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

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

• 대한환경공학회지
• /
• 제38권12호
• /
• pp.662-666
• /
• 2016

응집/침전 기술로 지표수 내 방사성 핵종(Cs, Sr)의 제거 가능성을 평가하였다. 화학응집제는 Alum (aluminum sulfate), PAC (poly aluminum chloride), PACS (poly aluminum hydroxide chloride silicate)를 사용하였고, 광물계 천연응집제는 일라이트(illite)와 제올라이트(zeolite)를 사용하였다. 화학 및 천연 응집제는 각각 주입하거나 혼합 주입한 후 jar-test를 통하여 안정화된 방사성 핵종($^{133}Cs$, $^{88}Sr$)의 제거율을 평가하였다. 응집/침전 공정에서 화학응집제(Alum, PAC, PACS) 주입만으로는 Cs과 Sr이 10% 미만으로 제거되었고, 고분자응집제(polyDADMAC)를 혼합하여 주입할 경우 Cs은 최대 23.1%, Sr은 최대 17.8%까지 제거가 가능하였다. 광물계 천연응집제(zeolite, illite)는 화학응집제(Alum, PAC, PACS)에 비하여 Cs과 Sr의 제거율이 높았는데, 화학응집제(PACS)와 고분자응집제에 zeolite를 추가로 주입(10~200 mg/L)한 경우 Cs 제거율은 최대 36.9%, Sr 제거율은 최대 17.1%로 증가하였다.

• 상하수도학회지
• /
• 제18권5호
• /
• pp.689-695
• /
• 2004

Electrocoagulation has been suggested as a promising alternative to conventional coagulation. The process is characterized by reduced sludge production, no requirement for chemical use, and ease of operation. However, this coagulation has scarcely been studied in water purifying process. This study was performed several batch experiments to compare turbidity removal between electrocoagulation and chemical coagulation. In addition, characteristics of floe were evaluated with zeta potential and particle size distributions. Electrocoagulation showed a relatively higher removal of turbidity (approximately 5%) with the same aluminum amount than conventional chemical coagulation. In addition, turbidity removal by electrocoagulation was less sensitive to pH and was greater for more extensive pH range than chemical coagulation. The results of zeta potential and floc size distributions illustrated that electrocoagulation provided the preferable conditions for coagulation such as zeta potential close to zero millivolt and increased portions of particles in the range of 40 and $100{\mu}m$.

• 대한환경공학회지
• /
• 제33권10호
• /
• pp.709-716
• /
• 2011

전해질 농도가 낮은 병원폐수를 전기화학적으로 처리할 경우 무기응집제 주입 효과에 대해 고찰한 결과, 무기응집제 주입으로 전해질 농도가 높아져 병원폐수 내 유리염소의 농도의 증가로 유기물질의 간접산화효과가 증가하여 전류밀도 $1.76A/dm^2$, 반응시간 120분에서 무기응집제를 주입하지 않은 경우보다 COD 제거효율이 약 2배 향상되었다. 또한, 무기응집제에 의한 전해질의 증가로 HOCl과 같은 유리 잔류염소의 증가로 병원폐수 내의 클로라민이 질소로 전환되는 속도가 증가함에 따라 전류밀도 $1.76A/dm^2$, 반응시간 120분 및 응집제 주입량 700 ppm에서 T-N 제거율을 약 2배 향상시킬 수 있었다. 동일 조건에서 90% 이상의 높은 T-P 제거율을 얻을 수 있었는데, 이는 무기응집제에 의한 전해질의 증가로 양전극에서의 발생되는 용존산소에 의해 생성된 불용성 금속 화합물과 인산염의 화학적 흡착반응 속도가 증가하였기 때문인 것으로 판단된다. 이상의 실험에서 전해질이 부족한 병원폐수의 전기화학적 처리시 무기응집제를 전해질로 첨가할 경우 유기물질 및 영양염 제거에 모두 매우 효과적임을 알 수 있었다.

• 기술사
• /
• 제28권5호
• /
• pp.20-24
• /
• 1995

• 한국대기환경학회:학술대회논문집
• /
• 한국대기환경학회 2000년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.377-378
• /
• 2000

에어로졸 입자들의 물리적, 화학적 성질 및 인체에 미치는 영향 등은 입자의 크기분포에 밀접하게 관련되어 있다. 에어로졸 입자의 응집현상은 입자의 크기분포 변화를 일으키는 주된 메커니즘의 하나로서 여러 응용 및 기초 연구에 필수적으로 사용된다. 응집에 의한 입자크기분포의 변화는 다음 식으로 나타낼 수 있다. (중략)

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

• 환경위생공학
• /
• 제16권2호
• /
• pp.71-78
• /
• 2001

본 연구는 폐수 중 함유된 고농도의 LAS를 제거하기 위해 $FeSO_4$를 이용한 응집, 펜톤산화, 펜톤 공정 전.후에 응집공정을 조합시킨 Coagu-oxidation 및 Renton's Coagulation을 이용하여, 처리 시 최적 조건을 도출하고, 효율적인 화학적 처리방법을 검토하기 위해 수행되었다. 연구로부터 얻어진 결론은 다음과 같다. 응집공정은 pH 8, 응집제의 주입량 200mg/L인 조건에서, 펜톤산화는 pH 3, $H_2$$O_2$에 대한 ${Fe^2}^{+}$의 비가 1:1인 조건에서 최적효율을 보였다. Fenton's Coagulation 처리 시 LAS의 개환율은 높아졌고, 주입된 LAS농도의 73~96%가 제거되어 4가지 처리 방법 중 가 장 좋은 처리효율을 보였다. 따라서, LAS의 생물학적 처리 시 거품 및 부산물 생성 등에 의해 저해작용을 감안한다면, LAS가 다량으로 함유한 산업 폐수에서 화학적 처리방법의 도 입이 적절할 것으로 생각되며, 이들 중 Fenton's Coagulation을 유용하게 적용될 수 있을 것으로 판단된다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
• /
• 제3회(2014년)
• /
• pp.263-274
• /
• 2014

펩타이드 중합체의 이차 구조는 화학적, 생물학적 기능을 갖는 단백질 삼차 구조를 결정하는 중요한 구성요소이다. 이러한 단백질의 이차구조에 대한 정보는 치매, 광우병과 같은 단백질 응집관련 질병에서 응집유발 단백질의 형성과정 및 안정도와 밀접한 연관이 있다. 본 연구는 폴리알라닌을 모델 펩타이드로 선택하여, 이들의 가능한 7가지 이차구조들에 대한 구조적, 열역학적 특성을 계산화학방법을 통해 비교 분석하였다. 우선 기체상에서 7가지 구조들의 구조최적화를 통해 상대적 안정도를 비교하였고, 나아가 EDISON의 용매화 자유 에너지의 열역학적 계산방법을 통해 수용액상에서의 상대적인 안정도와 그 원인을 비교, 분석하였다. 특히, 기체상에서와 수용액상애서 폴리알라닌 이차구조들의 상대적 안정도가 바뀌는 원인에 대해, 폴리알라닌의 구조적 특징과 수소결합과의 상관관계를 통해 규명하였다. 본 연구에서 밝힌 단백질 이차 구조의 상대적 안정도 및 물과의 상관관계에 미치는 구조적, 열역학적 원인은 응집 유발 단백질에서 제시된 특정 이차 구조의 선택적 안정성에 대한 근거를 제시하며, 그 기작을 이해하는 중요한 단서를 제공한다.