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063-071-021종보고 결본( )
양질의 상 원 보 지 리
Safe management technology of water source
자 나노복합체를 이용한 녹조 부 질고속처리 개
Development of economic algae removal technologyby nano-composite compound
국 연구원
경 부
- 1 -
출
경부장 귀
본 보고 를 “자 나노복합체를 이용 녹조 부 질 고속처
리 개 에 연구 과 부 탁 과 조 거시스” ( ( ) “
요소 개 에 연구” ) 종보고 출합니다.
월 일2010 7
주 연구 명 국 연구원:
연구책임자 장 태:
연 구 원 이 희:
조:〃
고 상:〃
주:〃
부 탁연구 명 재 울산산업진 크노 크( ) : ( )
부 탁연구책임자 우 항( ) :
- 2 -
보고 록
사업명 차 핵심환경 개 사업 분류 (실용공공원천 획, , , )
연구과 명자 나노복합체를 이용한 녹조 부 질 고속처리
개
최종 과품 조류 거장치
행
주( )
업 명( )한국 학연구원 립일 1976. 9. 2
주소 역시 구 장동 100
표자
장( )헌 승 연락처 042-860-7801
페이지 www.krict.re.kr 스 042-860-7900
연구과
개요
주 연구책임
자장태 소속부 그린 학
042-860-7577
실 담당자 이 희E-mail
042-860-7594
참여 업 경워 주( )
사업
천원( )
부출연민간부담
합계
710,000 24,000 213,000 947,000
연구 간 2007. 4. ~ 2010. 3. (3 )
연구개
결과
최종목표
자 나노 복합체를 이용하여 상 원 역에 부 양( )
에 의해 생 녹조 부 효 이 높고 고속
로 거할 있는 경 개 평가항목( )
개 내용
결과아래 같
- 3 -
연구개 결과 개 내용 결과< : >
자 복합체 조(1)
자 복합체 질환경 경 고 할 마그 타이트(Fe① 3O4 가 가장)
합함 알 있었 며, 열합 법 로 조 마그 타이트는 단일상이었다.
② 조 마그 타이트는 크 의 범주에 조가 가능하 며 입자의50 ~ 300 nm ,
상 열처리 도에 라 또한 구 사각 그리고 각 의 상이 나타날 있다, .
또한 조 마그 타이트는 의 자 장 하에 포 는 것 로 나타났고16.5 kOe ,③
잔류자 는 이며 보자 로 나타났다14.2 emu/g 200.9 Oe .
녹조 부 질 거하 한 최 조건(2)
본 연구의 카니즘인 자 복합체가 포함 차법에 의한 에 포함
녹조 부 질 면 로 고속 거시키 하여 다 과 같 결과(Algae)
를 얻었다.
하를 띠고 있는 부 질 녹조류를 면 로 고속 거하 하여 양①
하를 공하는 질 첨가해야 람직하며 이를 해 는 표면개질이나,
첨가를 통해 철염 알루미늄염 키토산 아크릴아마이드 등 로 표면개질, ,
하거나 첨가하는 태의 슬러리 상태가 거 효 이 상 로 우 하
다.
부 질 조류를 면 로 고속 거시키 한 여러 가지의 조건②
처리 과 의 는 의 역이 가장 효과 인 것 로 인 었다pH 6.0~7.5 .
본 연구의 최종목표인 이상의 녹조 거 한 최 조건 립 녹95 %③
조 거 시스템 공 로 운 하 다.
녹조 부 질 거하 한 연속시스템(3)
본 연구에 의해 에 공 자 복합체를 면 로 고액 분리하 하여․
고자 공할 있는 자 이 요하다 할 있다 고자 공하 하.
여 자 또는 듐 자 이 요하나 구자 자 인 경우 게가 상,
당히 겁고 작 용이 매우 고가라는 단 이라는 이 있다 하지만 본, .
연구에 는 충분한 가능 보여주고 있 며 보다 상용 에 근하 해,
의 실증 연구가 뒷 침 어야 할 것 로 사료 며 재magnetic separator ,
연구 과 도 환경 신 로 인 해 에 있다2010 .
- 4 -
연구개
결과
개
의
특징장․
차 염 생이 없는 녹조 부 거 에 의한2
신 품 시스템 개( )
효과
(
경
효과)
존 녹조 거 처리 공 의 보 없이 효과 이고 경•
로 연계처리 거효 이상 가능( 90 % )
흡착 조류의 재활용에 른 환경 염 부하량 감소•
존 조류 거 처리 용 재료 인건 포함 이상( , ) 50%•
감 억원: 200 /
새로운 환경 출로 인한 료 입 상•
용분야 조류 부 거
과학
과
특허
국내 출원 건 등록 건4 , 2
국외 출원PCT
논
게재
SCI -
S
CI건1
타 신 인증 추진 류( )
사업
과
매출액
개 후 재 지 억원-
향후 간 매출3 억원10
시장
규모
재의 시장규모국내 억원: 700
계 억원: 7,000
향후 상 는 시장규모(3 )국내 억원: 1,500
계 조원: 2
시장개 후 재 지
국내 : - %
계 : - %
향후 3국내 : 5 %
계 : 2 %
계시장
경쟁
재 품 계시장 경쟁10 (-%)
후 품 계시장 경쟁3 2~3 (2%)
- 5 -
요 약
연구개 과 명I.
자 나노복합체를 이용 녹조 부 질 고속처리 개
연구개 요II.
인간 삶에 있어 근원 이고 인 요소 인간 생명과 생태계,
지는 식 공 도시개 농업 후변 등과 같 많 역에 막, ,
향 미 다 그러나 인구가 증가 고 산업이 달함에 라 많 이 요. ,
구 고 있 며 재 가용 가능 양 어들고 있는 실이다, .
편 국내에 는 지 자 실시 이후 지역 주민 간 지 자 단체 간 분,
쟁이 우 에 이를 것 상 고 있 며 보다 깨 고 인 자원,
보를 종합 이고 체계 인 질 자원 리 립이 장 인 면,
에 요구 고 있다 이에 라 본 연구를 통 여 자 띠고 있는 자 복합체.
차 법에 해 양 를 공 있는 질 에 포함시키고 에,
염 를 공 는 부 질 녹조 거 조건 립 녹조 거
시스 개 상 조건 립 고자 다.
연구개 결과III.
주 연구 인 국 연구원 본 과 를 행 에 포함 녹조
부 질 면 고속 거 데이 를 보 있다 이를 토.
본 과 과 주 연구 탁연구 참여 업과 상 연구 에,
해 얻어 며 그 결과는 다 과 같다, .
자 복합체 조(1)
가 사용 자 복합체 질 경 경 고 마그 타이트 가( ) (Fe3O4)
- 6 -
가장 합함 있었 며 열합 법 조 마그 타이트 분말시료,
를 회 분 를 통해 분 결과 단일상 마그 타이트가 합 것X-
인 었다.
나 조 마그 타이트는 자 장 에 포 는 것 나타났( ) 16.5 kOe
고 잔 자 는 이며 보자 이었다, 14.2 emu/g 200.9 Oe .
다 공침법 합 마그 타이트를 사용 여 녹조 거실험 행 결과 종래( ) ,
장품용 검 료 시 고 있는 마그 타이트를 이용 녹조 거실험에
소 마그 타이트를 사용 면 본 연구에 공침법 조50~800 ppm ,
마그 타이트를 이용 실험에 는 농도 도 녹조 거가 우10 ppm
게 이루어진 것 인 있었다.
자 복합체 질 경(2)
에 포함 녹조 부 질 면 고속 거 시키 여 마(algae)
그 타이트 복합체가 사용 다 처리공 미량 마그 타이트가 에 출.
이 있 에 라 본 연구에 사용 는 마그 타이트가 에 출 경우
질 경에 미 는 향 살펴보 여 본 연구 녹조 부 질 거,
공 동일 게 후 외부 자 부 고 분리 처리 를 이용․
여 어독 실험 다.
어독 스트 규 간인 일보다 일 이상 랜 간 일 동 스트4 10 ( 14 )
결과 마그 타이트가 포함 지 원 는 본 연구에 녹(Control)
조 부 질 처리 처리 에 마리도 죽지 며 외부 충격1 ,
족 에 가 매우 민첩 게 행동함 보여주었다.
이에 라 본 연구에 사용 자 복합체 마그 타이트 분말 첨가 인
산 에 독 없는 것 단 에 라(sulfamic acid) 본 연구에 마
그 타이트(Fe3O4 자 복합체를 사용 경우 마그 타이트 그 첨가 에)
질 경 향 지 인 있었다.
녹조 부 질를 거 조건(3)
에 포함 녹조 부 질 면 고속 거시키 여 다(algae)
과 같 결과를 얻었다.
가 부 질 녹조를 면 고속 거 시키 여러 가지 조건( )
소이 농도 가 가장 요 역 는 것 인 었 며 처리 과(pH) ,
- 7 -
는 역이 가장 효과 인 것 인 었다pH 6.0~7.5 .
나 부 질 녹조가 포함 처리 여 체 마그 타이트( )
함량이 높 부 질 녹조 거 이 높 며 이 큰 부 질보,
다는 이 낮 녹조인 경우 마그 타이트 함량이 게 포함 어도 거 가
능 이 높 다.
다( ) 녹조 처리과 경 차 염이 없는 처리 조건 립2
여 양 질 천연고분자인 키토산 이용 는 경우 가장 람직 며,
마그 타이트 농도가 소 이상이 어야 효0.0010 %(10 ppm)
에 포함 녹조 부 질 거 있 인 며 고분자 양,
질인 크릴 마이드 함량이 이 농도 지 녹조 처리1.0 ppm
효 이 욱 극 있 인 다.
라 본 연구 종목 인 이상 녹조 거 조건 립 녹( ) 95 %
조 거 시스 계 운 공리에 마쳤다.
녹조 부 질를 거 시스(4)
본 연구에 해 에 공 자 복합체를 면 고 분리 여 고․
자 공 있는 자 이 요 다 있다 고자 공 여.
자 는 듐 자 이 요 나 구자 자 인 경우 게가 상당히,
겁고 작 용이 매우 고가라는 단 이라는 이 있 며 조건에 라, ,
거 이 조 있다 라 자 복합체 명 분리 경 그리고. ,
량생산 등 고 해 는 자 분리 역 이 매(magnetic separator)
우 요 것 사료 다.
녹조(5)
본 연구 카니즘에 해 거 녹조를 재 용 여 녹조가
포함 용 에 종균 를 첨가 고 에 해 녹조 를 효시킨 후 종bubbling
고추 토마토를 상 작 일 량 공 고 시간에 른 작 장속도,
품질 인 결과 작 종 에 라 다소 다르지만 범 장17~80%
품질이 향상 었다.
- 8 -
목 차
장1 ·····························································································19
가 연구개 요 요. ··············································································19
나 연구개 국내외 황. ························································································24
계(1). ··········································································································24
국내(2). ·················································································································24
국내외 연구 황(3). ‧ ·····························································································25
다 연구개 상 차별. ················································································28
장 연구개 목 내용2 ·························································31
가 연구 종목. ·······································································································31
나 연도별 연구개 목 평가 법. ·······························································33
다 연도별 추진체계. ·······································································································34
장 연구개 결과 용계획3 ·····················································35
가 연구개 결과 토. ··························································································35
자 나노입자 합 이를 이용 녹조 거1 ··············································35
본 연구에 조 마그 타이트를 이용 녹조 거2 ·······························55
자 나노입자 면개질 특3 ······························································74
자 복합체를 이용 황토 부 질 고속 거4 ························79
자 복합체를 이용 실험조건에 다른 녹조 고속 거5 ··················98
지실험에 키토산 면개질 용에 연구6 ···························176
연속녹조 거시스 차 도 시스 계 작 가동7 (2 ) , ·······················193
연속녹조 거시스 이용 부 질 녹조 처리에 연구8 ··206
처리 어독 실험9 ····················································································222
차 도 연속시스 에 녹조 거에 연구 시스 계 작포함10 3 ( , )
··························································································································225
보11 자 분리 연속시스 에 녹조 거(magnetite separator) (1)
- 9 -
····························································································································254
12 보 자 분리 연속시스 에 녹조 거(magnetite separator) (2)
····························································································································265
13 보 자 분리 연속시스 이용 녹조분리(magnetite separator)
( )···········································································································276
나 연구개 결과 요약. ······························································································293
다 연도별 연구개 목 달 도. ··········································································297
라 연도별 연구 과 논 특허 등. ( )․ ·········································································298
마 분야 여도. ··············································································299
연구개 결과 용계획. ··················································································300
장 참고 헌4 ·····················································································303
부 ······································································································315
- 10 -
목 차
[ 1] 재 국내에 개 어있는 녹조 처리 법·····················································26
[ 2] 해외 연구 황·······································································································28
[ 3] 녹조를 면 고 분리 법․ ········································································28
[ 4] 자 복합체 득량···························································································40
[ 5] 개질 를 이용 자 복합체 조⦁ ·················································59
[ 6] 개질 에 른 분 항목·····················································································60
[ 7] EA results of magnetic powder modified with polymer ·····················72
[ 8] 자 리 질NdFeB ··············································································78
[ 9] 변 에 른 분 결과pH ····················································································83
[ 10] 자 복합체 첨가량에 른 분 결과·······························································87
[ 11] 양 질 첨가량에 른 분 결과·····························································88
[ 12] 양 질 첨가량에 른 분 결과·····················································90
[ 13] 황토첨가량에 른 분 결과············································································92
[ 14] 양 질 첨가량에 른 탁도 분 결과···················································95
[ 15] 녹조 지에 첨가 는 시료 ··········································································100
[ 16] 개질 량 변 에 른 양 질 자 복합체 함량변 ·············127
[ 17] ·······························143
[ 18] ·········································································161
[ 19] 변 에 른 처리 결과pH ···························································178
[ 20] 변 에 른 처리 결과pH ·····························································182
[ 21] 키토산 농도 변 에 른 탁도 분 결과·················································184
[ 22] 녹조 마그 타이트 농도변 에 른 탁도 분 결과·························187
[ 23] 시간에 른 변 탁도분 결과pH ·················································190
[ 24] 키토산 농도 자 복합체 슬러리 조 법5ppm ································196
[ 25] 키토산 농도 자 복합체 슬러리 조 법10ppm ·····························196
[ 26] 키토산 농도 자 복합체 슬러리 조 법15ppm ·····························196
[ 27] 키토산 농도 자 복합체 슬러리 조 법20ppm ·····························197
[ 28] 키토산 농도 자 복합체 슬러리 조 법30ppm ·····························197
[ 29] 키토산 농도에 른 녹조 처리 분 결과 ················································201
[ 30] 연속시스 슬러리 조 법··················································207
[ 31] 변 에 른 녹조 부 질 처리 분 결과pH ·······························209
- 11 -
[ 32] 연속시스 입 는 슬러리량 변 에 른 키토산과 마그
타이트 농도···································································································212
[ 33] ··································213
[ 34] 녹조 입량에 른 슬러리 공 량··························································216
[ 35] 녹조 입량과 슬러리 공 량에 른 처리 분 결과··················218
[ 36] 에 른 녹조 지를 시료 함량Allen's media ·····························226
[ 37] 녹조연속 거시스 슬러리 공 량···························································233
[ 38] 녹조 변 에 른 처리 분 결과pH ···············································234
[ 39] 마그 타이트 농도가 용 슬러리0.05 % ········································235
[ 40] 마그 타이트 농도가 용 슬러리0.075 % ······································236
[ 41] 마그 타이트 농도가 용 슬러리0.10 % ········································236
[ 42] 마그 타이트 농도가 용 슬러리0.25 % ········································236
[ 43] 마그 타이트 농도가 용 슬러리0.50 % ········································236
[ 44] 마그 타이트 농도가 용 슬러리0.75 % ········································237
[ 45] 마그 타이트 농도 변 에 른 녹조처리 분 결과·························238
[ 46] 마그 타이트 농도가 용 슬러리0.005 % ······································240
[ 47] 마그 타이트 농도가 용 슬러리0.01 % ········································240
[ 48] 마그 타이트 농도가 용 슬러리0.020 % ·····································240
[ 49] 마그 타이트 농도가 용 슬러리0.025 % ·····································241
[ 50] 마그 타이트 농도가 용 슬러리0.050 % ·····································241
[ 51] 마그 타이트 농도가 용 슬러리0.10 % ········································241
[ 52] 마그 타이트 농도 변 에 른 녹조처리 분 결과 ························243
[ 53] 키토산 양 질이 포함 슬러리 조 법(slurry) r ························246
[ 54] 양 질 이 포함 슬러리 조 법(alum) (slurry) ···························246
[ 55] 양 질 이 포함 슬러리 조 법(PAC) (slurry) ····························246
[ 56] 양 질이 포함 슬러리 조 법Ferric sulfate (slurry) ·······247
[ 57] 양 질 종 에 른 녹조처리 분 결과······································248
[ 58] 슬러리 조에 첨가 는 함량········································································251
[ 59] 녹조 입량에 른 슬러리 공 량··························································251
[ 60] 녹조 입량에 른 녹조처리 분 결과 ···········································252
[ 61] 마그 타이트 농도가 용 슬러리0.005 % ······································259
[ 62] 마그 타이트 농도가 용 슬러리0.05% ··········································259
[ 63] 마그 타이트 농도가 용 슬러리0.10 % ········································260
[ 64] 마그 타이트 농도변 고분자양 질 첨가에 른 녹조처리 분
결과······················································································································262
[ 65] 마그 타이트 농도가 용 슬러리0 % ··············································268
[ 66] 마그 타이트 농도가 용 슬러리0.0005 % ···································268
- 12 -
[ 67] 마그 타이트 농도가 용 슬러리0.001 % ······································268
[ 68] 마그 타이트 농도가 용 슬러리0.0025 % ···································269
[ 69] 마그 타이트 농도가 용 슬러리0.005 % ······································269
[ 70] 마그 타이트 농도가 용 슬러리0.075 % ······································269
[ 71] 마그 타이트 농도변 고분자양 질 첨가에 른 녹조처리 분
결과······················································································································271
[ 72] 시료에 른 차 분 결과·········································································274
[ 73] 양 조 시에 소요 는 료염 종 양 ·········································277
[ 74] 실험용 작 들 법labeling ······································································278
[ 75] 여 후 경과시간에 른 고추 작 장 이···························283
[ 76] 여 후 경과시간에 른 토마토 작 장 이······················284
[ 77] 고추 주간 장 속도····················································································286
[ 78] 토마토 주간 장 속도················································································287
[ 79] 고추 장 ····································································································289
[ 80] 토마토 장 ································································································290
[ 81] 시료 종 증식(blank) ······················································299
[ 82] ····················································································299
[ 83] 재 개 어 있는 법 ·································································300
- 13 -
사 진 목 차
사진[ 1] 자 복합체를 첨가 다 후 사진0.2 wt% shaking ·····························86
사진[ 2] 황토 에 양 질과 자 분말 입 다 진탕시키고0.3 % ,․
외부자 에 해 명 히 고 분리 사진․ ·················································86
사진[ 3] 법 해 조 녹조원Allen's media ················································99
사진[ 4] 조 마이크 시스티스 상(Microcystis) ·······································100
사진[ 5] 변 에 른 처리 찰사진pH ·························································181
사진[ 6] 조 슬러리를 연속시스 입시키 량펌 ················207
- 14 -
그 림 목 차
[그림 1] 차법에 카니즘·················································································29
[그림 2] 열합 법에 마그 타이트 합 과 ······················································41
[그림 3] 열합 법 합 마그 타이트 회X- ·····························42
[그림 4] 열합 법 합 마그 타이트 이미지SEM ·····································43
[그림 5] 열합 법 합 마그 타이트 자 이 곡 ····································43
[그림 6] 공침법에 마그 타이트 합 과 ·····························································45
[그림 7] 공침법 합 마그 타이트 회X- ······································47
[그림 8] 공침법 합 마그 타이트 곡M-H ·············································48
[그림 9] 공침법 합 마그 타이트 결과ZFC ···············································48
[그림 10] 분산 를 첨가 공침법에 마그 타이트 합 과 ······························50
[그림 11] 분산 를 첨가 공침법에 마그 타이트 회X- ················51
[그림 12] 분산 를 첨가 공침법 합 마그 타이트 곡M-H ················52
[그림 13] 분산 를 첨가 공침법 합 마그 타이트 결과ZFC ··················53
[그림 14] 공침법 합 마그 타이트를 이용 녹조 거 실험 찰·········55
[그림 15] 공침법 합 마그 타이트를 이용 녹조 거 재 실험 결과 (10 ppm)
·······························································································································56
[그림 16] 분산 를 첨가 지 마그 타이트 분산 를 첨가 마그 타이트를 사용
녹조 거 찰 결과·············································································57
[그림 17] 마그 타이트 페라이트 자 미경 사진(magnetite) (ferrite) ·····77
[그림 18] 변 에 른 탁도 침강소요시간 변pH ·········································84
[그림 19] 자 복합체 첨가량에 른 탁도변 ·····················································87
[그림 20] 양 질 첨가량에 른 탁도 변 ·····················································89
[그림 21] 고분자 양 질 첨가량에 른 탁도변 ·········································91
[그림 22] 황토 첨가량에 른 탁도 변 ···································································93
[그림 23] 황토 첨가량에 른 거 후 침 높이(floc) (floc) ·······93
[그림 24] 양 질 첨가량에 른 탁도변 ·······················································95
[그림 25] 변 에 른 탁도 분 결과pH ·································································114
[그림 26] 변 에 른 클 분 결과pH -a ····················································115
[그림 27] 변 에 른 부 질 분 결과pH ·······················································116
[그림 28] 변 에 른 산소요구량 분 결과pH ·······································117
[그림 29] 변 에 른 질소 분 결과pH ·························································118
[그림 30] 변 에 른 인 분 결과pH ·····························································119
- 15 -
[그림 31] 변 에 른 자 복합체 회pH ··························································120
[그림 32] 변 에 른 녹조 처리 후 변pH pH ···············································121
[그림 33] 양 질 에 른 탁도 분 결과················································132
[그림 34] 양 질 에 른 클 분 결과a ····································133
[그림 35] 양 질 에 른 질소 분 결과············································134
[그림 36] 양 질 에 른 인 분 결과················································135
[그림 37] 양 질 에 른 산소요구량 분 결과······················136
[그림 38] 양 질 에 른 부 질 분 결과 ········································137
[그림 39] 양 질 에 른 자 복합체 회 분 결과······················138
[그림 40] 양 질 에 른 녹조처리 변pH ··································139
[그림 41] 자 복합체 첨가량에 른 탁도 분 결과 ············································149
[그림 42] 자 복합체 첨가량에 른 클 분 결과a ··································149
[그림 43] 자 복합체 첨가량에 른 질소 분 결과··········································150
[그림 44] 자 복합체 첨가량에 른 인 분 결과··············································151
[그림 45] 자 복합체 첨가량에 른 산소요구량 분 결과····················152
[그림 46] 자 복합체 첨가량에 른 부 질 분 결과 ······································153
[그림 47] 자 복합체 첨가량에 른 자 복합체 회 분 결과····················154
[그림 48] 자 복합체 첨가량에 라 후 변pH ····································155
[그림 49] 녹조 희 에 른 탁도 분 결과··················································165
[그림 50] 녹조 희 에 른 클 분 결과-a ····································166
[그림 51] 녹조 희 에 른 질소 분 결과··············································167
[그림 52] 녹조 희 에 른 인 분 결과··············································168
[그림 53] 녹조 희 에 른 산소요구량 분 결과························169
[그림 54] 녹조 희 에 른 부 질 분 결과··········································170
[그림 55] 녹조 희 에 른 자 복합체 회 ······································171
[그림 56] 녹조 희 에 라 처리 변pH ············································172
[그림 57] 변 에 른 처리 분 결과pH pH ·····················································179
[그림 58] 변 에 른 탁도 분 결과pH ··································································179
[그림 59] 변 에 른 클 분 결과pH a ····················································180
[그림 60] 변 에 른 부 질 분 결과pH ························································180
[그림 61] 변 에 른 처리 분 결과pH ····························································183
[그림 62] 키토산 농도에 른 분 결과pH ························································185
[그림 63] 키토산 농도에 른 탁도 분 결과······················································185
[그림 64] 마그 타이트 농도변 에 른 분 결과pH ········································188
[그림 65] 마그 타이트 농도변 에 른 탁도 분 결과 ······································188
[그림 66] 시간에 른 분 결과pH ··································································191
[그림 67] 시간에 른 탁도 분 결과································································191
- 16 -
[그림 68] 차 도 녹조 연속 거 시스 계도2 ···················································194
[그림 69] 차 도 녹조 연속 거 시스2 ·································································194
[그림 70] 차 도 자 분리2 Roll type (magnetic separator) ···················195
[그림 71] 국 연구원에 양 녹조 원 ················································198
[그림 72] 국 연구원 연못 ················································································198
[그림 73] 연못 녹조 원 합 합 ··················································198
[그림 74] 키토산 농도에 른 녹조처리 탁도 분 결과································202
[그림 75] 키토산 농도에 른 녹조처리 클 분 결과a ····················202
[그림 76] 키토산 농도에 른 녹조처리 부 질 분 결과························203
[그림 77] 키토산 농도에 른 녹조처리 산소요구량 분 결과······203
[그림 78] 키토산 농도에 른 녹조처리 질소 분 결과····························204
[그림 79] 키토산 농도에 른 녹조처리 인 분 결과································204
[그림 80] 변 에 른 녹조처리 찰pH ····················································209
[그림 81] 변 에 른 녹조처리 탁도 분 결과pH ······································210
[그림 82] 변 에 른 녹조처리 클 분 결과pH a ··························210
[그림 83] 변 에 른 녹조처리 부 질 분 결과pH ····························211
[그림 84] 변 에 른 녹조처리 분 결과pH ················································211
[그림 85] 슬러리 입량에 른 녹조처리 찰 결과····························213
[그림 86] 슬러리 입량에 른 녹조처리 탁도 분 결과····························214
[그림 87] 슬러리 입량에 른 녹조처리 클 분 결과a ················214
[그림 88] 슬러리 입량에 른 녹조처리 부 질 분 결과····················215
[그림 89] 슬러리 입량에 른 녹조처리 분 결과 ······································215
[그림 90] 녹조 입량과 슬러리 공 량에 른 처리 찰 결과····217
[그림 91] 녹조 입량에 른 처리 탁도 분 결과····································219
[그림 92] 녹조 입량에 른 처리 클 분 결과a ························219
[그림 93] 녹조 입량에 른 처리 부 질 분 결과····························220
[그림 94] 녹조 입량에 른 처리 분 결과··············································220
[그림 95] 처리 어독 실험결과 일간(14 ) ·························································223
[그림 96] 충북 천군 회남면 어부동 착장 청 상 녹조 를 채취 226
[그림 97] 법에 라 조 녹조원Allen's media ·····································227
[그림 98] 청 상 원 녹조 질 상태··························································227
[그림 99] 법에 라 조 사진Allen's media microcystis ··················227
[그림 100] 녹조연속 거 시스 사진(1) ···································································229
[그림 101] 녹조연속 거 시스 사진(2) ···································································229
[그림 102] 녹조연속 거시스 체 계도 ·······················································231
[그림 103] 녹조연속 거시스 자 분리 계도·············································232
[그림 104] 녹조 변 에 른 처리 찰 결과pH ····························233
- 17 -
[그림 105] 녹조 변 에 른 처리 분 결과pH ··········································234
[그림 106] 마그 타이트 농도 변 에 른 찰결과·····································237
[그림 107] 마그 타이트 농도 변 에 른 녹조처리 찰결과···········242
[그림 108] 마그 타이트 농도 변 에 른 녹조처리 분 결과·····················244
[그림 109] 마그 타이트 농도별 고분자양 질 첨가에 른 녹조처리
분 결과·········································································································244
[그림 110] 양 질 종 에 른 녹조처리 찰 결과 ·······················247
[그림 111] 양 질 종 에 른 녹조처리 분 결과·································249
[그림 112] 양 질 종 변 고분자 집체 첨가에 른 녹조처리 분 결과
··························································································································249
[그림 113] 녹조 입량에 른 녹조처리 찰 결과···························251
[그림 114] 녹조 입량에 른 녹조처리 분 결과·····································252
[그림 115] 보 녹조연속 거시스 체 계도···············································256
[그림 116] 보 녹조연속 거시스 자 분리 계도·······························257
[그림 117] 보 녹조연속 거시스 자 분리 사진···································258
[그림 118] 마그 타이트 농도변 에 른 녹조처리 찰 결과···········260
[그림 119] 마그 타이트 농도변 고분자양 질첨가에 른 찰 결과
··························································································································261
[그림 120] 마그 타이트 농도변 에 른 녹조처리 분 결과 ·····················263
[그림 121] 마그 타이트 농도변 고분자양 질 첨가에 른 녹조처리
분 결과··········································································································263
[그림 122] 보 자 분리 사진·············································································266
[그림 123] 마그 타이트 농도 변 에 른 녹조처리 찰 결과 ·······270
[그림124] 마그 타이트 농도 변 고분자양 질 첨가에 른 녹조처리
찰 결과 ·······························································································270
[그림 125] 마그 타이트 농도변 에 른 녹조처리 분 결과 ···················272
[그림 126] 마그 타이트 농도변 고분자양 질 첨가에 른 녹조처리
분 결과 ·········································································································273
[그림 127] 고․ 분리 녹조를 이용 여 조 시료···································276
[그림 128] 조 각각 시료···········································································279
[그림 129] 고추 토마토 ···················································································279
[그림 130] 여 후 주 경과1 ···············································································280
[그림 131] 여 후 주 경과2 ·················································································280
[그림 132] 여 후 주 경과3 ·················································································281
[그림 133] 여 후 주 경과4 ·················································································281
[그림 134] 여 후 주 경과5 ·················································································282
[그림 135] 여 후 주 경과6 ···············································································282
- 18 -
[그림 136] 시간경과에 른 고추작 장 이 변 ···········································283
[그림 137] 시간경과에 른 토마토작 장 이 변 ·······································285
[그림 138] 고추작 주간 장속도·········································································286
[그림 139] 토마토 작 주간 장속도 ···································································287
[그림 140] 고추 작 장 ·····················································································289
[그림 141] 토마토 작 장 ···················································································290
[그림 142] 고추 작 종 장 이 증식 ·················································291
[그림 143] 토마토 작 종 장 이 증식 ···············································291
- 19 -
장1
가 연구개 요 요.
인간 삶에 있어 근원 이고 인 요소 인간 생명과 생태계,
지는 식 공 도시개 농업 후변 등과 같 많 역에 막, ,
향 미 다 그러나 인구가 증가 고 산업이 달함에 라 많 이 요. ,
구 고 있 며 재 가용 가능 양 어들고 있는 실이다 특히 우, .
리나라는 연평균 강우량이 계 평균 강우량 보다 이1,159 mm 730 mm 60%
상 많 국가이지만 여름철에 집 강우가 이루어지고 있고 천 상계,
가 높 산 구 에 면 체 인 이용 히 지속UN PAI
떨어지고 있 며 조사에 면 국민 인당 산 자원, 1990 1 1,452m3
부족 국가 분 고 있다 편 국내에 는 지 자 실시 이후 지역.
주민 간 지 자 단체 간 분쟁이 우 에 이를 것 상 고 있 며, ,
보다 깨 고 인 자원 보를 종합 이고 체계 인 질 자원,
리 립이 장 인 면에 요구 고 있다.
인구 증가 산업 인해 소 천 용 용 요구가 증 고 있
다 그러나 이러 산업 도시 는 부 자원에 염 부 량. /
증가시 며 이에 른 질 염 일 에 있다 편 경에 시민 식, .
고양 인해 철 질 리가 요구 는 실 에 질 리 법
차 그 요 이 매우 커지고 있다.
우리나라는 여름철에만 집 는 우 인 후 특 상 자원 가용
보를 해 많 건 며 그 인 소가 많이 조,
었다 이 게 자원 보를 해 생 인공 소는 리 체 시간이 어.
체 역이 에 라 일 이 신 질소나 인 양염 농
도는 증가 는 추 가 다 근에는 이 게 변 우리나라 소내 녹조 장.
에 경과 풍부 양염 를 공 는 소 특 말미 이상 인
과다 녹조 증식과 부 양 상 등 심각 경 고 있 며 이러,
원인에 근본 인 책이 요 실 이다.
이러 에 염 고도처리는 질 경보 뿐만 니라
재사용 있다는 면에 그 요 이 차 커지고 있다.1
우리나라 처리2~18 경규 강 에 라 른 속도 고 있
- 20 -
다 분야에 있어 는 존 탄 공 에 염 질 고도처리에.
연구가 히 진행 고 있고 국 장에 는 고도 시 도입이 추진 고
있다 폐 분야에 있어 는 지 지 질개. ․51~59
목 가 생 산소요구
량 감이었 나 이 는 생 산소요구량(Biological Oxygen Demand)
과 불어 양염 처리 에 라 질소 인(Biological Oxygen Demand) ,
거를 차 처리 시 보강이 요 게 었다 그러나 이러 고도처리3 .
들 직 국내 이 취약 에 주 외국 에 존 고 있어
국내 실 에 맞는 공법개 이 시 실 이다 향후 국내외 경규 가 강.
추 에 있고 량 규 도입 등 국내 경규 도 개 이 이루어지면 국,
내 개 과 고도처리 도입이 욱 해 질 망이다.
처리 처리 법에 라 리 생 처리 구분 다, , .
염 질별 보면 자연 분리 리 처리에 거 고 용 염 질,
이드 입자는 생 처리에 그리고 질소 인 미량 과, ,
생 처리 는 분리막 등 고도처리에 거 다 처리 식.
처리 식에 약품사용 일 있는 생 처리 식 어
나 난분해 폐 경우 리 인 처리 과 이 요 고 근에 들어,
존 과산 소 등 이용 산 법도 이용 고 있다, .
부 질 속에 탁 어 탁도를 는 불용 질 여과지0.1
에 여과 지 고 걸리는 탁 질 나타낸다 토양 토 질 목 낙엽 등. , ,
분해 이 천 에 부 질 원인이 다.
부 질 여과시킨 후 여과지 에 남는 질(Suspended Solids; SS)
에 약 시간 동 건조시킨 후 질량 여 시105~110 2 mg/L
고 여과지를 통과 용존상태나 이드 상태 고 질 용존고 질,
이라 다(Dissolved Solids; DS) .
부 질이란 입자 지름이 이 에 용해 지 는 질 탁 고2 mm
이라고도 다 부 질 염 질 시 는 지 사용 며 도. ,
시폐 공장 폐 에는 질 질 고 이 탁상태 포함 어 있다, .
천 소 해역 등 자연 역에 면 탁도를 높이고 외 럽히며, , ,
그 생 분해 가능 질이 용존산소를 감소시키는 등 자연 질 염시킨
다.
- 21 -
부 질 폐 분 에 있어 요 지 나 폐 에 운 어,
는 입자상 고 양 여 각종 처리장 에 입 는 부 질 부 를
있 며 출 부 질 양 함 써 처리효 결 있다.
부 질 탁 질 지 에 출 토나 랑크톤 타 미생( ) ,ㆍ
는 그들 각 각종 잡 폐 속 탁 단독 는 그 조합 구, ,
어 있 며 이 탁해지는 원인 부 질 함 량이 많 료,
그 사용함 부 당 다 그리고 이것이 천 닥에 침 여 어 에.
향 미 게 거나 름에 향 끼 게 다 퇴 이 이면.
효가 일어나 생 산소요구량 를 증가시(Biological Oxygen Demand)
생 에 나 향 다 에 떠 있는 이드 폐 에 탁 어. (colloid .
있는 미립자 입자 부 질 그 크 가 매우 작 이 과 거 같)
에 잘 가라 지도 고 면에 떠 르지도 매우 게 탁 어 있
며 는 같 끼리 고 있어 일 욱 침, + -
어 다 즉 이드 입자는 인. (zeta potential),
에 해 역 평 어 있다(van der waals), .
재 취 고 있는 폐 처리 법 가지 역인 차 차 차 고도 고3 1 , 2 , 3 (
차 처리법 구분 는데 폐 질 처리 목 질에 해 직 차 처리를) 3
거나 차 처리만 내는 경우 등 여러 가지 법이 용 고 있다 라1 .
일 용 는 리 처리 법 구분 여 리 면 다 과 같다.
탁 고 분리조작 는 침강 부상 여과 원심분리 등 법이 있, , ,
며 이 에 도 침강분리는 입자 침강 이용 가장 경 인 법,
폐 처리에 이용 고 있다 일 에 포함 부 질.
거 법 를 띠고 있는 부 질 탁 질 에 를 띠고( )
있는 양 를 공 여 집시키 는 이드 를 를 시킨 후 이드
를 상 결합시키고 이를 침강 내지는 부상 시 거 는 것 있다, .
재 지 사용 고 있는 는 양 질들에 해 입자들
사이 가 에 해 어진 차 입자 들 침강 내지는 부상2 (floc)
법에 해 거 고 있다 그러나 종래 양 질에 내부에 침강. ,
내지는 부상 시키 해 많 시간이 소요 에 처리에 요 경
이 좋지 다는 단 가지고 있다.
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소내 녹조 증 인 원 착색뿐만 니라 체외효소 분
인 맛과 냄새를 시 민원 시킬 있 며 이것이 처리 공,
염소소독과 연계 면 맹독 트리 탄(Trihalomethane; THMs)
시 이를 식 원 는 시민들 건강 있다 이러 녹조.
과잉 생 처리 과 에 계 그리고 계 능 여과지속시
간 단축 인 역 척 증가시킴 처리 시스 심각 장 요인
작용 며 존처리 시스 에 지 리에 상당 해를 입히게 다, .
우리나라 담 부 양 19~50는 축산과 내 면 양식어업 규모가 증가
후 에 격히 진 어 많 가 부 양 었다 그 결과 과1980 .
거에는 남조 가 나타나지 에 도 여름이면 남조 가 출 여 를 녹
색 들이고 있 며 농도 증가 도 냄새 생 독 남조 증식, ,
등 해를 고 있어 질 가장 주요 원인이 고 있다 이에.
라 담 부 양 를 막 해 는 처리뿐만 니라 보다 축산분뇨
료 등 염원 리에 주 여야 다 염원 부 양염.
출 연간 차 폭우시에 집 어 나타나며 갈 에는 거 출 지 는
다 폭우시에는 입 량이 매우 크므 일단 토지 부 출 후에는.
처리 가 불가능 다 라 부 양 를 막 해 는 처리장 건 만.
는 큰 효과를 없고 동시에 역 토양 침식과 출 억 는 종합,
토지 리도 병행 여야 며 농경지에 는 포토 침식 막 여 경사가,
경사를 가능 이고 경운 경작이나 고랑 등고 향 만드,
는 등 경보 농업 개 자가 요 다.
재 담 에 생 녹조를 거 여 가장 고 인 법 황토를
살포 다 침강시키는 법과 에 미 공 생장 를 장착( )水底
후 미 공 함께 녹조를 부상시 거 는 법 구리용, (Cu2+ 인 속)
살포에 사멸 차염소산소다 같 살균 에, (Sodium hypochlorite; NaClO)
사멸 타 라이트 같 산 이용 여 거 고 있, (zeolite)
지만 부분 법 침 시키는 법 이용 고 있 며 그 가장 많이,
이용 고 있는 법 경 인 이 인 여 황토분말 살포 여 녹조 착과
동시에 침강시키는 법 동원 고 있다 그러나 에 가라 녹조. ( )水底
- 23 -
는 구 어 있 며 자연 경 자 능 이 떨어지 에(algae) ,
분 에 썩게 에 라 에 부 미생 생 산소
요구량 산소요구량(Biological Oxygen Demand), (chemical oxygen
증가 원인이 있 며 이 인 차 질 염 가능 이 높demand) , 2
질생태계가 우 가 있다.
녹조 생 역 장 인 질생태계 보 를 해 는 생 녹조를
드시 면 거해야 함에도 불구 고 지 지 녹조 거에 부족,
경 인 이 인 여 임시 편 황토 같 산 착 후
침강시키고 있다 일부 미 공 울 이용 여 면 부상시킨 후.
거 는 법이 있지만 단지 국부 인 역에 만 녹조 거가 가능 에
범 역에 생 녹조를 거 해 는 효과가 그다지 크지 다 지.
지 면에 생 녹조를 거 해 는 다 과 같 법이 동원 며 다,
과 같 이 있다.
종래 연속 인 질 지 며 청 고 질 보 를 해,
는 부 양 원인인 양염 입 억 거나 지 지 개 녹조 거
법과는 달리 역에 생 녹조를 면 드시 거 어야 며 실용,
경 이 우 고 차 염이 지 며 녹조 거 후 질생태계에 어2 ,
떠 향 끼 지 는 녹조 거 법이 드시 요 다.
부 양 에 해 생 녹조들 부 질과 같이 를 띠고 있 며,
부 질이나 녹조를 면 고속 거 해 는 내부에 입 매개
체는 부 질 녹조 결합 있는 연결고리가 어야 며 매,
개체 결합 부 질 녹조는 외부 동 에 해 속히 이동 어야 다는
카니즘 동원해야 가능 다.
이러 카니즘 동원 여 자 공 있는 재료는 철분말,
마그 타이트Ferrite (Fe3O4 분말과 에 포함 부 질 를)
공 여 양 를 공 있는 질 공 후 외부 자
공 면 고속 속에 포함 부 질과 녹조를 고속 거 있다.
라 본 연구에 는 에 포함 부 질 녹조를 종래 법 동원
경우 시간 경 경 많 가지고 있 에 라 이러, ,
극복 고 본 상용 를 해 자 띠고 있는 자 복합체 차 법
- 24 -
에 해 양 를 공 있는 질 에 포함시키고 에 염,
를 공 는 부 질 녹조를 면 고속 거 부 질 녹조
거 조건 립 녹조 거 시스 개 상 조건 립
고자 다.
나 연구개 국내외 황.
계(1)
공업 인해 부 생 는 상 는 해 질 잔
출 인 경 염 들 있다 재 경 염 도는 후진국. ․
가릴 것 없이 계 모든 나라 사회 만큼 심각 상태에 이르고․
있다 진국에 는 경 염 지 여 부차원에 엄격히 감시 규 고.
있 뿐만 니라 국민들 경에 식 이 높 에 라 경 해 질 염
질 단 를 지 고 질 경 보 여 원천 사 에 힘
울이는 경향이다 이에 라 경 염 질에 부 양 염원이 그다지 크지.
에 녹조를 거 연구는 히 진행 고 있지 상황에 있다.
특히 본 연구개 과 사 법 해 면에 출 름 거 는 분야나 자
체 분야에 이용 뿐이며 자 나노 복합체 차법 이용 녹조를 면 고,
속 거 연구개 매우 미진 거나 상태이다.
국내(2)
국내 소 연구 에 는 자 이용 여 에 염 경 해 질
거 처리 연구를 진행 있 나 본 연구에 같이 자 복합체를 이
용 차법에 녹조 부 질 고속 거 법이 닌(algae)
자 특 이용 여 특 분만 거 는 법 효 이 낮 에
있다 지 지 연구 이용 여 녹조 거. 96~97 분야에 이용 경우 연속
이 없 에 생산 이 좋지 며 녹조 처리효 이 매우 미진 뿐만 니,
라 처리 후 착 녹조를 재 용 있는 이 매우 미 실 이다.
그 외 들 해외 경우 같다.
- 25 -
국내외 연구 황(3) ․
가 국내 연구 황( )
녹조는 료 질소 인 사용 국내 경우 해마다 여름철이 면 연못( , )
이나 천에 질소가 입 면 부 양 를 래 여 생 이 사멸 고 질생태,
계를 시키게 다 녹조인 경우. 상 원 취 원 사용 냄새
맛 생 여 고도 처리 처리를 요구 게 고 장에 여,
과지를 폐쇄 는 등 를 야 여 처리 용 상승 도 며,
소생태계에 는 과도 녹조 식 번식 인 여 일명 녹조 상인
상 등이 생 게 다 다량 생 녹조는 소내 산소 재(Water Blooms) .
폭 해 야간에 과도 산소 소모 등 인 여 소 이 산소
어 어 생 폐사를 가능 도 있 며 닥 부 철,
분이 용출 어 장 등 여 소 생태계 변 를 래 있
다 녹조에 해 소면이 녹색 는 색 조 경우 채색 어. ( )
소 경 상실 여 크리에이 가 를 상실 게 며 는
독 질 생산 도 에 사람 가축 건강상 를,
가능 도 있 므 부분 사람들이 돗 는 실 이다, .
이 같이 녹조 생98~99 담 질 생태계는 상 원에 국민들
불신임이 가속 어 직간 해를 주고 있다 이러 이 인 여 산. / /․
연구소에 는 이에 연구가 히 진행 고 있 며 녹조 거를 연구 개,
이 극 진행 에 있 뿐만 니라 질 경 보 여 우리나라도
천 해양 녹조 조 원인인 질소에 는 개별국가 가 닌 지구,
모 써 각국에 매우 엄격 법 여 규 고 있 며 우리,
나라도 질 생태계 보 에 법 에 해 질소를 규 고 있고 이를,
경우 자 구속 등 사처벌 실시 도 질소 출이 법
엄격 게 규 고 있다.
재 국내 담 에 생 녹조를 거 여 과 같이 황토를 이용1
녹조를 침강시키는 법 면 분리시키는 법 이루어진, ,
녹조를 열원 이용 여 분해시키는 분해법 질 경 지,
사 녹조 생 지 법이 이용 고 있다 이러 법 경 이.
