활성탄, 칼럼, 미세펌프
○ 실험방법
◇ 활성탄 효율 실험
△ 비커 5개에 폐수량을 20ml, 40ml. 60ml. 80ml. 100ml를 각각 넣고 증류
수를 넣어 200ml로 취한다.
△ 흡착이 일어나기 전의 농도를 측정하여 C0값을 구한다.
△ 비커에 활성탄을 각각 2g을 첨가시킨다.
△ 12시간 정치 후 상등액을 취해 농도를 측정한다.
◇ 칼럼실험
△ 최초 주입하는 폐수의 농도를 측정하여 C0값을 구한다.
△ 폐수 유입구에 각 층의 밸브를 닫고 펌프를 이용하여 폐수를 주입한다.
△ 약 10분 단위로 폐수를 채취하여 농도 측정한다.
△ 흡착단계가 끝나면 하부에서 물을 통과시켜 역세척을 실시한다.
10. 진공여과
○ 목적
진공여과의 개념을 이해하고, 시료속의 부유물질의 양을 파악하기 위해 필
요한 진공여과에 대하여 실험한다. 그리고 폐수내 고형물에 대한 총고형물
(TS: Total Solids)을 구한다.
○ 이론 및 원리
◇ 진공여과는 폐수 슬러지를 탈수하기 위하여 이용되는 것으로, 가장 널리
이용되는 기계식 탈수기이며 생슬러지나 소화 슬러지의 탈수에 모두 이용
할 수 있다. 다공질의 여과재 위에 탈수고형물을 안전하게 놓고, 진공압에
의해 수분만을 제거하는 방법이다.
◇ 진공여과운전은 회전드럼을 스러리 탱크의 가운데로 통해 진공에 의해 고
형물을 드럼에 안전하게 지탱시킨다. 회전드럼의 슬러지 탱크에 침수한 정
도는, 10-60%의 범위로 변화한다. 드럼이 한번 회전하는 동안의 침수 부
분에서 슬러리를 여과하여 수분을 제거하고 고형물을 여과재 위에 유지한
다. 여과 cycle동안 걸리는 시간을 형성시간이라 부른다.
◇ 슬러지 탱크 내에 침수한 후, 여과재 상에 퇴적한 슬러지는 진공에 의해
수분을 계속하여 여과하고, 건조한다. 여과의 최후단계에서 탈수 cake를
cake 자르는 칼에 의해 콘베어 벨트 위에 떨어뜨리고 다음의 처분으로 이
동한다.
◇ 탈수 process에 영향을 주는 인자
△ 탈수를 받는 슬러지의 농도. 이것은 농축 process와 슬러지의 성상에 의
해서 결정됨
△ 슬러지의 점성저항과 여액의 점도는 보통 같은 온도의 물에 있어서의 점
도와 같음
△ 슬러지의 압밀도. 슬러지 입자의 성질과 관계됨
△ 슬러지의 입자경, 형상, 수분량 등의 물리적·화학적 조성
◇ filter의 작동인자
△ 운전 진공도 : 10∼20 inch 수은주에서 변화하는데, 압밀성이 나쁜 cake
에 대해서는 진공도가 높은 만큼 효과적
△ 드럼의 침수정도 : 10∼60%의 범위에서 변화한다. 공극률이 높은 슬러지
에는 높은 침수정도를 가짐
△ 약품 주입에 의한 슬러지의 조정 : 대부분의 슬러지는 응집제의 주입을
필요로 한다. 약품주입은 미소입자를 응집시켜 분산을 최소화하고, 탈수
케이크가 여과재에 부착하는 것을 돕는다. 응집제의 예로는 염화제2철,
석회 또는 고분자 전해질이다.
△ 여과재의 종류와 공극률 : 여과되는 고형물에 대해서는 그다지 중요하지
않지만 여과재의 공극률이 높으면 여과속도를 크게 할 수 있다.
