극초단파 조사가 돈분뇨의 성상과 MAP 결정화 반응에 미치는 영향
Effects of Microwave Irradiation on the Composition of Swine Manure and Crystallization of MAP
2
조회
0
다운로드
0
인용
0
참고문헌
초록
극초단파 처리에 따른 돈분뇨의 성상 변화와 극초단파 처리가 MgNH4PO4(MAP) 결정화 반응이 미치는 영향을 분석하였다. 돈분뇨내 PO43－의 농도는 극초단파가 조사됨에 따라 일정시간동안 증가하다가 감소하였으나 NH4-N의 농도는 지속적으로 감소하였다. 또한 극초단파 조사로 인해 돈분뇨내 무기탄소는 감소하고 비례적으로 유기탄소는 증가하였다. 극초단파 조사중 돈분뇨 용액내 PO43－이 감소하는 시점은 많은 양의 거품이 형성되는 시점과 일치하였으며 거품이 형성되는 시점에서의 온도는 극초단파 조사량과 관계없이 동일하게 약 49℃이었다. 결정체 형성율은 극초단파를 조사하지 않은 경우, 거품형성과 관계없이 93℃까지 조사한 경우, 극초단파를 48℃까지 조사한 경우 각각 87.8%, 87.3%, 98.5%로 극초단파를 거품발생전인 48℃까지 조사한 경우에 약 10% 정도 증가하였다. NH4-N 제거 효율은 극초단파를 조사하지 않은 경우 2.5%, 48 ℃까지 조사한 경우 4.5%, 93℃까지 조사한 경우 10.2%로 극초단파 조사량이 많을수록 증가하였다. 따라서 Mg와 PO4 및 NH4가 동몰비로 반응하는 MgNH4PO46H2O 결정체 형성율을 증진시키기 위해서는 극초단파를 거품발생전인 49℃까지 조사하는 것이 바람직한 반면 단순히 질소만을 제어하고자 할 경우에는 목적 제어량에 따라 극초단파 조사량을 조절하는 것이 바람직한 것으로 판단되었다.
Abstract
Composition changes of swine manure and the effects on MAP(MgNH4PO46H2O) crystallization by microwave irradiation were examined. The concentration of PO43－ was increased within a fixed period of time and then decreased, but NH4-N was reduced continuously during microwave irradiation. Concentration of PO43－ was started to reduce just from the point of foam formation during microwave irradiation, and the temperature at that time was always 49℃ irrespectively to microwave irradiation rate. Inorganic carbon was reduced with microwave irradiation, but soluble organic carbon(TOCs) was increased proportionally. Crystallization rate under conditions of non-microwave irradiation, irradiation up to 93℃ and 48℃ was 87.8%, 87.3% and 98.5%, respectively, showing 10% enhancement when irradiated up to 48℃. However, removal efficiency of ammonia nitrogen was proportional to the microwave irradiation rate or duration, obtaining 2.5%, 4.5% and 10.2%, respectively. Based on these results, it would be a useful strategy to irradiate microwave up to 49℃ to enhance MAP crystallization rate by changing the ionic pattern of nutrients in the manure. Meanwhile, provision of enough microwave irradiation rate might be needed to achieve high NH4-N removal.
참고문헌 (11)
- 박성현, "마이크로파 조사강도에 따른 하수슬러지의 전처리 특성", 한국폐기물자원순환학회지, 24(1), pp.45~53 (2007), 한국폐기물자원순환학회
- 조원실, "Struvite 결정화에 의한 축산폐수로 부터 질소 인 자원의 재생", 한국동물자원과학회지, 45(5), pp.875~884 (2003), 한국동물자원과학회
- Driver, J, "Why recover phosphorus for recycling and how?", Environ. Technol, 20, pp.697~708 (1999)
- Doyle, J. D, "Struvite formation, control and recovery", Water research, 36(16), pp.3925~3940
- Le Corre, K. S, "Impact of calcium on struvite crystal size, shape and purity", J. Crystal Growth, 283, pp.514~522 (2005)
- Li, L, "Removal of amonia nitrogen in wastewater by microwave radiatio", J. Hazardous materials, ~ (2008), doi:10.1016[DOI]
- Lo, S. L, "The assistance of microwave process in sludge stabilization with sodium sulfide and sodium phosphate", J. Hazardous materials, 147, pp.930~937 (2007)
- Munch, E. V, "Controlled struvite crystalisation for removing phosphorus from anaerobic digester sidestreams", Water. Research, 35(1), pp.151~159 (2001)
- Qureshi, A, "Microwave treatment and struvite recovery potential of dairy manure", J. Environmental Science and health, 43(4), pp.350~357 (2008)
- Stratful, I, "Conditions influencing the precipitation of magnesium ammonium phosphate", Water. Research, 35(17), pp.4191~4199 (2001)
- Suzuki, K, "Recovery of phosphorous from swine wastewater through crystallization", Bioresource Technology, 96, pp.1544~1550 (2005)