- 26 -
가장 리 이용 고 있는 황토에 침강시키는 경우 에 가라
녹조가 다시 부 어 자연 자 능 떨어뜨리게 여 질생태계를 욱
시킬 있다는 이 있 며 면 분리시키는 법인 경우 지 곳에,
국부 역에 만 처리가 가능 여 능 이며 녹조를 열원 이용,
여 분해시키는 분해법인 경우 열원공 거 이에(Furnace)
[ 1] 재 국내에 개 어있는 녹조 처리 법
처리 법 내용
침강법
황토를 이용 면 극
천연 이용
질토 질개
분말상 라이트
자연 이용 녹조 거
산 이용
분리법
원심분리를 이용 처리
스크린에 조 부상 질 거
양 질에 분리
공 울에 부상 분리
용존공 부상법 이용 분리
공 부상법 이용 취 구 녹조 거 장
를 이용 부상식 녹조 포집
불용 양극 이용 해부상장
분해법
녹조 거 미생 개
천 미생 이용 처리
체처리
균주를 이용 녹조 거
차연소산소다 처리
녹조 조 거
태양 지를 이용 소멸
매 소재를 이용 거
존에 소 녹조 거 시스
처리시스 에 녹조 처리 법
재 용법 용 슬래그 재 용
사
녹조 지법
조 지 효소 이용
합 지볼과 그 망 이용 면차폐
조항공 찰 자동
- 27 -
에 지 공 장 가 요함에 라 경 이 매우 좋지 다는 단 이 있 며,
사 녹조 생 지 법인 경우 농민 포함 부분 국민들 경에
식 진국 어 야 며 토양 부 양,
질 입 지 근본 인 처리 법 동원해야 다는 커다란 책임
감과 과 가 요 다는 가 요 다.
나( ) 해외 연구 황
국내 질 경규 생 경보 항목과 건강보 항목 구분 여 5
단계 등 고 있 며 진국인 미국 경우는 상 원보, ,
생생태계보 면에 각 염 질 권고 를 시 고 있다 일본 경우.
도 우리나라 거 사 구조 내용 구분 여 단계 고(6 )
있다.
국내 질 경 항목 는 일본 미국등에 해 편인 면 미국, ,
경우 천 개 항목 해역 개 항목 개 항목 용 개 항목에29 , 27 , 4 , 93
해 고 있 며 일본 에 사람 건강보 항목에 클, 1993
탄 트라클 카본 벤 등 개 해(dichloromethane), , (benzene) 15
질 첨가 여 천에 해 개 항목 고 있듯이 진국에28
는 질 경 욱 규 고 있다.
해외 경우 염 량 리 도 도입 변 근 지역 책 통 사,
책과 경 시 충 산업축산폐 리 출허용 강, , ,․
염원 리 책 통 염 질 삭감 책에 해 질 경 보
는 경향이 높다.
진국인 경우 질 경 보 를 해 경법규를 욱 강 고 있 며,
녹조 해를 소 여 입 는 질소를 어함 써
부 양 를 지 는 개 해 재에도 럽연합 롯
계 여러 나라들 만 달러를 들여 연구를 진행 고 있는 상황에 있다.
그러나 앨버타 과 미 소타 그리고 담 연구소, (Freshwater Institute)
연구자들도 랫동 이러 실험 진행 고 있고 있 나 근본 질소
어를 통 부 양 지 과를 이루지 못 고 생식 이용,
질소 인 부 양 질 거 고 있 뿐 국내 같이 에
- 28 -
생 녹조를 리 처리 법에 해 거 는 법 국내 법과․
사 거나 상당히 미 실 에 있 며 해외 연구경향 에 나타냈다, 2 .
[ 2] 해외 연구 황
연구 행 연구개 내용
미국차염소산소다 같 살균약품 이용 녹조 사멸 향균,
부재를 이용 녹조 번식 지
미국불포 지 산과 루미늄 규산나트륨 카 린 합,
이용 녹조 착 침강 법
럽 철강산업 폐 인 슬래그를 이용 조 생억
럽
산 마그 슘 탄산칼슘 토 합 과 합,
사용 는 녹조 착 계 장 를 이용 녹조
분리
일본천 이용 녹조 거 산 인 라믹 이용,
착
일본 황산동 속 이용 녹조 사멸 시키는 법
다 연구개 상 차별.
일 종래 에 생 녹조나 에 포함 부 질 면 고 분․
리 해 는 래 과 같 법 동원 고 있다3 .
[ 3] 녹조를 면 고 분리 법․
핵심 명 장 단
부상분리단 에어 졸에
결합 후algae부상 거
효 이 높매우 좁
공간 가능에동 가능
집부상
양 질․마이크 버 에
algae부상 거(floc)
효 이 높매우 좁 공간
가능에동 가능
태T강
도장
람이 불 면에생 름 태T강 도장 를 이용해
강
지나 등시키고,
자 능 증
거 장시스 요
여과 가 여과 효 이 매우 높
체에∙경 증
소규모 처리∙가능
원심분리 원심 이용 효 이 매우 높 소규모 처리∙가능
- 29 -
종래 녹조 거 에 생 녹조 고 분리 법 체 녹조․
거효 이 높다는 장 가지고 있 나 매우 인 역 공간에 거가 가능
[그림 1] 차법에 카니즘
뿐만 니라 거 장 시스 작에 경 부담이 크다는 단 가지
고 있다 조업체에 생 부 질 거 해 매우 가격이. ․
양 질에 집침 법 동원함에 라 경 공 있다는 장
가지고 있 나 에 포함 부 질 분리 해 는 십 시간 요함에~
라 소요인 에 른 경 가 부 요 다는 단 가지고 있는 면 본 연구,
법 그림 과 같 차법 카니즘에 해 에 생 녹조나 에 포1
함 부 질 매우 르게 면 고 분리 는 법 에 부 고 있,․
는 모든 질 를 띠고 있 며 를 띠고 있는 녹조 부 질이, (algae)
- 30 -
포함 에 양 를 띤 자 복합체를 공 게 면 차법에 해
과 동시에 를 띠고 있는 부 질들 자 복합체에 착 며 이 외부,
자 공 게 면 매우 른 속도 고 분리가 명 게 일어나 청 질․
보 있는 이다.
특히 본 연구 차법에 부 질 녹조 고속 거 법 조업체에
부 질이 다량 포함 폐 를 매우 른 속도 거 있어 업 경쟁
보 는데 크게 여 있 며 담 에 생 녹조나 탕 인 경우 담,
역 라 이동 면 녹조나 부 질 연속 동시에 거 있어 깨
질 보를 우 일 뿐만 니라 고 분리 속도가 매우 르고 충분,․
동 보 있 며 본 연구에 사용 는 자 복합체를 재 용 가능 므 써 경,
충분히 보 면 질 경 개 는 보 있는 이다 녹조.
를 분리 여 이 원료 사용 있는 용가능 이 매우 높 지고 있다.
- 31 -
장 연구개 목 내용2
가 연구 종목.
국내 경우 해마다 여름철이 면 녹조가 생 게 어 질 경 시
키고 있다 녹조인 경우. 상 원 쓰일 에 냄새 맛 생 여 고도
처리 처리를 요구 게 고 장에 여과지를 폐쇄 는 등,
를 야 여 처리 용 상승 도 며 째 소생태계에 는 과,
도 녹조 식 번식 인 여 일명 녹조 상인 상(water blooms)
등이 생 게 다 다량 생 녹조는 소내 산소 재폭 해 야.
간에 과도 산소 소모 등 인 여 소 이 산소 어 어
생 폐사를 가능 도 있 며 닥 부 철 분이 용출 어,
장 등 여 소 생태계 변 를 래 있 며 째 녹조에,
해 소면이 녹색 는 색 조 경우 채색 어 소 경 상( )
실 여 크리에이 가 를 상실 게 며 는 독 질 생
산 도 에 사람 가축 건강상 를 가능 도 있,
므 부분 사람들이 돗 는 실 이다, .
이 같이 녹조 생 담 질 생태계는 상 원에 국민들 불
신임이 가속 어 직간 해를 주고 있다 이러 이 인 여 산 연구. / /․
소에 는 이에 연구가 히 진행 고 있 나 경 요구 면 에,
포함 녹조 부 질 명 게 거 는 법 직 미 실 에 있다.
종래 녹조 거 이용 여 녹조를 거 경우 재 담 에 생 녹조
를 거 여 황토를 살포 다 침강시키는 사후처리 법( )水底
가장 많이 이용 고 있 며 그 에 녹조 생 생 미연에 지 고자 구리용,
(Cu2+ 인 속 에 살포 는 법이나 에 미 공 생장 를 장) ,
착 후 미 공 함께 녹조를 부상시 거 는 법 차염소산소다, (sodium
같 살균 에 사멸 타 라이트 같hypochlorite; NaClO) , (zeolite)
산 이용 여 거 는 법 이용 고 있다.
녹조 거 법 부족 인 여 녹조 거 이 미 거나 경
이 미 여 직 지 상용 가능 이 희 며 부분 황토 같 산,
분말 이용 여 침강시키는 법 이용 고 있고 경우에 라 면,
- 32 -
부상시키는 법 동원 고 있다 에 가라 녹조들 분.
에 다시 부 여 질생태계를 시키게 며 지 지 연구 어 녹조,
부상 법이나 타 법 매우 인 지 역에 작업이 가능 뿐만
니라 연속 거가 불가능 고 장시간이 요함에 라 많 인 이 요,
고 경 이 매우 떨어진다는 단 가지고 있다, .
조업체에 는 장 가동 에 생 부 질 거 해 는 일
매우 가격이 양 질 이용 여 침강 법 이용 고 있․
에 집에 요 재료 상승에 큰 향 끼 지 있다 그러나 종래 양.
질에 침강 법 이용 경우 에 포함 부 질 분리
해 는 십 시간 요함에 라 이 처리에 요 인건 상승에 업~
경쟁 시킬 있는 요인이 있다.
이에 라 본 연구에 는 차법에 해 에 생 녹조 는 에(algae)
포함 부 질 고속 면 고 분리를 면 처리 후 질 경 크게․
개 거나 처리과 에 차 질 염 소 여 질 경 보 고 업2 ,
경쟁 보 는데 본 연구 개 목 를 고 있다.
고효 녹조 처리 를 면개질 녹조 거 자 나노 복합체 개( )
녹조 거 처리 후 질 경에 향이 없는 경 인 녹조 거 자
나노 복합체 개( )
녹조 처리 효 극 는 시스 개
재 개 어있는 처리 용 이상 감30 %
자 나노 복합체에 착 녹조를 용 조 연구( )
가 고효 자 나노 복합체 처리 후 향이 없는 소재개( ) ( )
자 이용 녹조 조 처리에 요 고효 면개질 자 나노, ( )∙
복합체 조
속 경 해 질이 용출 지 는 경 인 소재를 이용 면∙
개질
나 자동 운 립( )
- 33 -
개 면개질 자 나노 복합체를 이용 여 톤 시간 규모 처( ) 10 /∙
리 자동 시 운 처리시스 개
나 연도별 연구개 목 평가 법.
단
계구분 연도 연구개 목 연구개 내용 연구범
1
단
계
차 도1 2007
고효 녹조 거용 자∙
복합체 조 개
사용 자 복합체 회∙
이상: 80 %
경 이 우 고효∙
자 복합체 조
자 복합체 회 법∙
결
∙녹조 자 복합체
착 특 연구
녹조 거시스 구∙
∙ 면개질 분말
입량에 른 녹조 거
에 조건 도
출
자 복합체∙
나노 법
실험실 시스∙
운
면개질∙ 법에
른 특 시험
차 도2 2008
녹조 거 이상95%∙
자 나노복합체 조
∙실 장 시스 에
용
조건 도출 여 경
평가 보
자동 연구-
거 이상- : 95 %
-녹조 거 처리 후 질
경에 향이 없는
면개질 법 립
녹조 염 과∙
면개질 질 능과
고찰 연구
녹조 카니즘∙
이용 용분야에
면개질효과
구조특 과 상 계
규명
∙연속녹조 거 시스 개
자 나노복합체 회∙
립
자 나노복합체∙
실험실 조 료
면 특 분∙
특 평가∙
차 도3 2009
효 인 공 시스∙
연구 (Scale-up)
실 규모 용∙
자 나노복합체에 개
질 녹조 거
규격
녹조 거 이: 95%∙
상
이상: 90 %∙
녹조 거 연속 시스∙
구축 simulator
계
합 녹조처리 시∙
스 구축 평가
자 복합체 회∙
녹조 에field test∙
통합시스 자원
평가
착 거 녹조∙
에 특 연구
자 나노복합체를∙
이용 녹조 거시
스 실용
료
- 34 -
다 연도별 추진체계.
차 도1
(2007 )
헌조사
계획 립회 법 조사
자 복합체 조녹조 거 시스
구착특 조사
면 분
조건 립
차 도2
(2008 )
자 나노 복합체 조 면개질
카니즘 규명 면개질
연속 시스
차 도3
(2009 )
공 (Scale-up) 시스
요소 립Spec
경 인 고 능 녹조 거 실용
- 35 -
장 연구개 결과 용계획3
가 연구개 결과 토.
자 나노입자 합 이를 이용 녹조 거1
1.
인슈타인 상 이 이 등장 고20 , Shoridinger, heisengberg
등에 해 양자역 이 이 립 과 자들 질 근원 특 이해
는데 걸 다가 게 었고 이어 컴퓨 등장 과, 20
분야에 속 이루는데 크게 여 게 었 며 후 자, 20
미경이 명 면 질 미시 계를 찰 있게 나노 이 등장
는 이 마 었다.
벌크상태 질 크 가 작 지면 질 면이 는 원자 개 내
부원자 개 가 커 크 가 나노미 에 이르면 이 이 격
게 증가함 면 원자들이 이 질 리 특 지 게 어 결국
벌크상태 는 다른 새 운 리 특 들이 게 다.
를 들면 자 질 크 가 나노미 이 면 벌크 질 내에 여러 개
나 어 있 자 구역들 단일구역이 는데 산 철과 같 강자 체도 10 nm
도 어들면 단일구역이 면 상 에 도 상자 특 나타낸다.
나노 이 명 주도 것이라는 인식이 산 면 이21 3
분야에 우 를 진국들 경쟁이 열 게 개 고 있
는데 특히 실리 는 재 리소그래 체 있는 단
도체 나노 질 자 이스 럭 이용 소,
식 새 운 러다임이 등장 다bottom-up .
자 나노입자 상자 특 이용해 자 공명 상(magnetic resonance
조 포 추 과 탐지 고 료 고 료에 항imaging; MRI) , , ,
면역 능 도 생체 조직공 등 이 분야에 단히 연구가
진행 고 있어 나노 분야 에 마도 가장 실용 이루어 인
삶 질 개 는데 크게 여 망이다.
- 36 -
자 나노입자 요 리 특 들 는 높 포 자장 상자 높 자장, ,
가역 등 자 장 들 있다.
본 자 나노입자는 그동 다양 종 나노입자를 합 해
개 법들 거 그 이용해 합 다 자 나노입자는 일 리.
이용 는 용 상 침 법 부 마이크 에 법 합 고에, ,
지 분쇄에 해 도 는 고 열분해 합 리 를 이용 는,
법에 이르 지 다양 법들이 동원 고 합 고 있는데 특히 이 에 마
이크 에 법과 속 합 열분해 법이 근 가장 큰 주목 고 있
다.
자 입자 마그 타이트 미립자 등 산 철 입자에 여는 지 지 조
법이 개 고 실 사용 고 다 크게 분 다면 원재료 분말 조합 여, .
소 뒤 분쇄 고 미립자 는 소 분쇄법 이라고 용 에 입자를,『 』
생 습식법 이라는 종 조 법이 존재 고 있다2 .『 』
소 분쇄법 생산 이 우 면 얻이지는 산 철 입자 입자 상이나『 』
입경분포 등이 고르지 게 는 경향이 있다 편 습식법 생산 에 는 소. 『 』
분쇄법에 이르지 지만 소 분쇄법에 는 얻 없는 양 입자 상 는․ ․
입경 분포를 가진 산 철 입자를 일 조 있다.
Fe2O3 산 철인 붉 녹 마그 타이트(Fe3O4 변 시키 해 는)
자가 요 데 자를 공 는데 다 과 같 몇 가지 법이 있다.
자외 과 같 고 에 르 사 에 사 여 자를 만든다1) .
를 에 사 여 자를 만든다2) .
장 자장 에 보내 자를 만든다3) .
핵자 공명 상 이용해 자를4) (nuclear magnetic resonance; NMR)
만든다 그러나 자 명 통상 극히 짧 에. , 300micro 1), 2),
법에 해 만들어 지는 자는 녹3) (Fe2O3 마그 타이트 변 시키)
는 장 가 부근 에 만 만들어지 에 실 부식 지
사용 는 것이 불가능 다 는 분자 소원자 핵자 공명 이용. 4)
는 법 소원자 핵자 공명에 해 분자가 여 상태가 어 자,
가 쪽에 존재 는 큰 집체 이 자가 에 나 버리는 작 집체
변 다 이 상태가 시간이상 지속 어 이 내부를 르고 있는 사이 분. 6
- 37 -
자가 마찰 일 그 에 르 에 해 원 이 강 자를 계속해
만드는 것이 가능 다.
마그 타이트 입자 분말 복사 자 토 용 재료 잠상 상용 캐리어,
용 재료 분말 등에 있어 범용 어 있지만 근래 자 사진(carrier)
달에 여 특별히 지 이용 복사 린 가 속히 달 고 특, ,
요구가 고도 고 있다.
마그 타이트를 주 분 미립자 등 산 철 입자는 게
큰 자 가지는 미립자인 것 지 지 자 매체 자 체 는,
자 토 등 다양 용도에 이용 고 다 근래에는 를 들면 면역 에 있어.
자 농축분리 담체 등 용도 료나 생명공 분야에 여 산 철 입,
자를 용 는 계 가 주목 고 있다.
마그 타이트는 Fe3O4 식 가지고 있 며, FeO, Fe2O3, Fe3O4 철 산
나이다 근 연구개 마그 타이트 입자들 요 용.
분야에 많이 이용 고 있다.
분산 철 용 에 타리 샤 트 실링 여러 가지 장 에 진동,
항공 버트 계장 자동차 감지장 에(Oscillation damping) , , ,
이용 어 다.
분산 마그 타이트 입자들 고품질 토 나 잉크 같 인쇄분야에 이용
어 며 칼라 스 이 단색 스 이 장 를 포함 상, ,
결 장 를 만드는데도 용 게 사용 어 다.
도체 페리자 체는 높 큐리 가지고 있 에 링 장(858 K)
구 에 있어 마그 타이트는 높 차를 보여주고 있다.
임상 료분야에 마그 타이트 입자들 사용 진단 과 약 출에
요 분야이다 마그 타이트 입자들 외부 균일 자장에 해를 있어.
자 료를 자장 도 여 병원료를 여 용이 핵자 공AC
명 상장 상조직에 생존 고 있는 신(MRI; magnetic resonance imaging)
체에 있다 마그 타이트는 염 이나 토양에 염소 탄 소.
경 속 분해 같 여러 가지 경분야에 이용 어 며 본 연구( ) ,硬
에 는 자 띠고 있는 마그 타이트 분말과 차법 이용 에 생
녹조 에 포함 부 질 면 고속 거를 여 용 고자 다.
- 38 -
실험2.
가 자 분말 합.
본 연구에 이용 는 자 복합체는 자 띠고 있 면 상용 를 여 가격
이 여 경 공 고 본 연구 자 복합체 차법에 해 녹조 부,
질이 포함 폐 를 처리 후 질 경 소 시킬 있는 자 분말 마그 타이트
(Fe3O4 지 고 본 연구에 요 는 나노입자 마그 타이트를 열합 법 공) ,
침법에 해 각각 조 며 조 마그 타이트 분말 이용 여 녹조 거실험,
행 다.
나 카니즘.101
체 인 식(1)
Fe2++ 2Fe3++ 8OH- → Fe3O4 + 4H2O
식(2)
Fe(OH)2(solid) [Fe (OH)]↔ +(aq) + OH ……………………………………………… 식( 1)
2[Fe(OH)]+(aq) + ½ O2 + H2O[Fe2(OH)3]+3
(aq) + OH-………………………… 식( 2)
[Fe2(OH)3]+3
(aq) + [Fe(OH)]+(aq) + 2OH- Fe→ 3O(OH)42+(aq) + H2O ……… 식( 3)
Fe3O(OH)42+
(aq) + 2OH-→ Fe3O4(solid)+3H2O ……………………………………… 식( 4)
- 39 -
다 마그 타이트 상 에 조 법.
본 연구에 해 상 에 조 마그 타이트(Fe3O4 과 래 그림 나타내었다) .
1) FeCl2 좌( ), FeCl3 우( ) 혼합2)
첨가3) NaOH 반4)
력검사5) (1) 력검사6) (2)
- 40 -
라 자 복합체.
자 복합체 인 여 1 mole FeCl2 4H․ 2O + 2 mole
FeCl3 6H․ 2O 실험 결과를 래 에 인, 8 mole hydroxide 4
를 나타냈다.
[ 4] 자 복합체 (Yield %)
ChemicalsWeight
(g)
Solid
(Fe3O4)
(g)
Yield(%)
FeCl2 4H․ 2O 29.8
33.8
이( : 34.7)97.3FeCl3 6H․ 2O 81.1
NaOH 32
같이 자 복합체 인 결과 고 분 얻어 며 이4 97.3 % ,
같 결과는 고 분 조 여과 척 과 에 약 손실2~3 % 가
것 단 나 인 철염이 어있어 분자량에 차가 있,
것 사료 다 그러나 슬러리상태 조 미. -OH 그룹이 존재
도 있 나 극소량이므 이상 자 복합체가 생 인 다99 % .
마 열합 법에 실험재료 마그 타이트 합.
실험재료(1)
마그 타이트(magnetite; Fe3O4)를 조 출 질 삼 황산
철1 (FeSO4 7H․ 2 구입 여 사용 며 산 동양 철 주O) , ( )
- 41 -
KNO3 조 침 를 희 여 사용 다pH NaOH .
열합 법에 마그 타이트 합 법(2)
그림[ 2] 열합 법에 마그 타이트 합 과
그림 과 같이 리 이커에2 2 0.5 M FeSO4 7H․ 2 리 용O 1.8
과 75 g KNO3 를 용해시킨 용 를 조 고 함, 350 g NaOH 0.5 L ,
께 합 후 에 지 가열 뒤 시작 면 지Hot plate 75 90
가열 다 그 도에 분간 등 상태에 가열시30 Fe3O4를 생 시 다 생.
침 상 냉각 뒤 증 를 사용 여 척 여과를 고 건조,
과 산 를 지 여 드라이 에 건조시키고 이를80 ,
분 본 연구 녹조 실험시료 다.
분 결과(3)
가 회 분( ) X-
- 42 -
그림[ 3] 열합 법 합 마그 타이트 회X-
본 연구에 해 합 분말이 마그 타이트가 조 었는가를 인 여 X-
회 분 를 이용 다 회 분. X- Rigaku D/MAX-2200V X-Ray Diffracto-
값 며 회 분 결과를 그림 에 나타냈다meter(2 20~80) , X- 3 .θ
조 마그 타이트 강도 는 높고 날카롭게 나타남 결 임 인(Intensity) ,
있었 며 카드 결과 단일상 마그 타이트가 공 합, JCPDS
것 인 있었다.
나 자 미경 찰( )
본 연구에 합 마그 타이트 입자 상 인 여 자 미경 찰
며 자 미경 에 해 행, Philips XL30S FEG Scanning Electron Microscope
다 자 미경 결과를 그림 에 나타냈 며 조 마그 타이트 입자는 체. 4 ,
구 사각 그리고 각 합 상 나타냈다, .
- 43 -
그림[ 4] 열합 법 합 마그 타이트 이미지SEM
다( ) VSM(Vibrating Sample Magnetometer)
그림[ 5] 열합 법 합 마그 타이트 자 이 곡
- 44 -
그림 는 열합 법 합 마그 타이트 상 에 자 질 자5
이 곡 (Vibrating Sample Magnetometer; VSM)결과이다 마그 타이트는. 16.5
자 장 에 포 는 것 나타났고 잔 자 는 이며 보자kOe , 14.2 emu/g
입자가 강자 상태에 있다는 것 미 있다 자 값200.9 Oe , . 78.2 emu/g
상 에 벌크 덩어리 상태 시료에 포 자 값인 에 여 작( ) 92 emu/g
값이다 이는 마그 타이트가 역스 구조를 갖 에 입자 크 가 작 질 자.
값이 감소 는데 그 원인이 있는 것 단 다.
공침법에 실험재료 마그 타이트 합.
실험재료(1)
마그 타이트 를 조 출 질 삼 염 철(Fe3O4) 1 (FeCl2 과 염)
철2 (FeCl3 구입 여 사용 며 침 동양 철 주) , ( ) NH4OH, NaOH,
를 구입 여 사용 다TMAOH(Tetramethylammonium hydroxide) .
공침법에 마그 타이트 합 법(2)
공침법에 마그 타이트 합 과 름도를 그림 에 나타냈다 마그 타이를6 .
조 출 질 는 가격이 속염 FeCl2 FeCl3를 사용 고 침,
칼리 용 는( ) NH4 를 사용 다 모든 실험 상 상 에OH, NaOH, TMAOH . ,
를 이용 며 실험과 침 종Mechanical stirrer , (NH4OH, NaOH, TMAOH)
에 른 변 를 조사 다.
FeCl2 FeCl3 를 각각 과 용 조 여 같 부 즉0.15 M 0.30 M , 1 :
몰 합 속이 합 용 만들어 사용 다 상 상 에2 (Mole ratio) . ,
속이 합 용 에 침 를 가 여 시간동 시 며 이 료0.5 ~ 2 ,
후 증 침 척 여 주었다. 용 상에 분산 입자는 고속 원심 분리 여 탈
익 상태 침 얻었 며 침 동결건조에 해 분말 시료를 득 며, ,
용 에 분산시 이드 상태 상 자 체 시료를 얻었다.
- 45 -
그림[ 6] 공침법에 마그 타이트 합 과
공침법에 해 합 마그 타이트 결과(3)
침 를 각각 를 가 여 시간 시킨 결과 가지1.0 M NaOH 60, 180 ml 2 ,
모 즉 시간 이 지는 검 색 침 마그 타이트, 1 ( : Fe3O4 이 생 었)
며 이 진행 에 라 갈색 변 다 이는, . Fe3O4 = Fe3+[Fe3+ Fe2+]O4에 면
체 자리B Fe2+가 시간이 증가함에 라 용 에 녹 있는 산소 산소,
여 Fe3+ 산 에 라 Fe2O3 변 는 것 상 다.
를 침 사용 경우 시간이 어 산 고 여NaOH 1.2 M
를 침 사용 는 시간만 시 다 를 가TMAOH 0.5 . 1.2 M TMAOH 60 ml
여 시간 시킨 결과 검 색 침 얻 있었다 침 척 해 증0.5 .
를 가 여 고속원심분리 를 이용 여 원심분리를 실시 결과 시간10,000 rpm , 4
이상 원심분리를 실시했 에도 불구 고 극소량 침 이 일어났고 용 상에 매우
게 분산 어 있었다 이는 경우 보조 계면 역 에 용 상. TMAOH
에 침 지 고 매우 게 분산 어 있는 것 단 다.
- 46 -
이 게 합 마그 타이트는 분리가 쉽지 에 그 사용가능 여 뒷공 이
요없다 지만 분리 경우 입자 회 에 가 있어 단가가 상승 므 소규모. ,
요구 는 용시에 매우 용 것 단 다.
침 3.0 M NH4 를 가 여 시간 시킨 결과 검 색 침OH 60 ml 0.5 ,
얻 있었다 침 척 해 고속원심분리 를 이용 여 원심. 10,000 rpm
분리 고 탈 잌 상태 검 색 침 쉽게 회 있었다 시료는 건조, .
산 는 것 지 해 동결 건조 에 건조 후 회 분 통해 마그 타X-
이트 결 이 생 었는지를 분 다.
가( ) 회 분X-
그림 공침 이용7 NH4 를 침 사용 여 합 시료 회 분OH X-
결과이다 마그 타이트 결 주 크 면 값 있. XRD (311) 2 35.44 °θ
다 그림 결과는 주 크 면 가 나타났 며 다른 크들. . 7 XRD (311) 35.40 ° ,
모 마그 타이트 결 자료 일 는 것 나타났다 즉 마그 타이트 단JCPDS . ,
일상 마그 타이트가 공 합 것 나타났다 주 크 폭 가.
것 보 열합 법 합 마그 타이트 보다 입자 크 가 작 것 상 다.
- 47 -
.
그림[ 7] 공침법 합 마그 타이트 회X-
나( ) VSM(Vibrating Sample Magnetometer)
그림 공침 이용8 NH4 를 침 사용 여 합 마그 타이트 상 에OH
자 질 결과이다 마그 타이트는 자 장 에 도 포 지. 20 kOe
는 것 나타났고 잔 자 보자 이 나타났다 즉 나노미 크 자 체, 0 . ,
특 인 상자 거동 는 것 나타났다 자 값 상 에. 77.6 emu/g
벌크 덩어리 상태 시료에 포 자 값인 에 여 작 값이다 나노 미( ) 92 emu/g .
크 에 이러 자 값 감소는 입자 크 가 작 지면 생 는 불 결
구조 면효과 인 스 울어짐에 그 원인이 있다고 상 다.
- 48 -
그림[ 8] 공침법 합 마그 타이트 곡M-H
다( ) Zero Field Cooling
그림[ 9] 공침법 합 마그 타이트 결과ZFC
- 49 -
분 조건 자 장 걸지 고 지 냉각시킨 후ZFC(zero field cooling) 5 K
자 장 걸어주고 지 리면 다 에 자 도 변2 kOe , 300 K . ZFC
양상 그림 에 나타냈 며 조건에 자 장 걸어 주었 갖는9 , ZFC 2 kOe
자 값 었고 강자 체 상태에 상자 변 는 해 도16.6 emu/g ,
TB 는 인 것 었다 라 공침법에 해 조(blocking temperature) 150 K .
마그 타이트 입자는 이 도에 강자 상태를 나타내고 이상 도부150 K 150 K
상자 거동 것 상 있다(Superparamagnetic) .
사 분산 를 첨가 공침법에 마그 타이트 합 실험재료.
실험재료(1)
마그 타이트(Fe3O4 를 조 출 질 삼 염 철인) 1 FeCl2
(0.15M) 염 철인2 FeCl3 구입 여 사용 며 침 동양 철(0.30M) ,
주( ) NH4 분산 인 인산나트륨과OH PEG(Polyethylene glychol, MW: 4,000)
구입 여 사용 다.
분산 를 첨가 공침법에 마그 타이트 합 법(2)
분산 를 첨가 공침법에 마그 타이트 합 과 름도를 그림 에 나타냈다10 .
분산 를 첨가 공침법 마그 타이트를 합 여 출 질 FeCl2 FeCl3
사용 고 침 는, NH4 를 사용 다 입자 간 집 상 막 분산OH .
는 인산과 PEG 4000 사용 며 모든 실험 상 상 에 계, ,
를 이용 여 진행 다(Mechanical stirrer) .
FeCl2 FeCl3를 각각 과 용 조 여 같 부 즉0.15 M 0.30 M , 1:2
몰 합 속이 합 용 조 뒤 분산 를 가 여 분산 가 첨가 속
이 합 용 만들어 사용 다 상 상 에 속이 합 용 에 침 를. ,
가 여 시간 동 시 다 이 난 후 증 침 어 주었 며 용0.5 . ,
상에 분산 입자는 고속 원심 분리 여 탈 익 상태 침 얻었다 침 동.
결건조 분말 시료를 얻었고 용 에 분산시 이드 상태 상 자 체 시료를 얻었,
다.
- 50 -
그림[ 10] 분산 를 첨가 공침법에 마그 타이트 합 과
합 마그 타이트 결과(3)
분산 인산 첨가 속이 합 용 에 3 M NH4 를 가 여OH 60 ml 70
에 시간 시킨 결과 인 시간 이 지는 검 색 침 마그 타이2 , 1 (
트: Fe3O4 이 생 었지만 이 진행 에 라 갈색 변 다 침 시간) , . 2
시간 인 용 에 녹 있는 산소 산소에 해 산 어 Fe2O3 변 는
것 단 며 본 실험에 사용 분산 인 인산나트륨, (Oleic acid sodium salt)
가장 효 이 높 착 도는 인 었다70~80 .
분산 첨가 속이 합 용 에PEG 4,000 3 M NH4 를 가 여OH 60 ml
상 에 시간 시킨 결과 검 색 침 얻 있었다 침 척0.5 , .
해 고속원심분리 를 이용 여 원심분리 고 탈 잌 상태 검10,000 rpm ,
색 침 쉽게 회 있었다 시료는 건조 산 는 것 지 해 동결 건.
조 에 건조 후 회 분 통해 마그 타이트 결 이 생 었는지를 분X-
다.
- 51 -
가( ) 회 분X-
그림[ 11] 분산 를 첨가 공침법에 마그 타이트 회X-
마그 타이트 결 회 분 주 크 면X (X-ray Diffraction; XRD) (311) 2 θ
값 있다 그림 회 분 결과는35.44 ° . 11 X (X-ray Diffraction; XRD)
주 크 면 가 나타났 며 다른 크들 모 마그 타이트 결(311) 35.50 ° ,
자료 일 는 것 나타났다 즉 마그 타이트 단일상 마그 타이트가JCPDS . ,
공 합 것 나타났다 주 크 폭 가 것 보. 열합 법
합 마그 타이트 보다 입자 크 가 작 것 상 다.
- 52 -
나( ) VSM(Vibrating Sample Magnetometer)
그림[ 12] 분산 를 첨가 공침법 합 마그 타이트 곡M-H
그림 는 분산 를 첨가 공침법 합 마그 타이트 상 에 자 질12
결과이다 마그 타이트는 자 장 에 도 포 지 는 것 나타. 20 kOe
났고 잔 자 보자 이 나타났다 즉 나노미 크 자 체 특 인 상자, 0 . ,
거동 는 것 나타났다 자 값 상 에 벌크 덩어리 상태. 41.9 emu/g ( )
시료에 포 자 값인 에 여 작 값이다 공침 이용92 emu/g .
NH4 를 침 사용 여 합 마그 타이트 자 값 보다 작 원인OH 77.6 emu/g
입자 면에 고분자가 착 어 있 에 자 도 이고 입자 크 가 작,
일 있다 마그 타이트는 역스 구조 입자 크 가 작 질 자 값 감.
소 이다.
다( ) Zero Field Cooling
조건 즉 자 장 걸지 고 지 냉각시킨 후ZFC(zero field cooling) , 5 K , 2 kOe
자 장 걸어주고 지 리면 자 도 변 양상 그림 과 같다, 300 K 13 .
조건에 자 장 걸어 주었 갖는 자 값ZFC 2 kOe , 9.5 emu/g
었고 강자 체 상태에 상자 변 는 해 도, TB 는(blocking temperature)
인 것 었다 즉 입자는 이 도에 강자 상태를 나타내고160 K . , 160 K
- 53 -
이상 도부 상자 거동 것 상 있다160 K (Superparamagnetic) .
그림[ 13] 분산 를 첨가 공침법 합 마그 타이트 결과ZFC
결3.
열합 법 조 시료 회 분 분 결과 단일X (X-ray Diffraction; XRD)
상 마그 타이트가 합 것 나타났다 합 마그 타이트는. 50 ~ 300 nm
크 불균일 고 입자 상 구 사각 그리고 각 불균일 다 마, , .
그 타이트는 자 장 에 포 는 것 나타났고 잔 자 는16.5 kOe , 14.2
이며 보자 이다 즉 인 강자 체 특 갖는 것 나타났emu/g 200.9 Oe . ,
다 즉 외부 자 장이 없는 상황에 도 자 어 있 에 입자간 집이 심 게 일어.
나게 다 입자 크 상이 불균일 고 강자 체 특 나타내 에 녹조. ,
거에 있어 효 이 떨어질 것 상 에 라 본 연구 자 복합체 차법 이
용 녹조 부 질 고속 거 용에 지 것 상 다.
분산 를 첨가 지 단 공침법 합 마그 타이트 경우 시간 이상1
시키게 면 에 산 가 어 검 색 침 이 갈색(Fe2O3 변 게 다) .
를 침 사용했 경우 용 상에 매우 게 분산 어 마그 타이트TMAOH
- 54 -
회 에 어 움이 있다 그러므 녹조 거에 지 못 다. . NH4 를 침 분간OH 30
시 얻 시료 회 분 분 결과 단일상 마그X (X-ray Diffraction; XRD)
타이트가 합 것 나타났다 마그 타이트는 자 장 에 도 포 지. 20 kOe
고 잔 자 보자 이 모 나노 미 크 자 체 입자 특 인 상자, 0
갖는 것 나타났다 그러므 녹조 거에 것 단 다. .
분산 를 첨가 공침법 합 마그 타이트 경우 역시 시간 이상 시키게1
면 에 산 가 어 검 색 침 이 갈색(Fe2O3 변 게 다 인산 분) .
산 사용 경우 인산 자체가 산 나타내 에 침 인 칼리 용 첨가
량이 증가 고 인산 착 도 를 맞춰야 므 도가 높 지게, 70
다 그러므 합 법 것 단 다 분산 사용 고. . PEG 4,000
NH4 를 침 분간 시 얻 시료 분 결과 단일상 마그 타이트OH 30 XRD
가 합 것 나타났다 마그 타이트는 자 장 에 도 포 지 고. 20 kOe ,
잔 자 보자 이 모 나노 미 크 자 체 입자 특 인 상자 갖는0
것 나타났다 그러므 녹조 거에 것 단 다. .
라 분산 를 첨가 지 고 NH4 를 침 사용 단 공침법 조 마OH
그 타이트 분산 를 사용 고PEG NH4 를 침 사용 공침법 조 마OH
그 타이트를 본 연구에 사용 는 것이 욱 리 것 단 다.
- 55 -
본 연구에 조 마그 타이트를 이용 녹조 거2
실험1.
가. 단 공침법 조 마그 타이트를 사용 녹조 거
분산 를 첨가 지 고, NH4 를 침 사용 여 단 공침법 합 마그 타OH
이트를 녹조 거에 사용 다 실험 통 여 얻 곡 부 계산 양.
민산 가 여 녹조 를 조 며 단 공침법 합 마그 타이트pH 6.5 ,
를 증 에 분산 마그 타이트 농도에 른 녹조 거 효 조사 다, .
양 질 황산 루미늄 농도가 도 다Al 4ppm spiking . 1 L
이커에 녹조 를 채취 후 곡 부 계산 양 민산 용 가 여
조 여 분 시 다 그리고 증 에 분산시킨 마그 타이트를 첨가pH 6.5 0.5 .
여 분 황산 루미늄 첨가 고 분 시킨 후 자 이용 여 고 분리 여0.5 , 3.5 ․
처리 를 얻었다 단 히 녹조 거 도를 인 여 행 실험이므 찰.
결과를 인 다.
[그림 14] 공침법 합 마그 타이트를 이용 녹조 거 실험 찰
- 56 -
그림 는 공침법 합 마그 타이트를 사용 여 상 실험 법에 라 녹조 거14
실험 실시 결과 얻어진 처리 찰 결과를 나타낸 것이다 존 상업.
시 고 있는 마그 타이트를 이용 실험에 소 마그 타이트를 사용800 ppm
면 공침법 조 마그 타이트를 이용 본 실험에 는 도 녹조 거가10 ppm
우 게 이루어진 것 찰 통 여 있었다 이는 상업 시 고 있는.
마그 타이트 입자 크 분산 에 것 생각 다 시 고 있는 마그 타이트.
이미지 찰 결과 평균 크 를 갖고 있는 것 나타났다 증 에SEM 200 nm .
분산이 잘 지 다. 분 결과 상 에 강자 체 특 갖고 있었다 입자VSM .
크 가 크고 분산이 잘 지 고 상자 특 인 입자간200 nm , ,
집 인해 입자 면 이 증가했 에 녹조 거에 있어 효 이 떨어지는 것
생각 다.
마그 타이트를 이용 여 녹조 거가 이루어질 경우 재 보10 ppm
여 이커에 녹조 를 채취 후 곡 부 계산 양 민산 용1 L
사용 여 조 여 분 시키고 증 에 분산시킨 마그 타이pH 6.5 0.5
트를 첨가 여 분 황산 루미늄 첨가 고 분 시킨 후 자 부 고 분리0.5 , 3.5 ․
여 실험 진행 다.
[그림 15] 공침법 합 마그 타이트를 이용 녹조 거 재 실험 결과 (10 ppm)
- 57 -
재 실험 결과 그림 같이 녹조 거가 우 게 이루어진 것 있었15
며 명 처리 를 얻 있었 나 실험에 사용 마그 타이트는 이드 상태 분산,
체 태이며 농도가 낮 에 자 거 고 분리 는 과 에 어 움, ․
이 있다는 이 단 생각 다.
나 분산 첨가 분산 첨가 공침법 합 마그 타이트를 이용 녹.
조 거
분산 를 첨가 고, NH4 를 침 사용 여 공침법 합 마그 타이트를 녹OH
조 거에 사용 며 녹조 거에 있어 분산 를 첨가 지 마그 타이트 분산,
를 첨가 여 조 마그 타이트 녹조 거 효 평가 해 진행 다.
이커에 녹조 를 채취 후 곡 부 계산 양 민산 용1 L
이용 여 조 여 분 시키고 분산 를 첨가 지 마그pH 6.5 0.5
타이트 분산 를 첨가 마그 타이트를 증 에 분산시킨 뒤 각각 가 여50 ppm 0.5
분 황산 루미늄 첨가 고 분 시킨 후 자 부 고 분리 여 처리, 4 ppm 3.5 ․
를 얻었다.
그림[ 16] 분산 를 첨가 지 마그 타이트 분산 를 첨가 마그 타이트를 사용
녹조 거 찰 결과
- 58 -
그림 분산 를 첨가 지 마그 타이트 분산 를 첨가 여 조 마그 타16
이트를 이용 여 녹조 거 실험 결과를 나타내는 것이다 찰 결과 가지.
마그 타이트를 사용 경우 모 슷 녹조 거를 보이며 경우 모 명 처리 를
얻 있 있다 라 분산 를 첨가 여 마그 타이트를 조 는 것보다 분.
산 를 첨가 지 고 단 공침법 마그 타이트를 조 여 사용 는 것이 공 에 있
어 효 일 것 단 다.
결2.
가. 공침법 합 마그 타이트 사용 여 상 실험 법에 라 녹조 거 실험
실시 결과 존 상업 시 고 있는 마그 타이트를 이용 실험에 소 800
마그 타이트를 사용 면 공침법 조 마그 타이트를 이용 본 실험에ppm
는 도 녹조 거가 우 게 이루어진 것 찰 통 여 있었다10 ppm .
몇 차 재 실험 실시 결과 슷 결과를 얻 있었다.
나. 분산 를 첨가 지 마그 타이트 분산 를 첨가 여 조 마그 타이트를
이용 여 녹조 거 실험 결과 가지 마그 타이트를 사용 경우 모 슷 녹조
거 효 보 다 그 에 분산 를 첨가 여 마그 타이트를 조 는 것보다 분산.
를 첨가 지 고 단 공침법 마그 타이트를 조 여 사용 는 것이 공 에 있어
효 일 것 단 다.
- 59 -
자 나노입자 면개질 특3
실험1.
가 자 복합체 조.
마그 타이트 분말에 개질 면개질 후 녹조 거 실험 행․
는 과 에 개질 질 리 특 살펴보 여 같이 각각5
개질 과 개질 히 량 후 증 에 용해시키고10 g 0.1 g ,
마그 타이트 분말에 공침 다 이를 균일 게 합 후100 g . 100oC
에 건조시키고 냉각 후 분쇄 여 미분 자 복합체를 조 다, .
[ 5] 개질 를 이용 자 복합체 조⦁
개질 종마그 타이트 당100 g
개질 첨가량
개질량
개질 마그 타이트( / )
개질
Fe2(SO4)3nH․ 2O 10 100 mg/g
Alum; Al2(SO4)314~18H․ 2O 10 100 mg/g
FeCl3 6H․ 2O 10 100 mg/g
PAC(Poly Aluminium
Chloride; Al2(OH)3Cl3
분자량 이( 1,000 ))
; 10 % solution as PAC
10 100 mg/g
개질
폴리 크릴 마이드계
고분자 개질0.1 1 mg/g
나 조 자 복합체 분 결과.
분(1)
면개질 지 마그 타이트를 공시료 며 개질 시료 균일,
보 여 에 조 각각 자 복합체를 루미늄 일에 얇게
펼 후 부분에 각각 샘 채취 여 분 시료 다 개 샘. 6
회 분X (X-ray Diffraction; XRD) 분 며 폴리 크릴, SEM EDS
마이드계 고분자 개질 자 복합체는 만 분 뢰 다EA .
- 60 -
시료 를 포함 개질 자 복합체인 경우 시료(Blank) Alum PAC
증 에 용출시 며1 g 100 ml , Fe2(SO4)3 FeCl3 개질 자 복
합체 경우 시료 리 증 용출시키고 이를 분 시료1 g 1 ICP
다.
