폐수재이용을 위한 RO 공정 전처리시 Lime-Soda 연수화 공정 운영 특성 = Characteristics of Lime-Soda Softening operation in RO process pre-treatment for water reuse
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2020
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최근 국내에서 하천 상류의 일부 오염물질로 인해 상수원 수질에 악영향을 미치는 경우가 발견되면서 공공 폐수처리장에서 발생하는 방류수를 수계내로 유출하지 않도록 하는 ZLD(폐수무방류)에 대한 관심이 높아지고 있다. ZLD를 위해 공공폐수처리장에서 발생하는 방류수를 공업용수로 재이용하고 RO 농축수를 증발결정화 공정으로 처리하여야 한다. 이에 따라 막오염을 저감을 위해 연수화 공정을 전처리로 하여 공공폐수처리장의 방류수 내 경도 물질 제거 특성을 확인하고자 하였다. D지역 공공폐수처리장의 방류수를 사용하였으며, 연수화 실험은 jar-test 및 72m<sup>3</sup>/day 규모의 실증플랜트에서 실시하였다. jar-test에 사용된 기기는 Phipps and Bird(PB-900)이며, 연수화 공정에 사용된 약품은 응집제 PAC(Poly Aluminium Chloride), Lime(Ca(OH)<sub>2</sub>), Soda(Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>)이다.
최적 약품 주입량 산정을 위해 Lime 주입농도 10, 20, 30, 40, 50 mg/L, Soda 주입농도 200, 250, 300, 350, 400 mg/L, PAC 주입농도 50, 75, 100, 125, 150 mg/L의 조건에서 실험을 진행하였다. 그 결과, Lime 30, Soda 300, PAC 125 mg/L로 주입량을 산정하였으며 이때 총경도 및 칼슘경도의 제거율은 각각 59.3, 69.8 %로 나타났으며, 탁도의 경우 7.36 NTU로 나타났다. 또한 연수화로 인해 높아진 pH로 인한 RO 막오염을 방지하기 위한 최적 염산 주입량은 82.6 mg/L로 이때 pH는 6.16이다. 위 실험결과를 바탕으로 실증플랜트에서 연속 운전하여 연수화 유무에 따른 RO 농축수를 비교한 결과, 연수화를 한 경우 약 2배 낮은 총경도 및 칼슘경도를 나타내었다.
결론적으로 ZLD를 위한 RO의 전처리로 연수화 공정을 운영하면 경도 물질로 인한 RO 막오염을 저감할 수 있을 것으로 사료되며 후에 증발결정화 공정 시 스케일 물질을 저감할 수 있을 것으로 예상된다.
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