• 청정기술
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• 제29권4호
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• pp.327-332
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• 2023

본 연구에서는 바이오가스 수증기 개질을 통한 합성가스 생산에 관해 연구했다. Ni-Al₂O₃ 및 Ni-CeO₂ 촉매는 공침법으로 제조되었으며 침전제 주입 속도가 조절되었다. 온도에 따른 촉매 성능 테스트는 CH₄:CO₂:H₂O = 1:0.67:3의 가스 조성비와 647,000 mL h^-1 gcat^-1의 공간속도에서 진행하였다. 침전제 주입 속도는 촉매 특성에 영향을 미쳤으며, 지지체 종류에 따라 결과를 보였다. 온도가 증가함에 따라 이산화탄소 개질 반응과 reverse water gas shift 반응이 일어났다. 수증기가 충분히 공급되는 조건에서는 침전제를 한 번에 투입하여 제조된 Ni-Al₂O₃ 촉매가 높은 Ni 분산도에 기인하여 가장 우수한 성능을 보였다.

• 유기물자원화
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• 제26권1호
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• pp.47-53
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• 2018

유기성 폐기물 소화공정의 발효액에서 젖산(lactic acid)을 회수하기 위해 화학침전법을 평가하였다. 젖산(lactic acid)의 회수율을 높이기 위하여 화학침전제 종류와 교반속도 및 침전시간 등 반응조건이 회수율 향상에 미치는 영향을 살펴보았다. 화학침전제의 종류에 관계없이 주입양이 증가할수록 젖산(lactic acid) 회수율이 증가하는 경향을 보였으며, CaO가 $Ca(OH)_2$와 $CaCO_3$에 비하여 높은 회수율을 나타냈다. CaO를 사용한 반응조건 최적화 실험결과, 교반속도 180 rpm, 침전시간 24 h, ethanol 주입량 25%(v/v)에서 회수율이 48%로 가장 높게 나타났다. 본 연구에서는 발효액 내 젖산(lactic acid)의 농도만 고려하여 주입할 침전제의 양을 계산하였기 때문에 실제 적용을 위해서는 발효액의 유기산 종류 및 농도를 고려하여 침전제의 투입량을 결정해야할 것이다. 유기물의 정성적 분석(FEEM, SEC) 결과로 볼 때 침전공정은 유기산의 특성에 큰 영향을 미치지 않았다.

• 한국세라믹학회지
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• 제38권12호
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• pp.1097-1103
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• 2001

침전제적하법을 이용하여 점토 다공체에 TiO$_2$의 고정화를 행하였다. 1,15$0^{\circ}C$에서 10분간 급속가열하여 점토 다공체에는 수 mm~$\mu$M의 기공이 존재하였다. 침전제인 NH$_4$HCO$_3$의 주입속도에 의한 반응용액의 pH 변화, 반응온도 및 TiCl$_4$의 농도는 다공체 표면의 TiO$_2$입자 석출상태와 석출된 TiO$_2$입자의 결정구조에 영향을 미쳐 NH$_4$HCO$_3$의 주입속도가 0.8ml/min 및 pH가 6인 다공체 표면에는 TiO$_2$입자들이 균일하게 석출되었다. NH$_4$HCO$_3$의 주입속도와 반응온도가 증가하고 TiCl$_4$의 농도가 감소함에 따라 다공체 표면에는 anatase상 TiO$_2$입자가 석출되었다.

• 한국습지학회지
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• 제14권4호
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• pp.629-635
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• 2012

본 연구는 부영양화 호소의 개선을 위하여 분말활성탄 공정을 적용하고 호소수 내의 용존 유기물과 인의 제거특성을 파악하고자 수행되었다. 용존 유기물의 제거특성은 부유물질의 제거특성과 다르며 응집제 주입량과 pH에 영향을 받음을 확인하였다. 용존 유기물은 분말활성탄에 의해 흡착으로 제거되며 응집과정에서 용존 유기물의 제거효율을 증가시킬 수 있었다. 응집침전공정의 인 제거 과정과 같은 화학침전과정에서 형성되는 용존성 착화합물과 콜로이드성 물질은 인의 제거효율을 저하시키는 요인이다. 분말활성탄의 주입으로 콜로이드성 물질과 용존성 착화합물을 흡착함으로써 인의 제거효율을 증가시킬 수 있었다. 또한 분말활성탄은 응집과정의 floc의 밀도를 증가시켜 침전속도를 높이고 고액분리 효율을 높일 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권5호
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• pp.3336-3344
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• 2014

