최근 중질유 사용 비중이 높아짐에 따라 정유 플랜트의 정제공정에서 질소성분에서 유래된 다량의 암모니아가 황 회수시설로 유입되어 관 부식등의 문제를 일으켜 암모니아의 효율적 제거에 관심이 증가하고 있다. 암모니아 제거공정 중 Steam stripping은 스팀을 사용하여 충진탑에서 다성분의 액체가 공급되어 충진물을 타고 내려가며 스팀은 탑 아래에서 올라가며 암모니아가 스팀과 함께 증발해나오는 공정이다. 스팀을 사용하여 제거효율을 높일 수 있고 부산물로 암모니아수를 확보하여 소각로, 발전소 탈질설비의 환원제로 사용하여 시설 운영비를 절감할 수 있는 장점으로 연구개발에 착수하였다. 플랜트에서 암모니아는 보통 저농도로 존재하기 때문에 저농도에서 암모니아를 제거하여 회수하는데 초점을 맞췄다. 고농도에서 암모니아를 회수하는 데는 어려움이 없지만, 저농도에서 암모니아를 회수하기에는 수많은 조건이 따른다. Feed농도와 탑내로 주입하는 스팀양과의 비율, 주입스팀양에 따른 컨덴서에서의 응축량과 recycle되는 성분의 비율, 스팀양과 제거율, 회수암모니아수의 관계등의 조건을 최적화시킬 필요가 있다. 본 연구에서는 저농도 조건에서 높은 제거효율과 고농도의 암모니아수를 회수하는 최적화된 연구에 관하여 보고하고자한다.

수중생태계는 하수방류수와 비점오염원 등에 의해 유입되는 다양한 유기물질로 인해 물속에 질소(N), 인(P)과 같은 영양물질이 많아짐으로써 부영양화를 초래하게 된다. 특히 산업폐수나 축산폐수와 같이 고농도의 암모니아를 함유하고 있는 폐수의 경우에는 수계에 방출되기 전에 충분한 처리가 필수적이다. 또한 고농도의 유기물을 함유한 축산폐수나 음식물 쓰레기와 같은 폐기물을 처리하는 기술인 혐기성 소화 공정의 운전에서 암모니아는 공정운영에 있어 선택적인 제거가 필요한 실정이다. 제거 방법 중 하나는 암모니아 stripping 방법이 모색되고 있다. 암모니아 스트리핑 방법은 유입 하폐수의 pH를 10~11 이상으로 높인 후, 수중의 암모늄이온(NH4)을 암모니아 기체 분자(NH3)형태로 변형시켜서 공기와 접촉시켜 제거하는 방법이다. 그 중 pH는 자유 암모니아의 분율을 결정하는 매우 중요한 인자이다. pH가 8.0이하에서는 free암모니아의 비율이 10%미만일 경우 air stripping에 의한 암모니아 탈기는 거의 이루어지지 않으며 반면 pH가 10이상에서는 거의 90%이상이 free 암모니아로 존재하여 암모니아 탈기효율을 증진시키기 위해서는 가능한 pH를 높여야 한다. pH가 10이상으로 높아질수록 암모니아 탈기효율은 증가되지만 pH 10 이전보다 매우 많은 양의 pH 조절제(NaOH, CaCO3)가 사용된다. 기초 실험 결과 pH 조절제 각각의 단일 사용 보다 혼합 주입 시 pH 증가에 필요한 사용양이 감소하였다. 따라서 pH증가를 위한 혼합 첨가제의 최적비율과 경제적 사용양의 확인을 위해 적정 pH값을 12로 설정하여 실험 하였다. 본 연구는 pH 8.3, NO3-N 1.56mg/L NH4+-N 1,135mg/L의 음폐수를 원수로 사용하였고, 원수 1L 당NaOH는 0, 1.5, 3.0, 4.5, 6.0, 7.5, 9.0, 10.5일 때, CaCO3 각각 0.3, 0.6, 0.9, 1.2, 1.5의 비율로 혼합하였다. 혼합비율에 따른 암모니아 스트리핑 반응조 실험결과 pH를 12까지 높이는데 필요한 NaOH와 CaCO3의 경제적인 최적의 비율은 15:1로 나타났다.