http://chineseinput.net/에서 pinyin(병음)방식으로 중국어를 변환할 수 있습니다.
변환된 중국어를 복사하여 사용하시면 됩니다.
전기투석을 이용한 폐수 처리에서 이온교환막 면적의 영향
김주형 ( Joohyeong Kim ),오은주 ( Eun Joo Oh ),이승현 ( Seung Hyun Lee ),민경진 ( Kyung Jin Min ),박기영 ( Ki-young Park ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2019 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 Vol.2019 No.-
최근 산업이 발전함에 따라 수자원 사용량은 증가하였지만 물 부족은 점점 심각해지고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 폐수를 처리한 뒤 재사용할 수 있는 다양한 기술이 적용되어 왔으며, 주요 기술로 응집침전, 이온교환, 증발농축, 역삼투, 전기투석 등이 있다. 전기투석 공정은 전기장과 이온교환막을 이용하여 용액에서 이온을 분리 및 농축시키는 기술로 중금속과 같은 유해물질을 효과적으로 처리하는 동시에 농축된 용액에서 유가자원을 회수하여 재사용 할 수 있는 경제적인 기술로 알려져 있다. 전기투석 공정의 처리 성능에 영향을 미치는 요인으로 용액의 특성, 유체 역학적 특성 및 전기적 특성이 있다(Bernardes et al. 2016). 전기적 특성 중 하나인 한계전류밀도는 이온의 분리 효율 및 경제 효율을 결정하는 가장 중요한 요소로 이온교환막 면적, 이온농도, 유속에 따라 달라진다. 이 연구에서는 전기투석 공정을 통해 구리를 포함한 인공폐수를 처리할 때 이온교환막 면적에 따라 한계전류밀도의 변화와 처리효율을 평가하였다. 전기투석은 희석조, 농축조, 전극액조, 이온교환막 스택, 공급펌프 및 전력공급장치, 백금전극으로 구성된다. 이온교환막은ASTOM(Tokyo, Japan)의 Neosepta CSE (양이온 교환막) 및 ASE (음이온 교환막)를 사용하였다. 희석조, 농축조, 전극액조의 용량은 각각 0.5L이었다. 각 이온교환막의 유효면적은 55cm<sup>2</sup>이고 이온교환막 pair수는 각각 1, 3, 5, 9pair로 구성되었다. 실험에 사용된 폐수의 구리의 농도는 20mg/L이었고 전기투석 공정은 이온교환막 수에 따른 한계전류밀도에서 운전되었다. 실험결과 1, 3, 5, 9pair의 한계전류밀도는 각각 96.5, 14.7, 15.0, 5.4A/m<sup>2</sup>이었고 이때의 전위는 11.3, 7.4, 9.9 및 9.6V이었다. 한계전류밀도는 이온교환막 면적이 증가함에 따라 감소하는 경향을 보였다. 그러나 각각 이온교환막 면적의 한계전류밀도에서 전기투석 공정을 진행하였을 때, 이온교환막 면적이 증가함에 따라 구리의 처리 속도는 증가하는 것을 확인하였다. 이를 통하여 막 유효 면적이 증가하면, 전위를 증가시키지 않고도 구리 처리 속도를 증가시킬 수 있는 것을 알 수 있다. 본 실험에서 95%의 구리제거효율을 달성하는데 필요한 운전 시간은 5pair의 경우 약 25분, 9pair의 경우 약 15 분이 필요한 것으로 확인되었다.
슬러지 마이크로파 열분해 온도에 따른 가스 조성의 영향
김가빈(Gabin Kim),박영호(Young Ho Park),김주형(Joohyeong Kim),김대기(Daegi Kim),박기영(Ki Young Park) 한국열환경공학회 2019 한국열환경공학회 학술대회지 Vol.2019 No.춘계
현재 화석연료에 대한 높은 의존도로 인해 지속가능한 에너지원의 구축이 필요하다. 이에 폐기물을 이용해 에너지를 생산하는 폐기물자원화 기술이 주목을 받고 있다. 폐기물 중 하수슬러지는 발생량이 많고 유기물 함량이 높아 에너지원으로 활용될 가능성이 높다. 다양한 자원화 방법 중 열분해는 고분자 유기물질을 열적 분해하여 고체, 액체, 기체상의 생성물로 회수할 수 있는 방법으로, 보다 환경적인 슬러지 처리가 가능하게 된다. 하지만 외부 열원을 에너지원으로 이용하는 기존 열분해 방법의 경우에는 온도 상승에 많은 시간이 소요되고 직접적인 내부 가열이 어렵다는 단점이 있다. 이를 극복하기 위해 유전 가열을 통해 유기물의 내부를 직접적으로 분해하는 마이크로파 열분해 방법이 고안되었다. 마이크로파를 이용한 열분해는 기존 열분해와 비교 시 최종 온도에 도달하는 시간이 단축되며 높은 수소가스 성분 생성이 가능하다는 장점을 가진다. 본 연구에서는 하수슬러지의 효율적인 에너지화 공정으로 마이크로파 열분해 방법을 제시하고, 슬러지의 마이크로파 열분해 시 최종 온도 변화에 따른 가스 생성물의 조성을 관찰하였다. 마이크로파 열분해 온도는 각각 400, 600, 800, 1000℃로 설정하였다. 1시간동안 최종 온도를 유지하며 열분해 실험을 진행하였고, 생성되는 열분해 가스를 포집하였다. 온도 상승 추이와 가스 생성물 중 수소가스의 발생을 중점적으로 분석하여 슬러지 열분해에 있어서 마이크로파가 미치는 영향을 도출하였다.