본 연구의 목적은 소규모 응집침전모듈의 개발 및 lab-scale 테스트를 통한 실증이다. 최근 하수처리율이 높아짐에 따라 비점오염원 관리에 대한 관심이 높아지고 있어 소규모 처리장치 개발의 필요성이 증대되고 있다. 본 연구의 응집침전모듈은 응집공정 이후 외부 영역에서 선회류를 통한 플럭(floc)의 추가 성장 및 미세 플럭 수의 감소, 내부 침전 영역에서 수직 수평류 복합침전방식을 통한 침전효율 증대로 효과적인 고액분리가 가능토록 하였다. 응집침전모듈은 수직 수평류 복합침전 방식을 통해 재래식침전조에 비해 같은 체적에서 침전면적 및 표면부하율을 4.4배 증가시킬 수 있었다. 본 연구에서 외부 및 내부 침전 영역에서의 선회류 형성 유지와 내부 침전영역에서의 균등한 유량분배를 본 공정의 중요한 설계인자로 선정하였고, 이의 도출을 위해 유체유동해석 모델인 FLUENT를 이용하였다. 선회류 유동경향 모사를 통해 유입속도, 외부조의 규격, 하부콘호퍼 깊이 등을 결정하였고 속도분포 및 유량분배 해석을 통해 유출공 직경과 개수, 유출홀 직경 등 내부 침전영역의 세부 규격을 도출하였다. $60{\ell}/hr$규모의 파일럿 테스트 결과 20분의 체류시간 동안(표면부하율은 $37.3m^3/m^2$일)탁도 300~800 NTU의 폐수를 고분자응집제 주입 없이 10 NTU 이하로 처리할 수 있었으며, 유체유동해석 모델을 활용한 설계인자 도출의 가능성을 확인하였다.

• 한국환경과학회지
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• 제7권6호
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• pp.761-772
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• 1998

상수원수의 효과적인 처리를 위한 최적 응집제 주입량을 결정하기 위하여 상수원수의 콜로이드성 오염물질 처리를 위한 Alum, PAC 및 PACS의 응집제 주입량별 탁도제거 및 원수특성변화를 조사한 결과는 다음과 같다. 최저 잔류탁도를 나타내는 최적 응집제 주입량은 원수의 탁도가 5NTU인 경우 Alum은 35mg/ι, PAC은 30mg/ι 및 PACS는 10mg/ι이었고, 원수의 탁도가 10NTU인 경우 Alum은 30mg/ι, PAC은 25mg/ι 및 PACS는 10mg/ι이었으며, 이때 침전시간 4분 및 8분대의 탁도제거율은 원수탁도 5NTU인 경우 Alum은 10 및 72%, PAC은 44 및 62%, PACS는 25 및 55%였고, 원수탁도 10NTU인 경우에는 Alum은 52 및 70%, PAC는 90 및 95%, PACS은 10 및 28%였다. PAC이 Alum 및 PACS에 비하여 floc형성속도와 침강성이 우수하고 탁도제거율도 높게 나타나 침전지내급수량 변동이 심하고 표면부하율이 과부하일 경우 PAC을 사용하는 것이 유리할 것으로 판단되었다. 원수의 탁도별 응집제 주입량에 따른 pH 및 알칼리도는 응집제 주입량이 증가할수록 감소되었으나 각 응집제 최대 주입량에서 pH는 음용수 수질기준인 pH 5.8이하로는 감소되지 않았으며, 알칼리도도 재탁현상이 일어날 수 있는 10mg/ι 이하로는 감소되지 않았다. 처리수준 잔류 Al은 원수탁도 5 및 10NTU인 경우 Alum과 PAC은 그 주입량이 저농도에서 고농도로 갈수록 잔류탁도가 감소함으로써 잔류 Al도 감소하였으나 PACS는 잔류탁도가 증가하는 주입량에서도 잔류 Al은 감소하였다. 수중 KMnO$_4$ 소비량은 응집제 주입량이 증가할수록 감소되었으며, 최저 잔류 탁도를 나타내는 최적 응집제 주입량에서의 KMnO$_4$ 소비량 감소율은 원수탁도 5NTU일 경우 PAC 39%, Alum 18% 및 PACS 11%였으며, 10NTU일 경우에는 PAC 42%, Alum 27% 및 PACS 36%로서 전반적으로 탁도제거율과 KMnO$_4$소비량간에는 일정한 경향이 없는 것으로 나타났다. 수중 TOC는 응집제 주입량이 증가함에 따라 약간씩 감소되었으나 응집제 주입량 30mg/ι 이후부터는 일정 수준으로 유지되었으며, 감소되는 정도는 PACS ＞PAC ＞Alum순이었다. 최저 잔류탁도를 나타내는 최적 응집제 주입량에서의 Zeta potential은 원수탁도가 5NTU일 경우 Alum, PAC 및 PACS 모두 -20mV∼-15mV사이였으며, 원수 탁도가 10NTU인 경우에는 0∼0.5mV 범위에 있는 것으로 나타나 응집제 종류 및 주입량이 상이하더라도 응집효율이 가장 양호한 상태에서의 Zeta potential은 일정한 범위내에 있는 것으로 나타났다.

