기존하수처리장에서 자성체 이온교환수지를 이용한 하수처리공정 적용가능성 평가 Applicability Evaluation of the Wastewater Treatment System Using Magnetic Ion Exchange Resin in the Existing Wastewater Treatment Plant원문보기
The optimal removal efficiency to develop wastewater treatment system using the magnetic ion exchange resin. The secondary sedimentation effluent of wastewater in W wastewater treatment plant located in Gyeong-gi Province was used as the influent. To compare the sedimentation effluent reacted with t...
The optimal removal efficiency to develop wastewater treatment system using the magnetic ion exchange resin. The secondary sedimentation effluent of wastewater in W wastewater treatment plant located in Gyeong-gi Province was used as the influent. To compare the sedimentation effluent reacted with the magnetic ion exchange resin to the influent, the concentrations of CODmm, TN, $NO{_3}^-$-N and TP were measured. The flux of the influent and HRT were set to 250 mL/min, 10 min, respectively, and BVTR has adjusted to 200, 150, 100. The removal efficiency of CODmn, TN, $NO{_3}^-$-N and TP in the 200 BVTR from 71%, 40.37%, 46.34%, 42.03%, 150 BVTR from 55.22%, 37.83%, 50.38% 41.6% and 100 BVTR from 74%, 59.15%, 79.94%, 79.16%, respectively. The results on 200 BVTR, 150 BVTR, 100 BVTR tests show that 100 BVTR is the optimal factor capable of the highest rate of rejection of the organic material.
The optimal removal efficiency to develop wastewater treatment system using the magnetic ion exchange resin. The secondary sedimentation effluent of wastewater in W wastewater treatment plant located in Gyeong-gi Province was used as the influent. To compare the sedimentation effluent reacted with the magnetic ion exchange resin to the influent, the concentrations of CODmm, TN, $NO{_3}^-$-N and TP were measured. The flux of the influent and HRT were set to 250 mL/min, 10 min, respectively, and BVTR has adjusted to 200, 150, 100. The removal efficiency of CODmn, TN, $NO{_3}^-$-N and TP in the 200 BVTR from 71%, 40.37%, 46.34%, 42.03%, 150 BVTR from 55.22%, 37.83%, 50.38% 41.6% and 100 BVTR from 74%, 59.15%, 79.94%, 79.16%, respectively. The results on 200 BVTR, 150 BVTR, 100 BVTR tests show that 100 BVTR is the optimal factor capable of the highest rate of rejection of the organic material.
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문제 정의
이 연구의 목적은 기존의 활성슬러지를 이용한 생물학적 처리나 물리화학적 처리 공법을 적용한 하⋅폐수처리시설은 강화된 방류수 수질 기준에 부합하는 데 한계가 나타나기 때문에 이를 대처할 수 있도록 자성체 이온교환수지(Magneic Ion Exchange resin)를 이용하여 고도하수처리 시스템을 개발하기 위해 유기물질의 제거효율 최적인자를 도출하고자 한다.
제안 방법
CODmn, TN, NO3- -N 및 TP은 분광 광도계를 이용하여 측정하였고, 실험 후 NaCl 용액을 이용하여 resin의 재생과 세척을 반복하여 재사용하였다.
본 연구에 사용된 자성체 이온교환수지를 이용한 공정시스템 실험장치는 유입수 및 자성체 이온교환수지가 주입되는 반응조, 이온교환 반응이 일어난 후 레진의 유실을 일차적으로 방지하기 위한 침전조 및 이차적으로 레진의 유실을 방지하기 위해서 자석을 설치한 침전조로 구성되며 Fig. 3에 나타냈다.
자성체 이온교환수지 고도하수처리 시스템을 개발하기 위해 유기물질의 농도변화를 확인하였다. 본 연구에서 흡착제로 이용된 자성체 이온교환수지는 Orica Watercare 한국지사에 제품을 사용하였다.
대상 데이터
자성체 이온교환수지 고도하수처리 시스템을 개발하기 위해 유기물질의 농도변화를 확인하였다. 본 연구에서 흡착제로 이용된 자성체 이온교환수지는 Orica Watercare 한국지사에 제품을 사용하였다. 원수는 경기도권에 위치한 W 하수 처리장의 2차 침전지 유출수를 사용하였고, 자성체 이온교환 수지 공정시스템을 통과한 유출수를 가지고 CODmn, TN, NO3--N 그리고 TP의 제거율을 산출하였다.
