서
론
일반적으로 축산폐수는 고농도 유기물질 및 부유물질 (suspended solids), 암모니아성 질소 (NH4++-N), 인산염 인 (PO43--P) 등을 다량으로 함유하고 있어 적은 양의 폐 수가 하천이나 호수 등에 유입될지라도 하천의 수질악 화와 호소의 부영양화가 일어나며 병원성 미생물로 인 한 지하수 오염 등 그 피해는 매우 크다. 이런 축산폐수 는 우리나라 전체 오∙폐수 발생량의 0.6%에 불과하나 오염물질 발생부하는 25.8%나 차지하는 등 난분해성 폐수로 알려져 그 처리가 매우 쉽지 않다. 그리고, 축산 폐수를 배출하는 발생농가의 규모에 따라 자가처리 혹 은 수거를 통한 공공처리 등이 이루어지고 있으나, 소규 모 농가에서는 액비화 위주의 자가처리에 대부분 의존 함으로써 제대로 처리가 이루어지지 않고 있다. 공공처 리시설에서의 폐수처리장에서는 액상부식법이나 활성슬 러지의 변법들에 의하여 주로 처리되고 있으며, 오존산 화, 펜톤산화 등과 같은 고도산화처리 공법들과의 결합 공정들로 이루어지고 있으나, 원활한 처리가 수행되지 ─ ─ 101 ──감마선과
struvite
결정화 결합공정에 의한 혐기소화 축산폐수처리
김탁현*∙이상률∙남윤구∙이면주 한국원자력연구원 정읍방사선과학연구소 방사선공업환경연구부Digested Livestock Wastewater Treatment Using Gamma-Ray
Irradiation and Struvite Crystallization
Tak-Hyun Kim*, Sang-Ryul Lee, Youn-Ku Nam and Myun-Joo Lee
Radiation Research Division for Industry and Environment,
Advanced Radiation Research Institute, Korea Atomic Energy Research Institute, Jeongeup 580-185, Korea
Abstract -- Livestock wastewater generally contains high strength of organics (COD), ammonia nitrogen (NH4++-N), phosphate phosphorus (PO43---P) and suspended solids. It is very difficult to
treat by conventional wastewater treatment techniques. In this study, struvite crystallization was carried out to treat the digested livestock wastewater. 1.0 : 1.2 : 1.2 was determined as an optimal NH4++: Mg2++: PO43-- mol ratio of struvite crystallization. For the digested livestock wastewater,
COD, NH4++-N and PO43---P removal efficiencies by struvite crystallization were 72.4%, 98.9%,
and 74.8%, respectively. Gamma-ray irradiation was carried out prior to struvite crystallization of livestock wastewater. The enhancement of struvite crystallization efficiency could be obtained by the pretreatment of gamma-ray irradiation due to the decrease of COD, NH4++-N and PO43---P
concentration.