6【 】개질 에 른 분 항목
Sample
B ICP/ES, EDS, XRD,SEM
1 Fe2(SO4)3 nH․ 2O ICP/ES, EDS, XRD,SEM
2 Alum; Al2(SO4)3 14~18H․ 2O ICP/ES, EDS, XRD,SEM
3 FeCl3 6H․ 2O ICP/ES, EDS, XRD,SEM
410 % PAC (Poly Aluminium
Chloride) solution as PACICP/ES, EDS, XRD,SEM
5 EDS, XRD,SEM, EA
는 에EDS Bruker Quantax 200 Energy Dispersive X-ray Spectrometer
해 개질 원소 분 행 며 는, EA Thermo FLASH 2000
Organic Elemental Analyzer - Thermo-Finnigan FLASH 1112 series
Elemental Analyzer - Fisons EA-1108 Elemental Analyzer - CE
에 해 함량 량분Instruments EA-1110 Elemental Analyzer
며 는, ICP Thermo Scientific iCAP 6500 duo Inductively Coupled
Plasma-Emission Spectrometer - Jobin Yvon Ultima-C Inductively
에 해 원소 량분Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometer
행 다.
- 61 -
분 결과(2)
가 결과( ) XRD
마그 타이트 + Non modification material①
마그 타이트 + Fe② 2(SO4)3 nH․․ 2O
- 62 -
마그 타이트 + Al③ 2(SO4)314 18H∼․ 2O
마그 타이트 + FeCl④ 36H․ 2O
- 63 -
마그 타이트 + PAC⑤
마그 타이트 + Polymer (floc)culant⑥
- 64 -
결과고찰XRD⑦
분 결과 모든 자 복합체에 마그 타이트XRD (Fe3O4 결 구조 거)
일 며 다른 특이 만 특징 찾 볼 없었다 이는 는 개, .
질 가 마그 타이트 면에 개질 량이 에 검출이 것
단 다.
나 결과( ) EDS
마그 타이트 + Non modification matter①
마그 타이트 + Fe② 2(SO4)3nH․ 2O
- 65 -
마그 타이트 + Al③ 2(SO4)314~18H․ 2O
마그 타이트 + FeCl④ 36H․ 2O
마그 타이트 + PAC⑤
- 66 -
마그 타이트 + Polymer floc culant⑥
결과고찰EDS⑦
결과 개질 개질 자 복합체를 외 나 지 개질 들EDS
마그 타이트(Fe3O4 면에 히 는 부착 어있 인 있었)
나 개질 개질 마그 타이트는 검출 가 어 웠다 이는 개질 량, .
이 개질 량보다 낮 뿐만 니라 상 검출 감10 EDS carbon
도가 매우 낮 에 검출 가 어 운 것 단 다.
다 이미지( ) SEM
마그 타이트 + Non modification matter①
- 67 -
마그 타이트 + Fe② 2(SO4)3nH․ 2O
- 68 -
마그 타이트 + Al③ 2(SO4)314~18H․ 2O
마그 타이트 + FeCl④ 36H․ 2O
- 69 -
마그 타이트 + PAC⑤
- 70 -
마그 타이트 + Polymer floc culant⑥
결과고찰SEM⑦
이미지는 각각 여 다 체SEM 10,000 100,000 .
개질 지 마그 타이트 개질 마그 타이트 면상 특이 찾 볼
없었다.
경우에 라 나노 사이즈 마그 타이트 입자들끼리 쳐 나 큰 덩어
리를 이루고 있는 것 찰 있었다 이는 작업에 분쇄과 통해 미.
분 가 지 도 있 며 개질 질이 마그 타이트 면에 개질 면,
입자 입자들이 쳐진 원인 생각 있다.
- 71 -
라 결과( ) ICP
개질 에 해 개질 자 복합체에 결과를 래에 나타냈다ICP .
마그 타이트 면에 개질 개질 용출 인 다 이 용출량.
실 용출량 개질 자 복합체 개질 개질량1g( : 100mg) 1,000 ml
증 에 용출 시료에 분 결과이다.
분 항목
분 시료
Fe (ppm) Al (ppm)
이 용출량 실 용출량이용출량 실 용출량
마그 타이트+
Nonmodificationmaterial
0 0.04 0 0
마그 타이트+
Fe2(SO4)3 nH․ 2O
17.0~22.0도가 일( 60~80%
를 가 함)22.0 0 0
마그 타이트+
Al2(SO4)3 14~1․8H2O
0 2.77 8.00~9.00 7.16
마그 타이트+
FeCl3 6H․ 2O21.0 17.5 0 0
마그 타이트+
PAC0 2.98 10.0 4.56
본 연구에 사용 개질 경우 양이 게 재 어 있지
거나 략 인 값 재 어 있 에 상 이 값 는 실 값이 다를
있다 라 마그 타이트에 개질 개질 에 용출량 인.
해 는 실질 에 용출 는 함량 추 는 것이 람직
것 생각 다.
마 개질 결과( ) Polymer EA
개질 개질 자 복합체 시료를 회 샘 링 여Polymer 3 nitrogen,
등 함량 를 다 결과는 에 리carbon, hydrogen, sulphur (%) . 7
다.
- 72 -
7【 】 EA results of magnetic powder modified with polymer
항목시료Nitrogen (%) Carbon (%) Hydrogen (%) Sulphur (%)
Sample 1 0 0.063375 0.115266 0.051431
Sample 2 0 0.051074 0.115902 0.068401
Sample 3 0 0.045703 0.112097 0.071924
Average 0 0.053384 0.114422 0.063919
에 나타낸 같이 가 주 작 함량7 Cabon, Hydrogen, Sulphur
자 복합체에 분포 어있는 것 인 있었다 이는 마그 타이트 면에.
개질 가 히 는 부분 부착 어 있 있다polymer .
다 종분 결과 고찰.
본 실험에 는 개질 마그 타이트 면에 개질 여 에 분
산 어 있는 를 띠는 녹조 이드 입자들 거를 능 자 복
합체를 조 며 조 자 복합체 여러 특 들 인 여, XRD,
등 분 실시 다 자 복합체 조를 개질EDS, ICP, SEM, EA .
Fe2(SO4)3nH․ 2O, Al2(SO4)314~18H․ 2O, FeCl36H․ 2O, 10 % PAC solution
등 사용 며 개질 크릴 마이드계 를 사용 다, polymer .
각 개질 개질량 개질 경우 마그 타이트 당 이며 개g 100mg ,
질 경우 마그 타이트 당 각각 개질 다 조 자 복합체에g 1mg .
분 결과는 다 과 같다.
분 결과 각각 개질 들 마그 타이트 구조에 향 주(1). XRD
지 며 마그 타이트 면에 히 었거나 는 마그 타,
이트에 부분 부착 어있 상 있었다.
분 결과 마그 타이트 개질 분들이 검출 에 라 개(2). EDS
질 들이 마그 타이트 면에 히 었거나 는 마그 타이트
에 부분 부착 어있 상 있었다.
이미지 결과 조 자 복합체 면에 히 었거나 부(3). SEM
분 부착 어있는 실 이미지는 얻 없었다 다만 마그 타.
이트 입자들 사이 면에 개질 가 인 역 는 것
- 73 -
해본다.
분 결과 개질 를 외 다른(4). ICP PAC Fe2(SO4)3 nH․ 2O,
Al2(SO4)314~18H․ 2O, FeCl36H․ 2 등O 개질 개질 자
복합체는 속에 이상 개질 가 용출 었 며 특히 루미늄염90% ,
계통(Al2(SO4)3 개질 개질 자 복합체 경우 마그,PAC)
타이트 자체 가 에 약간 용출 었다 이는 개질 인해 조Fe .
산 분 속에 마그 타이트 이 용출 었 이라Fe
다 개질 경우 에 상 가장 게 용출. PAC
었다.
분 결과 탄소 소 황 미량(5). EA (Carbon), (Hydrogen), (Sulphur)
함량 검출 에 라 합체 개질 가 마그 타이트 면, (polymer)
에 히 었거나 부분 부착 어 있 상 있었다, .
- 74 -
자 복합체를 이용 황토 부 질 고속 거4
1.
부 질 입경이 이상인 탁질 에 부 상태 있는0.45
질 속에 고 이 많이 존재 경우 고 이 닥에 침 퇴
어 이 상태 어 이차 인 염 질 용출시킬 있다
는 나타낼 있 며 고 체에 들어있는 외 모든 질,
말 는 것 일 용존 고 과 불용 고 분 있다, .
고 여러 면에 질에 나 향 다 고 이 높 질 체.
소 자에게 람직 지 못 생리 인 불러일 킨다 라 용 를 해.
는 용존 고 농도를 고 있다 이보다 높 농도500mg/L .
산업용 용에 합지 못 다 높 부 질 농도를 갖는 목욕 등과.
같 용도 심미 만족스럽지 못 게 다 고 결 처리 공.
조 요 역 다 상 에 용존 고 주 염 탄산염. , ,
탄산염 염소 황산염 질산염 나트륨 칼륨 칼슘과 망간 등 구 다 이러, , , , , , .
분 주요 생원 자연상태에 과 토양과 함 생 며 미량,
염 부 야 다.
산업이 고도 함에 라 계 각종 산업 폐 이 다량 생
고 있 며 이러 산업폐 자연 생태계를 란시키며 나 가 복구 불능,
도 시키고 있는 실 이다 특히 인 생존에 요 이러 산. ,
업폐 인 여 그 상태 는 용이 불가능 게 염 어가고 있 며 풍,
요 운 소 인 여 가 에 는 생 폐 도 증가 고 있는 실 이
며 산업 인 염색공장이나 가죽공장 등 공장에 생 는 공장폐 농약, ,
는 가축 사 에 른 농 축산폐 등 천과 지 를 염시키고 있어 인
존립 자체를 어 게 만드는 가장 큰 요인 인 가 해결해야 가장 큰
과 가 고 있 며 이러 질 염 를 해결 여 많 노 울이,
고 있는 실 이다.
이러 폐 를 처리 해 는 별도 폐 처리장에 폐 를 집․
여 폐 처리 고 있 며 일 폐 같 를 시키는, ․
법 다양 법이 시도 고 있다 폐 를 처리 가장 우 시 는 첫. ․
단계 큰 부 질 거 는 스크린장 폐 내 자갈 모래, , ,․
- 75 -
타 나 속 부속품 등 거운 입자 구 에 펌 를 포함 계(Grit)
불 요 마모 손 처리시 등에 침사 축 에 폐쇄를,
지 목 사용 는 침사지 보다 이 큰 부 즉 침강(Grit chamber),
고 이용 분리 여 거 는 침강분리 등 리 인, (Clarifier)
법이 동원 며 추후 착 집 산 원 이 소독 폭 처리, , , , , ,
법이 동원 며 타 생 처리 법 고도처리 법 동원 여 질,
고 있다.
일 에 떠 있는 부 질 거 법 양 질84~95
첨가에 처리 법 이용 여 폐 에 염 부 질 거 고․
있다.
집이란 분산 탁입자 를 집합시키고 입자경 크게 여(suspended solid) ,
고 분리를 용이 게 는 작용 말 는 것 써 입자 입자간 결합시키,․
해 는 데르 스 힘 만 는 결합 이 약 게 에(Van der Waal s force)
라 양 질 폐 에 입 여 폐 에 분산 부 질 입자 입자․
간 착 부여 면 입자간 결 가 착 결합 이 약,
증 면 거 에 이 어 에 고 분리를 쉽게(floc) ․
여 양 질 첨가 여 자연 침강 게 며 일 에,․
염 녹조 부 질 거 여 양 질 여 경우 를
띄고 있는 부 질들 양 를 띠고 있는 양 질 보조 를 입 경․
우 상태가 과 동시에 큰 이 며 큰 해 자연 침(floc) ,
강 게 탈 법에 해 거 게 다(floc) .
지 지 에 포함 부 질 거 자연 침강 법 이용
경우 처리 시간이 장시간 소요 거 가 요 며 이에 른 인 이,
동원 어야 므 업 경 경쟁 이 크게 떨어진다는 단 가지,
고 있다.
라 본 연구에 는 폐 에 염 부 질 거 처리 공 에
자 복합체 분말과 질 향인자를 조 여 처리 시간 단축에 경
공 면 고효 부 질 거 조건 인 고자 다.
- 76 -
실험2.
실험재료 분 법2.1
가 실험재료.
시료(1)
본 실험에 사용 황토 염 부 질 질 균일 공 여
연구원 돗 에 황토 를 인 첨가 고 균일 게 분산시3g/L , 0.3 %
황토 부 질이 포함 황토 를 조 여 사용 다.
양 질(2)
양 질과 고분자양 질 사용 며 양 질인 경우 시약용,
황산 루미늄(Al2(SO4)3 14 18H∼․ 2 동양 철 에 용해 여O; ) 30g 200 ml Al
양 질 조 여 사용 며 고분자 양 질13,000 ppm ,
인 경우 폴리 크릴 마이드계열 고분자 양 질 에 용해0.2 g 200ml
여 고분자양 질 조 여 사용 다0.1 % .
자 체 면에 있는 양 질 이 인 거 는 는 주 역(Alum) “ ”
며 다 과 같 통 여 인산염 마그 타이트 결합 녹조 부
질과 함께 면 거 다 부내용 이 에 첨가 면 루미늄. alum
이 이 가 분해 어 다원자가 산 것이다 이러 종 는 낮
높 지 범 를 가pH positive compound pH negative compound
진다.
이러 종 가 다 합 개 산 여러 루.
미늄 이 포함 는 다 가장 요 가"oaltion" . H+ OH-
므 요 말 있다 다 식 루미늄 결합 이 불용 침PH .
루미늄 인산염 는 것 보여 다 모든 식 루미늄 이 과.
어 있다 인산염 루미늄 합 거나 루미늄 산. floc
함 거 다 가장 폐 집에 많이 사용 는. Alum(aluminum sulfate)
이다aluminum salt .
- 77 -
자 복합체(3)
자 복합체는 주 보 에 공 색 료인 마그 타이트( ) (Fe3O4 를 이용)
며 주 등 페라이트를 이용, ( )Toda Ferrite Korea hard type
며 마그 타이트 페라이트 자 미경 사진 래 그림 에 나타냈다, 17 .
Magnetite〈 〉 Ferrite〈 〉
[그림 17] 마그 타이트 페라이트 자 미경 사진(magnetite) (ferrite)
나 분 법.
침강속도(1)
임 조 황토 부 질 시료에 양 질 자 복합체를0.3 % ․
첨가 후 처리를 침강속도를 인 여 능법 행 며,
침강속도는 진탕 후 에 포함 부 질이 침강 지
다.
탁도(2) (turbidity)
에 해 행 다LaMotte 2020e .
(3) pH
에 포함 소이 농도는 사 에 해 행Thermo Orion 3Star meter
다.
- 78 -
속(4)
에 포함 속 분 처리 후 과 원자 분 용, 1,000
농도 희 시료를 채취 후ppm stock solution sodium
용 각각 공 고 이 생 황 속 탁도를sulfide , (Metal sulfide)
여 인 다.
고 분리를 자(5) ․
황토 염 염 를 본 연구 양 질과 자 복합체를 첨가 후 고속
고 분리를 자 양마그 트 주 자 이용 며( ) NdFeB , ∮․
크 를 축 향 개 합 튜 태 자 이용20 mm×10 mm(T) 7
이 평균 는 고 자 리 질 에 나, gauss 4,770 , NdFeB 8
타냈다.
8【 】 자 리 질NdFeB
구분 단 내용퀴리 도Curie Temperature ( ) °C 310~370
사용 도Maximum Operating Temperature ( ) °C 80~180
항Resistivity( ) .μΩ 160경도Hardness( ) Hv 560~580
도Density ( ) g/ 7.4
잔 자속 도Temperature Coefficient of Br (도 특 )
%/°C-0.12∼-0.10
보자 도 특Temperature Coefficient of iHc ()
%/°C -0.6
실험 법2.2
가. 에 른 변pH
스실린 에 돗 채우고 황토를 히 첨가1 L (mass cylinder) 3g
후 진탕 여 인공 황토 염 시료를 며 이곳에 양,
질 를 첨가 고 들 어 이 농도를 지 도(Alum) 3 ml (shaking) Al 39 ppm
균일 게 합해 다 희 를 이용 여 를NaOH pH 5.0, 6.0, 6.5, 7.0,
히 조 여 본 연구 에 른 부 질 시료를7.5, 8.0, 9.0, 10 pH
다.
- 79 -
이곳에 자 복합체 마그 타이트 페라이트 분말 과 희 고분자양3 g
질 를 히 각각 분취 여 합 후 격 히 진탕 고 이를 후1 ml
곧 부 질 침강속도를 인 며 분 후 스실린, 10 (mass cylinder)
상 부 면 부 에 마이크 펫 이용 여10 cm (macro pipet)
침강 후 탁도를 분 다 여 시료 는 양 질이 포함. (Blank)
지 며 단지 자 복합체만 포함 시료 다, .
나. 자 복합체 첨가량에 른 변
스실린 에 돗 채우고 황토를 히 첨가1 L (mass cylinder) 3g
후 진탕 여 인공 황토 염 시료를 며 이곳에 양,
질 를 첨가 고 들 어 이 농도를 지 도(Alum) 3 ml (shaking) Al 39 ppm
균일 게 합해 다 희 를 이용 여 를 히 조NaOH pH 7.5
여 본 연구 자 복합체 첨가량에 른 변 를 인 다 마그 타이트 페.
라이트 자 분말 각각 0.5g(0.05wt%), 1g(0.1wt%), 2g(0.2wt%), 5g(0.5wt%),
를 첨가 후 고분자양 질 농10g(1wt%), 20g(0.2wt%), 50g(0.5wt%)
도가 이 도 희 고분자양 질 각각 분취 여 합 다1 ppm 1 ml
이를 격 히 진탕 고 이를 후 곧 스실린 상(mass cylinder)
부 매우 느린 속도 자 스실린 진탕 용 에(mass cylinder)
침 시 자 에 부 질 거를 실시 며 부 질 자 에,
고 분리 여부를 능법 인 다.․
자 스실린 닦 지 통과시킨 후 자 거 후(mass cylinder)
스실린 상 부 면 부 에 입장(mass cylinder) 10 cm
이용 여 침강 후 탁도 분 다 자 이용 부(macro pipet) .
질 거 과 지 카 라 다.
다. 양 질 첨가량에 른 변
스실린 에 돗 채우고 황토를 히 첨가1 L (mass cylinder) 3g
고 진탕 여 인공 황토 염 시료를 후 본 연구 양 질
첨가량에 른 변 를 보 해 양 질 를(Alum) (Alum) 0.1 ml, 0.2
를 각각 첨가 후 진탕 여 균일 게 합해ml, 0.5 ml, 1.0 ml, 2.0 ml, 3.0 ml
- 80 -
다 희 를 이용 여 를 히 조 여 개 시료를NaOH pH 7.5 6
다.
이곳에 자 복합체 마그 타이트 페라이트 분말 각각 첨가3g(0.3wt%)
고 희 고분자양 질 를 히 각각 분취 여 고분자양 질1 ml
농도가 이 도 격 히 진탕 고 이를 히 분간 자연 침강 도1 ppm 10
후 스실린 상 면 부 지 에(mass cylinder) 10cm
마이크 펫 이용 여 상등 채취 여 탁도 분 행(macro pipet)
다 자연 침강 는 모습 지 카 라 다 여 에 시료. .
는 양 질 첨가 지 시료 이다(Blank) (Alum) (sample) .
라. 양 질 첨가량에 른 변
스실린 에 돗 채우고 황토를 히 첨가1 L (mass cylinder) 3 g
고 진탕 여 인공 황토 염 시료를 고 여 에 양 질,
를 를 첨가 후 들 어 균일 게 합해 다 희(Alum) 2 ml (shaking)
를 이용 여 를 히 조 다NaOH pH 7.5 .
이곳에 자 복합체 마그 타이트 페라이트 분말 를 첨가 고3g(0.3wt%)
본 연구 고분자 양 질 첨가량에 른 변 를 보 해 희 고분
자 양 질 를 히 각각 분취 여 격 히 진1.0, 2.0, 5.0, 10.0, 20.0 ml
탕 후 자연 침강시키며 분 후 스실린 상 면 부10 (mass cylinder)
지 에 마이크 펫 이용 여 상등 채취 여10cm (macro pipet)
탁도 분 다 자연 침강 는 모습 지 카 라. (floc)
다 여 시료 는 고분자 양 질 첨가 지 시료이. (Blank)
다.
마. 황토 첨가량에 른 변
스실린 에 돗 채우고 본 연구 황토 첨가량에1 L (mass cylinder)
른 변 를 보 해 황토를 각각 히1, 2, 3, 5, 7, 10, 20, 50, 75g
첨가 고 진탕 여 인공 황토 염 시료를 개 고 여 에 양9 ,
질 를 를 첨가 여 농도 지 해(Alum) 1 ml Al 13 ppm
며 균일 게 합해 다 희 를 이용 여 를shaking NaOH pH 7.5
- 81 -
히 조 다.
이곳에 자 복합체 마그 타이트 페라이트 분말 각각 동일5g(0.5wt%)
량 첨가 고 희 고분자 양 질 를 히 분취 여 합5.0ml(0.5ppm)
후 격 히 진탕 고 이를 분간 여 자연침강 시킨 후 스실린4 (mass
상 면 부 지 에 마이크 펫cylinder) 10cm (macro pipet)
이용 여 상등 채취 여 탁도 분 다.
자 회 상 스실린 내부 통과시킨 후 자1 (mass cylinder)
에 해 고 분리가 지 부 질 침강 자연 침강 시키(floc)․
고 스실린 닥에 침 어 있는 높이를, (mass cylinder) (floc)
며 자연 침강 는 모습 자 이용 여 거, (floc) (floc)
는 모습 지 카 라 다.
. 양 질 고분자 양 질 동시 첨가(Alum)
이커 에 돗 채우고 황토 히 첨가 여1 L (beaker) 3g(0.3 wt%)
인공 황토 염 시료를 개 다 여 에 본 실험 양 질8 .
고분자 양 질 첨가량에 른 변 를 살펴보 여 양(Alum)
질 고분자 양 질 동시에 각각(Alum) 0.1, 0.2, 0.5, 1.0, 2.0, 5.0,
첨가 후10.0 ml 균일 게 합해 다 희 를 이용 여 를NaOH pH 7.5
히 조 다.
이것 스실린 에 고 격 히 진탕 고 이를1 L (mass cylinder)
후 자연침강 시키며 분 후 스실린 상 면 부4 (mass cylinder) 10
지 에 마이크 펫 이용 여 상등 채취 여 탁도cm (macro pipet)
분 다 자연 침강 는 모습 지 카 라. (floc)
다.
여 시료 는 양 질 과 고분자 양 질 첨가(Blank) (Alum)
지 시료 이다(sample) .
사. 양 질 첨가 후 조 뒤 고분자 양 질 첨가(Alum) pH
본 실험 양 질 고분자 양 질 개별 첨가 법에 변(Alum)
를 살펴보 여 이커 에 돗 채우고 황토1 L (beaker) 3g(0.3
- 82 -
히 첨가 여 인공 황토 염 시료를 개 다 여wt%) 8 .
에 양 질 를 각각 첨가 후(Alum) 0.1, 0.2, 0.5, 1.0, 2.0, 5.0, 10.0 ml
들 어 균일 게 합해 다 희 를 이용 여 를(sttiring) NaOH pH 7.5
히 조 다.
가 조 합용 스실린 에 고 이곳에 고분pH 1L (mass sylinder)
자 양 질 를 각각 히 분취 여0.1, 0.2, 0.5, 1.0, 2.0, 5.0, 10.0 ml
합 후 격 히 진탕 여 분간 자연 침강 시킨 후 스실린4 (mass cylinder)
상 면 부 지 에 마이크 펫 이용 여10cm (macro pipet)
상등 채취 여 탁도 분 다 자연 침강 는 모습. (floc)
지 카 라 다.
여 시료 는 양 질 과 고분자 양 질 첨가(Blank) (Alum)
지 시료 이다(sample) .
결과 고찰3.
3.1 에 른 변pH
변 에 른 실험결과를 그림 에 나타냈다 실험 결과pH 9 18 19 . pH∼
사이 범 범 에 자 복합체 부 질6.5~8 (magnetite ferrite)
황토 이 여 른 속도 침강 며 침강( ) (floc) ,
후 탁도 도 낮 결과가 인 있었다 특히 에(turbidity) . pH
른 침강속도 탁도 는 에 가장 좋 결과가 나타난 면(turbidity) pH 7 7.5 ,∼
이 는 이상에 는 이 이 잘 이루어지지 며pH 6 pH 9 (floc) ,
이 이루어 다고 지라도 상태가 조 여 침강속도가(floc) , (floc)
매우 약함 인 있었다.
사이에 침강 과 찰해 본 결과pH 6.5 ~ pH 8 (floc)
부분 침강 에 충분 갖추고 있어 르게(floc)
침강 있었지만 미 게 소량 들이 침강 에 충분 못, (floc)
갖추고 있어 속에 래토 부 고 있었 며 에 포함 속,
결과 모 이 에 른 속 향 지 다0.1ppm pH .
- 83 -
9【 】 변 에 른 분 결과pH
- 84 -
4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10.0 10.50
5
10
15
20
25
탁도
(Turbid
ity)
pH
Magnetite Ferrite
Magnetite-blank : 76.3
Ferrite-blank : 74.2
4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10.0 10.50
200
400
600
800
1000
1200
1400
침강
소요
시간
(sec)
pH
Magnetite Ferrite
Magnetite-blank : 1800 상
Ferrite-blank : 1800 상
그림[ 18] 변 에 른 탁도 침강소요시간 변pH
- 85 -
자 복합체 첨가량에 른 변3.2
자 복합체 첨가량에 른 결과를 그림 사진 에 나타냈다10, 20 1 2 .∼
탁도 분 통 여 자 복합체 첨가량이 많거나 게 첨가 시 탁도가
상 높게 나 며 첨가 탁도가 가장 게 나타남, 0.2 wt%
인 있었다 자 복합체 첨가량이 많 경우 다량 자 체분말이 히.
이 이루어지지 못 고 일부가 속에 부 고 있어 탁도를 높이는(floc) ,
원인이 며 자 복합체 첨가량이 경우 황토 모 가 자 복합체,
이루어지지 못 고 황토 일부가 속에 부 고 있어 탁도를 높(floc) ,
이는 원인이 것이라 단 다 본 실험 결과 첨가 시 가장 좋 결과. 0.2 wt%
가 나타났 나 본 연구 자 복합체 첨가 목 이 는 부 질 효 회,
를 추어 볼 소량 자 복합체를 첨가 는 것이 리 다 그러 면에, .
자 복합체가 황토 부 질 염 질 명 히 처0.05 wt% 0.3 wt%
리 는데 이상 회 보임에 라 회 는 다소 어 움이 있 것70 %
단 며 본 연구를 통 자 복합체 첨가량 조건 립함 써,
에 포함 산 부 질 고속 거 가능 이 있 것 단
다.
본 실험결과 탁도 분 능법 본 고 분리등 감 해 보 , 0.3
황토 용 부 질 고 분리 자 복합체 첨가량% 0.2․
범 사용가능 며 가장 명 고 분리를 해wt% ~ 0.05 wt% , ․
는 이상 자 복합체가 포함 어야 것 상 며 본 연구에 경0.2 % ,
경 염 고 범주 자 복합체가 함 는 것0.1 0.2 %∼
이 가장 리 것 단 다.
본 연구에 른 에 포함 속 분 결과 모 이 검출 어0.1ppm
자 복합체 첨가량에 른 속 향 지 인 다.
- 86 -
사진 1【 】자 복합체를 첨가 후 후 사진0.2 wt% shaking
사진 2【 】 황토 에 양 질과 자 분말 입 다0.3 % ․
진탕시키고 외부자 에 해 명 히 고 분리 사진, ․
시료 양 질이 포함 지 고 자 분말만 포함(Blank): , )․
- 87 -
10【 】자 복합체 첨가량에 른 분 결과
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.53.0
3.5
4.0
4.5
5.0
5.5
6.0
6.5
7.0
7.5
탁도
(Turb
idit
y)
자 복합체 첨가량 (wt%)
Magnetite Ferrite
그림[ 19] 자 복합체 첨가량에 른 탁도변
- 88 -
양 질 첨가량에 른 변3.3
양 질 첨가량에 른 변 를 그림 에 나타냈다 양11 20 .
질 첨가량이 증가 탁도가 체 감소 는 경향 나타났다(Alum) .
양 질 를 첨가 여 용 농도가 이었(Alum) 0.5 ml Al 6.5 ppm
탁도가 격히 감 는 것 인 며 능법 찰 결과 본,
자 복합체 침강 양 질 를 첨가 여 이(floc) (Alum) 1 ml Al
농도를 지 부 자 복합체 침강 이 우 함13 ppm (floc)
인 에 라 양 질에 질 염 지 양 질 가격 경쟁
극복 해 는 이 농도를 지 는 것이 가장 람직 것Al 13 ppm
생각 다.
11【 】 양 질 첨가량에 른 분 결과
- 89 -
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.00
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55탁
도(T
urb
idit
y)
무기양 하물질 첨가량 (ml)
Magnetite Ferrite
Magnetite-blank : 49.2
Ferrite-blank : 45.0
그림[ 20] 양 질 첨가량에 른 탁도 변
양 질 첨가량에 른 변3.4
양 질 첨가량에 른 결과를 그림 에 나타냈다 능법12 21 .
본 자 복합체 침강 살펴보면 고분자 양 질(floc) 0.2
이상 첨가부 이 잘 나 농도 이상부 는 속에ppm (floc) , 0.5 ppm
미 고 가라 지 는 양이 어 많이 깨 해지는 모습 찰(floc)
있었다 체 고분자 양 질 첨가량이 증가 탁도가 감소.
는 경향 나타나고 있 나 고분자양 질 산소요구량, (chemical
증가 원인이 있 에 라 본 연구를 통해 가장 합 고oxygen demand)
분자양 질 농도는 이 합 것 사료 다0.5 ppm .
- 90 -
12【 】 양 질 첨가량에 른 분 결과
- 91 -
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
탁도
(Turb
idit
y)
기양 하물질 첨가량 (ppm)
Magnetite Ferrite
Magnetite-blank : 26.5
Ferrite-blank : 27.1
그림 21【 】고분자 양 질 첨가량에 른 탁도변
황토 첨가량에 른 변3.5
황토첨가량에 른 변 를 그림 에 나타냈다 탁도 분 통13 22~23 .
여 황토 첨가량 부 질 농도 가 증가 탁도가 높 지는 경향 나타냈( )
며 특히 황토 첨가량이 이상 첨가 경우 탁도가 속도 상승 는, 5.0 wt%
것 인 다 그리고 시각 능실험 결과 이상 황토부 질이 포. 5.0 wt%
함 경우 본 연구에 이 좋지 못 며 침강속도도 좋지(floc) ,
못함 인 다.
본 연구에 해 스실린 내부에 자(mass cylinder) (floc)
분말 합 용 에 자 이용 여 고 분리를 경우 황토 첨가량 이1.0 %․
일 거 보 나 황토 첨가량 이상부100% (floc) , 2.0 % 100%
거 이루지 못 다 이상 첨가 경우 거 부(floc) . 5.0 %
분 이 거 지 며 첨가 약 이상 거 보(floc) , 2.0 % 80%
다 황토 첨가량 부 질 농도 가 이상일 자 복합체 첨가량. ( ) 1.0 wt%
이상 첨가해야 외부 자 에 고 분리가 에 근 는 거0.5 % 100%․
나타낼 것 상 다.
결과 자 분말 첨가량 고분자양 질pH 7.5, 0.5 %, 0.5 ppm,
루미늄 양 질인 이 조건에 에 포함(Al) (Alum) 13 ppm
- 92 -
황토 부 질 거 인 다1.0 % .
13【 】황토첨가량에 른 분 결과
- 93 -
0.1 1 50
10
20
30
40
50
60
탁도
(Turbid
ity)
황토 첨가량 (%)
Magnetite Ferrite
그림[ 22] 황토 첨가량에 른 탁도 변
0.1 1 5 10
0
10
20
30
40
50
침높
(m
m)
황토 첨가량 (%)
Magnetite Ferrite
그림[ 23] 황토 첨가량에 른 거 후 침 높이(floc) (floc)
- 94 -
양 질 용3.6 (Alum)
양 질 용에 결과를 그림 에 나타냈다 탁도 분14 24 .
통 여 양 질 첨가 후 를 맞춘 상태에 는 황토 집이 거(Alum) pH
이루어지지 있었다 그러나 황토 에 양 질. (Alum)
첨가 후 를 맞춘 뒤 고분자 양 질 첨가 경우 황토pH 7.5
집이 잘 이루어 며 쉽게 침강 는 것 인 있었다 특히 양 질, .
고분자 양 질 각각 첨가 황토 부(Alum) 1.0 ml (floc)
침강이 잘 이루어 며 탁도 값도 낮 결과를 나타냈다 양, .
질 고분자 양 질 첨가량 는 이 가장 합 것 인(Alum) 26:1
있었다 이 용 당 이고 고분자양 질 농.( 1 ml Al 2.6 ppm ,
도가 이다0.1 ppm . )
능법 인 결과 양 질 고분자 양 질 동시에 첨가(Alum)
황토 집이 거 이루어지지 나 양 질 첨, (Alum) 0.5 ml
가 후 를 맞춘 뒤 고분자 양 질 첨가 경우부 집pH 7.5 0. 5ml
이 어느 도 이루어 침강이 일어남 찰 있었 나 양 질(Alum)
고분자 양 질 각각 첨가 경우 집이 이루어지지 고0.5ml
집 이루지 못 미 부 질들이 여 히 많이 있어 이들이 침강
지 상당 시간이 소요 인 있었다 그러나 양 질. (Alum)
고분자 양 질 각각 이상 첨가 경우 거 집이 이루어1.0 ml
며 침강이 체 잘 이루어지는 것 찰 있었다.
결과 속 부 질 농도가 황토 경우 양 질0.3 %
고분자 양 질 첨가량 첨가량 각(Alum) 26:1
각 이상 첨가 부 질 높 거2.6 ppm 0.1 ppm
있 며 양 질 고분자 양 질 동시에 첨가 는 것보다, (Alum)
양 질 첨가 후 를 조 뒤 고분자 양 질(Alum) pH
첨가 여야 매우 좋 거 이 나타남 인 다.
- 95 -
[ 14] 양 질 첨가량에 른 탁도 분 결과
0.1 1 5 10
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
탁도
(Turb
idit
y)
양 하 물질 첨가량 (ml)
양 하 물질 동시첨가 무기양 하 물질 첨가후
기양 하 물질 첨가
blank1 : 920blank2 : 875
그림[ 24] 양 질 첨가량에 른 탁도변
- 96 -
결4.
폐 에 포함 부 질 자 복합체에 해 고속 거 본 연
구에 처리 공 질 향 인자를 변 시킴 경 공 면 고효
부 질 거 조건 인 다.
가. 질 변 에 른 실험결과 가 사이 범 범 에 마pH , pH 6.5~8
그 타이트 페라이트 자 복합체 부 질인 황토가(magnetite) (ferrite)
여 른 속도 침강 며 침강 후 탁도(floc) ,
도 낮 결과가 인 있었다 특히 에 른 침강속도. pH
는 에 가장 좋 결과가 나타난 면 이 는turbidity pH 7~7.5 , pH 6 pH
이상에 는 이 이 잘 이루어지지 며 이9 (floc) , (floc)
이루어 다고 지라도 상태가 조 여 침강속도가 매우 약함, (floc)
인 있었다.
나. 자 복합체 첨가량에 른 결과 자 복합체 첨가량이 많거나 게 첨가,
경우 탁도가 상 높게 나 며 첨가 탁도가 가, 0.2 wt%
장 게 나타났다 자 복합체 첨가량이 많 경우 다량 자 체분말이.
히 이 이루어지지 못 고 일부가 속에 부 고 있어 탁도를(floc) ,
높이는 원인이 며 자 복합체 첨가량이 경우 황토가 자 복합체,
이루어지지 못 고 일부 속에 부 고 있어 탁도를 높(floc) ,
이는 원인이 있 며 염 황토 부 질 고속 거, 0.3 %
면 처리 후 자 복합체에 차 염 지 해 는 자 복합체2
가 가 포함 는 것이 가장 함 있었다0.05~0.3 % .
다. 양 질 첨가량에 른 결과 양 질 특히 첨가량이 증가, ( alum)
탁도가 체 감소 는 경향 나타났다 용 농도가. Al 6.5
이었 탁도가 격히 감 는 경향 나타났 며 능법에ppm ,
자 복합체 침강 루미늄 이 농도를 지(floc) (Al) 13 ppm
가장 우 다.
라. 양 질 첨가량에 른 결과 능법에 자 복합체, (floc)
- 97 -
침강 크릴 마이드계 고분자 양 질이 이상일0.2 ppm
이 잘 었 며 농도 이상부 는 속에 미 고 가라(floc) , 0.5 ppm
지 는 양이 어 질이 깨 결과를 얻었 며 고분자양(floc) ,
질 처리 는 산소요구량 증(chemical oxygen demand)
가 원인이 있 에 라 본 연구를 통해 가장 합 고분자양 질
농도는 임 인 있었다0.5 ppm .
마. 부 질 증가 자 복합체 양 질에 상 계를 보
황토첨가량에 른 결과 황토 첨가량이 이상 첨가 경우, 5.0 wt%
탁도가 속도 상승 는 것 인 며 본 연구에 해 스실린, (mass
내부에 자 분말 합 용 에 자 이용cylinder) (floc)
여 고 분리를 경우 황토 첨가량 이 일 거1.0 % 100% (floc)․
보 나 황토 첨가량 이상부 거 이루, 2.0 % 100% (floc)
지 못 다 황토 부 질 농도가 이상일 자 복합체 첨가. 1.0 %
량 이상 첨가해야 외부 자 에 고 분리가 에 근0.5 % 100%․
는 거 이 나타남 인 있었다.
. 양 질 고분자 양 질 동시 첨가에 결과 탁도 분,
통 여 양 질 고분자 양 질 동시에 첨가 후 를 맞(Alum) pH
춘 상태에 는 황토 집이 거 이루어지지 있었다 그러나.
황토 에 양 질 첨가 후 를 맞춘 뒤 고분자 양(Alum) pH 7.5
질 첨가 경우 황토 집이 잘 이루어 며 쉽게 침강 는 것,
인 있었다 특히 부 질인 황토 인 경우. 0.3 % Al 2.6 ppm
이고 고분자양 질 농도가 양 질 인 양, 0.1 ppm (Alum)
질 크릴 마이트 계열 고분자 양 질 첨가량 는 이 가26:1
장 합 것 인 있었다.
- 98 -
자 복합체를 이용 실험조건에 른 녹조 고속 거5
변 에 른 녹조 거 실험1. pH
가 실험 목.
면 개질 자 복합체를 이용 여 녹조를 거 변 에 른, pH
거 인 며 부 본 연구에 사용 는 자 복합체 분말에 차, 2
염 가능 인 여 효과 녹조를 거 있는 경 인 연속시스
에 용 고자 함에 있다.
나 실험.
실험재료 조건(1)
가 실험재료( )
시료①
본 실험에 사용 녹조 는 사진 과 같이 햇 이 조사 고 항 분 인 그린3 ,
우스에 생 통에 양 여 같이15 L 15 Allen's media
법에 라 드럼통에 채우고 각각 조 량 여 첨가 후200 L
여 용해시키고 이를 각각 리 생 통에 다 남조 일부인bubbling , 15
마이크 시스티스 를 고 균일 게 합 후 항 이 지 면 햇(Microcystis)
이 조사 는 경에 일간 양했다 본 실험에 조 마이크 시스티스15 .
상 사진 에 나타냈다(Microcystis) 4 .
- 99 -
사진 3【 】 법 해 조 녹조원Allen's media
- 100 -
사진 4【 】 조 마이크 시스티스 상(Microcystis)
녹조 지에 첨가 는 시료15【 】
Chemicals Stock Sol'n (g/200 )ℓ
NaNO3 300
K2HPO4 7.8
MgSO4 15
Na2CO3 4.2
CaCl2 5.4
Na2SiO3 상( ) 35
Ferric Citrate 1.2Citric acid H․ 2O 1.2
EDTA 0.2H3BO3 1.144
MnCl2 4H․ 2O 0.724ZnSO4 7H․ 2O 0.0888
Na2MoO4 2H․ 2O 0.1564CuSO4 5H․ 2O 0.0316
Co(NO3)2 6H․ 2O 0.0197
- 101 -
자 복합체②
양 질 자 복합체- -
인Fe 10 % Fe2(SO4)3 용 를 과 균6.6 ml Magnetite Ferrite 100 g
일 게 합 후 100o
에 건조 여 자 복합체 분말에C oven Fe
를 면개질 다0.66 % (6.6 mg/g) .
고분자 양 질 자 복합체- -
분말 폴리 크릴 마이드 계열 고분자 양 질 에0.033g 100ml
히 용해 후 분말 과 균일 게 합 고Magnetite Ferrite 100g , 100oC
에 건조 뒤 막자사 고 분 곱게 분쇄 고 농도oven 330 /g
면개질 고분자 자 복합체를 조 다.
참고 상 각각 자 복합체 면개질 자 복합체를 스실린: 1 L
에 각각 첨가 경우 용 농도가 가 약(mass cylinder) 6 g( 3 g ) Fe
고분자양 질이 임20 ppm, 1 ppm )
양 질 양 질과 고분자양 질 사용 며 양 질인,
경우 시약용 황산 루미늄(Al2(SO4)314~18H․ 2 동양 철 에O; ) 30g 200 ml
용해 여 양 질 조 여 사용 며 고분자Al 13,000 ppm ,
양 질인 경우 폴리 크릴 마이드계열 고분자 양 질 0.2 g
에 용해 여 고분자양 질 조 여 사용 다200ml 0.1 % .
나 실험조건( )
자 복합체 첨가량: 6 g①
질 면개질 자 복합체 분말 리 스실린1 (mass․
에 포함 녹조 에 질 면개질 자 복합체를 첨cylinder) 3 g
가 후 곧 고분자 질 면개질 자 복합체 를 각각 첨가 여3 g Fe
약 이 게 고 고분자양 질 농도20 ppm(19.8 ppm) , 1 ppm
가 게 며 이를 상 격 히 진탕 후 외부자 부 고 분리를, ․
여 에 염 녹조 거 인 다.
- 102 -
양 질 자 복합체
조 자 복합체를 스실린 에 첨가1L (mass cylinder) 3g Fe⇒
약 농도가20 ppm(19.8ppm) .
고분자 양 질 자 복합체
조 고분자 자 복합체를 스실린 에 첨가 고1L (mass cylinder) 3g ⇒
분자양 질이 농도가1 ppm .
참고 스실린 에 양 질 고분자 양 질 첨: 1L (mass cylinder)
가 다20:1 .
녹조 원 처리량②
각각 용 에 양 녹조 농도가 다름에 라 본 실험 불균일 녹조 분
포도에 차범 를 소 여 이미 양 녹조 를 채취 균
일 게 합 고 곧 녹조 리 를 분취 여 실험 시료 다, 1 (sample) .
녹조 pH③
녹조 원 를 각각 조 여pH 7.0, 7.5, 8.0, 8.5, 9.0, 9.5, 10, 10.5 pH
변 에 른 녹조 거 인 다.
다 실험 법.
이커 에 양 녹조 원 를 채운 뒤 실험 조건에 른 를(1) 1L (Beaker) pH
희 NaOH H2SO4 맞춤
양 질 면개질 자 분말 첨가 여 약 간 진탕 후 약(2) 3 g 30
간 시킴30
고분자양 질 면개질 자 분말 첨가 여 약 간 진탕(3) 3g 30
후 약 분간 시킴1
자 스실린 에 일 속도 입시 속 자 복(4) (mass cylinder)
합체를 회 후 다시 약 간 진탕 후 자 회 스실린30 1 (mass
에 일 속도 입시 속 자 복합체를 회 함cylinder)
자 에 해 거 용 다시 진탕 여 농도를 균일 게 지 후 면 상(5)
부 약 지 를 마이크 펫 이용10cm 10 ml (micro pipet)
- 103 -
여 채취 여 탁도 분 시료 함(Turbidity) .
스실린 상등 를 히 취 여 클(6) (mass cylinder) 200ml(or 100ml)
분 시료 함a .
스실린 상등 를 히 취(7) (mass cylinder) 500ml(or 250ml)
여 복합체 회 분 시료 함SS, .
상 처리에 여과 용 시료 고 보(8) TN, TP, COD, TOC , .
참고 속 자 복합체 속 분 상 항 공 거 용 함: ( ) (3) .
라 분 결과.
분(1)
각각 용 에 양 녹조 불균일에 차를 소 여
균일 게 합 후 분 항목에 른 시료 실험 각각 행(Blank)
다.
