강, 호수, 저수지의 부영양화에 영향을 미치는 주요 요인 중 하나는 암모니아성 질소 오염입니다. 현재, 우리나라의 연간 합성요소, 합성암모니아 생산량은 4,000만톤이 넘습니다. 다양한 암모니아질소 제품을 생산함에 따라 기업에서는 대량의 암모니아질소 폐수를 배출하게 된다. 동시에 자연의 쓰레기 발효 과정에서 암모니아 질소 폐수가 발생하는데, 그 총량은 연간 수억 톤을 초과하여 자연환경에 큰 영향을 미칩니다.
암모니아 질소 폐수 처리에 있어서 산화마그네슘의 메커니즘
산화 마그네슘은 물에 녹으면 불용성 침전물인 수산화 마그네슘을 형성하는 금속 산화물입니다. 암모니아 질소 폐수 중 NH4+는 Mg(OH)2의 OH- 이온과 결합하여 NH3를 생성하고, 교반 또는 통기 하에 암모니아 질소는 NH3의 형태로 폐수로부터 방출되어 암모니아 질소 제거 목적을 달성한다.
둘째, 산화마그네슘은 알칼리성 역할도 합니다.
마그네슘옥사이드(H2O)2
Mg(OH)2+NH4+NH3↑+H2O+Mg2+
교반이나 통기를 통해 NH3가 폐수에서 분리되어 평형이 양의 방향으로 이동하고, 이후 산화 마그네슘이 용해되어 암모니아성 질소를 제거하는 목적을 달성합니다.
게다가 온도도 반응에 영향을 미치는 요소입니다. 온도가 상승함에 따라 가스의 용해도는 감소하므로 고온은 암모니아의 휘발에 더 적합합니다.
① 산화마그네슘을 첨가하고 교반하여 암모니아질소폐수를 처리하는 경우 동일조건에서 통기처리를 하는 경우보다 효과가 떨어진다.
②산화마그네슘의 암모니아질소폐수 처리효과는 온도가 증가할수록 증가한다.
③상온에서 암모니아질소폐수중 암모니아질소 제거율은 산화마그네슘 사용량 증가와 통기시간 증가에 따라 증가한다. 산화마그네슘의 첨가량을 2g/L로 하고, 통기시간을 2h로 하였을 때, 암모니아 질소 제거율은 99.66%에 도달하여 암모니아 질소 제거효과가 현저히 나타났다.
그러나 통기시간을 더욱 늘리고, 산화마그네슘 첨가량을 더욱 증가시켜도 암모니아성 질소 제거율은 크게 증가하지 않았다. 결론적으로, 암모니아 질소 폐수를 처리하기 위한 산화 마그네슘의 최적 조건은 2g/L의 산화 마그네슘 투여량과 2시간의 통기 시간입니다.
간단히 말해서, 산화마그네슘은 저렴하고, 암모니아 질소 폐수를 처리한 후 남은 산화마그네슘은 물에 녹기 어려워 침전 형태로 방출됩니다. 따라서 산화마그네슘은 폐수에 2차 오염을 일으키지 않으며 친환경적인 수처리제입니다.