A Study on Coagulation Process using Zirconium Silicate as a Coagulation-aid

The concern of seriousness and harmful effects of environmental pollution is rising by the various water pollutions, appearances of new micro-noxious substances and increase of sustainable pollutants. The method is suggested that can effectively increase the removal of organic substances and several pollutants using a coagulation process. The experiment for characteristics of $ZrSiO_4$ (zirconium silicate) as a coagulation-aid was carried out for application to coagulation process with domestic wastewater and lake water, and the removal rate of the organic substances depending on a dosage was evaluated by PDA (Photometric Dispersion Analyzer) in this study. Zeta-potential of zirconium silicate solution was -32.22 mv at pH 7 and the lower negative(-) charge was detected in the more acidic conditions. Absorbance on $UV_{254}$ presented higher when zirconium silicate was added than in a domestic wastewater itself. Besides, the results by PDA experiment represented that injection of zirconium silicate could promote growing of floc. Tests for coagulation process were conducted by three ways which are pre-injection, co-injection and post-injection of zirconium silicate with alum. Accordingly, removal efficiency of organic substances increased over 15% in co-injection than in using of alum as a sole reagent. When a 20 mg/L of alum was used with a 10 mg/L of zirconium silicate, the removal efficiency was high up to 90%. Removal efficiency of $COD_{Cr}$ was improved more than 15% in case of dosage of coagulant either PAC (Poly aluminium chloride) or PACS (Poly aluminium chloride Silicate) together with zirconium silicate. As a result, the removal efficiency of $COD_{Cr}$ were 5~10% higher in a co-injection of zirconium silicate with a coagulant than a pre-injection and a post-injection but it of soluble substances was lower in a co-injection.

지르코늄 실리케이트를 응집보조제로 이용한 응집공정에 관한 연구

최근 산업화에 따른 다양한 신종 미량유해물질의 등장과 지속적인 오염물질의 증가로 수질오염의 심각성과 그 위해성에 대한 관심이 커지고 있다. 특히 응집공정을 통하여 유기오염물질 제거를 좀 더 효율적으로 증가시킬 수 있는 방법들이 모색되고 있다. 본 연구는 도시하수 및 호소수를 대상으로 실험하였다. 응집공정에 사용하기 위해 응집 보조제로서 사용될 수 있는 지르코늄 실리케이트($ZrSiO_4$)의 특성을 연구 하였다. 응집공정에서의 지르코늄 실리케이트의 주입방법에 따른 유기물 제거율을 PDA (Photometric Dispersion Analyzer)를 통하여 평가하였다. 지르코늄 실리케이트는 pH 7에서 zeta-potential이 -32.22 mv였고 산성에 가까울수록 낮은 음(-)전하 값을 보였으며 지르코늄 실리케이트를 주입하지 않은 도시하수보다 주입하였을 때 $UV_{254}$ 값이 더 높은 특성을 나타내었다. 또한 PDA실험을 통하여 확인한 결과 지르코늄 실리케이트의 주입은 floc의 성장을 도와주는 것을 확인할 수 있었다. Alum을 이용한 응집공정에 대한 지르코늄 실리케이트의 주입방법을 선 주입, 동시 주입, 후 주입의 3가지 방법으로 실험을 수행하였다. 실험 결과 Alum과 지르코늄 실리케이트를 함께 주입한 경우 Alum을 단독으로 주입한 경우보다 유기물 제거율이 15% 이상 증가하였다. 특히 Alum 20 mg/L과 지르코늄 실리케이트 10 mg/L를 함께 사용한 경우 90% 이상의 높은 유기물제거율을 보였다. PAC (Poly Aluminium Chloride)와 PACS (Poly Aluminium Chloride Silicate)를 응집제로 이용하는 경우에도 지르코늄 실리케이트를 함께 주입 시 $COD_{Cr}$의 제거효율이 15% 이상 향상되었다. 결과적으로 지르코늄 실리케이트를 응집제와 동시에 주입한 방법이 전, 후로 주입한 경우보다 $COD_{Cr}$ 제거효율이 5~10% 높게 나타났으나, 용존성 물질은 시주입 시, 더 낮은 제거효율을 보였다.