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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 김동진
- 발행연도
- 2017
- 저작권
- 한림대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수7
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본말연구에서는 하수 슬러지 소각재를 이용한 인의 회수 공정 중에서 습식 화학적 인 회 수 방법인 SESAL-PHOS process를 채택하였다. 슬러지 소각재 내의 인(P)은 대부분 Al (Al-P) 또는 Ca (Ca-P)와말같은 금속과 결합하고 있다. 이때 금속과 결합한 인 화합물은 pH에 강하게말의존한다. 본말연구의 목적은 기존말SESAL-PHOS process의 효율을 증가시키말고 공정 진행 중 인의 분획 변화를 관찰하여 인과 금속의 결합정도를 정량적으로 판단하는 것이다. 이를 위해 각 단계별 pH말조절을 도입하여 공정 효율말증대를 도모하고 하수 슬러지 소각재 내의 인을 분획하여 인의 화학적 결합 변화를 관찰하였다. 추가적으로 공정의 변수 (처리 용매의 농도, 부피말등)를 조작하여 하수 슬러지 소각재의 용출 특성을 확인하여 인 회수율을 향상시킬말수 있는 방법을 알아보고 최종 회수물의 생물학적 이용가능성을 평가함 으로써말비료로서의 가치를 평가하였다. 결과적으로 인 분획 실험을 통해 하수 슬러지 소각 재의 산 전처리 후 알루미늄과 결합한 인이 46.6%에서 72.5%로 크게말증가하였고 칼슘과 결합한 인이 28.9%에서 6.4%로 크게말감소하였다. 또한 분광학적 분석(XRD, ATR-FTIR)과 SEM-EDS의 결과를 통해 ‘산 전처리 단계’에서 상등액으로 용출되었다가 고형물로 전환된말인은 대부분 알루미늄과 결합하는 것을 확인하였다. 또한 ‘인 용출 단계’에서 pH말조절을 도 입함으로써말기존말처리 방법과 비교하여 공정규모와말약품말투입비를 크게말증가시키지 않으면 서 효과적으로 인을 용출시킬말수 있었다. 마지막으로 ‘인 회수 단계’에서 칼슘을 이용하여 인을 회수할 때가 마그네슘과 비교하여 더말우수한 인 회수율(평균말66.78%)을 나타냈고 생물학적 이용가능성은 마그네슘을 이용하여 회수할 때가 평균말77.1%로 더말높았다. 이와말동시에 하수 슬러지 소각재 내의 중금속은 대 부분 제거되어 중금속 비료 기준치를 만족하는 회수물을 얻어내었다.
목차
제 1 장 서론 1제 1절 연구배경 1제 2절 연구목적 3제 2 장 문헌 및 이론 연구 4제 1 절 인 회수 및 재활용의 필요성 4제 2 절 인 화합물의 종류 및 특징 5제 3 절 인의 화학적 결합 6제 4 절 하수 슬러지 소각재의 특성 7제 3 장 습식 화학적 인 회수 기술 연구개발 동향 9제 1 절 인의 제거 및 회수 기술 91.1 물리 · 화학적 처리 기술 91.2 생물학적 처리 기술 11제 2 절 하수 슬러지 소각재로부터의 습식 화학적 인 회수 기술 122.1 하수 슬러지 소각재를 이용한 습식 화학적 인의 회수 122.2 초기 습식 화학적 인의 회수 152.3 염기를 이용한 인의 회수 152.4 산을 이용한 인의 회수 16제 4 장 재료 및 실험 방법 22제 1 절 하수 슬러지 소각재 기초 성상분석 22제 2 절 분석 방법 232.1 왕수를 이용한 고형물 용출 232.2 원소함량 분석(ICP-OES, ICP-MS) 232.3 T-P 분석 242.4 순차적 용매 추출을 통한 인의 분획 242.5 분광학적 분석 262.6 고형물 표면 분석(SEM-EDS) 26제 3 절 Visual MINTEQ 3.0을 이용한 용출 모델링 27제 4 절 인 회수 공정의 단계별 특성 분석 284.1 산 전처리 단계 294.2 인 용출 단계 314.3 인 회수 단계 34제 5 장 결과 및 토의 37제 1 절 하수 슬러지 소각재 기초 성상분석 37제 2 절 Visual MINTEQ 3.0을 이용한 용출 모델링 39제 3 절 인 회수 공정의 단계별 특성 분석 413.1 산 전처리 단계 413.2 인 용출 단계 573.3 인 회수 단계 65제 6 장 결론 75참고문헌 76Abstract 80국문초록 82
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