일반기술

미세환원 철가루를 이용하여 수용액 상태의 질산성 질소를 제거하는 방법

물 속에 용해되어 있는 질산성 산소는 암모니아성 질소가 산화되어 발생하는 것으로 부영양화와 이로 인한 녹조, 적조현상의 원인이 되며 갖난 아이가 섭취하면 청색증을 유발시키는 등 환경 및 인체에 유해하다. 기존의 생물학적 탈질공정은 탄소원이 부족하면 외부 탄소원을 주입해야 하므로 경제적, 기술적 문제가 생기고, 이온교환수지법은 재생시 다량의 염을 첨가해야 하므로 비용 문제 이외에 농축염의 처리 및 처리수의 부식성 등의 단점을 가지고 있다. 또한, 수산화제이철을 이용한 화학적 처리방법은 겉보기 제거효율은 좋지만 역반응에 의해 암모늄이 발생하고 철이 다량 필요한 단점을 갖는다. 약 10 내지 100 ㎛ 크기의 철가루로 이루어진 충전층에 오염된 물을 통과시켜 같은 종류의 철가루를 오염된 물과 혼합하여 질산성 질소를 질소 기체로 환원시켜 제거하는 방법도 반응이 불완전하고 반응시간이 길며 처리 가능 농도가 약 65mg/L 이하로 제한적인 문제가 있었다. 본 기술은 미세 크기(나노미터단위)의 환원철가루를 이용하여 기존의 문제점을 해결하며 수중 질산성 질소를 제거하는 것이다 본 기술은 질산성 질소가 50 내지 400ppm의 농도로 함유된 물 1리터당 1-100nm인 환원성 철가루 40 내지 100g을 상온, 상압 및 중성조건에서 질산성 질소가 함유된 물에 혼합하여 질산성 질소를 질소 기체로 환원시켜 제거하는 것이다. 반응 압력은 5기압 이하, 반응온도는 100℃ 이하, pH는 8 이하로 조절하는 것이 바람직하다. 또한, 반응전 질소기체나 호기성 미생물을 이용하여 수중 용존산소농도를 물 1리터 당 1mg 이하로 유지하면 미세환원철가루를 이용한 환원반응에 의한 질산성 질소의 제거 효과를 더욱 높힐 수 있다. 질산성 질소를 제거한 후에는 자석을 이용하여 미세환원철가루를 회수할 수 있다. 본 기술은 매립지 침출수, 축산폐수, 비료공장폐수 등 여러 산업 분야의 폐수, 하수종말처리장의 유출수 및 비료가 많이 사용되는 농촌의 지하수 등에 다량 함유된 질산성 질소의 제거에 효과적으로 사용될 수 있