본 연구에서 흡착제로 이용된 자성체 이온교환수지는 Orica Watercare 한국지사에 제품을 사용하였다. 원수는 경기도권에 위치한 W 하수 처리장의 2차 침전지 유출수를 사용하였고, 자성체 이온교환 수지 공정시스템을 통과한 유출수를 가지고 CODmn, TN, NO3--N 그리고 TP의 제거율을 산출하였다. 2차 침전지 유출수의 농도는 CODmn의 경우 5∼15 mg/L, TN 10∼20 mg/L, NO3- -N 8∼15 mg/L 그리고 TP는 0.
성능/효과
1) 하수처리 시스템에 자성체 이온교환수지의 투입량에 따라 유기물질의 제거효율이 다르게 나타냈다.
2) 200 BVTR 일 때 CODmn의 제거율은 71%, TN과 NO3--N의 제거율은 각각 40.37%, 46.34%였고 TP의 경우 42.03%의 제거율을 확인하였다.
3) 150 BVTR 일 때 CODmn은 55.22%, TN은 37.83%, NO3--N는 50.38% 그리고 TP는 41.6%의 제거율을 나타내었다.
4) 100 BVTR 일 때 CODmn의 제거율은 74%, TN은 59.15%의 제거율을 보였고 NO3--N의 제거율은 79.94% 그리고 TP의 제거율은 79.16%를 확인하였다.
5) 200 BVTR과 150 BVTR을 비교하였을 때 CODmn, TN, NO3--N 그리고 TP의 제거효율은 다소 차이가 나거나 비슷한 수준을 확인 할 수 있었다.
6) 보다 많은 양의 resin을 투입한 100 BVTR는 4가지 유기물질이 높은 수준의 제거효율을 나타내었고 200 BVTR과 150 BVTR과 비교하여도 많은 차이를 느낄 수 있었다.
7) 자성체 이온교환수지의 투입량이 높을수록 제거효율이 증가하는 경향이 나타났으며 자성체 이온교환수지의 투입량을 조절하여 200 BVTR, 150 BVTR, 100 BVTR로 세팅하였을 때 가장 높은 제거효율을 보인 100 BVTR이 최적인자라고 판단된다.
TN과 NO3--N은 자성체 이온교환 수지와 반응을 하고 각각 6∼8.8 mg/L, 2.9∼5.5 mg/L의 농도를 나타내었고 원수와 비교하여 50% 이하의 낮은 제거 효율을 보였다.
TN은 원수 9∼11 mg/L의 농도를 나타내었고 유출수 3.7∼4.9 mg/L의 농도를 나타내었고 약 60% 정도의 제거효율로 200 BVTR과 150 BVTR보다 높은 수준을 확인하였다.
200 BVTR과 150 BVTR을 비교하였을 때 CODmn, TN, NO3--N, TP의 제거효율은 다소 차이가 나거나 비슷한 수준을 확인 할 수 있었다. 보다 많은 양의 resin을 투입한 100 BVTR는 4가지 유기물질이 높은 수준의 제거효율을 나타내었고 200 BVTR과 150 BVTR과 비교하여도 많은 차이를 느낄 수 있었다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
처음 자성체 이온교환수지는 무엇을 제거하기 위해 고안되었는가?
따라서 액상일 때 물질이동에 따른 저항이 감소한다. 처음에 자성체 이온교환수지는 폐수의 용존유기탄소(DOC)를 제거하기 위해 고안되었다. 최근에는 자성체 이온 교환수진 resin을 이용하여 브롬화물, 황산염, 질산염, 비산염 등 무기 양이온의 제거가 연구되고 있다.
물의 공급량이 늘어나지 않으면 어떠한 문제를 일으키는가?
이로 인한 문제로 인해 댐 저수율, 지하수위가 줄어드는 등 물의 공급량이 늘어나지 않는 문제가 발생하게 된다. 이는 곧 심각한 용수부족 문제를 가져와 향후 우리 생활 전반에 걸쳐 심각한 문제가 될 수 있다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해 해수담수화(desalination), 하수재이용, 우수의 중수도 이용 등 다양한 방법이 연구되고 있는 실정이다.
자성체 이온교환수지의 구조는?
자성체 이온교환수지(Magneic Ion Exchange Resin)는 전통적인 양이온 교환 수지의 특징인 염소 구조내에 폴리아 크릴 구조, 미세 기공 구조, 강한 작용기, 중간 공극과 기공을 가지고 있으며 두가지 특징을 가진다. 첫째, 자성을 띄는 산화 철이 폴리머 구조안에 포함되어 있다.
참고문헌 (6)
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