• 상하수도학회지
• /
• 제27권5호
• /
• pp.631-639
• /
• 2013

국내 하수처리장 인 방류기준이 강화되어 다양한 방법의 인 제거기술이 적용되고 있다. 흡착은 비교적 간단하면서 효과적으로 인을 제거할 수 있다. 본 연구에서는 흡착제인 Fe-Mn-Si oxide와 Fe-Mn oxide을 개발하여, 인 제거효율을 검토하였으며 이 흡착제에 대하여 Kinetic과 Isotherm모델을 비교하였다. 두 흡착제의 최대흡착양은 각각 47.8, 35.5 mg-$PO{_4}^{3-}/g$이었고, 이들은 낮은 pH에서 효과적으로 흡착하였다. Freundlish isotherm 모델이 Langmuir 모델보다 Fe-Mn-Si oxide의 흡착에 더 적합했다. 이온성 용액은 인이 흡착되는 과정에서 음이온들과 경쟁관계로 흡착능이 감소되었다. 비록 음이온과 humic물질들로부터 흡착에 영향을 받지만 Fe-Mn-Si oxide는 Fe-Mn oxide보다 흡착능이 크게 나타났다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제36권2호
• /
• pp.96-102
• /
• 2014

강화된 수질기준 이하로 인을 제거하기 위해, 혐기조, 무산소조와 Bio-clod와 다공성 폴리우레탄 여재가 충진된 접촉 산화조로 구성된 생물학적 고도처리 공정을 대상으로 PAC (Poly aluminium chloride, 10.4% as $Al_2O_3$)적용 시 인제거의 효율을 검토하였다. 접촉산화조 유출수를 대상으로 Jar-test를 실시하여 최적 PAC 주입농도를 15 mg/L로 선정 후, 2차 침전조 전단에 PAC를 주입하여 응집 침전 후 상등수를 분석하였다. PAC 주입 후 BOD와 COD의 제거율의 경우 각각 96.1%와 88.8%로, 주입 전의 95.4%와 72.4%로 효과가 크지 않았으나, TP의 제거율은 97%로 주입 전의 71.6%에 비해 18.4% 향상됨을 알 수 있었다. 특히 SP 제거율은 응집제 주입 전 59.5%에서 주입 후 98.6%로 분석되어, PAC의 적용으로 SP 제거가 가능함을 알 수 있었다. 실험기간 동안의 유출수의 TP농도는 0.13 mg/L 이하로, 추가적인 총인처리시설 설치 없이도 수질기준 준수가 가능하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
• /
• pp.197-197
• /
• 2019

