 L를 채웠을 때, floc의 침강속도와 월류부하율을 고려하기 위해 수면으로부터 10 ㎝ 하부에 시료 채취구를 설치하였다. 급속교반은 alum 주입후 2분, 완속교반은 유기고분자응집제를 투여 후 20분을, 침전은 30분간 행한 후 상등수를 시료 채취구를 통해 취하여 CODMn, T-P, SS, Chl-a 등을 분석하였다.
이론/모형
- 대상수의 응집침전 경향을 파악하기 위하여 Jartest를 이용하였다. Jar tester의 rotor는 직사각형으로 1 inch×3 inch의 크기이다.
- 급속교반은 alum 주입후 2분, 완속교반은 유기고분자응집제를 투여 후 20분을, 침전은 30분간 행한 후 상등수를 시료 채취구를 통해 취하여 CODMn, T-P, SS, Chl-a 등을 분석하였다. 분석방법은 Standard method에 따라 분석하였다.
성능/효과
- 활성탄 주입 응집공정에서 사용된 활성탄은 응집보조제로서 응집과정에서 형성된 floc의 침강성을 증가시키고 슬러지의 부피를 감소시켜 고액분리를 원활하게 할 수 있다. 또한 큰 비표면적을 가지고 있는 활성탄은 용존 유기물을 흡착하고 인 제거 과정에서 생성되는 콜로이드성물질 및 용존성 착화합물을 흡착할 수 있음을 확인하였다.
- 따라서 용존 유기물의 제거는 응집제 주입량과 응집공정에서의 반응 pH가 중요한 인자로 작용한다. 본 실험에서 DOC의 alum 주입량에 따라 효율이 증가되는 것은 알루미늄 착화합물의 흡착과 전하중화에 의해서 제거되었음을 알 수 있다. 이러한 용존 유기물의 제거는 응집제의 주입량에 증가함에 따라 거의 양론적으로 증가될 것이라고 예상된다.
- 분말활성탄의 주입으로 인한 제거율의 향상은 인의 제거에서도 나타남을 확인하였다. Alum의 주입량을 50 ㎎/L를 주입하고 분말활성탄의 주입량을 0~100 ㎎/L 로 변화시켰을 때 처리수 내의 용존성 인과 입자성 인의 농도를 확인하였다.
- 실험결과를 나타낸 Fig. 1을 살펴보면 SS의 제거효율은 75~94%로 높은 제거효율을 보였으며 Chl-a의 제거효율은 SS의 제거효율에 따라 alum의 주입량이 증가함에 따라 증가하는 유사한 경향을 나타내었다. 이는 Fig.
- 연구결과 응집침전공정에서 사용된 alum의 주입량은 용존 유기물의 제거에 영향을 미치며 pH에 따른 용존유기물의 특성변화에 따라 적정 응집pH는 용존 유기물의 제거특성을 개선할 수 있을 것으로 판단된다. 활성탄 주입 응집공정에서 사용된 활성탄은 응집보조제로서 응집과정에서 형성된 floc의 침강성을 증가시키고 슬러지의 부피를 감소시켜 고액분리를 원활하게 할 수 있다.
- 침전과정은 20분으로 하였으며 이 때 침전 계면의 높이는 응집제 주입량에 따라 감소하였으나 모든 경우 침전 계면이 Jar의 sampling port에 위치하여 시료 채취시 일부 SS가 유출되었다. 조류는 비표면적이 크며 조류세포 외벽에 있는 EPS(extracellular polymeric substance)로 인해 응집제 필요량이 증가하게 된다.
후속연구
- 따라서 활성탄 주입 응집침전 공정은 입자성물질의 침전성 개선은 물론 용존 유기물과 인의 제거를 증가시킬 수 있어 부영양화 호소수의 처리를 위한 처리 공정으로 제안할 수 있을 것으로 판단된다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.