• 대한환경공학회지
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• 제34권10호
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• pp.709-714
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• 2012

본 연구에서는 석탄계 활성탄 신탄을 이용하여 입상활성탄 흡착공정에서의 nitrosamine류 9종의 흡착특성을 평가해 본 결과, nitrosamine류 9종의 물질별 파과 순서는 NDMA가 가장 빨리 파과에 도달하였고, 다음으로 NMOR, NPYR, NMEA, NDPA, NDEA, NPIP 순으로 나타났고, NDBA와 NDPHA의 경우는 운전 기간 동안 활성탄 처리수에서 검출되지 않았다. 석탄계 활성탄 신탄을 이용한 입상활성탄 흡착공정에서의 nitrosamine류 9종의 최대 흡착량(X/M)은 파과에 도달한 nitrosamine류 7종 중에서 NDMA가 $27.5{\mu}g/g$으로 가장 낮게 나타났으며, NPIP가 $671.0{\mu}g/g$으로 가장 높은 최대 흡착량을 나타내었고, NDBA와 NDPHA의 경우는 실험기간 동안 활성탄 흡착컬럼의 처리수에서 검출되지 않아 최대 흡착량을 구할 수가 없었다. 또한, 7종의 nitrosamine류에 대한 CUR의 경우는 NDMA가 1.07 g/day로 나타나 NPIP의 0.08 g/day 보다 13.4배 정도 높은 활성탄 사용률을 나타내었다. 석탄계 활성탄 신탄을 이용한 입상활성탄 흡착공정에서 파과에 도달한 7종의 nitrosamine류에 대해 최대 흡착량(X/M)과 $K_{ow}$값과의 상관성을 평가해 본 결과, 상관계수($r^2$)가 0.94로 나타나 양호한 상관성을 나타내었다.

• KSBB Journal
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• 제19권2호
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• pp.104-109
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• 2004

정수용 입상활성탄 (granular activated carbon, GAC)으로 사용되는 식물계와 석탄계 활성탄의 미생물 재생장 현상을 파악하고 비교하기 위해 활성탄 칼럼을 대상으로, 유입수와 유출수 비교와 함께 활성탄 상의 종속영양세균의 분포와 활성을 분석하였다. 활성탄 칼럼은 총유기탄소와 잔류염소를 잘 제거하였으며 이온은 잘 제거하지 못하는 것을 알 수 있었으며, 칼럼 유출수의 세균수는 10일째 파과 (breakthrough)가 발생한 후 증가하여 최종적으로 석탄계와 식물계 활성탄에서 각각 1.1 ${\times}$ $10^3$, 6.2 ${\times}$ $10^2$ CFU/mL로 나타났다. 칼럼 내부 활성탄 상의 미생물 활성은 GAC-C가 15.35~29.06$\mu\textrm{g}$ INT-formazan/g-GAC/h이었고, 세균수와 세균활성 모두 석탄계가 조금 높았다. 입상활성탄 상의 미생물 재생장 현상이 확인되었고, 석탄계 활성탄이 야자계 활성탄보다 미생물 재생장 유발 효과가 큰 것으로 판명되었으며, 활성탄 상의 세균에 의한 유기물 제거능력이 확인되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권6호
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• pp.601-608
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• 2008

본 연구의 목적은 파일롯 규모의 입상활성탄지에서 흡착과 생물학적 제거 기작이 진행되는 장기간의 운전동안 전처리공정으로서 오존처리의 영향을 평가하는 것이다. 공정별로 용존 또는 생분해성 유기물질의 제거, DOM의 성상과 특성변화와 미생물의 증식의 변화를 평가하였다. 오존공정이 존재하는 입상활성탄 공정(전오존처리+활성탄 여과지; Pre O$_3$ + F/A, 후오존처리 + 활성탄 흡착지; Post O$_3$ + GAC)은 오존의 위치(전오존 후오존)에 상관없이 입상활성탄 단독공정(활성탄 여과지; F/A, 활성탄 흡착지; GAC)에 비해 생물학적 제거능이 활성화된 장기간 운영 후에 DOC, 친수성 용존유기물(HPI), BDOC와 AOC의 제거율이 10$\sim$20% 정도로 높았다. 오존공정은 전반적인 DOC 제거에는 큰 영향을 주지는 못했지만, AOC를 약 20% 정도로 감소시켜 관로내 미생물의 재증식을 저감하는데 기여할 것으로 생각된다. 활성탄 여재에 고정된 미생물의 생체량인 Biomass는 전처리로서 오존처리의 유.무에 상관없이 공정별로 큰 차이를 보이지 않은 반면에, 유출수에서의 HPC는 F/A나 GAC에 비해 Post O$_3$ + GAC에서 매우 낮았다.

