| 초록 |
IOSP를 이용하여 적조생물입자에 대한 응집실험을 한 결과는 다음과 같다. 본 실험에 사용한 IOSP의 평균 지름은 <TEX>$11.6{ mu}m$</TEX>이고, 약<TEX>$ 77{ %}$</TEX>의 입자가 <TEX>$5.0{ ~}20.0{ mu}$</TEX>의 범위에 속하며 변동계수는 <TEX>$60.1{ %}$</TEX>이었다. IOSP의 금속성분을 분석한 결과는 <TEX>$98{ %}$</TEX>가 칼슘으로서 생석회(CaO)와 같은 성분이었다. IOSP의 전자현미경 사진을 분석한 결과 표면이 매끈한 부정형의 입자로 되어 있었다. IOSP에 해수를 첨가하면 해수중의 <TEX>$Mg^(+2)$</TEX> 이온과 급속하게 반응하여 입자의 표면 주위에 점질성의 <TEX>$Mg(OH)_2$</TEX> 흡수층 (absorption layer)을 형성하여 응집 침전하고 해수의 pH를 10.0 정도까지 상승시켰다. IOSP는 <TEX>$pH=6.2{ ~}12.7$</TEX>에서 <TEX>$11.1{ ~}50.1 mV$</TEX>로서 IOSP의 입자가 완전히 용해될 때까지 positive zeta potential을 나타낸 반면 OSP는 pH=9.2, 11.9에서 각각 -42.5, -56.9mV로서 negative zeta potential을 나타내었다. <TEX>$pNa=2.0{ ~}4.0 (10^(-4){ ~}10^(-2)M Na^+)$</TEX>에서 IOSP, OSP의 zeta potential은 거의 일정한 값을 나타내었으나 <TEX>$pNa=0.0 (1 M Na^+)$</TEX>에서는 IOSP의 EDL이 매우 크게 압축되어 zeta potential은 거의 0.0mV를 나타내었고 OSP는 -25.4mV의 여전히 높은 negative zeta potential을 나타내었다. IOSP는 <TEX>$Mg^(+2)$</TEX> 이온의 농도가 증가함에 따라 positive zeta potential이 증가하다가 <TEX>$pMg=3.0 (10^(-3)M Mg^(+2))$</TEX>에서 감소하는 결과를 나타내었다. 해수 중에서 IOSP는 4.8mV의 positive zeta potential을 나타내었고, OSP와 RTO는 각각 -30.7mV, -9.2mV의 negative zeta potential을 나타내었다. 해수중에서 IOSP의 <TEX>$Mg(OH)_2$</TEX> 흡수층과 적조생물입자 사이에는 positive-negative EDL 반응이 일어나서 이들 둘 사이에는 항상 전기동력학적 인력이 작용하고, 동시에 <TEX>$Mg(OH)_2$</TEX> 흡수층에 의한 전하중화로 인하여 입자 상호간의 응집반응은 극단적 인력이 작용하는 primary minimum에서 일어나고, DLVO 이론에 따라 응집반응은 비가역적아며 매우 신속하게 일어났다. 적조생물입자의 응집제거 효율은 IOSP의 농도 50mg/l까지 급격한 증가를 보이다가 IOSP의 농도가 계속 증가함에 따라서 점점 완만한 증가를 나타내었다. 즉 IOSP의 농도가 증가함에 따라서 지수함수적으로 증가하였다 (<TEX>$Y=53.81{ times}X^(0.1); R^2=0.9868$</TEX>).응집 침전은 IOSP 400mg/l 이상에서 거의 완전히 일어났다. IOSP <TEX>$100mg/l$</TEX>을 사용하고 G-value를 <TEX>$1, 6, 29, 139 sec^(-1)$</TEX>로 단계적으로 증가시키면서 응집 실험을 한 결과 적조생물입자의 응집제거 효율이 각각 <TEX>$70.5, 70.5, 81.7, 85.3{ %}$</TEX>로 증가하였다. 이는 응집 반응에서 입자간 충분한 충돌이 일어날 수 있도록 교반하는 것이 매우 중요함을 나타내 주는 것이다. |
