대한환경공학회지 (Journal of Korean Society of Environmental Engineers)

  • 제30권2호
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  • Pages.155-160
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  • 2008
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  • 1225-5025(pISSN)
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  • 2383-7810(eISSN)
대한환경공학회 (Korean Society of Environmental Engineers)
권호 표지

전기화학적공정에서 질산성질소 제거효율 향상에 관한 연구

Study on the Improvement of Nitrate Removal Efficiency in Multi-Step Electro-chemical Process

  • Sim, Joo-Hyun (Department of Environmental Engineering, Inha University) ;
  • Kang, Se-Han (Department of Environmental Engineering, Inha University) ;
  • Seo, Hyung-Joon (Department of Environmental Engineering, Inha University)
  • 발행 : 2008.02.29
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초록

본 연구에서는 다단계 전기화학적 반응기를 이용하여 환원제의 투입, 전극의 종류, 수리학적 체류시간(HRT : Hydraulic Retention Time) 및 전류밀도 변화에 따른 질산성질소의 제거효율을 살펴보았다. 실험결과, 환원제 투입은 질산성질소 제거효율을 증가시켰으며 에너지투입량은 감소시켰다. 전극종류를 변화시켰을 경우, 질산성질소 제거효율 및 전류효율의 차이는 거의 없었으나 Zn 환원제의 회수를 위해 B-type(1단 : Pt-Zn, 2단 : Pt-Zn, 3단 : Pt-Zn, 4단 : Pt-Zn)을 선정하였다. 수리학적 체류시간 변화실험에서는 수리학적 체류시간과 무관하게 동일전류밀도를 공급한 실험과 수리학적 체류시간 변화에 따른 전류밀도 변화 실험 즉, 단위부피당 동일 전류량 공급 실험을 진행하였다. 실험 결과, 수리학적 체류시간과 전류밀도 변화에 의해 농도분극현상과 적용전류량의 부족현상이 발생하게 된다. 즉 수리학적 체류시간이 감소할수록 농도분극현상은 감소하지만 단위 부피당 적용전류량이 부족하게 된다. 따라서 수리학적 체류시간과 전류밀도 실험을 통해 적절한 운전조건을 도출할 수 있으며, 내부 스페이서의 설치로 확산을 증가시킬 경우 질소제거효율 및 에너지효율이 증가될 수 있을 것으로 예상된다.

In this study, the nitrate removal efficiency was examined under a variety of operating conditions, such as different doses of the reducing agent, different electrode types, different HRTs(hydraulic retention times), and different current densities, using the multistep electrochemical process. The nitrate removal efficiency increased and the input energy decreased when the reducing agent was used, and almost no difference was found between the electrode types in terms of their nitrate removal efficiency and current efficiency. So that the Zn reducing agent could be recovered, though, the B-type electrode was chosen(step 1: Pt-Zn; step 2: Pt-Zn; step 3: Pt-Zn; step 4: Pt-Zn). HRT experiments were carried out on constant electric current density unrelated HRTs and various electric current density related HRTs: the constant amount of electric current per unit volume. As a result, HRT and the electric current density caused concentration polarization and the lack of an applied current. That is to say,the lower the HRT, the greater the decrease in concentration polarization and in the amount of applied current per unit volume. Therefore, optimal conditions were found through the experiments that were conducted on HRT and electric current density. When a spacer was installed in the process, the nitrate removal efficiency and energy efficiency increased even more because the diffusion likewise increased.

키워드

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