• 대한환경공학회지
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• 제28권11호
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• pp.1192-1197
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• 2006

입상 활성탄을 이용한 회분식 흡착실험과 연속식 흡착 컬럼 실험을 통해 이온성 및 비이온성 의약품의 제거특성을 평가하였다. 초기 혼합 의약품을 10 ${\mu}g/L$로 주입한 회분식 흡착실험의 경우 입상 활성탄을 500 mg/L로 하였을 때 대상 의약품은 $94{\sim}98%$ 이상의 높은 제거율을 보였다. 이온성 의약품은 pH가 감소할수록 흡착능이 증가하였으나 비이온성 의약품의 흡착능은 pH변화에 큰 영향을 받지 않았다. 이온성 의약품은 pH가 이온화 상수(pKa) 이하로 낮아짐에 따라 COOH형태로 비이온화되어 흡착이 용이하게 되지만 pH가 pKa 이상에서는 이온 상태의 $COO^-$로 존재하게 되어 흡착이 저하되기 때문이다. 또한 pH저하는 액상내 $H^+$ 증가 및 활성탄 표면에 양하전을 증가시켜 용액으로부터 이온성 의약품을 이온 결합에 의해 제거시킬 수 있기 때문이다. 40일간 흡착 컬럼을 연속 운전한 결과 15분의 공탑체류시간(EBCT)에서는 활성탄과 의약품의 충분한 접촉시간으로 대상 의약품에 대해 $93{\sim}99%$의 제거율을 얻었다. 짧은 EBCT의 운전조건에서는 이온성 의약품 가운데 CA, IBP 및 GFZ가 다른 이온성 및 비이온성 의약품에 비해 빠르게 파과에 도달했고 EBCT의 변화에 따른 흡착특성의 변화는 비이온성 의약품에서 더 크게 나타났다. 본 연구를 통해 기존 정수 처리공정을 통해 제거되기 어려운 의약품을 입상 활성탄 흡착공정을 통해 효과적으로 제어할 수 있음을 알 수 있었다.

• 아시안잔디학회지
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• 제20권1호
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• pp.47-55
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• 2006

본 실험은 농약 흡착제(adsorbent)로서 입상 활성탄(활성탄 I 및 활성탄 II) 및 차콜의 사용가능성을 알아보기 위하여 흡착질(adsorbate)로 현재 골프장에서 사용하고 있는 살충제인 스미치온(Fenitrothion)과 살균제인 호리쿠어(Tebuconazole)를 대상으로 하였다. 흡착실험에서는 스미치온 및 호리쿠어의 처리 농도별 흡착에 미치는 영향과 흡착제의 입자크기가 흡착에 미치는 영향을 살펴본 결과, 흡착실험에서는 흡착제의 입자 크기가 작을수록 높은 흡착율을 보였으며, 활성탄이 차콜에 비하여 상대적으로 높은 흡착율을 나타내었다. 그러나 스미치온의 탈착(desorption)에 관한 실험에서는 활성탄 및 차콜 모두 1200mm 이상의 강우량에서도 스미치온이 용탈되지 않았으므로, 차콜 또한 활성탄과 함께 골프장 농약 흡착제로서의 이용 가능한 것으로 나타났다.

• 생명과학회지
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• 제14권1호
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• pp.163-166
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• 2004

정수용 입상활성탄(Granular Activated Carbon, GAC)에서 발생하는 세균 생장 현상을 파악하기 위해 활성탄 칼럼을 제작하고, 수돗물을 고정식 상향류 방식으로 (EBCT = 0.92~1분) 통수시켰다. 봄에는 14일 동안 세균수의 파과(breakthrough) 현상이 없었다. 여름에는 야자계와 석탄계 활성탄 칼럼의 유출 세균수는 비슷하여 파과전에 $10^2$ CFU/ ml수준으로 유입수보다 낮았지만, 10일 이후 유출수가 $10^3$ CFU/ml 로 유입수의 $10^2$ CFU/ml보다 높은 값을 보였다. 칼럼 내부 4지점의 활성탄을 깊이에 따라 분석했을 때 유입수 유입부에 가까울수록 많은 세균수가 관찰되었고 세균군집의 활성은 유사하였다 성장하는 세균은 야자계와 석탄계 활성탄이 서로 달랐지만 Acinetobacter 속이 우점을 이루고 있는 것으로 나타났다.

• 한국환경과학회:학술대회논문집
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• 한국환경과학회 2005년도 봄 학술발표회지 제14권(제1호)
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• pp.116-118
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• 2005

강화된 배출수 허용 농도를 만족시키기고 염색폐수의 적정 처리를 위하여 두 가지 생물학적 처리방법을 거친 처리수에 입상활성탄을 적용하여 흡착의 적용성과 흡착의 강도, 경제적인 실용가능성을 알아보기 위해 Batch 실험을 실시한 결과는 다음과 같다. 활성탄을 흡착공정에 적용하기 전에 수행되는 흡착능력을 평가하는 등온흡착실험을 수행한 결과 대상폐수 I ,II과 활성탄의 흡착능력은 Langmuir isotherm을 적용하여 표현하는 것이 가장 적합하다.

