한국지반공학회논문집 (Journal of the Korean Geotechnical Society)

  • 제26권9호
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  • Pages.37-45
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  • 2010
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  • 1229-2427(pISSN)
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  • 2288-646X(eISSN)
한국지반공학회 (Korean Geotechnical Society)
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등온 및 동적 흡착 실험을 통한 제강 슬래그의 비소 흡착 특성

Sorption Characteristics of Arsenic on Furnace Slag by Adsorption Isotherm and Kinetic Sorption Experiments

  • 오참뜻 (서울대학교 건설환경공학부) ;
  • 이성수 (서울대학교 공학연구소) ;
  • ;
  • 권호진 (광주대학교 토목공학과) ;
  • 이원택 (호남대학교 토목환경공학과) ;
  • 박준범 (서울대학교 건설환경공학부)
  • Oh, Cham-Teut (Dept. of Civil & Environ. Eng., Seoul National Univ.) ;
  • Rhee, Sung-Su (Seoul National University Engineering Research Institute, Seoul National University) ;
  • Igarashi, Toshifumi (Division of Sustainable Resources Engineering Faculty of Engineering, Hokkaido University) ;
  • Kon, Ho-Jin (Dept. of Civil Engineering, Gwangju Univ.) ;
  • Lee, Won-Taek (Dept. of Civil and Environ. Eng., Honam Univ.) ;
  • Park, Jun-Boum (Dept. of Civil & Environ. Eng., Seoul National Univ.)
  • 투고 : 2010.06.18
  • 심사 : 2010.09.01
  • 발행 : 2010.09.30
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초록

본 연구에서는 지하수에 존재하는 비소를 산업 폐기물인 제강 슬래그를 이용하여 제거하고자, 제강 슬래그에 대한 비소의 흡착특성을 규명하였다. 이를 위해 등온흡착 실험과 동적흡착 실험을 수행하였고, 흡착반응 후 용액의 화학적 특성을 분석하였다. 실험 결과, 흡착 실험을 수행한 모든 용액은 염기 상태로 존재하였으며(pH 9이상), 칼슘의 농도가 가장 높았다(30~50mg/L). 등온흡착 실험결과는 Langmuir 모델보다Freundlich 모델에 적용하는 젓이 더 합리적이였으며, 제강 슬래그에 As(V)가 As(III)보다 약 87% 더 많이 흡착되는 것으로 확인됐다. 동적흡착 실험결과의 경우, 유사일차모델보다 유사이차모델을 통해 해석하는 것이 더 적합하였다. 비소의 초기농도가 높을수록 평형 흡착량($q_e$)과 완화시간($t_r$) 이 모두 증가하였으며, As(V)는 As(III)보다 평형 흡착량이 많고 완화시간은 짧은 것을 확인할 수 있었다. 또한, 유사이차모델을 통해 예측된 평형 흡착량이 등온흡착 실험에서 구한 평형 흡착량과 유사해 동적흡착 실험결과로 등온흡착 실험결과를 예측하는 것이 가능함을 확인하였다.

Sorption characteristics of arsenic on furnace slag were investigated to remove arsenic from groundwater using furnace slag, which is industrial waste generated from steel company. Adsorption isotherm experiments and kinetic sorption experiments were performed and the chemical characteristics of supernatants from these experiments were analyzed. Results showed that all supernatants were alkaline (above pH 9) and the highest ion concentration in the solution was found with calcium (30~50 mg/L). Results of adsorption isotherms were more adequately described by the Freundlich model than Langmuir model. From adsorption isotherms experiments, it was noted that the adsorption amount of As(V) was 87% higher than that of As(III). Results of kinetic sorption experiments were more properly fitted by pseudo second order (PSO) model than pseudo first order model. Equilibrium adsorption amount ($q_e$) and relaxation time ($t_r$) calculated from PSO model increased with initial concentration of arsenic. Equilibrium adsorption amount of As(V) was higher than that of As(III) and relaxation time of As(V) was shorter than that of As(III). Adsorption isotherm results could be predicted by kinetic adsorption results, since equilibrium adsorption amount calculated through PSO model generally agreed with equilibrium adsorption amount measured from adsorption isotherm.

키워드

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