가 탁도( ) (Turbidity)
자 복합체 회 후 스실린 를 진탕 여 농도를 균일 게(mass cylinder)
지 뒤 면 지 마이크 펫 를 이용 여 채10cm (macro pipet)
취 뒤 탁도계를 이용 여 탁도(Turbidity)
나 클( ) a
시료 처리 후 시료 채취 여 도를 이용 클(Blank) (sample)
분 법에 라 클 를a a
다( ) TN, TP, COD
시료 처리 후 시료 채취 여 분 키트를 이용 여(Blank) (sample)
분
라 속( ) -1(as Pb)
시료 처리 후 시료 채취 여(Blank) (sample) KS method(Sodium
에 여 분Sulfide)
- 104 -
마 속( ) (by AAS or ICP/ES)
상 다 항 공 거 용 조건에 분 뢰( ) ⇒
주 마그 타이트 페라이트 량 요: (magnetite) (Ferrite)
부 질( ) (Suspended Solids)
시료 처리 후 시료 취 여 질 염공 시험 법(Blank) (sample)
부 질 법에 법
사 자 복합체 회( )
자 이용 여 스실린 자 복합체를 회 뒤 스(mass cylinder) ,
실린 에 남 있는 자 복합체를 여과지 이용(mass cylinder) Filtering(CF/C )
여 건조 후 를 회 지 못 자 복합체 간주 고 회SS
.(Uncertified method)
- 105 -
결과 고찰(2)
가 분 결과( )
자
복합체
종
pH
분 항목
Turbidity
(NTU)
클
a(ppb)
TN
(ppm)
TP
(ppm)
COD
(ppm)
속
as Pb
속
as Fe
SS
(ppm)
회
(%)pH
Magnetite
Blank
(1)
pH 9.34
17.9 232 202.5 4.35 9.47 - - 46.8 - 8.35
7.0 7.23 8.20 182.40.01
이8.97 - - 7.8
99.87%
이상5.84
7.5 6.17 -2.51 188.60.01
이10.0 - - 7.0
99.88%
이상5.77
8.0 6.26 1.90 177.60.01
이9.38 - - 6.8
99.89%
이상5.47
8.5 7.04 1.15 177.60.01
이9.41 - - 10
99.83%
이상5.99
9.0 4.61 0.74 184.30.01
이9.09 - - 7.2
99.88%
이상5.71
9.5 4.53 5.78 179.70.01
이9.55 - - 9.4
99.84%
이상6.75
10 12.3 169 167.5 0.25 9.71 - - 29.499.51%
이상7.65
10.5 17.6 272 189.7 1.9 10.0 - - 4299.30%
이상9.81
Ferrite
Blank
(2)
pH 9.25
16.7 328 204.3 5 10.3 - - 51.2 - 8.86
7.0 13.0 93.7 176.7 0.05 8.54 - - 31.299.48%
이상6.31
7.5 14.2 91.3 181.2 0.01 8.77 - - 36.499.39%
이상6.93
8.0 13.9 100 178.5 0.08 8.95 - - 36.499.39%
이상6.58
8.5 12.9 68.7 173.7 0.04 7.92 - - 35.699.41%
이상6.29
9.0 14.1 121 197.6 0.2 8.94 - - 44.899.25%
이상6.59
9.5 18.0 196 182.2 0.5 8.99 - - 5899.03%
이상6.97
10 25.2 316 179.7 0.85 9.07 - - 92.898.45%
이상8.45
10.5 29.5 324 183.2 2 9.51 - - 11698.07%
이상9.88
- 106 -
탁도(Turbidity)①
blank 1:5 1:7.5 1:10 1:15 1:20 1:300
10
20
30
40
50
60
70
Turb
idit
y (N
TU
)
양 하 물질
Magnetite
Ferrite
체 마그 타이트 가 페라이트 보다 결과가 우- (Magnetite) (Ferrite)
다 마그 타이트 경우 처리 시료 보다 체. (magnetite) (Blank)
평균 약 탁도 감소가 이루어 며 경우77% (turbidity) , 1:10 90%
이상 나타났 며 경우 탁도 감소를 나타냈다 페라이트, 1:5 56% (turbidity) .
경우 사이 범 에 평균 약 탁도(Ferrite) 1:5~1:20 48% (turbidity)
감소가 이루어 며 경우 탁도 가 히 증가를 보, 1:30 (turbidity) 206%
임에 라 이는 실험 탁도 증가 같 맥락이라 단 고(turbidity) , 1:10Ⅰ
경우 탁도 가 감소 페라이트 에 가장 우 결과(turbidity) 69% (ferrite)
를 나타냈다.
- 107 -
클 -a(Chlorophyll-a)②
blank 1:5 1:7.5 1:10 1:15 1:20 1:30
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
클필
-a
(Chlo
rophyll
-a)p
pb
양 하 물질
Magnetite
Ferrite
체 마그 타이트 가 페라이트 보다- (magnetite) (Ferrite) Chlorophyll-a
거 이 매우 우 다 마그 타이트 경우 가장 조. (magnetite) 1:5
경우 거 보 며 범 에 평균 우 거52% 1:7.5~1:30 98%
나타냈다 페라이트 경우 거 이 가장 조 경우. (Ferrite) 1:5 3%
거 거 거가 이루어지지 며 범 에 평균 약, 1:7.5~1:30 67%
거 보임에 라 마그 타이트 보다 훨 조 결과를 나타(magnetite)
냈고 에 거 보여 페라이트 에 가장 우, 1:10 85% (Ferrite)
거 나타냈다Chlorophyll-a .
- 108 -
질소(Total nitrogen; TN)③
blank 1:5 1:7.5 1:10 1:15 1:20 1:30
100
110
120
질소
(TN
) ppm
양 하 물질
Magnetite Ferrite
체 마그 타이트 는 처리 시료 보다 질소- (magnetite) (Blank)
량이 증가 는 양상 나타냈 며 페라이트 는 시료 보다, (Ferrite) (Blank)
감소 는 양상 나타냈다 마그 타이트 경우 체 평균 약. (magnetite)
증가 나타냈 며 에 고 에 소13% , 1:15 19%, 1:30
증가 나타냈다 페라이트 경우 체 평균 약 감7% . (Ferrite) 7%
소 나타냈 며 에 고 감소 나타냈다 마그 타이트, 1:10 8% .
페라이트 모 고분자 양 질 양 질(magnetite) (Ferrite)
에 른 경향 찰 지 못 며 시료 과 시료, (Blank) 1 (Blank)
차이가 심 게 나타났 며 이는 실험 시 녹조원 충분 합2 TN ,
에도 불구 고 녹조 원 농도 균일 지시키 가 어 웠 뿐만 니라
시 차 원인이 작용했 가능 도 있 것 상 다TN .
- 109 -
인(Total Phosphorus; TP)④
blank 1:5 1:7.5 1:10 1:15 1:20 1:30
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
TP (ppm
)
양 하 물질
Magnetite Ferrite
체 마그 타이트 페라이트 모 슷 게 우- (magnetite) (Ferrite)
결과를 나타냈다 마그 타이트 경우 거 이 가장 조 경. (magnetite) 1:5
우 거 보인 면 범 에 이상 높 거45% , 1:7.5~1:30 99%
나타냈다 페라이트 경우도 마그 타이트 슷 양상. (Ferrite) (magnetite)
보 나 에 처리 시료 보다 히 증가1:5 (Blank) 6%
나타냈 며 이는 시 실험 차 는 녹조 원 농도 불균일 이라, TP
단 다 마그 타이트 같 양상 범 에. (magnetite) 1:7.5~1:30
이상 높 거 나타냈다99% .
- 110 -
산소요구량(Chemical Oxygen Demand; COD)⑤
blank 1:5 1:7.5 1:10 1:15 1:20 1:30
8.4
8.6
8.8
9.0
9.2
9.4
9.6
9.8
10.0
10.2
10.4
CO
D (
ppm
)
양 하 물질
Magnetite Ferrite
체 마그 타이트 경우 처리 시료 슷- (magnetite) (Blank)
거나 증가 양상 나타냈 며 페라이트 경우 시료 보다, (Ferrite) (Blank)
슷 거나 감소 는 양상 나타냈다 마그 타이트 경우 체. (magnetite)
약 증가를 보 며 에 약 증가를 나타남에 라 가장 조5% , 1:5 15%
결과를 나타냈다 면에 에 시료 거 차이가 없어 마그. 1:15 (Blank)
타이트 에 는 가장 우 결과를 나타냈다 페라이트 경(magnetite) . (Ferrite)
우 체 약 감소를 보 며 마그 타이트 는5% , (magnetite)
에 감소 가장 우 결과를 나타냈다 마그 타이트1:15 9% .
페라이트 모 에 고분자 양 질 양 질(magnetite) (Ferrite)
에 른 산소요구량 거에(Chemical Oxygen Demand; COD)
경향 찰 지 다.
- 111 -
부 질(Suspended Solid; SS)⑥
blank 1:5 1:7.5 1:10 1:15 1:20 1:300
10
20
30
40
50
60
70
부물
질(S
uspended S
oli
d)p
pm
양 하 물질
Magnetite Ferrite
체 마그 타이트 가 페라이트 보다 부 질- (magnetite) (Ferrite)
거 이 욱 우 다 마그 타이트(Suspended solid; SS) . (magnetite)
경우 역에 약 높 거 보 며 에1:7.5~1:30 88% SS , 1:5 62%
거 보여 가장 좋지 조 결과를 나타낸 면 에SS , 1:15 94% SS
거 보여 가장 우 결과를 나타냈다 페라이트 경우. (Ferrite) 1:5~1:20
역에 평균 약 거 나타남에 라 마그 타이트 보41% SS (magnetite)
다 매우 조 결과를 나타내고 있 며 에 는 약 증가 나타, 1:30 11% SS
냈다 이는 실험 에 탁도 증가 본 실험 탁도. (Turbidity)Ⅰ Ⅱ
증가 그 맥락 같이 다고 명 있 며 에(Turbidity) , 1:10 72%
거 보여 페라이트 에 가장 좋 거 나타냈다SS (Ferrite) SS .
- 112 -
자 복합체 회⑦
1:5 1:7.5 1:10 1:15 1:20 1:3099.0
99.2
99.4
99.6
99.8
100.0
회 (
%)
양 하 물질
Magnetite Ferrite
체 마그 타이트 가 페라이트 보다 자 복합체 회- (magnetite) (Ferrite)
이 높게 나타났다 이는 실험 회 결과 사 미 명 있. I
다 즉 회 시 회 지 못 자 복합체뿐만 니라 부 질.
지도 회 지 못 자 복합체라 간주 에 실(Suspended solid; SS)
자 복합체 회 이보다 훨 향상 것이라 상 다 마그 타이트.
경우 체 약 이상 회 나타냈 며 에(magnetite) 99.88% , 1:5
가장 조 회 나타내고 에 가장 좋 회 나타냈다 페라이트, 1:15 .
경우 체 약 이상 회 보임에 라 마그 타이(Ferrite) 99.42%
트 보다 조 회 보 며 에 가장 조 회 나(magnetite) , 1:30
타낸 면 에 가장 좋 회 나타냈다, 1:10 .
- 113 -
후 변pH⑧
blank 1:5 1:7.5 1:10 1:15 1:20 1:303.0
3.5
4.0
4.5
5.0
5.5
6.0
6.5
7.0
7.5
8.0
8.5
9.0
9.5
10.0
pH
양 하 물질
Magnetite Ferrite
면개질 에 른 녹조 처리 후 변 를 그림에 나타냈pH․
다 체 마그 타이트 페라이트 모 양 질. (magnetite) (Ferrite)
이 높 질 가 떨이지는 것 인 있었 며 이는 양pH ,
녹조 가 나타내고 있는 용 에 산 띠고 있는 양 질pH 9.0
첨가량이 많 지 이라 단 다 마그 타이트 페라이트. (magnetite)
모 에 가 이 격히 떨어짐에 라 첨가 자 복합(Ferrite) 1:30 pH 4
체 범 를 벗어나 좋지 못 결과를 나타낸 것 단 다 마그pH .
타이트 가 페라이트 보다 약간 가 낮게 었 며(magnetite) (Ferrite) pH ,
그 원인 면개질 과 Fe3O4 주 분인 마그 타이트가 산 띠고 있
는 양 질과 어떠 지 용 에 첨가 었 동일 소이
농도를 나타내는 면 페라이트 주 분인 륨페라이트, (Ferrite) (Barium
가 산 띠고 있는 양 질과 결합에 해 소이 농도가ferrite)
어들어 양 질 면개질 마그 타이트 가 페라이트(magnetite)
보다 상 가 낮게 나타났 것 상 다(Ferrite) pH .
- 114 -
탁도(Turbidity)①
blank 7 7.5 8 8.5 9 9.5 10 10.50
5
10
15
20
25
30
35
탁도
(Turb
idit
y)
pH
Magnetite Ferrite
그림[ 25] 변 에 른 탁도분 결과pH
변 에 른 탁도 변 를 그림 에 나타냈다 체 마그 타이트pH 25 .
가 페라이트 보다 모든 범 에 탁도 가 낮게(magnetite) (Ferrite) pH (Turbidity)
었다 마그 타이트 경우 사이에 평균 약. (magnetite) pH 7~ 9.5 67%
탁도 감소 보 며 가 에 탁도(Turbidity) , pH 9, 9.5 75% (Turbidity)
감소 보여 가장 우 결과를 나타낸 면 에 이 감소, pH 10.5 2%
보여 거 탁도 가 감소 지 것 인 었다 페라이트(Turbidity) .
경우 범 에 탁도 가 감소 는 면 범(Ferrite) pH 7~9 (Turbidity) pH
이상부 는 히 탁도 가 증가 는 경향 나타냈다 가 일9.5 (Turbidity) . pH 8.5
탁도 감소 이 가장 우 결과를 나타냈 며 가23% (Turbidity) , pH 10.5
일 탁도 가 가 증가해 가장 나 결과를 나타냈다 주목(Turbidity) 77% .
만 경우 이상부 탁도 가 시료 보Ferrite pH 9.5 (Turbidity) (Blank)
다 많이 다는 사실 이는 회 지 못 미 입자들과, Ferrite
부 질 사이 집 는 다른 들 인 여 탁도(Suspended Solid; SS)
가 증가 것 단 다 실험사진 탁도 증가사진 참고(Turbidity) . < > .
- 115 -
클 a(Chlorophyll-a)②
blank 7 7.5 8 8.5 9 9.5 10 10.50
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
220
240
260
280
300
320
340
Chlo
rophyll
-a (
ppb)
pH
Magnetite Ferrite
그림[ 26] 변 에 른 클 분 결과pH -a
변 에 른 클 변 량 그림 에 나타냈다pH a(Chlorophyll-a) 26 .
체 마그 타이트 가 페라이트 보다 클 거(Magnetite) (Ferrite) a
가 훨 우 다 마그 타이트 경우 사이에 평균. (Magnetite) pH 7~9.5
약 이상 클 거 보 며 이상부 는 거 이98% a pH 10
히 떨어 일 히 클 가 증가 다 에pH 10.5 a . pH 8.5
이상 클 거 보여 가장 우 결과를 나타난 면99% a , pH 10.5
에 는 히 클 증가 보여 가장 조 결과가 나타났다 페17% a .
라이트 경우 체 평균 약 클 거 나타남에(Ferrite) 50% a
라 마그 타이트 보다 매우 조 결과를 보 다 에(Magnetite) . pH 8.5 79%
클 거 보여 가장 우 결과가 나타난 면 에a , pH 10.5 1%
거 보여 거 거가 이루어지지 인 있었다 시.
료 과 시료 클 차이가 심 것 인(Blank) 1 (Blank) 2 a
있는 이는 실험 시 녹조 원 이 이루어지지 균일, mixing
지 못 농도가 주요 원인이 있 며 클 시 차도 그 원, a
- 116 -
인이 있 리라 단 다 시료 과 시료 클. (Blank)(1) (Blank)(2)
분 결과 차이가 심해 거 는 어 다 단지 마그a .
타이트 경우 사이에 클 함량이 약 이(Magnetite) pH 7~9.5 a 6 ppb
를 나타내는 면 페라이트 경우 사이에 클(Ferrite) pH 7~9
함량이 약 이상 를 나타냄에 라 마그 타이트 가a 100 ppb (Magnetite)
페라이트 보다 클 거가 월등히 우 다는 것 인 있(Ferrite) a
었다.
부 질(Suspended Solid; SS)③
blank 7 7.5 8 8.5 9 9.5 10 10.5
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
Suspended S
oli
d (
ppm
)
pH
Magnetite Ferrite
[그림 27] 변 에 른 부 질 분 결과pH
변 에 른 부 질 변 량 그림 에 나타냈다 체 마그pH 27 .
타이트 가 페라이트 보다 부 질 거가 매우 우(Magnetite) (Ferrite) (SS)
다 마그 타이트 경우 범 에 평균 약. (Magnetite) pH 7~9.5 83%
거 이 나타났 나 이상부 는 거 이 히 떨어 다SS pH 10 SS .
범 에 거 보여 가장 우 결과가 나타난 면pH 7.5~8 85% SS ,
에 는 거 보여 가장 조 결과를 나타냈다 페라이트pH 10.5 10% SS .
경우 범 에 가 거 었 며 부 질 거(Ferrite) pH 7~8.5 SS ,
- 117 -
평균 나타냈다 면 이상부 는 탁도 마찬가지32% . pH 9.0 (Turbidity)
처리 시료 보다 증가 는 양상 보 며 에(Blank) , pH 7 39% SS
거 보여 일 좋 결과를 보인 면 에 는 히 가 증가, pH 10.5 129%
함에 라 이는 탁도 증가원인 단 다(Turbidity) .
산소요구량(Chemical Oxygen Demand; COD)④
blank 7 7.5 8 8.5 9 9.5 10 10.57.5
8.0
8.5
9.0
9.5
10.0
10.5
11.0
CO
D (
ppm
)
pH
Magnetite Ferrite
[그림 28] 변 에 른 산소요구량 분 결과pH
변 에 른 산소요구량 변 를 그림 에 나타냈다 체pH (COD) 28 .
는 페라이트 보다 마그 타이트 가 높게 었COD (Ferrite) (Magnetite)
다 마그 타이트 경우 체 범 에 시료 과. (magnetite) pH (Blank)(1)
슷 게 었 며 페라이트 경우 체 범 에 시료, (Ferrite) pH
보다 조 낮게 었다 마그 타이트 페라이트(Blank)(2) . (magnetite)
모 변 에 른 경향 찾 볼 없었 며 자 복(Ferrite) pH COD ,
합체 첨가 인 거 경향도 찾 볼 없었다COD .
- 118 -
⑤ 질소(Total Nitrogen; TN)
blank 7 7.5 8 8.5 9 9.5 10 10.5160
165
170
175
180
185
190
195
200
205
210
215
220
TN
(ppm
)
pH
Magnetite Ferrite
[그림 29] 변 에 른 질소 분 결과pH
변 에 른 질소 변 를 그림 에 나타냈다 체pH (Total Nitrogen) 29 .
마그 타이트 페라이트 모 거가 조 이(magnetite) (Ferrite) TN
루어지는 것 인 있었다 마그 타이트 페라이트. (magnetite) (Ferrite)
모 체 평균 약 거를 보 며 변 에 른11% TN , pH TN
거 경향 찾 볼 없었다.
- 119 -
인(Total Phosphorus; TP)⑥
blank 7 7.5 8 8.5 9 9.5 10 10.50.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
5.5
TP (
ppm
)
pH
Magnetite Ferrite
[그림 30] 변 에 른 인 분 결과pH
변 에 른 인 변 를 그림 에 나타냈다pH (Total Phosphorus; TP) 30 .
체 상당히 많 가 거 인 며 마그 타이트 보TP , (Magnetite)
다 페라이트 가 거 이 욱 우 다 마그 타이트(Ferrite) TP .
경우 사이에 가 이 검출 써(magnetite) pH 7~9.5 TP 0.01 ppm
이상 좋 거 보 며 이상에 도 이상99% TP , pH 10 50% TP
거 나타냈다 페라이트 경우 사이에 이상 높. (Ferrite) pH 7~9.5 97%
거 보 며 이상에 도 이상 거 보임에TP , pH 9.5 50% TP
라 과 를 거 거 이 월등히 우 함 인 있TN TP TP
었다.
- 120 -
자 복합체 회⑦
7 7.5 8 8.5 9 9.5 10 10.598.0
98.2
98.4
98.6
98.8
99.0
99.2
99.4
99.6
99.8
100.0
회 (
%)
pH
Magnetite Ferrite
[그림 31] 변 에 른 자 복합체 회pH
변 에 른 자 복합체 회 변 를 그림 에 나타냈다 체 마pH 31 .
그 타이트 가 페라이트 보다 복합체 회 이 우 다 마(Magnetite) (Ferrite) .
그 타이트 경우 사이에 회 이 이상이었(magnetite) pH 7~9.5 99.84%
며 이상부 회 이 이상 약간 떨어 다 경우, pH 10.0 99.30% . Ferrite
사이에 이상이었 나 이상부 는 떨어지는pH 7~8.5 99.39% pH 9.0 98%
경향 보 나 복합체 회 에 있어 인증 법 이(Certified method)
없어 부 질 를 회 지 못 자 복합체 간주 여(Suspended Solid; SS)
다 그러나 부 질 에는 녹조 다른 부 질. (Suspended Solid; SS)
도 포함 어 있다 즉 실 복합체 회 상 회 보다는 좋 결과.
를 보일 것 며 특히 경우 속 녹조 거 이 좋지 못, Ferrite
에 거 지 못 녹조 지 회 지 못 자 복합체 간주 마,
그 타이트 보다 자 복합체 회 이 좋지 못 결과를 나타냈다고(magnetite)
단 다.
- 121 -
후 변pH⑧
blank 7 7.5 8 8.5 9 9.5 10 10.55.0
5.5
6.0
6.5
7.0
7.5
8.0
8.5
9.0
9.5
10.0
10.5
pH
Initial pH
Magnetite Ferrite
[그림 32] 변 에 른 녹조 처리 후 변pH pH
변 에 른 녹조 처리 후 변 를 그림 에 나타냈다 조 자pH pH 32 .
복합체에 해 처리 녹조처리 변 를 살펴보 여 다 체pH .
후 가 녹조 원 보다는 낮게 었 며 이는pH pH ,
양 질 면 개질 자 복합체 첨가 인 여 가 낮 지는 것pH
단 며 페라이트 가 마그 타이트 보다 후 가 약간, (Ferrite) (Magnetite) pH
높게 나타났다 마그 타이트 경우 녹조 원 가 사이에. (magnetite) pH 7~10
후 에 약산 변 를 보 다 후 는 양 질pH . pH
고분자 양 질 보다는 약간 떨어지지만 그 효과를 있는pH
역이 에 좋 결과를 보인 것 단 다 녹조 원 가pH . pH
이상부 는 후 가 양 질 고분자 양 질 효10.5 pH 9.81
과를 있는 역 어 에 좋지 못 결과를 보인 것pH
단 며 페라이트 경우도 마그 타이트 사 양상, (Ferrite) (Magnetite)
나타냈다.
- 122 -
나 찰 결과( )
마그 타이트(magnetite)①
- 123 -
페라이트(Ferrite)②
시각 능법 찰 결과 마그 타이트 가 페라이트(Magnetite) (Ferrite)
- 124 -
보다 매우 우 녹조 거 나타냈 며 특히 마그 타이트 경, (magnetite)
우 범 사이에 이 히 깨 해지는 것 인 있었 나 페pH 7~9.5
라이트 경우 체 범 에 녹조가 어느 도 자 분말이 남(Ferrite) pH
있는 것 인 있었다 자 이용 여 자 복합체를 거 시 자.
복합체 녹조 결합이 작 충격에도 쉽게 어지는 것 찰 있었다.
페라이트 탁도 증가 사진(Ferrite) (Turbidity)③
시각 능법 찰해 본 결과 페라이트 자 복합체를 첨가(Ferrite)
후 자 이용 여 자 복합체를 회 후 시간 경과에 라 녹조실험
질이 변 는 것이 찰 었 며 히 탁도 부 질, (Turbidity) (Suspended
가 증가함 있는 이는 회 지 못 미 페라이트Solid; SS) ,
입자들과 녹조 입자들이 집 여 큰 부 부 질(Ferrite)
를 이라고 단 다(Suspended Solid; SS) .
마 고찰.
실험결과 녹조 원 변 에 른 녹조 거 페라이트 보다 마pH (Ferrite)
그 타이트 가 훨 우 며 이는 능 법 뿐 니라 탁도(Magnetite) ,
클 자 복합체 회 에 인 있었다 특(Turbidity), a, SS .
히 능 법 인 결과 마그 타이트 경우 스실린(Magnetite)
- 125 -
에 첨가 후 속에 분산 이 좋 면 녹조 결합 여 침(mass cylinder)
강이 잘 이루어지지 단 보 나 자 회 녹조 자 복합체
결합이 강해 웬만 충격에도 녹조 자 복합체가 분리 지 다 면에.
페라이트 경우 마그 타이트 보다 분산 이 많이 떨어지나(Ferrite) (magnetite)
녹조 결합 여 침강 는 능 마그 타이트 보다 탁월했 나 녹조(magnetite)
결합 는 결합 이 약해 조그마 충격에도 녹조 쉽게 분리 는 것 인
있었다 이는 본 실험에 인 있는 마그 타이트 가 페라이트. (magnetite)
보다 녹조 거 이 우 는 결과를 뒷 침해 있 미(Ferrite)
있다 녹조 거를 녹조 원 범 를 살펴보면 마그 타이트. pH
경우 범 사이에 우 결과가 나타났 며 페라이(magnetite) pH 7~9.5 ,
트 경우 범 사이에 우 결과를 나타냈다(Ferrite) pH 7~9.0 .
범 내에 탁도 클 분 결과를pH (Turbidity) a, TP, SS
살펴보면 자 복합체를 첨가 과 후 변 가 연히 다르며 마그 타이트,
가 페라이트 보다 그 변 가 실히 차이가 있 인(magnetite) (Ferrite)
있었다 특히 클 경우 거 이 거 이상 나타남에. a TP 99%
라 매우 고 이라고 생각 있다 경우 이상부 는 탁도. Ferrite pH 10
가 처리 시료 보다 높 를 나타냈다 이(Turbidity) SS (Blank) .
는 회 지 못 미 입자들과 녹조 다른 부 질과Ferrite
집 다른 에 속 입자가 큼에 라 에 른 면 이 상
작 지 이라 며 이에 연구가 욱 요 것 사료 다.
산소요구량 질소(Chemical Oxygen Demand; COD) (Total
처리 후 체 약간 감소 경향이 있었지만 처리 이 어Nitrogen; TN)
자 복합체 첨가에 좋 효과라 단 에는 조 리가 있 것
상 다 사이에 는 자 복합체 첨가 인 가. pH 7~9.5 pH
고분자 양 질 역에 이루어지 에 녹조 거 이 높 면,
이상부 는 자 복합체 첨가 인 락폭이 작 고pH 10 pH
분자 양 질 역 벗어나 에 녹조 거 이 좋지 못 결과
단 다.
자 복합체 처리 후 여과 시료 는 시간 경과에 라 히 황(sample)
색 침 이 생 사실 견 며 황색 침, Fe(OH)3 단 고,
- 126 -
이 상태 황산철이 녹조 에 용해 후 양 를 공 후 이상 산pH 7
여 철 산 이 것 상 다.
자 복합체 회 경우 인증 법 이 직 존재 지(Certified Method)
에 부 질 를 회 지 못 자 복합체(Suspended Solid; SS)
간주 여 다 그러나 부 질 에는 회 지 못. (Suspended Solid; SS)
자 복합체뿐만 니라 처리 지 못 녹조 다른 부 질도 함께 포함 어
있 에 실 자 복합체 회 회 보다는 좋 결과를 보
일 것이라 상 다 자 회 지 못 자 복합체 미 입자들 지 벽.
회 를 해 약간 보 연구가 요 다고 단 다.
- 127 -
2. 면개질 에 른 실험․
가 실험 목.
질 면 개질 자 복합체를 이용 여 녹조를 거 ,․ ․
질 에 른 녹조 거 합 조건 찾고자 함에 있다.
나 실험.
실험재료 조건(1)
가 실험재료( )
시료①
본 실험에 사용 녹조 는 남조 일부인 마이크 시스티스 항(Microcystis)
이 지 면 햇 이 조사 는 경에 일간 양 녹조 를 이용 다15 .
자 복합체②
양 질 자 복합체- -
인Fe 10 % Fe2(SO4)3 용 희 고 마그 타이트1/10 10 g
페라이트 자 분말에 래 같이 개질 량 변(magnetite), (ferrite) 16
시 다.
개질 량 변 에 른 양 질 자 분말 함량변16【 】
용 첨가량
(ml/10g
자 분말)
스실린1L (mass
에cylinder)
첨가량(g)
스실린1L (mass
에cylinder)
첨가했
농도(ppm)
희1/10
양 질
1.65 3 g 5.02.475 3 g 7.5
3.3 3 g 104.95 3 g 15
6.6 3 g 20
9.9 3 g 30
- 128 -
고분자 양 질 자 복합체- -
분말 폴리 크릴 마이드 계열 고분자 양 질(powder) 0.0165g
에 히 용해 후 마그 타이트 페라이트 분말50ml (Magnetite) (Ferrite)
과 균일 게 합 고50g , 100o
에 건조 뒤 막자사 고 분C oven
곱게 분쇄 여 분말 여 농도 면개질 고분자 자 복합330 /g
체를 조 다.
나 실험조건( )
자 복합체 첨가량: 6 g①
질 면개질 자 복합체 분말 리 스실린1 (mass․
에 포함 녹조 에 질 면개질 자 복합체를 첨cylinder) 3 g
가 후 곧 고분자 질 면개질 자 복합체 를 각각 첨가 여3 g
용 농도가 이 도 변 시키고 고분Fe 5.0, 7.5, 10, 15, 20, 30 ppm ,
자양 질 일 농도가 도 고 여 이를 상 격 히1 ppm
진탕 후 외부자 부 고 분리를 여 자 복합체에 면개질․ ․
질 에 른 녹조 거 인 다.
양 질 자 복합체
조 자 복합체를 스실린 에 첨가 용1L (mass cylinder) 3g ⇒
농도가 농도가 도 각각 조Fe 5.0, 7.5, 10, 15, 20, 30 ppm
다.
고분자 양 질 자 복합체
조 고분자 자 복합체를 스실린 에 첨가 고1L (mass cylinder) 3g ⇒
분자양 질이 일 게 농도가 도 조 다1 ppm .
녹조 원 처리량②
각각 용 에 양 녹조 농도가 다름에 라 본 실험 분균일 녹조 분
포도에 차범 를 소 여 이미 양 녹조 를 채취 균
일 게 합 고 곧 녹조 리 를 분취 여 실험 시료 다, 1 (sample) .
- 129 -
녹조 pH③
녹조 원 를 고 시 다pH 9.0 .
다 실험 법.
이커 에 양 녹조 원 를 취 뒤 실험 조건에 른 를(1) 1L (Beaker) pH
희9.0 NaOH H2SO4 조
양 질 면개질 자 분말 첨가 여 약 간 진탕 후 약(2) 3 g 30
간30
고분자양 질 면개질 자 분말 첨가 여 약 간 진탕(3) 3g 30
후 약 분간1
자 스실린 에 일 속도 입시 속 자 복(4) (mass cylinder)
합체를 회 후 다시 약 간 진탕 후 자 회 추가 여 스실린30 1
에 일 속도 입시키고 속 자 복합체를 회 함(mass cylinder) ,
자 에 해 거 용 다시 진탕 여 농도를 균일 게 지 후 면 상(5)
부 약 지 를 마이크 펫 이용10cm 10 ml (micro pipet)
여 채취 여 탁도 분 시료 함(Turbidity) .
스실린 상등 를 히 취 여 클 분(6) (mass cylinder) 100ml a
시료 함.
스실린 상등 를 히 취 여 복합(7) (mass cylinder) 250ml SS,
체 회 분 시료 함.
상 처리에 여과 용 시료 고 보(8) TN, TP, COD, TOC , .
참고 속 자 복합체 속 분 상 항 공 거 용 함: ( ) (3) .
라 분 결과.
분(1)
각각 용 에 양 녹조 불균일에 차를 소 여
균일 게 합 후 분 항목에 른 시료 실험 각각 행(Blank)
다.
- 130 -
가 탁도( ) (Turbidity)
자 복합체 회 후 스실린 를 진탕 여 농도를 균일 게(mass cylinder)
지 뒤 면 지 마이크 펫 이용 여 채10cm (macro pipet)
취 뒤 탁도계를 이용 여 탁도(Turbidity)
나 클( ) a
시료 처리 후 시료 채취 여 도를 이용 클(Blank) (sample)
분 법에 라 클 를a a
다( ) TN, TP, COD
시료 처리 후 시료 채취 여 분 키트를 이용 여(Blank) (sample)
분
라 속( ) -1(as Pb)
시료 처리 후 시료 채취 여(Blank) (sample) KS method(Sodium
에 여 분Sulfide)
마 속( ) (by AAS or ICP/ES)
상 다 항 공 거 용 조건에 분 뢰( ) ⇒
주 량 요: Ferrite magnetite
부 질( ) (Suspended Solids; SS)
시료 처리 후 시료 취 여 질 염공 시험 법(Blank) (sample)
부 질 법에 법
사 자 복합체 회( )
자 이용 여 스실린 자 복합체를 회 뒤 스(mass cylinder) ,
실린 에 남 있는 자 복합체를 여과 여과지 이(mass cylinder) [Filtering(CF/C
용 여 건조 후 를 회 지 못 자 복합체 간주 고 회)] SS
.(Uncertified method)
- 131 -
결과 고찰(2)
가 분 결과( )
- 132 -
탁도(Turbidity)①
blank 1:5 1:7.5 1:10 1:15 1:20 1:300
10
20
30
40
50
60
70
Turb
idit
y (N
TU
)
양 하 물질
Magnetite
Ferrite
[그림 33] 양 질 에 른 탁도 분 결과
면개질 에 른 탁도 변 를 그림 에 나타냈다 체33 .․
마그 타이트 가 페라이트 보다 결과가 우 다 마그 타이(Magnetite) (Ferrite) .
트 경우 처리 시료 보다 체 평균 약(Magnetite) (Blank) 77%
탁도 감소가 이루어 며 경우 이상 나타났(Turbidity) , 1:10 90%
며 경우 탁도 감소를 나타냈다 페라이트, 1:5 56% (Turbidity) . (Ferrite)
경우 사이 범 에 평균 약 탁도 감소가 이루1:5~1:20 48% (Turbidity)
어 며 경우 탁도 가 히 증가를 보임에 라, 1:30 (Turbidity) 206%
이는 실험 탁도 증가 같 맥락이라 단 고 경우(Turbidity) , 1:10Ⅰ
탁도 가 감소 페라이트 에 가장 우 결과를 나타(Turbidity) 69% (Ferrite)
냈다.
- 133 -
클 a(Chlorophyll-a)②
blank 1:5 1:7.5 1:10 1:15 1:20 1:30
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
Chlo
rophyll
-a (ppb)
양 하 물질
Magnetite
Ferrite
[그림 34] 양 질 에 른 클 분 결과a
면개질 에 른 클 변 를 그림 에 나타냈다 체a 34 .․
마그 타이트 가 페라이트 보다 거(Magnetite) (Ferrite) Chlorophyll-a
이 매우 우 다 마그 타이트 경우 가장 조 경우. (Magnetite) 1:5
거 보 며 범 에 평균 우 거52% 1:7.5~1:30 98%
나타냈다 페라이트 경우 거 이 가장 조 경우 거. (Ferrite) 1:5 3%
거 거가 이루어지지 며 범 에 평균 약, 1:7.5~1:30 67%
거 보임에 라 마그 타이트 보다 훨 조 결과를 나타냈고(Magnetite) ,
에 거 보여 페라이트 에 가장 우 클1:10 85% (Ferrite)
거 나타냈다a(Chlorophyll-a) .
- 134 -
질소(Total Nitrogen; TN)③
blank 1:5 1:7.5 1:10 1:15 1:20 1:30
100
110
120
TN
(ppm
)
양 하 물질
Magnetite Ferrite
[그림 35] 양 질 에 른 질소 분 결과
면개질 에 른 질소 변 를 그림(Total Nitrogen; TN)․
에 나타냈다 체 마그 타이트 는 처리 시료35 . (Magnetite) (Blank)
보다 질소 량이 증가 는 양상 나타냈 며 페라이트 는 시료, (Ferrite)
보다 감소 는 양상 나타냈다 마그 타이트 경우 체(Blank) . (Magnetite)
평균 약 증가 나타냈 며 에 고13% , 1:15 19%, 1:30
에 소 증가 나타냈다 페라이트 경우 체 평균7% . (Ferrite)
약 감소 나타냈 며 에 고 감소 나타냈다 마그 타7% , 1:10 8% .
이트 페라이트 모 고분자 양 질 양 질(Magnetite) (Ferrite)
에 른 경향 찰 지 못 며 시료 과 시료, (Blank) 1
차이가 심 게 나타났 며 이는 실험 시 녹조원 충분(Blank) 2 TN ,
합 에도 불구 고 녹조 원 농도 균일 지시키 가 어 웠 뿐
만 니라 질소 시 차 원인이 작용했 가능(Total Nitrogen; TN)
도 있 것 상 다.
- 135 -
인(Total phosphorous; TP)④
blank 1:5 1:7.5 1:10 1:15 1:20 1:30
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
TP (ppm
)
양 하 물질
Magnetite Ferrite
[그림 36] 양 질 에 른 인 분 결과
면개질 에 른 인 변 를 그림(Total phosphorous; TP)․
에 나타냈다 체 마그 타이트 페라이트 모36 . (Magnetite) (Ferrite)
슷 게 우 결과를 나타냈다 마그 타이트 경우 거 이 가장. (Magnetite)
조 경우 거 보인 면 범 에 이상1:5 45% , 1:7.5~1:30 99%
높 거 나타냈다 페라이트 경우도 마그 타이트. (Ferrite) (Magnetite)
슷 양상 보 나 에 처리 시료 보다 히1:5 (Blank)
증가 나타냈 며 이는 인 시 실험 차6% , (Total phosphorous; TP)
는 녹조 원 농도 불균일 이라 단 다 마그 타이트.
같 양상 범 에 이상 높 거(Magnetite) 1:7.5~1:30 99%
나타냈다.
- 136 -
산소요구량(Chemical Oxygen Demand; SS)⑤
blank 1:5 1:7.5 1:10 1:15 1:20 1:30
8.4
8.6
8.8
9.0
9.2
9.4
9.6
9.8
10.0
10.2
10.4
CO
D (
ppm
)
양 하 물질
Magnetite Ferrite
[그림 37] 양 질 에 른 산소요구량 분 결과
면개질 에 른 산소요구량 변 를 그림 에 나타냈37․
다 체 마그 타이트 경우 처리 시료. (Magnetite) (Blank)
슷 거나 증가 양상 나타냈 며 페라이트 경우 시료 보, (Ferrite) (Blank)
다 슷 거나 감소 는 양상 나타냈다 마그 타이트 경우 체. (Magnetite)
약 증가를 보 며 에 약 증가를 나타남에 라 가장5% , 1:5 15%
조 결과를 나타냈다 면에 에 시료 거 차이가 없어 마. 1:15 (Blank)
그 타이트 에 는 가장 우 결과를 나타냈다 페라이트(Magnetite) . (Ferrite)
경우 체 약 감소를 보 며 마그 타이트 는5% , (Magnetite)
에 감소 가장 우 결과를 나타냈다 마그 타이트1:15 9% .
페라이트 모 에 고분자 양 질 양 질(Magnetite) (Ferrite)
에 른 산소요구량 거에(Chemical Oxygen Demand; SS)
경향 찰 지 다.
- 137 -
부 질(Suspended Solids; SS)⑥
blank 1:5 1:7.5 1:10 1:15 1:20 1:300
10
20
30
40
50
60
70
Suspended S
oli
d (ppm
)
양 하 물질
Magnetite Ferrite
[그림 38] 양 질 에 른 부 질 분 결과
면개질 에 른 부 질 변 를 그림 에 나타냈다 체38 .․
마그 타이트 가 페라이트 보다 부 질(Magnetite) (Ferrite) (Suspended
거 이 욱 우 다 마그 타이트 경우Solids; SS) . (Magnetite)
역에 약 높 거 보 며 에1:7.5~1:30 88% SS , 1:5 62% SS
거 보여 가장 좋지 조 결과를 나타낸 면 에 거, 1:15 94% SS
보여 가장 우 결과를 나타냈다 페라이트 경우 역. (Ferrite) 1:5~1:20
에 평균 약 거 나타남에 라 마그 타이트 보다41% SS (Magnetite)
매우 조 결과를 나타내고 있 며 에 는 약 증가 나타냈, 1:30 11% SS
다 이는 실험 에 탁도 증가 본 실험 탁도. (Turbidity) (Turbidity)Ⅰ Ⅱ
증가 그 맥락 같이 다고 명 있 며 에 거, 1:10 72% SS
보여 페라이트 에 가장 좋 거 나타냈다(Ferrite) SS .
- 138 -
자 복합체 회⑦
1:5 1:7.5 1:10 1:15 1:20 1:3099.0
99.2
99.4
99.6
99.8
100.0
회 (
%)
양 하 물질
Magnetite Ferrite
[그림 39] 양 질 에 른 자 복합체 회 분 결과
면개질 변 에 른 처리 후 자 복합체 회 그림․
에 나타냈다 체 마그 타이트 가 페라이트 보다 자39 . (Magnetite) (Ferrite)
복합체 회 이 높게 나타났다 이는 실험 회 결과 사 미. I
명 있다 즉 회 시 회 지 못 자 복합체뿐만 니라 부.
질 지도 회 지 못 자 복합체라 간주(Suspended Solids; SS)
에 실 자 복합체 회 이보다 훨 높 것이라 상 다 마그 타이트.
경우 체 약 이상 회 나타냈 며 에(Magnetite) 99.88% , 1:5
가장 조 회 나타내고 에 가장 좋 회 나타냈다 페라이트, 1:15 .
경우 체 약 이상 회 보임에 라 마그 타이(Ferrite) 99.42%
트 보다 조 회 보 며 에 가장 조 회 나(Magnetite) , 1:30
타낸 면 에 가장 좋 회 나타냈다, 1:10 .
- 139 -
후 변pH⑧
blank 1:5 1:7.5 1:10 1:15 1:20 1:303.0
3.5
4.0
4.5
5.0
5.5
6.0
6.5
7.0
7.5
8.0
8.5
9.0
9.5
10.0
pH
양 하 물질
Magnetite Ferrite
[그림 40] 양 질 에 른 녹조처리 변pH
면개질 변 에 른 처리 후 처리 변 를 그림pH․
에 나타냈다 체 마그 타이트 페라이트 모40 . (Magnetite) (Ferrite)
양 질 이 높 질 가 떨이지는 것 인 있었 며 이는pH ,
양 녹조 가 나타내고 있는 용 에 산 띠고 있는 양pH 9.0
질 첨가량이 많 지 이라 단 다 마그 타이트. (Magnetite)
페라이트 모 에 가 이 격히 떨어짐에 라 첨가 자(Ferrite) 1:30 pH 4
복합체 범 를 벗어나 좋지 못 결과를 나타낸 것 단 다pH .
마그 타이트 가 페라이트 보다 약간 가 낮게 었(Magnetite) (Ferrite) pH
며 그 원인 면개질 과, Fe3O4 주 분인 마그 타이트가 산 띠
고 있는 양 질과 어떠 지 용 에 첨가 었 동일
소이 농도를 나타내는 면 페라이트 주 분인 페라이트, (Ferrite) Barium
가 산 띠고 있는 양 질과 결합에 해 소이 농도가(Ferrite)
어들어 양 질 면개질 마그 타이트 가 페라이트(Magnetite)
보다 상 가 낮게 나타났 것 상 다(Ferrite) pH .
- 140 -
나 찰 결과( )
마그 타이트(Magnetite)①
페라이트(Ferrite)②
시각 능법 찰 결과 체 페라이트 보다 마그 타이(Ferrite)
- 141 -
트 가 녹조 거를 자 체원료 훨 우 함 나타냈다 마그(Magnetite) .
타이트 경우 경우를 외 고 부분 녹조 거가 잘 이루(Magnetite) 5:1
어 며 페라이트 경우 체 녹조 거가 좋지 못 나, (Ferrite) ,
과 일 상 좋 결과를 나타냈다 주목 만10:1 15:1 .
경우 처리 시료 보다 히 진 색 나타냈 며30:1 (Blank) ,
이는 실험 탁도 증가 같 미라고 단 다I .
마 고찰.
실험결과 고분자 양 질과 양 질 에 른 녹조 거 체
살펴볼 마그 타이트 가 페라이트 보다 매우 우 결(Magnetite) (Ferrite)
과를 나타냈 며 이는 시각 능법뿐만 니라 공인 법에 탁도, ,
클 부 질 회(Turbidity), a(Cholrophyll-a), (Suspended solid; SS),
분 결과에 도 우 결과가 나타남 인 있었다.
면에 질소 산소요구량(Total Nitrogen; TN) (Chemical Oxygen
경우는 자 복합체 첨가 인 변 경향 찾 볼 없었Demand; SS)
다 자 복합체에 면개질 고분자 양 질과 양 질 에 른.
녹조 거 실험에 양 질 첨가량이 경우 조 양 에5ppm
조 거 나타냈 며 경우 그 첨가량이 많 복합체, 30ppm
범 를 벗어나 그 결과가 좋지 못 것 단 에 라 본 실험에pH
고분자 양 질과 양 질 이라 단 며 상1:10~1:15 ,
본 실험에 사용 녹조 원 농도에 여 다.
- 142 -
자 복합체 첨가량3. 에 른 실험
가 실험 목.
질 면 개질 자 복합체를 이용 여 녹조를 거 자,․
복합체 첨가량에 른 녹조 거 도를 인 여 경 염 소 고 경,
이 우 녹조 거 합 조건 찾고자 함에 있다.
나 실험.
실험재료 조건(1)
가 실험재료( )
시료①
본 실험에 사용 녹조 는 남조 일부인 마이크 시스티스 항(Microcystis)
이 지 면 햇 이 조사 는 경에 일간 양 녹조 를 이용 다15 .
자 복합체②
양 질 자 복합체- -
인Fe 10 % Fe2(SO4)3 용 를 마그 타이트 페라이10 ml (Magnetite)
트 과 균일 게 합 후(Ferrite) 50 g 100 o 에 건조 여 자C oven
복합체 분말에 를 면개질 다Fe 2 % (20 mg/g) .