Key words : Struvite, Gamma-ray, Livestock, NH4++-N, PO43---P
* Corresponding authors: Tak-Hyun Kim, Tel. +82-63-570-3343, Fax. +82-63-570-3348, E-mail. tkhk@kaeri.re.kr
특히, NH4++-N는 방류 수역의 수중 산소의 고갈, 생태 계에 대한 독성, 그리고 부영양화 및 적조 등의 환경문 제를 야기시키므로 반드시 처리되어야 될 대상이다. 질 소 30 mg l-1가 수중에 유입될 경우 COD 600 mg l-1에 상당하는 조류의 생체량 증가가 예상된다는 보고도 있 다. 또한 NH4++-N의 질산화 및 탈질과정에서 생성되는 질 산염은 매우 중요한 물질인데, 이는 사람을 포함하여 어 린 동물에 대해 질산염의 독성으로 인해 청색증 (Methe-moglobinemia, Blue baby syndrome)이 유발된다고 알려 져 있다. 또한 아질산염은 음식물내 2차 아민과 결합한 니트로스아민 (nitrosamines)을 형성하여 돌연변이원과 발암성 물질의 형성을 유도한다 (류 등 2002a). Struvite 결정화방법은 NH4++-N과 PO43--P를 동시에 함 유하고 있는 폐수의 경우, 마그네슘 (Mg)을 함유하는 화 학물질을 주입하여 주어 최적 pH (9~10)로 조절하여 주면 이들이 각각 1 : 1 : 1의 mol비로 반응하여 최종적으 로 MgNH4PO4의 형태로 침전물이 형성됨으로써 폐수로 부터 오염물질이 제거되는 기작을 가지고 있다(Lee et al. 2003; 김 등 2007). 이러한 방법은 매우 효과적인 처리방 법으로 알려져 축산폐수뿐만 아니라 침출수 혹은 전자폐 수 등의 처리에도 적용한 사례가 있다(조 등 2003; Kim et al. 2007; Ryu et al. 2008). Struvite은 일반적으로 비중 이 1.7이며 열을 가했을 때 분해되며 용매가 물인 경우 용해도가 낮고 산일 경우 용해도가 증가한다. 또한 알칼 리용액에서는 용해도가 급격히 떨어지는 것으로 알려져 있다. 이러한 struvite 결정화에 영향을 미치는 인자로는 대표적으로 pH, 온도, 결정원의 주입량 및 주입순서, 혼 합방법 등이 있으며 pH가 감소하고 온도가 증가할수록 struvite 용해도가 증가한다 (류 등 2002b). 이러한 방법은 매우 효과적인 처리방법으로 알려져 많은 연구가 수행 되어왔으며, 일부 현장에 설치되어 운전되는 사례도 있 다. 그러나, 기존의 struvite 결정화방법은 초기 폐수중에 NH4++-N 및 PO43--P의 농도에 맞춰 결정화에 필요한 마 그네슘염 시약과 질소와 인중 부족한 성분의 보충 시약, 그리고 최종적으로 결정화반응의 최적 pH로 조절을 위 한 pH 조절시약 등이 투입됨으로써 경제성면에서 다소 불리하고, 특히 고농도의 입자상 혹은 용존상 유기물 성 분이 고농도로 존재할 경우 이들이 결정화반응에 일종 의 방해작용을 일으켜 처리효율이 감소되거나 필요한 결정화시약을 추가로 더 넣어주어야 하는 문제점들이 있었다. 한편, 최근 방사선을 이용하여 폐수처리에 적용하는 산화처리법이 대두되고 있으며, 이중 전자선 및 감마선 은 방사선의 하나로서 고에너지를 지니고 있으며 이러 한 고에너지 방출에 의해 수용액내 물을 반응성이 큰 라디칼로 형성시키며 발생된 라디칼은 유기물과의 산화 반응에 의해 오염물질 제거에 효과적인 것으로 알려져 있다 (김 등 2007). 이러한 방사선을 이용한 환경정화기 술은 염색폐수처리, 석유화학폐수, 침출수처리 등 다양한 성상의 폐수처리분야에 응용되고 있다 (Kim et al. 2007; 이 등 2008). 이에 본 연구에서는 처리에 어려움을 겪고 있는 축산 폐수를 대상으로하여 기존에 NH4++-N과 PO43--P를 고농 도로 함유하는 폐수에 효과적인 것으로 알려진 struvite 결정화방법에 대하여 감마선 전처리를 통하여 경제적이 면서 처리효율을 향상시키는 방법에 관하여 연구하였다.
