하수종말처리장의 인 처리시설에 티탄염 응집제 적용 및 슬러지 재활용

Abstract

부영양화 방지를 위하여 규제되는 총인(Total-phosphorous, T-P) 농도가 0.2~2 mg/L 이하로 변경됨에 따라, 응집 처리 과정에서 인의 제거를 시도하게 되었다. 따라서 본 연구는 실제 하수종말처리장의 생물학적 처리수를 시료로 하여 티탄염 농도, pH 등의 인자가 인 제거에 미치는 특성에 대하여 검토하였다. 또한 실제 현장에서 가장 많이 사용되는 침강식 침전조와 가압부상식 침전조에 티탄염을 적용하여 인 제거 효율 및 슬러지 활용 가능성을 조사하였다. 응집제로 티탄염을 사용하는 경우 인 제거효율이 기존에 사용하는 황산 알루미늄(<TEX>$Al_2(SO_4)_3$</TEX>, Alum)과 유사하였다. 하향 침강방식의 침전조와 가압부상방식의 침전조 모두 기준치 이하로 모두 현장 적용이 가능하였다. 생성된 산화티탄의 성분은 원수에 포함된 무기물과 투입된 티탄염 성분으로 구성되었다. 티탄염 응집 후 생성된 슬러지를 소성하여 산화티탄을 제조하였다. 시판되고 있는 P-25 제품과 유사한 광촉매 활성을 가지고 있어 슬러지에서 생성된 산화티탄도 기존에 사용하는 제품시장에 대체 사용이 가능할 것으로 판단된다. As the regulation of total phosphorus (T-P) concentration in biologically treated sewage effluent is reduced to 0.2~2 mg/L, flocculation process is recommended to remove T-P. In this study, the performance of Ti-salt coagulant was investigated in terms of dosage and pH in removing phosphorus and the collected sludge after Ti-salt flocculation was calcined to produce titania for effective sludge recycling. The flocculation performance was carried out using two methods: sedimentation and air floatation. Both methods were feasible to apply for Ti-salt flocculation. Ti-salt flocculation was effective in reducing phosphorus concentration in sewage effluent, which showed similar performance of alum (<TEX>$Al_2(SO_4)_3$</TEX>). The calcined sludge was recycled to titania which is the widely used metal oxide. Titania produed from Ti-salt sludge indicated similar characteristics of commercially-available P-25 in regard to photocatalytic activity and surface area. Therefore, this can be easily adopted to titania application by replacing P-25.