• Journal of Forest and Environmental Science
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• 제17권1호
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• pp.29-36
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• 2001

제지공업은 다른 공업에 비해 용수 소비량이 많고 이에 따라 폐수의 배출량도 많은 용수 다소비 산업이다. 제지폐수의 처리는 물리적, 화학적, 처리로 1차 처리를 하고 생물학적 처리로 2차 처리를 한 후, 필요에 따라 고도처리를 행하여 재이용 하거나 방류하는 시스템으로 구성되어 있다. 물리적 처리 중 응집침전법에 의한 처리방법은 생물학적 처리의 전 단계로서 처리가 불량할 경우 생물학적 처리 시스템의 부하량이 높아져 처리율의 저하를 유발한다. 또한 가장 비용이 적게 드는 처리방법이므로 응집침전에서 많은 오염물을 제거하는 것이 비용 면에서도 유리하다고 할 수 있다. 제지공장의 폐수에는 Fiber, Filler, 그 밖의 유기용매가 포함되어 있으며, 폐수량이 많기 때문에 그 만큼의 설비자본과 운영비가 소요된다. 그러므로 폐수의 양을 줄이고 그 안에 함유된 여러 가지 물질들을 적은 비용으로 효율적으로 제거하는 방법이 필요하게 된다. 본 실험은 제지폐수를 보다 효율적으로 여과하는 방법을 찾고자 함에 있어 가압 여과시험을 채택하여 응집제의 종류 및 첨가량 그리고 압력의 변화를 주면서 여과의 특성 실험을 하였다. 폐수내의 섬유나 Filler 등은 미세하게 분산되어 콜로이드성 물질이 되는데 이것은 여과시에 여재 위에 쌓여 여과 조작을 방해한다. 여기에 응집제를 첨가하게 되면 분산된 콜로이드 입자를 응집제가 표면에 사슬처럼 붙어 안정화시킨다. 즉, 침전성과 여과성이 향상되고 SS가 떨어진다. 본실험에 사용된 응집제는 $FeCl_3$, Alum, $CaCl_2$, Polymer 이며, 네 가지 응집제를 0.01g, 0.03g, 0.05g 씩 첨가(폐수 100mL에 대해)하고 압력을 49, 98, 147, 196 kPa로 변화시키면서 실험을 하였다. 이와 같은 여러 변화의 실험을 통하여 각 단위 시간 별로 여과되는 여액량을 측정하여 여과 속도 및 탁도 등을 측정하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제28권6호
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• pp.677-686
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• 2006

본 연구의 목적은 기존 정수처리 공정에 하향류식 호기성 생물여과 공정을 설치하였을 때 적정 위치를 선정하고자, 응집/침전 전(Mode A)에 BAF 공정을 설치하였을 때와 응집/침전 후(Mode B)에 BAF 공정을 설치하였을 때의 부유성 입자물질, 유기물, 암모니아성 질소 제거효율을 비교하고자 하였다. 운전결과 입자성물질(turbidity, SS)의 제거효율은 모든 EBCT에 걸쳐 Mode A, B 모두 약 80% 정도의 효율을 보였으며 Mode A에서의 효율이 다소 높은 것으로 조사되었다. 유기물질($BOD_5$) 제거 및 질산화 효율도 90% 이상으로 나타났으며 Mode A에서 의 효율이 더 좋은 것으로 나타났다. 생물막 두께 및 양은 EBCT가 증가할수록 커졌으며, 기질이 유입되는 상부에서 하부에 비해 약 30% 이상 미생물량이 많았다. 비산소소비속도(SOUR)는 기질이 유입되는 반응기 상부, Mode A에서 증가하는 경향을 나타내었으며 약품주입량 비교 시 Mode A가 경제적인 것으로 나타났다. 기존상수처리공정과 Mode A에 대한 경제성 분석결과 연간 응집제를 67%, 염소주입량을 95% 가량 절감할 것으로 조사되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제36권1호
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• pp.29-34
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• 2014

