초록
본 연구는 연안의 부영양화에 주원인으로 지적되고 있는 비료공장의 질소를 struvite 결정화에 의해 제거하였다. Struvite의 결정화는 $MgNH_4PO_4$의 형태로 알칼리성 용액에는 불용성이다. 여천공단내 N 비료화학폐수는 유기물 및 질소의 농도가 각각 330mg/L 및 550mg/L로 질소의 농도가 높고 유기물의 농도가 낮은 폐수로 물리화학적 전처리없이 기존 생물학적 처리 방법으로는 불가능한 실정이다. 실험은 마그네슘원으로 간수와 $MgCl_2$ 및 $Mg(OH)_2$를 이용하였으며 반응시 미치는 물리화학적 영향인자를 검토하였다. 이때 질소의 제거효율은 각각 71, 81 및 83%이었으며 인의 제거효율은 각각 99, 98 및 93%이었다. 반응시 최적 pH는 10.5~11이었으며, 교반시간 변화에 따른 반응은 매우 신속히 진행되어 2분만에 완료되었다. 따라서 질소 및 인의 제거시에는 간수 및 $MgCl_2$를 이용한다면 짧은 시간에 높은 제거효율의 기대가 가능하며, 소금제조공정의 부산물인 간수의 이용은 화학약품을 대체하여 보다 경제적인 처리방법이 될 수 있다.
In this research, ${NH_4}^+-N$ and ${PO_4}^{3-}-P$ in wastewater were removed by crystallization. Nitrogen and phosphate have been regarded as key nutrients in the eutrophication of rivers and lakes. Struvite, $MgNH_4PO_4{\cdot}6H_2O$, is insoluble in alkaline solutions. Fertilizer industry wastewater contains organic and nitrogen concentration of 330 mg/L and 550 mg/L, respectively. Nitrogen in this wastewater cannot be treated by conventional biological treatment without physicochemical pretreatment, because nitrogen concentration is relatively high compared to organic concentration. Magnesium ions used in this study were from bittern and commercial magnesium salts of $MgCl_2$ and $Mg(OH)_2$. Bittern obtained as a by-product of seasalt manufacture contains $8,000mg\;Ca^{2+}/L$ and $32,000mg\;Mg^{2+}/L$. Optimum initial pH was 10.5~11.0 and the reaction was complete or done in 2 min. Nitrogen removal efficiency using bittern, $MgCl_2 $ and $Mg(OH)_2$ (as source of $Mg^{2+}$) was 71 %, 81% and 83%. respectively. Phosphate removal efficiency was 99%, 98% and 93%, respectively. Therefore, bittern, $MgCl_2$ and $Mg(OH)_2$ can be efficiently used as $Mg^{2+}$ source for crystallization of nitrogen and phosphate. However, bittern is economically favorable $Mg^{2+}$ source for removing nitrogen and phosphate in wastewater.
(Department of Environmental Engineering, Chungbuk National University)