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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 정진도
- 발행연도
- 2019
- 저작권
- 호서대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수47
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최근 석탄화력 발전소에 대한 미세먼지 저감 요구가 사회적 문제로 대두되면서 먼지, 황산화물, 질소산화물 등 대기오염물질 저감을 위한 방지시설 운영 기준 강화에 따라 암모니아 등 약품 사용량의 증가는 탈황폐수 중 오염물질 부하 상승의 원인이 되고 있다.
또한, 신규 발전소 건설사업 환경영향평가 시 법적 환경기준치 보다 훨씬 강화된 기준을 제시하고 있어 기존 폐수처리 공정의 시설 보강 또는 고도화된 설비를 설치하여야 한다.
특히, 대용량 바이오매스 혼소 석탄화력 발전소(500MW×4)의 탈황폐수 중에는 다양한 성분이 존재하고 이들이 폐수처리에 방해성분으로 작용하며, 총질소 및 Mn, F 등 난분해성 물질의 처리를 위해서는 현재 운영 중인 물리·화학적 시설(1차 처리)과 생물학적 시설(2차 처리)로 구성되어 있는 수질오염 방지시설의 공정개선이 필요하다.
따라서, 본 연구에서는 탈황폐수 처리설비의 효율에 영향을 줄 수 있는 폐수의 pH, 응집제 종류, Ca 제거제 등 다양한 인자들의 영향을 분석하여 Mn, F의 제거효율 실험하였다. 또한, 최근에 친환경적이며 강한 산화력을 보유하고 있어 하·폐수 처리 분야에서 연구가 활발하게 진행되고 있는 Ferrate(VI) 약품 주입 파일럿 설비를 현장에 실제 규모로 설치 및 6개월간의 운영을 통하여 탈황폐수 2차 처리수 중의 T-N, COD, SS, T-P 등 수질오염물질의 추가 제거에 대한 적용 가능성을 실험하였다.
본 실험을 통하여 응집 반응조의 pH를 7.5에서 9.1로 상승 시 Mn2+ 제거효율이 83% 향상되었으며, Alum, 불소제거제, PAC를 사용하여 응집제 종류별 불소제거 효과 실험을 통해 PAC 주입 시 제거 효율이 최대 19.1% 우수한 것으로 나타났다. 또한, 탈황폐수 중 Ca 이온 제거용 Na2CO3의 영향 분석결과, CaCO3 생성물은 침전조 내에서 Na2CO3와 함께 점착성의 침전물을 생성하여 오히려 침전조 운영에 불리한 여건을 조성하며, Ca 제거제의 부가적인 효과인 불소 제거효율의 차이는 미미한 것으로 나타났다.
0.5% Ferrate(VI)의 파일럿 플랜트 실험에서는 T-N, SS, COD, T-P가 각각 62.9, 70.9, 81.5, 66.7% 제거됨을 확인하였다.
본 연구를 바탕으로 이를 통해 향후 법적기준 강화 시 기존 탈황폐수 처리설비의 처리효율 향상을 위한 최적의 방안을 제시하고자 하였다.
또한, 신규 발전소 건설사업 환경영향평가 시 법적 환경기준치 보다 훨씬 강화된 기준을 제시하고 있어 기존 폐수처리 공정의 시설 보강 또는 고도화된 설비를 설치하여야 한다.
특히, 대용량 바이오매스 혼소 석탄화력 발전소(500MW×4)의 탈황폐수 중에는 다양한 성분이 존재하고 이들이 폐수처리에 방해성분으로 작용하며, 총질소 및 Mn, F 등 난분해성 물질의 처리를 위해서는 현재 운영 중인 물리·화학적 시설(1차 처리)과 생물학적 시설(2차 처리)로 구성되어 있는 수질오염 방지시설의 공정개선이 필요하다.
따라서, 본 연구에서는 탈황폐수 처리설비의 효율에 영향을 줄 수 있는 폐수의 pH, 응집제 종류, Ca 제거제 등 다양한 인자들의 영향을 분석하여 Mn, F의 제거효율 실험하였다. 또한, 최근에 친환경적이며 강한 산화력을 보유하고 있어 하·폐수 처리 분야에서 연구가 활발하게 진행되고 있는 Ferrate(VI) 약품 주입 파일럿 설비를 현장에 실제 규모로 설치 및 6개월간의 운영을 통하여 탈황폐수 2차 처리수 중의 T-N, COD, SS, T-P 등 수질오염물질의 추가 제거에 대한 적용 가능성을 실험하였다.
본 실험을 통하여 응집 반응조의 pH를 7.5에서 9.1로 상승 시 Mn2+ 제거효율이 83% 향상되었으며, Alum, 불소제거제, PAC를 사용하여 응집제 종류별 불소제거 효과 실험을 통해 PAC 주입 시 제거 효율이 최대 19.1% 우수한 것으로 나타났다. 또한, 탈황폐수 중 Ca 이온 제거용 Na2CO3의 영향 분석결과, CaCO3 생성물은 침전조 내에서 Na2CO3와 함께 점착성의 침전물을 생성하여 오히려 침전조 운영에 불리한 여건을 조성하며, Ca 제거제의 부가적인 효과인 불소 제거효율의 차이는 미미한 것으로 나타났다.
0.5% Ferrate(VI)의 파일럿 플랜트 실험에서는 T-N, SS, COD, T-P가 각각 62.9, 70.9, 81.5, 66.7% 제거됨을 확인하였다.
본 연구를 바탕으로 이를 통해 향후 법적기준 강화 시 기존 탈황폐수 처리설비의 처리효율 향상을 위한 최적의 방안을 제시하고자 하였다.
목차
목 차목 차 ⅰList of Figures ⅳList of Tables viiNomenclature ixⅠ. 서 론 11. 연구 배경 12. 연구 목적 및 의의 3Ⅱ. 이론적 고찰 51. 배연 탈황기술의 원리 5가. 습식 탈황법 6나. 건식 탈황법 6다. 반건식 탈황법 72. 석탄화력 탈황폐수 발생 현황 및 특성 9가. 탈황폐수 발생 현황 9나. 탈황폐수의 특성 및 폐수처리 메커니즘 103. 탈황폐수의 고도화 처리법 12가. 진공증발농축법의 원리 12나. 총질소 전기분해법의 원리 19다. Ferrate(VI) 처리법의 원리 24Ⅲ. 실험장치 및 실험방법 301. 실험장치 30가. 실험대상 설비 30나. 연구 대상 탈황폐수 처리 공정 31다. 실험장치 구성 472. 실험 내용 51가. pH에 의한 중금속 제거효율 영향 51나. 응집제 종류별 불소 제거 영향 51다. Ca 제거제의 영향 52라. Ferrate(VI) 복합처리 영향 52Ⅳ. 결과 및 고찰 581. 폐수 pH에 따른 중금속 제거효율 58가. 실험결과 58나. 실험결과 고찰 582. 응집제 종류별 불소제거 효과 61가. 실험결과 61나. 실험결과 고찰 613. Ca 제거제의 영향 65가. 실험결과 65나. 실험결과 고찰 654. Ferrate(VI) 복합처리에 의한 영향 68가. 실험결과 68나. 실험결과 고찰 85Ⅴ. 결 론 95참고문헌 98영문초록 103감사의 글 105
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