IGF 운전조건에 따른 Oil 제거 특성 연구 = Study on Oil Removal Characteristics according to IGF (Induced Gas Flotation) Operating Conditions

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Response to high oil prices can be summarized as improving supply stability and reducing dependence on oil. Among them, measures to reduce dependence on oil include improving oil utilization efficiency, replacing it with other fuels, and developing and distributing new and renewable energy to replace oil. Among the emerging alternatives in this situation, the use of unconventional oil resources is emerging. However, water management in the plant process is a very important key factor because the production of unconventional oil resources requires a very large amount of water. Produced water among the wastewater generated in the plant process accounts for about 70% of the total wastewater, and various pollutants are mixed, which can have a great adverse effect on the overall ecosystem when discharged to the water system. Therefore, in this study, in order to remove the oil in the produced water, the Eductor type of Induced Gas Flotation process was designed, and a study was conducted to derive the optimal operating conditions through experiments by operating conditions. In order to generate optimal bubbles, the eductor design was conducted, and the operating conditions were set to the Oil inlet concentration, Salinity, Recycle Ratio, Water Temperature, Residence Time to derive the optimal operating conditions. As a result of the experiment, the highest removal efficiency was 99.4% and 97.5%, respectively, when Salinity : 20,000 ppm and Recycle Ratio : 80% were shown in both water temperature conditions of 40°C and 50°C, and the highest removal efficiency was 80.0% and 85.1% when Salinity : 20,000 ppm and Recyclle Ratio : 120%, respectively, in both water temperature conditions of 40°C and 50°C. Salinity and Water Temperature were the main factors influencing initial treatment stabilization, and when oil at a concentration higher than the design concentration was introduced, the removal efficiency could be increased by about 10% by increasing the Residence time. Keywords : Induced Gas Flotation, Oily wastewater, Eductor, Micro-Bubble, Salinity

국문 초록 (Abstract)

고유가 대응방안은 공급 안정성 제고, 석유 의존도 축소 등으로 요약될 수 있 다. 그중 석유 의존도 축소 방안으로는 석유 이용효율 제고, 타 연료로의 대체, 석유 대체 신재생에너지의 개발 및 보급 등이 있다. 이러한 상황에서 떠오르는 대안 중 비전통형 석유 자원의 활용이 주목받고 있다. 그러나 비전통 석유자원 의 생산을 위해서는 매우 많은 양의 물이 요구되기 때문에 플랜트 공정 내 물 관리는 매우 중요한 핵심 요소이다. 플랜트 공정 내 발생하는 폐수 중 생산수 (Produced water)는 전체 폐수의 약 70%를 차지하며, 각종 오염물질이 혼합되어 있어 수계로 배출 시 생태계 전반에 큰 악영향을 미칠 수 있다. 따라서 본 연구에서는 생산수 내 Oil을 제거하기 위해 Induced Gas Flotation 공 정 중 Eductor Type을 설계하고, 운전조건별 실험을 통해 최적 운전조건을 도 출하는 연구를 진행하였다. 최적의 기포 발생을 위해 Eductor 설계를 진행하였 으며, 운전조건은 Oil 유입농도, Salinity, Recycle Ratio, Water Temperature, Residence Time으로 설정하여 최적 운전조건을 도출하였다. 실험결과 설계농도 조건에서는 수온 40℃, 50℃ 두 조건 모두, Salinity : 20,000 ppm, Recycle Ratio : 80% 일 때 각각 99.4%, 97.5%의 최고 제거효율을 나타냈 으며, 고농도 조건도 수온 40℃, 50℃ 두 조건 모두, Salinity : 20,000 ppm, Recycle Ratio : 120% 일 때 각각 80.0%, 85.1%의 최고 제거효율을 나타냈다. Salinity와 Water Temperature는 초기 처리 안정화에 영향을 미치는 주요 인자 로 나타났으며, 설계농도보다 높은 농도의 Oil이 유입될 시 Residence Time을 증가시켜 제거효율 약 10% 증가시킬 수 있었다. Keywords : 유도가스부상, 오일폐수, 이덕터, 미세기포, 염도

목차 (Table of Contents)

• 제1장 서론 1
• 제2장 이론적 배경 4
• 제3장 실험 방법 24
• 제4장 실험결과 및 고찰 35
• 제5장 결론 63
• 제6장 참고문헌 65