재료 및 방법
축산폐수 시료는 G시의 축산폐수처리장에서 고액분 리와 생물학적 혐기소화를 거친 혐기소화수를 채취하여 사용하였다. 그 성상은 Table 1과 같다. 감마선 조사는 상온, 공기 중에서 한국원자력연구원에 설치된 감마선 조사장치 (MDS Nordion, Canada)로 60Co 선원을 이용하 였다. Struvite 결정화시약은 MgCl2∙6H2O를 사용하였고, NH4++-N가 PO43--P보다 상대적으로 고농도로 존재하는 축산폐수의 특성상 인산염 보충시약으로 KH2PO4를 사 용하였다. 결정화시 pH 조정은 NaOH (10 N, 1 N) 용액을 조제하여 사용하였다. 혐기소화 축산폐수에 대하여 초기 NH4++-N, PO43--P의 농도를 측정하였고, 이를 바탕으로 Jar-tester를 이용하여 MgCl2∙6H2O, KH2PO4시약을 이용하여 NH4++: Mg2++: PO43-의 mol비를 변화시켜가면서 최적 mol비를 찾고자 하였다. 이론적 struvite 결정화 mol비는 1 : 1 : 1이지만 유 기물을 포함한 타 성분들을 다량으로 포함하는 폐수의 Items Concentration, mg l-1 Range Mean value TSS 470~650 520 TCODcr 1446~2840 1557 T-N 445~1279 724 NH4++-N 426~1132 653 NO2--N 0.1~0.7 0.4 NO3--N 10~ 26 15 T-P 78~229 94 PO43--P 69~116 80 pH (-) 8.2~8.8 8.7특성상 최적 mol비 결정실험을 거쳤다. 또한, 축산폐수에 감마선 조사가 struvite 결정화에 미 치는 영향을 알아보기 위하여 축산폐수 시료 1 l를 채취 하여 1.5 l 유리 재질의 샘플병에 담아 각각 10, 20, 50, 100 kGy 조건의 흡수선량으로 조사하였다. 감마선 조사 가 끝난 처리수에 대하여 NH4++-N, PO43--P의 농도를 측 정하였고, 이를 바탕으로 Jar-tester를 이용하여 MgCl2∙ 6H2O, KH2PO4시약을 이용하여 최적의 NH4++: Mg2++: PO43-의 mol비가 되도록 주입하였다. 이렇게 struvite 결 정화시약 투입후 NaOH를 이용하여 pH 9로 조절하였고, 교반강도 250 rpm, 교반시간 5분, 침전시간 30분 후에 얻 어진 상등액에 대하여 화학적 산소 요구량(chemical oxy-gen demand, COD), 암모니아성 질소 (ammonia nitrogen, NH4++-N) 및 인산염 인 (phosphate phosphorus, PO43--P)
등을 분석함으로써 처리효율 향상을 조사하였다. 이들 분석방법은 APHA의 “Standard methods for the examina-tion of water and wastewater” (APHA 1998)에 근거하여 분석하였다.
결과 및 논의
1. 혐기소화 축산폐수의 struvite 결정화 조건 도출 Struvite 결정화시약인 MgCl2∙6H2O의 최적 주입량을 결정하기 위하여 NH4++및 PO43-의 mol비를 고정하고, Mg2++의 mol비를 0.8~1.2로 변화를 주어 struvite 결정 화를 수행하였다. 그 결과, Fig. 1에서와 같이 혐기소화 축산폐수는 암모니아성질소 및 인산염인의 제거율이 각 각 초기 0.8 mol일 때, 89.4%, 71.2%에서 1.2 mol일 때 각각 98.9%, 74.8%로 다소 증가하는 경향을 나타내었 다. 그러나, COD 제거율은 Mg2++의 mol비가 증가함에도 불구하고 68.3~72.4%에서 큰 변화를 보이지 않았다. 그 리고, COD나 PO43--P에 비하여 NH4++-N의 처리효율이 뛰어남도 알 수 있었다. 축산폐수중에 NH4++-N에 비하여 상대적으로 저농도로 존재하는 PO43--P의 주입량을 결정하기 위하여 NH4++및 Mg2++주입 mol을 고정시키고 PO 43-의 주입 mol비를 0.8 ~1.2로 변화를 주어 struvite 결정화를 수행하였다. 