• 한국가스학회지
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• 제27권3호
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• pp.134-140
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• 2023

활성탄은 주로 기체나 액체상의 흡착제로 사용되는 탄소질 재료이다. 휘발성 유기화합물의 흡착열 축적 및 산화 등에 의해 화재가 꾸준히 발생함에 따라 석탄과 야자껍질을 원료로 하는 분말 및 입상활성탄을 대상으로 폭발특성 및 열안정성을 평가하였다. 입도분석을 통해 분말활성탄은 입도범위 (0.4~3) ㎛를 가지는 것을 확인하였으며, 시차주사열량계와 열중량분석기를 사용하여 발열개시온도 및 분해거동 등의 열적 특성을 분석하였다. 부유분진에 대한 폭발위험성을 평가한 결과, 석탄계 및 야자계 분말활성탄 모두 St1 등급으로 폭발에 의한 위험성이 약한 분진으로 분류되지만 이는 상대적인 크기를 나타내는 것으로 폭발에 의한 위험성이 절대적으로 작음을 의미하는 것이 아니므로 피해저감을 위한 대책을 수립할 필요가 있다.

• 상하수도학회지
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• 제37권4호
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• pp.177-186
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• 2023

Perfluorooctanoic acid(PFOA) was one of widely used per- and poly substances(PFAS) in the industrial field and its concentration in the surface and groundwater was found with relatively high concentration compared to other PFAS. Since various processes have been introduced to remove the PFOA, adsorption using GAC is well known as a useful and effective process in water and wastewater treatment. Surface modification for GAC was carried out using Cu and Fe to enhance the adsorption capacity and four different adsorbents, such as GAC-Cu, GAC-Fe, GAC-Cu(OH)₂, GAC-Fe(OH)₃ were prepared and compared with GAC. According to SEM-EDS, the increase of Cu or Fe was confirmed after surface modification and higher weight was observed for Cu and Fe hydroxide(GAC-Cu(OH)₂ and GAC-Fe(OH)₃, respectively). BET analysis showed that the surface modification reduced specific surface area and total pore volumes. The highest removal efficiency(71.4%) was obtained in GAC-Cu which is improved by 17.9% whereas the use of Fe showed lower removal efficiency compared to GAC. PFOA removal was decreased with increase of solution pH indicating electrostatic interaction governs at low pH and its effect was decreased when the point of zero charges(pzc) was negatively increased with an increase of pH. The enhanced removal of PFOA was clearly observed in solution pH 7, confirming the Cu in the surface of GAC plays a role on the PFOA adsorption. The maximum uptake was calculated as 257 and 345 ㎍/g for GAC and GAC-Cu using Langmuir isotherm. 40% and 80% of removal were accomplished within 1 h and 48 h. According to R², only the linear pseudo-second-order(pso) kinetic model showed 0.98 whereas the others obtained less than 0.870.

• 대한환경공학회지
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• 제34권10호
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• pp.684-693
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• 2012

도로와 차량의 증가에 의해 강우시 도로 유출수가 주변 수계의 오염을 크게 악화시키고 있다. 강우 유출수에 의한 비점오염 저감시설로 여과시설이 가장 널리 사용되고 있으나, 이들은 역세척이 불가능하므로 여재의 폐색과 오염물의 재유출 등을 고려하여야 한다. 본 연구에서는 강우유출수 SS 처리를 위한 하향류식 여과 특성을 검토하였다. 여재로 여과사, 왕사-활성탄, 발포 폴리프로필렌(EPP)을 검토한 결과, 간극이 큰 입상여재인 왕사-활성탄이 단위면적당 SS 처리량 $8.498kg/m^2$ 이상, 평균 SS 제거율 95% 이상이며, 손실수두가 적어 가장 우수한 특성을 나타냈다. EPP 역시 수두손실은 거의 없었으나, 간극의 크기와 간극률이 매우 크기 때문에 SS 제거율이 불안정하고 낮았다. 또한, 비점오염 여과시설에 가장 많이 사용되는 여과사는 $1.395kg/m^2$의 SS 처리량과 평균 95% 정도의 SS 제거율을 나타냈다. 여과사의 경우, 선속도는 SS 처리량에는 큰 영향이 없으나, 선속도가 낮을수록 운전시간이 증가하고 SS가 보다 깊은 여재층에서 제거되었다. 또한, 유입 SS 크기가 작을 때에는 여재의 수명이 크게 증가하고 심층여과 현상을 나타냈으나, 장기운전 시에는 포획된 SS 유출에 의해 SS 제거율이 감소하였다. SS 크기가 클 때에는 표면여과에 의해 SS가 제거되며 손실수두 증가가 빨라지는 것으로 나타났다. 비점오염 저감시설은 수리학적 부하의 변동이 크고 다양한 특성의 SS가 유입되므로, 하향류식 여과시설 설치 시, 선속도, SS 크기, 여재 특성과 현장 조건을 충분히 고려하여 설치하여야 할 것으로 판단된다.

