Characteristics of Lead Removal in a Fixed-Bed Column Packed with Crab Shell Particles

게껍질 충진 칼럼에 의한 납의 제거 특성

Crab shell particles (Protunus trituberculatus) and activated carbon (Norit 0.8 SUPRA) were used as packing material in a fixed-bed column. When 1 g crab shell was added in the column packed with 10 g activated carbon. breakthrough to influent 10 mg Pb/L occurred at 1520 bed volumes. as compared to 380 bed volumes for 10 g activated carbon only. Addition of crab shell particles into activated carbon column resulted in increased uptake of lead. The dramatic improvement might be attributed to an increase in $co_3{^{2-}}$ and $OH^-$ available for the binding of lead. From the result of analyses, the major mechanism of lead removal was based on dissolution of $CaCO_3$ in the crab shell followed by precipitation of $Pb_3(CO_3)_2(OH)_{2(s)}$ on the surface of activated carbon. The lead uptake increased two fold as the influent lead concentration was increased from 10 to 50 mg/L. However, it decreased by 40% as the influent pH was lowered from 5.0 to 3.0.

고정층 칼럼에 충진물질로 게껍질(Protunus trituberculatus)과 활성탄(Norit 0.8 SUPRA)을 사용하였다. 10 g의 활성탄만을 충진물질로 사용했을 때는 380 층부피 (bed volume)의 10 mg/L 납 함유 폐수를 처리했을 때 파과 현상 (breakthrough)이 일어났지만, 1 g의 게껍질을 10 g의 활성탄 칼럼에 첨가했을 때는 1520 층부피에서 파과 현상이 일어났다. 게껍질의 첨가로 인해서 활성탄 칼럼의 납 제거능이 증가하였다. 이러한 급격한 효율의 증가는 납의 흡착에 유용한 $CO_3{^{2-}}$ 파 $OH^-$ 이온이 증가한 것 때문으로 사료되었다. 여러 가지 분석 결과에 의하면 납 제거의 주된 메카니즘은 게껍질 속의 $CaCO_3$가 용해된 후 납과 반응하여 $Pb_3(C0_3)_2(OH)_2$ 형태로 활성탄의 표면에서 침천물을 형성하는 것으로 사료되었다. 납의 제거능은 유입 폐수 중의 납 농도가 10 mg/L에서 50 mg/L로 증가될 때 2배 정도 증가하였으나 유입 폐수의 pH가 5.0에서 3.0으로 감소할 때 약 40% 정도 효율이 감소하였다.