• 공업화학
• /
• 제31권1호
• /
• pp.84-89
• /
• 2020

초미세먼지로 분류되는 PM_2.5 (particulate matter under 2.5 ㎛) 중에서도 특히 sub-micron 입자(0.1~1.0 ㎛)의 먼지는 브라운 운동(Brownian motion)으로 집진장치의 효율에 한계를 준다. 따라서 수산화나트륨으로 활성화된 알루미늄산나트륨(NaAlO₂)을 응집제(coagulant)로 선택하여 석탄을 사용하는 유동층 보일러에서 석탄의 회분에 포함된 칼륨(K)과 PM_2.5의 입도분포의 거동과 영향을 확인하고자 했다. 그리고 응집제를 석탄의 무게대비 1,200 : 1 비율로 석탄에 혼합 및 분사하면서 정상 운전하는 중에 보일러의 싸이클론에서의 미세먼지(FP)와 전기집진기에서의 미세먼지(EP)를 포집 및 고찰하였다. 포집한 미세먼지를 입도분석기를 이용하여 입도분포(%)를 분석한 결과 FP에서 평균 4.87%에서 0.51%로 변화를 보임으로써 89.53% 감소하였다. EP에서의 평균 3.46%에서 0.40%로 변화를 보임으로써 88.57% 감소하였다. 포집한 미세먼지를 XRP로 칼륨을 추적한 결과 칼륨의 변화율은 FP에서 평균 1.65%에서 1.87%로 13.33% 증가하고, EP에서 평균 1.65%에서 2.03%로 17.68% 증가하였다. TMS에 의해서 확인된 총 미세먼지 농도(mg/㎥)는 1차는 2.6 mg/㎥에서 1.7~1.9 mg/㎥로 26.9~34.6% 감소하였으며, 2차는 평균 2.9 mg/㎥에서 1.7~1.9 mg/㎥로 33.3~40.4%가 감소하였다. 따라서 본 연구의 응집제가 PM_2.5 초미세먼지 입자의 크기와 그로 인한 집진장치효율에 크게 영향을 미치는 것으로 확인하였다.

• 한국환경과학회지
• /
• 제31권1호
• /
• pp.1-8
• /
• 2022

In this study, solid-liquid separation conditions for coagulation and sedimentation experiments using inorganic coagulant (aluminum sulfate and Poly-Aluminum Chloride (PAC)) were optimized with brine wastewater discharged by the epoxy-resin process. When the turbidity and suspended solid (SS) concentration in raw wastewater were 74 NTU and 4.1 mg/L, respectively, their values decreased the lowest in a coagulant dosage of 135.0 - 270.0 mg Al³⁺/L. The epoxy resin was re-dispersed in the upper part of wastewater treated above 405.0 mg Al³⁺/L. The removal efficiencies of turbidity and SS via dosing with aluminum sulfate and PAC were evaluated at initial turbidity and SS of 74 - 630 NTU and 4.1 - 38.5 mg/L, respectively. They increased most in the range from 135.0 - 270.0 mg Al³⁺/L. The solid-liquid separation condition was quantitatively compared to the correlation of SS removal efficiency between the coagulant dosage and SS concentration based on the concentration of aluminum ions. The empirical formula, R = be^aD, shows the relationship between SS removal efficiency (R) and coagulant dosage (D) at 38.5 mg/L; it produced high correlation coefficients (r²) of 0.9871 for aluminum sulfate and 0.9751 for PAC.

• 대한화학회지
• /
• 제40권8호
• /
• pp.535-541
• /
• 1996

베시클을 이용한 알루미나 미분체 제조에 있어서 베시클 외부 분산계의 pH 변화, 즉 수산화이온의 농도변화가 베시클 내부에서 침전 반응기구 및 침전물의 입자 형태, 분포, 크기등에 미치는 영향을 고찰하고자 하였다. 투과전자현미경(TEM)과 탁도계로 관찰한 결과 분산계의 pH가 11.4 및 11.3에서부터 베시클내부에서 알루미늄 이온과 수산화이온이 반응하여 침전물이 생성되기 시작하였고 pH 12.0 에서 평균입자 크기가 50nm정도의 미세하고 균일한 구형의 침전물이 형성되었다. pH12.3 이상인 영역에서는 시간경과에 따른 베시클간의 응집 및 합체가 일어나 베시클 내부의 침전물이 pH12.0에서 생성된 침전물 크기에 비해 약 두 배 정도 성장함을 알 수 있었다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제29권6호
• /
• pp.684-688
• /
• 2007

입자상 알루미늄 충전 복극전해조를 이용하여 불소함유 수용액을 정전위 전해한 결과를 아래에 요약하였다. 이온크로마토그래피로 전해 시료를 분석한 결과 인가전압 1, 5, 10 V에서 불소이온 제거율은 각각 53, 73, 90%이었다. 지지전해질농도를 10, 30, 50, 70 mg/L로 조절하고 알루미늄 충전율을 0, 25, 50, 75%로 충전 후 전기량을 측정한 결과 지지전해질 농도가 50 mg/L일 때와 충전율이 75%일 때에 전기량이 $2.58A{\cdot}hr$이었다. 불소농도를 30, 50, 70 mg/L로 하여 10 V에서 3시간 전해실험 한 결과 불소제거율이 각각 93.3, 80.0, 68.6%이었고 전기량은 2.59, 3.89, $5.43A{\cdot}hr$이었다. 또한 단위전기량 당 불소 제거량은 불소농도 30, 50, 70 mg/L 에서 4.0, 3.5, $2.0mg/A{\cdot}hr$이었다.

