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SMZ를 이용한 컬럼반응조 내 질산성 질소의 제거
Removal of Nitrate in Column Reactors Using Surfactant Modified Zeolite

박규홍   (중앙대학교 토목공학과UU0001197  ); 이동호   (지오웍스CC0038382  );
  • 초록

    본 연구의 목적은 반응벽체 매질로서 제올라이트의 표면특성을 계면활성제로 변화시켜 제조한 SMZ로 충진된 컬럼 시험을 수행함으로써 질산성 질소의 제거특성을 조사하는 것이다. SMZ컬럼 실험에서 얻어진 파과곡선의 해석결과를 이용하여 일차원 이류확산모델을 통해 예측되는 반응벽체의 질산성 질소(N $O_3$ $^{-}$ -N)제거효과와 실제 소규모 반응벽체 설계의 기본 인자 도출을 통한 설계방법론을 제시하였다 SMZ충진 컬럼 내 질산성 질소의 파과에 대한 예측이 선형 평형 흡착 이동모델을 이용하여 수행될 수 있음을 알 수 있었다. 유량을 변화시키면서 수행한 파과실험을 통해 얻은 파과시간과 반감기( $t_{\frac{1}{2}}$ )는 유량의 크기에 반비례함을 알 수 있었다. 질산성 질소농도가 50mg/L인 지하수를 10 $m^3$ /day의 처리용량으로 음용수 수질기준인 10mg/L로 감소시키고자 할 경우, 300 ton의 SMZ를 사용하여 약 6년 간 (5.8년)매질의 교체 없이 SMZ 반응벽체를 사용할 수 있을 것으로 예측되었으며, 초기 건설비용과 조사비용 등을 제외하고는 6년에 한 번씩 교체를 위한 매질비용으로 약 1억 6천 5백만 원과 주기적으로 간단한 유지관리와 모니터링 비용이 소요될 것으로 예측되었다.


    The objective of this study was to investigate the characteristics of nitrate removal by conducting the column test in order to see the performance of surfactant modified zeolite (SMZ) as a permeable reactive barrier material. The prediction of nitrate removal was tested using the one-dimensional advective-dispersive model fitted to the experimental breakthrough curve. A methodology for scaling up to in-situ permeable reactive barrier was also proposed. The breakthrough of nitrate in the column packed with SMZ was well predicted using linear equilibrium adsorption model. The breakthrough time and half-life obtained by breakthrough experiment with variation of flowrates were decreased with the increase of flowrates. When 10㎥/day of groundwater containing the 50 mg/l of nitrate is to be treated to satisfy the potable water quality criteria (10 mg/l) by SMZ reactive barrier, 300 tons of SMZ and about 6 years of breakthrough time will be required, suggesting that 165 million wons are needed as barrier material expenses in each 6 years besides the initial design and construction expenses and the minimal monitoring and maintenance expenses.


  • 주제어

    투수성 반응벽체 .   질산성 질소 .   컬럼반응조 .   이류확산모델.  

  • 참고문헌 (32)

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 저자의 다른 논문

  • 박규홍 (26)

    1. 1997 "토양에 유출된 유류의 오염도 조사에 관한 사례연구" 上下水道學會誌 = Journal of Korean Society of Water and Wastewater 11 (2): 31~39    
    2. 1999 "포화지층내 저비중 비수용성 유기용매의 용해제거를 위한 계면활성제법의 최적 조작인자 도출" 韓國地盤工學會論文集 = Journal of the Korean geotechnical society 15 (2): 153~164    
    3. 1999 "계면활성제를 이용한 포화지층내 저비중 비수용성 유기용매의 제거거동에 관한 연구" 韓國地盤工學會論文集 = Journal of the Korean geotechnical society 15 (5): 291~300    
    4. 2002 "회전원판공정을 이용한 하수의 질산화에 관한 연구" 水質保全 = Journal of Korean Society on Water Quality 18 (2): 189~199    
    5. 2004 "충주댐 상류지역 하수도시설 확충사업에 관한 주민의 지불의사액 추정을 위한 CVM의 적용에 관한 연구" 환경영향평가 = Journal of environmental impact assessment 13 (2): 73~86    
    6. 2004 "fmGA를 이용한 하수관거정비 최적화 모델" 上下水道學會誌 = Journal of Korean Society of Water and Wastewater 18 (2): 145~154    
    7. 2005 "인공신경망 모형을 이용한 급속혼화공정에서 적정 응집제 주입농도 결정 및 응집처리후 탁도의 예측" 水質保全 = Journal of Korean Society on Water Quality 21 (1): 21~28    
    8. 2006 "댐상류지역 하수도시설 확충사업에 관한 지불의사액 추정을 위한 편익전환기법의 적용" 대한환경공학회지 = Journal of Korean Society of Environmental Engineers 28 (1): 74~80    
    9. 2007 "인제군의 상수관로 개량을 위한 주민의 지불의사금액 추정" 上下水道學會誌 = Journal of Korean Society of Water and Wastewater 21 (4): 385~394    
    10. 2010 "하수처리시설 방류수 수질기준에 확률개념 도입 타당성 분석" 上下水道學會誌 = Journal of Korean Society of Water and Wastewater 24 (3): 253~264    
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