유량 6000 m3/day 경도 300 mg/L as CaCO3 폐수 이온교환수지 경도 제거

유량 6000 m3/day 경도 300 mg/L as CaCO3 폐수 이온교환수지 경도 제거

 

 

유량이 6000 m3/day이고 경도가 300 mg/L as CaCO3인 폐수를 이온교환수지를 이용하여 경도를 제거하려고 한다. 허용파과점까지 도달시간이 15일이고 건조 이온교환수지 100 g 당 250 meq의 경도를 제거한다고 할 때 함수율 40%인 습윤 이온교환수지의 양(kg)을 구하시오.

 

 

 

문제에 처리수의 경도 값인 100 mg/L이 빠져있다. (오타)

 

경도가 300 mg/L인 폐수를 경도 100 mg/L가 되도록 처리하려면,

제거해야 할 경도는

(300 – 100) = 200 mg/L

 

 

 

(200 mg/L) (1 g / 1000 mg) (1000 L / 1 m3)

= (200) (1 / 1000) (1000)

= 200 g/m3

 

 

 

CaCO3의 몰질량 = 100 g/mol 이고,

CaCO3의 당량수 = 2 eq/mol 이므로,

CaCO3의 g당량수 = (100 g/mol) / (2 eq/mol)

= 50 g/eq CaCO3

( 참고 https://ywpop.tistory.com/7816 )

 

 

 

제거해야 할 경도의 양(eq)을 계산하면,

(6000 m3/day) (200 g/m3) (15 day) (1 eq / 50 g)

= (6000) (200) (15) (1 / 50)

= 360000 eq

 

 

 

100 g 당 250 meq

= (250 meq / 100 g) (1 eq / 1000 meq) (1000 g / 1 kg)

= (250 / 100 ) (1 / 1000) (1000)

= 250 eq / 100 kg

---> 100 kg 당 250 eq

 

 

 

함수율 40%

= 물 40 + 이온교환수지 60

---> 이온교환수지의 순도 = 60%

 

 

 

필요한 습윤 이온교환수지의 양(kg)을 계산하면,

(360000 eq) (100 kg / 250 eq) / (60/100)

= (360000) (100 / 250) / (60/100)

= 240000 kg

( 참고: 순도로 나누는 이유 https://ywpop.tistory.com/8147 )

 

 

 

답: 240,000 kg

 

 

 

 

[참고] 파과 (破過, breakthrough)

> 폐수를 활성탄 흡착탑이나 이온교환탑에서 처리하는 경우 처리수중에 처리대상물질이 누출되는 것. 처리수량과 누출처리대상물질의 농도를 표시하는 곡선이 파과곡선임. 누출 처리대상물질의 농도는 초기에는 천천히 상승하지만 어떤 지점을 지나면 급격히 증가함. 이 지점이 파과점임.

 

 

 

 

[키워드] 허용 파과점 기준, mg L as CaCO3 기준, mg/L as CaCO3 기준