고분자 양 질 자 복합체- -
분말 폴리 크릴 마이드 계열 고분자 양 질(powder) 0.1g
에 히 용해 후 마그 타이트 페라이트 분말50ml (Magnetite) (Ferrite)
과 균일 게 합 고50g , 100 o 에 건조 뒤 막자사 고 분C oven
곱게 분쇄 여 분말 여 농도 면개질 고분자 자 복합2000 /g
체를 조 다.
나 실험조건( )
자 복합체 첨가량①
- 143 -
질 고분자 질 면개질 자 복합체가 녹조 에 포함 경우
농도가 이 고 고분자 농도가 이 항상 지 도10 ppm , 1.0 ppm
래 과 같이 질 면개질 자 복합체를 일 량 첨가 후 어17 ․
떠 질 도 개질 지 자 분말 공 여 종 인 첨가량이 1.0,
도 조 다2.0, 3.0, 4.0, 5.0, 6.0, 8.0, 10.0 g .
개질
양 질
자 복합체
첨가량 (g)
개질 지
자
복합체 첨가량
(g)
자 복합체
첨가량 (g)
스실린1L (mass
에 첨가했cylinder)
농도(ppm)
양
질
0.5 0 0.5 10
0.5 0.5 1.0 10
0.5 1.0 1.5 10
0.5 1.5 2.0 10
0.5 2.0 2.5 10
0.5 2.5 3.0 10
0.5 3.5 4.0 10
0.5 4.5 5.0 10
개질
고분자양
질
자 복합체
첨가량 (g)
개질 지
자
복합체 첨가량
(g)
고분자
자 복합체
첨가량 (g)
스실린1L (mass
에 첨가했cylinder)
농도(ppm)
고분자
양
질
0.5 0 0.5 1.0
0.5 0.5 1.0 1.0
0.5 1.0 1.5 1.0
0.5 1.5 2.0 1.0
0.5 2.0 2.5 1.0
0.5 2.5 3.0 1.0
0.5 3.5 4.0 1.0
0.5 4.5 5.0 1.0
- 144 -
녹조 원 처리량②
각각 용 에 양 녹조 농도가 다름에 라 본 실험 불균일 녹조 분
포도에 차범 를 소 여 이미 양 녹조 를 채취 균
일 게 합 고 곧 녹조 리 를 분취 여 실험 시료 시료, 1 ( (sample))
다.
녹조 pH③
녹조 원 를 고 시 다pH 9.0 .
다 실험 법.
이커 에 양 녹조 원 를 채운 뒤 실험 조건에 른 를(1) 1L (Beaker) pH
희 산 나트륨 황산9.0 (NaOH) (H2SO4 맞춤)
양 질 면개질 자 분말 실험에 맞는 조건(2) (0.5, 1.0, 1.5, 2.0,
히 첨가 여 약 간 진탕 후 약 간2.5, 3.0, 4.0, 5.0 g) 30 30
시킴
고분자양 질 면개질 자 분말 실험에 맞는 조건(3) (0.5, 1.0,
히 첨가 여 약 간 진탕 후 약1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 4.0, 5.0 g) 30 1
분간 시킴
자 스실린 에 일 속도 입시 속 자 복(4) (mass cylinder)
합체를 회 후 다시 약 간 진탕 후 자 회 스실린30 1 (mass
에 일 속도 입시 속 자 복합체를 회 함cylinder)
자 에 해 거 용 다시 진탕 여 농도를 균일 게 지 후 면 상(5)
부 약 지 를 마이크 펫 이용10cm 10 ml (macro pipet)
여 채취 여 탁도 분 시료 함(Turbidity) .
스실린 상등 를 히 취 여 클 분(6) (mass cylinder) 100ml a
시료 함.
스실린 상등 를 히 취 여 부 질(7) (mass cylinder) 250ml
복합체 회 분 시료 함(Suspended soild; SS), .
- 145 -
상 처리에 여과 용 질소 인(8) (Total Nitrogen; TN), (Total
산소요구량Phosphorus; TP), (Chemical Oxygen Demand; SS), TOC
시료 고 보, .
라 분 결과.
분(1)
각각 용 에 양 녹조 불균일에 차를 소 여 균일
게 합 후 분 항목에 른 시료 실험 각각 행 다(Blank) .
각각 용 에 양 녹조 불균일에 차를 소 여 균일
게 합 후 분 항목에 른 시료 실험 각각 행 다(Blank) .
가 탁도( ) (Turbidity)
자 복합체 회 후 스실린 를 진탕 여 농도를 균일 게(mass cylinder)
지 뒤 면 지 이용 여 채취 뒤 탁도계10cm micro pipet
를 이용 여 탁도(Turbidity)
나 클( ) a
시료 처리 후 시료 채취 여 도를 이용 클(Blank) (sample)
분 법에 라 클 를a a
다 질소 인 산( ) (Total Nitrogen; TN), (Total Phosphorus; TP),
소요구량(Chemical Oxygen Demand; SS)
시료 처리 후 시료 채취 여 분 키트를 이용 여(Blank) (sample)
분
라 속( ) -1(as Pb)
시료 처리 후 시료 채취 여(Blank) (sample) KS method(Sodium
에 여 분Sulfide)
마 속( ) (by AAS or ICP/ES)
- 146 -
상 다 항 공 거 용 조건에 분 뢰( ) ⇒
주 페라이트 마그 타이트 량 요: (Ferrite) (Magnetite)
부 질( ) (Suspended Solid; SS)
시료 처리 후 시료 취 여 질 염공 시험 법(Blank) (sample)
부 질 법에 법
사 자 복합체 회( )
자 이용 여 스실린 자 복합체를 회 뒤 스(mass cylinder) ,
실린 에 남 있는 자 복합체를 여과 여과지 이용 여(mass cylinder) (CF/C )
건조 후 를 회 지 못 자 복합체 간주 고 회SS
.(Uncertified method)
- 147 -
결과 고찰(2)
가 분 결과( )
자
복합체
종
자
복합체
첨가량
(g)
분 항목
Turbidity
(NTU)
클
a(ppb)
질소
(TN)
(ppm)
인
(TP)
(ppm)
COD
(ppm)
속
as Pb
속
as Fe
SS
(ppm)
회
(%)pH
Magne
-
tite
Blank
(1)27.5 539.300 201.6 2.25 9.35 - - 68 9.80
1 12.1 300.636 151.3 0.65 8.99 - - 41.295.88
이상7.09
2 8.17 286.688 150.1 0.65 9.96 - - 2698.70
이상7.23
3 7.08 208.768 197.65 0.55 9.37 - - 22.499.25
이상7.15
4 6.11 223.808 151.9 0.6 8.15 - - 2099.50
이상7.09
5 6.51 232.688 199.7 0.6 8.66 - - 21.299.58
이상7.25
6 6.85 236.952 149.1 0.7 9.15 - - 23.699.61
이상7.22
8 6.18 258.524 197.45 0.7 9.58 - - 19.699.76
이상7.35
10 6.48 206.460 211.55 0.6 9.82 - - 19.299.81
이상7.12
Ferrite
Blank
(2)14.5 376.248 190.7 4.85 8.15 - - 50.4 9.20
1 18.2 353.400 194.5 1.9 9.91 - - 77.292.28
이상7.35
2 17.6 344.932 192.7 1.95 7.46 - - 74.496.28
이상7.41
3 17.0 341.100 176.1 1.85 7.5 - - 67.697.75
이상7.40
4 15.9 334.940 193.05 1.95 8.11 - - 64.498.39
이상7.46
5 15.9 327.996 199.9 1.8 7.79 - - 62.498.75
이상7.44
6 13.8 304.036 154.25 1.85 7.73 - - 55.699.07
이상7.47
8 14.2 304.036 202.35 1.85 8.66 - - 49.299.38
이상7.47
10 13.9 307.868 196.9 1.85 7.93 - - 47.699.52
이상7.50
- 148 -
탁도(Turbidity)①
blank 1 2 3 4 5 6 8 100
5
10
15
20
25
30
Turbid
ity (N
TU
)
자 복합체 첨가량 (g)
Magnetite Ferrrite
[그림 41] 자 복합체 첨가량에 른 탁도 분 결과
자 복합체 첨가량에 른 탁도 변 를 에 나타냈다 체 마그 타41 .
이트 가 페라이트 보다 우 결과가 나타났다 마그 타이(Magnetite) (Ferrite) .
트 경우 체 평균 약 탁도 감소 보(Magnetite) 73% (Turbidity)
며 첨가량이 일 탁도 감소 보여 가장 조1g 56% (Turbidity)
며 첨가량이 일 감소 가장 우 결과를 나타냈다 페라이트, 4g 78% .
경우 체 처리 시료 보다 탁도 가(Ferrite) (Blank) (Turbidity)
증가 는 양상 보 며 평균 약 탁도 증가 보 다 첨가, 9% (Turbidity) .
량이 일 약 증가 보여 가장 조 결과를 나타냈 며 첨가1g 25% , 6g
약 감소 보임에 라 가장 우 결과를 나타냈다 본 연구5% .
에 페라이트 경우 시료 보다 탁도 가 증가(Ferrite) (Blank) (Turbidity)
는 양상 실험 실험 과 그 미를 같이 있는 것 사료 다.Ⅰ Ⅱ
시료 과 시료 탁도 차이가 많(Blank) 1 (Blank) 2 (Turbidity)
실험 시 실험용 녹조 원 합이 이루어지지 균일
농도가 이루어지지 이라 단 다.
- 149 -
클 a(Chlorophyll-a)②
blank 1 2 3 4 5 6 8 10
150
200
250
300
350
400
450
500
550
Chlo
rophyll
-a (
ppb)
자 복합체 첨가량 (g)
Magnetite Ferrite
[그림 42] 자 복합체 첨가량에 른 클 분 결과a
자 복합체 첨가량에 른 클 변 를 에 나타냈다 체 마a 42 .
그 타이트 가 페라이트 보다 훨 좋 거(Magnetite) (Ferrite) Chlorophyll-a
나타냈다 마그 타이트 경우 체 평균 약. (Magnetite) 60%
거 나타냈 며 첨가 거 나타남에Chlorophyll-a , 1g 44%
라 가장 조 결과는 나타냈고 첨가 거 나타남에, 10g 62%
라 가장 우 결과를 나타냈다 페라이트 경우 체 평균 약. (Ferrite)
거 보임에 라 마그 타이트 보다 매우13% Chlorophyll-a (Magnetite)
조 결과를 나타냈고 첨가 거 보임에 라 가장 조, 1g 6%
결과를 나타냈 며 첨가 거 보여 가장 우, 6, 8g 19%
결과를 나타냈고 탁도 마찬가지 시료 과 시료, (Turbidity) (Blank) 1
클 차이가 많이 나는 것 인 있(Blank) 2 a(Chlorophyll-a)
었다.
- 150 -
질소(Total Nitrogen; TN)③
blank 1 2 3 4 5 6 8 10140
150
160
170
180
190
200
210
220
TN
(ppm
)
자 복합체 첨가량 (g)
Magnetite Ferrite
[그림 43] 자 복합체 첨가량에 른 질소 분 결과
자 복합체 첨가량에 른 질소 변 를 에 나타냈다 체 마그43 .
타이트 페라이트 모 자 복합체 첨가량에 른 질소(Magnetite), (Ferrite)
거에 경향 찾 보 어 웠 며 자 복합체(Total Nitrogen; TN) ,
첨가 인 여 질소 이 거 가능 낮 것(Total Nitrogen; TN)
다.
- 151 -
인(Total Phosphorus; TP)④
blank 1 2 3 4 5 6 8 100
1
2
3
4
5
TP (
ppm
)
자 복합체 첨가량 (g)
Magnetite Ferrite
[그림 44] 자 복합체 첨가량에 른 인 분 결과
자 복합체 첨가량에 른 인 변 를 에 나타(Total phosphorous; TP) 44
냈다 체 마그 타이트 페라이트 모 인. (Magnetite) (Ferrite) (Total
거 이 크게 향상 었다 마그 타이트 경우Phosphorus; TP) . (Magnetite)
체 평균 약 인 거 보 다72% (Total Phosphorus; TP) . 6, 8g
첨가 거 가장 조 며 첨가 거69% , 3g 76%
가장 우 결과를 나타냈다 페라이트 경우 체 평균 약. (Ferrite)
인 거 보 며 첨가61% (Total Phosphorus; TP) , 2, 4g
거 가장 좋지 못 고 첨가 거 가장 좋60% , 5g 63%
결과를 나타냈 나 를 마그 타이트 페라이트, , (Magnetite)Ⅰ Ⅱ
모 실험 인 거 에 못 미 는 결과를 얻(Ferrite) (Total Phosphorus; TP)
었 며 시료 과 시료 인, (Blank) 1 (Blank) 2 (Total Phosphorus; TP)
차이가 많이 나는 것도 인 다.
- 152 -
산소요구량(Chemical Oxygen Demand; SS)⑤
blank 1 2 3 4 5 6 8 107
8
9
10
11
CO
D (
ppm
)
자 복합체 첨가량 (g)
Magnetite Ferrite
[그림 45] 자 복합체 첨가량에 른 산소요구량 분 결과
자 복합체 첨가량에 른 산소요구량 변 를 에 나타냈다 체45 .
마그 타이트 페라이트 모 자 복합체 첨가량에(Magnetite), (Ferrite)
른 산소요구량 거에 경향 없(Chemical Oxygen Demand; SS)
는 것 인 있었 며 이는 자 복합체 첨가 인 여 산소요,
구량 가 거 었다고 명 엔 어 움이 있(Chemical Oxygen Demand; SS)
것 단 다.
- 153 -
부 질(Suspended Solids; SS)⑥
blank 1 2 3 4 5 6 8 10
20
30
40
50
60
70
80
Suspended S
oli
d(p
pm
)
자 복합체 첨가량 (g)
Magnetite Ferrite
[그림 46] 자 복합체 첨가량에 른 부 질 분 결과
자 복합체 첨가량에 른 부 질 변 를 에 나타냈다 체 마그46 .
타이트 는 가 히 감소 는 경향 보 며 페라이트(Magnetite) SS ,
는 가 히 처리 시료 보다 증가 는 경향 나타냈(Ferrite) SS (Blank)
다 마그 타이트 경우 첨가했 가장 조. (Magnetite) 1 g 39 % SS
거 나타냈 며 범 첨가했 평균 약 높, 2g ~ 10g 68% SS
거 나타냈다 페라이트 를 첨가 경우 시료 보다. 1g (Ferrite) (Blank)
증가 나타남에 라 가장 조 결과를 나타냈 며 첨가 경53% , 10g
우 거 나타남에 라 가장 우 결과를 나타냈다 자 복합체6% .
첨가량이 증가 부 질 결과가 나타나는 경(Suspended Solids; SS)
향 인 있었다.
- 154 -
자 복합체 회⑦
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
92
93
94
95
96
97
98
99
100
회 (
%)
자 복합체 첨가량 (g)
Magnetite Ferrite
[그림 47] 자 복합체 첨가량에 른 자 복합체 회 분 결과
자 복합체 첨가량에 른 자 복합체 회 에 나타냈다 체 회47 .
마그 타이트 가 페라이트 보다 우 며 본 결과(Magnetite) (Ferrite) ,
는 자 복합체 함량이 증가 부 질 결과(Suspended Solids; SS)
함 있었다.
- 155 -
후 변pH⑧
blank 1 2 3 4 5 6 8 107
8
9
10
pH
자 복합체 첨가량 (g)
Magnetite Ferrite
[그림 48] 자 복합체 첨가량에 라 후 변pH
자 복합체 첨가량에 른 처리 후 처리 변 를 에 나타냈다pH 48 .
체 마그 타이트 페라이트 모 자 복합체 첨가(Magnetite) (Ferrite)
인 여 가 감소 다 본 실험에 자 복합체 첨가량이 달리 함에도 불구pH .
고 가 사 결과를 나타내고 있 며 이는 원 를 고 시, pH , pH 9
며 일 량 양 질 입 에 자 복합체 첨가량에 른,
는 체 슷 결과가 나타난 것 상 다 마그 타이트pH .
경우 체 평균 약 감소 나타냈 며 페라이(Magnetite) 20% pH ,
트 경우 체 평균 약 감소 보 고 마그 타이(Ferrite) 17% pH ,
트 가 페라이트 보다 감소 이 다소 크게 나타났다(Magnetite) (Ferrite) pH .
- 156 -
나 찰 결과( )
마그 타이트(Magnetite)①
- 157 -
페라이트(Ferrite)②
시각 능법 찰해 본 결과 마그 타이트 페라이트(Magnetite)
모 조 결과를 나타냈다 페라이트 보다 마그 타이트(Ferrite) . (Ferrite)
가 녹조 거 이 약간 우 지만 체 모 조 며(Magnetite) ,
- 158 -
이는 실험에 사용 녹조 원 농도가 높 에 첨가 자 복합체가
효과를 지 못했거나 개질 자 복합체가 개질 가 이루,
어지지 며 본 실험 해 이미 양 녹조 를 겨울철 차가운 경,
에 장 간 함에 른 매질 향 단 다.
페라이트 탁도 증가 사진(Ferrite) (Turbidity)③
페라이트 경우 일부 조건에 처리 시료 보다 탁도(Ferrite) (Blank)
등이 증가 는 상 견했 며 이는 녹조 입 페라(Turbidity) SS ,
이트 자 복합체간 집 인 녹조 미 페라이트(Ferrite)
분말과 결합 이라 상 다(Ferrite) .
마 고찰.
본 실험 결과 체 마그 타이트 가 페라이트 보다 녹(Magnetite) (Ferrite)
조 거 이 약간 우 나 가지 모 우 거 나타내지 못 다.
이는 실험에 사용 녹조 원 가 고농도이 에 첨가 자 복합체가
능 지 못 가능 과 복잡 매질 향 조 결
과가 나타났 것 다.
- 159 -
탁도 클 인(Turbidity), a(Chlorophyll-a), (Total Phosphorus; SS
경우 실험 결과보다는 조 지만 체 거 이 우 게 나타,Ⅰ Ⅱ
냈 나 자 복합체 첨가량에 른 질소 거(Total Nitrogen; TN) COD
경향 찾 볼 없었 며 실험 결과 같이 페라이트, (Ferrite)Ⅰ Ⅱ
경우 탁도 가 자 복합체를 첨가 지 시료 보다(Turbidity) SS (Blank)
증가 는 경향도 나타났다.
본 실험 통해 자 복합체 첨가량 단 에는 어 움이 있지만 시
각 능법과 탁도 클(Turbidity), Suspended Solid, a(Chlorophyll-a)
결과를 토 찰 결과 일 량 자 복합체가 첨가 어야 다고 단 다.
본 실험에 사용 녹조 원 클 농도가 각각a(Chlorophyll-a) 539
실험 에 녹조 원 클 농도ppb 376 ppb , a(Chlorophyll-a)Ⅰ
실험 에 녹조 원 클 농도232 ppb 328ppb, a(Chlorophyll-a)Ⅱ
보다 상 다소 높 에 라 녹조원 를 희 여383ppb 414ppb 2 Test
를 해 본 결과 본 실험보다 매우 우 녹조 거 나타남에 라 에 고농
도 포함 녹조 는 부 질 거 높이 해 는 자 복합체 면
개질 량 높여 주거나 복잡 매질에 향 행 조사 후
에 포함 녹조 부 질 거해야 것 사료 다.
- 160 -
녹조 조 농도에4. 른 실험
가 실험 목.
질 면 개질 자 복합체를 이용 여 녹조를 거 녹조원,․
녹조 농도에 른 녹조 거 인 고 녹조 거 합 조건 찾고,
자 다.
나 실험.
실험재료 조건(1)
가 실험재료( )
시료①
본 실험에 사용 녹조 는 남조 일부인 마이크 시스티스 항(Microcystis)
이 지 면 햇 이 조사 는 경에 일간 양 녹조 를 이용 다15 .
자 복합체②
양 질 자 복합체- -
인Fe 10 % Fe2(SO4)3 용 를 마그 타이트 페라1.65 ml (Magnetite)
이트 과 균일 게 합 후(Ferrite) 50 g 100 o 에 건조 여 자C oven
복합체 분말에 를 면개질 다Fe 0.33 % (3.3 mg/g) .
고분자 양 질 자 복합체- -
분말 폴리 크릴 마이드 계열 고분자 양 질 에0.0165g 50ml
히 용해 후 마그 타이트 페라이트 분말 과 균일(Magnetite) (Ferrite) 50g
게 합 고, 100 o 에 건조 뒤 막자사 고 분 곱게 분C oven
쇄 여 분말 여 농도 면개질 고분자 자 복합체를 조330 /g
다.
나 실험조건( )
자 복합체 첨가량: 6 g①
- 161 -
질 면개질 자 복합체 분말 리 스실린1 (mass․
에 포함 녹조 에 질 면개질 자 복합체를 첨cylinder) 3 g
가 후 곧 고분자 질 면개질 자 복합체 를 각각 첨가 여3 g Fe
약 이 게 고 고분자양 질 농도가10 ppm(9.0 ppm) , 1 ppm
게 다 이를 상 격 히 진탕 후 외부자 부 고 분리를 여. ․
에 염 녹조 거 인 다.
녹조 원 처리량②
각각 용 에 양 녹조 농도가 다름에 라 본 실험 불균일 녹조
분포도에 차범 를 소 여 래 과 같이 이미 양 녹18
조 를 채취 균일 게 합 고 녹조 원 를 희 여 농도를 변 시킨 후,
리 를 분취 여 실험 시료 사용 다1 (sample) .
녹조원 첨가량과 첨가량18【 】
녹조 pH③
녹조 원 를 고 시 다pH 9.0 .
다 실험 법.
이커 에 실험 변 에 맞게 녹조 원 를 희 여 채운 뒤(1) 1L (Beaker) pH
를 희 산 나트륨 황산9.0 (NaOH) (H2SO4 맞춤)
양 질 면개질 자 분말 히 첨가 여 약 간 진탕(2) 3 g 30
후 약 간 시킴30
고분자양 질 면개질 자 분말 히 첨가 여 약(3) 3 g 30
간 진탕 후 약 분간 시킴1
- 162 -
자 스실린 에 일 속도 입시 속 자 복(4) (mass cylinder)
합체를 회 후 다시 약 간 진탕 후 자 회 스실린30 1 (mass
에 일 속도 입시 속 자 복합체를 회 함cylinder)
자 에 해 거 용 다시 진탕 여 농도를 균일 게 지 후 면 상(5)
부 약 지 를 마이크 펫 이용10cm 10 ml (micro pipet)
여 채취 여 탁도 분 시료 함(Turbidity) .
스실린 상등 를 히 취 여 클 분(6) (mass cylinder) 100ml a
시료 함.
스실린 상등 를 히 취 여 복(7) (mass cylinder) 250ml SS,
합체 회 분 시료 함.
상 처리에 여과 용 질소 인(8) (Total Nitrogen; TN), (Total
시료 고 보Phosphorus; TP), COD, TOC , .
참고 속 자 복합체 속 분 상 항 공 거 용 함: ( ) (3) .
라 분 결과.
분(1)
각각 용 에 양 녹조 불균일에 차를 소 여 균일
게 합 후 분 항목에 른 시료 실험 각각 행 다(Blank) .
가 탁도( ) (Turbidity)
자 복합체 회 후 스실린 를 진탕 여 농도를 균일 게(mass cylinder)
지 뒤 면 지 마이크 펫 이용 여 채10cm (micro pipet)
취 뒤 탁도계를 이용 여 탁도(Turbidity)
나 클( ) a
시료 처리 후 시료 채취 여 도를 이용 클(Blank) (sample)
분 법에 라 클 를a a
다 질소 인( ) (Total Nitrogen; TN), (Total Phosphorus; TP), COD
시료 처리 후 시료 채취 여 분 키트를 이용 여(Blank) (sample)
분
- 163 -
라 속( ) -1(as Pb)
시료 처리 후 시료 채취 여(Blank) (sample) KS method(Sodium
에 여 분Sulfide)
마 속( ) (by AAS or ICP/ES)
상 다 항 공 거 용 조건에 분 뢰( ) ⇒
주 페라이트 마그 타이트 량 요: (Ferrite) (Magnetite)
( ) Suspended Solid
시료 처리 후 시료 취 여 질 염공 시험 법(Blank) (sample)
부 질 법에 법
사 자 복합체 회( )
자 이용 여 스실린 자 복합체를 회 뒤 스(mass cylinder) ,
실린 에 남 있는 자 복합체를 여과지 이용(mass cylinder) Filtering(CF/C )
여 건조 후 를 회 지 못 자 복합체 간주 고 회SS
.(Uncertified method)
- 164 -
결과 고찰(2)
가 분 결과( )
자
복합체
종
희 시킨
녹조
원
분 항목
탁도
(NTU)
클
a
(ppb)
질소
(TN)
(ppm)
인
(TP)
(ppm)
COD
(ppm)
속
as Pb
속
as Fe
SS
(ppm)
회
(%)pH
Magne-
tite
Blank(1) 13.1 404.164 234.155.6
(5.6)10.38 - - 47.6 8.60
10+08.65
(13.1)
287.080
(404.164)
233.65
(234.15)
1.2
(5.6)
10.21
(10.38)- -
30
(47.6)
99.50
이상7.37
9+18.02
(11.79)
228.236
(363.75)
209.35
(210.735)
0.65
(5.04)
9.81
(9.342)- -
24.4
(42.84)
99.59
이상7.35
8+27.42
(10.48)
217.028
(323.33)
189.15
(187.32)
0.65
(4.48)
9.26
(8.304)- -
22.8
(38.08)
99.62
이상7.33
6+45.48
(7.86)
114.384
(242.5)
152.05
(140.49)
0.15
(3.36)
8.13
(6.228)- -
18
(25.56)
99.70
이상7.30
5+54.28
(6.55)
39.784
(202.08)
121.2
(11.075)
0.03
(2.8)
5.76
(5.19)- -
11.6
(23.8)
99.81
이상7.28
Ferrite
Blank(2) 12.55 407.936 221.65 5.4 10.97 - - 47.2 8.54
10+014.5
(12.55)
320.824
(407.936)
220
(221.65)
1.4
(5.4)
10.17
(10.97)- -
54.4
(47.2)
99.09
이상7.51
9+114.7
(11.295)
290.516
(367.14)
217.5
(199.485)
1.05
(4.86)
10.04
(9.873)- -
53.2
(42.48)
99.11
이상7.45
8+214.0
(10.04)
245.132
(326.35)
182.3
(177.32)
0.7
(4.32)
7.9
(8.776)- -
49.6
(37.36)
99.17
이상7.41
6+411.2
(7.53)
165.524
(244.76)
139.8
(132.99)
0.25
(3.24)
6.86
(6.582)- -
35.6
(28.32)
99.41
이상7.35
5+510.51
(6.275)
99.656
(203.97)
114.8
(110.825)
0.03
(2.7)
5.87
(5.485)- -
28.4
(23.6)
99.53
이상7.29
참고 값들 녹조원 희 에 는 처리 시료* :
값이다(Blank) .
- 165 -
탁도(Turbidity)①
10+0 9+1 8+2 6+4 5+5
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Turb
idit
y (N
TU
)
녹 원
Magnetite
Ferrite
Magnetite-Blank
Ferrite-Blank
[ ] 녹조 희 에 른 탁도 분 결과
녹조 에 포함 녹조 농도에 른 탁도 변 를 그림 에 나타냈다 체49 .
마그 타이트 는 탁도 가 감소 는 경향 나타났(Magnetite) (Turbidity)
며 면 페라이트 는 탁도 가 증가 는 경향 나타내고 있는, (Ferrite) (Turbidity)
이런 경향 실험 과 미가 사 것 다 마그 타이트, , , .Ⅰ Ⅱ Ⅲ
경우 체 평균 약 탁도 감소 보(Magnetite) 32% (Turbidity)
며 희 이 일 감소 가장 우 결과를 나타냈 며 희, 5:5 35% ,
이 일 가장 조 결과를 나타냈다 그러나 체 슷8:2 29% .
감소 보 며 페라이트 경우 체 평균 약 탁도, (Ferrite) 40%
증가 나타냈다 희 이 일 증가 나타(Turbidity) . 5:5 67%
남에 라 가장 조 결과를 나타낸 면 희 이 일 증가, 10:0 16%
나타남에 라 페라이트 에 어느 지 우 결과를 나타냈다(Ferrite) .
- 166 -
클 a(Chlorophyll-a)②
10+0 9+1 8+2 6+4 5+5
50
100
150
200
250
300
350
400
450
Chlo
rophyll
-a (
ppb)
녹 원
Magnetite
Ferrite
Magnetite-Blank
Ferrite-Blank
[ ] 녹조 희 에 른 클 분 결과-a
녹조 에 포함 녹조 농도에 른 클 변 를 그림 에 나타냈다a 50 .
체 마그 타이트 가 페라이트 보다 클(Magnetite) (Ferrite) a(Chlorophyll-a)
거 이 좋 나 가지 모 체 거 이 조 다 마그 타이.
트 경우 체 평균 약 클(Magnetite) 46% a(Chlorophyll-a)
거 보 다 희 이 일 거 나타남에 라 가장 우. 5:5 80%
결과를 나타냈 며 희 이 일 거 나타남에 라 가장, 10:0 29%
조 결과를 나타냈다 페라이트 경우 체 평균 약 클. (Ferrite) 30%
거 보여 페라이트 보다 좋지 못 결과를a(Chlorophyll-a) (Ferrite)
나타냈 며 희 이 일 거 나타남에 라 가장 우 결, 5:5 51%
과를 보인 면 희 이 과 에 거 보여 가장 조, 10:0 9:1 21%
결과를 나타냈다 마그 타이트 페라이트 모 희 이. (Magnetite) (Ferrite)
일 클 거 이 가장 좋 며 면 희 이5:5 a(Chlorophyll-a) ,
일 거 이 가장 조했다10:0 .
- 167 -
질소(Total Nitrogen; TN)③
10+0 9+1 8+2 6+4 5+5100
110
120
130
140
150
160
170
180
190
200
210
220
230
240
TN
(ppm
)
녹 원
Magnetite
Ferrite
Magnetite-Blank
Ferrite-Blank
[ ] 녹조 희 에 른 질소 분 결과
녹조 에 포함 녹조 농도에 른 질소 변 를 그(Total nitrogen; TN)
림 에 나타냈다 체 마그 타이트 페라이트 모51 . (Magnetite) (Ferrite)
처리 시료 보다 약간 많거나 슷 결과를 나타냈다 실험(Blank) . ,Ⅰ
에 보인 결과 사 게 자 복합체 첨가 인 질소, (TotalⅡ Ⅲ
거는 이루어지지 는 것 단 다Nitrogen; TN) .
- 168 -
인(Total Phosphorus; TP)④
10+0 9+1 8+2 6+4 5+50.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
5.5
6.0
TP (
ppm
)
녹 원
Magnetite
Ferrite
Magnetite-Blank
Ferrite-Blank
[ ] 녹조 희 에 른 인 분 결과
녹조 에 포함 녹조 농도에 른 인 변 를(Total Phosphorous; TP)
그림 에 나타냈다 체 마그 타이트 페라이트52 . (Magnetite) (Ferrite)
모 인 거가 상당이 이루어 며 마그 타이트(Total Phosphorus; TP) ,
경우 체 평균 약 인(Magnetite) 89% (Total Phosphorus; TP)
거 나타냈다 희 이 일 높 인. 5:5 99% (Total Phosphorus;
거 보인 면 희 이 일 인TP) , 10:0 78% (Total
거 보여 상 조 결과를 나타냈다 페라이트Phosphorus; TP) .
경우 체 평균 약 인 거(Ferrite) 85% (Total Phosphorus; TP)
보 며 마그 타이트 마찬가지 희 이 일, (Magnetite) 5:5 99%
높 인 거 보인 면 희 이 일(Total Phosphorus; TP) , 10:0
거 보여 에 라 가장 조 결과를 나타냈다74% .
- 169 -
산소요구량(Chemical Oxygen Demand; COD)⑤
10+0 9+1 8+2 6+4 5+54.0
4.5
5.0
5.5
6.0
6.5
7.0
7.5
8.0
8.5
9.0
9.5
10.0
10.5
11.0
11.5
12.0
CO
D (
ppm
)
녹 원
Magnetite
Ferrite
Magnetite-Blank
Ferrite-Blank
[ ] 녹조 희 에 른 산소요구량 분 결과
녹조 에 포함 녹조 농도에 른 산소요구량 변 를 그림 에 나53
타냈다 체 마그 타이트 페라이트 모 처리. (Magnetite) (Ferrite)
시료 보다 약간 많거나 슷 결과를 나타냈 며 실험 에 나(Blank) , , ,Ⅰ Ⅱ Ⅲ
타난 결과 사 게 자 복합체 첨가 인 산소요구량(Chemical
거는 이루어지지 는 것 단 다Oxygen Demand; COD) .
- 170 -
부 질(Suspended Solids; SS)⑥
10+0 9+1 8+2 6+4 5+50
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
Suspended S
oli
d (
ppm
)
녹 원
Magnetite
Ferrite
Magnetite-Blank
Ferrite-Blank
[ ] 녹조 희 에 른 부 질 분 결과
녹조 에 포함 녹조 농도에 른 부 질 변 를 그림 에 나타냈다54 .
체 마그 타이트 는 부 질 거(Magnetite) (Suspended Solids; SS)
가 이루어진 면 페라이트 는 히 가 증가 는 경향이 있었다 마, (Ferrite) SS .
그 타이트 경우 체 평균 약 거 나타냈(Magnetite) 40% SS
며 희 이 일 거 가장 우 결과가 나타난 면, 5:5 51% SS ,
희 이 일 거 보여 가장 조 결과를 나타냈다10:0 37% SS .
페라이트 경우 체 평균 약 증가 보 며 희(Ferrite) 24% SS ,
이 일 증가 보여 가자 우 결과를 나타난 면10:0 15% SS ,
희 이 일 증가 보여 가장 조 결과를 나타났 며8:2 33% SS ,
이러 결과들 실험 과 슷 경향 보이고 있다, , .Ⅰ Ⅱ Ⅲ
- 171 -
자 복합체 회⑦
10+0 9+1 8+2 6+4 5+599.0
99.1
99.2
99.3
99.4
99.5
99.6
99.7
99.8
99.9
100.0
회 (
%)
녹 원
Magnetite Ferrite
[ ] 녹조 희 에 른 자 복합체 회
녹조 에 포함 녹조 농도에 른 마그 타이트 회 변 를 그림 에55
나타냈다 체 마그 타이트 가 페라이트 보다 좋 자. (Magnetite) (Ferrite)
복합체 회 보 며 이 결과는 결과 는데 상 실험에, SS
언 이 동일 다고 명 있다.
- 172 -
후 변pH⑧
blank 10+0 9+1 8+2 6+4 5+57.2
7.4
7.6
7.8
8.0
8.2
8.4
8.6
8.8
pH
녹 원
Magnetite Ferrite
[ ] 녹조 희 에 라 처리 변pH
녹조 에 포함 녹조 농도에 른 녹조 를 처리 후 처리 변 를pH
그림 에 나타냈다 체 마그 타이트 페라이트56 . (Magnetite) (Ferrite)
모 자 복합체 첨가에 여 가 낮 지는 것 인 며 본 실험에pH ,
를 고 시키고 일 량 양 질 입 에 자Initial pH 9 ,
복합체 첨가량에 른 는 체 슷 결과를 나타냈다 마그 타이트pH .
경우 체 평균 약 감소 보 고 페라이트(Magnetite) 19% pH ,
경우 체 평균 약 감소 보 다 이는 실험(Ferrite) 18% pH . Ⅲ
감소 과 슷 결과이며 페라이트 가 마그 타이트 보pH (Ferrite) (Magnetite)
다 약간 감소 이 낮 며 실험 결과 슷 고 녹조 원 희pH , ,Ⅲ
이 커질 가 감소 는 경향이 나타났다pH .
- 173 -
나 찰 결과( )
마그 타이트(Magnetite)①
페라이트(Ferrite)②
- 174 -
시각 능법 찰 결과 체 녹조 원 농도가 엷어질 체
녹조 거 이 우 나 실험 결과 슷 게 체 녹조, Ⅲ
거 이 조 결과를 보임에 라 매질에 향이 큰 것 상
다.
마 고찰.
본 실험 결과 마그 타이트 가 페라이트 보다 녹조 거에(Magnetite) (Ferrite)
우 좋 결과를 나타냈 나 실험 과 본 실험에 사용 녹조 원 가 같Ⅲ
날 양 동일 녹조 원 체 녹조 거 도가 실험 ,Ⅰ Ⅱ
여 상 좋지 못 다 이는 본 연구에 사용 녹조 는 겨울철에 실.
내에 양 것 겨울철 작 용 에 양 녹조 경우 여름철 담,
달리 녹조 연속 인 삶과 죽 과 과 이 원 히 행 지 이미
양 녹조 가 실험 해 장 간 차가운 경에 경우 매질이 욱
복잡해 이라 단 고 실험 실험 과 본 실험에 사용 녹, ,Ⅰ Ⅱ Ⅲ
조 원 매질 향 단 다 즉 녹조 농도 차이뿐만 니라 녹조.
질차도 녹조 거에 향 미 리라 단 다.
실험 과 마찬가지 클 인, , a(Chlorophyll-a), (TotalⅠ Ⅱ Ⅲ
부 질 거 이 우 며 특Phosphorus; TP), (Suspended Solid; SS) ,
히 인 거 이 매우 우 다 탁도(Total Phosphorus; TP) . (Turbidity)
경우 실험 과 슷 양상 마그 타이트 경우 상당부분이, (Magnetite)Ⅰ ⅡⅢ
거 면 페라이트 경우 히 처리 시료 보다 탁도(Ferrite) (Blank)
가 증가 는 양상 보 다 질소(Turbidity) . (Total Nitrogen; TN)
경우 실험 과 슷 게 자 복합체 첨가 인 경향 찾COD , ,Ⅰ Ⅱ Ⅲ
볼 가 없었 며 자 복합체 첨가 인 질소, (Total Nitrogen; TN)
산소요구량 거가 이루어 다고 단(Chemical Oxygen Demand; COD)
없 것 사료 며 변 도 자 복합체 첨가 인 여, pH pH
락폭도 실험 과 슷 결과를 나타냈다.Ⅲ
양 질 첨가량이 써 이고 고분자 양 질 첨가량이Fe 10mg/L
첨가 경우 본 실험결과 녹조 거 녹조 농도는 클1mg/L
약 이 농도에 실험 결과를 나타a(Chlorophyll-a) 200ppb
- 175 -
냈다 그러나 실험 실험 녹조 농도가 클 가. , a(Chlorophyll-a)Ⅰ Ⅱ
이상에 도 좋 결과를 보인 것 추어 볼 실험 녹조 농도뿐만200ppb
니라 녹조 자체 질 향도 크게 가능 이 있 것 단 다.
라 녹조 거 고효 녹조실험 해 는 녹조 생량이
고 를 이루는 월 담 에 생 녹조 를 이용 는 것이 가장 람직6 8∼
다고 사료 다.
- 176 -
지실험에 키토산 면개질 용에 연구6 (chitosan)
연구 목1.
본 연구 종목 는 담 나 해 면에 생 녹조 를 면 분리(algae)
면 질 경에 향 끼 지 면 연속 인 법 녹조를 거
나 조업체에 생산과 에 생 는 부 질 신속히 거 여 업 경쟁
향상 질 경 보 는데 있다 라 본 연구에 는 에 생.
녹조 부 질 면 고속 거를 벽 연속시스 작 에
지실험 통 조건 립 고 이에 행 연구결과를 토,
벽 연속시스 작 처리 용도를 높이고자 함에 있다.
재료2.
가 자 복합체,
본 실험에 사용 자 복합체는 장품 색 료인 Fe3O4를 주 보 에( )
구입 여 사용 다.
나 양 공 질.
양 질 키토산 분말 산에 용해 여 용 조 후 사용
며 이 사용 키토산 탈 트 가 고 평균분자량이, 80 % , 120,000
키토산 사용 다.
다 시료. (sample)
본 실험에 사용 녹조 는 법에 해 양 여 사용Allen's media
며 이 양 녹조는 다, Microcystis .
실험3.
변 에 른 녹조 거 실험3.1 pH
자 복합체 양 질 함량 고 고 가 범, pH 6 11∼
변 에 른 처리 효과를 인 다.
- 177 -
가 실험조건.
(1) pH : 6.0, 7.0, 8.0, 9.0, 10, 11
키토산 농도(2) : 10 ppm
산 에 키토산 용해8 % (Acetic acid) solution 100 ml 1 g (chitosan)⇒
시킨 후 를 취해 녹조 에 첨가 여 키토산 농도가 게1 ml 1L 10ppm
함.
(3) Concentration of Acetic acid solution: 8 %
를Acetic acid 8 ml Distilled water 92 ml mixing⇒
마그 타이트 농도 사용(4) : 0.3 % (3 g )
녹조(5) Volume : 1 L
조건 분간(6) : 230 rpm 1 stirring
분 항목 탁도 클 질소(7) : (Turbidity), a(Chlorophyll-a), (Total
인 산소요구량Nitrogen; TN), (Total Phosphorus; TP), (Chemical
부 질Oxygen Demand; COD), (Suspended solids; SS), Heavy metal as
Pb
나 실험결과.
가 범 변 에 른 처리 결과를 에 나타냈pH 6 11 19, 20∼
며 각각 분 항목에 결과를 그림 에 나타냈다, 57 60 .∼
(1) 탁도 부 질 클(Turbidity) and (Suspended solids; SS), a(Chlorophyll-a)
본 실험 통해 이커 면에 녹조 입자들이 부착 는 상이 찰 었 며 여,
과 시 입자들이 여과지를 막 여과 는 과 에 많 시간이 소모 것CF/G
보 이번 실험에 사용 녹조 입자들이 매우 작 것 며, pH
범 에 녹조가 히 거 경우는 없었다 가 산 일 탁도. Final pH
클 가 작 지는 것 있었 나 큰 차SS, a(Chlorophyll-a)
이를 보이지 며 클 경우 여과가 지, a(Chlorophyll-a) SS
량 분 시료 채취 결과 인 여 분 차가 클 것25 50 ml∼
상 찰해 본 결과 어느 도 녹조가 거 었다고 있었.
나 인 결과는 조 다.
부 질 클 를 분(Suspended solids; SS), a(Chlorophyll-a)
- 178 -
종래 법과 여과속도가 매우 조 여 에 포함 미 입자들
이 포함 것 상 에 라 미경에 녹조를 인 결과 그림 17
에 나타낸 같이 남조 녹조가 인 었 뿐 특별 다른(Microcystis)
원인 찾 가 없었다.
변 에 른 처리 결과19 pH【 】
- 179 -
Blank pH 6 pH 7 pH 8 pH 9 pH 10 pH 114
5
6
7
8
9
10
11
12
pH
Initial pH Final pH
[그림 57] 변 에 른 처리 분 결과pH pH
[그림 58] 변 에 른 탁도 분 결과pH
- 180 -
[그림 59] 변 에 른 클 분 결과pH a
[그림 60] 변 에 른 부 질 분 결과pH
- 181 -
질소 인 산소요(2) (Total Nitrogen; TN), (Total Phosphorus; TP),
구량(Chemical Oxygen Demand; COD) and Heavy matal as Pb
질소 과 인 산소요(Total Nitrogen; TN) (Total Phosphorus; TP),
구량 경우 에 른 변 에 있어 일(Chemical Oxygen Demand; COD) pH
찾 볼 없 며 히 인 경우 에, (Total Phosphorus; TP) pH 6 9∼
는 원 값보다 높게 나타났다 산소요구량. (Chemical Oxygen Demand;
경우 차 도 지실험 결과에 있어 원 보다 높게 나타남에COD) 1 10
라 양 녹조 과량 번식 는 다른 증가요인이라 사료 다 납.
속 분 경우 원 는 명해 이 라고 단 있었 면0.2 ppm ,
사진 같이 본 실험에 사용 모든 범 에 는 얗게 생 탁도 에5 pH
이 불가능 다 탁도 원인이 녹조 처리 후 과량 침 키토산에.
것 상 에 라 이를 인 여 처리 용 에 황산 공 여
강산 공 고 루 후 찰 결과 어떠 이 보이지 에 라
불용 키토산 원인이 닌 것 인 었다.
사진 변 에 른 처리 찰사진5 pH【 】
- 182 -
변 에 른 처리 결과20 pH【 】
- 183 -
[그림 61] 변 에 른 처리 분 결과pH
키토산 농도에 른 실험3.2
계 담 에 생 녹조 는 칼리를 띠고 있다 라 본 연구pH .
에 는 양 녹조 를 고 고 자 복합체 함량 고 며pH 9 , ,
양 를 공 는 키토산 함량 변 시 양 공 질 농도변 에 른
녹조 처리 효 인 다.
가 실험조건.
(1) pH : 9.0
키토산(2) (chitosan) content : 0, 2.5, 5.0, 7.5, 10, 12.5, 15, 20 ppm
에8 % Acetic acid solution 100 ml 0, 0.25, 0.5, 0.75, 1, 1.25, 1.5,⇒
키토산 용해시킨 후 를 취해 녹조 에 첨가2 g (chitosan) 1 ml 1L
것이므 각각 에 해당 는 농도가 .
(3) Concentration of Acetic acid solution : 8 %
마그 타이트(4) (Magnetite) content : 0.3 %
녹조(5) Volume : 1 L
- 184 -
조건 동(6) : 230 rpm 1min stirring
분 항목 탁도(7) : (Turbidity)
나 실험결과.
