응집공정에서 교반조건과 응집제 주입농도에 따른 알루미늄 가수분해종 변화에 대한 실험결과 다음과 같은 결론을 얻을 수가 있었다. 알루미늄 표준용액을 이용하여 모노머성 알루미늄과 페론 반응을 살펴본 결과 반응초기에 급격한 반응률을 보이며 반응시간 3분 정도에 평형에 도달함을 알 수 있었다. 순수의 경우 교반시간에 따른 영향은 거의 나타나지 않고 있으며 거의 일정한 반응률을 보이고 있었다. 상수원수의 경우 입자상 물질과 유기물의 존재함에 따라 응집제 주입시 수중에서 형성되는 알루미늄 가수분해종이 입자상 물질 및 유기물과 우선적으로 반응하기 때문에 형성되는 알루미늄 가수분해 종에 대한 반응률이 교반시간에 따라 다르게 나타났다. 응집제 주입량이 증가할수록 페론과 반응율이 빠르게 일어나나 일정한 시간이 경과한 후에 반응율을 살펴보면 응집제 주입량이 증가할수록 반응이 느리게 나타났다. 순수의 경우 교반시간에 따른 Ka 값은 교반시간이 증가할수록 Ka 값은 감소함을 알 수 있으며 응집제 주입량의 영향은 크게 나타나지 않고 있다. 그러나 Kb의 경우 응집제 주입량이 증가할수록 반응속도 상수값이 낮아지는 경향을 보이고 있으며, 마찬가지로 교반시간이 증가할수록 Kb 값은 감소함을 알 수 있다. 상수원수를 사용한 경우 순수와 마찬가지로 교반시간에 따른 Ka, Kb값 은 교반시간이 증가할수록 감소하였다. 그러나 응집제 주입량이 증가할수록 Ka 값은 감소하였다.
The overall objective of this research was to find out the role of rapid mixing conditions in the species of hydrolyzed Al(III) formed by different Al(III) coagulants. When an Al(III) salt is added to water, monomers, polymers, or solid precipitates may form. Different Al(III) coagulants (alum and PACl) show to have different Al species distribution over a rapid mixing condition. During the rapid mixing period, for alum, formation of dissolved Al(III) (monomer and polymer) increases, but for PACl, precipitates of $Al(OH)_{3(s)}$. increases rapidly. Also, for alum, higher mixing speed favoured Al(III) polymers formation over precipitates of $Al(OH)_{3(s)}$ but for PACl, higher mixing speed formed more precipitates of $Al(OH)_{3(s)}$. At A/D and sweep condition, both $Al(OH)_{3(s)}$ and dissolved Al(III) (monomer and polymer) exist, concurrent reactions by both mechanism appear to cause simultaneous precipitation.
염기도를 달리하여 제조된 PACl에 대한 Al(III)종 분포는 염기도가 높을수록 monomeric Al(III)종은 적어지고, precipitate Al(III)종은 증가하는 것으로 나타났다. 염기도 13.6%의 경우에서는 monomeric Al(III)종이 81%, polymeric Al(III)종이 19%, precipitate Al(III)종은 0%로 monomeric Al(III)종이 주종을 이루고 있었다. 염기도 13.6%의 경우에서 재안정화 없이 80% 정도의 탁도제거 효율을 유지하고 있었으며, $UV_{254}$ 제거효율이 향상되는 것은 낮은 응집 pH 범위에서 유기물 응집효과가 우수하게 나타나기 때문으로 판단된다. 그리고 13.6% 염기도를 가진 PACl이 T-P 제거효율 및 $PO_{4}-P$의 제거효율이 가장 우수한 것으로 나타났으며 이는 높은 monomeric Al 성분에 기인하리라 판단된다.
The alumina-zirconia composite powders of core particle ZrO2 coated with Al2O3 were prepared by the hydrolysis-deposition of the mixed aluminum salt solution of Al2(SO4)3-Al(NO3)3-Urea. The effects of hydrolysis reaction and coating parameters on characteristics of coated powders and composites were also investigated. The degree of coating could be estimated from the ratio of tetra-/mono-ZrO2 present at the room temperature after heat-treating coated powders at 120$0^{\circ}C$ and the result of TEM observations. When the content of ZrO2 in the dispersed coating system, the coating time, and the volume ratio of water/solution were 50 mg/g, 180 min, and 5, respectively the coating efficiency was maximum (the ratio of tetra-/mono-ZrO2 was 87/13). The relative densities of coated Al2O3-ZrO2 composites sintered at 1$650^{\circ}C$ for 4 hrs were about 91~98% and the maximum ratio of tetra-/mono-ZrO2 in Al2O3-20wt% ZrO2 composites was 62/38.
The overall objective of this research was to find out the role of rapid mixing conditions in the species of hydrolyzed Al(III) formed by Al(III) coagulants and to evaluate the distribution of hydrolyzed Al(III) species by coagulant dose and coagulation pH. When an Al(III) salt was added to water, monomers, polymers and solid precipitates may form. Different Al(III) coagulants (alum and PSOM) show to have different Al(III) species distribution over a rapid mixing condition. During the rapid mixing period, for alum, formation of dissolved AI(III) (monomer and polymer) increases, but for PSOM, precipitates of $Al(OH)_{3(S)}$ increases rapidly. During the rapid mixing period, for high coagulant dose, Al-ferron reaction increases rapidly. The kinetic constants, Ka and Kb, derived from AI-ferron reaction. The kinetic constants followed very well the defined tendencies for coagulation condition. For pure water, when the rapid mixing time increased, the kinetic constants, Ka and Kb showed lower values. Also, for raw water, when the rapid mixing time increased, the kinetic constants, Ka and Kb showed lower values. At A/D(Adsorption and Destabilization) and sweep condition, both $Al(OH)_{3(S)}$ and dissolved Al(III) (monomer and polymer) exist, concurrent reactions by both mechanism appear to cause simultaneous precipitation.
