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요약문
SUMMARY(영문요약문)
CONTENTS
목차
제1장 서론 24
제1절 연구개발 필요성 및 목적 24
제2절 현황 및 문제점 25
제3절 연구 범위 및 내용 27
제2장 국내·외 기술개발 현황 28
제1절 국내 기술개발 현황 28
제2절 국외 기술개발 현황 30
제3장 연구개발 내용 및 결과 32
제1절 이론적 배경 32
1. COD 및 N 동시제거를 위한 물리화학적 공정 32
가. ETA 및 NH₃의 일반적인 물리화학적 성질 32
나. 이온교환 및 재생 33
다. 증발 및 응축 34
라. 흡착 37
2. COD 및 N 제거를 위한 생물학적 공정 38
가. ETA 및 NH₃의 일반적인 생물학적 성질 38
나. 질산화 38
다. 탈질화 39
라. 생물막법 40
제2절 연구결과 41
1. COD 및 N 방출저감을 위한 수지재생 공정 41
가. 수지재생 공정의 구성 41
나. 수지재생 공정의 개량에 의한 ETA 회수 기술의 장, 단점 43
다. ETA 및 NH₃ 이온교환 및 수지재생 실험 48
라. 모사폐액을 이용한 수지재생 실험 53
2. COD 및 N 동시제거를 위한 물리화학적 공정 60
가. ETA 및 NH₃ 물리화학적 특성 60
(1) ETA 및 NH₃의 진공증발 특성 60
(2) ETA 및 NH₃의 응축 및 용해 특성 65
(3) ETA 및 NH₃의 흡착 및 탈착 특성 70
(4) ETA 및 NH₃의 염기도 및 중화특성 74
나. COD 및 N 동시제거를 위한 물리화학적 공정 정립 77
(1) 공정의 구성 및 이론 78
(2) 공정의 장단점 78
다. COD 및 N 동시제거를 위한 물리화학적 공정 파라미터 79
(1) 양이온교환 수지재생공정 파라미터 79
(2) 진공증발 및 응축공정 파라미터 80
3. ETA 및 NH₃의 동시제거를 위한 생물학적 공정 81
가. ETA 및 NH₃의 생물학적 분해특성 81
(1) 호기성 조건에서 ETA 및 NH₃의 분해율 81
(2) 혐기성 및 무산소 조건에서 ETA, NO3-(이미지참조)의 제거율 86
(3) 체류시간에 따른 TSS 제거율 89
나. COD 및 N 동시제거를 위한 생물학적 공정 정립 91
(1) 공정의 구성 및 이론 91
(2) 공정의 장, 단점 92
다. COD 및 N 동시제거를 위한 생물학적 공정 파라미터 92
(1) 유량균등공정 파라미터 93
(2) 무산소공정 파라미터 93
(3) 질산화 및 탈질화공정 파라미터 93
(4) 침전공정 파라미터 94
4. COD 및 N 동시제거를 위한 수지재생 공정 및 폐수처리 복합공정 95
가. 공정 구성 및 이론 95
(1) 물리화학적 공정 96
(가) 수지재생 공정 96
(나) 진공증발 공정 96
(다) 응축 공정 97
(라) 흡착 공정 97
(2) 생물학적 공정 98
(가) 유량균등 및 무산소공정 98
(나) 질산화 및 탈질공정 98
(다) 침전공정 99
나. 공정의 장단점 99
다. 모사폐수를 이용한 복합공정 시험 및 검증 101
(1) 물리화학적 공정 101
(2) 생물학적 공정 109
라. COD 및 N 동시제거를 위한 복합공정 파라미터 최적화 114
(1) 수지재생 공정 115
(2) 진공 증발 및 응축 공정 115
(3) 유량균등 공정 115
(4) 무산소 공정 및 탈질공정 115
(5) 질산화 공정 116
(6) 침전 공정 116
5. COD 및 N 동시제거를 위한 원전 폐수처리 pilot공정 117
가. COD 및 N 동시제거를 위한 물리화학적 pilot공정 117
(1) 공정의 구성 117
(가) 수지재생 공정 118
(나) 진공증발 및 응축공정 118
(2) 공정의 장단점 118
나. 원전 폐수를 이용한 물리화학적 pilot공정 검증 121
(1) 원전 복수탈염설비 양이온수지 재생폐액 특성 121
(2) 원전 수지재생 폐액을 이용한 수지 재생공정 123
(3) 원전 폐수를 이용한 진공증발 및 응축공정 129
다. 원전 폐수를 이용한 물리화학적 pilot공정 파라미터 최적화 133
(1) 수지재생 공정 133
(2) 진공증발 및 응축공정 135