총인처리시설에서는 응집제를 주입하여 인이나 오염물질을 침전시켜 처리하고 있으며 PAC(poly aluminum chloride)나 $FeCl_3$, $Al_2(SO_4)_3$, 등 다양한 종류의 응집제가 사용되어지고 있다. 하지만 기존에 사용되어 지고 있는 알루미늄계열의 응집제는 처리수에 잔류이온이 존재하게 되어 인체에 축적돼 알츠하이머 병 등 신체질환을 유발할 수 있는 단점이 있다. 따라서 이러한 단점을 사전에 예방하기 위해 $TiCl_4$와 같은 티타늄계열 응집제에 대한 연구가 진행되고 있다. $TiCl_4$ 응집제는 인 제거에 효과적으로 적용할 수 있으며 수중에 잔류이온을 유발하지 않으며 Ti이온은 치과임플란트나 의료장비로 사용될 만큼 인체에 무해하다고 알려져 있다. 응집제 사용에 따라 생성된 응집슬러지의 처리방안에 있어서 기존 응집제의 경우 생성된 슬러지의 대부분은 하수슬러지 위탁처리업체를 통해 소각 및 매립, 재활용 되고 있으나, $TiCl_4$를 응집제로 사용할 경우 생성된 슬러지를 인발하여 건조 및 소성을 통해 이산화티타늄으로 재활용할 수 있어 슬러지를 친환경적으로 처리가 가능해 기존 슬러지 처리방안의 경제적, 환경적 부담을 줄일 수 있는 장점이 있다. 따라서 본 연구에서는 $TiCl_4$를 하수처리장 방류수에 주입하여 수중의 총인(T-P)을 처리한 후 생성된 슬러지를 인발하여 건조와 소성과정을 거쳐 이산화티타늄을 제조하였다. 방류수를 취수해 2.5mg/L의 초기 총인 농도를 가진 원수를 제조하였으며 제조된 원수에 $TiCl_4$를 0.6mL 주입하였을 때 99.93%의 총인제거효율을 얻을 수 있었다. 응집 실험 후 생성된 슬러지를 인발하여 건조 후 $300{\sim}1000^{\circ}C$의 각각 다른 온도조건에서 소성하여 이산화티타늄을 제조하였으며, SEM과 XRD를 통해 제조된 이산화티타늄의 표면특성과 결정성 분석을 실시하였다. 제조된 이산화티타늄은 $500{\sim}800^{\circ}C$에서는 아나타제, $900{\sim}1000^{\circ}C$에서는 루타일 결정구조가 나타났다. 또한, $TiCl_4$ 주입량에 따른 이산화티타늄의 최종 생산량과 제조 시 사용되는 건조로 및 소성로의 경제적 비용 등을 고려하여 이산화티타늄 1Ton을 제조하기 위해 필요한 단가를 산출하였다. 본 연구에서 제조된 이산화티타늄 1kg의 생산단가는 약 5,400원으로 나타났으며, 가장 많이 사용되는 P-25 광촉매 보다 저렴한 가격으로 제조 및 판매를 기대할 수 있다. 따라서 하수처리장에 적용 시 기존 응집제 보다 비싼 $TiCl_4$ 비용을 보완하고 친환경적인 슬러지 처리로 제조된 이산화티타늄의 유통 및 현장적용을 통해 경제적, 환경적으로 우수하다고 판단된다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제36권8호
• /
• pp.561-569
• /
• 2014

본 연구는 인제거를 위한 하수처리시설에서 발생하는 약품 잉여슬러지의 혐기성소화 특성을 조사하기 위한 것이다. 잉여슬러지의 최종생분해도 값은 Biogas발생량을 기준으로 약 31%, PACl 슬러지는 24%이며, Alum 슬러지는 26%이었다. 20일 동안 잉여슬러지는 $S_1$이 75%로써 $k_1$ ($0.1129day^{-1}$)의 속도로 분해되었으며, PACl 슬러지는 $k_1$ ($0.0998day^{-1}$)의 속도로 $S_1$인 74%의 BVS를 분해시켰고, Alum 슬러지는 $S_1$이 76%로써 $k_1$ ($0.1091day^{-1}$)의 속도로 분해되었다. SCFMR 반응조 운전시 모든 슬러지는 pH 6.7~7.0을, Alkalinity는 1,800~2,200 mg/L 범위로 차이가 미미하며 유사한 값을 유지하였다. HRT 20일에서 PACl 슬러지와 Alum 슬러지 Biogas 발생량은 각각 0.089, 0.091 v/v-d로 Control 0.124 v/v-d에 비해 낮은 27~28%이었다. 운전 전반에 걸처 메탄의 함량은 세 반응조 모두 70~76%로 PACl과 Alum을 주입함에 따른 영향은 없는 것으로 판단된다. PACl과 Alum을 주입한 슬러지의 TVS 제거효율은 HRT 20일에서 각각 평균 19.6%, 19.9%로 Control (23.8%)에 비해 약 4% 가량 작은 값을 나타내었으며, BVS 제거효율은 HRT 20일 조건에서 Control 반응조의 경우 평균 34.5%, PACl과 Alum 슬러지는 각각 평균 25.8%, 26.9%로 나타내어 PACl과 Alum 슬러지가 Control 보다 약 8% 낮은 제거효율을 보였다.

