수계 나노물질(TiO2, ZnO) 위해성 평가 기술 및 저감 최적 가용기술 개발
■ 연구목표
ㅇ 하폐수처리시설 처리수 내 나노물질 중 TiO2저감 최적가용기술 개발
ㅇ 하폐수처리시설 처리수 내 나노물질 중 ZnO저감 최적가용기술 개발
ㅇ Bench Scale의 통합형 TiO2, ZnO 저감 장치 개발
■ 나노물질 : TiO2, ZnO
■ 주요 연구내용
ㅇ 최적조건으로 도출된 Na2S/ZnO의 몰비는 2.5, 전기응집 전류세기는 2A의 조건으로 초기농도 TiO2 = 5 ppm, ZnO = 10 ppm의 하수를 장기연속 처리실험(500시간)을 수행
ㅇ 최종처리수의 ZnO 제거율이 96.57%로 나타났으나, 이는 최종처리수를 ICP 분석하여 검출된 Zn을 ZnO로 간주하여 계산함
- 최종처리수에서 검출된 Zn이 과연 ZnO로 존재하는지 아니면 ZnS로 존재하는지 확인하기 위해 최종처리수를 원심 분리하여 부유입자를 분리한 후 TEM-EDX 분석을 수행한 결과, Zn와 S 가 거의 1:1 비율로 존재하였으며,
mapping 결과 Zn 과 S의 원자분포가 겹치게 나타나 최종처리수의 Zn은 ZnS의 형태로 존재함을 확인.
ㅇ ZnO 침전조와 TiO2 전기응집조에서 침전한 침전물을 채취하여 TEM-EDX 분석을 수행한 결과, Ti, Zn, Fe, S 가 모두 검출되어 ZnO 침전조에서 ZnO가 ZnS로 침전되면서 Tieh 함께 침전되어 일부 제거되며, TiO2 전기응집조에
서도 부유하는 ZnS가 Ti, Fe와 함께 침전하여 제거됨을 알 수 있었으며, 이는 Lab-scale 연속처리 실험 결과와 일치함.
ㅇ 최적조건으로 PILOT을 운전하면서, 나노물질 혼합원수와 처리수를 채취하여 물벼룩을 이용한 만성독성 평가를 수행한 결과, 나노물질 혼합원수의 물벼룩은 100%는 2일만에, 1%희석수도 6일만에 모두 사멸한 반면에, 처리수는
100%에서 21일동안 70%가 생존하여 유해성이 저감된 것을 확
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