라. 원전 폐수를 이용한 생물학적 pilot공정 136
(1) 공정의 구성 136
(가) 유량균등 및 무산소 공정 136
(나) 질산화 및 탈질 공정 137
(다) 침전 공정 137
(2) 공정의 장, 단점 137
마. 원전 폐수를 이용한 생물학적 pilot공정 검증 138
(1) 유량균등 및 무산소 공정 138
(2) 질산화 및 탈질 공정 138
(3) 침전 공정 139
바. 원전 폐수를 이용한 생물학적 pilot공정 파라미터 최적화 142
(1) 유량균등 및 무산조공정 142
(2) 질산화 및 탈질공정 142
(3) 침전공정 143
6. COD 및 N 동시제거를 위한 수지재생 및 원전 폐수처리 pilot공정 프로그램 144
제4장 목표달성도 및 관련분야 기여도 145
제1절 목표달성도 145
제2절 평가의 착안점에 따른 목표달성도에 대한 자체평가 150
1. 1차 년도 150
2. 2차 년도 151
3. 3차 년도 152
제5장 참고문헌 및 부록 153
제1절 참고문헌 153
제2절 부록 155
1. COD 및 N 방출저감을 위한 수지재생 및 원전 폐수처리공정 프로그램 운용 및 운전절차 155
2. COD 및 N 방출저감을 위한 수지재생 및 원전 폐수처리공정 프로그램 컴퓨터 코드 161
표 1.1. 단계적으로 강화되는 방류수 수질 기준 24
표 1.2. 복수탈염설비 재생공정별 폐수발생량 25
표 1.3. ETA 분해 생성물에 따른 COD 및 잔류 T-N 26
표 3.1. ETA 및 NH₃의 물리화학적 성질 33
표 3.2. 온도에 따른 ETA, NH₃의 이온화 상수 및 휘발도 변화 36
표 3.3. 물리적 흡착과 화학적 흡착 37
표 3.4. 에탄올아민의 생물학적 성질 38
표 3.5. 질산화 최적조건 39
표 3.6. 여러 가지 재생방법 특징 비교 45
표 3.7. COD 및 N 동시제거를 위한 물리화학적 공정 파라미터 79
표 3.8. COD 및 N 동시제거를 위한 생물학적 공정 파라미터 93
표 3.9. COD 및 N 동시제거를 위한 복합공정 최적 파라미터 114
표 3.10. 원전 폐수를 이용한 물리화학 pilot공정 최적 파라미터 133
표 3.11. 수지재생시 유출수의 pH와 전도도 범위 134
표 3.12. COD 및 N 동시제거를 위한 생물학적 pilot공정 최적 파라미터 142
그림 3.1. 물, ETA의 증기압 곡선 35
그림 3.2. 기본적인 이온교환수지 재생방법 44
그림 3.3. 황산재생폐액을 양이온 수지탑에 주입한 후 가성소다를 이용하여 ETA를 용출/회수하는 복수탈염설비 이온교환수지 재생공정 46
그림 3.4. ETA 회수를 위한 복수탈염설비 이온교환수지 재생 공정 47
그림 3.5. 이온교환 및 재생실험장치 48
그림 3.6. ETA 농도 및 온도 변화시 시간에 따른 수지탑 후단에서의 pH와 전도도 50
그림 3.7. NH₃ 농도 및 온도변화시 시간에 따른 수지탑 후단에서의 pH와 전도도 51
그림 3.8. 가성소다농도 및 주입량에 따른 재생효율 52
그림 3.9. 모사폐액을 이용한 이온교환 및 재생실험장치 53
그림 3.10. 모사폐액 주입시 수지탑 후단에서의 pH와 전도도 및 COD와 T-N 56
그림 3.11. 가성소다 주입시 수지탑 후단에서의 pH와 전도도 57
그림 3.12. 가성소다 주입시 수지탑 후단에서의 ETA, NH₃, Na+(이미지참조)농도 58
그림 3.13. 수지재생 실험 후 수지재생율, 회수된 ETA 농도 및 순도 59
그림 3.14. 진공증발 및 응축 실험 장치 60
그림 3.15. 온도에 따른 ETA 및 NH₃의 증발량 62
그림 3.16. 내부압력에 따른 ETA 및 NH₃의 증발량 63
그림 3.17. pH에 따른 ETA 및NH₃의 증발량 64
그림 3.18. 냉각온도 변화시 ETA 및NH₃의 응축, 용해량 67
그림 3.19. pH변화시 ETA 및 NH₃의 응축, 용해량 68
그림 3.20. 내부압력 변화시 ETA 및 NH₃의 응축, 용해량 69
그림 3.21. 고온 흡·탈착 실험장치 70
그림 3.22. 온도 및 농도에 따른 ETA 및 NH₃의 평형흡착 72
그림 3.23. 온도에 따른 ETA 및 NH₃의 칼럼흡착 73
