지원사업
학술연구/단체지원/교육 등 연구자 활동을 지속하도록 DBpia가 지원하고 있어요.
커뮤니티
연구자들이 자신의 연구와 전문성을 널리 알리고, 새로운 협력의 기회를 만들 수 있는 네트워킹 공간이에요.
논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 조진우
- 발행연도
- 2018
- 저작권
- 세종대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수19
이 논문의 연구 히스토리 (2)
- 이 논문의 후속연구가 궁금하신가요?
- 연관 학술논문 또는 학술발표를 통해 보다 발전된 연구결과를 확인하실 수 있습니다.
- 이 논문의 연구 히스토리 확인하기
초록· 키워드
오류제보하기
본 연구에서는 미세조류를 이용하여 하?폐수를 처리하고 막 증발법을 적
용하여 미세조류와 처리수를 분리하고 이 과정에서 농축된 미세조류를 회
수하여 바이오에탄올, 바이오디젤 등 신재생에너지 생산의 원료로 제공하
는 방법에 대한 기초연구를 수행하였다. 하·폐수의 농도에 따른 미세조류
의 처리 효율 및 성장률 통하여 미세조류 적정 농도를 도출하고, 이를 막
증발법에 적용하였을 때 고액분리 및 미세조류 농축에 대한 가능성을 평가
하며 또한 막에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 미세조류는 혼합영양성
미세조류인 Chlorella Vulgaris로 설정하였으며, 인공하수를 만들어 실제 하·
폐수를 모방하였다. 연구는 총 3단계로 이루어졌다. 1단계에서는 다양한 미
세조류 농도로 저농도 (SCOD 100mg·L-1, T-N 20mg·L-1, T-P 2mg·L-1), 고농
도 (SCOD 400mg·L-1, T-N 40mg·L-1, T-P 10mg·L-1) 인공하수 처리를 함으로
써 평균 미세조류 비 성장속도 및 각 성분에 대한 미세조류 증식 계수를
도출하였다. 2단계에서는 미세조류 고액분리 및 농축에 대해서 막 증발법
적용이 가능한지 평가하였으며, 3단계에서는 하·폐수 처리에 이용된 미세
조류를 막 증발법을 이용하여 고액분리 및 농축을 하고, 막에 미치는 영향
에 대해서 알아보았다. 1단계에서는 모든 조건에서 미세조류가 각 성분
(SCOD, T-N, T-P)을 제거를 하였으며, 미세조류의 농도 0.5g·L-1, 고농도의
인공하수 (SCOD 400mg·L-1, T-N 40mg·L-1, T-P 10mg·L-1)에서 가장 높은 평
균 미세조류 비 증식률(0.0324day-1)이 나타났지만 다른 문헌과 비교하였을
때 6배 낮았으며, 각 성분에 따른 미세조류 증식 계수 (Yield coefficient) 또
한 낮게 측정되었다. 이는 하?폐수 농도 대비 미세조류 농도가 높기 때문
이라고 판단하였다. 미세조류를 통하여 하·폐수 처리는 가능하지만 F/M비
는 0.8g-SCOD·g-VSS-1·day-1이상 설정해야한다고 판단된다. 미세조류 농축에
막 증발법 적용 가능성을 평가하기 위해 미세조류 농도 0.5g·L-1, 1g·L-1,
3g·L-1로 설정하였으며 유입수와 처리수의 온도 차이 20oC, 40oC, 60oC, 막
표면 흐름 유속 0.09m·s-1, 0.18m·s-1로 설정하였다. 미세조류 농도가 3g·L-1
에서는 1일 만에 급격한 투과 유속이 감소하였으며, 1g·L-1유입수와 처리수
의 온도 차이 60oC, 막 표면 흐름 유속 0.18m·s-1에서는 막 젖음 현상(Wetting)이 발생하였다. 0.5g·L-1에서는 유입수와 처리수의 온도 차이 40oC,
막 표면 흐름 유속 0.09m·s-1에서 투과 유속 변화가 가장 적었으며, 온도 차
이 60oC, 막 표면 흐름 유속 0.18m·s-1에서 시간 당 미세조류 농축률이 가장
높았다. 이를 기반으로 3단계에서는 하·폐수 처리를 한 미세조류를 막 증
발법을 이용하여 농축하는데 미치는 영향을 알아보았다. 두 조건 모두 미
세조류만 막 증발법을 적용했을 때보다 투과 유속이 급격히 감소하였으며,
유입수와 처리수의 온도 차이가 60oC인 경우 막 젖음 현상(Wetting)이 발생
하였다. 이를 통하여 미세조류 농축에 막 증발법 적용이 가능하지만 이를
위해서는 적절한 온도 및 유속 설정이 필요하다고 판단되며, 막을 오래 유
지하기 위해서는 막 세정(Cleaning)이 필요하다고 판단된다.