• 한국결정성장학회지
• /
• 제5권3호
• /
• pp.269-277
• /
• 1995

초고온(5000K 이상)의 고주파 유도 플라즈마(ICP)를 열원으로 사용하여 $AlCl_3$와 $Al_2(SO_4)_3$로부터 $Al_2O_3$ 초미세분말을 합성하였다. 각각 합성된 $Al_2O_3$ 미분말의 결정상은 모두${\alpha} - group({\alpha}, {wdelta}, {\theta})$의 상이었으며, 평균입경 20 nm 내외의 좁은 입도 분포를 가지는 미분말이 형성되었다. ICP tail flame 중간부(X = 500 mm)에서 MgO polycrystal plate위에 부착된 응집플록, whisker 및 판형의 형태를 통 해 기상-고상반응에 의한 성장과 입자간 소결현상을 제안 할 수 있었다. 그리고 위의 결과들로부터 spray-ICP 반응기 내에서의 $Al_2O_3$미 분말 형성과정을 제안하였다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제9권2호
• /
• pp.135-141
• /
• 1989

고로(高爐) 슬래그는 미생물(微生物) 부착이 쉬운 거친 표면(表面)과 pH를 중화(中和)시킬 수 있는 칼슘과 마그네슘을 다량 함유하고 있으며, 반응조내(反應槽內)의 미생물(微生物)을 응집(凝集)시킬 수 있는 알루미늄이나 철염을 비롯한 미생물(微生物)의 영양소를 함유하고 있어, 혐기성(嫌氣性) 생물막(生物膜) 공법(工法)의 여재(濾材)로서의 사용가능성(使用可能性)을 검토(檢討)하여 보았다. 유가공(乳加工)의 탄수화물(炭水化物), 폐기물(廢棄物) 침출수(浸出水) 및 당밀폐수와 같은 산성폐수(酸性廢水)를 슬래그를 여재(濾材)로 사용(使用)한 실험실(實驗室) 혐기성(嫌氣性) 반응조(反應槽)에 주입(注入)하였는데 예측한 대로 pH를 중화(中和)시키며 미생물(微生物)을 확보시키는데 효과적(效果的)인 것으로 나타났다. 특히 푸라스틱을 사용한 경우의 유가공폐수(乳加工廢水)의 운전결과(運轉結果)와 비교할때에 고부하(高負荷)에서 슬래그를 사용한 경우의 COD 제거효율(除去效率)이 높았다.

• 한국환경보건학회지
• /
• 제24권2호
• /
• pp.38-46
• /
• 1998

The purpose of this study is to evaluate and compare the effective coagulation of commercial humic acid which is well known as major precursor of trihalomethane, with LAS and PAC and to quantify the residual aluminum in the treated water. Then the optimum pH, the dosage of coagulant were determined. 1. Humic acid concentrati6n, UV absorbance and color were well correlated and UV absorbance(254 nm) and color seem to be used in quntificative analysis of humic acid of same kind. 2. Optimal dosage of LAS and PAC increase as humic acid concentration increases. And optimal pH range for coagulation using LAS is pH 5.5-7.0 and pH 3.5-6.5 for PAC. Within these ranges the removal efficiency is 90-99%. 3. The results of quantification of residual aluminum in treated water shows that minimal aluminum remains on the optimal coagulation condition. But the residual aluminum increses as the dosage of coagulant is beyond the optimal range. Thus the dosage of coagulant should be chosen with the condition on which humic acid removal is maximum and the residual aluminum concentration is minimum. 4. In the water treatment process the raw water pH range is 6.5-8.0, and it seems to be possible to remove humic acid by charge neutralization not by sweep floc. But it should be considered that different commercial humic acids have different physical and chemical characteristics.

• 상하수도학회지
• /
• 제18권2호
• /
• pp.128-136
• /
• 2004

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.

• 상하수도학회지
• /
• 제30권6호
• /
• pp.663-671
• /
• 2016

Coagulation/precipitation process has been widely used for the removal of phosphate within domestic wastewater. Although Fe and Al are typical coagulants used for phosphate removal, these have some shortages such as color problem and low sedimentation velocity. In this study, both Fe and Al were used to overcome the shortages caused by using single one, and anionic polymer coagulant was additionally used to enhance sedimentation velocity of the precipitate formed. Batch experiments using a jar test were conducted with real wastewater, which was an effluent of the second sedimentation tank in domestic wastewater treatment plant. Response Surface Methodology was used to examine the responsibility of each parameter on phosphate removal as well as to optimize the dosage of the three coagulants. Economic analysis was also done on the basis of selling prices of the coagulants in the field. Phosphate removal efficiency of Fe(III) was 30% higher than those of Fe(II). Considering chemical price, optimum dosage for achieving residual phosphate concentration below 0.2 mg/L were determined to be 18.14 mg/L of Fe(III), 2.60 mg/L of Al, and 1.64 mg/L of polymer coagulant.