상 변 에 른 실험 각각 분 항목에 른 여과가 만 게 진행이pH
지 에 라 단 히 탁도만 분 며 이에 결과를 과 그림, 21
에 나타냈다62 63 .∼
키토산 농도 변 에 른 탁도 분 결과21【 】
분 항목
키토산 농도(chitosan) (ppm)Final pH
탁도(Turbidity)
(NTU)
Raw water - 22.0
0 9.0 10.97
2.5 6.3 10.64
5.0 6.33 10.67
7.5 6.34 11.45
10.0 6.33 12.77
12.5 6.40 15.6
15 6.33 18.5
20 6.40 25.1
키토산 농도가 증가 탁도가 낮 질 것 나 상과 다르게,
탁도 가 높게 나타났 며 키토산 농도가 일 처리 가 원, 20 ppm
보다 높 값 나타냈다 이는 지 지 행연구 결과 양 를 공 는 키.
토산에 해 녹조가 거 당연 사실인 고농도 키토산이 녹조 에 포함,
경우 키토산 용매가 산 칼리를 띠고 있는 녹조 경(acid)
우 불용 키토산이 에 라 뿌 탁도 생에 인 것 다.
- 185 -
[그림 62] 키토산 농도에 른 분 결과pH
[그림 63] 키토산 농도에 른 탁도 분 결과
- 186 -
마그 타이트 분말 농도에 른 실험3.3 (Magnetite)
본 실험에 는 양 를 공 는 키토산 자 복합체 량 를 고 시키고, , pH ,
양 를 공 는 키토산과 를 띠고 있는 녹조들과 시간에 른
녹조 처리 효 인 며 이에 실험결과를 그림, 22 64∼
에 나타냈다65 .
가 실험조건.
(1) pH: 9.0
키토산(2) (chitosan) content: 10 ppm
(3) Concentration of Acetic acid solution: 8 %
마그 타이트(4) (Magnetite) content: 0.3 %
녹조(5) Volume: 1 L
속도(6) : 230 rpm
시간 분 분 분 분 분(7) : 15 , 30 , 1 , 2 , 3 4 , 5
분 항목 탁도(8) : (Turbidity)
나 실험결과.
마그 타이트 농도가 증가 탁도 는 감소 나 큰 차이를 보이
지 다 탁도 거 녹조 거 과 계를 나타나는 것이 일 인.
사실이나 본 실험에 는 녹조 거 이 높 다 지라도 탁도 거 이 높지
며 이는 명 같이 처리과 산 에 용해 어 있는, (acid)
- 187 -
녹조 마그 타이트 농도변 에 른 탁도 분 결과22【 】
분 항목
마그 타이트 농도(ppm)Final pH
탁도(Turbidity)
(NTU)
Raw water - 21
0.05 6.25 16.9
0.075 6.25 15.2
0.10 6.27 14.5
0.25 6.35 13.2
0.50 6.30 12.5
0.75 6.37 10.10
1.00 6.32 9.97
- 188 -
[그림 64] 마그 타이트 농도변 에 른 분 결과pH
[그림 65] 마그 타이트 농도변 에 른 탁도 분 결과
- 189 -
키토산 용 이 칼리를 띠고 있는 녹조 여 불용 키토산이 생
었거나 외부 자 부 자 복합체가 벽히 거가 것
다.
시간에 른 실험3.4
본 실험에 는 양 를 공 는 키토산 자 복합체 량 를 고 시키고, , pH ,
양 를 공 는 키토산과 를 띠고 있는 녹조들과 시간에 른
녹조 처리 효 인 며 이에 실험결과를 과 그림, 23
에 나타냈다66~67 .
가 실험조건.
(1) pH: 9.0
키토산(2) (chitosan) content: 10 ppm
(3) Concentration of Acetic acid solution: 8 %
마그 타이트(4) (Magnetite) content: 0.3 %
녹조(5) Volume: 1 L
속도(6) : 230 rpm
시간 분 분 분 분 분(7) : 15 , 30 , 1 , 2 , 3 4 , 5
분 항목 탁도(8) : (Turbidity)
나 실험결과.
체 시간이 증가 탁도가 감소 는 것 볼 있 나 60
이상에 는 슷 를 나타냈다 살펴본 결과 이상에 처. 120
리 가 녹색 띠고 있어 시간이 증가 녹조 거 이 증가
상 있 나 본 실험 시간에 탁도 거 처리 얀 탁도 생,
에 해 결과를 산출 어 웠다.
본 실험 키토산 이용 자 복합체에 있어 처리 가 역에pH 5 6∼
녹조 거 이 높 이 인 었다.
- 190 -
시간에 른 변 탁도분 결과23 pH【 】
분 항목
시간 (sec)Final pH
탁도(Turbidity)
(NTU)
Raw water - 29.4
15 5.8 11.5
30 5.79 10.76
60 5.77 9.63
120 5.93 9.96
180 5.89 9.37
240 5.93 9.63
300 5.90 9.14
- 191 -
그림 시간에 른 분 결과66 pH【 】
그림 시간에 른 탁도 분 결과67【 】
- 192 -
결4.
가. 본 실험에 는 처리 탁도 생에 해 실험 경향 살펴보는데
많 어 움이 있었 라 종래 본 실험 통 실험 결과 처리 질.
가 약 역인 약산 이며 키토산 농도가 마그 타이트pH 5 , 10 ppm,
농도가 이상 시간이 이상일 우 녹조 거 결과가0.5 % , 60
나타날 것이 었다.
나. 본 실험에 사용 녹조 경우 이 에 양 녹조 는 달리 실험
여 이커에 양 녹조 를 보 시간이 지남에 라 녹조 입자가 커
내부 면에 부착 었고 원 산소요구량, (Chemical Oxygen
함량이 차 도 원 보다 이상 증가 었 며 양시키Demand; COD) 1 10 ,
했 종과는 다른 가 생 에 라 녹조를 처리 여 여Microcystis
러 가지 복합 인 를 해결해야 것 단 다.
- 193 -
7 연속녹조 거 시스 차 도 시스 계 작 가동(2 ) ,
연구 목1.
지 지 연속시스 상 인 가동 녹조 지실험 행함에 있어
마그 타이트 경우 키토산 경우 농도 지 는 것이0.3 %, 10 ppm
다는 결과가 나타났다 이에 라 연속시스 이용 여 녹조 거 실험과.
당량 양 질이 공 경우 마그 타이트 함량이 농도 낮춰0.1 %
도 녹조 거 가능 이 인 는 본 차 도 연속시스 이용, 2 0.1 %
마그 타이트 분말 이용 여 녹조 거 가능 인 며 경 부담감,
질 경 염 소 가능 인 함이다.
실험장 재료2.
실험장2.1
본 연구를 해 작 녹조 부 질 고속 거를 연속시스 크게
어장 자 분리 구 어 있(control box), , (magnetic separator)
며 이를 작 도면 그림 에 작 시스 그림 에 나타냈, 68 69
다.
녹조 부 질 고속 거를 연속시스 어장 는(control box)
원 공 차단시키는 스 택 값 인ON/OFF (switch) pH
있는 택 에 라 내pH indicator pH 를 조 있도 산pH
칼리 용 공 있도 량펌 를 조 있고(acid) (alkali) ,
마그 타이트 양 를 공 면개질 산이 합 슬러리, ․
녹조 부 질이 포함 균일 게 합 임펠러 회ON/OFF
속도를 조 있도 어 있다.
는 마그 타이트 면개질 산이 합 슬러리가 공 는, ․
슬러리 입구 지 에 라 산 칼리 가 공 는 조 용 입, pH pH
구 펌 에 해 녹조원 를 공 는 량계가 부착 원 입구 슬러리, ,
조 용 균일 합 개 극pH Impeller 2 pH (pH electrode)
구 도 작 었다.
에 입 처리 를 자 에 해 고속 고 분리를 있도 그․
- 194 -
림 과 같 자 분리 는 구70 Roll type (magnetic separator) Roll type
어 있다.
[그림 68] 차 도 녹조 연속 거 시스 계도2
[그림 69] 차 도 녹조 연속 거 시스2
- 195 -
[그림 70] 차 도 자 분리2 Roll type (magnetic separator)
실험재료2.2
가 조 용. pH
지실험 통해 얻어진 결과 처리 녹조 가 약산 조건에pH
녹조 거효 이 우 함 인 연속시스 이용 여 녹조 를 처리,
경우 칼리를 띠고 있는 녹조 거 높이 해 는 외부 부 가pH
자동 조 도 산이나 카리가 공 는 것이 람직 다 그러나 외부 부.
산 카리가 공 경우 시스 운 상 경 이 떨어질 있다는
가지고 있다 라 본 연구에 는 추가 인 산과 칼리 용 공 없이 처리.
녹조 가 에 해당 도 본 역에 해당 는 양 만큼pH 6.5~7.0 pH
산 를 슬러리에 추가 합 여 슬러리 공 에 직 인(sulfamic acid)
조 이 이루어지도 다pH (pH control) .
나. 슬러리 조 도 슬러리(3 kg )
녹조 입량에 라 해진 마그 타이트 농도가 일 게 지0.1 %
면 키토산이 농도변 에 른5 ppm, 10 ppm, 15 ppm, 20 ppm 30 ppm
녹조 거 실험 자 복합체 슬러리를 조 여 24~28
법에 해 조 다.
- 196 -
키토산 농도 자 복합체 슬러리 조 법24 5ppm【 】
슬러리(slurry)(3 kg ) 참고
마그 타이트- (made by KRICT): 281.5 g
- 산(sulfamic acid) solution: 56g/ 285 ml
키토산- : 1.407 g
- : 366 ml + 1.5 kg + 567.6 g = 2.434kg
키토산 농도- : 5 ppm
마그 타이트 함량- : 0.1 %
키토산 농도 자 복합체 슬러리 조 법25 10ppm【 】
슬러리(slurry)(3 kg ) 참고
마그 타이트- (made by KRICT): 281.5 g
- 산(sulfamic acid) solution: 56g/ 285 ml
키토산- : 2.813 g
- : 366 ml + 1.5 kg + 567.6 g = 2.434kg
키토산 농도- : 10 ppm
마그 타이트 함량- : 0.1 %
키토산 농도 자 복합체 슬러리 조 법26 15ppm【 】
슬러리(slurry)(3 kg ) 참고
마그 타이트- (made by KRICT): 281.5 g
- 산(sulfamic acid) solution: 56g/ 285 ml
키토산- : 4.220 g
- : 366 ml + 1.5 kg + 567.6 g = 2.434kg
키토산 농도- : 15 ppm
마그 타이트 함량- : 0.1 %
- 197 -
키토산 농도 자 복합체 슬러리 조 법27 20ppm【 】
슬러리(slurry)(3 kg ) 참고
마그 타이트- (made by KRICT): 281.5 g
- 산(sulfamic acid) solution: 56g/ 285 ml
키토산- : 5.626 g
- : 366 ml + 1.5 kg + 567.6 g = 2.434kg
키토산 농도- : 20 ppm
마그 타이트 함량- : 0.1 %
키토산 농도 자 복합체 슬러리 조 법28 30ppm【 】
슬러리(slurry)(3 kg ) 참고
마그 타이트- (made by KRICT): 281.5 g
- 산(sulfamic acid) solution: 56g/ 285 ml
키토산- : 8.439 g
- : 366 ml + 1.5 kg + 567.6 g = 2.434kg
키토산 농도- : 30 ppm
마그 타이트 함량- : 0.1 %
다 부 질이 포함 녹조.
본 연구원에 양 녹조 원 그림 과 국 연구원 연못 그림( 71) (
를 일 합 여 본 연구에 요 녹조 합 톤 그림 희72) 1 ( 73)
조 여 사용 다, .
- 198 -
그림 국 연구원에 양 녹조 원71【 】
그림 국 연구원 연못72【 】
그림 연못 녹조 원 합 합73【 】
- 199 -
실험3.
본 연구에 는 존 실험과는 달리 조 이 추가 행해pH (pH control)
지지 고 조 이 슬러리 공 과 동시에 이루질 있게 며 연속시스pH ,
에 마그 타이트 입량 소 면 녹조 부 질 거 조건
과 경 질 경 소 를 인 여 래 실험조건에 라 행
다.
양 녹조 연구원 연못 를 합 여 임 일 량 녹조 를 조
후 이를 펌 를 이용 여 연속녹조 거장 일 량 입시키고,
키토산 마그 타이트가 합 슬러리를 일 량 공 여 에 해 균일Impeller
게 합 다 이 녹조 슬러리 합 합 는 이동 고. ,
합 값이 이 도 에 해 균일 게 합해주었 며pH 6.5~7.0 bubbler ,
녹조 함량에 라 가 다를 있 에 라 본 시스 에 종 후pH
가 이 도 산 량 증감량 여 슬러리 에 공pH 6.5~7.0 (acid) (slurry)․
다.
키토산 농도변 에 른 실험3.1
계 담 에 생 녹조 는 칼리를 띠고 있다 라 본 연구pH .
에 는 양 녹조 를 고 고 자 복합체 함량 고 며pH 9 , ,
양 를 공 는 키토산 함량 변 시 양 공 질 농도변 에 른
녹조 처리 효 연속시스 이용 여 인 다.
가 실험조건.
(1) 녹조 입량: 1,000 (16.7 /min)ℓ
후(2) pH: 6.5~7.0
키토산 농도(3) : 5ppm, 10ppm, 15ppm, 20ppm 30ppm
마그 타이트 함량(4) : 0.1%
슬러리 량(5) feeding : 178.2g/min
녹조 리 생 통에 양 녹조 개를 리 드럼통에(6) : 15 15 200
고 여 균일 농도 녹조 를 조 후 드럼통 개, bubbling 5
에 양 분취 고 연구원 연못 충진 다.
- 200 -
조 작동 함(7) pH (pH control): .
나 키토산 농도변 에 른 실험결과.
상 조건에 해 행 녹조 처리결과를 과 그림 에 나타냈29 74 79∼
다.
마그 타이트를 일 농도 지 고 키토산 농도변 에 른 녹0.1 % ,
조 처리결과를 인 결과 키토산 농도가 높 탁도 클(Turbidity),
거 이 높 인 있었 나 산소요구a(Chlorophyll-a) ,
량 질소 인(Chemical Oxygen demand; COD), (Total Nitrogen; TN), (Total
거 녹조 원 슷 결과를 나타남에 라 본Phosphorus; TP)
연구 카니즘과 이 없거나 낮 것 상 다.
인 경우 탁도 클 높 거 이 인SS (Turbidity), a(Chlorophyll-a)
에도 불구 고 부 질 거 이 낮 이 는 부, (Suspended solids; SS)
질 녹조가 본 연구 인 여 자 분말 착 이 조 거나 자 복,
합체에 착 마그 타이트를 거 자 분리 (magnetic separator)
효 이 낮 것 상 에 라 추후 이에 책 강구해야 것 사
료 다.
- 201 -
키토산 농도에 른 녹조 처리 분 결과29【 】
분 항목
시료명
Turbidity
(NTU)
Chlorophyll-a
(ppb)
SS
(ppm)
COD
(ppm)
TN
(ppm)
TP
(ppm)
녹조원Raw( ) 15.3 140.492 23.2 5.24 49.39 0.69
키토산(chitosan): 5
ppm
마그 타이트
(Magnetite): 0.1 %
4.24 25.424 43.6 6.88 50.24 0.26
키토산(chitosan):
10 ppm
마그 타이트
(Magnetite): 0.1 %
3.95 22.624 39.2 5.68 50.78 0.29
키토산(chitosan):
15 ppm
마그 타이트
(Magnetite): 0.1 %
3.72 16.072 38.0 6.11 50.37 0.49
키토산(chitosan):
20 ppm
마그 타이트
(Magnetite): 0.1 %
3.43 12.260 32.8 6.30 50.49 0.53
키토산(chitosan):
30 ppm
마그 타이트
(Magnetite): 0.1 %
3.36 4.204 26.4 6.25 50.40 0.48
- 202 -
[그림 74] 키토산 농도에 른 녹조 처리 탁도 분 결과
[그림 75] 키토산 농도에 른 녹조 처리 클 분 결과a
- 203 -
[그림 76] 키토산 농도에 른 녹조 처리 부 질 분 결과
[그림 77] 키토산 농도에 른 녹조 처리 산소요구량 분 결과
- 204 -
[그림 78] 키토산 농도에 른 녹조 처리 질소 분 결과
[그림 79] 키토산 농도에 른 녹조 처리 인 분 결과
- 205 -
결4.
마그 타이트 농도를 농도 일 게 지 면 키토산 농도0.1 %
변 에 른 녹조 거 실험결과를 통해 다 과 같 결 얻었다.
가. 차 도 연속시스 이용 녹조 를 고속처리 해 는2 (floc)
공 는 키토산 농도를 이상 높 농도 지 경우 마그 타이트20 ppm
분말 농도 처리 여도 가능 다 이에 라 우 경0.1 % .
공 있 며 자 에 고 분리 과 에 질 경 염 일, ․
있다고 단 다.
나. 본 연구 자 복합체를 이용 녹조 부 질 고속 거 는 과 에
있어 자 에 고 분리 과 질 경 염 소 해 는 이․
에 추가 연구가 요 것 단 다.
- 206 -
8 연속녹조 거 시스 이용 부 질 녹조 처리에 연구
연구 목1.
지 실험 결과를 탕 처리 용량이 차 녹조 연속처리 시1 ton/hr 2
스 각각 녹조 거 실험조건 변 시 가동함 써 연속시스 에 녹
조 부 질 거 조건 인 고 지실험과 같 동일 사 재,
결과가 나타나는지 인 함이다 지난 연속 시스 에 차 녹. 1
조 거 실험결과 자 분리 조 자 복합체 회 능(magnetic separator)
과 조 부분 보 후 처리 결과를 인pH (pH control)
함이다.
실험장 재료2.
부 질 녹조 고속 거 시스2.1
본 연구를 해 작 부 질 녹조 거를 연속시스 그림 에69
나타냈다 녹조 부 질 고속 거를 연속시스 크게 어장. (control
자 분리 구 어 있 며 이를 작box), , (magnetic separator) ,
도면 그림 에 작 시스 그림 에 나타냈다68 69 .
실험재료2.2
가 조 용. pH
본 연구에 해 부 질 녹조가 포함 처리 는 과 변 에pH
른 특 살펴보 여 지 값에 라 가 작동 고 이에pH Controller ,
라 량펌 에 해 자동 입 도 희 산 칼리 용 조 다.
산 이끼 살조 공 있는 산 를 희 여(Acid) (sulfamic acid)
조 며 칼리는 산 나트륨 를 희 여 사용 다, (NaOH) .
산(1) Acid: 0.5 % (sulfamic acid) solution
(2) Alkali: 0.1 % sodium hydroxide solution
나 자 복합체가 포함 슬러리 조.
에 포함 부 질 녹조를 고속처리 연속시스 내부
에 자 복합체 양 질 량 히 주입시키 여 과30
- 207 -
같이 자 복합체 보 품 양 질이 포함 도용 슬러리 타입( )
조 여 사용 며 사진 량펌 에 해 에 입시 다, 6 .
연속시스 슬러리 조 법30【 】
도용 슬러리(20 kg )
마그 타이트 : 5.625 kg①
② 산(sulfamic acid) solution : 103.047 g/ 1900 ml
참고 녹조 가 일 본 실험에 사용( : pH 7.59
녹조 에 해당 는 양임final pH 6.5 )
키토산 : 18.75 g③
: 2438 ml + 10 kg 12.44 kg④ ⇒
사진 조 슬러리를 연속시스 입시키 량펌6【 】
다 부 질이 포함 녹조.
본 연구원에 양 녹조 원 그림 과 국 연구원 연못 그림( 71) (
를 일 합 여 본 연구에 요 녹조 합 톤 그림 희72) 1 ( 73)
조 여 사용 다, .
실험3.
변 에 른 실험3.1 pH
본 연구에 는 자 복합체 양 를 공 는 키토산이 포함 슬러리 공
량과 부 질이 포함 녹조 입량 일 게 고 연속시스,
에 해 산 칼리가 입 어 지 에 라 자동 조 게controller pH
- 208 -
며 가 변 에 른 처리 효 인 다, pH 5~9 .
가 실험조건.
(1) pH: 5, 6, 7, 8, 9(Variable)
녹조 입량(2) : 500 /hr 8.3 /min(Fix)ℓ ⇒ ℓ
키토산 농도(3) : 10 ppm(Fix)
마그 타이트 함량(4) : 0.3 %(Fix)
나 실험결과.
(1) 찰 결과
실험 결과 녹조 거는 우 나 자 복합체 회 부분에
보 이 요구 었 본 실험에 는 개 자 분리, 2 (magnetic
가 장착 므 녹조 부 질 거 불어 마그 타이트 회separator) ,
이 매우 우 것 보여짐에 라 고 사료 었 며 찰 결과,
범 에 녹조 거 이 가장 우 것 나타냈다(82) pH 5 6 .∼
분 결과(2)
변 에 른 실험 결과를 과 그림 에 나타냈 며 본 실험에pH 31 80 84 ,∼
있어 탁도 클 를 통해 녹조(Turbidity) a(Chlorophyll-a)
거가 우 게 이루어 있 나 에 격 게 락 는 것 볼pH 9
있는 양 를 공 는 용 키토산이 칼리도가 높 용 에 는,
불용 키토산이 출 면 를 띠고 있는 부 질이나 녹조 이
격히 었다고 단 었다.
원 처리 산소요구량 차이(Chemical Oxygen demand; COD)
는 있 나 산소요구량 질소(Chemical Oxygen demand; COD) (Total
인 는 키토산 양 공 질Nitrogen; TN) (Total Phosphorus; TP)
자 복합체에 본 연구 카니즘과 불어 변 에도 것 보여pH
지며 클 값이 높게 나타낸 것 찰 결과, pH 6 a(Chlorophyll-a)
실험실 차 단 다.
- 209 -
[그림 변 에 른 녹조처리 찰80 pH】
[ 변 에 른 녹조 부 질 처리 분 결과31 pH】
분 항목
시료명
Turbidity
(NTU)
Chlorophyll-a
(ppb)
SS
(ppm)
COD
(ppm)
TN
(ppm)
TP
(ppm)
Raw water 1 21.7 251.228 105.2 18.23 28.14 이0.01
pH 5 3.84 15.944 5.6 2.67 27.22 이0.01
pH 6 2.82 35.996 4 2.79 28.75 이0.01
pH 7 5.9 19.448 12.8 2.8 24.13 이0.01
pH 8 7.78 43.616 20.4 3.87 22.8 이0.01
pH 9 12.2 112.244 15.2 3.57 21.95 이0.01
- 210 -
[그림 81] 변 에 른 녹조 처리 탁도 분 결과pH
[그림 82] 변 에 른 녹조 처리 클 분 결과pH a
- 211 -
[그림 83] 변 에 른 녹조 처리 부 질 분 결과pH
[그림 84] 변 에 른 녹조 처리 분 결과pH
- 212 -
3.2 키토산 마그 타이트가 포함 슬러리 공 량에 른 실험
본 연구에 는 부 질이 포함 녹조 입량 일 게 고 연속시스,
에 해 입 를 고 고 자 복합체 양controller pH 6.5~7.0 ,
를 공 는 키토산이 포함 슬러리 공 량 변 에 른 처리 효 인
다.
가 실험조건.
(1) pH: 6.5~7.0 (Fix)
녹조 입량(2) : 500 /hr 8.3 /min (Fix)ℓ ⇒ ℓ
슬러리 공 량 같이 도 슬러리 변 시(3) : 32 (slurry) feeding
며 본 연구를 해 조 슬러리가 내부에 입량에 른 키토산 마,
그 타이트 농도를 에 나타냈다32 .
연속시스 입 는 슬러리량 변 에 른 키토산과32【 】
마그 타이트 농도
도 슬러리 량(slurry) feeding
(g/min)
키토산(chitosan)
(ppm)
마그 타이트
(Magnetite) (%)
44.4 5 0.1566.8 7.5 0.23
88.6 10 0.30110.6 12.5 0.37
132.8 15 0.45
177.2 20 0.60
나 실험결과.
찰 결과(1)
슬러리 함량에 른 녹조 연속 거 찰 결과를 그림 에 나타냈85
며 찰 결과 슬러리 외 상 모든 조건에 녹, (slurry) 44.4 g/min
조 거가 우 게 이루어진 것 있다 이는 종래 실험 결과를 통해 자.
분리 보 이 요 것 단 어 추가(magnetic separator)
나 분리 를 장착 결과 우 마그 타이트 회 를(separator)
보여주고 있다.
- 213 -
[그림 85] 슬러리 입량에 른 녹조처리 찰 결과
분 결과(2)
마그 타이트 분말과 용해 키토산이 포함 슬러리 공 량 변 에 른 실험
결과를 과 그림 에 나타냈 며 본 실험에 있어 종래 실험에 해33 86 89 ,∼
녹조 부 질 거 마그 타이트 거 면에 모 우 것 있다.
슬러리 양이 경우 즉 키토산 용 과132.8 g/min , 15 ppm 0.45 %
마그 타이트 함량이 포함 분 에 녹조 부 질 이 가장 우 ,
이는 본 실험에 는 키토산과 마그 타이트 함량보다 다소 증감 어․
도 우 처리 효 공 있다고 명 있다.
경우 실험과 마찬가지 원 처리 사이 차이는 있 나 본COD
실험 조건에 른 변 는 것 보여진다.
슬러리 입량에 른 녹조처리 분 결과33【 】
분 항목
시료명
Turbidity
(NTU)
Chlorophyll
-a(ppb)
SS
(ppm)
COD
(ppm)
TN
(ppm)
TP
(ppm)Raw water 2 21.3 222.632 105.6 이상20 29.31 0.12
슬러리
입량
(g/min)
44.4 5.5 72.276 20.4 3.9 29.35 이0.0166.8 3.55 79.184 4.8 3.65 28.36 0.01
88.6 3.67 97.036 7.6 2.91 28.27 0.03
110.6 2.55 79.792 4.4 3.44 32.82 이0.01132.8 1.68 17.756 1.2 3.26 32.37 이0.01
177.2 1.36 27.756 2.4 3.06 32.32 이0.01
- 214 -
[그림 86] 슬러리 입량에 른 녹조처리 탁도 분 결과
[그림 87] 슬러리 입량에 른 녹조처리 클 분 결과a
- 215 -
[그림 88] 슬러리 입량에 른 녹조처리 부 질 분 결과
[그림 89] 슬러리 입량에 른 녹조처리 분 결과
- 216 -
녹조 입량에 른 실험3.3
본 연구에 는 연속시스 에 해 입 를 고controller pH 6.5 7.0∼
고 자 복합체 양 를 공 는 키토산이 포함 슬러리 공 량 고,
고 부 질이 포함 녹조 입량 변 에 른 처리 효 인,
다.
가 실험조건.
녹조 입량(1) (Variable)
: 400 /hr(6.7 /min), 500 /hr(8.3 /min), 600 /hr(10.0 /min), 700ℓ ℓ ℓ ℓ ℓ ℓ
/hr(11.7 /min), 800 /hr(13.3 /min), 900 /hr(15 /min), 1000ℓ ℓ ℓ ℓ ℓ ℓ
/hr(16.7 /min), 1100 /hr(18.3 /min), 1200 /hr(20 /min)ℓ ℓ ℓ ℓ ℓ ℓ
(2) pH: 6.5~7.0(Fix)
키토산(3) (chitosan): 10 ppm(Fix)
마그 타이트(4) (Magnetite): 0.3 %(Fix)
연속시스 내부 키토산 마그 타이트 농도를 일 게
지 해 부 질 녹조가 포함 녹조 입량 변 에 라 키토산
마그 타이트가 포함 슬러리 공 량 달리해야 다 라 본 연구 부.
질 녹조가 포함 입 량 변 에 른 슬러리 공 량 에 나타34
냈다.
녹조 입량에 른 슬러리 공 량34【 】
녹조 입량 ( /hr)ℓ도용 슬러리 량(slurry) feeding
(g/min)
400 71.6
500 88.6
600 106.8
700 124.8
800 142.0
900 160.01000 178.2
1100 195.2
1200 213.4
- 217 -
나 실험결과.
(1) 찰 결과
종래 녹조 거는 우 나 명 거를 여 자 복합체 회
부분에 보 이 요구 었 본 실험에 는 추가 자 분리,
를 개 장착 므 녹조 부 질 거 불어 마(magnetic separator) 1
그 타이트 회 이 매우 우 것 인 었 며 본 실험 찰 결,
과를 그림 에 나타냈다90 .
[그림 90] 녹조 입량과 슬러리 공 량에 른 처리 찰 결과
분 결과(2)
본 실험에 해 얻어진 실험결과를 그림35 91∼ 에 나타냈다 실험 결94 .
과 탁도 클 분 결과를 통해 녹조(Turbidity) a(Chlorophyll-a)
거가 우 게 이루어 며 종래 실험에 해 자 분리, (magnetic separator)
를 추가 함에 라 녹조 부 질 뿐만 니라 마그 타이트 거 부
분에 있어 우 거 나타냈다.
- 218 -
녹조 입량과 슬러리 공 량에 른 처리 분 결과35【 】
분 항목
시료명
Turbidity
(NTU)
Chlorophyll
-a(ppb)
SS
(ppm)
COD
(ppm)
TN
(ppm)
TP
(ppm)
Raw water 3 19.5 201.088 114 이상20 11.15 이0.01
녹조
입량
( /hr)ℓ
400 2.91 25.220 7.2 5.93 31.89 이0.01
500 3.76 59.008 6.4 2.95 30.37 이0.01
600 3.23 22.456 8.4 4.83 30.05 이0.01
700 2.85 21.388 4 3.01 35.05 이0.01
800 3.23 17.696 4.4 3.25 32 이0.01
900 3.3 38.836 12.4 3.15 33.34 이0.01
1,000 3.01 13.224 8.8 2.29 29.68 이0.01
1,100 3.42 22.256 16.8 2.29 29.96 이0.01
1,200 2.88 25.604 16.4 2.61 29.92 이0.01
- 219 -
그림 녹조 입량에 른 처리 탁도 분 결과91【 】
그림 녹조 입량에 른 처리 클 분 결과92 a【 】
- 220 -
그림 녹조 입량에 른 처리 부 질 분 결과93【 】
그림 녹조 입량에 른 처리 분 결과94【 】
- 221 -
결4.
실험결과 이상 용량 연속녹조 거시스 이용 여 명 녹조1 ton/hr
를 처리 해 는 자 분리 를 보 그리고(magnetic separator)
벽 거를 해 는 명 조 이 요 다는 결 얻었다 그 결과 추가pH .
개 자 분리 를 장착 여 실험에 용 며2 (magnetic separator) ,
는 후 결과 다 과 같 결 얻었다pH 6.5 .
가. 마그 타이트 키토산 개질 민산과 합 슬러리를 이용 여 녹조를, ( )
거 요 는 향이 가장 큰 것 사료 며 처리factor pH ,
는 약 가 합 것 인 었다pH 6.5 .
나. 자 분리 효과가 우 녹조 마그 타이트(magnetic separator)
거 이 높 에 부 질 녹조를 거 종 인 단계에
욱 효과가 우 자 분리 에 연구가 요 것(magnetic separator)
사료 다.
다. 각각 임 지 조건에 라 를 해 는 조 용pH pH control pH
농도 공 량 조 여야 했 추어 볼 작업 높이 해
는 자동 조 있는 과 벽 마그 타이트 거를
법 고 해야 것 생각 다.
라. 녹조 처리 용량과는 상 없이 모든 범 에 녹조 부 질 거100가
우 것 보 나 입량이 증가 자 분리 (magnetic
처리효 이 상 부족 여 자 복합체 회 이 조함에separator)
라 본 연구에 해 처리 처리 에 해 질 경 염 지 해 는
고효 자 분리 에 연구를 행해야 것이다(magnetic separator) .
- 222 -
처리 어독 실험9
연구 목1.
본 연구는 에 생 녹조나 조 생산 공 에 생 를 띠고 있
는 녹조 부 질에 해 양 를 공 있는 질과 자 복합체를 에
입 경우 녹조 부 질들 양 자 복합체에 착과 동시에
외부 자 가 게 면 고속 고 분리를 있게 다.․
본 연구에 는 자 복합체 분말 사용 고 있 에 실 게 처리 지
고 에 자 복합체가 포함 경우 질 경 염시킬 이 있다, .
라 본 연구에 는 자 복합체가 에 포함 경우 에 어떠 향
끼 있는 가를 인 함이다.
재료2.
가. 족 개: 2
나. 송사리 국 연구원 분원 평가연구소에 분양:
실험3.
가 실험.
족 개 나는 돗 조 나 지 나는 녹조 처리(1) 2 [ : (Control), :
시료(sample)]
개 족 에 돗 채우고 나 지 족 에 마그 타이트(2) 1 , (Magnetite)
키토산 산 첨가 고 진탕0.3 %, 10 ppm, (sulfamic acid) 30 ppm ,
후 자 고 분리 다 를 조pH 7.0․
족 개에 일간 여 를 거(3) 2 3 bubbling hypochlorite
나 실험 법.
분양 송사리를 동일 마리 족 에 각각(1) (15 )
를 장착 고 족 도를(2) Heater 25 o 항 지C
송사리 사료 를 매일 침 에 약 도 공(3) (Model: TetraMin) , 200 mg
주일 이상 송사리 거동 조사(4) 2
- 223 -
본 연구에 어독 실험 그림 에 해 일간 행 다95 14 .
그림 처리 어독 실험결과 일간95 (14 )【 】
참고 독 스트는 일간 행 며 일간 송사리가 죽지 면 독 이 없는1: 4 , 4
것 단 .
참고 송사리에 어독 실험 시 미약 게 여야 며 이는2: bubbling ,
송사리 마리 당 크 작 목 부분 량 흩30 30 cm sputula
주고 이 공 회 는 루에 회, 1 .
참고 도는3: 25 o 를 지 며 실내에 보C ,
- 224 -
다 실험결과.
어독 스트 규 간인 일보다 일 이상 랜 간 일 동 스트4 10 ( 14 )
결과 시료 에 마리도 죽지 며 외부 충격Control (sample) 1 ,
가 매우 민첩 게 행동함 보여주 에 본 연구 자 복합체 산
에 독 없는 것 단 었다(sulfamic acid) .
결4.
본 연구에 사용 고 있는 마그 타이트(Fe3O4 자 복합체를 사용 경우 마그)
타이트 그 첨가 에 질 경 향 지 인 있었다.
- 225 -
차 도 연속시스 에 녹조 거에 연구10 3 시스 계 작포함( , )
연구 목1.
경부 과 차 도 에 는 시간 당 톤 녹조3 (2009. 4. 01 2010. 3. 31) 10∼
를 처리 있는 시스 이용 여 담 에 생 녹조 를 처리 는 과
에 경 염 생량 소 면 녹조 거 경 극
실험조건 보 고자 다.
재료2.
가 자 복합체,
본 연구에 자 복합체를 이용 에 생 녹조 부 질 외부자
부 고속 고 분리를 자 복합체는 주 보 에 구입 검( )․
료인 마그 타이트(Magnetite; Fe3O4 를 이용 다) .
나 양 공 질.
양 질 키토산 분말 산에 용해 여 용 조 후 사용
며 이 사용 키토산 탈 트 가 고 평균분자량이, 80 % , 120,000
키토산 사용 다.
다 시료.
본 연구에 있어 녹조 부 질이 포함 동시에 공 녹조
시스 입 살 차를 동원 여 그림 과 같이 충북 천군 회남면 어부동96
착장 청 상 녹조 를 채취 고 톤 장탱크에10 (2 ton × 5 ea)
장 후 단독 녹조 를 이용 거나 그림 에 나타낸 같이 국 연구, 97
원 그린 우스에 양 녹조 를 일 장탱크에 합 여 사용
다 이 본 연구에 사용 청 상 원 녹조 질 상태를 그림 에 나. 98
타냈다.
양 녹조 는 같이 법에 라 드럼통36 Allen's media 200 L
에 채우고 각각 조 량 여 첨가 후 여 용해시키고 이bubbling ,
- 226 -
를 각각 리15 생 통에 다 남조 일부인 마이크 시스티스
를 고 균일 게 합 후 항 이 지 면 햇 이 조사 는(Microcystis)
경에 일간 양 며 본 실험에 조 사진 그림15 , Microcystis 99
에 나타냈다.
에 른 녹조 지를 시료 함량36 Allen's media【 】
Chemicals Stock Sol'n (g/200 )ℓ
NaNO3 300
K2HPO4 7.8
MgSO4 15
Na2CO3 4.2
CaCl2 5.4
Na2SiO3 상( ) 35
Ferric Citrate 1.2
Citric acid H․ 2O 1.2EDTA 0.2
H3BO3 1.144MnCl2 4H․ 2O 0.724
ZnSO4 7H․ 2O 0.0888
Na2MoO4 2H․ 2O 0.1564CuSO4 5H․ 2O 0.0316
Co(NO3)2 6H․ 2O 0.0197
그림 충북 천군 회남면 어부동 착장 청 상 녹조 를 채취96【 】
- 227 -
그림 법에 라 조 녹조원97 Allen's media【 】
그림 청 상 원 녹조 질 상태98【 】
그림 99【 조 사진Microcystis
- 228 -
라 녹조 거 연속시스.
본 연구를 해 작 녹조 부 질 고속 거를 연속시스 크게
어장 자 분리 구 도(control box), , (magnetic separator)
작 었다 작 시스 그림 에 나타냈 며 이를 작 도면. 100 ,
그림 에 나타냈다102 103 .∼
녹조 부 질 고속 거를 연속시스 어장 는(control box)
원 공 차단시키는 택 값 인 있는ON/OFF switch pH
택 에 라 내 를 조 있도 산pH indicator pH pH (acid)
칼리 용 공 있도 량펌 를 조 있도 구 어(alkali)
있고 마그 타이트 양 를 공 면개질 산이 합 슬, , ․
러리 녹조 부 질이 포함 균일 게 합 여 단부
에 를 다bubbler .
는 마그 타이트 면개질 산이 합 슬러리가 공 는, ․
슬러리 입구 지 에 라 산 칼리 가 공 는 조 용 입, pH pH
구 펌 에 해 녹조원 를 공 는 량계가 부착 원 입구 슬러리, ,
조 용 균일 합 개 극pH bubbler 2 pH (pH electrode)
구 도 작 었 며 차 도 연구 간에 사용했 는 체, 1, 2
녹조 부 질 처리용량이 이 인 여 구Horizontal type
면 차 도 경우 처리용량이 큰 이 인 여 면개질 산이, 3 ․
합 슬러리 에 입 는 녹조 시간 게 조 여
직 작 다(Vertical type) .
에 입 입 마그 타이트 면개질 산이 합 슬, ․
러리는 직 조건에 이 고 본 연구(Vertical type) ,
자 분말 이용 차법 자 에 고 분리 카니즘 여 그림·
자 분리 구 어 있다101 (magnetic separator) .
각각 조건에 실험 후 내부에 있는 처리 를 출시킬 질
경 보 여 듐 자 이 장착 트랩 경 여 처리 에 포함
마그 타이트 분말 거 여 출시키도 작 다.
후미에는 자 분말에 착 녹조 부 질 면 거
여 자 분리 를 경 도 구 도 작 었다(magnetic separator) .
- 229 -
그림 녹조연속 거 시스 사진100 (1)【 】
그림 녹조연속 거 시스 사진101 (2)【 】
- 230 -
본 연구 자 분리 는 에 면 향 회(magnetic separator)
가능 도 체인 연결 축 스 킷과 축 부 체인감속모2 ,
동 공 면 어에 연결 체인이 구동 과 동시에 자 공 있도
어 트 체인 상부 동일 상에 마그 틱 내부(Attachment) (Chain)
일 열 히 구자 이상 장착시키고 어 트85 % , (Attachment)
체인 상부 동일 상에 이 구자 장착 지 자(Chain) 15 %
공 없도 여 퍼 이 커버 면에 부착 자 분말이 체인감속모
구동축 상부 지 에 자 에 해 면 자 분말 낙 시킬 있
도 고 시킬 있는 마그 틱 과 마그 틱 에 내(Magnetic block) ,
부에 장착 구자 자 에 해 자 분말이 구자 면 보
름커버 장 간 구동에 체인 늘어남 보 장,
조 장 체인가이드 를 포함 도 구 어 있다(Chain guide) .
실험3.
변 에 른 실험3.1 pH
실험조건3.1.1
차 도 연구결과 본 연구 차법 자 복합체에 고속 거1 2∼
법에 있어 변 에 른 녹조 고속 거 이 다르게 나타남 인 있pH
었 에 녹조가 다량 생 경우 가 칼리 변 함에 라 본 연구. pH
카니즘에 해 담 에 생 녹조 거 에 변 작용 가능 이 높 다.
이에 라 변 에 른 녹조 거 인 여 래 조건pH
본 실험 행 며 입 슬러리 조 법 에 나타내었다, 37 .
가. 산pH: 6.0, 7.0, 8.0, 9.0, 10.0[by diluted NaOH (sulfamic acid)
solution]
나. 녹조 입량 고: 2.5 ton/hr=41.7 L/min( )
다. 키토산 농도 고: 5 ppm( )
라. 마그 타이트 농도 고(Magnetite) : 0.1 %( )
슬러리 공 량 고(slurry) : 889.8 g/min※ ⇒
- 231 -
그림 녹조연속 거시스 체 계도102【 】
- 232 -
그림 녹조연속 거시스 자 분리 계도103【 】
- 233 -
녹조연속 거시스 슬러리 공 량37【 】
실험결과3.1.2
가. 찰결과
변 에 른 녹조 처리 찰 결과를 래 그림 에 나타냈다pH 104 .
그림 녹조 변 에 른 처리 찰 결과104 pH【 】
종weight
( 72 kg )
조 슬러리
889.8 g/min
공 시 농도
고
마그 타이트 3375.6 g 0.1 % 는 에pH system main
조 (by diluted NaOH
산and (sulfamic
acid))
키토산 16.872 g 5 ppm
민산33.744 g /
3600 ml-
64.68 kg -
- 234 -
나 분 결과.
변 에 른 녹조 처리 분 결과를 과 그림 에 나타냈다pH 38 105 .
녹조 변 에 른 처리 분 결과38 pH【 】
조건 sampleChlorophyll-a
(ppb)
SS
(ppm)
COD
(ppm)
TN
(ppm)
TP
(ppm)
탁도
(NTU)
변pH
Raw 128 66.80.6
이3.76
0.01
이8.98
pH 6.0 6.04 8.640.6
이
1.0
이
0.01
이2.02
pH 7.0 3.89 6.820.6
이
1.0
이
0.01
이2.10
pH 8.0 13.4 10.40.6
이
1.0
이
0.01
이3.88
pH 9.0 23.4 23.40.6
이1.89
0.01
이4.42
pH 10.0 82.8 42.40.6
이2.14
0.01
이6.57
그림 녹조 변 에 른 처리 분 결과105 pH【 】
- 235 -
변 에 른 실험결과 가 역에 부 질 녹조 거pH pH 6~7.5
이 매우 우 함 나타내고 있 며 일 탁도를 롯 여 부 양 원소인,
질소 인 경우에도 부 질 녹조 거 과 함 나타내고 있다, .
마그 타이트 함량 변 에 른 실험 고농도3.2 (Magnetite) ( )
실험조건3.2.1
자 복합체 함량이 높 본 연구 카니즘에 해 녹조 부 질
거 이 높게 나타났다.
이에 라 본 연구에 는 마그 타이트 사용량 소 고 녹조,
부 질 거 이 높 실험조건 인 여 래 조건 본 실험
행 며 본 연구에 입 슬러리 조 법 에 나타냈다, 39 44 .∼
가. 마그 타이트 농도(Magnetite) : 0.05, 0.075, 0.10, 0.25, 0.50, 0.75 %
나. 녹조 입량 고: 2.5 ton/hr( )
다. 키토산 농도 고: 5 ppm( )
라. 고pH: 6.5( )
슬러리 공 량 고(slurry) : 889.8 g/min※ ⇒
마그 타이트 농도가 용 슬러리39 0.05 %【 】
종weight
( 15 kg )
조 슬러리 889.8
공 시 농도g/min고
마그 타이트 35.175 g 0.05 %
키토산 3.515 g 5 ppm민산 7.03 g / 750 ml -
13.475 kg
- 236 -
마그 타이트 농도가 용 슬러리40 0.075 %【 】
마그 타이트 농도가 용 슬러리41 0.10 %【 】
마그 타이트 농도가 용 슬러리42 0.25 %【 】
마그 타이트 농도가 용 슬러리43 0.50 %【 】
종weight
( 15 kg )
조 슬러리889.8
공 시 농도g/min고
마그 타이트 527.25 g 0.075 %키토산 3.515 g 5 ppm
민산 7.03 g / 750 ml -
13.457 kg
종weight
( 15 kg )
조 슬러리 889.8
공 시 농도g/min고
마그 타이트 703.25 g 0.1 %키토산 3.515 g 5 ppm
민산 7.03 g / 750 ml -13.457 kg
종weight
( 15 kg )
조 슬러리 889.8
공 시 농도g/min고
마그 타이트 1757.5 g 0.25 %키토산 3.515 g 5 ppm
민산 7.03 g / 750 ml -13.475 kg
종weight
( 15 kg )
조 슬러리
공 시889.8 g/min
농도
고
마그 타이트 3.515 kg 0.50 %키토산 3.515 g 5 ppm
민산 7.03 g / 750 ml -13.475 kg
- 237 -
마그 타이트 농도가 용 슬러리44 0.75 %【 】
실험결과3.2.2
가 찰결과.
