화력발전소 바텀애쉬를 이용한 인공습지의 수질정화 효과에 관한 연구 = A Study on the Water Quality Purification Effect of the Constructed Wetland with the Bottom Ash from Coal Power Plant

국문 초록 (Abstract)

화력발전소 부산물인 바텀애쉬는 다공성의 경량소재로 일반적인 모래나 자갈 등의 수질정화용 여재에 비해 비표면적이 넓고, 다량의 양이온 성분들을 포함하고 있어 재이용할 수 있는 분야가 확대되고 있다. 본 연구에서는 바텀애쉬를 인공습지에 적용하는 수질정화용 여재인 여과재를 대체하는 여재로 활용하기 위한 가능성을 평가하였다. 고안된 수평흐름 인공습지 모형실험장치를 통하여 기존에 적용되어 왔던 수질정화용 여과사와 동일한 운전조건에서 생활하수의 처리효율을 비교함으로서 바텀애쉬의 수질정화효과를 평가하였다.
비교 실험한 여과사에 비해 약 25배 이상의 넓은 비표면적을 가지고 있는 다공성 물질인 것으로 확인되었으며, 다양한 양이온을 포함하고 있어 인공습지용 여재의 수질정화 목적으로 사용가능성이 높은 것으로 판단되었다.
바텀애쉬와 여과사는 2~5mm 규격으로 체거름하여 사용하였고, 인공습지 반응조에서의 체류시간은 48시간으로 고정하여 연속적으로 운전하였다. 실험결과 바텀애쉬는 BOD, COD, SS, T-N 및 T-P 등 하수 수질방류기준 모든 항목에서 기존 여과사에 비해 높은 제거효율을 나타내는 것으로 확인되었다. 평균 제거효율면에서 BOD의 경우 3.1% 이상 향상된 결과를 나타내었고, 최근 관심의 대상이 되고 있는 T-N 및 T-P의 제거효율에서도 기존 여과사에 비해 각각 3.9% 및 5.1% 향상된 것으로 나타났다. 이러한 결과는 바텀애쉬가 여과사에 비해 흡착능 및 미생물 부착능이 우수하며, 운전 초기 및 장기간 운전 등 모든 면에서 유리한 것으로 평가되었다.
수처리 과정에서 바텀애쉬의 유해물질의 용출 가능성을 평가하기 위해 폐기물공정시험법에 따라 주요 유해오염물질을 평가한 결과 전 항목에서 불검출로 나타나 수처리용 여재로 활용되는 데 큰 문제가 없는 것으로 판단된다.

목차 (Table of Contents)

• 1장. 서론 1
• 1.1. 연구의 배경 1
• 1.2. 연구의 목적 2
• 2장. 연구관련 현황조사 3
• 2.1 석탄재의 발생과 특징 3
• 2.2 석탄재의 재활용 현황 7
• 2.3 인공습지 8
• 2.4 인공습지용 여재와 바텀애쉬의 적용가능성 12
• 3장. 실험 및 방법 14
• 3.1 인공습지용 여재의 제조 14
• 3.2 실험장치 및 방법 14
• 3.3 분석방법 17
• 4장. 결과 및 고찰 19
• 4.1 여재의 특성분석 19
• 4.2 바텀애쉬가 적용된 인공습지의 성능평가 25
• 4.3 바텀애쉬의 환경위해성 평가 34
• 5장. 결 론 37
• 참고문헌 38
• Abstract 40