Applied Chemistry,Vol. 12, No. I, May 2(뼈， 217-22()

Structured packing 충전물을 이용한 양어장 혜수 중 잔류염소 제거

앞혈좌: 김경희 •• 정헌석. 이성우 이경학 임준혁 't

*부경대학교 청정화학공학부**아쿠아셀 주식회사

Removal of residual chlorine from aquaculture sea-waterby structured packing media

Hyun-lung Park' . Kyoung-Hee Kim" . Hun-Seok lung' . Sung-Woo Lee' . Kyoung-Hag Lee'Jun - Heok Lim't

Division of clean chemical engineering. Pukyoung National University. **AquaCel l. Inc.

Abstract

An adsorption tower must be installed to after treatment of excess hypochlorous

acid which is used to remove ammonia and protein in the water.

In this work. the dechlorination pretreatment method was mentioned that extend

the changing time of the active carbon when high concentration of residual chlorine

flowed in adsorption tower. At the pretreatment stripping tower installation for

removing residual chlorine. the removal efficiencies of residual chlorine by using

aquacell media were researched. When media is used. removal efficiency is extent

80%. When media and aeration were used at the same time. removal efficiency is

over 10% in 10min.

1. 서 론

식수를 포함한 일반 용수 처리에 있어서 차아염소산을 이용한 염소처리법이 널리 이루어지고

있다. 특히 식수나 양식장 공급 해수와 같이 생물의 성장에 필요한 물의 소독 및 오염물질 제거에

있어서 염소처리법의 우수성이 두드러진다. 이러한 처리방법에 있어서 수중의 암모니아와 단백질

의 제거 및 분해를 위해 주업된 과량의 차아염소산의 후처리를 위하여 활성탄이 채워진 흡착탑을

설치하여야 한다. 이는 미반웅 잔류염소가 활성탄과 반응하여 염소가스로 전환하므로 탈염소제로

서 효과적으로 알려져 있다. (White , 1992 (l), Lee et a I., 1998 (2))

본 연구에서는 잔류염소가 흡착탑의 활성탄 교체시기를 줄이는 것을 막기 위한 탈염소 전처리

방법에 대하여 언급하고자 한다. 일반적으로 폭기 (aeration)를 이용한 전처리법 (Lee , 1997 (3))

에 제올라이트가 주원료인 media와 같은 충전물을 이용한 흡착탑을 설치하여 고농도의 잔류염소

제거를 위한 실험을 하였다. media의 충전 배열과 양에 따른 잔류염소 제거효율을 확인하고자 한

다.

2. 실 험

본 실험에서 차아염소산 나트륨 (NaCIO:J 을 이용하여 일정농도의 차아염소산 이옹이 포함된

시수를 사용하였다. 실험 장치는 Fig. 1 과 같이 반응기， 폭기를 위한 Air blower, 유량계로 구성

되었다. 반응기는 원통구조로 두께 4mm , 크기는 150mm (cp) x 500 (H) 규격의 아크혈로 제작

217

218 박현정·김경회·정헌석·이성우·이경학·임준혁

하였고， 폭기 유무에 따른 잔류염소 제거효과를 확인하기 위하여 Air-blower 를 설치하였다.

먼저 폭기 및 media 의 배열에 따른 잔류염소 제거를 확인하기 위하여 Table 1.과 같이 반응

기내의 충전 방법을 탈리하여 충전 물질의 유무 및 배열에 따른 잔류염소의 제거 효융을 확인하

고자 하였다. 또한 잔류염소 초기 농도에 따콘 잔류염소의 농도 변화를 확인하였다. 또한 충전제

인 media 충전 량에 따른 잔류염소 제거 성능을 확인하였다. 시간별로 샘플렁 한 시수는 DPD법

을 이용하여 차아염소산 이온의 농도를 측정하였다.

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Fig. 1. Schematic diagram of batch reactor

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3. 결과및토론

전처리 탈기탑을 설치하는 데 있어서 가장 중요한 요소인 충전 물질인 media의 제거 성능을

알아보기 위하여 Table 1 에서 언급한 형 태로 반응기를 설치하여 잔류염소의 제거를 확인하였다.