• 한국수산과학회지
• /
• 제33권5호
• /
• pp.455-462
• /
• 2000

점증하는 적조로부터 수산피해를 줄이는 것은 시급한 문제이다. 황토를 살포하여 적조생물입자를 응집 제거하는 것이 하나의 방법이 되고 있다. 황토를 이용하여 적조생물입자에 대한 응집실험을 한 결과는 다음과 같다. 본 실험에 사용한 황토입자의 입도 분포는 정규분포를 보여주는 하나의 peak로 나타났으며, 입자의 평균 지름은 $25.0 {\mu}m$이고, 약$84.5{\%}$의 황토입자가 $9.8-55.0{\mu}m$의 범위에 속하며 변동계수는 $65.1{\%}$이었다. 황토의 금속성분을 분석한 결과는 규소 (Si)가 $48{\%}$, 알루미늄 (Al)이 $35{\%}$, 철 (Fe)이 $11{\%}$로서 $94{\%}$를 차지하며 나머지 $48{\%}$는 칼릅 (K), 구리 (Cu), 아연 (Zn), 티타늄 (Ti) 등으로 구성되어 있었다. 전자현미경 사진에 나타난 황토입자의 표면은 거칠고 다공질이며 부정형의 입자로 되어 있었다. 황토입자는 $10^(-3)M$ NaCl의 수용액 중에서 pH가 증가함에 따라 negative zeta potential 값이 증가하여 pH 9.36에서 -71.3mV를 나타내고 이후 거의 일정한 값을 나타내었으며, pH 1.98에서 +1.8 mV를 나타내어 amphoteric surface charge를 가지는 물질의 성질을 나타내었다. 전하결정이온은 $H^+, OH^-$ 이온이고, pH 2 부근에서 PZPC를 나타내었다. 용액의 전해질이 NaCl일 경우 $10^(-2)M (pNa=2)$ 이상의 농도에서는 $Na^+$ 이온의 농도가 증가함에 따라서 황토입자의 negative zeta potential 값은 일률적으로 감소하다가 $Na^+$ 이온의 농도가 1M (pNa=0)이 되었을 때 zeta potential은 0에 근접하였다. 용액의 전해질이 2 :l electrolyte ($CaCl_2$와 $MgCl_2$)의 경우 $Ca^(+2)$ 이온의 농도가 증가함에 따라서 황토입자의 negative zeta potential 값이 일률적으로 감소하다가 약 $10^(-3)M (pCa=3)$의 농도에서 등전점을 나타내고 전하역전이 일어났다. 해수중의 황토와 적조생물 입자는 비슷한 negative zeta potential을 나타내었고, 점토 중에서 해사가 가장 큰 negative zeta potential을 나타내었다. 해수중에서 황토입자와 적조생물입자의 EDL은 해수에 포함된 고농도의 염류 농도로 인하여 극히 얇게 압축되고, 이런 상태에서 두 입자가 상호 접근할 경우 모든 간격에서 LVDW attractive force의 절대값이 EDL repulsive force의 절대값보다 항상 큰 값을 나타낸다. 해수중에서 황토입자와 적조생물입자는 모든 간격에서 negative total interaction energy 값 (attractive force)을 나타내어 항상 용이하게 floe을 형성할 수밖에 없는 조건에 있다. 적조생물입자의 응집제거 효율은 황토의 농도가 증가함에 따라서 지수함수적 ($Y=36.04{\times}X^(0.11); R^2=0.9906$)으로 증가하였으며, 황토의 농도 800mg/l까지 급격한 증가를 보이다가 황토의 농도가 계속 증가함에 따라서 완만한 증가를 나타내었다. 적조생물은 황토 6,400mg/l에서 거의 $100{\%}$ 응집제거 되었다. 황토 800 mg/l을 사용하고 G-value를 $1, 6, 29, 139 sec^(-1)$로 단계적으로 증가시킴에 따라 응집제거 효율은 지수함수적으로 증가하였다. 이는 응집반응의 효율을 높이기 위해서는 황토입자와 적조생물입자 사이에 충분한 충돌이 일어날 수 있도록 교반하는 것이 매우 중요함을 나타내 주는 것이다. $800mg/l$의 농도에서 황토는 철을 함유하지 않은 다른 점토보다 $28.8{\~}60.3{\%}$ 더 높은 처리효율을 나타내었다. 황토에는 >SiOH의 음전하단과 수중의 phenolphthalein alkalinity를 소모하는 수화금속화합물의 양전하단이 공존하며, 이 수화금속화합물에 의하여 황토가 나머지 점토 특히 해사와 다른 응집특성을 보여주는 것으로 생각된다.