그 결과, Fig. 2에 나타낸 바와 같이 PO43-의 주입량이 증가 할수록 NH4++-N의 처리효율이 초기 87.8%에서 98.1%로 상대적으로 많이 증가하였다. 반면에 COD 및 PO43--P 처리효율은 PO43-의 주입량증가의 영향을 크게 받지 않 음을 알 수 있었다. 1.0 : 1.2 : 1.2의 NH4++: Mg2++: PO43 -mol비 조건하에서 혐기소화 축산폐수의 COD, NH4++-N, PO43--P 처리효율은 각각 71.7%, 98.1%, 75.4%로 나타났 다. 이의 결정실험을 통하여 최적 주입 mol비는 1.0 : 1.2 : 1.2로 결정되었다. 이와 같이 최적주입 mol비보다 다소 주입량이 증가하는 것은, 이론적인 struvite 결정화를 위 한 NH4++: Mg2++: PO43-mol비는 1 : 1 : 1이지만, 유기물질, 이온성물질, 부유물질 (suspended solid) 등을 다량으로 함 유하는 축산폐수의 특성에 기인한다고 할 수 있다. 타 연 구에서도 이와 유사한 결과들이 보고되고 있는데, Fuji-moto et al. (1991)은 Ma2++: P 몰비가 1.05 : 1일 때 95%의 인 (P) 제거효율을 얻었고, Siegrist et al. (1992)은 1.3 : 1의 Ma2++: P 몰비일 때 가장 높은 인 (P) 제거효율을 얻었다 고 보고하였다. 1.0 : 0.8 : 1.2 1.0 : 0.9 : 1.2 1.0 : 1.0 : 1.2 1.0 : 1.1 : 1.2 1.0 : 1.2 : 1.2 Removal efficiency (%) 50 60 70 80 90 100 NH4 : Mg2 : PO43-ratio Removal efficiency (%) 50 60 70 80 90 100 110 1.0 : 1.2 : 0.8 1.0 : 1.2 : 0.9 1.0 : 1.2 : 1.0 1.0 : 1.2 : 1.1 1.0 : 1.2 : 1.2 NH4 : Mg2 : PO43- ratioFig. 1. Determination of optimal NH4++dose for struvite
crystalli-zation of digested livestock wastewater; removal efficiency of COD (●), NH4++-N (○), and PO43--P (▼).
Fig. 2. Determination of optimal PO43-dose for struvite
crystalli-zation of digested livestock wastewater; removal efficiency of COD (●), NH4++-N (○), and PO43--P (▼).
2. 감마선 전처리에 의한 혐기소화 축산폐수의 struvite 결정화 효율 향상 혐기소화 축산폐수에 대하여 struvite 결정화 이전에 고이온화에너지를 이용하는 방사선기술의 일종인 감마 선처리를 수행하여줌으로써 폐수중의 NH4++-N 농도 저 감효과와 struvite 결정화시 시약주입량을 증가시키는 주 요원인물질인 유기물질 (COD) 농도를 감소시켜 줌으로 써 결과적으로 struvite 결정화 효율을 향상시키고자 하 는 연구를 수행하였다. 이를 위하여 혐기소화 축산폐수 에 다양한 선량의 감마선을 조사한 후, struvite 결정화시 약을 첨가하고 pH 조정후 교반, 침전후 얻어진 상등액에 대하여 COD, NH4++-N, PO43--P 농도변화를 조사하였다. 먼저, 초기 혐기소화 축산폐수에 대하여 감마선조사에 의한 성상변화를 관찰하였다. 감마선의 흡수선량을 0, 10, 20, 50, 100 kGy로 증가시켜주면 이때의 COD, NH4++-N, PO43--P의 농도가 각각 초기 2,840 mg l-1, 1,132 mg l-1, 115.7 mg l-1이었던 것이 최대 100 kGy 흡수선량 조건에 서 각각 2,335 mg l-1, 864 mg l-1, 105.1 mg l-1로의 농도감 소 효과를 나타내었다. 