△ 총고형물(TS) = 총부유물질(TSS) + 총용존물질(TDS)
△ 총용존물질(TDS) = 총고형물(TS) - 총부유뮬질(TSS)
△ 휘발성 고형물(VS) 와 작열잔류 고형물(FS)
○ 실험기구
여과기구 또는 Gooch crucible, 진공펌프, 진공 플라스크(500ml), 건조기
(103～104℃), 전기로(550℃), 화학저울, 여과섬유 여지, 메스실린더
○ 실험방법
△ 총고형물(TS)
◇ 시료를 분석하기 전에 증발접시를 미리 증류수로 씻는다.
◇ 전기건조기(103～104℃)에서 1시간가량 건조시킨 후 사용한다.
◇ 잔류량이 10~200mg 되도록 시료량(V)을 결정한다.
◇ 잘 섞은 시료를 무게를 잰 증발접시에 옮기고 건조기(103～104℃)
에 넣고 밤새 건조시킨다.
◇ 데시케이터로 옮겨 상온까지 식힌 후 무게를 재고 기록한다.
TS(mg/L) =
a : 건조 후 잔유물 + 접시의 무게
b : 접시의 무게(g)
△ 총부유물질(TSS)
◇ 유리섬유 여지를 핀셋으로 여과기의 지지대 위에 부착(주의: 여과지가 중
앙에 위치해야 흡입여과 시 시료가 새지 않는다.)
◇ 상부여과관 (Filter Funnel)을 올려놓고 클램프로 고정(마그네틱 Funnel을
사용하면 클램프로 고정할 필요가 없다.)
◇ 증류수를 소량으로 나누어 여과기를 통과
◇ 핀셋으로 끄집어내어 알루미늄호일 접시 또는 시계접시위에 놓음
◇ 105~110℃ 건조기 안에서 2시간 건조한다.
◇ 황산 데시커이터에 넣어 방냉하고 항량으로 함
◇ 무게를 정밀히 달고 여과기에 다시 올려놓음
◇ 시료 적당량 (건조후 중량이 5~30㎎ 되도록)을 취함- 입경 큰 고형물질
함유 시료 : 세게 흔들어 섞은 다음 2mm체를 통과한 시료를 가지고 실험
◇ 여과기에 주입하면서 흡입여과
◇ 시료용기 및 여과기의 기벽에 붙어있는 부착물질을 소량의 물로 충분히 여
지위에 씻어 내림
◇ 즉시 여지상의 잔유물을 물 10㎎/L씩 충분히 씻어주고 약 3분동안 계속하
여 흡인 여과(용존염류가 다량 함유 시 : 세척조작 2~3회 추가)
◇ 유리섬유 여지를 핀셋으로 주의하면서 여과기에 끄집어내어 시계접시위에
놓음
◇ 105~110℃의 건조기 안에서 2시간 건조 후 항량으로 하여 무게를 정밀히
측정
◇ 부유물질의 양은 여과전후의 유리섬유 여지 무게의 차로 한다.
◇ 항량이라 함은 같은 조건에서 한 시간 더 건조시킬 때 그 차이가 0.3mg이
하임을 말한다.
◇ 계산 방법
부유물질 =
여기에서 a : 시료 여과전의 유리섬유 여지무게(g)
b : 시료 여과후의 유리섬유 여지무게(g)
v : 시료 양(L)
△ 휘발성 고형물(VS)과 작열잔류 고형물(FS)
◇ TS 측정에 사용된 증발접시를 전기로에 넣고 550℃에서 항량이 되도록
건조시킨다.
◇ 건조 후 증발접시를 식힌다.
◇ 식힌 후 가능한 한 빨리 증발접시의 무게를 측정한다.
VS(mg/L) =
FS(mg/L) =
A : 건조 전 잔유물 + 접시의 무게(g)(TS의 a값)
C : 건조 후 잔유물 + 증발접시의 무게(g)
B : 증발접시의 무게(g)(TS의 b값)