본 연구는 낙동강에 출현하는 Synedra 속의 길이 차이가 제거 효율과 여과지속시간에 미치는 영향과 특성을 고찰하였다. 길이가 $100{\mu}m$ 내외인 S. tenera 제거율은 90.9~94.4%로 고른 반면, 길이가 $300{\mu}m$ 내외인 S. acus 제거율은 60~70%로 낮았다. 무기응집제 만을 사용할 때 $PACS_2$와 PAC가 다른 응집제보다 S. acus 제거율이 5~6% 높았다. 황토 첨가는 주 응집제의 주입률을 15 mg/L 증가시키고, 모든 Synedra 속의 제거율을 감소시키는 역효과가 나타났다. Sodium Silicate 첨가는 S. acus의 제거율은 다소 향상시켰다. Polyamine은 2.0~2.5 mg/L 첨가하여 S. acus 제거율을 96.9%까지 상승시켰다. Polyamine 주입률과 S. acus 제거율은 비례관계식이 성립하였다. 수온 $15^{\circ}C$가 $4^{\circ}C$보다 S. acus 제거율이 높았다. S. acus의 제거율과 탁도 제거율 및 다른 조류 제거율간의 상관성이 매우 낮았다. 2012년 정수장 운영 사례에서 Synedra 속의 길이에 따른 제거율 특성이 본 실험결과와 비슷하였다. 침전수의 S. acus 개체수와 여과지속시간은 ln 함수관계가 성립되어 여과지속시간을 예측할 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권4호
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• pp.263-271
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• 2009

본 연구는 Y 정수장 혼화지의 응집효율을 향상시킬 목적으로 혼화지에서 생성되는 플럭을 실시간 온라인으로 평가하였다. 플럭크기를 평가하는 장비로는 온라인으로 플럭을 연속적으로 평가할 수 있는 응집플럭성장측정장치(iPDA)를 사용하였다. 플럭크기를 평가하기 위해 유기고분자 응집제인 폴리아민, 무기응집제 주입량, 원수의 탁도, pH같은 여러 가지 인자를 변수로 적용하였다. 현장실험 기간 동안 사용된 응집제는 폴리염화알루미늄(PACl)이었고, 응집보조재로 폴리아민이 사용되었다. 현장 테스트 기간 동안 원수의 탁도는 25~140 NTU 범위, pH는 7~9이었다. 원수의 탁도가 증가할수록 생성되는 플럭의 크기도 증가 하여 침전속도에 영향을 미쳤다. 회귀선분석으로 부터 FSI (Floc size index)와 탁도 T 값과의 관계식을 다음과 같이 얻었다. FSI = 0.9388logT - 0.3214 ($R^2$ = 0.8040, T : Turbidity) 또한 보조제로 사용된 폴리아민도 플럭크기값에 큰 영향을 주었고, 색도제거제로 사용된 활성탄(PAC)도 그 자체 입자로 작용하여 응집플럭크기 값에 영향을 상당히 주는 것으로 나타났다. 고탁도인 경우 FSI는 [PACl]과 [PAC]함수로 다음과 같은 식을 유도할 수 있었으며 $R^2$ = 0.9050이었다. FSI = $0.0407[T]^{0.324}[PACI]^{0.769}[PAC]^{0.178}$ [PACl] = PACl 주입농도, [PAC] = 활성탄 주입농도 상대적 응집속도 ${\Delta}FST/{\Delta}T$ 값은 응집제의 주입량보다는 활성탄의 주입량이 더 큰 영향을 주었다. 본 연구과정에서 활성탄주입량이 응집속도에 미치는 영향은 응집제의 주입농도가 미치는 것보다 ${\Delta}FST/{\Delta}T$ 값이 1.41 배 큰 것으로 나타났다. 본 연구에서 연구한 결과 플럭크기값 FSI는 여러 가지 영향인자에 상당한 영향을 받는 것으로 분석되었고, 집혼화 효율향상에 유익한 데이터를 얻을 수 있었다.