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제119회 대한화학회 학술발표회, 총회 및 기기전시회 안내 전기화학 기반 하폐수 중 암모니아성 질소 제어를 위한 반응 동역학 모델 및 촉매 양극 개발

등록일
2017년 2월 10일 10시 31분 58초
접수번호
3580
발표코드
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발표시간
목 14시 : 55분
발표형식
심포지엄
발표분야
환경에너지 - Current Trends in Chemistry for Water Science and Technology
저자 및
공동저자
조강우
POSTECH 환경공학부, Korea
최근 하수고도처리 기술의 광범위한 보급에도 불구하고 환경기준의 지속적인 강화로 총질소 기준 국내 호소의 좋은물과 매우나쁨 비율은 1992년 각각 2%와 20%에서 2012년 0%와 65%로 지속적인 총질소 처리 기술의 개발 및 보급이 필요한 것으로 나타났다. 국내 하폐수처리장에 유입되는 질소 부하의 많은 부분을 차지하는 것은 축산폐수, 음폐수, 매립지 침출수, 산업폐수 등 기존의 하수고도처리공정으로는 때로 대응이 곤란한 악성폐수로 이에 대한 대안으로 화학적 방법에 기반한 분산형 질소 제어기술의 보급이 필요하다. 본 발표에서는 생물학적 질소제어 기술의 대안으로서 전기화학적인 방법에 기반한 암모니아성 질소 제어기술에 대한 기술개발 동향에 대해 소개한다. 하폐수 중에 존재하는 염소이온은 적절한 인가전압 하에서 자유염소로 산화되며 이들은 클로라민을 중간생성물로 하는 Breakpoint Chlorination Pathway에 의해 질소가스와 질산성 질소로 변환된다. 이상적인 조건에서의 반응 동역학 모델 개발을 통해 pH, Cl/N 비율, 전류밀도 등 주요 운전 인자의 영향에 대해 예측이 가능하다. 전기화학적인 방법은 차아염소산을 주입하는 방법에 비해 클로라민의 농도가 낮은 상태로 유지되기 때문에 반응 선택성에 있어 많은 부분을 질소가스로 산화하는데에 유리한 것으로 나타났다. 또한 본 발표에서는 핵심 구성요소인 자유염소를 발생시키는 촉매 양극 안정성을 향상시키는 방법, 장기 운전시 발생하는 음극 표면의 스케일 형성 등 유지관리 시 고려사항 및 전기화학 기반 기술의 확대 적용을 위한 향후 연구 분야 등에 대해 논의한다.

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