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원자력산업 지르코늄합금 튜브 생산공장에서 배출되는 불소.질소 함유 폐수의 황산화탈질을 이용한 질소처리

Removal of Nitrogen Using by SOD Process in the Industrial Wastewater Containing Fluoride and Nitrogen from the Zirconium Aolly Tubing Production Factory of the Nuclear Industry

  • 투고 : 2011.03.21
  • 심사 : 2011.11.28
  • 발행 : 2011.11.30

초록

원자력산업에서의 지르코늄합금 튜브 제조공정은 튜브 산세 시 질산과 불산을 사용하고 있어 세척 시 발생되는 폐수의 주요 오염물질은 질산성질소와 불소성분으로 이루어져 있다. 오염물질인 불소와 질산성질소의 처리를 위해, 다양한 실험을 거쳐 처리기술을 검토한 결과를 토대로, 당사의 폐수처리공정은 1차 화학응집처리에 의한 불소성분 제거공정, 황산화 탈질반응을 이용한 SOD (Sulfur Oxidation Denitrification)공법에 의한 독립영양탈질공정, 2차 화학응집처리공정으로 구성하여 운영하고 있다. 본 폐수처리공정의 특징은, 질산성질소제거를 위해 황산화 탈질공법(SOD Process)을 적용한 것이다. SOD공법은 기존의 황탈질공법과는 달리 황과 알칼리성물질을 일체화한 충진담체(JSC Pellet)를 사용한 기술로, 유기탄소원이 전혀 없는 무기계폐수의 탈질기술로서 주목받고 있다. 현재까지 폐수처리장의 운영결과를 보면, 유입수의 평균 T-N농도가 설계값인 100 mg/L를 상회하는 147.55 mg/L이었지만, 처리수의 평균 T-N농도는 12.72 mg/L로 91%의 높은 제거율을 안정하게 유지하고 있다. 이상의 결과로, SOD공법이 무기계 산업폐수의 질산성질소제거에 매우 유용한 공법임이 확인되었으며, 신규 개발한 미생물활성화제(특허출원 중)를 사용함에 의해 증식속도가 늦은 독립영양미생물의 활성이 안정적으로 유지되었다.

The main pollutants from zirconium alloy tubing manufacturing process in nuclear industry are nitrate ($NO_3-N$) and fluoride (F-)Nitric acid, and hydrofluoric acid is used for acid pickling. The process for the removal of nitrate and fluoride is composed of 1st chemical coagulation, SOD (Sulfur Oxidation Denitrification) process using sulfur-oxidizing denitrification, and 2nd chemical coagulation. The characteristic of the wastewater treatment is an application of SOD process. The SOD Process is highly received attention because it is significantly different from existing processes for sulfur denitrification. A JSC (JeonTech-Sulfur- Calcium) Pellet is unification of sulfur and alkalinity material. According to result of SOD process in wastewater treatment plant, the removal efficiency of T-N was over 91% and the average concentration of T-N from influent was 147.55 mg T-N/L and that from effluent was 12.72 mg T-N/L. Therefore, SOD process is a useful to remove nitrogen from inorganic industrial wastewater and a new development of microbial activator was shown to be stable for activation of autotrophic bacteria.

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참고문헌

  1. 이규성, 조춘구, 윤홍식 "산업폐수의 불소처리에 관한 연구," 한국화학공학회, 추계학술발표회 논문집, pp.216-217(1989).
  2. 한전원자력연료주식회사, "튜브제조시설 건설관련 제조공정 및 페수처리공법 검토자료,"(2005.7)
  3. 정팔진, 김민정, 이재백, 권지영, 박정훈, "응집침전에 의한 고농도 불소함유 폐수처리," 대한 상하수도학회/한국물환경학회지, 공동 추계학술발표회 논문집, pp.139-140(2006).
  4. 김영임, 백미화, 김동수, "칼슘에 의한 불소함유 폐수의 침전처리," 대한 상하수도학회/한국물환경학회지, 공동 추계학술발표회 논문집, pp.96-97(2007).
  5. 김영임, 김동수, "칼슘 침전법에 의한 불소처리에 관한 연구," 수질보전학회지, 23(3), 371-376(2007).
  6. 고종호 & 지해성, "제관공정의 불소폐수처리공정 개선," 대한환경공학회지, 20(9), 1199-1215(1998).
  7. 하재인, "고농도 질산성질소 활성슬러지 탈질 반응에서 불소, 칼슘이온 및 이온 강도의 영향," 중앙대학교 대학원, (2001.6).
  8. 한국, "폐수처리방법," 특허 등록번호 제0503134호, (2005).
  9. Chang-suk JIN, and Yasuo Tanaka, "Decoloration and nitrogen removal of swine wastewater after anaerobic treatment using the sulfur filling up reactor," J. Water Treatment Biol., 37(3), 93-98(2001). https://doi.org/10.2521/jswtb.37.93
  10. Chang-suk JIN, and Yasuo Tanaka, "Decoloration and the nitrogen removal of swine wastewater by sulfur oxidation reaction," J. Water Waste, 43(12), 1-7(2001).
  11. 陳昌淑, "硫黃酸化反應とアンモニア酸化反應によるによ る畜舍汚水の脫色と窒素除去," 日本水處理生物學會誌, 37 回大會, pp.17-18(2000.11).
  12. 陳昌淑, 硫黃を利用した畜舍汚水の脫色と窒素除去, 日本水環境學會誌 35回大會, pp.418-419(2001.3).
  13. 진창숙, 강호, 신경숙, "아질산산화반응의 억제와 황산화반응을 이용한 축산폐수의 질소 및 색 제거," 대한환경공학회, 춘계학술대회 논문초록집, pp.79-80(2001).
  14. Tiandan, 진창숙, "황복합담체와 황산화 미생물을 이용하여 질산성질소를 함유한 인공폐수의 탈질성능평가," 대한환경 공학회, 추계학술대회 논문초록집, pp.192-193(2003).
  15. 최예덕, "황이용 독립영향 탈질시 알카리도 공급을 위한 두가지 방안의 평가," 인하대학교 대학원(2002.2).
  16. 안정근, 박소라, 박정진, 주동진, 변임규, 박태주, "Spent Sulfidic Caustic 주입에 의한 독립영향탈질 공정의 HRT 변화에 따른 특성 및 미생물 군집의 해석," 대한 상하수도학회/ 한국물환경학회, 공동 추계학술발표회 논문집, pp.1-7(2007).
  17. Mark Christian R. Redillas, Eul Sang Cho, Grace Nisola, Eun Yong Sim, Ye Kyung Kim, Shin Jung Park, Yoo Nam Jong, and Wook Jin Chung , "Sulfur-calcium carbonate foam을 이용한 독립영양탈질," 한국물환경학회/대한상하수도학회, pp.613-617(2007).
  18. 지찬규, 심은용, 마크레딜라스, 유남종, 조을생, 정욱진, "황이용 독립영양탈질공정시 탄소원에 따른 질산성질소의 탈질효율에 미치는 영향," 한국물환경학회/대한상하수도학회, pp. 617-618(2008).