• 한국환경농학회지
• /
• 제31권2호
• /
• pp.185-191
• /
• 2012

본 연구에서는 산업폐수로부터 분리한 3가지 종의 인 제거율을 확인하였다. 3 가지 분리된 균을 동정한 결과 A1균은 Stenotrophomonas maltophilia strain CUPS 3, A2균은 Rhodococcus erythropolis strain Sco-C01, A3균은 Bacillus sp. 3434BRRJ이었다. 3 가지 분리된 균의 인 제거 및 경유분해를 확인한 결과 인 제거율은 Bacillus sp. 3434BRRJ > Stenotrophomonas maltophilia strain CUPS균 > Rhodococcus erythropolis strain Sco-C01균 순으로 높은 것으로 나타났으며 제거율은 약 99%, 50%, 20%로 확인되었다. 따라서 이 후 실험은 인 제거율이 가장 높았던 Bacillus sp. 3434BRRJ를 가지고 실험하였다. Bacillus sp. 3434BRRJ의 인 제거를 확인하기 위하여 온도별(15, 25 그리고 $30^{\circ}C$), 인 농도별(20, 30 그리고 40 mg/L) 그리고 산소조건(호기, 혐기/호기조건) 및 탄소원을 달리하여 실험하였다. 그 결과Bacillus sp. 3434BRRJ는 $30^{\circ}C$에서 인 제거가 가장 좋았으며 20 mg/L의 인은 약 99% 처리하였고 혐기조건을 거치고 탄소원으로 acetate와 glucose를 혼합하여 처리하였을 때 가장 효율이 좋은 것으로 나타났다. 본 연구에서는 Bacillus sp. 3434BRRJ의 인 제거를 확인 하였다. 균의 생장이 높을수록 인의 제거율은 높았으며, 미생물을 이용한 환경오염물질의 제거에 있어서 가장 중요한 것은 미생물의 활성을 높이는 환경조건을 제공하는 것이다.

• 한국환경농학회지
• /
• 제19권3호
• /
• pp.194-200
• /
• 2000

고농도의 질소를 함유하는 축산폐수에 대한 문헌고찰 및 실제 운전사례를 통해 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 전국의 축산농가에서 하루 발생하는 축산폐수발생량은 약 197천$m^3$로서 이중 법적규제대상 미만 축산폐수가 50%를 차지하고 인근하천으로 직방류시 부영양화의 원인이 되고 있다. 2. 축산폐수의 특성중 가축의 분과 뇨에 따라 유기물 및 질소${\cdot}$인의 농도차가 크기 때문에 축산폐수처리시는 반드시 분과 뇨의 분리가 이루어져야하고 또한 축산폐수공공처리시설의 계획에 있어서 처리대상 축산폐수의 정확한 오염농도의 산정이 필요하다. 3. 기존 처리장에 화학적처리공정인 응집반응조와 질소제거를 위한 혐기${\cdot}$호기조를 설치하여 운영한 K시의 실제 운전사례 결과 유입수의 총질소 농도가 $1,500{\sim}3,000mg/l$인 것을 120mg/l 이하로 방류하므로써 $92{\sim}96%$의 제거효율을 나타내었고 유입수의 총인농도가 $131{\sim}156mg/l$인 것을 $0.15{\sim}1.00mg/l$로 처리하므로써 99%이상의 제거효율을 나타내었다. 4. 혐기조에서 탈질 미생물의 원활한 대사활동을 위해서는 지속적인 유기탄소원 공급과 pH의 영향이 중요하데 조사기간동안 혐기조의 pH는 평균 9.0정도를 유지하였다. 5. 질소${\cdot}$인제거 공법들의 현장적용을 위해서는 적절한 적응성 및 처리성 실험 그리고 각 공정의 올바른 운전과 유지관리의 기술이 확립되어야 한다. 6. 정부에서는 축산폐수의 적정처리 및 관리대책 방안으로 법규 및 수질기준강화, 개별 축산농가에 대한 지원, 지도${\cdot}$점검 및 홍보강화와 기술지원 등 장차의 엄격한 방류수수질기준을 안정적으로 유지할 수 있는 기술보급과 이의 적정 관리방안에 대한 적극적 검토가 요구된다.