용하여 미세조류와 처리수를 분리하고 이 과정에서 농축된 미세조류를 회
수하여 바이오에탄올, 바이오디젤 등 신재생에너지 생산의 원료로 제공하
는 방법에 대한 기초연구를 수행하였다. 하·폐수의 농도에 따른 미세조류
의 처리 효율 및 성장률 통하여 미세조류 적정 농도를 도출하고, 이를 막
증발법에 적용하였을 때 고액분리 및 미세조류 농축에 대한 가능성을 평가
하며 또한 막에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 미세조류는 혼합영양성
미세조류인 Chlorella Vulgaris로 설정하였으며, 인공하수를 만들어 실제 하·
폐수를 모방하였다. 연구는 총 3단계로 이루어졌다. 1단계에서는 다양한 미
세조류 농도로 저농도 (SCOD 100mg·L-1, T-N 20mg·L-1, T-P 2mg·L-1), 고농
도 (SCOD 400mg·L-1, T-N 40mg·L-1, T-P 10mg·L-1) 인공하수 처리를 함으로
써 평균 미세조류 비 성장속도 및 각 성분에 대한 미세조류 증식 계수를
도출하였다. 2단계에서는 미세조류 고액분리 및 농축에 대해서 막 증발법
적용이 가능한지 평가하였으며, 3단계에서는 하·폐수 처리에 이용된 미세
조류를 막 증발법을 이용하여 고액분리 및 농축을 하고, 막에 미치는 영향
에 대해서 알아보았다. 1단계에서는 모든 조건에서 미세조류가 각 성분
(SCOD, T-N, T-P)을 제거를 하였으며, 미세조류의 농도 0.5g·L-1, 고농도의
인공하수 (SCOD 400mg·L-1, T-N 40mg·L-1, T-P 10mg·L-1)에서 가장 높은 평
균 미세조류 비 증식률(0.0324day-1)이 나타났지만 다른 문헌과 비교하였을
때 6배 낮았으며, 각 성분에 따른 미세조류 증식 계수 (Yield coefficient) 또
한 낮게 측정되었다. 이는 하?폐수 농도 대비 미세조류 농도가 높기 때문
이라고 판단하였다. 미세조류를 통하여 하·폐수 처리는 가능하지만 F/M비
는 0.8g-SCOD·g-VSS-1·day-1이상 설정해야한다고 판단된다. 미세조류 농축에
막 증발법 적용 가능성을 평가하기 위해 미세조류 농도 0.5g·L-1, 1g·L-1,
3g·L-1로 설정하였으며 유입수와 처리수의 온도 차이 20oC, 40oC, 60oC, 막
표면 흐름 유속 0.09m·s-1, 0.18m·s-1로 설정하였다. 미세조류 농도가 3g·L-1
에서는 1일 만에 급격한 투과 유속이 감소하였으며, 1g·L-1유입수와 처리수
의 온도 차이 60oC, 막 표면 흐름 유속 0.18m·s-1에서는 막 젖음 현상(Wetting)이 발생하였다. 0.5g·L-1에서는 유입수와 처리수의 온도 차이 40oC,
막 표면 흐름 유속 0.09m·s-1에서 투과 유속 변화가 가장 적었으며, 온도 차
이 60oC, 막 표면 흐름 유속 0.18m·s-1에서 시간 당 미세조류 농축률이 가장
높았다. 이를 기반으로 3단계에서는 하·폐수 처리를 한 미세조류를 막 증
발법을 이용하여 농축하는데 미치는 영향을 알아보았다. 두 조건 모두 미
세조류만 막 증발법을 적용했을 때보다 투과 유속이 급격히 감소하였으며,
유입수와 처리수의 온도 차이가 60oC인 경우 막 젖음 현상(Wetting)이 발생
하였다. 이를 통하여 미세조류 농축에 막 증발법 적용이 가능하지만 이를
위해서는 적절한 온도 및 유속 설정이 필요하다고 판단되며, 막을 오래 유
지하기 위해서는 막 세정(Cleaning)이 필요하다고 판단된다.
목차
Ⅰ. 서론 11.1 연구 배경 11.2 연구 내용 및 구성 8Ⅱ. 연구 재료 및 방법 92.1 연구 재료 92.1.1 인공하수의 특징 92.1.2 미세조류 배양 102.1.3 막 증발법에 사용된 유입수 122.1.4 막 증발 법 모듈의 특징 및 분리막의 특징 142.2 연구 방법 162.2.1 막 증발법 장치 162.2.2 실험 조건 182.2.3 투과 유속 (Flux) 측정 222.2.4 수질 성분 분석 232.2.5 막 표면 분석 24Ⅲ. 결과 및 고찰 253.1 미세조류를 이용한 하·폐수 처리 253.1.1 시간에 따른 유출수 수질변화 253.1.2 평균 미세조류 비 증식 속도 (Average specific microalgal growthrate, μ) 283.1.3 미세조류 증식 계수 (Yield coefficient ,Y) 303.1.4 결과 요약 343.2 미세조류 농축을 위한 막 증발법 적용 가능성 평가 353.2.1 투과 유속(Flux) 변화 353.2.2 제거율 403.2.3 분리막 분석 453.2.3.1 FE-SEM & EDX 관측결과 453.2.3.2 FT-IR 관측결과 493.2.3.3 분리막 표면 접촉각 관측결과 533.2.4 결과 요약 583.3 막 증발법을 적용한 잉여 미세조류의 농축 593.3.1 투과 유속(Flux) 변화 593.3.2 제거율 623.3.3 분리막 분석 653.3.3.1 FE-SEM 관측결과 653.3.3.2 FT-IR 관측결과 663.3.3.3 분리막 표면 접촉각 관측결과 683.3.4 결과 요약 69Ⅳ. 결론 70참고 문헌 72Abstract 79
최근 본 자료
댓글(0)
0