• 청정기술
• /
• 제13권1호
• /
• pp.16-21
• /
• 2007

본 실험은 질화세균을 고정화한 충전층 생물반응기에서 저농도 암모니아성 질소(total ammonia nitrogen, TAN)의 제거 시 수력학적 체류시간(hydraulic residence time, HRT), 유입수 암모니아성 질소농도 및 온도에 의한 영향을 평가하였다. 수력학적 체류시간이 감소함에 따라 암모니아성 질소의 제거속도는 증가하였고, 암모니아성 질소의 제거 시 최적 수력학적 체류시간은 0.2시간이었다. 수력학적 체류시간이 0.2시간에서 암모니아성 질소의 제거속도는 $226.1\;g/m^3{\cdot}day$, 제거효율은 88.8%을 나타내었다. 유입수 암모니아성 질소 농도가 증가함에 따라 암모니아성 질소의 제거속도는 증가하였다. 온도 $20{\sim}35^{\circ}C$에서 암모니아성 질소의 제거속도와 제거효율은 일정하게 유지했다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제29권4호
• /
• pp.460-465
• /
• 2007

본 연구에서는 고농도 암모니아성질소로 오염된 고체배지로부터 분리해 낸 Leclercia adecarboxylata를 이용하여 암모니아성질소의 제거특성 및 기작을 파악하여 폐수처리의 적용가능성에 대해 살펴보았다. 질소제거에 있어서 가장 널리 알려진 생물학적 질산화와 후탈질에 의한 질소의 대기로의 방출이 아닌 질소합성균주를 이용한 질소의 체내합성을 이용한 영양물질의 제거 가능성에 대해 접근해 보았다. L. adecarboxylata는 무염분조건에서 암모니아성질소의 제거와 균체중식이 가장 왕성했으나, 염분이 4%를 넘어서게 되면 그 효율은 급격히 저하되었다. 약 80 mg/L의 암모니아성질소는 20시간 이내에 거의 대부분 제거되었으나, 500 mg/L인 시료는 탄소원의 부족으로 인해 50시간 이상 처리후에도 50%의 제거율에도 미치지 못해 탄소원이 많을수록 질소제거율은 높음을 알 수 있었다. 탄소원이 모두 소모되고 난 이후에는 더 이상 질소제거는 이루어지지 않았으나, 탄소원을 추가로 공급했을 때 제거효율은 다시 증가했다. 시료의 pH는 미생물의 증식에 의해 8에서 6.36까지 감소했다. 암모니아성질소가 제거되는 동안 아질산성질소와 질산성질소의 축적은 일어나지 않았고, TKN값은 큰 차이를 보이지 않은 것으로 미루어 볼 때 유기질소로의 합성을 추측할 수 있었다. 유기질소 중 단백질의 농도를 측정해 본 결과 초기시료에서는 불검출 되었으나, 48시간 경과후의 시료에는 193.1 mg/L의 단백질이 검출 되었다. 따라서 L. adecarboxylata는 암모니아성질소를 유기질소로 합성하는 능력이 탁월하여 폐수중의 암모니아성질소의 제거에 이용가치가 클 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제27권1호
• /
• pp.109-114
• /
• 2005

본 연구에서는 기상용 제오카본을 수처리에 적합하도록 염산으로 표면 개질 하였으며, 개질된 제오카본을 이용하여 단일 공정을 통한 암모니아성 질소와 질산성 질소 동시 제거 가능성을 평가하고자 하였다. 제오카본과 비교하여 표면 개질 제오카본의 강도가 62% 정도 증가하였으며, 암모니아성 질소와 질산성 질소 및 총질소 제거율이 약 2배 증가하였다. 또한 암모니아성 질소와 질산성 질소 제거 효율은 pH 및 온도 변화에 거의 영향을 받지 않았다. 따라서 수중에 존재하는 암모니아성 질소와 질산성 질소의 동시 제거가 매우 효과적으로 이루어질 수 있었으며, 본 연구 결과를 토대로 암모니아성 질소와 질산성 질소를 동시 제거할 수 있는 단일 공정 설계를 위한 기본 데이터 제시가 가능하였다.

