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알루미늄염에 의한 인 제거 시 pH와 초기 인 농도의 영향
Effect of pH and Initial Phosphorus Concentration on Phosphorus Removal by Aluminum Salts 원문보기

上下水道學會誌 = Journal of Korean Society of Water and Wastewater, v.30 no.2, 2016년, pp.123 - 130  

박정원 (연세대학교 환경공학부) ,  곽효은 (연세대학교 환경공학부) ,  민소진 (연세대학교 환경공학부) ,  정형근 (연세대학교 환경공학부) ,  박병규 (연세대학교 환경공학부)

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Phosphorus (P) removal by aluminum sulfate solution was investigated with varying pH and initial P concentrations. P removal was the highest at around pH 6. The pH range where P removal occurred was slightly wider at higher initial P concentrations. Compared to theoretical calculations, it was confi...

주제어

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문제 정의

  • 따라서 본 연구에서는 제조한 인 용액에 알루미늄염인 황산알루미늄의 수용액을 주입하여 인을 제거할 때, pH에 따른 인 제거 효율을 측정하고 이를 이론적 계산 결과와 비교하여 pH에 따른 기작을 분석해 보고자 하였다. 아울러 초기 인 농도를 변화시키어 인 제거율 경향에 변화가 있는지 살펴보았다.
  • 이론적으로 계산이 어려운 흡착 반응의 경우, 수산화알루미늄을 생성하고 이를 이용한 흡착 실험을 수행함으로써 간접적으로 인제거 기작을 살펴보았다. 마지막으로 공존 이온이 인제거에 미치는 영향도 분석하고자 하였다.
  • 인 제거율과 함께 용액의 탁도를 측정하였다. 반응전의 인 용액은 탁도가 거의 0 NTU에 가깝지만 인과 알루미늄의 반응에 의해 형성된 침전물이 부유하면서 탁도가 높아지는 것을 이용하여 간접적으로 침전이 형성되는 정도를 분석하고자 하였다. 전체적으로, 초기 인 농도에 관계 없이, 탁도의 pH에 따른 변화 경향은 인 제거율의 경향과 유사하였고, 이는 인 제거 기작이 불용성 침전물의 형성과 관련있다는 것을 확인하여 준다.
  • 본 연구에서는, 하수의 이차처리수에는 오염물의 농도가 매우 낮을 것이라는 가정 하에 실험결과와 화학반응식에 근거한 계산 결과를 비교하고자 하였다. 그래서 증류수에 인산수소나트륨(NaH2PO4, 99%, 대정화금)과 인산수소이나트륨(Na2HPO4, 99%, 대정화금)을 1:1 몰 비로 혼합하여 제조한 인 용액을 대상으로 인 제거 실험을 진행하였다.
  • 따라서 본 연구에서는 제조한 인 용액에 알루미늄염인 황산알루미늄의 수용액을 주입하여 인을 제거할 때, pH에 따른 인 제거 효율을 측정하고 이를 이론적 계산 결과와 비교하여 pH에 따른 기작을 분석해 보고자 하였다. 아울러 초기 인 농도를 변화시키어 인 제거율 경향에 변화가 있는지 살펴보았다. 침전 형성 정도를 간접적으로 측정하기 위하여 용액의 탁도를 측정하였고, 이론적으로 계산된 침전의 양과 비교하였다.