마그 타이트 함량변 에 른 녹조 처리 찰 결과를 그림 에106
나타냈다.
그림 마그 타이트 농도 변 에 른 찰결과106【 】
종weight
( 15 kg )
조 슬러리 889.8
공 시g/min
농도
고
마그 타이트 5.2725 kg 0.75 %키토산 3.515 g 5 ppm
민산 7.03 g / 750 ml -
13.475 kg
- 238 -
나 분 결과.
변 에 른 녹조 처리 분 결과를 에 나타냈다pH 45 .
마그 타이트 농도 변 에 른 녹조처리 분 결과45【 】
조건 sampleChlorophyll-a
(ppb)
SS
(ppm)
COD
(ppm)
TN
(ppm)
TP
(ppm)
탁도
(NTU)
마그
타이트
함량변
고농도( )
Raw 126 62.80.6
이4.67
0.01
이10.4
Mag. 0.05% 14.8 12.40.6
이3.22
0.01
이3.34
Mag.
0.075%8.62 10.4
0.6
이2.84
0.01
이2.46
Mag. 0.10% 4.86 8.820.6
이1.87
0.01
이1.88
Mag. 0.25% 2.95 4.080.6
이
1.0
이
0.01
이1.90
Mag. 0.5% 1.89 4.220.6
이
1.0
이
0.01
이2.02
Mag. 0.75% 0.88 3.860.6
이
1.0
이
0.01
이1.83
마그 타이트 함량이 높 부 질 녹조 거 이 높게 나타났 며,
탁도 경우에도 이 사 경향 나타났다 본 실험에 이 마그. 0.1 %
- 239 -
타이트가 포함 라도 녹조 부 질 거 이 높 경향 나타남에 라
경 경 염 이 여 소 자 복합체를 사용 여 실험
요가 있다고 단 다.
마그 타이트 함량 변 에 른 실험 농도3.3 (Magnetite) ( )
실험조건3.3.1
본 연구 카니즘에 면 자 복합체 함량이 높 녹조 부 질
거 이 높게 나타났다 그러나 녹조 부 질 거 여 자 복합.
체 함량 높일 경우 마그 타이트가 고가이 에 경 이 떨어질 뿐만
니라 처리과 에 마그 타이트 실 이 높 에 라 질 경
시킬 있다.
이에 라 본 연구에 는 마그 타이트 사용량 소 고 녹조,
부 질 거 이 높 실험조건 인 여 청 상 어부동에 채
취 녹조 연구원에 양 녹조 를 합 희 후 래 조건,
본 실험 행 며 추가 녹조 부 질이 포함 녹조 에 양,
를 띠고 있는 자 복합체 후 폴리 크릴 마이드 고분자 양 질
농도 공 경우 고효 녹조 부 질 거 가능1.0 ppm
인 며 본 연구에 입 농도 슬러리 조 법 에 나타냈, 46 51∼
다.
가. 마그 타이트 농도(Magnetite) : 0.005, 0.01, 0.02, 0.025, 0.05, 0.10 %
나. 녹조 입량 고: 2.5 ton/hr( )
다. 키토산 농도 고: 5 ppm( )
라. 고pH: 6.5( )
슬러리 공 량 고(slurry) : 889.8 g/min※ ⇒
- 240 -
마그 타이트 농도가 용 슬러리46 0.005 %【 】
마그 타이트 농도가 용 슬러리47 0.01 %【 】
마그 타이트 농도가 용 슬러리48 0.020 %【 】
종weight
( 15 kg )
조 슬러리889.8
공 시g/min
농도
고
마그 타이트 70.32 g 0.01 %
키토산 3.515 g 5 ppm
민산 -
3.515 g
종weight
( 15 kg )
조 슬러리 889.8
공 시g/min
농도
고
마그 타이트 140.6 g 0.02 %키토산 3.515 g 5 ppm
민산 -
- 241 -
마그 타이트 농도가 용 슬러리49 0.025 %【 】
마그 타이트 농도가 용 슬러리50 0.050 %【 】
마그 타이트 농도가 용 슬러리51 0.10 %【 】
종weight
( 15 kg )
조 슬러리 889.8
공 시g/min
농도
고
마그 타이트 175.7 g 0.025 %키토산 3.515 g 5 ppm
민산 -
종weight
( 15 kg )
조 슬러리 889.8
공 시g/min
농도
고
마그 타이트 351.2 g 0.050 %
키토산 3.515 g 5 ppm
민산 -
3.515 g
- 242 -
실험결과3.3.2
가 찰결과.
마그 타이트 함량변 에 른 녹조 처리 찰 결과를 그림 에107
나타냈다.
그림 마그 타이트 농도 변 에 른 녹조처리 찰결과107【 】
나 분 결과.
마그 타이트 함량변 에 른 녹조 처리 분 결과를 과 그림52
에 나타냈다108~109 .
- 243 -
마그 타이트 농도 변 에 른 녹조처리 분 결과52【 】
조건 sampleChlorophyll-a
(ppb)
SS
(ppm)
COD
(ppm)
TN
(ppm)
TP
(ppm)
탁도
(NTU)
마그
타이트
함량변
Raw 148 84 0.94 4.09 0.48 21
Mag.
0.005 %
6.98 12
0.82 3.38이0.01
4.48
1.44 2.42
Mag.
0.01 %
6.44 8.44
0.78 2.27이0.01
4.03
1.02 1.25
Mag.
0.02 %
5.82 5.89
이0.6 2.04이0.01
3.18
0.40 0.85
Mag.
0.025 %
4.44 3.82
이0.6 1.86이0.01
3.23
0.32 0.56
Mag.
0.05 %
4.08 3.92
이0.61.0
이
이0.012.45
0.12 0.44
Mag.
0.1 %
3.97 4.28
이0.61.0
이
이0.012.26
0.082 0.29
상 굵 체는 자 복합체 후 폴리 크릴 마이드 고분자 양52＊
질 공 여 녹조 에 농도 지 후 고 분리 질농도임1.0 ppm .․
- 244 -
그림 마그 타이트 농도 변 에 른 녹조처리 분 결과108【 】
그림 마그 타이트 농도별 고분자양 질 첨가에 른 녹조처리109【 】
분 결과
- 245 -
그림 에 나타낸 같이 가 역 히 맟춰질 경우108 pH
이 마그 타이트가 포함 라도 녹조 부 질 거 이 높게0.005 %
나타남 인 있었 며 특히 그림 에 나타낸 같이, 109
가 역 고 추가 녹조 부 질이 포함 녹조 에pH
양 를 띠고 있는 자 복합체 후 폴리 크릴 마이드 고분자 양
질 농도 공 경우 찰 분 결과 매우 높 거1.0 ppm
인 있었다.
양 질 종 에 른 실험3.4
실험조건3.4.1
지 지 본 연구에 는 양 를 공 는 질 키토산 이용 키토산.
경우 경 인 질 질 경에 를 일 키지 나 가격이 고가이
며 본 연구에 사용 여 산 용해해야 다는 단 이 있 며 양, ,․
를 공 는 능 이 다른 양 질보다 낮게 나타남.
이에 라 본 연구에 는 키토산 양 질과 처리 약품 양 를
공 있는 양 질 이용 여 에 생 녹조 부 질 거 가
능 인 며 본 연구에 입 슬러리 조 법 에 나, , 53 56∼
타냈다.
가. 양 질 키토산 농도고: , Alum, Ferric, PAC( : as Cation) 5 ppm※ ⇒
나. 녹조 입량 고: 2.5 ton/hr( ) (0.63 ton/15min)
다. 고pH: 6.5
라. 마그 타이트 농도 고(Magnetite) : 0.1 %( )
슬러리 공 량 고(slurry) : 889.8 g/min ( 13346.6 g/15min )※ ⇒
슬러리 조 법 다량 슬러리를 조 후 양 질 종(slurry) :※
개 만큼 분취 다 양 질 첨가 여 조
- 246 -
키토산 양 질이 포함 슬러리 조 법53 (slurry)【 】
양 질이 포함 슬러리 조 법54 Alum (slurry)【 】
양 질이 포함 슬러리 조 법55 PAC (slurry)【 】
종weight
( 6 kg )
조 슬러리 889.8
공 시g/min
농도
고
마그 타이트 281.3 g 0.1 %
양 질 키토산1.406 g- 5 ppm민산 28.12 g/300 ml -
5.39 kg -
종weight
( 6 kg )
조 슬러리 889.8
공 시g/min
농도
고
마그 타이트 281.3 g 0.1 %
양 질 1.406 g - Alum 5 ppm as Al민산 28.12 g/300 ml -
5.39 kg -
종weight
( 6 kg )
조 슬러리 889.8
공 시g/min
농도
고
마그 타이트 281.3 g 0.1 %시 용 는PAC
Al 10 %
산 값임
양 질14.06 g -
PAC5 ppm as Al
민산 28.12 g/300 ml -
5.39 kg -
- 247 -
양 질이 포함 슬러리 조 법56 Ferric sulfate (slurry)【 】
실험결과3.4.2
가 찰결과.
키토산 롯 시 용 양 질 종 에 른 녹조 처리
찰 결과를 그림 에 나타냈다110 .
그림 양 질 종 에 른 녹조처리 찰 결과110【 】
종weight
( 6 kg )
조 슬러리 889.8
공 시g/min
농도
고
마그 타이트 281.3 g 0.1 %
FeSO47H․ 2O양 질
7.467 g -
Ferric sulfate5 ppm as Fe
민산 28.12 g/300 ml -
5.39 kg -
- 248 -
나 분 결과.
양 질 종 에 른 녹조 처리 분 결과를 그림57 111∼
에 나타냈다112 .
양 질 종 에 른 녹조처리 분 결과57【 】
조건 sampleChlorophyll-a
(ppb)
SS
(ppm)
COD
(ppm)
TN
(ppm)
TP
(ppm)
탁도
(NTU)
양
질
종
Raw 126 96.80.6
이3.42
0.01
이8.47
키토산(chito
san)
4.4 12.8
0.6
이1.88
0.01
이2.97
1.7 6.42
Alum
1.28 6.23
0.6
이
1.0
이
0.01
이1.04
0.44 1.52
PAC
2.88 8.44
0.6
이
1.0
이
0.01
이0.88
0.52 0.98
Ferric
sulfate
14 16.8
0.6
이2.97
0.01
이5.26
6.6 10.4
상 굵 체는 자 복합체 후 폴리 크릴 마이드 고분자 양57＊
질 농도 공 후 고 분리 질농도임1.0 ppm .․
- 249 -
그림 양 질 종 에 른 녹조처리 분 결과111【 】
그림 양 질 종 변 고분자 집체 첨가에 른 녹조처리112【 】
분 결과
- 250 -
그림 에 나타낸 같이 양 질 종 에 른 실험결과 에111
포함 부 질 녹조 거 Fe3+
키토산(chitosan) Alum PAC〈 〈 〈
나타났 특히 녹조 부 질이 포함 녹조 에 양 를 띠고 있는 자.
복합체 후 폴리 크릴 마이드 고분자 양 질 농도1.0 ppm
추가 공 여 공 경우 그림 에 나타낸 같이 고효112
녹조 부 질 거 가능 인 다.
녹조 입량 변 에 른 실험3.5
실험조건3.5.1
차 도 연구 간에는 시간당 톤 처리 능 가진 녹조 거시스3 10
이 요 다 처리 능 이 톤인 녹조 거 시스 작 경우 펌. 10
를 롯 여 모든 가 에 라 연구 산 롯 실내공간 이동
가 불가능 나 이러 고 여 차 도 연구 간에는 시간당, 3
톤 처리 용량 녹조 거 시스 작 다 지만 조건에 실험10 .
톤 시간 행 다5 / .
본 연구 차법 자 분말에 녹조 부 질 고속 거 법
량 에 라 거 이 달라질 있다 라 본 연구에 는 추후 상용 를.
용량 처리 가능 인 며 본 연구에 입 슬러,
리는 과 같이 량 후 슬러리 장용 조 고 녹조 입량에58 ,
른 슬러리 양 달리 여 공 다 슬러리 공 량 에 나타냈다. 59 .
가. 녹조 입량 고: 0.75, 1.0, 2.5, 5.0 10 ton/hr( )
나. 양 질 키토산 고: 5 ppm( )
다. 고pH: 6.5
라. 마그 타이트 농도 고(Magnetite) : 0.1 %( )
- 251 -
슬러리 조에 첨가 는 함량58【 】
종weight
( 42 kg )고
마그 타이트 984.55 g 다량 슬러리를 조 약( 40 kg)※
후 키토산 농도 개 만큼 분취
다 용해 키토산 농도에 맞게
첨가 여 각각 조
키토산 4.921 g민산 2.8128.12 g/150 ml
37.73 kg
녹조 입량에 른 슬러리 공 량59【 】
실험결과3.5.2
가 찰결과.
녹조 입량에 른 처리 찰 결과를 그림 에 나타냈다113 .
그림 녹조 입량에 른 녹조처리 찰 결과113【 】
- 252 -
나 분 결과.
녹조 입량에 른 처리 분 결과를 그림 에 나타냈다60 114 .
녹조 입량에 른 녹조처리 분 결과60【 】
조건 sampleChlorophyll-a
(ppb)
SS
(ppm)
COD
(ppm)
TN
(ppm)
TP
(ppm)
탁도
(NTU)
녹조
입량
변
Raw 122 32.80.6
이
1.0
이
0.01
이9.87
0.75 ton/hr 2.42 2.100.6
이
1.0
이
0.01
이1.84
1 ton/hr 3.34 2.850.6
이
1.0
이
0.01
이1.92
2.5 ton/hr 2.98 3.440.6
이
1.0
이
0.01
이3.01
5.0 ton/hr 4.52 4.020.6
이
1.0
이
0.01
이3.97
10.0 ton/hr 4.49 4.000.6
이
1.0
이
0.01
이3.98
그림 녹조 입량에 른 녹조처리 분 결과114【 】
- 253 -
결4.
각각 실험조건에 른 연구결과 다 과 같 결 얻었다.
가. 본 연구 카니즘 이용 여 에 포함 녹조 부 질 고속
거 여 가 가장 요 역 는 것 인 었 며 처리pH ,
과 는 역이 가장 효과 인 것 인 었다pH 6.0~7.5 .
나. 녹조 처리과 를 역이 조 경우 자 복합체 함량이pH 6.0~7.5
이 낮 농도 포함 거나 녹조 입량이 증가 여도 녹조0.005 %
부 질 거 가능 이 매우 높 짐 인 있었다.
다. 본 연구 카니즘에 이용 양 질 키토산이외에 처리에 사용 는
양 질 사용이 가능함에 라 녹조 처리에 처리 용 감소시킬
있 인 며 녹조 부 질 처리효 과 경 경 고,
경우 키토산 나타났다Ferric (chitosan) Alum PAC .〈 〈 〈
라. 녹조 부 질이 포함 녹조 에 양 를 띠고 있는 자 복합체
후 폴리 크릴 마이드 고분자 양 질 농도 추가1.0 ppm
공 경우 녹조 부 질 처리효 이 향상 이 인 에 라 이에
시스 보 이 요 것 단 다.
마. 경 이 요구 면 경 인 녹조 거 시스 구 해 는 본
연구 카니즘에 해 자 복합체 명 거를 자 분리
연구가 욱 요 것 단 다(magnetic separator) .
- 254 -
보 자 분리 연속시스 에 녹조 거11 (magnetic separator) (1)
연구 목1.
에 생 녹조를 면 고속 거 여 경 극복 면
경 염 소 고효 녹조 거를 여러 변 를 동원 여 작 연속
시스 이용 여 실험 행 일 게 자 분리, (magnetic separator)
개 이 요 것 단 었다.
라 본 실험에 는 시간 가능 게magnetic powder
여 출부 에 여러 개 스크 타입 자 분리 를(magnetic separator)
종열 장착시키고 후 마그 타이트 고 분리 효 인 고자 함이, ․
다.
재료2.
가 자 복합체,
본 연구에 자 복합체를 이용 에 생 녹조 부 질 외부자
부 고속 고 분리를 자 복합체는 주 보 에 구입 검( )․
료인 마그 타이트 마그 타이트( (Magnetite); Fe3O4 를 이용 다) .
나 양 공 질.
양 질 키토산 분말 산에 용해 여 용 조 후 사용
며 이 사용 키토산 탈 트 가 고 평균분자량이, 80 % , 120,000
키토산 사용 다.
다 시료.
본 연구에 있어 녹조 부 질이 포함 동시에 공 녹조
시스 입 살 차를 동원 여 충북 천군 회남면 어부동 착장 청
상 녹조 를 채취 고 톤 장탱크에 장 후 단독 녹10 (2 ton×5 ea)
조 를 이용 거나 국 연구원 그린 우스에 양 녹조 를 일,
장탱크에 합 여 사용 다.
- 255 -
양 녹조 는 시료 과 동일 게 법에10 (sample) Allen's media
라 드럼통에 채우고 각각 조 량 여 첨가 후200 L
여 용해시키고 이를 각각 리 생 통에 다 남조 일부인bubbling , 15
마이크 시스티스 를 고 균일 게 합 후 항 이 지 면 햇(Microcystis)
이 조사 는 경에 일간 양 며 본 실험에 조15 , Microcystis
그림 에 나타냈다99 .
라 녹조 거 연속시스.
본 실험 여 사용 녹조 거 연속시스 용량 직 (Vertical
시스 녹조 부 질 고속 거를 연속시스 사용type)
며 녹조 거연속시스 과 동일 장 를 사용 다, 10 .
본 연구 자 분리 는 그림 에 나타낸(magnetic separator) 115 117∼
같이 직경이 께 원통 스크타입 일 크300 mm, 15 mm ,
듐 자 이 삽입 있도 스크 좌 우에 라스틱에 이 여 있도 구,
어 있 며 각각 에 듐 자 삽입 후 듐 자 보 고, ,
스크 내부에 삽입 구자 에 해 스크 면에 붙 마그 타이트 분말 효
과 분리 도 좌 우 스크 양쪽에 같 크 속 가이드, sheet
가 붙여있는 원 타입 자 분리 개를(guide) (magnetic separator)y wheel 4
조 다.
조 원 타입 자 분리 개는 자(magnetic separator)y wheel 4 U ( )
출 용량조 탱크에 종열 상태 삽입 고 후 마그 타이트가 포함 녹,
조 를 자 출구를 통과 게 도 여 출 원 타입 자 분U ( )
리 과 시간 게 며 원 타입 자(magnetic separator)y wheel ,
분리 내부에 공 는 자 에 해(magnetic separator)y wheel wheel
면에 붙 마그 타이트 분말 쉽게 거 고 분말 회 높이 여,
베어링 우징에 연결 자분회 칼날 양쪽 면에 장착시 다 개wheel . 4
원 타입 자 분리 동일 축상 동 에 해 회(magnetic separator)wheel
있도 체인 연결 도 며 상 자분 회 칼날에 해 분리,
마그 타이트 분말 모 동 장 에 해 구동 는 체인에 해 회 있
는 자 분리 그림 를 작 다(magnetic separator)( 117) .
- 256 -
그림 115【 ] 보 녹조연속 거시스 체 계도
- 257 -
그림 보 녹조연속 거시스 자 분리 계도116【 】
- 258 -
그림 보 녹조연속 거시스 자 분리 사진117【 】
실험3.
마그 타이트 함량에 른 실험3.1
실험조건3.1.1
각각 조건에 라 실험 행 여 담 에 생 톤 이상 많8
녹조 가 요 다 그러나 본 실험이 동 에 행해야 다는 이 인 여.
양 녹조 가 어 있 에 라 양 녹조 양 소 면 실험
차를 이 여 고농도 양 녹조 가 요 고 지 지 본 연구,
카니즘에 해 에 포함 녹조를 면 고속 거 여 많 연구를
행 결과 녹조를 거 다른 향 인자를 외 고 자 분리,
에 마그 타이트 고 분리가 명 고 마그 타이(magnetic separator) ,․
트 소량 사용 면 녹조 거 이 높 조건 인 요가 있
었다.
라 본 연구에 는 마그 타이트 고 분리 상 에 언 작․
자 분리 를 이용 고 마그 타이트 함량변 에 른 녹(magnetic separator) ,
조 거 질변 에 특 살펴보 다.
본 연구에 는 법에 해 조 슬러리를 직61 63 (Vertical∼
- 259 -
내부 실험조건에 라 입 는 녹조 함께 입 후type)
말단에 어 있는 자 분리 에 고 분리를(magnetic separator) ․
며 녹조시스 후 조에 폴리 크릴 마이드 고분자 양 질,
이 농도가 지 도 공 후 질 변 를 살펴보 다1.0 ppm .
실험조건- -
가. 마그 타이트 농도 변(Magnetite) ( ): 0.005, 0.05, 0.10 %
나. 녹조 입량 고: 2.5 ton/hr( )
다. 키토산 농도 고: 5 ppm( )
라. 고pH: 6.5( )
슬러리 공 량 고(slurry) : 889.8 g/min※ ⇒
마그 타이트 농도가 용 슬러리61 0.005 %【 】
마그 타이트 농도가 용 슬러리62 0.05%【 】
종weight
( 15 kg )
조 슬러리889.8
공 시 농도g/min고
마그 타이트 351.75 g 0.05 %
키토산 3.515 g 5 ppm민산 7.03 g / 750 ml -
13.457 kg
종weight
( 15 kg )
조 슬러리 889.8
공 시 농도g/min고
마그 타이트 35.175 g 0.005 %키토산 3.515 g 5 ppm
민산 7.03 g/750 ml -13.457 kg
- 260 -
마그 타이트 농도가 용 슬러리63 0.10 %【 】
실험결과3.1.2
가 찰결과.
마그 타이트 함량변 에 른 녹조 부 질에 른 처리 찰 결
과를 래 그림 에 나타냈 며 고분자 질인 폴리 크릴 마이드 농도가118 ,
인 처리 를 그림 에 나타냈다1 ppm 119 .
그림 마그 타이트 농도변 에 른 녹조처리 찰 결과118【 】
- 261 -
그림 마그 타이트 농도변 고분자양 질첨가에 른 찰119【 】
결과
나 분 결과.
마그 타이트 가 포함 슬러리 첨가 부가 폴리 크릴 마(Magnetite)
이드 고분자 양 질 첨가 조건에 른 녹조 부 질에 처리
분 결과를 그림 에 나타냈다64 120 121 .∼
마그 타이트 함량이 높 부 질 녹조 거 이 높게 나타났 며,
탁도 경우에도 이 사 경향 나타났다 마그 타이트 함량이. 0.005
농도 공 경우에도 고농도 마그 타이트를 공 경우 같이%
사 결과를 나타남에 라 본 실험보다 낮 마그 타이트 농도에 실험에
도 충분히 녹조 부 질에 거 있 것 같다고 단(floc)
다 폴리 크릴 마이드 고분자 양 질 공 경우는 후.
양상이 욱 크게 나타남에 라 종래 법에 고분자양 질 공(floc)
추가 경우 마그 타이트 양 소 면 녹조 거 극
있어 경 공 면 경 염 일 있는 녹조 거 이라 단 다.
- 262 -
마그 타이트 농도변 고분자양 질 첨가에 른 녹조처리64【 】
분 결과
조건 sampleChlorophyll
-a(ppb)
SS
(ppm)
COD
(ppm)
TN
(ppm)
TP
(ppm)
탁도
(NTU)
마그
타이트
함량
농도( )
변
Raw 194 32.80.6
이39.57 0.16 7.16
Mag.
0.005
%
조
슬러리8.94 1.63
0.6
이49.10 0.38 1.57
조
슬러리 고+
분자양
질
4.69 1.240.6
이47.05 0.34 0.88
Mag.
0.05
%
조
슬러리7.25 1.46
0.6
이47.17 0.41 1.42
조
슬러리 고+
분자양
질
4.02 1.090.6
이47.23 0.40 1.00
Mag.
0.10
%
조
슬러리5.42 0.44
0.6
이43.90 0.25 1.30
조
슬러리 고+
분자양
질
1.18 0.490.6
이44.07 0.24 0.49
- 263 -
그림 마그 타이트 농도변 에 른 녹조처리 분 결과120【 】
그림 마그 타이트 농도변 고분자양 질 첨가에 른121【 】
녹조처리 분 결과
- 264 -
결4.
녹조 처리과 를 역 조 경우 자 복합체 함pH 6.5 7.5∼
량이 이 농도 공 여도 녹조 부 질 거 가능0.005 %
이 매우 높 인 있었 며 폴리 크릴 마이드 고분자 양 질,
농도 첨가 경우 처리 효 이 향상 있었다 이에 라1.0ppm .
녹조 부 질 처리과 에 자 복합체 폴리 크릴 마이드 장
토 좀 시스탬 구상 는 것이 람직 다고 단 다.
차 도 차 실험에 경 과 경 인 녹조 거 시스 이용3 1
자 복합체를 거 이 떨어 를 보 새 운 모Magnetic separator
델 이번 차 연구에 실험해본 결과 자 복합체 거 이 상승 있2
었다.
- 265 -
보 자 분리 연속시스 이용 녹조 거12 (magnetic separator) (2)
연구 목1.
본 연구 카니즘에 해 녹조 를 처리 는 과 체 마그 타이
트 함량이 증가 에 포함 부 질 녹조 거 이 높
다 라 지 지 녹조 거 실험에 있어 실험업 결과 효.
여 체 마그 타이트 함량이 높 농도 조건에 실험 행
다 마그 타이 함량이 높 경우 처리에 요 경 이 떨어질 뿐만 니라.
녹조 처리 후 명 고 분리가 지 경우 질 염 공 있다.․
이에 라 본 연구에 는 경 질 경 염 고 여 마그 타이트
함량 소 면 녹조 를 처리 있는 조건 립 고자 함과
본 연구 카니즘에 차에 실험 경 인 고자 함에 있다.
재료2.
가 자 복합체.
본 연구에 자 복합체를 이용 에 생 녹조 부 질 외부자
부 고속 고 분리를 자 복합체는 주 보 에 구입 검( )․
료인 마그 타이트 마그 타이트( (Magnetite); Fe3O4 를 이용 다) .
나 양 공 질.
양 질 키토산 분말 산에 용해 여 용 조 후 사용
며 이 사용 키토산 탈 트 가 고 평균분자량이, 80 % , 120,000
키토산 사용 다.
다 시료.
본 연구에 있어 녹조 부 질이 포함 동시에 공 녹조
시스 입 살 차를 동원 여 충북 천군 회남면 어부동 착장 청
상 녹조 를 채취 고 톤 장탱크에 장 후 단독 녹10 (2 ton×5 ea)
조 를 이용 거나 국 연구원 그린 우스에 양 녹조 를 일,
- 266 -
장탱크에 합 여 사용 다.
양 녹조 는 시료 과 동일 게 법에10 (sample) Allen's media
라 드럼통에 채우고 각각 조 량 여 첨가 후200 L
여 용해시키고 이를 각각 리 생 통에 다 남조 일부인bubbling , 15
마이크 시스티스 를 고 균일 게 합 후 항 이 지 면 햇(Microcystis)
이 조사 는 경에 일간 양 며 본 실험에 조15 , Microcystis
그림 에 나타냈다99 .
라 녹조 거 연속시스.
본 실험 여 사용 녹조 거 연속시스 용량 직 (Vertical
시스 녹조 부 질 고속 거를 연속시스 사용type)
며 녹조 거연속시스 과 동일 장 를 사용 다, 10 .
본 연구 차법에 해 처리 녹조들 자 분리 (magnetic separator)
에 해 면 고속 고 분리가 며 본 실험에 사용 자 분리, (magnetic
는 과 동일 고 분리 를 사용 며 그림 에 나타냈다separator) 11 , 122 .
- 267 -
실험3.
마그 타이트 함량 변 에 른 실험3.1
실험조건3.1.1
각각 실험조건에 라 행 여 담 에 생 톤 이상 많 녹8
조 가 요 다 그러나 본 실험이 동 에 행해야 다는 이 인 여 양.
녹조 가 어 있 에 라 양 녹조 양 소 면 실험
차를 이 여 고농도 양 녹조 가 요 고 지 지 본 연구 카,
니즘에 해 에 포함 녹조를 면 고속 거 여 많 연구를
행 결과 녹조를 거 다른 향 인자를 외 고 자 분리,
에 마그 타이트 고 분리가 명 며 마그 타이(magnetic separator) ,․
트 소량 사용 면 녹조 거 이 높 조건 인 요가 있
었다.
라 본 연구에 는 마그 타이트 고 분리 차 실험 보 원2․
통 스크 타입 자 분리 를 이용 고 마그 타이트(magnetic separator) ,
함량변 에 른 녹조 거 질변 에 특 살펴보 다.
본 연구에 는 과 같 법에 해 조 슬러리를 직65 70∼
내부에 실험조건에 라 입 는 녹조 함께 입(Vertical type)
후 말단에 어 있는 그림 자 분리 에122 (magnetic separator)
고 분리를 며 녹조시스 후 조에 폴리 크릴 마이드,․
고분자 양 질이 농도가 지 도 공 후 질 변 를1.0 ppm
살펴보 다.
가. 마그 타이트 농도 변(Magnetite) ( ) : 0, 0.0005, 0.001, 0.0025, 0.005,
0.075 %
나. 녹조 입량 고: 2.0 ton/hr( )
다. 키토산 농도 고: 5 ppm( )
라. pH : 6.5~7.5
슬러리 공 량 고(slurry) : 889.8 g/min※ ⇒
- 268 -
마그 타이트 농도가 용 슬러리65 0 %【 】
종weight
(15 kg )
조 슬러리 889.8
공 시 농도g/min고
마그 타이트 0 g 0 %키토산 3.515 g 5 ppm
민산 7.03 g/ 750 ml 1 %13.475 kg
마그 타이트 농도가 용 슬러리66 0.0005 %【 】
종weight
(15 kg )
조 슬러리 889.8
공 시 농도g/min고
마그 타이트 3.517 g 0.0005 %키토산 3.515 g 5 ppm
민산 7.03 g/ 750 ml 1 %13.475 kg
마그 타이트 농도가 용 슬러리67 0.001 %【 】
종weight
(15 kg )
조 슬러리 889.8
공 시 농도g/min고
마그 타이트 7.032g 0.001 %키토산 3.515 g 5 ppm
민산 7.03 g/ 750 ml 1 %13.475 kg
- 269 -
마그 타이트 농도가 용 슬러리68 0.0025 %【 】
종weight
(15 kg )
조 슬러리 889.8
공 시 농도g/min고
마그 타이트 17.57 g 0.0025 %키토산 3.515 g 5 ppm
민산 7.03 g/ 750 ml 1 %13.475 kg
마그 타이트 농도가 용 슬러리69 0.005 %【 】
마그 타이트 농도가 용 슬러리70 0.075 %【 】
종weight
(15 kg )
조 슬러리889.8 g/min
공 시 농도고
마그 타이트 35.17 g 0.005 %
키토산 3.515 g 5 ppm민산 7.03 g/750 ml 1 %
13.475 kg
종weight
(15 kg )
조 슬러리 889.8
공 시 농도g/min고
마그 타이트 527.3 g 0.075 %
키토산 3.515 g 5 ppm민산 7.03 g/750 ml 1 %
13.475 kg
- 270 -
실험결과3.1.2
가 찰결과.
마그 타이트 함량변 에 른 녹조 부 질에 른 처리 찰 결
과를 래 그림 에 나타냈 며 고분자 질인 폴리 크릴 마이드 농도가123 , 1
인 처리 를 그림 에 나타냈다ppm 124 .
그림 마그 타이트 농도 변 에 른 녹조처리 찰 결과123【 】
그림124【 】마그 타이트 농도 변 고분자양 질 첨가에 른녹조처리 찰 결과
- 271 -
나 분 결과.
마그 타이트 가 포함 슬러리를 첨가 것과 부가 폴리 크(Magnetite)
릴 마이드 고분자 양 질 농도가 도 첨가 질1.0 ppm
조건에 른 녹조 부 질에 처리 분 결과를 그림71 125∼
에 나타냈다126 .
71【 】마그 타이트 농도변 고분자양 질 첨가에 른 녹조처리
분 결과
조 건 sampleChlorophyll
-a(ppb)
SS
(ppm)
COD
(ppm)
TN
(ppm)
TP
(ppm)
탁도
(NTU)
마그
타이트
함량
농도( )
변
Raw 198 36.80.6
이50 1.12 7.60
Mag.
0%
- 96.5 34.70.6
이50 1.15 5.07
Only PAA 94.4 25.40.6
이50 1.12 1.37
Mag.
0.0005%
Only Mag. 33.6 19.40.6
이50 1.15 5.43
Mag.+PAA 28.4 16.80.6
이50 1.08 3.70
Mag.
0.001
%
Only Mag. 14.8 18.70.6
이50 1.13 4.36
Mag.+PAA 9.89 11.40.6
이50 1.09 2.35
Mag.
0.0025%
Only Mag. 12.4 4.420.6
이50 1.22 0.69
Mag.+PAA 9.69 1.980.6
이50 1.23 0.63
Mag.
0.005%
Only Mag. 8.44 1.590.6
이50 1.13 0.78
Mag.+PAA 5.36 1.020.6
이50 1.16 0.35
Mag.
0.075%
Only Mag. 7.42 1.390.6
이50 1.15 0.65
Mag.+PAA 3.96 0.990.6
이50 1.17 0.55
- 272 -
본 실험 분 결과에 면 일 녹조 마그 타이트 함량이 증가
에 포함 부 질 거 이 높게 나타났 며 탁도 경우도 사,
경향 나타냈다.
마그 타이트 함량이 농도를 지 에 포함0.0005%(5.0 ppm)
클 부 질 탁도 거 가능 인 나 경 효-a, , ,
작업 고 마그 타이트 함량이 이상 농도를0.0010%(10 ppm)
지 여야 만 녹조 효 인 처리가 것 상 었 며 폴리, 크릴 마
이드 고분자양 질 부가 공 녹조 에 포함 녹조
부 질들 양상이 욱 향상 어 부 질 거 효 이 극 인(floc)
다.
그림 125【 】마그 타이트 농도변 에 른 녹조처리 분 결과
- 273 -
마그 타이트 농도변 고분자양 질 첨가에 른
녹조처리 분 결과
차 실험3.2 (Zeta potential)
실험조건3.2.1
본 연구 카니즘 용 여 녹조 에 자 복합체 양 를 공
는 질이 공 어야 다 본 연구는 를 공 고 있는 부 질 녹.
조를 자 복합체 양 질 공 여 공 후 외부 자 부
고속 고 분리를 게 다.․
이에 라 에 포함 어 를 띠고 있는 녹조 부 질이 본 카니
즘에 해 거 는 과 차 변 를 살펴보 여 양 녹조 ,
양 녹조 자 복합체인 마그 타이트 분말이 공 합 양 녹조,
자 복합체인 마그 타이트 분말 양 질이 공 합 이 를pH
조 처리 에 각각 시료에 변 는 차를 사7.0 Photal
에 해 인 다Model No. ELS-Z .
- 274 -
실험결과3.2.2
각각 시료에 차를 분 결과를 에 나타냈다 에 생72 .
녹조는 를 띠고 있 인 있었 며 본 카니즘 행 여,
자 복합체를 공 경우 욱 를 공 고 있 인 있었다.
를 띠고 있는 에 양 를 공 는 질 첨가 면 를 띠고 특히
지 다소 약 양 를 띠고 있 인 다 이에 라 경 이.
요구 면 녹조 부 질 거 해 는 차값이 에 가 운0
조건 립해야 것 단 다.
시료에 른 차 분 결과
시료(sample) nameZeta Potential
(mV)고
녹조 -29.69
녹조 +
마그 타이트(Magnetite)-38.22
녹조 +
마그 타이트(Magnetite) + PAC
(10ppm)
16.89
녹조 +
마그 타이트(Magnetite) + PAC
조(10ppm) + pH7
7.24
녹조 +
마그 타이트(Magnetite) + PAC
조(10ppm) + pH7 +
Polyacrylamide(1.0ppm)
-14.30
- 275 -
결4.
녹조 처리과 경 차 염이 없는 처리 조건 립2
여 자 복합체인 마그 타이트 함량에 른 본 실험에 있어 양 질 키토,
산 이용 경우 마그 타이트 농도가 소 이상이 어야0.0010 %(10 ppm)
효 에 포함 녹조 부 질 거 있 인 며 고분,
자 양 질인 크릴 마이드 함량이 이 농도 지 녹조1.0 ppm
처리효 이 욱 극 있 인 다.
- 276 -
보 자 분리 연속시스 이용 녹조13 (magnetic separator)
분리( )
연구 목1.
본 연구 카니즘에 해 거 녹조를 재 용 과
조 를 작 에 여 고 가능 생 도를 찰해 써 녹,
조를 이용 재 용 가능 인 함이다.
재료2.
가 고 분리 녹조. ․
본 연구에 실험 조건에 라 실험 후 시스 종 후미에 장착 마그
틱 퍼 이 에 해 분리 녹조를 이용 다.
나 조.
단독(1)
그림 과 같이 리 용 에 고127 20 ․ 분리 녹조를 공 고 그곳에 과 종,
균 약 입 고 약 일간 실시 후 종균체 처리 녹조40g , 4 bubbling
돗 를 합 여 시료를 조 다14L 9L 23L .
그림 고127【 】 ․ 분리 녹조를 이용 여 조 시료
- 277 -
료염이 첨가 조(2)
상 단독 조 용 에 첨가량에 여 료염 첨가 여 료73
염이 첨가 시료 를 조 다23L .
양 조 시에 소요 는 료염 종 양73【 】
료염 종 소요량 톤(g/ ) 소요량 리(g/ ) 소요량 리(g/23 )
다량원소
질산칼슘(Ca(NO3)24H2O) 944 0.944 21.71
질산칼륨(KNO3) 505 0.505 11.61
질산 모늄(NH4NO3) 80 0.080 1.84
황산마그 슘(MgSO47H․ 2O) 492 0.492 11.32
인산칼륨1 (KH2PO4) 136 0.136 3.13
미량원소
킬 이트철(Fe EDTA) 15~25 0.015~0.025 0.34~0.57
붕산(H3BO3) 2~3 0.002~0.003 0.046~0.069
황산망간(MnSO4 4H․ 2O) 2~3 0.002~0.003 0.046~0.069
황산 연(CuSO47H․ 2O) 0.22 0.00022 0.0051
황산동(CuSO45H․ 2O) 0.05 0.00005 0.0012
몰리 덴산나트륨(Na2MoO42H․ 2O) 0.02 0.00002 0.0046
단독 용 료염 조(3)
돗 에 첨가량에 여 료염 첨가 여 단독 용 료23L 72
염 시료를 조 다.
다 실험 작.
실험에 사용 작 본원 연구동에 그린 우스에 실험용5
종 고추 토마토 써 종 후 약 일이 경과 작 들 사용 며 실20 ,
험용 고추 작 이 부족 계 개 고추 작 종 후 약 일이 경과3 25
작 사용 다.
개 작 들 원 구분 여 과 같이 임 부여24 74 Label
다.
- 278 -
실험용 작 들 법74 Labeling【 】
여 시료명 작 명 식 번
시료B : (Blank)
C : Only
료염D : +
료염E : Only
고추P :
토마토T :
번 식1 : 1
번 식2 : 2
번 식3 : 3
를 여 번 작 고추) C-P-3 : Only 2 .
실험3.
실험 법3.1
분 개당 개 실험용 고추 토마토를 심어 고추 분 개 토마토 분1 3 4 , 4
개 개 분 고 고추 분 개 토마토 분 개를 여8 , 1 1 1 SET
개 를 다4 SET .
상 조 실험용 시료 료염 료염 시료(Only , + , Only )
개 시료를 각각 고추 토마토 에 루 작 당(Blank)( ) 4 1 SET 300ml(
여 고 주 회 장 이를 과 신 도를 찰 다50ml) , 1 .
실험결과3.1.2
가. 찰결과
조 를 포함 료들 사진 그림 에 나타냈 며 를 작 에128 ,
여 고 시간 경과에 른 작 장속도를 그림 에 나타냈다, 129~135 .
실험용 시료(1)
- 279 -
그림 조 각각 시료128【 】
실험용 고추 토마토(2) Setting
그림 고추 토마토129【 】
- 280 -
여 후 주 경과(3) 1
그림 여 후 주 경과130 1【 】
여 후 주 경과(4) 2
그림 여 후 주 경과131 2【 】
- 281 -
여 후 주 경과(5) 3
그림 여 후 주 경과132 3【 】
여 후 주 경과(6) 4
그림 여 후 주 경과133 4【 】
- 282 -
여 후 주 경과(7) 5
그림 여 후 주 경과134 5【 】
여 후 주 경과(8) 6
그림 여 후 주 경과135 6【 】
- 283 -
나. 작 장 이
조 를 각각 작 에 여 고 시간 경과에 른 작 장속도를,
이 결과를 과 그림 에 나타냈다75~81 136~143 .
고추 작(1)
여 후 경과시간에 른 고추 작 장 이75【 】
Label여 후 경과시간에 른 장 이(cm)
주0 주1 주2 주3 주4 주5 주6
시료
(Blank)
B-P-1 3.8 6.3 9.1 13.1 18.5 21 24
B-P-2 4.1 5 7.6 9.9 12 13.5 14.5
B-P-3 6.7 9 12.1 14.1 17.6 19.6 21.5
Only
C-P-1 3 5.4 8 11.5 17 20.5 24.5
C-P-2 4 6 8.2 12 17.5 20 23.5
C-P-3 6.7 9 13.3 18.3 25 30 36.5
료염+
D-P-1 4.3 6.5 9 13.1 18.5 23 29
D-P-2 3.3 6 8.5 12 17 21 28.5
D-P-3 5 7.2 11 15.4 20.6 23.5 28
료염Only
E-P-1 3.6 6 8 11.5 17 21 29
E-P-2 4.1 6.8 8.6 12 17 21.5 27.5
E-P-3 5.3 8 11.5 16 24 30.5 42.5
그림 시간경과에 른 고추작 장 이 변136【 】
- 284 -
여 후 약 주 지는 장 이가 슷 나 주부 는 작 들간2 3
장 이들이 조 차이를 보이 시작했 며 주부 는 시료 만, 4 (Blank)( )
여 고추작 장이 조 단독 료염이 첨가 단독 용, ,
료염 여 고추작 보다 장 이가 쳐지 시작 여 주 주에는5 6
장 이가 차이를 많이 보 다 과 경우 다른 작 보다 상. E-P-3 C-P-3
빨리 장 는 것 인 있 며 경우 다른 작 보다 상, B-P-2
느리게 장 는 것 인 있었다.
토마토 작(2)
여 후 경과시간에 른 토마토 작 장 이76【 】
Label여 후 경과시간에 른 장 이(cm)
주0 주1 주2 주3 주4 주5 주6
시료
(Blank)
B-T-1 4.1 7 10 12.3 17 21 25.5B-T-2 4.6 8 10.5 13 16.5 19.8 23
B-T-3 3.2 6 9.5 12.5 16.5 19 23
Only
C-T-1 4.8 7 13 18 25 30 38
C-T-2 4.8 7.3 12.8 18.5 26 32 39.5C-T-3 4.5 7 12.2 18 28 32 37
료염+
D-T-1 4 7.2 12 22 29.5 38 52.5
D-T-2 3 6.1 11.3 18 27 35.5 50.5D-T-3 5 7.5 12.3 19 27 36 44
료염OnlyE-T-1 4.4 7.5 11.1 15.2 21 27 40.5E-T-2 4.5 8 11.6 17 23.5 30 48.5
E-T-3 4.7 7.4 11 18 24 31 48.5
- 285 -
그림 시간경과에 른 토마토작 장 이 변137【 】
여 후 주 지는 장 이가 슷 나 주부 시료2 , 3 (Blank)
만 여 토마토 작 보다 조 단독 료염이 첨가 단독( ) , ,
용 료염 여 토마토 작 이 빨리 장 며 주 주간 그 차이, 4 ~6
가 많이 벌어진 것 인 있었다 료염이 첨가 여 토마토 작.
이 체 가장 많이 장 며 단독 용 료염 여 토마토,
작 단독 조 를 여 토마토 작 그 장속도가 컸다, .
주 주간 단독 를 여 토마토 작 장속도가 격히 늘어난 것5 ~6
인 있다.
- 286 -
장 속도2.4.3
가. 고추
고추 주간 장 속도77【 】
그림 고추작 주간 장속도138【 】
고추 작 주간 장속도는 처 주에는 모든 작 들이 슷했 며 주부1 2
작 들 장속도가 조 차이를 보이 시작 여 주 주 사이에 시료3 ~6
만 여 작 들 그 장속도가 이상 커지지 고 슷 거나(Blank)( )
Label주간 장 속도(cm/week)
주0 주1 주2 주3 주4 주5 주6
시료
(Blank)
B-P-1 - 2.5 2.8 4 5.4 2.5 3B-P-2 - 0.9 2.6 2.3 2.1 1.5 1
B-P-3 - 2.3 3.1 2 3.5 2 1.9
Only
C-P-1 - 2.4 2.6 3.5 5.5 3.5 4
C-P-2 - 2 2.2 3.8 5.5 2.5 3.5
C-P-3 - 2.3 4.3 5 6.7 5 6.5
료염+
D-P-1 - 2.2 2.5 4.1 5.4 4.5 6
D-P-2 - 2.7 2.5 3.5 5 4 7.5D-P-3 - 2.2 3.8 4.4 5.2 2.9 4.5
료염OnlyE-P-1 - 2.4 2 3.5 5.5 4 8E-P-2 - 2.7 1.8 3.4 5 4.5 6
E-P-3 - 2.7 3.5 4.5 8 6.5 12
- 287 -
조 느 진 면 단독 료염이 첨가 단독 용 료염, , ,
여 작 시료 만 여 작 에 해 장속도가 빨랐다(Blank)( ) .
