매립지 침출수로부터 암모니아 회수를 위한 막 증류 공정의 타당성 평가

Abstract

본 연구는 직접 접촉식 막 증류(direct contact membrane distillation, DCMD) 공정을 이용하여 안정화된매립지 침출수로부터 암모니아 회수에 대한 적용 가능성을 평가하였다. 대부분의 선행 연구는 혐기소화유출액이나 매립지 침출수와 같은 암모니아가 풍부한 폐수에서 막 증류 공정을 통한 암모니아 회수를 시도하였다. 그러나 생산수의 수질 분석을 상세히 수행하지 않거나 표면적 결과만 제시하였으며. 암모니아회수를 위한 DCMD 공정의 적용 가능성을 충분히 입증하지 못하였다. DCMD의 적용 가능성을 평가하기위해, 본 연구에서는 먼저 주요 운전 변수인 유입수 온도가 암모니아 투과유속과 회수율에 미치는 영향을조사하였다. 특정 운전 조건에서 암모니아의 투과유속과 회수율은 각각 3.35 g/m2h, 37.9%로 나타났다. 생산수의 상세한 수질 분석 결과, DCMD 공정이 중금속과 이온 등 대부분의 오염물질을 효율적으로 제거함을 확인하였다. 그러나 담수 내 총 유기 탄소(TOC), 총 용해 고형물(TDS), 생화학적 산소 요구량(BOD)은여전히 높은 수준을 보였다. 결론적으로, 생산수 내 여러 불순물의 존재를 확인하였으며, 이는 단일DCMD 공정 사용의 한계를 나타낸다. 이를 바탕으로 향후 연구 방향에 대한 논의를 수행하였다.

This study investigated the potential of direct contact membrane distillation (DCMD) torecover ammonia from mature landfill leachate. While previous studies has showed the applicabilityof the membrane distillation process in recovering ammonia from ammonia-rich wastewaters, such asanaerobic digestion effluent (ADE) and mature landfill leachate (MLL). However, these studies oftenlacked comprehensive water quality analyses, which are crucial for a thorough feasibility assessment. We first evaluated DCMD performance by examining the impact of feed temperature on ammonia fluxand recovery efficiency. Under specific operating conditions, the process achieved an ammonia fluxof 3.35 g/m2h and recovery efficiency of 37.9%. Water quality analysis of the product (freshwater)revealed that the DCMD process effectively removed most contaminants, including heavy metals, and ions. However, high levels of total organic carbon (TOC), total dissolved solids (TDS), and biochemicaloxygen demand (BOD) were observed in the product. In conclusion, the comprehensive water qualityresults highlighted the presence of multiple impurities as well as ammonia in the product. This studyalso discussed the limitations of using DCMD as a single process and proposes directions for futureresearch to address these challenges.