Fig. 2의 a) 에서 상단이 개방되어있는 회분식 반응기임에도 불구하고 수중의 차아염소산 이온은

빠른 시간 내에 제거되지 않음을 확인할 수 있다. 또한 b) 에서는 일반적인 폭기만을 통해서 차아

염소산이 쉽게 제거되지 않았다. 이는 차아염소산 이온이 다소 휘발성을 가지지만 수중에서 용해

도 이하의 농도를 가진다연 다소 안정할 것으로 예상된다. Fig. 3에서는 반응기별 효율을 나타내

었다. 180분간 반응을 시켰을 때， media를 사용하지 않은 반응기의 제거 효율이 60%에 미치지

못하는 것에 비해 media가 충전되어 있는 전처리 반응기에서는 80%이상 제거됨을 보여준다. 특

히 초기 농도가 30ppm 이하의 경우에는 95%이상은 높은 제거 효율을 보였다.

Fig. 2. c) -d)는 media로 채워진 탈기탑에 폭기 유무에 따른 잔류염소 제거성능을 보여준다.

media만 충전되어 있을시， 반응시간이 60분 이상 되어야 제거 효율이 50%를 넘는 반연에 폭기

를 더할 경우 10분 이내에 50%이상 제거되었다. 이는 폭기에 의해 반웅기 내의 잔류염소에 유동

을 주어 media와의 접촉시간을 늘려주고 수중의 차아염소산의 농도를 일정하게 해주어 media의

전체에서 흡착반응을 일으키기 때문으로 보인다. structured packing 구조로 media를 충전시켰

을 경우. Fig. 2. e) 에서와 같이 random packing 충전탑보다 빠른 시간에 많은 양의 잔류염소를

제거하는 것으로 나타났다. media의 구조상 생기는 공극을 줄여주기 때문에 반응 연적이 넓고 일

정한 연적에 일정한 농도로 흡착되기 때문에 더 많은 양의 잔류염소를 제거하는 것으로 보인다.

충전물의 양에 따른 잔류염소 제거 실험에서는 Fig. 4.에서와 같이 충전비가 높을수록 높은 제

거효율을 보였지만， 충전비가 80% 이상이 되었을 때부터의 잔류염소 제거 효율은 더 이상 증가

하지 않았다. 충전비가 80%이상인 반응기에서 60분이 경과하였을 때 80%이상의 잔류염소가 제

응용화학， 제 12 권 제 1 호， 2008

Removal of residu혀 chlorine from aquaculture 않a-water by StructUI벼 packing m떠la 219

거 되었고 180분경과 후에는 90%이상의 잔류 염소 제거울을 보였다.

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Fig. 3. Removal efficiency on types of reactor.(Initial cone. ’ 50ppm)

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잔류염소의 농도가

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4. 결

잔류염소 제거를 위한 전처리 탈기탑 설치에 있어서 폭기 및 충전물인 media 의 사용 유무에

따콘 잔류 염소 제거 효율을 측정하였다. 또한， 충전물 사용 시 반응기 내에 충전율에 따른 잔류

염소 제거에 관한 실험에서 다음과 같은 결론을 얻었다.

1) 회분식 반응기 내의 차아염소산을 제거위한 실험에서 media를 이용하여 충전시켰을

180분 반응시에 제거효융이 80%이상으로 나타났다. 이는 잔류염소가 다공성 물질인 media

되어 수중의 잔류염소 농도를 떨어뜨린 것으로 예상된다.

2) 반응기 내의 media와 폭기를 동시에 하였을 때. 10분 이내에 10% 이상의 잔류염소를 제거

하였다. 또한 일정량의 잔류염소를 탈기시키는 역할로 충전물의 교체시기를 늘일 수 있는 장점이

있을 것으로 보인다.

3) media의 배열에 따른 잔류염소 제거 실험에서는

Structured packing이 더 높은 제거용을 보였다.

4) 충전물의 충전 비에 따른 실험에서는 충전 비의 증가에

기 부피의 80%이상 충전시켰을 일정한 제거효용을 보였다.

다소 낮아 80%의 media에 충분히 흡착되는 것으로 보이고，

비를 높여주어야 할 필요가 있는 것으로 판단된다.

공극이충전시키더라도

따라 제거 효율도

이는 시수 중의

고농도의 잔류염소

。t도L。 E같은

론

참고문헌

White. G. R.. The handbook of chlorination. 3rd Ed .. Van Nostrand Reinhold Co. ,

New York. 196-205pp (1 992)

(2) Lee , K. K.. C. Y. Ko and S. K. Ryu. Removal of residual chlorine from tap water by

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