• 분석과학
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• 제12권6호
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• pp.478-483
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• 1999

Alum, PAC, PACS의 알루미늄 응집제에서 유기화합물의 응집효율을 조사하였다. pH에 따른 응집효율은 pH 6~7에서 가장 크며, 중성의 pH에서 응집효율은 PACS, PAC, alum의 순서로 감소하였다. 분자량이 큰 유기물은 모든 응집제에 대해 좋은 응집율을 보였으나 작은 분자들은 응집되지 않았다. 반면에 분자량이 작은 유기물 중에서 인접한 위치에 2개 이상의 COOH와 OH의 작용기를 가진 분자들은 10~80%의 응집효율을 보였다.

• 대한환경공학회지
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• 제37권6호
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• pp.325-331
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• 2015

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.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.859-863
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• 2008

축산폐수, 침출수 등의 고농도 폐수를 생물학적으로 처리할 경우 최종 방류수는 강한 색도를 띠며 고분자량의 유기물질을 다량 함유한다. 이는 생물학적으로 분해하기 어려운 유기성 복합체와 생화학적 반응에 의한 중간생성물로 색도를 띠는 천연유기물질(NOM)을 포함한다. 생물학적 처리수의 색도는 심미적인 불안감, 방류수역의 수질오염 및 공중보건상의 잠재적 위해성을 갖는다. 또한, 수자원 이용측면에서 정수처리공정에서의 약품투입량 증가와 특히, 소독부산물 생성이라는 잠재적 문제점이 뒤따른다. 따라서 이러한 문제점을 해소하기 위한 생물학적 2차 처리수의 후속처리가 요구되며, 실제로 난분해성 유기물과 색도를 제거하기 위한 흡착, 막 분리, 고급산화(AOP) 및 화학적 응집 등의 물리-화학적 공정에 대한 연구가 수행되어왔다. 특히, 화학적 응집은 무기응집제 또는 고분자중합체(Polymer)를 이용하여 콜로이드성 입자와 색도를 띠는 난분해성 유기물을 전기적 불안정화를 유도함으로서 흡착 및 응집과정을 통해 제거하는 공정으로 많은 연구자들에 의해 연구되어왔다. 그러나 난분해성 유기물과 색도제거는 대상원수의 성상과 화학적 특성 등에 따라 각각의 제거효율과 최적 운전조건이 상이하게 나타난다. 화학적 응집공정은 비교적 높은 제거효율을 보이지만, 운전 및 유지관리의 기술적 어려움, 경제적 비효율성 등으로 인하여 적용에 어려움을 겪고 있는 실정이다. 본 논문에서는 생물학적 혐기-호기성 공정에서 방류되는 축산폐수의 2차 처리수를 대상으로 화학적 응집에 의한 색도 및 난분해성 유기물의 제거거동을 고찰하였다. 대상 처리수의 $TCOD_{Cr}$ 농도는 평균 410 mg/L인 반면, $BOD_5$는 7-15 mg/L 범위로 난분해성 유기물을 다량 함유하고 있음을 알 수 있었다. 이에 황산알루미늄(Aluminium sulfate; $Al_2(SO_4){\cdot}14H_2O$)과 염화철(ferric chloride)의 무기응집제를 이용하여 자 테스트(jar test)를 수행한 결과, 동일한 응집제 주입량에서 염화철의 유기물 제거 효율이 높은 것으로 나타났다. 황산알루미늄과 염화철의 경우 각각의 응집제 주입율 5.85mM에서 89%, 7.03mM에서 97.5%의 최대 유기물 제거효율을 보여주었으며, 이 때 최종 pH는 4.0-5.6 범위이었다. 한편, 대상 원수 내의 콜로이드성 입자 또는 용존성 유기물의 작용기(functional group)는 일반적으로 음으로 하전 되어 있어 응집에 의해 잘 제거되지 않는 특성을 가지고 있다. 따라서 과량의 응집제를 주입하여 다가의 양이온성 금속염을 흡착시켜 전기적으로 중화시키고, 생성된 침전성 수화물 내에 포획 또는 여과시켜 제거하게 된다. 이 때, 금속염 수화종의 전하밀도가 응집효율에 영향을 주는 것으로 알려져 있는데, 다가의 양이온은 전기적 이중층(Double layer) 압축에 의한 불안정화를 향상시킬 수 있기 때문에다. 또한, 2가 금속염은 색도유발물질과 흡착하여 humate 또는 fulvate 등의 착화합물(complex)을 형성시켜 응집효율을 향상시킬 수 있다. 따라서 본 연구에서는 생물학적 2차 처리수의 화학적 응집처리에 있어서 알루미늄염 등의 다가이온 첨가가 응집에 미치는 영향을 관찰하고, 후속되는 플록형성 및 침전공정에 의한 제거효율을 비교, 평가함으로써 2차 처리수로부터 난분해성 유기물과 색도를 보다 효과적이고 경제적으로 제거할 수 있는 최적인자를 도출하고자 하였다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2004년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.227-230
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• 2004