가설 설정

  • 그러나, 그 영향의 정도는 인제거율 1% 이내의 변화 정도에 그쳤다. NO3-나 Cl처럼 영향이 없는 수준은 아니지만, Na+ 또는 NH4+이 5 mM이라는 과량이 존재한다고 가정하고 계산하였음에도 불구하고 그영향이 미미하였기 때문에, 실질적으로는 인제거율 계산에 고려하지 않아도 될 것으로 판단하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
침전 형성 이외에 알려진 알루미늄염 주입에 의한 주요 인 제거 기작은 무엇인가? 침전 형성 이외에 알려진 알루미늄염 주입에 의한 주요 인 제거 기작은 수산화알루미늄(aluminum hydroxide) 혹은 산화수산화알루미늄(aluminum oxide hydroxide) 등에 의한 인 흡착이다. 비결정질 수산화알루미늄 (Al(OH)3(amorphous))에 의한 인산의 흡착에 대한 연구에서는, 인 흡착이 30분 이내에 거의 대부분 이루어 질 정도로 빠르게 일어나고 침전과 흡착이 함께 일어난다고 보고하였고 이에 대한 변형된 용해도곱 상수식을 제안한 바 있다(Hsu and Rennie, 1961a).
알루미늄염이나 철염 주입에 의한 인산의 침전형성을 하수처리에서의 인 제거에서 일차침전조 전단에 주입할 경우의 문제점은? 이러한 알루미늄염이나 철염 주입에 의한 인산의 침전형성을 하수처리에서의 인 제거에 이용하기 위해, 하수처리공정의 일차침전지 전단에 주입하여 침전시키거나, 이차공정인 생물반응조 전후단 혹은 조내에 주입하기도 한다. 하지만 일차침전조 전단에 주입할 경우 인 제거를 위한 당량보다 더 많은 주입량이 필요할 경우가 많으며, 생물반응조에 주입할 경우 pH의 감소나 미생물 플록 내 미생물의 비율 감소 등으로 인한 미생물 활성 저하의 문제를 일으키기도 한다(Metcalf & Eddy/AECOM, 2014). 따라서 하수이차처리수(secondary effluent)에 주입하여 알루미늄염이나 철염의 제거 효율을 높이는 것이 일반적이다.
철염 주입에 의한 인산철(FePO4) 형태로 제거하는 것은 어떤 pH범위에서 주로 침전이 형성되는가? 알루미늄 주입 시 수중의 정인산(orthophosphate)이 인산 알루미늄(AlPO4)의 형태로 침전되는 것은 이미 잘 알려져 있다. 철염 주입에 의한 인산철(FePO4) 형태로 제거하는 것도 가능하나, 이 경우 중성 이하의 낮은 pH 범위에서 주로 침전이 형성된다. 이러한 알루미늄염이나 철염 주입에 의한 인산의 침전형성을 하수처리에서의 인 제거에 이용하기 위해, 하수처리공정의 일차침전지 전단에 주입하여 침전시키거나, 이차공정인 생물반응조 전후단 혹은 조내에 주입하기도 한다.
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참고문헌 (16)

  1. APHA, AWWA and WEF (2005) Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. 21th ed, Part 4500-PE. "Ascorbic acid method", American Public Health Association, Washington, DC. 

  2. Benjamin, M. M. (2002) Water chemistry, McGraw Hill, New York. 

  3. Galarneau, E. and Gehr, R. (1997) Phosphorus removal from wastewaters: experimental and theoretical support for alternative mechanisms, Wat. Res., 32(2), 328-338. 

  4. Georgantas, D. A. and Grigoropoulou, H. P. (2007) Orthophosphate and metaphosphate ion removal from aqueous solution using alum and aluminum hydroxide, J. Colloid Interface Sci., 315(1), 70-79. 

  5. Han, S. W. and Kang, L. S. (2010) Removal mechanism of phosphorus in wastewater effluent using coagulation process, J. Kor. Soc. of Environ. Eng., 32(8), 774-779. 

  6. Haynes, W. M. (2013) CRC handbook of chemistry and physics, 94th ed., CRC press, Boca Raton. 

  7. Hsu, P. H. and Rennie, D. A. (1961a) Reactions of phosphate in aluminum systems; I. adsorption of phosphate by X-ray amorphous aluminum hydroxide, Can. J. Soil Sci., 42, 197-209. 

  8. Hsu, P. H. and Rennie, D. A. (1961b) Reactions of phosphate in aluminum systems; II. precipitation of phosphate by exchangeable aluminum on a cation exchange resin, Can. J. Soil Sci., 42, 210-221. 

  9. Jones, A. M., Collins, R. N. and Waite, T. D. (2011) Mineral species control of aluminum solubility in sulfate-rich acidic waters, Geochim. Cosmochim. Acta, 75, 965-977. 

  10. Metcalf & Eddy/AECOM (2014) Wastewater engineering treatment and resource recovery, 5th ed., McGraw Hill, New York. 

  11. Music, S., Dragcevic, D. and Popovic, S. (1999) Hydrothermal crystallization of boehmite from freshly precipitated aluminum hydroxide, Mat. Lett., 40, 269-274. 

  12. Sedlak, R. I. (1991) Phosphorus and nitrogen removal from Municipal wastewater: principles and practice, 2nd ed., Lewis publishers, New york. 

  13. Skoufadis, C., Panias, D. and Paspaliaris, I. (2003) Kinetics of boehmite precipitation from supersaturated sodium aluminate solutions, Hydrometallurgy, 68, 57-68. 

  14. Tanada, S., Kabayama, M., Kawasaki, N., Sakiyama, T., Nakamura, T., Araki, M. and Tamura, T. (2003) Removal of phosphate by aluminum oxide hydroxide, J. Colloid Interface Sci., 257, 135-140. 

  15. Wang, Y., Han Tng, K., Wu, H., Leslie, G. and Waite, T. D. (2014) Removal of phosphorus from wastewaters using ferrous salts - A pilot scale membrane bioreactor study, Wat. Res., 57, 140-150. 

  16. WEF (2011) Nutrient removal, WEF (Water Environment Federation) manual of practice no. 34, McGraw Hill, New York. 

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