A Study on the Preparation of GAC(Granular Activated Carbon) for BAC(Biological Activated Carbon) Process using Oak Wood

참나무를 이용한 BAC(Biological Activated Carbon) Process용 활성탄 제조에 관한 연구

The objective of this study is the preparation of activated carbon for BAC(biological activated carbon). Prepared activated carbon was measured iodine adsorption(mg/g). methylene blue adsorption(mg/g), B.E.T($m^2/g$), PSD(Pore Size Distribution) and 'Picabiol' which in commercial activated carbon for BAC. Activation method for this study was a chemical activation used the phosphoric acid. In the method, two important factors affected activation characterized in preparation were temperature and impregnated phosphoric acid concentration. Activation temperature and impregnated phosphoric acid concentration were changed the $600{\sim}800^{\circ}C$ and 35~50wt% respectively. Activation time was fixed for 3 hour. Optimal activation temperature was $800^{\circ}C$ and impregnated phosphoric acid concentrations was about 50wt%. By the above condition specific surface area, iodine adsorption number and methylene blue adsorption number resulted $1643.3m^2/g$, 1093 mg/g, 445.6 mg/g, respectively.

본 연구에서는 국내에서 쉽게 구할 수 있으며 탄화시 높은 강도를 가질 수 있는 참나무를 이용하여 생물 활성탄 공정(BAC)에 적합한 활성탄, 즉 흡착뿐만 아니라 미생물의 안식처로서의 역할을 할 수 있는 거대 세공이 많이 발달된 활성탄을 제조하는데 그 주안점을 두었다. 활성탄의 제조는 인산 침적에 의한 화학적 활성화법을 이용하여 제조하였고 제조된 활성탄의 요오드 흡착력(mg/g), 메틸렌 블루 탈색력(mg/g), B.E.T Method에 의한 비표면적($m^2/g$), 세공 크기 분포(Pore size distribution)를 분석하여 현재 생물 활성탄 공정에 많이 사용되고 있는 P사의 'picabiol' 활성탄과 비교하였다. 본 연구에서 사용된 화학적 활성화법의 주인자는 인산의 침적농도, 활성화 용도, 그리고 활성화 시간이다. 이중 활성화 시간은 예비 실험으로 3시간으로 고정시켰다. 최적 활성화 온도와 인산 첨적 농도를 찾기 위하여 활성화 온도는 $600^{\circ}C$에서 $800^{\circ}C$ 로 변화시켰으며 인산 침적 농도는 35wt%에서 50wt%로 변화시켰다. 이렇게 제조된 활성탄 중 $800^{\circ}C$에서 활성화시켰을 때 모든 인산 침적 농도에서 요오드 흡착력(1000~1100 mg/g)과 메틸렌 블루 탈색력(200~400 mg/g)으로서 가장 높은 효율의 활성탄을 얻을 수 있었으며 picabiol과 비교하여 보았을 때 비슷하거나 더 높은 효율의 활성탄을 제조할 수 있었다.