이때의 처리효율은 각각 17.8%, 23.7%, 9.2%이었다. 감마선처리에 의하여 PO43--P에 비 하여 COD 및 NH4++-N의 처리효율이 다소 높게 나타났 다. 이는 물분자에 감마선이 조사될 때 생성되는 OH 라 디칼이 주로 COD 등의 유기물 및 NH4++과 같은 이온에 작용하여 산화반응을 일으키는 반면, PO43-와의 반응성 은 떨어지기 때문이다. 이렇게 감마선 전처리를 통하여 COD 및 NH4++-N의 농도가 감소된 혐기소화 축산폐수에 대하여 최적 struvite 결정화 mol비로 결정된 NH4++: Mg2++: PO43-mol비 1.0 : 1.2 : 1.2로 struvite 결정화시약을 투입하고 NaOH를 이용 하여 pH 9로 조정후 급속교반과 침전후 상등액의 COD 농도 감소를 관찰하였다 (Fig. 3). 초기 혐기소화 축산폐 수의 COD 농도는 2,840 mg l-1이었던 것이 감마선 전처 리만에 의하여 10, 20, 50, 100 kGy로 조사하여 줌으로써 감마선조사시 형성되는 OH라디칼의 산화반응에 의한 유 기물 분해반응이 일어나 각각 2,750, 2,530, 2,440, 2,335 mg l-1로 감소하였다. 이렇게 유기물 농도가 감소된 감 마선 전처리 폐수에 대하여 struvite 결정화를 수행한 결 과 각각 965, 690, 635, 540, 500 mg l-1로 감소하였다. 이 로써, 감마선 전처리를 수행하지 않은 초기 축산폐수의 경우 struvite 결정화에 의하여 66.0%의 COD가 감소되 었던 것이 감마선 선량을 100 kGy까지 증가시켜줌에 따 라 COD 처리효율이 각각 75.7%, 77.6%, 81.0%, 82.4%로 향상되었다. 즉, 100 kGy 조사시 감마선 전처리에 의하여 16.4%만큼의 효율향상을 얻을 수 있었다. 축산폐수중 NH4++-N의 효과적인 처리를 위한 감마선 조사와 struvite 결정화의 결합처리에 대하여 살펴보았다 (Fig. 4). 초기 축산폐수의 NH4++-N 농도는 1,132 mg l-1이 었으나, 감마선조사에 의하여 10, 20, 50, 100 kGy로 조사 하여 줌에 따라 방사선에 의한 NH4++-N의 산화반응 등 으로 각각 1008, 944, 932, 864 mg l-1로 감소하였다. 이렇 게 NH4++-N 농도가 감소된 감마선 전처리 폐수에 struvite 결정화시약을 1.0 : 1.2 : 1.2의 mol비에 맞춰 주입후 NaOH 를 이용하여 pH를 9로 조정하여 급속교반과 침전후 Gamma ray dose (kGy)
0 20 40 60 80 100 120 Conc. (mg COD l -1) 0 500 1000 1500 2000 2500 Removal efficiency (%) 0 20 40 60 80 0 200 400 600 800 1000 0 20 40 60 80 100
Gamma ray dose (kGy)
0 20 40 60 80 100 120 Removal efficiency (%) Conc. (mg NH 4 -N l -1)
Fig. 3. Effects of pretreatment of gamma-ray irradiation on the COD
removal of livestock wastewater by struvite crystallization; change of COD concentration by gamma-ray irradiation only (●) and by gamma-ray irradiation with struvite
crystalliza-tion (▼), change of COD removal efficiency by gamma-ray
irradiation only (○) and by gamma-ray irradiation with
stru-vite crystallization (▽).