본 연구에서는 유류오염토양 세척유출수내 미세토사의 효율적 제거를 위한 최적의 방안 및 적용 운전 조건을 도출하고자 하였다. 응집제를 주입하지 않은 blank 실험결과, 광운대학교 토양 세척유출수는 pH 7～12의 범위에서 65～75%의 효율을 나타내었고, 우이천 하천퇴적 토양 세척유출수는 pH 7～11의 범위에서 30% 안팎의, pH 12에서는 70% 정도의 낮은 효율을 나타내었다. pH 13에서는 두 가지 세척유출수에서 각각 91%, 85%의 효율을 나타내었다. 응집ㆍ침전 실험 결과, 광운대학교 토양 세척유출수는 FeC13, alum, PAC을 적용하였을 때 대체로 99% 이상의 효율을 보였으나, PAM을 적용하였을 때는 pH 13에서만 약 95%의 효율을 보였을 뿐 pH 7～12의 범위에서는 50～70%의 낮은 효율을 보였다. 우이천 하천퇴적 토양 세척유출수는 alum과 PAC을 적용하였을 때 대체로 90% 이상의 효율을 나타내었으나, FeC13와 PAM을 적용하였을 때는 pH 13일 경우에서만 98%이상의 효율을 보였을 뿐 다른 pH조건에서는 대체로 60%이하의 효율을 보였다. 두 가지 세척유출수에 대하여 높은 효율을 보인 alum과 PAC의 경제성을 비교해본 결과 같은 양의 세척유출수를 응집처리 할 경우 PAC에 비하여 alum을 적용하였을 때 적은 비용이 소요되었다. 따라서 alum이 효율성과 경제성에서 가장 우수함을 알 수 있었다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2011년도 춘계학술논문집 1부
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• pp.161-164
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• 2011

본 논문에서는 MBR 공정 유출수의 화학응집에 따른 특성을 알아보고자 A2O공정 하수처리수를 대상으로 막의 공극 크기와 약품 교반시간 및 응집 침전시간에 따른 인 제거 효율을 조사하였다. 막 여과 전후의 시료에 대한 응집실험결과 막 여과 전후의 응집제 투입에 따른 인 제거효율은 막 여과 전 90%와 비교했을 때 각각 74.5, 71.2, 62.6%로 최고 37.4%까지 큰 차이를 보였으며 이것은 막 여과로 인하여 시료 내 존재하는 콜로이드성 물질들의 입자 크기가 작아져 응집반응을 위한 응집핵 형성에 영향을 주었기 때문이며 막의 공극 크기가 작을수록 인 제거 효율도 감소하는 것으로 나타났다. 완속교반과 침전시간을 길게 할수록 인 제거 효율이 증가하였다. 침전시간이 10분일 경우는 인 제거 효율이 막 여과 후의 시료에 대해서 각각 45.3, 35.1, 52.0%로 인 제거가 상당히 불안정하였고 60분일 경우에는 각각 83.4, 85.1, 80.7%로 탁월한 인 제거가 일어난 것을 알 수 있었다.

• 한국환경기술학회지
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• 제19권6호
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• pp.570-575
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• 2018

폐수수탁처리업에 반입되는 산업폐수의 원수 성상이 매일 달라짐에 따라 전처리 공정인 응집침전공정의 효율적 운전이 어려운 실정이며, 이로 인해 후처리공정인 증발농축 및 대체 공정인 membrane 공정의 부하원인이 되고 있다. 이에 본 연구에서는 산업폐수의 효율적 처리를 위해 응집제 주입 방법별(단독주입, 동시주입, 순차주입, 역주입) 응집특성을 비교하기 위해 NaOH 주입 전 후 폐수 원수를 채수하여 실험하였다. 응집실험은 Jar-tester를 이용하여 진행하였다. 응집제주입방법별 TDS 제거효율은 순차주입(2.8 %) < 단독주입(3.9 %) < 동시주입(8.1 %) < 역주입(9.6 %) 순으로, TOC 제거효율은 단독주입(84.3 %) < 역주입(86.2 %) < 순차주입(88.6 %) < 동시주입(89.1 %) 순으로, 탁도 제거효율은 단독주입(99.7 %) < 순차주입(99.8 %) ${\fallingdotseq}$ 역주입(99.8 %) < 동시주입(99.9 %) 순으로 각각 나타내어, 이를 종합적으로 고려하여 판단한 결과 순차주입방법(무기응집제${\rightarrow}$고분자응집제)보다 무기응집제 및 고분자응집제를 동시에 주입하는 방법이 더 효율적인 것으로 나타났다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제26권3호
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• pp.257-263
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• 1998

