Abstract
The purpose of this study is to evaluate the removal efficiency of phosphorus from synthetic waste water by reduction and oxidation reaction of Cu-Zn metal alloy. Cu-Zn metal alloy applied in this study is composed of 40% of Zn and 60% of Cu, which is so called Muntz metal. And the fibrous type of metal alloy has approximately $200{\mu}m$ of thickness. Metal is oxidized in an aqueous solution to generate electron and metal ion. The mechanism of phosphate treatment is co-precipitation of metal ion and phosphorous ion at various pH and temperature. The treatment efficiency showed the maximum at a one cycle treatment. This result means that the surface area of reaction material is sufficient enough to get reaction equilibrium. Experiment is conducted at various pH from 5 to 9, and showed the maximum efficiency at pH 8. Phosphorous is dominated as a type of $H_2PO_4{^-}$ and $HPO_4{^{2-}}$ at this pH condition. We could not consider the temperature effect independently, because phosphorous removal efficiency showed such a complex mechanism. We could get high efficiency at lower temperature in this research.
본 연구는 통상 muntz metal로 불리는 구리와 아연의 합금 금속의 산화 환원 반응을 이용한 폐수 중 탈인 처리에 관한 연구이다. 연구를 위하여 $200{\mu}m$ 두께의 극세사 형태로 제조된 구리 아연 금속합금이 수용액 중에서 산화 환원 반응 작용으로 인하여 발생하는 OH radical을 이용하여 금속과 phosphate의 공침 반응에 의해 탈인 처리되는 원리를 이용한 인 처리법에 관한 연구이다. 인 제거 효율은 장시간의 순환 처리보다는 1회 처리에서 가장 제거 효율이 높았으며, 1시간 이후의 순환처리에서는 더 이상의 제거효율을 보이지 않았다. 이는 금속합금 물질은 표면적이 넓어서 1회 처리만으로도 수용액의 pH를 평형에 도달하게 하여 반응 효율이 높은 것으로 나타났다. 제조한 합성폐수의 pH 조건은 pH 5 에서 pH 9 사이이며, pH 8일 때 제거 효율이 가장 높았으며 pH 8 이상에서는 효율 증가를 보이지 않았다. 이때 인산염은 $H_2PO_4{^-}$, $HPO_4{^{2-}}$의 형태로 가장 많이 존재하는 것으로 조사되었으며, 온도에 따른 인 제거는 온도만의 영향이 아닌 타 영향인자와의 관계를 고려해야 하며 본 연구에서는 온도가 낮을수록 높은 인 제거 효율을 보였다.