• 청정기술
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• 제25권3호
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• pp.198-205
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• 2019

야자계 입상활성탄에 대한 Brilliant Green의 흡착 평형과 동역학 및 열역학 파라미터들을 다양한 초기농도($300{\sim}500mg\;L^{-1}$), 접촉시간(1 ~ 12 h) 및 흡착온도(303 ~ 323 K)를 변수로 하여 회분식 실험을 통하여 연구하였다. 흡착평형 값들은 Langmuir, Freundlich, Temkin, Harkins-Jura 및 Elovich 식으로 해석하였다. 그 결과는 Langmuir 식에 가장 잘 맞았으며, 평가된 Langmuir 무차원 분리계수 값($R_L=0.018{\sim}0.040$)과 Freundlich 상수값(1/n = 0.176 ~ 0.206)은 활성탄에 의한 Brilliant Green의 흡착이 효과적인 공정임을 보여주었다. Temkin 식에 의해 평가된 흡착열 관련상수($B=12.43{\sim}17.15J\;mol^{-1}$)는 물리흡착에 해당하였다. Harkins-Jura 식에 의한 등온선 매개변수($A_{HJ}$)는 온도가 증가할수록 이종 기공 분포도 증가함을 나타내었고, Elovich 식에 의한 최대흡착용량은 실험값보다 매우 적은 것으로 나타났다. 흡착공정은 유사이차반응속도식에 더 잘 맞았으며, 흡착과정은 입자내 확산이 율속단계였다. 입자내 확산속도 상수는 초기 농도가 커질수록 염료의 운동이 활발해졌기 때문에 증가하였다. 그리고 초기농도가 커질수록 경계층의 영향이 커졌다. Gibbs 자유에너지($-3.46{\sim}-11.35kJ\;mol^{-1}$), 엔탈피($18.63kJ\;mol^{-1}$) 및 활성화에너지($26.28kJ\;mol^{-1}$)는 흡착공정이 자발적이고, 흡열 및 물리흡착임을 나타냈다.

• 대한환경공학회지
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• 제29권2호
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• pp.184-191
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• 2007

활성탄 공정에서 chloropicrin, DCAN, DBAN 및 TCAN과 같은 질소계 염소 소독부산물의 제거기작은 운전초기에는 흡착이 높은 비중을 차지하나 부착미생물의 활성이 중진되면서 부착미생물에 의한 생분해와 흡착에 의해 제거되었으며, 이들 물질들은 생분해능이 큰 물질들로 조사되었다. 입상활성탄 재질별 chloropicrin, DCAN, TCAN 및 DBAN의 제거 특성은 석탄계와 야자계 재질의 활성탄에서 제거율이 높았고, 목탄계는 상대적으로 낮은 제거능을 보였으며, 안트라사이트 biofilter에서 가장 낮은 제거능을 보였다. 활성탄 재질별 부착 미생물의 생체량과 활성도는 석탄계가 가장 높았고, 야자계, 목탄계, 안트라사이트 순으로 나타났으며, 수온 변화에 따른 chloropicrin, DCAN, TCAN 및 DBAN의 제거 특성은 수온이 $10^{\circ}C$ 이하로 저하될 경우 부착 bacteria의 생체량과 활성도 감소로 제거율이 감소하였다. 안트라사이트를 이용한 생물여과 공정은 수온의 변화에 아주 민감하게 변하는 양상을 나타내었으며, 이는 부착 bacteria에 의한 직접적인 생물분해가 주 제거 메카니즘이기 때문인 것으로 나타났다. Chloropicrin, DCAN, TCAN 및 UBAN과 같은 질소계 염소소독부산물들의 유입농도가 높은 경우 이들의 제거시에는 수온의 영향이 매우 중요하며, 흡착능이 소진된 활성탄이나 흡착능이 없는 여재를 사용한 생물여과 공정에서는 수온이 낮은 동절기에는 이들의 유출 가능성이 있었다.