낙동강 하류부의 상수원수를 대상으로 Al(III)염과 Fe(III)염계 응집제를 이용한 응집제의 특성 실험 결과, alum과 $FeCl_3$의 경우는 모노머성 화학종이 각각 98%와 93.3%로 응집제내에 함유된 주된 가수분해종은 모노머성 화학종임을 알 수 있었다. 염기를 첨가하여 제조한 염기 첨가비 r=1.2인 PACl의 경우 폴리머성 Al(III)종은 31.2%이었으며, r=2.2인 PACl의 경우 함유된 폴리머성 Al(III)종은 85.0%로 r 값이 증가함에 따라 더 많은 폴리머성 Al(III)종이 함유되어 있는 것으로 나타났다. 응집제별 응집실험 결과, 원수의 탁도가 높고 낮음에 관계없이 응집제별 탁도 및 유기물 제거정도는 $FeCl_3$ > PACl (r=2.2) > PACl(r=1.2) > alum의 순으로 나타났다. Al(III)계 응집제 보다 $FeCl_3$의 경우 응집효율이 우수한 것으로 나타났다. 그리고 Al(III)계 응집제의 경우 염기도가 높은 응집제의 경우 polymeric Al(III)종을 많이 함유함에 따라 응집효율이 향상됨에 따라 염기도가 높은 응집제일수록 응집효율이 높은 것으로 나타났다. 실험에 적용된 응집 pH 범위(pH 4.0~9.5)에서 모든 응집제의 최적 응집 pH는 약 7.0으로 나타났다. 특히 고염기도 PACl (r=2.2)과 $FeCl_3$의 경우 pH 7.0 이상에서도 높은 탁도 응집효율을 유지하였다. 따라서 pH가 높은 상수원수의 경우 탁도 제거에서는 고염기도 PACl이나 $FeCl_3$ 응집제가 더 적합한 것으로 판단된다.
The overall objective of this research was to find out the interrelation of coagulant and organic matter during rapid mixing process and to identify the change of organic matter by mixing condition and to evaluate the effect of coagulation pH. During the coagulation, substantial changes in dissolved organics must be occurred by coagulation due to the simultaneous formation of microflocs and NOM precipitates. Increase in the organic removal efficiency should be mainly caused by the removal of microflocs formed during coagulant injection. That is, during the mixing period, substantial amount of dissolved organics were transformed into microflocs due to the simultaneous formation of microflocs and NOM precipitates. The results also showed that 40 to 80% of dissolved organic matter was converted into particulate material after rapid mixing process of coagulation. During the rapid mixing period, for purewater, formation of dissolved Al(III) (monomer and polymer) constant by rapid mixing condition, but for raw water, the species of Al hydrolysis showed different result. During the rapid mixing period, for high coagulant dose, Al-ferron reaction increases rapidly. At A/D(Adsorption and Destabilization) and sweep condition, both $Al(OH)_3(s)$ and dissolved Al(III) (monomer and polymer) exist, concurrent reactions by both mechanism appear to cause simultaneous precipitation.
The particle size of synthesized SiC powders was decreased with increasing carbon content when the mixture of carbon and silica was carbonized at 1, 45$0^{\circ}C$ after hydrolysis of the mixture with the ranges of 3.1 to 3.5 in the mole ratio of Carbon/Alkoxide. The reacted fraction of $\beta$-SiC nearly had nothing to do with the mole ratio of Carbon/Alkoxide. When the reaction was made by adding 0.5wt% additives in the composition of 3.1 in the mole ratio of carbon/alkoxide, the additives decreased the yield of $\beta$-SiC and its sequence was Ba2O3>B>Fe>Al>Al2O3>Si. The effect of additives promoted the transformation of $\beta$-SiC to $\alpha$-SiC form and shwoed the increasing tendency of lattice constant. The two colors of $\beta$-SiC powder came out : one was the black grey with addition of Al, Al2O3 and B the other the light grey with addition of Fe, B2O3 and Si.
본 연구에서는 막분리 공정의 전처리 공정으로 응집 공정을 적용할 경우 응집 공정의 적용 가능성을 평가하고자 하였으며 사용된 응집제 종류에 따라 발생하는 금속염이 막오염에 미치는 영향을 파악하고자 하였다. 응집제 종류에 따른 투과 flux 실험결과 응집 공정을 전처리 공정으로 적용할 경우 막의 재질에 상관없이 응집효율이 우수한 PACl의 경우 투과 flux가 높게 나타났으며 전처리 응집 공정의 적용시 급속교반+UF 공정에 비하여 급속-완속교반+UF 공정의 경우 투과 flux 감소율이 낮게 나타났다. 급속교반 공정에 응집제를 첨가할 경우 다양한 형태의 가수분해종이 형성되어졌으며 금속염 응집제가 막오염에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 시간에 따른 투과 flux 실험결과 금속염 응집제에 의한 막오염이 발생하였으며 응집제 주입량이 증가할수록 침전물 형태의 금속염 가수분해종의 발생이 증가하여 투과 flux 감소가 크게 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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