• 유기물자원화
• /
• 제24권1호
• /
• pp.59-63
• /
• 2016

본 연구는 제올라이트를 이용한 수중의 암모니아성질소 및 질산성질소 제거특성을 알아보고자 수중의 암모니아성질소 및 질산성질소의 흡착제거에 대한 흡착변화를 조사하였다. 연구결과 암모니아성질소 흡착제거에 대한 제올라이트의 최대흡착량은 120mg/g(암모니아성질소 / 제올라이트 무게)임을 알 수 있었고, 암모니아성 및 질산성질소의 흡착에 대해 Freundlich식과 Langmuir식을 비교해 보았을 때 Langmuir 등온흡착식에 더 일치함을 알 수 있었다. 이는 제올라이트가 피흡착제와 이온교환 및 단층흡착함을 의미한다. 또한, pH 변화에 따른 암모니아성질소의 처리효율은 pH 7 > pH 5 > pH 9 > pH 3 순임을 알 수 있었으며, 제올라이트가 암모니아성질소 인공폐수의 pH를 상승시킴을 알 수 있었다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제22권10호
• /
• pp.1893-1904
• /
• 2000

질소제거를 위한 처리기술은 아직까지는 주로 생물학적인 처리기술에 의존하고 있는 실정이다. 그러나 생물학적인 처리기술은 하수 등과 같은 저농도 암모니아성 질소성분을 함유한 폐수에 대해서는 비교적 광범위하게 정립되어 있는 반면, 질소성분외에 난분해성 및 독성물질을 고농도로 함유하고 있는 침출수 및 산업폐수에 생물학적 처리기술을 적용하는 방법은 처리효율면에서 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 질소 처리기술이 비교적 정립되어 있지 않은 고농도의 암모니아성 질소 성분을 함유한 침출수를 대상으로 생물학적 처리공정의 이전에 질소제거를 위한 암모니아 탈기공정의 적용가능성을 타진하고 자원 재활용 측면을 고려하여 처리된 질소성분의 회수 가능성을 조사하는 데 목적을 두었다. 실험결과 암모니아 탈기공정을 위하여 pH를 조정하기 위해서는 NaOH보다 $Ca(OH)_2$를 사용하는 것이 적정한 것으로 조사되었다. 암모니아 탈기에 적정한 pH는 10.5로 조사되었으며, 목표치인 500 mg/L를 만족시키기 위하여 소요되는 반응시간은 $35^{\circ}C$, 10 L/L/min의 조건에서는 2시간, $55^{\circ}C$, 10.0 L/L/min의 조건에서는 1시간이 소요되는 것으로 조사되었다. 이에 따라 생물학적 처리공정의 전단에 air diffused system을 이용한 암모니아 탈기공정의 적용은 고농도의 암모니아성 질소를 함유한 침출수의 처리에 매우 효과적인 것으로 결론지울 수 있었다. 그러나 생물학적 처리공정인 MLE 공정(T-N 최대 제거율: 78%, 암모니아성 질소 제거율: 98~99%)과 혐기성 소화조, 폭기식 라군산화조에서 질소성분을 완전히 제거하기 위하여 이들 공정전에 적용한 암모니아 탈기공정의 운전에 소요되는 약품비를 각각 산출하여 비교한 결과 암모니아 탈기공정이 MLE 공정에 비해 약품 소모비가 약 16% 정도 더 많이 소요되는 것으로 조사되었으므로 암모니아 탈기공정의 경제성을 높이기 위하여 슬러지를 재이용하는 방안 등을 검토하여야 할 것으로 판단되었다.

• 한국양식학회지
• /
• 제7권3호
• /
• pp.177-187
• /
• 1994

본 연구는 삼상유동층 반응기를 양어장 순환수 처리장치로 설치하여 질산화제거를 정량화하고 최적운전방법을 도출하였다. 메디아 농도가 85g/l 일시 유기물질 부하율이 2.739-0.086 kg $COD/m^3/day$인 유동층공법에서 $56.3-94.7\%$의 SCOD 제거효율을 나타냈으며 SCOD 제거효율은 유기물질 부하가 증가할수록, HRT가 작을수록 낮아지는 경향을 보였다. 본 반응조의 최대 유기물질 제거율은 1,200 mg COD/l/day였다. 암모니아성 질소부하율이 $1.575-0.128kg\;NH_4\;^+-N/m^3/day$에서 $67.3-92.6\%$의 암모니아성 질소 제거효율을 얻었으며 암모니아성 질소제거량은 $11.2-488mg\;NH_4\;^+-N/l/day$였다. 메디아농도가 50g/l에 비해 85g/l에서 유기물질 제거 및 암모니아성 질소제거효율이 더 높았으며 메디아농도의 증가는 암모니아성 질소제거에 더 큰 효과를 보인다. 공기주입율은 일단 미생물이 부착을 하고 나면 유기물질 제거에 미치는 영향을 적으나 암모니아성 질소제거에 영향을 주므로 최소 유동가능한 공기주입율과 암모니아성 질소제거측면을 고려한 공기주입율의 산정이 요구된다.

