Journal of Korean Society of Environmental Engineers (대한환경공학회지)

Korean Society of Environmental Engineers (대한환경공학회)
권호 표지

Enhancement of Coagulation and Flocculation Efficiencies by Ultrasonic Chemical Spray Nozzle I

초음파 약품분사노즐을 이용한 응집효율 향상 I

  • Kim, Jin-Kook (Division of Environmental, Civil, and Transportation Engineering, Ajou University) ;
  • Cho, Soon-Haing (Division of Environmental, Civil, and Transportation Engineering, Ajou University) ;
  • Ha, Dong-Yun (Division of Environmental, Civil, and Transportation Engineering, Ajou University) ;
  • Koh, Jae-Seok (Department of Materials Science and Engineering, Ajou University) ;
  • Kim, Yong-Hyun (Department of Materials Science and Engineering, Ajou University) ;
  • Choi, Seung-Chul (Department of Materials Science and Engineering, Ajou University)
  • 김진국 (아주대학교 환경건설교통공학부) ;
  • 조순행 (아주대학교 환경건설교통공학부) ;
  • 하동윤 (아주대학교 환경건설교통공학부) ;
  • 고재석 (아주대학교 재료공학과) ;
  • 김용현 (아주대학교 재료공학과) ;
  • 최승철 (아주대학교 재료공학과)
  • Published : 2005.01.31
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Abstract

To establish low-cost and high efficiency water treatment process, feasibility of applying ultrasonic spray nozzle for chemical injection was evaluated. Ultrasonic spray nozzle was manufactured using piezoelectric ceramics. Treatment efficiencies of contaminants by ultrasonic spray nozzle were compared with conventional chemical mixing such as back-mixing. It was found out that the rate of chemical diffusion rate by ultrasonic spray nozzle was faster than by back-mixing method. Removal efficiencies of various contaminants, such as turbidity, organics and microorganism by ultrasonic spray nozzle were also higher than by back-mixing method. By adapting ultrasonic spray nozzle in coagulant injection process, it can be prevented that the decline of treatment efficiency by coagulant overdose. The amount of coagulant can be reduced by applying ultrasonic spray nozzle in water treatment. Along with these advantages chemical mixing chamber is not required if ultrasonic spray nozzle is adapted. From these results, it can be concluded that chemical injection by ultrasonic spray nozzle is an economical and highly efficient device for coagulant mixing.

국내 정수장의 약품공정을 향상시켜 저비용 고효율의 정수처리 공정을 확립할 목적으로 약품 분사용 초음파 분사 노즐의 적용가능성을 평가하였다. 초음파 분사노즐은 압전세라믹스를 이용하여 제작하였으며, 이 장치를 사용하여 상수 원수를 처리한 결과와 현재 대부분의 정수장에서 사용되고 있는 기존의 약품 혼화방식에 의한 오염물질의 처리효율을 비교 평가하였다. 그 결과 혼화방식에 따른 혼화지 내 응집제 혼화특성은 초음파 노즐에 의한 혼화방식이 기계식(back-mixing) 혼화방식보다 응집제의 확산속도가 빠른 것으로 조사되었다. 오염물질 별 제거효율 역시 기계식(back-mixing) 혼화방식보다 초음파 노즐에 의한 혼화방식의 제거효율이 높은 것으로 조사되어, 초음파 분사노즐을 이용한 약품 혼화방식을 실제 정수처리 공정에 적용할 경우 응집제의 과량 주입에 의한 처리효율의 저하를 방지할 수 있고, 후속 공정에 대한 부하량을 줄임으로서, 정수공정에 사용되는 약품을 절감시키고, 혼화지가 필요없게 되어 이로 인한 경제적 효과 뿐만 아니라 보다 순도가 높은 음용수를 생산 할 수 있을 것으로 기대된다.

Keywords

References

  1. 이상협, '경기도 정수장에 적합한 고도정수처리공정 도입방안', 경기연구, 589-111 (2000)
  2. Amirtharajah, A. and O'melia, C. R., 'Coagulation processes : destabilization, mixing, and flocculation,' Water Quality and Treatment. Pontius, F. W.(Ed.), McGraw-Hill, New York. pp. 269-365(1990)
  3. 최승일, '정수시설의 최적설계 및 유지관리', 그린테크노(1997)
  4. 한국수자원공사, '정수장 진단기술의 개발', pp. 322-368, 환경부(2002)
  5. Soares, M. R., 'Phase coexistence in PZT ceramics,' J. Euro. Ceram. Soc, 19, 1865-1871(1999) https://doi.org/10.1016/S0955-2219(99)00003-5
  6. Soares, M. R., 'Phase coexistence region and dielectric properties of PZT ceramics,' J. Euro. Ceram. Soc., 20, 321-334(2000) https://doi.org/10.1016/S0955-2219(99)00170-3
  7. Mason, T. J., Sonochemistry : the use of ultrasound in chemistry, Royal Soc. Chem., 1-8(1990)
  8. 한국 수도 협회, '상수도 시설기준', pp. 254 - 286 (1997)
  9. IRE Standard on Piezoelectric Crystals : Measurement of Pieaoelectric Ceramics, 61 IRE 14.sl, Proc. IRE, 49(7), 1161-1169(1961)
  10. Kawamura, S., 'Considerations for Improving Coagulation and Flocculation,' J. AWWA, 68(6), 328-336(1976) https://doi.org/10.1002/j.1551-8833.1976.tb02421.x
  11. American Water Works Association, 'Coagulation and Flocculation,' Introduction to Water Treatment 2, 63-94(1984)
  12. 전항배, 이동주, 윤기식, 안창진, 'Advanced Coagulation 에 의한 응집효과 및 수처리 효율', 대한환경공학회, 342-345(1996)
  13. Edwards, M., 'Predicting DOC removal during enhanced coagulation,' J. AWWA, 89(5), 64-77(1977)
  14. 채선하, 안창진, 김정현, 이동주, '정수처리에서 2단혼화방식 및 In-line Blender 혼화장치에 의한 혼화공정 개선 기술', 대한환경공학회, C-6(1997)
  15. Kotronarou, A., Mills, G., Hoffmann, R., 'Ultrasonic irradiation of p-nitrophenol in aqueous solution,' J. Phys. Chem., 95, 3639-3638(1991) https://doi.org/10.1021/j100162a038