표면개질 활성탄을 이용한 고정층에서 우라늄 및 코발트 이온의 동적 흡착거동 모사

Prediction of the Dynamic Adsorption Behaviors of the Uranium and Cobalt Ions in a Fixed Bed by Surface Modified Activated Carbon

폐기물 용액의 pH 변화에 따른 고정층에서 우라늄 및 코발트 이온의 흡착거동을 다성분 흡착시스템으로 가정하여 이론적으로 예측하였다. 즉 pH 변화에 따라 존재 분율이 달라지는 각 이온 성분들이 상호 경쟁적으로 흡착한다는 가정 하에서, 평형실험에서 얻어진 결과와 우라늄 및 코발트 이온의 용액특성 (Solution chemistry)을 상호 결합하여 각 이온 성분들의 Langmuir 평형상수 값을 Ideal Adsorbed Solution Theory를 도입하여 구하였으며, 이상의 결과를 이용하여 고정층 파과곡선을 이론적으로 계산한 결과 pH 변화에 따른 흡착거동을 비교적 잘 예측할 수 있었다 따라서 본 연구에서 시도한 방법은 이온 농도와 pH가 높은 경우를 제외하고 pH 변화에 따라 용액 내에 이온의 형태가 다양하게 존재하는 흡착 시스템을 이론적으로 예측하는 데 비교적 유용하게 사용할 수 있을 것으로 판단된다.

In order to predict the dynamic behaviors of uranium and cobalt in a fixed bed at various influent pH values of liquid waste, the adsorption system is regarded as a multi-component adsorption between each ionic species in the solution. Langmuir isotherm parameters of each species were extracted by incorporating equilibrium data with the solution chemistry of the uranium and cobalt using IAST. Prediction results were in good agreement with the experimental data, except for a high concentration and pH. Although there was some limitations in predicting the cobalt adsorption, this method may be useful in analyzing a complex adsorption system where various kinds of ionic species exist in a solution.