초록
본 연구는 알루미늄 응집에 의한 인 제거 공정에 마그네슘 및 칼슘과 같은 2가의 금속이온을 첨가하였을 경우 인의 응집특성에 미치는 영향을 조사하였다. 인을 제거하기 위한 최적 알루미늄 응집 pH는 약 5~6 사이이며, 그 이상 pH에서는 TP 제거효율이 감소하였다. 마그네슘이나 칼슘과 같은 2가의 금속이온을 알루미늄 응집공정에 함께 사용할 경우 pH 6 이상 에서도 TP 및 $H_nPO_4^{n-3}$ 제거효율은 안정적으로 95% 이상을 유지하였다. 응집초기 $Al^{3+}/H_nPO_4^{n-3}$ (Al/P) 몰비가 3 이상에서 TP 제거효율이 80% 이상 높게 유지되었으며, 응집 후 잔류 TP 농도를 0.2 mg/L 이하로 제어하기 위해서는 Al/P 몰비는 약 6 이상 이었다. 마그네슘이나 칼슘 이온을 알루미늄 응집공정에 함께 사용할 경우 TP 제거를 위한 최적의 알루미늄 대비 마그네슘 및 칼슘 이온의 몰비($Al^{3+}/Mg^{2+}$ or $Ca^{2+}$)는 모두 2이었다. 알루미늄 응집공정에 마그네슘이나 칼슘 이온을 함께 사용하면, 동일한 양의 TP를 제거하기 위한 알루미늄 응집제 주입량이 감소하였고, 결과적으로 최종 슬러지 발생량도 감소하였다.
The effects of magnesium and calcium ions on phosphorus removal by aluminium coagulation were investigated with various jar tests using settled raw sewage. Maximum TP (total phosphate) removal occurred at pH around 5~6 with aluminium coagulation, and it decreased above pH 6. TP and $H_nPO_4^{n-3}$ removal efficiencies, however, were kept above 95% at pH above 6 by adding the divalent metallic ions like magnesium or calcium ions on aluminium coagulation process. At molar ratio of Al/P ($Al^{3+}/H_nPO_4^{n-3}$) above 3, TP removal efficiency was as high as 80%, and residual TP less than 0.2 mg/L occurred at Al/P ratio above 6. TP removal efficiency was improved by adding magnesium or calcium ions and the optimum $Al^{3+}/Mg^{2+}$ and $Al^{3+}/Ca^{2+}$ ratios were about 2. The required dose of aluminium coagulant was reduced for equivalent amount of TP removal by adding magnesium or calcium ions, as a result sludge generation was also reduced.
