소규모 수도시설의 역삼투(RO), 나노여과(NF), 전기흡착(EA), 전기응집(EC) 공정의 질산성 질소 및 불소 이온 제거 성능 비교

Abstract

소규모수도시설에서 수질기준을 자주 초과하는 질산성질소(NO3-N)와 불소(F-)를 제거하기 위해 역삼투(RO), 나노여과(NF), 전기흡착(EA), 전기응집(EC) 공정을 비교평가 하였다. RO는 질산성질소 72~92%, 불소 74~85%의 제거율을 나타내었고 NF는 질산성질소 5~15%, 불소는 1%의 제거율을 나타내었다. MWCNT를 코팅한 전극을 이용한 EA의 질산성질소는 99%, 불소는 44% 제거율을 보였다. 구리와 MWCNT 복합물 소결전극을 이용한 EA의 질산성질소는 82%, 불소는 77%의 제거율을 보였으나 구리가 용출되는 문제점이 발견되었다. EC의 질산성질소는 11~46%, 불소는 69~99%을 보였다. 결론적으로 RO는 질산성질소와 불소의 높은 제거율이 가능하나 에너지 비용이 부담된다. EC는 질산성질소와 불소의 효과적인 제거가 가능하나 슬러지 발생 부담이 있다. 반면 MWCNT를 활용한 EA는 전극 제조방법에 따라 제거율에 큰 차이를 보였으며 전극의 지속적 사용을 위한 안전성 확보가 시급한 개선점으로 나타났다. Comparison of removal performance between reverse osmosis(RO), nanofiltration(NF), electrocoagulation(EC) and electroadsorption(EA) for removal of nitrate and fluoride often exceeded the limits of water quality in small water treatment plants. Removals of nitrate and fluoride were 72-92% and 74-85% in RO, 5-15% and 1% in NF, 99% and 44% in EA equipped with MWCNT coated electrodes, 82% and 77% in EA equipped with Cu-MWCNT electrodes, and 11-46% and 69-99% in EC. Consequently, high removals of both ions were anticipated in RO. Effective removal of both ions are possible for EC, but great production of sludge is a big burden. EA equipped with the MWCNT electrodes showed a great fluctuation in removal efficiency, and electrode stability should be upgraded.