그림 3.24. 여러 온도에서 암모니아 및 ETA 농도에 따른 pH 75
그림 3.25. 여러 온도에서 암모니아 및 ETA 수용액 pH에 따른 알칼리도 75
그림 3.26. 여러 온도에서 암모니아 및 ETA 수용액 pH에 따른 완충용량 76
그림 3.27. 여러 온도에서 1.3 ppm 암모니아 및 2 ppm ETA 수용액 pH에 따른 완충용량 76
그림 3.28. ETA 및 NH₃ 폐수처리를 위한 물리화학적 공정 77
그림 3.29. ETA 및 NH₃의 분해 반응조 81
그림 3.30. ETA 및 NH₃ 농도에 따른 호기성 반응조 유출수의 농도 83
그림 3.31. 반응조 체류시간에 따른 호기성 반응조 유출수의 농도 84
그림 3.32. 유입수의 pH에 따른 호기성 반응조 유출수의 농도 85
그림 3.33. 혐기성 반응조 87
그림 3.34. NO3-(이미지참조) 농도에 따른 혐기성 반응조 유출수의 농도 87
그림 3.35. 체류시간에 따른 혐기성 반응조 유출수의 농도 88
그림 3.36. 침전조 89
그림 3.37. 체류시간에 따른 침전조의 SS 제거율 90
그림 3.38. ETA 및 NH₃ 폐수처리를 위한 생물학적 공정 91
그림 3.39. COD 및 N 동시제거를 위한 복합공정 95
그림 3.40. 물리화학적 실험장치 102
그림 3.41. 모사폐액 주입시 수지탑 후단에서의 pH와 전도도 및 COD와 T-N 104
그림 3.42. 가성소다 주입시 수지탑 후단에서의 pH와 전도도 105
그림 3.43. 가성소다 주입시 수지재생율, 회수된 ETA의 농도 및 순도 106
그림 3.44. 모사폐액을 이용한 진공증발 및 응축공정시 응축수의 pH와 전도도 및 회수된 ETA농도와 불순물함량(10% 가성소다) 107
그림 3.45. 모사폐액을 이용한 진공증발 및 응축공정시 응축수의 pH와 전도도 및 회수된 ETA농도와 불순물함량(20% 가성소다) 108
그림 3.46. 생물학적 실험장치 109
그림 3.47. 무산소공정 후 유출수의 농도값 112
그림 3.48. 질산화공정 유출수의 농도값 112
그림 3.49. 탈질화공정 후 유출수의 농도값 113
그림 3.50. 각 공정 후 유출수의 COD 및 T-N 농도값 113
그림 3.51. COD 및 N 방출 저감을 위한 물리화학적 pilot공정 실험장치 117
그림 3.52. COD 및 N 방출 저감을 위한 물리화학적 pilot공정 흐름도 120
그림 3.53. 원전 복수탈염설비 양이온수지 재생탑 후단에서 시료 분석값 122
그림 3.54. 원전폐수 주입시 수지탑 후단에서의 pH와 전도도 및 COD와 T-N 125
그림 3.55. 가성소다 주입시 수지탑 후단에서의 pH와 전도도 126
그림 3.56. 공업용 가성소다 주입시 수지탑 후단에서의 pH와 전도도 127
그림 3.57. 수지재생 실험 후 수지재생율, 회수된 ETA 농도 및 순도 128
그림 3.58. 원전폐액을 이용한 진공증발 및 응축공정시 응축수의 pH와 전도도 및 회수된 ETA농도와 불순물함량(10% 가성소다) 130
그림 3.59. 원전폐액을 이용한 진공증발 및 응축공정시 응축수의 pH와 전도도 및 회수된 ETA농도와 불순물함량(20% 가성소다) 131
그림 3.60. 원전폐액을 이용한 진공증발 및 응축공정시 응축수의 pH와 전도도 및 회수된 ETA농도와 불순물함량(20% 공업용 가성소다) 132
그림 3.61. COD 및 N 방출 저감을 위한 생물학적 pilot공정 136
그림 3.62. 무산소공정 후 유출수의 농도값 140
그림 3.63. 질산화공정 후 유출수의 농도값 140
그림 3.64. 탈질화 공정 후 유출수의 농도값 141
그림 3.65. 각 공정 처리 후 COD 및 T-N 농도값 141
그림 3.66. COD 및 N 동시제거를 위한 수지재생 및 원전 폐수처리 pilot공정 프로그램 144
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원문구축 및 2018년 이후 자료는 524호에서 직접 열람하십시요.
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