• 청정기술
• /
• 제27권2호
• /
• pp.168-173
• /
• 2021

도금폐수의 처리는 폐수의 pH, 중금속 및 시안(CN)함유에 따라 다양하고 복잡한 공정이 적용된다. 이중 시안(CN)의 처리는 차아염소산(NaOCl)을 이용한 알칼리 염소 처리법이 일반적으로 많이 사용되고 있다. 그러나, 암모니아성 질소(NH₃-N)와 시안(CN)이 동시에 함유될 경우 암모니아성 질소(NH₃-N)의 처리를 위해 차아염소산(NaOCl) 이 과다하게 소비되는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 연구는 시안(CN)처리에 있어서 1) 알칼리염소법에서 암모니아성 질소(NH₃-N)농도에 따른 차아염소산(NaOCl)의 소모량을 조사하고 2) ferrate (VI)가 시안(CN)을 선택적으로 처리할 수 있는지를 평가하였다. 모의폐수를 이용한 실험결과 알칼리염소법에서는 암모니아성 질소(NH₃-N)농도가 높을수록 시안(CN)의 제거율이 감소하였으며 차아염소산(NaOCl)의 소비량이 암모니아성 질소(NH₃-N) 농도에 따라 선형적으로 증가하였다. Ferrate (VI)를 이용한 시안(CN) 제거에서는 암모니아성 질소(NH₃-N) 농도에 관계없이 시안(CN)의 제거를 확인하였으며 이때 암모니아성 질소(NH₃-N)의 제거율은 낮아 ferrate (VI)가 시안(CN)을 선택적으로 제거함을 확인하였다. Ferrate (VI)의 시안(CN) 제거효율은 pH가 낮을수록 높게 나타났고 ferrate (VI) 주입량에 관계없이 99% 이상을 보였다. 실제 도금폐수에 적용한 결과에서는 ferrate (VI)와 시안(CN)의 투입 몰비 1:1에서 99% 이상의 높은 제거율을 보였으며 이는 화학양론 반응식의 몰비와 일치하는 결과로 모의 폐수와 동일하게 암모니아성 질소(NH₃-N) 및 기타오염물질이 함유된 실제 폐수에서도 선택적으로 시안(CN)을 제거하는 것으로 확인되었다.

• 한국수산과학회지
• /
• 제31권5호
• /
• pp.622-630
• /
• 1998

본 연구에서는 양식장에서 많이 이용되고 있는 RBC 반응기를 모의 순환 여과식 양어장에 적용하여 어류에 유해한 암모니아성 질소의 사육조 내의 농도를 낮게 유지할 수 있는 운전인자를 도출하고자 하였다. 본 시스템에서 사용된 회전원판 반응기의 최적 원판회전수는 4 rpm으로 가장 안정 적으로 생물막이 유지되고 가장 높은 제거율을 나타내었다. 수리학적 체류시간의 증가에 따라 회전원판반응기의 암모니아성 질소 제거율은 증가하여 40분의 수리학적 체류시간에서 $95.3\%$로 매우 높은 값을 나타내었으나 사육조의 암모니아성 질소의 농도는 $2.33 g/m^3$으로 가장 높은 값을 나타내었으며 20분의 수리학적 체류시간에서는 암모니아성 질소의 제거율은 $62.2\%$로 실험조건 중 가장 낮았으나 사육조의 암모니아성 질소농도는 $1.03 g/m^3$으로 가장 낮게 나타났다. 본 시스템에서 순환수의 유량 $Q_1$와 보충수의 유량 $Q_s$의 비인 D의 변화에 따른 암모니아성 질소 제거율의 변화는 다음의 2차선형 회귀 곡선으로 잘 표현되었으며 이를 사육조의 물질수지식에 적용하여 수리학적 체류시간의 변화에 따른 사육조 내의 암모니아성 질소의 농도 변화를 추정해본 결과 실험치와 거의 일치하였다. $$R=-6.1158\times10^{-7}D^2+1.4629\times10^{-5}D+0.9643 (r^2=0.9982)$$ 수학적 해석의 결과 사육조의 암모니아성 질소 발생량이 $45g/m^3$ rearing tank/day이고 보충수의 양이 사육조부피의 $10\%$일 경우 최적 순환비 ($D_{OPT}$)는 733으로 반응기 기준의 수리학적 체류시간은 9.82분이었으며 이때의 사육조의 암모니아성 질소의 농도는 0.95g $TAN/m^3$으로 유지할 수 있는 것으로 나타났다. COD의 제거율은 수리학적 체류시간이 9.5분일 경우 $18\%$를 나타내었으며 수리학적 체류시간이 증가함에 따라 제거율도 선형적으로 증가하여 40분의 체류시간에서는 $35\%$의 제거율을 나타내었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
• /
• pp.421-421
• /
• 2021

