초록
술폰산형 섬유이온교환체를 이용하여 도금 폐수 중 니켈 이온 분리를 위해 각각의 조건에 따른 니켈 이온에 대한 흡착 특성을 관찰하였다. 술폰산형 섬유이온교환체의 함수율은 술폰화도 극성이 클수록 크게 나타났으며 이온교환용량은 술폰화도가 증가함에 따라 증가하였으며 술폰화도 16%에서 3.38 meq/g로 높게 나타났다. 니켈이온의 흡착은 pH 변화에 따라 크게 변화하지 않았고 모든 흡착은 10분 이내에 약 7.5 mg/min의 흡착속도로 매우 빠르게 평형에 도달하였다. 재생 시 흡착용량은 7회까지 3.15 meq/g으로 거의 100% 가까이 탈착되었으며 그 이상에서는 2.01 meq/g으로 약간 감소하는 것으로 보아 본 연구에 사용한 이온교환체는 내구성에 문제가 없는 것으로 판단되었다. 한편 흡착평형 시간은 L/D의 값이 증가함에 따라 선형적으로 증가하였으며, 최대 흡착용량은 각각 2.71∼3.01 meq/g으로 약간 증가하였고 L/D의 변화에 크게 영향이 없는 것으로 보아 L/D<2로 흡착칼럼의 설계가 가능할 것으로 사료되었다. 또한 이온교환 섬유의 충전비가 일정할 때 pH 변화에 따른 니켈 이온의 흡착량은 산성 pH에서는 큰 변화가 없는 것으로 보아 도금수세액의 pH가 산성인 점을 고려할 때 pH 5 이하가 적합한 것으로 판단되었다.
It was observed that adsorption characteristics of sulfonated fabric ion-exchanger for separating nickel ion from electroplating rinse water. Swelling ratio was increased by increasing degree of sulfonation and polarity of solvent. Ion-exchange capacity was also increased by increasing degree of sulfonation and showed 3.38 meq/g at 16% sulfonated ion-exchanger. There was little effects of pH. Adsorption equilibrium was attained within 10 min, and adsorption rate was 7.5 mg/min. Adsorption capacity was not changed after 7 cycles of regeneration process. Regeneration adsorption capacity was slightly decreased to 2.01 meq/g. It confirmed that durability of sulfonated fabric ion-exchanger was suitable for adsorption process. Adsorption equilibrium time was linearly increased by increasing L/D and adsorption capacity showed the ion exchange capacity within the range of 2.71 ∼ 3.01 meq/g in continuous process. Design of adsorption column could be possible for L/D<2. Under constant L/D condition, there is no little pH effect when rinse water is acidic solution, and operation condition of adsorption process was optimized under pH 5.