Fig. 4. Effects of pretreatment of gamma-ray irradiation on the
NH4++-N removal of livestock wastewater by struvite crys-tallization; change of NH4++-N concentration by gamma-ray irradiation only (●) and by gamma-ray irradiation with
stru-vite crystallization (▼), change of NH4++-N removal effici-ency by gamma-ray irradiation only (○) and by gamma-ray
NH4++-N 농도가 각각 204, 22, 8, 4, 2 mg l-1로 감소하였 다. 이로써, 감마선 전처리를 수행하지 않은 초기 축산폐 수의 경우 struvite 결정화에 의하여 82.0%의 NH4++-N가 감소되었고, 100 kGy 감마선 조사 및 struvite 결정화로 인하여 NH4++-N 처리효율이 99.8%로 향상되었다. 따라 서, 100 kGy 조사시 감마선 전처리에 의하여 17.8%만큼 의 NH4++-N 처리효율향상을 얻을 수 있었다. Fig. 5에는 축산폐수중 PO43--P의 감마선처리 및 stru-vite 결정화에 의한 영향을 나타내었다. PO43--P는 초기 혐기소화 축산폐수에서는 115.7 mg l-1로 존재하였으나, 감마선으로 각각 10, 20, 50, 100 kGy로 흡수선량을 증가 시켜 조사하여 줌으로써 각각 110.8, 110.0, 108.1, 105.1 mg l-1로 감소하였다. 이렇게 PO 43--P 농도가 감소된 감 마선 전처리 혐기소화 축산폐수에 대하여 struvite 결정 화시약을 1.0 : 1.2 : 1.2의 mol비에 맞춰 주입후 pH 조정 (pH 9) 후 급속교반과 침전 후의 PO43--P 농도가 각각 30.8, 22.2, 20.5, 18.8, 15.2 mg l-1로 감소하였다. 이로써, 감마선 전처리를 수행하지 않은 초기 축산폐수의 경우 struvite 결정화에 의하여 73.4%의 PO43--P가 감소되었던 것이 100 kGy 감마선을 조사한 후 struvite 결정화를 수 행함으로써 PO43--P 제거율이 86.9%로 향상되었다. 결과 적으로 100 kGy의 감마선 전처리에 의하여 13.5%만큼 의 PO43--P 처리효율향상을 얻을 수 있었다. 감마선 전처리에 의한 축산폐수중의 COD, NH4++-N, PO43--P 농도의 저감에 따른 후속 struvite 결정화 효율의 향상과 더불어, 감마선 전처리에 의하여 struvite 결정화 에 투입되는 시약 (MgCl2∙6H2O, KH2PO4)의 양을 절감 하는 효과도 부수적으로 얻을 수 있다. Fig. 6에는 감마선 전처리를 수행하기 전과 수행한 후에 투입되는 MgCl2∙ 6H2O과 KH2PO4시약의 투입량과 이때의 시약 절감율 을 나타내었다. 감마선처리 선량을 0, 10, 20, 50, 100 kGy 로 증가시킴에 따라 이때 struvite 결정화에 사용되는 MgCl2∙6H2O시약은 초기 19.7 g l-1에서 17.6, 16.4, 16.2, 15.1 g l-1로 감소하였고, KH 2PO4는 12.7 g l-1이었던 투입 량이 각각 11.8, 10.4, 10.3, 9.5 g l-1로 감소하였다. 즉, 100 kGy 감마선조사시 MgCl2∙6H2O과 KH2PO4각각 23.4%, 25.2%의 시약투입량 절감효과를 획득할 수 있었다. 특 히, 초기 0 kGy에서 20 kGy 감마선조사시 급격한 시약투 입량 절감효과를 거둘 수 있었다. Struvite 결정화시 결정화시약의 경제적 비용을 절감하 기 위한 여러 가지 방안들이 연구되었는데, 상대적으로 저렴한 Mg 공급원으로서 magnesit (MgCO3)이라는 천연 광물질을 이용하거나 (Gunay et al. 2008), 바닷물의 증발 과정에서 생성되는 간수를 이용하거나 (Lee et al. 2003), 혹은 struvite 결정화시 생성되는 침전물을 재이용하고자 하는 연구 (He et al. 2007)들을 수행하였다. 그러나, 이들 방법들은 Mg원의 공급비용은 낮춰줄 수는 있으나, 안정 적인 공급에 문제가 있을 수 있고 결정화 효율이 감소 되어 반응시간이 증가하는 문제가 있다. 또한, struvite 결정화에 있어서 가장 중요한 인자 중의 하나가 pH인데, 일반적으로 많이 사용되는 NaOH 등의 시약을 절감하기 위한 방법의 일환으로 폭기에 의한 폐 수중의 CO2탈기방법을 이용하기도 하였으나 (Battistoni et al. 1997), 폭기에 많은 시간이 소요되어 궁극적으로는 처리용량이 감소하므로 반응기 부피가 커져야 하고 폭 Gamma ray dose (kGy)