도시화, 산업화로 인해 하수처리장 유입하수 내 질소 농도가 증가하면서 그에 따른 부영양화 발생, 수생태계에 독성을 미치는 등의 악영향 또한 증가하게 되었다. 하수 내 고농도 질소를 처리하기 위해 1990년 초 연구가 시작되어 현재 보편적으로 사용되고 있는 생물학적 질소 제거 공정은 산소공급과 외부탄소원 보충 과정에서 상당한 비용이 소요된다. 이와 같은 문제점이 대두됨에 따라 고도의 질소 제거 공정이 요구되면서, 경제적으로 개선이 이루어져 기존의 질산화·탈질 공정보다 효율적인 혐기성 암모늄 산화 공정(ANaerobic AMMonium OXidation, ANAMMOX)이 제안되었다. ANAMMOX 공정은 혐기성 조건 아래 전자공여체와 전자수용체로써 암모니아성 질소와 아질산성 질소를 이용해 질소가스 형태로 질소를 제거하는 공정이다. 질산화·탈질 공정과 비교했을 때, 폭기과정에서의 산소요구량 감소, 외부탄소원 불필요, 질소 제거 과정 단축 등의 장점을 가진다. 본 연구는 수처리공정에서의 ANAMMOX 공정의 적용 가능성을 확인하고, 암모니아성 질소대비 아질산성 질소 비율에 따른 Mainstream ANAMMOX 공정의 효율 비교를 통해 공정의 안정성과 높은 제거효율을 확보할 수 있는 NH₄⁺ 대비 NO₂^- 비율을 도출하는데 목적이 있다. 실험실 규모의 Mainstream ANAMMOX 반응조에 적용한 비율은 선행연구를 비롯한 화학양론식에서 제시된 비율을 바탕으로 산정하였다. 1.00부터 1.30의 전체적인 비율을 Initial과 Advanced 2개의 구간으로 나누어 운전한 결과, 각 구간의 NH₄⁺ 제거효율은 각각 58~86%, 94~99%였다. NH₄⁺ 대비 NO₂^- 비율이 증가함에 따라 공정의 안정성이 확보되고, NH₄⁺ 및 총질소(TN) 제거효율이 증가하는 경향이 나타났다. 본 연구의 결과는 수처리공정에서의 안정적인 ANAMMOX 공정 적용을 유도하고, ANAMMOX 공정의 성능개선을 도모하는 연구의 기초로 활용될 수 있다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제32권7호
• /
• pp.730-737
• /
• 2010

일반적으로 고농도의 암모니아성 질소, 인 및 불소가 동시에 고농도로 함유되어 있는 반도체 폐수를 처리하기 위하여 사전에 불소를 적절한 방법으로 제거하는 것이 매우 중요하다. 이를 위하여 칼슘을 이용한 제거법이 널리 채택되고 있다. 그러나 불소제거를 위하여 주입하는 칼슘은 암모니아성 질소와 인의 제거를 위한 struvite 반응에 저해를 주기 때문에 최대로 제거할 필요가 있다. 따라서 본 연구는 불소와 칼슘이 함유된 폐수를 대상으로 struvite 결정화반응을 수행할 때 미치는 영향 인자에 대하여 알아보았다. 불소 농도가 증가할수록 암모니아성 질소와 인의 제거율이 급격하게 감소하는 것으로 나타났으며, 특히 인이 암모니아성 질소보다 영향을 크게 받는 것으로 나타났다. 또한 폐수중의 칼슘 농도 증가에 따른 영향은 칼슘 농도가 500 mg/L까지 struvite의 결정구조와 일치하였으나 침전물의 순도는 떨어지는 것으로 확인되었고, struvite 반응시 칼슘에 대한 영향은 인보다 암모니아성 질소가 더 크게 받는 것으로 나타났다.