Abstract
Laboratory experiments were conducted to investigate characteristics for removing ammonia-nitrogens by electrolysis methods. A stainless steel plate is used as the cathode and either $IrO_2{\backslash}Ti$ plate serves as the anode. Experiments were conducted to examine the effects of the operating conditions, such as the current density, retention time, electrode gap, $Cl^-/NH_4{^+}-N$ on the $NH_4{^+}-N$ removal efficiency. Possible optimum range for these operating variables are experimentally determined. The $NH_4{^+}-N$ removal efficiencies between plate type anode and net type anode were about same effect, but electrolytic power using net type anode is low than plate type anode. The $Cl^-/NH_4{^+}-N$ ratio was about $20.0kgCl^-/kgNH_4{^+}-N$ when $NH_4{^+}-N$ removal obtained 73 %, $Cl^-/NH_4{^+}-N$ ratio needs $27.6kgCl^-/kgNH_4{^+}-N$ so as to $NH_4{^+}-N$ completely remove. The removal efficiency of $NH_4{^+}-N$ increase with current density, retention time and $Cl^-/NH_4{^+}-N$ ratio, but decreased with increasing electrode gap. The relationship of operating conditions and $NH_4{^+}-N$ removal efficiencies are $$NH_4{^+}-N_{re}(%)=14.5364(Current\;density)^{0.7093}{\times}(HRT)^{1.0060}{\times}(Gap)^{-0.9926}{\times}(Cl^-/NH_4{^+}-N)^{1.0024}$$ With adding COD or/and alkalinity, relationships are $$NH_4{^+}-N_{re}(%)=9.8408(Current\;density)^{0.6232}{\times}(HRT)^{1.0534}$$ There existed a competition between the removals for $NH_4{^+}-N$ and $COD_{Cr}$ during electrolysis, the removal of $NH_4{^+}-N$ was shown to be dominant. $NH_4{^+}-N$ removal was high as addition of glucose and alkalinity.
전기분해에 의한 암모니아의 제거 특성을 조사하기 위한 실험을 수행하였다. 양극판은 티타늄에 이산화이리듐을 전착한 $IrO_2/Ti$ 극판으로 하였으며, 음극판은 스테인리스 스틸판을 사용하였다. 전류밀도, 체류시간, 전극간격 및 $Cl^-/NH_4{^+}-N$ 비 등의 운전조건에 대한 암모니아 제거 특성을 조사하여 전기분해의 최적 운전조건을 결정하였다. 판형태의 양극판과 망형태의 양극판을 사용하여 동일 전류밀도에서 암모니아의 처리효과는 비슷한 것으로 나타났으나, 유효 극판면적이 적은 망형태의 극판을 사용함으로써 전력비를 감소할 수 있었다. 암모니아성 질소에 대한 염소첨가비 $20.0kgCl^-/kgNH_4{^+}-N$에서 약 73 %의 제거율을 보였으며, 암모니아를 완전히 제거하는데 $27.6kgCl^-/kgNH_4{^+}-N$이 필요하였다. 암모니아의 제거는 전류밀도, 체류시간 및 $Cl^-/NH_4{^+}-N$ 비에 따라 높았으며, 전극간격은 좁을수록 효과적인 것으로 나타났다. 운전인자와 암모니아 제거율과의 관계는 아래와 같이 나타났다. $$NH_4{^+}-N_{re}(%)=14.5364(Current\;density)^{0.7093}{\times}(HRT)^{1.0060}{\times}(Gap)^{-0.9926}{\times}(Cl^-/NH_4{^+}-N)^{1.0024}$$ COD와 알칼리도를 첨가한 경우 암모니아 제거는 더 높게 나타났으며, 운전인자와의 관계식은 아래와 같이 나타났다. $$NH_4{^+}-N_{re}(%)=9.8408(Current\;density)^{0.6232}{\times}(HRT)^{1.0534}$$ 유기물질과 질소를 동시에 전기분해할 경우 두 물질간은 경쟁관계에 있으며, 암모니아 제거가 지배적인 것으로 나타났다. 암모니아 제거는 유기물질 및 알칼리도를 주입함으로써 높게 나타났다.