• 청정기술
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• 제25권1호
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• pp.56-62
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• 2019

입상 활성탄에 의한 murexide 흡착의 평형, 동역학 및 열역학 파라미터들에 대해 조사하였다. 실험은 흡착제의 양, 염료의 초기농도, 접촉시간과 온도를 변수로 하여 회분식 실험으로 진행하였다. 등온흡착평형관계는 293 ~ 313 K의 범위에서 Freundlich 식에 가장 잘 적용되었으며, Langmuir 식의 분리계수 $R_L$과 Freundlich 식의 분리계수 ${\beta}$로부터 입상 활성탄에 의한 murexide의 흡착조작이 적절한 처리방법이 될 수 있다는 것을 알았다. 또한 Dubinin- Radushkevich 식에서 얻은 흡착에너지(E)로부터 물리흡착공정임을 알 수 있었다. 흡착공정에 대한 동역학적 해석을 통해 반응속도식의 적용 결과는 유사이차반응식이 유사일차반응식보다 일치도가 높은 것으로 나타났다. Gibbs 자유에너지 변화($-0.1096{\sim}-10.5348kJ\;mol^{-1}$), 엔탈피변화($+151.29kJ\;mol^{-1}$)을 통해 흡착공정이 자발적 공정 및 흡열과정으로 진행되었음을 알 수 있었다. 또한 Gibbs 자유에너지 변화는 온도가 올라갈수록 감소하였기 때문에 입상 활성탄에 의한 murexide의 흡착반응은 온도가 올라갈수록 자발성이 높아졌다. 엔트로피 변화 ($512.4J\;mol^{-1}\;K^{-1}$)는 활성탄에 의한 murexide의 흡착반응이 일어나는 동안 고-액 계면에서 무질서도가 증가함을 나타냈다.

• 청정기술
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• 제16권3호
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• pp.206-212
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• 2010

본 연구에서는 입상활성탄에 의한 quinoline yellow의 흡착특성을 회분식 흡착과 충전층 흡착을 통해 조사하였다. Quinoline yellow에 대한 활성탄의 흡착능은 산성 pH영역과 보다 높은 흡착온도에 의해 크게 증가하였으며, $60^{\circ}C$, pH 3에서 초기농도(10 mg/L)의 97%를 제거할 수 있었다. 입상활성탄에 대한 quinoline yellow의 흡착평형은 $25{\sim}60^{\circ}C$범위에서 Freundlich의 흡착등온식에 잘 맞았다. 흡착등온식으로부터 평가된 k와 ${\beta}$ 값은 각각 38.71~166.60과 0.380~0.490이었다. 활성탄 충전층에서의 파과곡선은 초기농도, 충전층의 높이, 유입속도 등과 같은 설계변수의 영향을 받았다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권7호
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• pp.1319-1330
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• 2000

유기성폐슬러지를 염화아연과 황화칼륨으로 약품활성화하여 제조한 활성탄의 세공발달과 흡착특성을 연구하였다. 유기성폐슬러지로 제조한 탄소의 세공발달은 77K에서 질소흡착법을 이용하여 특성화하였다. 염화아연으로 약품활성화하여 제조한 $ZnCl_2$-활성탄은 활성화공정에 의해 미세공이 형성되었음을 지적해주는 BDDT 분류의 type I의 흡착특성을 보여주었다. 상용 분말활성탄과 $K_2S$-활성탄은 BDDT 분류의 type IV와 유사한 이력현상을 나타냈는데, 이것은 이들 활성탄에 중세공이 형성되었음을 말해준다. 이것은 $K_2S$-활성탄은 주로 중세공과 미세공으로 이루어졌으며, 거대세공의 발달은 미비하다는 것을 의미한다. 유기성폐슬러지로 제조한 $K_2S$-활성탄의 중금속 흡착능은 상용입상활성탄보다 우수한 것으로 나타났다. $K_2S$-활성탄에 대한 중금속의 흡착은 단분자층 흡착을 나타내는 Langmuir와 Freundlich 등온식에 잘 부합되었다. $PO_4$-P에 대한 흡착능은 $K_2S$-활성탄이 $ZnCl_2$-활성탄보다 우수한 것으로 나타난 반면, $NO_3$-N의 흡착은 $ZnCl_2$-활성탄이 우수한 것으로 나타났다. 본 연구결과, 활성화제로 염화아연과 황화칼륨을 사용하여 유기성폐슬러지를 약품처리할 경우, 탄화와 활성화공정을 거치는 2단계 공정을 통하여 상용입상활성탄보다 흡착능이 뛰어난 활성탄을 제조할 수 있었다.