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화학적 침전 및 흡착을 통한 수 중 암모니아와 인의 영양염 제거

Cainglet, Annaliza Pabrua (목포해양대학교)

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부영양화란 영양물질 중 질소와 인에 의한 수역에서의 농축현상을 일컫는말이다.이 연구에서 화학적 방법의 사용은 침전물 및 흡착의 형성을 통해 평가되었다. 본 연구는 pH와 농도의 변화를 고려하여 MAP 및 HAP의 형성을 통한 해수 및 바다 소금 용액(sea salt solution)의 제거 효율의 차이를 비교하고자 하였다.또한, 이 연구는 물속에서 인의 제거를 위한 다양한 pH와 함께 굴 껍질 분말 농축 용액 효과에 대해 평가를 하는 것과, HOSP와 바다 소금 용액의 혼합물의 영양물질 제거 효율을 평가 하는 것을 목표로 삼고 있다...
부영양화란 영양물질 중 질소와 인에 의한 수역에서의 농축현상을 일컫는말이다.이 연구에서 화학적 방법의 사용은 침전물 및 흡착의 형성을 통해 평가되었다. 본 연구는 pH와 농도의 변화를 고려하여 MAP 및 HAP의 형성을 통한 해수 및 바다 소금 용액(sea salt solution)의 제거 효율의 차이를 비교하고자 하였다.또한, 이 연구는 물속에서 인의 제거를 위한 다양한 pH와 함께 굴 껍질 분말 농축 용액 효과에 대해 평가를 하는 것과, HOSP와 바다 소금 용액의 혼합물의 영양물질 제거 효율을 평가 하는 것을 목표로 삼고 있다. HOSP에 대해선 배치 및 연속 모드(Batch and continuous) 시험을 실시하였으며 1.2N HCl을 이용한 재생 후 인산염 제거 효율이 관찰되었다. 그 결과 해수는 하수 조건에서 약 90 %의 인산염과 50 % 미만의 암모니아를 제거하는 반면 바다 소금 용액(해수 용액)은 10mM의 해염 용액 농도(이 농도는 Mg / PO43-, NH4 +의 최적비인 2까지 비를 증가 시킨다.)에서, pH 9에서 거의 90 %에 가까운 인산염과 80 %의 암모니아를 제거했다. 해수 및 해염 용액 이 둘의 제거에 있어서 차이는 두 종류의 준비가 서로 다른 조건에서 준비 되었기 때문이다. 그러나 이 연구는 바닷물과 해염이 물에서 영양물질을 제거하는 데 사용될 수 있음을 밝히고 있다. 결과는 ROSP에 대해선 pH가 증가함에 따라 적은 양의 인산염이 제거됨을 나타냈다. 상대적으로 HOSP는 ROSP에 비해 제거 효율이 높았으며 용액의 pH가 pH10까지 증가함에 따라 99 %까지 제거율을 보였다.게다가 pH의 증가에 관계없이 농도가 증가함에 따라 TOSP는 높은 인의 제거 효율을 보였다. 재생은 HCl을 사용하므로써 이루어졌다.배치 모드(batch mode) 시험에서, 최적의 방출된 인산염은 71 %에 이르렀고, 연속 시험을 위한 필터 칼럼에서 NaOH의 점진적 첨가는 재생을 위해 HCl만을 첨가 한 장치(준비환경)에 비해 많은 양의 인산염 제거를 유지시켰다. 질량 손실은 100 mL의 1.2N HCl로 재생 한 후가 600mL의 1.2N HCl 용액의 것과 비교하여 더 낮았다. 마지막으로, HOSP와 해수 용액의 조합은 pH가 10으로 증가함에 따라 높은 영양물질 제거 효율을 나타냈다.
목차 moremore
List of Tables ------------------------------------------------------------------- ix
List of Figures ------------------------------------------------------------------ x
I. Introduction -------------------------------------------------------------------- 1
...
List of Tables ------------------------------------------------------------------- ix
List of Figures ------------------------------------------------------------------ x
I. Introduction -------------------------------------------------------------------- 1
1. Rationale --------------------------------------------------------------- 1
2. Research Proposal --------------------------------------------------- 6
3. Objectives ----------------------------------------------------------- 8
4. Hypotheses of the study ------------------------------------------- 10
II. Review of Related Literature -------------------------------------------- 11
1. Wastewater constituents ------------------------------------------ 11
2. Nutrient Removal by Chemical Precipitation ----------------- 14
Formation of Magnesium ammonium phosphate --------------- 14
Formation of Hydroxyapatite --------------------------------------- 17
3. Phosphate Removal through Waste Oyster Shells ----------- 19
III. Methodology ---------------------------------------------------------------- 22
1. Removal of Nutrients by Seawater ------------------------------ 22
2. Removal of Nutrients by Sea salt --------------------------------- 24
3. Removal of Phosphate by Waste Oyster Shells ---------------- 25
3.1 Batch Mode Test ---------------------------------------------------- 26
3.2 Continuous Mode Test -------------------------------------------- 27
Comparison of the Pre-treated Oyster Shells --------------------- 27
Regeneration tests using Acid and Base --------------------------- 28
3.3 Regeneration Ability Test for Batch Mode -------------------- 29
4. Removal of Nutrients by Oyster Shell Powder and
Sea salt solution ----------------------------------------------------- 31
IV. Results and Discussions -------------------------------------------------- 32
1. Nutrient Removal Efficiency of Seawater ---------------- 32
2. Nutrient Removal Efficiency of Sea salt ------------------ 41
3. Phosphate Removal Efficiency of Pre-treated
oyster shells -------------------------------------------------- 47
4. Nutrient Removal Efficiency of Sea salt solution
and Oyster shells -------------------------------------------- 63
V. Conclusion -------------------------------------------------------------------- 65
References ----------------------------------------------------------------------- 68
Acknowledgments ------------------------------------------------------------ 76