가정용 정수기 폐활성탄을 이용한 강우유출수 수질 향상 가능성 평가

최서윤; 신유정; 채병민; 모서연; 황문현; 이도균

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자료유형: 학술저널

저자정보: 최서윤 (인천대학교) 신유정 (인천대학교) 채병민 (인천대학교) 모서연 (인천대학교) 황문현 (인천대학교) 이도균 (인천대학교)

저널정보: 대한환경공학회 대한환경공학회지 대한환경공학회지 제45권 제5호

발행연도: 2023.5

수록면: 267 - 272 (6page)

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목적 : 본 연구는 정수기 폐활성탄의 자원재순환과 강우유출수의 재이용을 위해 수처리용 활성탄과 폐활성탄을 혼합한 입상활성탄을 제조한 후, 재생 처리를 통해 강우유출수의 수질 정화 효율을 평가하였다.
방법 : 혼합 입상활성탄의 혼합 비율에 따른 강우유출수의 총대장균군수, 염화물, BOD, T-N, T-P, 탁도, pH에 대한 제거율을 컬럼실험을 통해 분석하였다. 제거효율을 향상시키고자 황산제일철을 활용한 화학적 개질 및 초음파 처리를 진행한 뒤 수질오염물질의 제거율 변화 양상을 분석하였다.
결과 및 토의 : 혼합 입상활성탄의 적정 혼합비율은 7:3(GAC:WGAC)이며, 총대장균군수 88.2%, 염화물 70.8%, BOD 72.6%, T-N 88.4%, T-P 50.7%, 탁도 85.9%의 높은 제거율을 보였다. 흡착성능 향상을 위한 재생활성탄 중 0.2 M의 FeSO₄ 함침 용액으로 표면 개질 및 초음파 처리를 병행한 혼합 입상활성탄이 가장 높은 제거효율을 보였으며, 총대장균군수 11.8%, 염화물 29.2%, BOD 12.1%, T-P 20.3%, 탁도 13.2% 제거효율이 향상되었으며, T-N의 경우 19.4% 감소되었다.
결론 : 7:3 혼합 입상활성탄의 경우 모든 수질 분석항목에서 우수한 제거율을 보였으나, 중수로 재이용할 시 총대 장균군수와 탁도는 중수도 수질기준에 만족하지 못하였다. 이는 추가적인 물리화학적 표면 개질을 통해 제거 성능이 향상되어 수질기준을 만족하였으나, 화학적 개질로 인해 증가한 수소이온농도를 중수도 수질기준인 pH 5.8-8.5로 보정하는 연구가 필요하다.

Objectives : To recycle the wasted activated carbon from water purifiers and reuse stormwater runoff, this study evaluated water quality of stormwater runoff with regeneration using granular activated carbon containing commercial activated carbon for water treatment and wasted activated carbon from household water purifiers.
Methods : The removal of total coliforms, chloride, BOD, T-N, T-P, turbidity, and pH in stormwater runoff were analyzed by down-flow column test using granular activated carbon with varied mixing ratios. In addition, chemical modification with ferrous sulfate and ultrasonic treatment were conducted to improve the removal efficiency of total coliforms, and turbidity.
Results and Discussion : The optimal mixing ratio of granular activated carbon was 7:3 (GAC:WGAC), which showed high removal efficiency of 88.2% for total coliforms, 70.8% for chloride, 72.6% for BOD, 88.4% for T-N, 50.7% for T-P, and 85.9% for turbidity. The granular activated carbon with surface modification using a 0.2 M FeSO₄ solution with ultrasonic treatment demonstrated the highest removal efficiency, with a reduction of 11.8% in total coliforms, 29.2% in chloride, 12.1% in BOD, 20.3% in T-P, and 13.2% in turbidity, while T-N showed a decrease of 19.4% in removal efficiency.
Conclusion : The granular activated carbon with a 7:3 mixing ratio showed highest removal efficiencies for all water quality parameters, while the total coliforms and turbidity did not meet the water quality standards for reclaimed water. This indicated that further physicochemical surface modification with FeSO₄ and ultrasonic treatment was needed to improve the removal performance and meet the water quality standards for reclaimed water. This approach explored in this study using wasted activated carbon should be continued in the area of resource and water circulation to properly utilize resources of wastes.

#Household water purifiers #Wasted activated carbon #Stormwater runoff #Reclaimed water #Particulate #가정용 정수기 #폐활성탄 #강우유출수 #재이용수 #입자상물질

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