주 주 사이 장속도가 다소 주춤 는 경향 보이 나 주에 다시4 ~5 6
장속도가 증가했다 를 여 작 주차에 상당히 많이 자란. Only 6
것 인 있었 며 장속도가 상 좋 면, E-P-3 C-P-3 ,
가 일 조 장속도를 보 다B-P-2 .
나. 토마토
토마토 주간 장 속도78【 】
그림 토마토 작 주간 장속도139【 】
Label주간 장 속도(cm/week)
주0 주1 주2 주3 주4 주5 주6
시료
(Blank)
B-T-1 - 2.9 3 2.3 4.7 4 4.5
B-T-2 - 3.4 2.5 2.5 3.5 3.3 3.2B-T-3 - 2.8 3.5 3 4 2.5 4
OnlyC-T-1 - 2.2 6 5 7 5 8C-T-2 - 2.5 5.5 5.7 7.5 6 7.5
C-T-3 - 2.5 5.2 5.8 10 4 5
료염+
D-T-1 - 3.2 4.8 10 7.5 8.5 14.5
D-T-2 - 3.1 5.2 6.7 9 8.5 15
D-T-3 - 2.5 4.8 6.7 8 9 8
료염Only
E-T-1 - 3.1 3.6 4.1 5.8 6 13.5
E-T-2 - 3.5 3.6 5.4 6.5 6.5 18.5E-T-3 - 2.7 3.6 7 6 7 17.5
- 288 -
처 주에는 슷 장속도를 보 나 주차부 장속도 차이를 보이1 2
시작 다 주차에는 단독 료염이 첨가 를 여 작 이 상. 2
많이 장 고 주차에는 단독 용 료염 여 작 도 많이, 3
장 시작 다 주차 주차에는 시료 만 여 작 보다. 4 5 (Blank)( )
장속도가 많이 차이나 시작 여 주차에는 를 여 작 이 장속6 Only
도가 주춤 면 단독 료염이 첨가 를 여 작 상당히,
많 장속도를 보 다 료염이 첨가 를 여 작 이 체 장.
속도가 빨랐 며 단독 를 여 작 꾸 장 를 보이 나,
주차부 그 장 가 주춤 고 단독 용 료염 여 작 주차5 , 3
이후부 꾸 히 장 를 이어가다 주차에 갑자 격히 장 다6 .
작 장2.4.4
가. 고추
고추 장79【 】
Label장 (%)
주0 주1 주2 주3 주4 주5 주6
시료
(Blank)
B-P-1 - 66 139 245 387 453 532
B-P-2 - 22 85 141 193 229 254B-P-3 - 34 80 110 163 192 221
OnlyC-P-1 - 80 167 283 467 583 717C-P-2 - 50 105 200 338 400 488
C-P-3 - 34 98 173 273 348 445
료염+
D-P-1 - 51 109 205 330 435 574
D-P-2 - 82 158 264 415 536 764
D-P-3 - 44 120 208 312 370 460
료염Only
E-P-1 - 67 122 219 372 483 706
E-P-2 - 66 110 193 315 424 571E-P-3 - 51 117 202 353 475 702
- 289 -
그림 고추 작 장140【 】
주차 장 이를 고추작 장 이다 체 시료0 .
만 여 작 보다 우 장 보 다 단독 를 여 작(Blank)( ) .
이 장 이 가장 우 며 다 료염이 첨가 단독 용,
료염 시료 그 장 이 우 다, (Blank) .
나. 토마토
토마토 장80【 】
Label장 (%)
주0 주1 주2 주3 주4 주5 주6
시료
(Blank)
B-T-1 - 71 144 200 315 412 522B-T-2 - 74 128 183 259 330 400
B-T-3 - 88 197 291 416 494 619
Only
C-T-1 - 46 171 275 421 525 692
C-T-2 - 52 167 285 442 567 723
C-T-3 - 56 171 300 522 611 722
료염+
D-T-1 - 80 200 450 638 850 1212
D-T-2 - 103 277 500 800 1083 1583D-T-3 - 50 146 280 440 620 780
료염Only
E-T-1 - 70 152 245 377 514 820
E-T-2 - 78 158 278 422 567 978E-T-3 - 57 134 283 411 560 932
- 290 -
그림 토마토 작 장141【 】
주차 장 이를 토마토 작 장 이다 체0 . +
료염 여 작 이 월등히 우 장 보 며 다 료염Only ,
시료 장 이 우 했다Only , (Blank) .
다. 주차 시료 작 들 증식6 (Blank)
시료 종 증식81 (Blank)【 】
입 시료고추 토마토
Lable 증식 (%) Label 증식 (%)
OnlyC-P-1 22.5 C-T-1 59.7C-P-2 17.5 C-T-2 66
C-P-3 82.5 C-T-3 55.5
료염+
D-P-1 45 D-T-1 120
D-P-2 42.5 D-T-2 112
D-P-3 40 D-T-3 84.9
료염Only
E-P-1 45 E-T-1 70.2
E-P-2 37.5 E-T-2 104E-P-3 112 E-T-3 104
주차 시료 평균 작 이 고추 토마토6 (Blank) : (20cm), (23.8cm)
- 291 -
그림 고추 작 종 장 이 증식142【 】
그림 토마토 작 종 장 이 증식143【 】
주차 시료 만 여 고추 토마토 작 평균 장 이6 (Blank)( )
단독 료염이 첨가 단독 용 료염 여 고추 토마, ,
토 작 들 주차 장 이 증식 다 증식 체 토마토6 .
가 고추보다 우 다 고추 작 경우 단독 료염이 포함 단. , ,
- 292 -
독 용 료염 여 작 들 모 슷 증식 보 나 료염이 첨
가 단독 용 료염 여 작 이 단독 를 여 작 보다,
다소 우 증식 보 다 토마토 작 경우 료염이 첨가 를 여.
작 이 상 일 우 증식 보 며 다 단독 용 료
염 단독 를 여 작 증식 이 우 다, .
결4.
본 연구에 해 거 녹조를 이용 실험결과 고추 토마토 작
모 시료 만 여 작 들과 여 우 장속도 장(Blank)( )
증식 보 며 체 토마토 작 이 고추 작 보다 상 우,
다.
단독 를 여 작 이 료염이 첨가 단독 용 료염,
여 작 과 여 다소 조 증식 보이 나 시료, (Blank)
만 여 작 들과 여 증식 이 게는 에 많게는 이상 지( ) 17% 80%
우 다 이는 녹조가 써 가능 이 크다고 단 어진다. .
- 293 -
나 연구개 결과 요약.
주 연구 인 국 연구원 본 과 를 행 에 포함 녹조
부 질 면 고속 거 데이 를 보 있다.
참여 업인 경워 주 에 는 본 연구 자 복합체를 이용 시스 연구( )
시 과 공간 토 카니즘 이용 상용 에 역 었 며,
탁연구 인 울산산업진 크노 크에 는 경 있는 시스 조 상용
를 여 요소 과 불어 많 보를 공 다.
이에 라 본 과 과 주 연구 탁연구 참여 업과 상 연,
구 에 해 얻어진 결과는 다 과 같다.
자 복합체 조(1)
가 사용 자 복합체 질 경 경 고 마그 타이트( ) (Fe3O4 가)
가장 합함 있었 며 열합 법 조 마그 타이트 분말시료,
를 회 분 를 통해 분 결과 단일상 마그 타이트가 합 것X-
인 었다.
나 조 마그 타이트는 크 범주에 조가 가능 며 입( ) 50 ~ 300 nm ,
자 상 열처리 도에 라 구 사각 그리고 각 상이 나타,
날 있다.
다 조 마그 타이트는 자 장 에 포 는 것 나타났( ) 16.5 kOe
고 잔 자 는 이며 보자 이었다, 14.2 emu/g 200.9 Oe .
라 마그 타이트 조과 분산 를 첨가 지 단 공침법 합 경우( )
시간 이상 시키게 면 에 산 가 어 검 색 침 이 갈색1
변 게 었 며(Fe2O3) , TMAOH(tetra methyl ammonium hydroxide)
를 침 사용했 경우 고 를 회 과 에 어 움이 많 도
용 상에 매우 게 분산 인 있었다.
마 공침법 합 마그 타이트를 사용 여 녹조 거실험 행 결과 종래( ) ,
장품용 검 료 시 고 있는 마그 타이트를 이용 녹조 거실험에
소 마그 타이트를 사용 면 본 연구에 공침법 조50~800 ppm ,
마그 타이트를 이용 실험에 는 농도 도 녹조 거가 우10 ppm
게 이루어진 것 인 있었다.
- 294 -
마그 타이트 조과 분산 를 첨가 지 마그 타이트 분산 를 첨( )
가 여 조 마그 타이트를 이용 여 녹조 거 실험 결과 모 슷 녹조
거 보 다 라 분산 를 첨가 여 마그 타이트를 조 는 것보다 분.
산 를 첨가 지 고 단 공침법 마그 타이트를 조 여 사용 는 것이
공 에 있어 효 일 것 단 다.
자 복합체 질 경(2)
에 포함 녹조 부 질 면 고속 거 시키 여 마(algae)
그 타이트 복합체가 사용 다 처리공 미량 마그 타이트가 에 출.
이 있 에 라 본 연구에 사용 는 마그 타이트가 에 출 경우
질 경에 미 는 향 살펴보 여 본 연구 녹조 부 질 거,
공 동일 게 후 외부 자 부 고 분리 처리 를 이용․
여 어독 실험 다.
어독 스트 규 간인 일보다 일 이상 랜 간 일 동 스트4 10 ( 14 )
결과 마그 타이트가 포함 지 원 는 본 연구에 녹(Control)
조 부 질 처리 처리 에 마리도 죽지 며 외부 충격1 ,
족 에 가 매우 민첩 게 행동함 보여주었다.
이에 라 본 연구에 사용 자 복합체 마그 타이트 분말 첨가 인
산 에 독 없는 것 단 에 라(sulfamic acid) 본 연구에 마
그 타이트(Fe3O4 자 복합체를 사용 경우 마그 타이트 그 첨가 에)
질 경 향 지 인 있었다.
녹조 부 질를 거 조건(3)
에 포함 녹조 부 질 면 고속 거시키 여 다(algae)
과 같 결과를 얻었다.
가 를 띠고 있는 부 질 녹조를 면 고속 거 여 양( )
를 공 는 질 첨가해야 람직 며 이를 해 는 철염, (Ferric salts)
루미늄 양 질 는 키토산 천연고분자나 크(Aluminum salts)
릴 마이드 고분자 양 질이 자 복합체 면에 면개질 거나 마그
타이트가 포함 슬러리 상태 동시 존재해야 가능 여 슬러리 상태 존재,
- 295 -
는 것도 거 효 이 우 다 질 종 에 다소 다를 있지만 체,
녹조 부 질이 포함 질에 양 를 공 는 질이 0.5~25
농도 포함 는 것이 다ppm .
나 부 질 녹조를 면 고속 거 시키 여러 가지 조건( )
소이 농도 가 가장 요 역 는 것 인 었 며 처리 과(pH) ,
는 역이 가장 효과 인 것 인 었다pH 6.0~7.5 .
다 부 질 녹조가 포함 처리 여 체 마그 타이트( )
함량이 높 부 질 녹조 거 이 높 며 이 큰 부 질보,
다는 이 낮 녹조인 경우 마그 타이트 함량이 게 포함 어도 거 가
능 이 높 다.
다 녹조 부 질이 포함 녹조 에 양 를 띠고 있는 자 복합체( )
후 폴리 크릴 마이드 고분자 양 질 추가 공 경우 녹조
부 질 처리효 이 욱 향상 이 인 었다.
라( ) 녹조 처리과 경 차 염이 없는 처리 조건 립2
여 양 질 천연고분자인 키토산 이용 는 경우 가장 람직 며,
마그 타이트 농도가 소 이상이 어야 효0.0010 %(10 ppm)
에 포함 녹조 부 질 거 있 인 며 고분자 양,
질인 크릴 마이드 함량이 이 농도 지 녹조 처리1.0 ppm
효 이 욱 극 있 인 다.
마 본 연구 종목 인 이상 녹조 거 조건 립 녹( ) 95 %
조 거 시스 계 운 공리에 마쳤다.
녹조 부 질를 거 시스(4)
본 연구에 해 에 공 자 복합체를 면 고 분리 여 고․
자 공 있는 자 이 요 다 있다 고자 공 여.
자 는 듐 자 이 요 나 구자 자 인 경우 게가 상당히,
겁고 작 용이 매우 고가라는 단 이라는 이 있 며 조건에 라, ,
거 이 조 있다 라 자 복합체 명 분리 경 그리고. ,
량생산 등 고 해 는 자 분리 역 이 매(magnetic separator)
우 요 것 사료 다.
- 296 -
녹조(5)
본 연구 카니즘에 해 거 녹조를 재 용 여 녹조가
포함 용 에 종균 를 첨가 고 에 해 녹조 를 효시킨 후 종bubbling
고추 토마토를 상 작 일 량 공 고 시간에 른 작 장속도,
품질 인 결과 작 종 에 라 다소 다르지만 범 장17~80%
품질이 향상 었다.
- 297 -
다 연도별 연구개 목 달 도.
구분 연구개 목 달 도(%)
차 도1
(2007)
고효 녹조 부 거 자 복합체 조 개/ 100
사용 자 복합체 회 이상: 80 % 100
차 도2
(2008)
녹조 부 거 이상 자 나노복합체 조/ 95% 100
실 장 시스 에 용 조건
도출 여 경 평가 보
처리량 톤( : 1 /hr)
100
차 도3
(2009)
효 인 공 시스 연구 (scale-up)
처리량 톤( : 10 /hr)100
실 규모 용 자 나노 복합체에 개질( )
녹조 부 거 규격/100
녹조 거 이상: 95% 100
- 298 -
라 연도별 연구 과 논 특허 등. ( )․
구분 명칭 출원 등 번/ 출원 등 일/
특허차법에 조 부 질,
양염 를 면 고속 거 는 법2008-0026571 2008. 3. 21
특허부 질 고속처리용
분말입자 이 조 법0821692 2008. 4. 4
특허차법에 조 양염
연속 거장 법0878350 2009. 1. 6
특허 자 분말 연속 거 시스 2009-0106582 2009. 11. 5
특허차법에 조 고속 거 생 지
법2010-0003218 2010. 1. 13
특허 조 거장 2010-0025332 2010. 3. 22
특허 조 거장 PCT 월2010. 5
특허 녹조분리 - 월2010. 4
시스 녹조 거 시스 작 료 톤 시간(10 / )
구분 목자
지명 Vol.(No.)주 자
신자
공동자
논
자 복합체를 이용 황토 에
포함 부 질 거에
연구
이 희장태
동규
경
공 회지
Vol.30.
No.7
구분 목 회 장소 연도/
회
나노복합체를 이용 부 거에
연구경공 회
강원
(2007)
회
자 복합체를 이용 황토 에 포함
부 질 거에 연구경공 회
울산
(2008)
회
연속시스 에 녹조 부
고속 거에 연구경공 회
창원
(2009)
- 299 -
마 분야 여도.
계경 가 진 가 경 요 깨닫고 부분 국가에 는 경,
염 질 해 질에 해를 소 여 많 연구 노
고 있다 일 진국에 는 미생 이용 생 고도처리 법 이.
용 여 용 질소 인 거 거나 생식 이용 여 경 해,
질 부 양 원소를 거 여 출 고 있다 이에 라 진국에 는 경.
인 법과 근본 인 해원소를 거 에 부 양 원소인 질소나 인에
녹조 생 이 다소 낮다 그러나 생 녹조는 국내 사 법에.
해 구리염이나 산 이용 착 후 침강시키고 있다 이 같이 외국.
경우도 면 녹조를 거 는 법이 직 개 어 있지 며 이사슬에,
속 축 침강에 차 염원이 생 다는 이 가능2
산 사용 억 고 있다 재 지 진국에 녹조 거를 해 연구.
개 요약 면 다 과 같다.
【 】
국 가 처 리 법
미 국
차염소산소다 같 살균약품 이용 녹조 사멸 항균 부재를,
이용 녹조 번식 지
불포 지 산과 루미늄 규산나트륨 카 린 합 이용,
녹조 착 침강 법
럽
철강산업 폐 인 슬래그를 이용 녹조 생억
산 마그 슘 탄산칼슘 토 합 과 합 사용 는 녹조,
착 계 장 를 이용 녹조 분리
일 본천 이용 녹조 거 산 인 라믹 이용 착,
황산동 속 이용 녹조 사멸
국내 연구 업에 도 녹조를 거 해 래 같 분야에
해 많 연구를 해 고 있다 지만 재 개 어 있는 법들 많.
가지고 있었 면 본 연구를 통 여 차 염이 없는 신 개 가능 이 고2
해 다고 있다 라 본 연구에 개 양 자 복합체를.
이용 여 에 염 녹조를 면 연속시스 이용 여 고효 거시
- 300 -
키 여 이에 는 합 양인자를 조 고 녹조 부 면, ,
거 경 인 연속시스 개 는 것 계 는 직
보 지 신 이므 체 어 있는 분야에 큰 이 것
단 다 이 많 에 개 책 용 가능 이 매우 높.
다.
【 83】 재 개 어 있는 법
처리 법
침 법 침강 질 인 생태계
미생 처리법 사멸 미생 인 차 염 생2
사 법 경 인 부담이 매우 큼
연구개 결과 용계획.
에는 녹조 거 연속시스 에 여 경신 인증 보2010•
여 주 면 자 복합체 량생산 법에 여 참여 업인 경워
주 에 연구를 진행 이다( ) scale-up .
자 복합체가 량생산 면 연속시스 에 실증 를 통 여 사업 를•
진행 이며 사업 는 래 같이 계획 고 있다, .
연구 과 녹조 거는 녹조를 부 시 이 원료 용 는•
도 용이 가능 므 효과가 높 이다. 재 실험실 용( )
다목 등에 항상 가 고 있는 토사 침 차 염(2•
닥면 상승 원인 원천 해소시킬 있는 도 용 고자 다) .
그 에 경워 주 폐 처리사업장에 즉시 용 계획 갖고 있 며( ) ,•
벤 규모 는 공 다.
- 301 -
구분
상 사업 연도
(2012) (2015) (2020)
개 계획품목
면개질
양
자 복합체
자 이용
녹조 거
자 나노 복합체( )
시스
자 체
분리회 시스
재 용
자계획
소요인원 5 10 5
조시 1 2 3
시험시 2 5 3
생산계획 톤( ) 2 10 500
매계획
억원( )
내 7 200 500
출 1 500 500
계 8 700 1,000
- 303 -
장 참고 헌4
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분 법
항 소이 농도1 (pH)
항 부 질2 (SS: Suspended solid)
항 클3 a(Chlorophyll-a)
항 질소4 (Total nitrogen)
항 인5 (Total phosphorous)
- 317 -
분 법
항 소이 농도1 (pH)
원리1.
는 소이 농도를 그 역 상용 나타내는 값이다 는 보통pH . pH 리 극
과 극 미 를 사용 여 는데 양 극간에 생 는pH
차를 이용 여 다 과 같 식 다.
pHx = pHs ±
pHx 시료 값: pH
용pHs : pH(-log10 [H+])
Ex 시료에 리 극과 극간 차: (mV)
Es 에 리 극과 극간 차: (mV)
F 러데이: (Faraday) (9.649×104coulomb / mole)
R 체: (8.314joule / oK, mole)
T 도: (oK)
2. pH
조 에 사용 는 를 증 여 그 출 분pH 15 이상 여
이산 탄소를 날 보내고 산 칼슘 생 회 달 식힌( ) 다 사용 다 조.
경질 리병 는 폴리에틸 병에 보pH 며 보통 산, 3
개월 염 산 칼슘 생 회, ( ) 부착 여 개월 이내에 사용 다1 .
조2.1 pH
가 산염. (0.05M)
트라 산칼륨 용 가루 여 건조용 실리카겔 에 건조(pH ) ( ) 다
게 달 어 히 다12.71g 1 .ℓ
나 탈산염. (0.05M)
탈산 소칼륨 용 가루 여 에 항량이(pH ) 110 지 건조
다 게 달 어 녹여 히10.21g 1ℓ 다.
- 318 -
다 인산염. (0.025M)
인산이 소칼륨 용 인산일 소나트륨 용(pH ) (pH ) 가루
여 에 항량이 지 건조 다 인산이 소칼륨110 인3.40g
산일 소나트륨 게 달 에 놓여3.55g 히 다1 .ℓ
라 붕산염. (0.01M)
붕산나트륨 용 건조용 신 롬 나트륨 에 어(pH ) ( ) 항량
다 게 달 어 녹여 히3.81g 1ℓ 다.
마 탄산염. (0.025M)
시 이 실리카겔 에 항량이 지 건조 탄산 소나트륨( ) (pH
용 과 에 항량이 지 건조) 2.10g 500~650 탄산나트륨(pH
용 게 달 어 녹여 히) 2.65g 다1 .ℓ
산 칼슘 포 용. (0.02M, 25 )
산 칼슘 용 가루 여 라스크에 고 를(pH ) 5g 1ℓ 어 잘
들어 어 에 충분히 포 시 그 도에 상23~27 여과 여
명 여 쓴다.
도보2.2 pH
에 각 도에 값 다 에 시 다 이 에pH pH 1 . 없는
도 값 값에 내삽법 구 다pH .
【 1 도별 pH】 값
도수 산 염
표 준 액
프탈산염
표 준 액
인 산 염
표 준 액
붕 산 염
표 준 액
탄 산 염
표 준 액
수산화칼슘
표 준 액
미 구조3. pH
미 는 보통 리 극 극 검출부 검출 를 지시pH pH 는 지시
- 319 -
부 어 있다 지시부에는 칭 조 조 용 지. ( ) 도보상용 지가
있다 도보상용 지가 없는 것 도보상용 감 부가. 있다 미 는 다 조. pH
작법에 라 임 종 가 에pH 여 검출부를 잘 다
회 풀이 여 를 했 그5 pH 재 이 이내 것 쓴다±0.05 .
시험 법4.
리 극 미리 에 시간 이상 담그어 다.
미 는 원 어 분 이상 경과 후에 쓴다 검출부 잘 고 부착pH 5 .
에 거름종이 등 가볍게 닦 낸다 도보상용 지가 있는 것. pH
도 같게 맞추고 검출부를 시료 값에 가 운pH 에 담그어 분 이상2
후 미 지시가 도에 있어 는 는pH pH 값이 도 조 용pH
지를 조 다 에 조 경우에는 보통 인산염 과 시료용. pH
값에 가 운 써 조작에 라 조작 다 다 에 검출부pH pH .
를 잘 고 부착 거름종이 등 가볍게 닦 낸 다 시료용 에 담
그어 값 읽는다.
주1) 미 구조 조작법에 상 것 미 에 라 다르다pH pH . pH 11이
상 시료는 차가 크므 칼리에 차가 특 극 쓰고 요
보 다.
시료 도는 도 동일 것이 좋다pH .
항 부 질2 (SS: Suspended solid)
리 거름종이법1.
원리1.1
미리 게를 단 리 거름종이 를 여과 에 부착 여 일 량 시료를(GF/C)
여과시킨 다 항량 건조 여 게를 달 여과 후 리 거름종이․
게차를 산출 여 부 질 양 구 는 법이다 량범 는 이상이다. 5 .
구1.2
여과
- 320 -
리 거름종이(GF/C)
여과 그림
시험 법1.3
리 거름종이 는 이 동등 규격 지름 것 를(GF/C 47 ) 여과
에 부착 여 미리 회 입여과 여 다 시계20 3 시 에 놓고
건조 에 시간 건조시 황산건조용105~110 2 에 어 냉 고 항
량 여 게를 히 달고 여과 에 부착시킨다 시료 당량 주. ( 여과1)
에 주입 면 인여과 다 주( 시료2). 용 여과 벽에 붙어있는 부착
질 소량 거름종이 에 어 내린 다 즉시 거름종이상 잔
회 어주고10 3 약 분 동 계속 여 입여과 다 다만 용존염 가3 .
다량 함 어 있다고 단 는 시료일 경우에는 척조작 회 추가 다2~3 .
리 거름종이를 트 주 면 여과 에 집어내어 시계 시 에
놓고 건조 에 시간 건조시 황산 건조용105~110 2 에 어 냉
다 항량 여 게를 히 단다.
여과 후 리 거름종이 게 차를 구 여 부 질 양 다.
부 질( /L) = (b-a) ×
시료 여과 리 거름종이 게a : ( )
시료 여과후 리 거름종이 게b : ( )
- 321 -
V 시료 량: ( )
주1) 입경이 큰 고 함 시료는 게 들어 다 체를 통과2
시료를 가지고 실험 다.
주2) 사용 여과 부여과재를 크롬산 황산용 에 어 침 녹인 다
어 다.
항 클 클3 -a( a(Chlorophyll-a))
도법1.
원리1.1
톤 용 클 색소를 추출 여 추출 도를 663 , 645 ,
에 여 클 량 계산 는 법이다630 , 750 a .
구1.2
여과
조직마쇄 (Tissue Grinder)
원심분리
마개있는 원심분리 부(15 , )
도계 는 분 도계
시험 법1.3
시료 당량 리 거름종이 여과(100~2000 ) (GF/C, 45 D) 다 거
름종이를 조직마쇄 에 고 톤 당량 어(9+1) (5~10 ) 마쇄 다.
마쇄 시료를 마개있는 원심분리 에 고 여 어 운 곳에4 룻
다 원심 분간 원심분리 다 원심분리500g 20 . 후 상등 량
다 상등 일부를 취 여 장 에 겨 시료용 다10 .
탕시험 톤 용 취 여 조 여(9+1) 663 , 645 ,
에 시료용 도를 고 다 계산식에 라 클750 , 630
량 계산 다a .
클 a( / ) = 상등액의량여과한시료의량
- 322 -
여 는 양Y Chl-a ( g/ )μ
Y = 11.64X1 - 2.16X2 ＋ 0.010X3
X1 = OD663 - OD750
X2 = OD645 - OD750
X3 = OD630 - OD750
여 에 는 도 임OD (Optical density)
고 원심 계산 법1) g
R.C.F = 0.00001118 × r ×N2
R.C.F = Relative Centrifugal Force(g)
r :원심분리 타 지름( )
N :회 속도(rpm)
항 질소4 (Total nitrogen)
도법1.
원리1.1
시료 질소 합 칼리 과황산칼륨 존재 에 에 과120 함께 분
해 여 질산이 산 시킨 다 산 에 자외부 도를 여 질소를
량 는 법이다 이 법 분해 쉬운 함 고 있거나.
자외부에 도를 나타내는 롬이 이나 크롬 함 지 는 시료에 용
다 량범 는 이며 편차는 이다. 0.005~0.05 N 10~3% .
구1.2
도계 는 분 도계 : 에 가능 것220
고 증 멸균 :약 에 가열이 가능 것120
분해병 :용량 약 내 내열 마개있는 리병 는 병100 ․
시료 처리1.3
시료 질소함량이 이상일 경우에는 희 를 분해병에 고 카리 과황50 ( 0.1 )
산칼륨용 를 어 마개를 닫고 들어 다 고 증10 멸균 에 고 가
열 다 약 가 부 분간 가열 분해 고 분해병 꺼내어 냉 다. 120 30 .
- 323 -
시험 법1.4
처리 시료 상등 취 여 리 거름종이 여과 고(GF/C) 처 여
는 버린 다 여 를 히 취 여 커 는 색5~10 25 50
다 여 에 염산 를 어 고 이 용 일부를 장. (1+16) 5 pH 2~3
에 겨 시료용 다 를 취 여 시료 처리10 . 50
시험 법에 라 시험 고 탕시험 다 탕시험 조 여.
에 시료용 도를220 고 미리 작 검량 부 질소 양
구 여 다 식 시료 질소 농도( 를 산출 다/ ) .ℓ
질소( N/ ) = a × ℓ ×
검량 부 구 질소 양a : ( )
V 처리에 사용 시료량: ( )
검량 작
질산 질소 (0.02 NO 3 를 단계 취 여-N/ ) 0~10 100
용량 라스크에 고 어 채운다 이. 25 히 취 여
각각 커 는 색 에 고 염산 를50 (1+500) 5 다 시료 시
험 법에 라 시험 고 질소 양과 도 계 작 다.
고1) 이 법 롬이 10 크롬/ , 0.1ℓ 도에 향 며 해/ℓ
같 시료에는 용 없다.
카드뮴 원법2.
원리2.1
시료 질소 합 카리 과황산칼륨 존재 에 에 과120 함께 분
해 여 질산이 산 시킨 다 질산이 다시 카드뮴 구리- 원 칼럼 통
과시 질산이 원시키고 질산 질소 양 구 여 질소 산 는
법이다.
이 법 분해 쉬운 함 시료나 시료량이 소량일 경우
질소 농도가 낮 시료에 용 다.
량범 는 이며 편차는 이다0.0002~0.002 N 10~3% .
- 324 -
구2.2
도계 는 분 도계
고 증 멸균 : 항 같 것14 1.2
분해병 : 항 같 것14 1.2
카드뮴 구리 원칼럼 이 원칼럼이라 다- ( )
그림 과 같이 칼럼 닥에 리 를 끼우고 칼럼충 채운1 다 카드뮴
구리칼럼충 를 과 함께 러보내 공간이 없도 채운- 다 에 다시 리
를 끼우고 상부 부 칼럼충 질산100 , 질소 원 (0.1
NO3 칼럼충 희-N/ ) 100 칼럼충200 , 100
매분 약 속에 러 보낸다10 . 칼럼 사용 지 에는 항상 상
부에 칼럼 충 채워 약 공 지 다 원( 1 ) .
칼럼 시료에 라 회 도 사용 면 질산이 원 이 므15~20
이 는 칼럼 약 를 칼럼에 주입 여 카드뮴 구리 칼럼충 충20 -
분히 상태에 시간 고 보낸 다 칼럼 충 약2~3 100
어주면 원칼럼이 다.
【그림 1 카드뮴】 -구리 원칼럼
시료 처리2.3
항 에 라 시험 다14 1.3
- 325 -
시험 법2.4
처리 시료가 들어있는 분해병에 염산 를 고 들어(1+11) 10 다
용량 라스크에 다 분해병 쪽 소량 회 어 용량100 .
라스크에 합 고 염 모늄 모니 용 주- 10 ( 를 어 채워1)
원용 시료 다.
이 를 원칼럼 상부 부 매분당 약 속도 러보내 출5 10
버리고 이 조작 번 복 다 다 에 원용 시료. 약 를 같80
속도 보내 처 출 는 버리고 다20 출 를 에50
용 시료 사용 다.
용 시료 당량 취 여 항 에 라 시험 고 를12 1.4 50 취 여
시료 시험 법에 라 시험 여 시료용 도를 보 다 미리 작
검량 부 원용 시료 질소 양 구 고 다 식에 농도100 (
를 산출 다/ ) .ℓ
질소( N/ ) = a × ℓ
원용시료 질소a : 100 ( )
처리에 취 시료량V : ( )
검량 작
질산 질소 (0.002 NO 3 를 단계 취 여-N/ ) 0~10 100
용량 라스크에 고 염 모늄 모니 용 10․ 어 채운
원용 여 시료 시험 법에 라 시험 고 질소 양과
도 계 작 다.
주1) 원용 시료 질소 양이 이상일 경우에는100 0.02 200~500
용량 라스크를 사용 여 당 염 모늄 모니 용100 10 ․
어주고 채운 다 원용 시료 다 이 는 질소 농도계산.
식에 C/100(C :사용 라스크용량 를 곱해 다) .
- 326 -
원 증3. -킬달법 합산법( )
원리3.1
시료에 데 다합 고 칼리 에 증 여 시료 질소를 모니
원 출시키고 다시 잔 시료 질소를 킬달분해, 다 증 여 모니
출시 각각 모니 질소 양 구 고 이들 합 여 질소를 량
는 법이다.
량범 는 이며 편차는 이다0.008~0.16 N 10~3% .
구3.2
도계 는 분 도계
증 장 : 항 그림 과 같 것11 1
킬달분해장
시료 처리3.3
질소 원
시료 당량 함 취 여 증 라스크에 고(0.7~10 N ) 1 ℓ 어 약
다 등 개 데 다합 분말 과 산 나트륨350 . , 3g 용 (30W/V%)
를 어 증 장 를 조립 고 냉각 미리 황산 를10 0.05N 50
어 부 실린 에 연결 여 매분200 출속도 증 다5~7 .
출 량이 약 가 면 증 를180 내고 냉각 쪽 소량
회 어 에 합 여 어 채운다(A ).
질소 분해
에 증 고 남 증 라스크 내용 과 증 라스크를
량 조심 여 당 용량 킬달 라스크에 고 질소시험용 분해 진
고 라스크 목 부분에 남 있는 잔2g 소량 어 라
스크 내벽 라 황산 를 는다5~10 . 다 에 과산 소 를 주1
여 고 면상에 가열 여 연이 생 여 내용 이 명해질 지 분해
를 계속 다 냉 다. 약 를 어 출 결 질 가열 용100
해 여 분해 증 라스크에 고 소량 킬달 라스크를1ℓ
회 어 합 다 어 량 약 고 증 장 를 조립 여 냉각. 350
- 327 -
미리 황산 를 어 매스실린 에 연결0.05N- 50 200 다.
증 라스크 상부 부 산 나트륨 용 를(50W/V%) 40 고 증
라스크를 가열 여 매분 출속도 증 다5~7 . 출 량이 약
가 면 증 를 내고 냉각 쪽180 소량 회 어 에
합 고 어 채운다(B ).
시험 법3.4
에 얻어진 일부 는 량 취 여 항3.3 , A, B 11 1.4 는
에 라 시험 고 시료 같 양 취 여 증3.4 , 1ℓ 라스크에
고 시료 처리 같 조작 여 탕시험 다 탕시험 조.
여 각각 질소 농도를 구 고A, B 값 합 여 시료 질
소 농도( 다/ ) .ℓ
항 인5 (Total phosphorous)
도법1. 스 르 산 원법( )
원리1.1
시료 산 분해 여 모든 인 합 인산염(PO4 태) 변 시킨
다 인산염 스 르 산 원 도법 량 여 인 농도를 구 는
법이다.
량범 는 이며 편차는 이다0.001~0.025 P , 10~2% .
구1.2
도계 는 분 도계
고 증 멸균 : 항 같 것14 1.2
분해병 : 항 같 것14 1.2
킬달분해장
시료 처리1.3
과황산칼륨 분해 분해 쉬운 함 시료( )
시료 인 이 함 를 분해병에 고 과황산칼륨용50 ( 0.06 )
- 328 -
를 어 마개를 닫고 다 고 증 멸균 에 어 가열(4W/V%) 10
다 약 가 부 분간 가열분해를 계속 고 분해병 꺼내 냉. 120 30
다.
질산 황산 분해 다량 함 시료- ( )
시료 인 이 함 를 킬달 라스크에 고 질산 를50 ( 0.06 ) 2 어
량이 약 가 지 히 가열 농축 고 냉 다 여 에10 . 질산 2~5
황산 를 고 가열 계속 여 황산 연이 격 게 생 지 가열2
다.
만일 색이 명 지 경우에는 냉 다 질산 를 고 가2~5
열 분해를 복 다 분해가 나면 약 를 고 약 분간 조용히 가열. 30 10
여 가용 염 녹이고 냉 다 이 용. P-니트 페놀 지시(0.1W/V%)
약 여 산 나트륨용 (20W/V%) 산 나트륨용 어(4W/V%)
색이 황색 나타낼 지 다 용량 라스크에 고50
어 지 채운다.
시험 법1.4
처리 시료 상등 주( 를 취 여 마개있는 시험 에 고 몰리 덴1) 25
산 모늄 스 르 산 합 를 어 들어 다2 2․ 0~ 에 분40 15
간 다 이 용 일부를 장 에. 10 겨 시료용 고
를 취 여 시료 시험 법에 라50 시험 여 탕시험 다 탕시.
험 조 여 주880 ( 2)에 시료용 도를 고 미리 작
검량 부 인 양 구 여 다 식에 농도 를 산출 다( / ) . ℓ
과황산칼륨 분해 경우
인( P/ ) = a × ℓ ×
검량 부 구 인 양a : ( )
질산 황산 분해 경우-
인( P/ ) = a × ℓ
검량 부 구 인 양a : ( )
검량 작
- 329 -
인산염인 를 단계 취 여(0.005 P/ ) 1~20 100 용량 라
스크에 고 어 채운 다 이 마개25 있는 시험 에
고 시료 시험 법에 라 시험 여 인 양과 도 계 작 다.
주1) 처리 시료 상등 이 탁 경우에는 리 거름종이 여과 여 여
사용 다.
2) 에 도 이 불가능 경우에는 에 다880 710 .
가. 6항 산소요구량
나. (COD : Chemical Oxygen Demand)
과망간산칼륨에 산소요구량1.
산 에 과망간산칼륨에 산소요구량1.1 100
원리1.1.1
시료를 황산산 여 과망간산칼륨 일 과량 고 분간 욕상30 에 가열
시킨 다 소 과망간산칼륨량 부 이에 상당 는 산소 양
는 법이다 염소이 이 이 인 시료. 2,000 /L 에 용 며 그 이(100 )
상일 는 칼리 법에 른다2. .
시험 법1.1.2
근 닥 라스크에 시료 당량300 주( 1) 취 여 어 량 100
고 황산 를 고 황산 분말 약 주, (1+2) 10 1g( 어 게 들어2)
다 분간 고 과망간산칼륨 를 히 고 근, 0.025N- 10
닥 라스크에 냉각 붙이고 탕 면이 시료 면보다 높게 여
는 탕 에 분간 가열 다 냉각30 . 통 여 소량 사용 여
어 다 냉각 떼어 내고 산, 나트륨용 를 게 고(0.025N) 10
를 지 면60~80 과망간산칼륨용 사용 여 색이 엷0.025N-
색 나타낼 지 다 를 사용 여 같 조건. 100
탕시험 행 다.
산소요구량(chemical oxygen demand)( O/L) = (b-a) × f × ×
- 330 -
0.2
a 탕시험 에 소 과망간산칼륨용: 0.025N- ( )
b 시료 에 소 과망간산칼륨용: 0.025N- ( )
f 과망간산칼륨용 농도계: 0.025N- (factor)
V 시료 량: ( )
주1) 시료 양 분간 가열 후에 과망간산칼륨 이 처 첨가30 0.025N-
양 가 남도 채취 다 다만 시료 산소요구량50~70% .
값이 이 일 경우에는 시료 를(chemical oxygen demand) 10 /L 100
취 여 그 시험 며 보다 산소요구량, (chemical
값이oxygen demand) 요구 경우에는 과망간산칼륨 소모량0.025N-
이 처 가 양 에50% 근 도 시료량 취 다.
주2) 황산 분말 신 질산 용 는 질산 분말 첨가1g 20% 5 1g
해도 좋다 다만 시료 염소이 이 존재 경우에는 염소이 당량만큼. ,
황산 는 질산 가해 다 규 양 추가 첨가 다 염소이.
에 황산 당량 이며 질산 당량 이다1g 4.4g , 4.8g .
염 첨가량 시료 염소이 양 염소이 에( ) (g) = (g) × 1g
염 당량(g) + 1g
칼리 에 과망간산칼륨에 산소요구량1.2 100
원리1.2.1
시료를 칼리 여 과망간산칼륨 일 과량 고 분간 욕상60 에 가열
시키고 요도드 칼륨 황산 어 남 있는 과망간산칼륨에 여 리
요 드 양 부 산소 양 는 법이다.
시험 법1.2.2
근 닥 라스크에 시료 당량 취 여 주300 ( 어1) 50 고
산 나트륨용 를 어 칼리 다 여 에10% 1 . 과망0.025N-
간산칼륨용 를 히 다 근 닥 라스크에10 냉각 붙이고
탕 면이 시료 면보다 높게 여 는 탕 에 분간 가열60
다 냉각 통 여 소량 사용 여 어 다 냉각 떼어 내.
- 331 -
고 요 드 칼륨용10%(W/V) 를 어 냉 다 지드 나1 . 4%(W/V)
트륨 울 가 고 황산용 를 어 리 요 드를 지시약(2+1) 5
분용 를 고2 티 황산나트륨용 색이 지 다0.025N- .
시료량과 같 양 사용 여 같 조건 탕시험 행 다.
산소요구량(chemical oxygen demand)( O/L) = (a-b) × f × ×
0.2
탕시험 에 소 티 황산나크륨용a : 0.025N- ( )
시료 에 소 티 황산나트륨용b : 0.025N- ( )
f 티 황산나트륨용 농도계: 0.025N- (factor)
시료 량V : ( )
주1) 시료 양 가열 고 남 과망간산칼륨용 이 처 첨가0.025N-
양 가 남도 채취 다 보다 산소요구량50~70% .
값이 요구 경우에는(chemical oxygen demand) 과망간산칼륨0.025N-
소모량이 처 가 양 에 근 도 시료량 취 다50% .
크롬산칼륨에 산소요구량2.
원리2.1
시료를 황산산 여 크롬산칼륨 일 과량 고 시간 가열2 시킨 다
소 크롬산칼륨 양 구 해 원 지 고 남 있는 크롬산칼
륨 황산 일철 모늄용 여 시료에 해 소 크롬산칼륨 계
산 고 이에 상당 는 산소 양 는 법이다 규 이 없는 해.
를 외 모든 시료 크롬산칼륨에 산소요구량 요 는
경우에 이 법에 라 시험 다.
구2.2
삼각 라스크 는 근 닥 라스크 냉각 과250 갈 맞춘
것
리 히 냉각 는 이 동등 것 라스크300 갈 맞
춘 것
- 332 -
열 는 맨틀 히(1.4w/ ) (mantle heater)
시험 법2.3
라스크에 시료 주250 ( 당량 주1) ( 를 고 여 에 황산 이2) 약 0.4g
주( 다 어 여 잘 들어 고 몇 개3) , 20 등
다 천천히 들어 주면 황산 용 를 천천히 고2 크롬산칼륨, 0.025N-
용 를 히 다 라스크에 냉각 연결시키고 냉각 를 린다10 .
열린 냉각 에 황산 용 를 천천히 들면 다 냉각28 작
커 덮고 열 에 시간 동 가열 다2 .
냉 키고 약 냉각 다 냉각 떼어내고 체10 량이 약
가 도 고 페난트 린 일철 용 울140 o- 2~3 다
황산 일철 모늄 사용 여 색이 청 색에0.025N- 갈색 변
지 다 를 사용 여 같 조건 탕시험 행 다. 20 .
산소요구량(chemical oxygen demand)( O 2/L) = (b-a) × f × ×
0.2
에 소 황산 일철 모늄a : 0.025N- ( )
탕 면에 소 황산 일철 모늄b : 0.025N- ( )
f 황산 일철 모늄 용 농도계: 0.025N- (factor)
시료 양V : ( )
주1) 탁 질 포함 는 경우에는 잘 들어 어 균일 게 다 신속 게
분취 다.
주2) 시간 동 인 다 에 크롬산칼륨용 약 이2 0.025N- ½
남도 취 다.
주3) 염소이 양이 이상 공존 경우에는40 HgSO4 : Cl- = 10 : 1
황산 이 첨가량 늘린다.
고1) 고농도 시료 경우에는 시험 법 크롬산칼륨 과 황산 일철 모늄
규 농도 다른 농도를 사용 는 것 외 고는 시험0.025N 0.25N “
법 과 동일 게 른다” .
고2) 질산 이 (NO2- 산소 를 소 다 질산 이) 1 1.1 (O) .
- 333 -
에 해를 거 해 시료에 존재 는 질산 질소(NO2-N)
당 퍼민산 첨가 다10 .
고3) 이 법에 는 합 사용 므 시험 후 폐 처리에 특히 주
주
이 보고 는 경부에 시행 사업 차 핵심1.
경 개 사업 연구보고 입니다.
이 보고 내용 에는 드시 경부에2.
시행 차 핵심 경 개 사업 연구개 결
과임 야 합니다.
3. 국가과 지에 요 내용 외
는 공개 여 는 니 니다.
![###(최종)[메트릭스] 2014년 기준 환경산업통계조사 …webbook.me.go.kr/DLi-File/091/023/008/5609182.pdf- 2015년 환경산업특수분류체계 개편에 따라 2014년](https://img.pdfslide.tips/doc/110x75/5e4a2840a9f9ec7c020e9d80/oeee-2014e-e-ee-2015e-eeee.jpg)
![2016. 8 MINISTRY OF - webbook.me.go.krwebbook.me.go.kr/DLi-File/091/023/012/5618404.pdf · [지속가능발전법 시행령] 제12조(지속가능성보고서의 작성) 지속가능발전위원회는](https://img.pdfslide.tips/doc/110x75/5e16218a717b1105e00fc60f/2016-8-ministry-of-eeeoee-oee-oe12eeeeoe.jpg)
![고정밀센서기술 - webbook.me.go.krwebbook.me.go.kr/DLi-File/091/011/5504476.pdf · [2차년도]-Dielectrophoresis(DEP,유전영동)과 유체역학을 이용한 매질내 부유세균의trap및sorting기술-세균이부유한매질이바뀌어도액상에서일관된측정을할수](https://img.pdfslide.tips/doc/110x75/5e3cb59e4fae741f5f14e780/eeoee-2ee-dielectrophoresisdepoeee-oe.jpg)