Alcaligenes eutrophus의 세포배양액(23-210 g dry weight/L)으로부터 균체 회수 효율에 미치는 철계 응집제 첨가 효과에 대해 연구하였다. 응집제로는 무기 응집제인 Fe$_2$(SO$_4$)$_3$과 무기 고분자 응집제인 Ferix-3를 사용하였다. 철계 응집제는 3-13의 넓은 pH 범위에서 응집효과를 나타내었으며, 배양액의 pH가 증가할수록 floc의 크기는 증가하였다. 균체 회수를 위한 배양액의 최적 pH는 10-13이었다. 최적 응집제의 첨가량은 세포농도가 증가함에 따라 증가하였는데, 무기응집제인 Fe$_2$(SO$_4$)$_3$보다는 무기고분자응집제인 Ferix-3이 적은 농도에서 응집 효율이 우수함을 알 수 있었다. 210 g/L의 세포농도 배양액에 Ferix-3을 1300 mg Fe/L를 첨가하면 45$\times$g의 낮은 원심력에 의해 95%이상의 균체를 회수 가능하였다. 응집제의 요구량은 배양액 중의 NH$_4$$^{+}$ 농도에 비례하여 증가하였고, 배양액 중의 NH$_4$$^{+}$ 농도가 1 g 증가하면 응집제가 0.066 g Fe$_3$$^{+}$정도 더 요구되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권8호
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• pp.839-846
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• 2008

탈수된 케이크의 함수율을 저감하기 위하여 폴리아크릴아마이드계 고분자 응집제의 응집특성을 평가하였다. 하수 슬러지의 탈수효율은 응집제의 종류, 교반 속도 및 시간, 용해수의 농도 등에 관계된 두드러진 영향이 있음을 알게 되었다. 최적 교반 속도 및 시간은 실험조건에서 각각 700 rpm 및 3초이었다. 탈수효율은 700 rpm까지는 비례적으로 증가하였다. 응집제의 용해수로 재이용수를 사용하였을 때, 모든 종류의 용해점도는 감소되었다. 그러나 그 점도 변화는 각 응집제의 탈수효율과 비례하지는 않았다. 1차 및 2차 응집반응의 조합으로 한가지 응집제를 사용한 응집 시스템을 평가하였다. 2단 응집공정의 1차 및 2차 투입량 비율의 탈수효율에 대한 영향 또한 평가하였다. 2단 응집 시스템의 최적 조건은 저 및 고점도 응집제에 각각에 대하여 총투입량 대비 1차 투입량이 75%와 50%이었다. 그 결과를 기초로, 2단 응집의 전체 메커니즘을 제안하였으며, 이러한 방법으로 응집 공정들을 최적화함으로써 비용 절감이 가능함을 예상할 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권8호
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• pp.837-843
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• 2005

한외여과 공정의 전처리 공정으로 응집을 적용하였으며, 막여과 공정에 미치는 응집공정의 영향을 평가하였다. 예상되는 응집 효과는 수질 개선, 막오염 저감 및 역세척 효율 향상 등이며, 응집 한외여과 막여과 공정을 연속운전을 통해 조사하였다. 이때 적용된 응집제는 황산반토, PACS, 염화제2철이다. 연구 결과 응집을 통해 처리수 수질을 크게 향상 시킬 수 있었으며, 현탁물질 보다는 유기물 제거율에 높은 효과가 있었고, 최대 30.6%의 제거율 향상을 나타내었다. 막오염 저감에 있어서는 세 종류의 응집제 모두 뚜렷한 효과를 관찰할 수 있었으며, 특히 장기운전에 TA어서 PACS가 가장 효과적이었다. 역세척 효율은 철염응집제가 가장 효과적이었으며, 적정 응집제 주입량에 가까울수록 효율이 향상되는 것으로 나타났다.

• 대한환경공학회지
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• 제38권8호
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• pp.428-434
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• 2016

본 연구에서는 하수 내 인 제거 시 티타늄계열 응집제의 인 제거특성을 알아보기 위해 알루미늄계열 응집제와 비교하였다. Jar-tester를 이용하여 다양한 OH/Ti 몰비(B값)의 응집제를 투여하여 실험을 진행하였다. 초기 인 농도가 증가할수록 처리 후 $PO_4-P$ 농도가 0.2 mg P/L 이하에 도달하기 위한 [Ti]/[P]는 감소하였다. T-P 제거효율은 응집제 주입량이 증가할수록 높아졌지만, 최고 제거효율에 도달한 후에는 B값에 관계없이 감소하였다. 반면에 $PO_4-P$ 제거율은 최고점에 도달한 후 B값에 상관없이 일정하게 유지하는 경향이 나타났다. 동일한 인 제거효율에서 Ti계열 응집제의 주입량은 Al계열 응집제보다 약 2배정도 높았다. 또한, Ti계열 응집제의 B값에 따라 인제거효율에 영향을 미쳤다.