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MBR과 TiO₂광촉매 산화반응을 이용한 폐수의 고도처리에 이용한 폐수의 고도처리에 관한 연구

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Author(s)
盧聖姬
Issued Date
2004
Abstract
In this research, MBR and TiO₂ photocatalyst oxidation reaction have been used for advanced treatment of wastewater for reuse.
Membrane separation instead of precipitation tank was used for removing suspended solids, and they were removed completely using the developed MBR process. The removal efficiencies of total nitrogen and phosphorous were low, and the permeate flux decreased with time due to fouling of the membrane. Therefore, we developed cell immobilization support carrier using waste lime to enhance nutrients removal efficiencies and to reduce membrane fouling. The effects of immobilized support carrier volume fraction and aeration rate on the membrane separation and nutrients removal efficiencies have been studied. When TiO₂ powder was used as a photocatalyst, it has to be recovered from water. Therefore, TiO₂ coating process on support carrier with sol-gel method was proposed and photo degradation rate was measure.
The support carrier developed in this research is porous one whose surface is rough enough to immobilize cells. As the aeration rate and support carrier volume fraction are increased, the membrane separation efficiency was increased. Total nitrogen removal efficiency was increased with increased effective MLSS concentration and effective SRT. Anoxic conditions of the inner support carrier enhance nitrogen and phosphorous removal efficiencies and also increased the phosphorous adsorption on waste lime support carrier. The removal efficiency of CODcr by photocatalytic degradation of humic acid was 85%. The powder recovery problems of TiO₂ powder process were solved with TiO₂ coating of support carrier process.
From this research, it was found that the membrane coupled with fixed phase biofilm reactor is an effective wastewater treatment system to enhance membrane separation and nutrients removal efficiencies. Using TiO₂ coating on the surface of support carrier, TiO₂ powder recovery problem was completely solved and nonbiodegradable organic waste was removed. The process developed in this research can be used for practical wastewater treatment system.
Alternative Title
Advanced Treatment of Wastewater Using MBR and TiO2 Photocatalyst Oxidation Reaction
Alternative Author(s)
Roh, Sung-Hee
Affiliation
朝鮮大學校 大學院
Department
산업대학원 화학공학과
Advisor
金瑄日
Awarded Date
2005. 2
Table Of Contents
목차
List of Tables = ⅴ
List of Figures = ⅵ
ABSTRACT = xiii
제 Ⅰ 장. 서론 = 1
제 Ⅱ 장. 침지형 MBR 공정에서 막 여과 특성 = 5
Ⅱ-1. 연구배경 및 목적 = 5
Ⅱ-2. 이론 = 6
Ⅱ-2-1. MBR 공정의 개념 = 6
Ⅱ-2-2. MBR 공정의 분류 = 6
Ⅱ-2-3. MBR 공정의 장·단점 = 8
Ⅱ-2-4. 막 오염 = 9
Ⅱ-3. 실험 재료 및 방법 = 18
Ⅱ-3-1. 실험 재료 = 18
Ⅱ-3-2. 실험 방법 = 22
Ⅱ-3-3. 분석 방법 = 25
Ⅱ-4. 결과 및 고찰 = 31
Ⅱ-4-1. 막 여과 특성 = 31
Ⅱ-4-2. DO 및 pH의 거동 = 41
Ⅱ-4-3. 질소의 거동 = 49
Ⅱ-4-4. 유기물 및 영양염류 제거 특성 = 53
Ⅱ-5. 결론 = 58
제 Ⅲ 장. 폐석회 담체를 이용한 고정생물막 공정 = 60
Ⅲ-1. 연구배경 및 목적 = 60
Ⅲ-2. 이론 = 62
Ⅲ-2-1. 생물막 공정 = 62
Ⅲ-2-2. 인의 제거 = 69
Ⅲ-3. 실험 재료 및 방법 = 73
Ⅲ-3-1. 실험 재료 = 73
Ⅲ-3-2. 실험 방법 = 77
Ⅲ-3-3. 분석 방법 = 83
Ⅲ-4. 결과 및 고찰 = 85
Ⅲ-4-1. 회분식 실험 = 85
Ⅲ-4-2. 영양염류 제거 특성 = 90
Ⅲ-5. 결론 = 94
제 Ⅳ 장. 음식물 산발효액을 이용한 영양염류 제거 공정 = 95
Ⅳ-1. 연구배경 및 목적 = 95
Ⅳ-2. 이론 = 97
Ⅳ-2-1. 외부 탄소원 = 97
Ⅳ-2-2. SBR 공정 = 99
Ⅳ-2-3 생물학적 질소·인 제거 = 100
Ⅳ-3. 실험 재료 및 방법 = 108
Ⅳ-3-1. 유기산 발효 = 108
Ⅳ-3-2. 영양염류 제거 공정 = 110
Ⅳ-3-3. 분석 방법 = 113
Ⅳ-4. 결과 및 고찰 = 114
Ⅳ-4-1. pH 및 DO의 거동 = 114
Ⅳ-4-2. 유기산발효액 첨가에 따른 유기물 및 영양염류제거 특성 = 116
Ⅳ-4-3. 반응온도 변화에 따른 유기물 및 영양염류 제거 특성 = 122
Ⅳ-5. 결론 = 127
제Ⅴ장. 막 결합형 고정상 생물막 공정 = 128
Ⅴ-1. 연구배경 및 목적 = 128
Ⅴ-2. 이론 = 130
Ⅴ-2-1. 막 결합형 고정상 생물막 공정의 개념 = 130
Ⅴ-2-2. 막 결합형 고정상 생물막 공정의 막 오염 인자 = 130
Ⅴ-2-3. 인의 제거 = 134
Ⅴ-3. 실험 재료 및 방법 = 137
Ⅴ-3-1. 실험 재료 = 137
Ⅴ-3-2. 실험 방법 = 143
Ⅴ-3-3. 분석 방법 = 145
Ⅴ-4. 결과 및 고찰 = 151
Ⅴ-4-1. 막 여과 특성 = 151
Ⅴ-4-2. 영양염류 제거 특성 = 162
Ⅴ-5. 결론 = 166
제 Ⅵ 장. TiO₂ 광촉매 산화 반응 = 167
Ⅵ-1. 연구배경 및 목적 = 167
Ⅵ-2. 이론 = 168
Ⅵ-2-1. 광촉매 개념 = 168
Ⅵ-2-2. 광산화 반응 메카니즘 = 169
Ⅵ-2-3. 물과 TiO₂의 상호작용 = 171
Ⅵ-2-4. TiO₂ 광촉매의 구조 = 172
Ⅵ-2-5. 광촉매 코팅 기술 = 174
Ⅵ-3. 실험 재료 및 방법 = 175
Ⅵ-3-1. 실험 재료 = 175
Ⅵ-3-2. 실험 방법 = 178
Ⅵ-3-3. 분석 방법 = 180
Ⅵ-4. 결과 및 고찰 = 181
Ⅵ-4-1. 회분식 실험 = 181
Ⅵ-4-2. 광촉매 담체를 이용한 산화 반응 = 186
Ⅵ-5. 결론 = 192
제 Ⅶ 장. 종합 결론 = 193
참고문헌 = 196
Degree
Doctor
Publisher
朝鮮大學校 大學院
Citation
盧聖姬. (2004). MBR과 TiO₂광촉매 산화반응을 이용한 폐수의 고도처리에 이용한 폐수의 고도처리에 관한 연구
Type
Dissertation
URI
https://oak.chosun.ac.kr/handle/2020.oak/1874
Appears in Collections:
Engineering > Theses(Ph.D)(산업기술창업대학원)
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