0 20 40 60 80 100 120 Conc. (mg PO 4 3--P l -1) 0 20 40 60 80 100 120 140 0 20 40 60 80 100 Removal efficiency (%)
Gamma ray dose (kGy)
0 20 40 60 80 100 120 Chemical demand (g l -1) 5 10 15 20 25
Chemical demand decrement
(%) 0 5 10 15 20 25 30
Fig. 5. Effects of pretreatment of gamma-ray irradiation on the
PO43--P removal of livestock wastewater by struvite crystal-lization; change of PO43--P concentration by gamma-ray irradiation only (●) and by gamma-ray irradiation with
stru-vite crystallization (▼), change of PO43--P removal effici-ency by gamma-ray irradiation only (○) and by gamma-ray
irradiation with struvite crystallization (▽).
Fig. 6. Chemical demand and chemical demand decrement
effici-ency by gamma-ray pretreatment of struvite crystallization of livestock wastewater; chemical demand of MgCl2∙6H2O (●) and KH2PO4(▼), chemical demand decrement effici-ency of MgCl2∙6H2O (○) and KH2PO4(▽).
를 8 이상으로 올리는 데 한계가 있는 문제점이 있다.
결
론
본 연구에서는 난분해성으로 알려진 축산폐수의 효과 적인 처리를 위하여 struvite 결정화에 의한 처리를 실시 하였다. 또한, 축산폐수의 struvite 결정화의 전처리로서 감마선처리를 수행하였을 때, 후속 struvite 결정화 효율 의 향상 연구를 수행하였다. 이를 위하여 생물학적 혐기 소화과정을 거친 축산폐수에 대하여 struvite 결정화를 위한 최적의 NH4++: Mg2++: PO43-mol비는 1.0 : 1.2 : 1.2로 결정되었으며, 최적조건하에서 COD, NH4++-N, PO43--P가 각각 72.4%, 98.9%, 74.8%가 처리되는 것으로 나타났다. 또한, 초기에 다량의 유기물과 NH4++-N, PO43--P를 함유 하는 축산폐수에 대하여 강력한 산화력을 지니는 방사 선기술을 이용하여 전처리하여 줌으로써 초기 NH4++-N, PO43--P의 농도를 낮추어주고, 뿐만 아니라 struvite 결정 화에 방해작용을 일으키는 입자상태 및 용존상태의 유 기물질에 대하여 1차적인 산화처리를 수행함에 따른 부 하량의 감소에 의해 축산폐수의 struvite 결정화 효율의 향상을 도모할 수 있었다. 뿐만 아니라, 이에 따른 stru-vite 결정화에 필요한 MgCl2∙6H2O, KH2PO4등의 시약 의 투입량을 절감시켜줌으로써 경제적 이득 또한 도모 할 수 있었다.사
사
본 연구는 교육과학기술부 원자력연구개발사업 및 기 초연구사업의 연구비 지원으로 수행되었으며, 이에 감사 드립니다.참 고 문 헌
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Manuscript Received: June 3, 2009 Revision Accepted: June 29, 2009
