A Basic Study on the Simultaneous Removal of Ammonium and Nitrate using Zeocarbon

제오카본을 이용한 암모니아성 질소와 질산성 질소 동시 제거에 관한 기초 연구

  • Kim, Seo-A (Applied Chemistry and Engineering Division, Korea Research Institute of Chemical Technology) ;
  • Hong, Ji-Sook (Applied Chemistry and Engineering Division, Korea Research Institute of Chemical Technology) ;
  • Suh, Jeong-Kwon (Applied Chemistry and Engineering Division, Korea Research Institute of Chemical Technology) ;
  • Kang, Ho (Department of Environmental Engineering, Chungnam National University) ;
  • Lee, Jung-Min (Applied Chemistry and Engineering Division, Korea Research Institute of Chemical Technology)
  • 김서아 (한국화학연구원 응용화학연구부) ;
  • 홍지숙 (한국화학연구원 응용화학연구부) ;
  • 서정권 (한국화학연구원 응용화학연구부) ;
  • 강호 (충남대학교 환경공학과) ;
  • 이정민 (한국화학연구원 응용화학연구부)
  • Published : 2005.01.31

Abstract

The objective of this study is to investigate the possibility for water treatment, and to evaluate the efficiency of simultaneous removal of ammonium and nitrate by the surface modified zeocarbon. The surface modification was done by acid treatment using HCl. As a result of modification, strength of the modified zeocarbon was enhanced about 62% higher than that of in original one. This indicates that the modified zeocarbon was suitable for the application of water treatment. In the removal experiments of ammonium and nitrate, the removal efficiency showed about two times higher in the modified zeocarbon and the dependences of pH and temperature were found to be minimized. This indicates that the modified zeocarbon was effective for simultaneous removal of ammonium and nitrate from aqueous solution. Consequently, our results could be used as basic data to design of one-stage ammonium/nitrate simultaneous removal system.

본 연구에서는 기상용 제오카본을 수처리에 적합하도록 염산으로 표면 개질 하였으며, 개질된 제오카본을 이용하여 단일 공정을 통한 암모니아성 질소와 질산성 질소 동시 제거 가능성을 평가하고자 하였다. 제오카본과 비교하여 표면 개질 제오카본의 강도가 62% 정도 증가하였으며, 암모니아성 질소와 질산성 질소 및 총질소 제거율이 약 2배 증가하였다. 또한 암모니아성 질소와 질산성 질소 제거 효율은 pH 및 온도 변화에 거의 영향을 받지 않았다. 따라서 수중에 존재하는 암모니아성 질소와 질산성 질소의 동시 제거가 매우 효과적으로 이루어질 수 있었으며, 본 연구 결과를 토대로 암모니아성 질소와 질산성 질소를 동시 제거할 수 있는 단일 공정 설계를 위한 기본 데이터 제시가 가능하였다.

Keywords

References

  1. 정진영, '용융슬래그를 이용한 제올라이트 합성 및 NaA형 제올라이트를 이용한 해수중의 N, P제거', 부경대학교 박사학위 논문(2003)
  2. Park, S. J., Shin, J. S., Kawasaki, J., 'Ammonia removal of activated carbons treated by anodic oxidation,' J. Korean Ind. Eng. Chem., 14(4), 418-422(2003)
  3. Cooney, E. L., Booker, N. A., Shallcross, D. C, Stevens, G. W., 'Ammonia removal from wastewaters using natural australian zeolite. II. Pilot-scale study using continuous packed column process,' Sep. Sci. Technol., 34(14), 2741-2760(1999) https://doi.org/10.1081/SS-100100802
  4. 이창원, 김원규, 윤태경, 노병일, 문병현, 이강춘,'혼합층 이온교환을 통한 Nitrate와 Ammonium 동시 제거', 화학공학의 이론과 응용, 5(1), 709-712(1999)
  5. Bohdziewicz, J., Bodzek, M., Wasik, E., 'The application of reverse osmosis and nanofiltration to the removal of nitrate from groundwater,' Desalination, 121(2), 139-147(1999) https://doi.org/10.1016/S0011-9164(99)00015-6
  6. Bouchard, D. C, Surampalli, R. Y., Williams, M. K., '지하수 질산염 오염 : 오염원의 잠재적 건강 효과', J. AWWA, 84(9), 85-90(1992)
  7. Symons, J. M., Worley, K. L., 'An advanced oxidation process for DBP control,' J. AWWA, 87(11), 66-75(1995) https://doi.org/10.1002/j.1551-8833.1995.tb06452.x
  8. 이태관, '염소처리에 의한 Microcystin의 제거', 한국수질보전학회, 18(3), 315-321(2002)
  9. Peel, J. W., Reddy, K. J., Sullivan, B. P., Bowen, J. M., 'Electrocatalytic reduction of nitrate in water,' Water Res., 37(10), 2512-2519(2003) https://doi.org/10.1016/S0043-1354(03)00008-3
  10. Reddy, K. J., Lin, J., 'Nitrate removal from groundwater using catalytic reduction,' Water Res., 34(3), 995-1001(2000) https://doi.org/10.1016/S0043-1354(99)00227-4
  11. Peyton, B. M., Moranie, M. R., Petersen, J. N., 'Nitrate reduction with halomonas campisalis: Kinetics of denitrification at pH 9 and 12.5% NaCl,' Water Res., 35(17), 4237-4242(2001) https://doi.org/10.1016/S0043-1354(01)00149-X
  12. El-Hendawy, A. A., 'Influence of $HNO_3$ oxidation on the structure and adsorptive properties of corncob-based activated carbon,' Carbon, 41(4), 713-722(2003) https://doi.org/10.1016/S0008-6223(03)00029-0
  13. Toles, C. A., Marshall, W. E., Johns, M. M., 'Surface functional group on acid-activated nutshell carbons,' Carbon, 37(8), 1207-1214(1999) https://doi.org/10.1016/S0008-6223(98)00315-7
  14. Ozturk, N., Bektas, T. E., 'Nitrate removal from aqueous solution by adsorption onto various materials,' J. Hazard. Mater., 112(2), 155-162(2004) https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2004.05.001
  15. Jorgensen, S. E., 'Recovery of ammonia from industrial waste water,' Water Res., 9(12), 1187-1191(1975) https://doi.org/10.1016/0043-1354(75)90119-0
  16. 홍지숙, 임헌성, 서정권, 노재성, '천연 제올라이트의 이온교환 특성을 이용한 $NH_{4}^{+}-N$ 이온 제거에 관한 연구', J. Korean Ind. Eng. Chem., 12(2), 165-169(2001)