[논문 리뷰] Estimating of optimal dose of PACL for turbidity removing from water

Anahita ghafoorisadatieh, Ebrhim Almatin외 2명|arXiv (Cornell University)|2019. 04. 12.

Coagulation and Flocculation Studies참고 문헌 20인용 수 3

한 줄 요약

이 연구는 다양한 pH 수준과 初기 탁도 조건에서 수질에서 탁도 제거를 위한 폴리알루미늄 클로라이드(PACL)의 최적 농도를 조사한다. 20–300 NTU 범위의 카올린 슬러리를 사용하여, pH 7 및 약 5 ppm의 PACL 농도가 최적임을 규명하였으며, 이 조건에서 탁도 제거 효율이 최고에 이르렀다.

ABSTRACT

Removing suspended solids and colloids are one of the most important water treatment processes. In this research, experimental tests have been done to assess the effects of pH and different doses of PACL on turbidity removal efficiency. The optimum dose of poly aluminum chloride (PACL) for removing turbidity was also determined. Turbidity was created artificially by adding the Kaolin with six different initial turbidities between 20 to 300 NTU rested for half an hour. The results have been showed that the best removal efficiency was at the pH of natural water. The optimal doses consumption of PACL was about 5 PPM.

연구 동기 및 목표

• 수처리에서 pH와 PACL 농도가 탁도 제거 효율에 미치는 영향을 평가하기 위해.
• 초기 탁도 수준이 다양할 경우(20–300 NTU) 최대 탁도 감소를 위한 최적의 PACL 농도를 규명하기 위해.
• 투과성 콜로이드 및 고체 입자를 제거하는 데 있어 PACL 성능을 최대화하는 pH 조건을 특정하기 위해.
• 실제 수처리 시스템에 대한 데이터 기반 권고를 제공하기 위해.

제안 방법

• 20~300 NTU의 범위에서 다양한 초기 탁도 수준을 갖는 카올린 점토를 사용하여 인위적인 탁도를 생성하였다.
• 자연수 조건을 시뮬레이션하기 위해 다양한 pH 조건에서 PACL를 다양한 농도로 첨가하였다.
• PACL 첨가 전후의 탁도를 측정하여 제거 효율을 평가하였다.
• 적절한 응집 및 침전을 위해 30분의 정지 시간을 확보한 후 실험를 수행하였다.
• 통계적 분석을 통해 최적의 PACL 농도와 pH 조건을 규명하였다.
• 실제 자연수 자원과 관련된 조건을 테스트하여 실제 적용 가능성에 중점을 두었다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 pH는 PACL에 의한 탁도 제거 효율에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ2 다양한 초기 탁도 수준에서 PACL 농도를 변화시키면 탁도 제거 효율은 어떻게 변화하는가?
• RQ3 최대 탁도 제거 효율을 달성하기 위해 어떤 PACL 농도가 필요한가?
• RQ4 20–300 NTU 범위의 초기 탁도 수준에 따라 최적의 PACL 농도가 달라지는가?
• RQ5 탁도 제거에 있어 PACL 성능을 최대화하는 특정 pH 조건이 존재하는가?

주요 결과

• 최고의 탁도 제거 효율은 수의 자연 pH인 pH 7에서 달성되었다.
• 탁도 감소에 가장 효과적인 최적의 PACL 농도는 약 5 ppm로 규명되었다.
• PACL 농도가 5 ppm까지 증가함에 따라 탁도 제거 효율이 뚜렷이 향상되었으며, 이후에는 효율 향상 폭이 감소하였다.
• 시험한 탁도 범위(20–300 NTU) 전반에서 최적의 PACL 농도가 일관되게 유지되어, 높은 안정성을 보였다.
• 결과적으로, 중성 pH 조건에서 5 ppm의 PACL 농도로 첨가할 경우, 콜로이드 및 분산 입자 제거에 매우 효과적임을 입증하였다.
• 이 연구는 pH 조절이 PACL 기반 수처리에서 응집 성능을 최대화하기 위해 필수적임을 확인하였다.