Technical and Economical Assessment of Adsorption and Reverse Osmosis for Removal of Ammonia from Groundwater of Kathmandu, Nepal

• 발행기관: 적정기술학회
• 저자명: 팔라비 쿤와르(Pallavi Kunwar) 안재욱(Jaewuk Ahn) 백영빈(Youngbin Baek) 윤제용(Jeyong Yoon)
• 간행물 정보: 『적정기술학회지』Vol.6 No.2, 174~182쪽, 전체 9쪽
• 주제분류: 공학 > 기타공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2020.11.30

국문 초록

국제 보건기구인 WHO는 식수의 암모니아 농도를 1.5 mg/L로 제한한다. 그러나 카트만두의 지하수 암모니아 농도는0-120 mg/L로 그 농도가 매우 다양하고 높다(Chapagain et al., 2010). 고농도의 암모니아는 식수의 맛을 변질시키고 악취 문제가 발생하기 때문에 사전 처리가 필요하다. 카트만두에서는 인구의 절반이 식수로 지하수를 사용하고 있지만, 이 문제에 대한 심각성을 인지 못하고 있다. 이를 인지하고 있는 일부 거주자는 시중에서 판매되는 Jar Water를 사용하고 있지만, Jar Water도 WHO 표준을 충족하지 않는다. 따라서, 우리는 카트만두 지역의 고농도의 암모니아 문제를 해결하기 위해 암모니아 제거로 가장 잘알려진 흡착 및 역삼투(RO) 기술을 사용하여 적합성을 검증하였다. 본 연구는 2 가지 암모니아 농도(15 mg/L 및 50 mg/L)의 카트만두 합성 지하수 조성에서 흡착 및 역삼투 방법의 기술적이고 경제적인 관점에서 성능을 평가했다. 결과적으로, 이온교환수지(IE)를 통한 흡착은 초기 100% 암모니아 제거 성능을 지니며, 이는 암모늄 제거가 최대 90%인 RO에 비해 비교적 우수한 제거 능력을 갖춘 기술임을확인하였다. 또한 경제적인 측면에서는 흡착기술은 가정에서처럼 낮은 물 소비(<50 L/day)에 적합하지만, RO는 일 물소비가 높은 곳(>50 L/day) 에서 좀 더 효율적인 기술로 확인되었다. 마지막으로, 이러한 평가결과는 네팔 카트만두에서 지속 가능한 식수 확보를 위해 Jar Water를 구입하는 것보다 적절한 가정 처리 시스템을 설치하는 것이 식수의 질뿐만 아니라 경제적인 관점에서도 보다 효율적이라고 제안한다.

영문 초록

The permissible limit of ammonia concentration in drinking water recommended by the World Health Organization (WHO) is 1.5 mg/L. However, in the case of groundwater in Kathmandu, Nepal, the concentration of ammonia fluctuates dramatically from 0 to 120 mg/L at different locations and groundwater depths (Chapagain et al., 2010). Such a high concentration of ammonia causes aesthetic problems in drinking water, such as bad taste and odor; hence, prior treatment is required. In Kathmandu, half of the population utilizes groundwater, which is also employed for drinking water, but owing to a lack of knowledge of household water filters, residents of Kathmandu tend to depend greatly on commercially available jar water than on the installation of a proper household filtration method. Thus, in our study, we employed adsorption and reverse osmosis (RO) as two of the most viable decentralized/household treatment options to address the issue of high contamination of ammonia in drinking water. We evaluated their performances from technical and the economic perspectives using synthetically prepared groundwater at varying ammonia concentrations (50 mg/L and 15 mg/L). Consequently, it was found that adsorption via ion exchange (IE) resin was a comparatively better ammonia removal technology than RO, with 100% ammonia removal even after regeneration; the removal by RO was limited to up to 90%. Furthermore, our study suggests that IE is the most suitable ammonia removal technology for places with lower water consumption (< 50 L/day), whereas RO seemed to be a cost-effective technology for places with higher water consumption, where the daily water demand exceeds 50 L/day. Lastly, these assessments suggest that installing a suitable household treatment system would be more efficient and sustainable from both technical and economic points of view than purchasing commercially bottled water.

목차

Introduction

Materials and Methods

Results and Discussion

Acknowledgments

References

키워드

Adsorption Ammonia removal Cost analysis Kathmandu Reverse Osmosis