• 상하수도학회지
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• 제32권5호
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• pp.399-409
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• 2018

Prussian blue is known as a superior material for selective adsorption of radioactive cesium ions; however, the separation of Prussian blue from aqueous suspension, due to particle size of around several tens of nanometers, is a hurdle that must be overcome. Therefore, this study aims to develop granule type adsorbent material containing Prussian blue in order to selectively adsorb and remove radioactive cesium in water. The surface of granular activated carbon was grafted using a covalent organic polymer (COP-19) in order to enhance Prussian blue immobilization. To maximize the degree of immobilization and minimize subsequent detachment of Prussian blue, several immobilization pathways were evaluated. As a result, the highest cesium adsorption performance was achieved when Prussian blue was synthesized in-situ without solid-liquid separation step during synthesis. The sample obtained under optimal conditions was further analyzed by scanning electron microscope-energy dispersive spectrometry, and it was confirmed that Prussian blue, which is about 9.7% of the total weight, was fixed on the surface of the activated carbon; this level of fixing represented a two-fold improvement compared to before COP-19 modification. In addition, an elution test was carried out to evaluate the stability of Prussian blue. Leaching of Prussian blue and cesium decreased by 1/2 and 1/3, respectively, compared to those levels before modification, showing increased stability due to COP-19 grafting. The Prussian blue based adsorbent material developed in this study is expected to be useful as a decontamination material to mitigate the release of radioactive materials.

• 아시안잔디학회지
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• 제23권2호
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• pp.219-228
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• 2009

골프장은 인공적으로 건설되어 지고 관리되므로 당연히 환경의 변화가 생성된 곳이므로 건설방식이나 관리 방법에 따라 코스 내 토양 미생물 군집 구조의 특이성이 있을 것이다. 현재 제주도에서는 농약 용탈 저감방안으로 골프코스 그린지반구조에 농약 흡착층을 설치하고 그 재료로 흡착성능이 우수한 입상 활성탄 1등급을 사용할 것을 환경 영향평가서에 명시하고 있다. 본 실험은 활성탄이 처리된 제주도 A, B 골프장을 대상으로 토양에서의 화학적 특성변화와 미생물 군락변화를 분석하였다. 2007년 4월, 6월, 8월 10월에 걸쳐서 총 박테리아 수, 총 곰팡이 수, 수분함량 및 토양 이화학성(pH, EC, NO3-,NH4+ 및 P2O5)의 변화를 그린과 페어웨이에서 깊이별(표토:0-15cm, 심토: 15-30cm)로 조사되었다. 그 결과, 활성탄의 시용이 수분 보유 능력, 토양산도, 전기전도도에 긍정적인 영향을 보였으나, GAC의 물질의 수착 능력에 의하여 유효 양분들을 많이 보유하는 데 도움이 될 것이라 예상하였으나, 본 실험에서는 가용성 질산과 암모늄, 및 인산의 농도를 높이는 효과는 없었다. 토양 미생물 실험에 있어서는 총 박테리아 및 총 곰팡이의 시기적 변화가 다양성을 보였다. 이러한 현상은 농약의 시용에 따라 직접적인 관련이 있을 것으로 예상되었으나, 총 곰팡이/총 박테리아 비(F/B ration) 는 활성탄을 혼합한 토양 심토(15-30cm)에서 일정한 수치를 유지하였다. 따라서, GAC 토양층의 설치 방법이나 시비와 시약 등이 미생물군집의 변화에 영향을 주며 이는 농약의 시용이 잔디관리에 큰 변수로 작용한다는 것을 시사한다.

• 한국세라믹학회지
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• 제36권10호
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• pp.1016-1021
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• 1999

활상탄소섬유는 입상 활성탄에 비해 빠른 흡 · 탈착 속도와 높은 흡착량을 갖기 때문에 흡착재, 촉매, 분자체와 같은 환경 신소재로서 큰 주목을 받고 있다. 본 연구에서는 안정화 PAN계 탄소섬유를 수증기와 CO2를 이용한 물리적 활성화에 의해 여러 등급의 활성탄소섬유를 제조하였고, 비표면적, 요오드 흡착량, 세공구조 등을 측정하였다. 수증기 활성화에서 77%의 burn-off에서 비표면적이 1019 m2/g을 나타내었고, 반면에 CO2 활성화에서는 52%의 burn-off에서 7168m2/g의 비표면적을 갖는 활성탄소섬유가 제조되었다 그러나, 비슷한 burn-off에서는 CO2로 활성화한 경우에서 세공용적이 0.37 cc/g이고, 요오드 흡착량이 1589 mg/g으로서 수증기 활성화보다 더 큰 세공용적과 요오드 흡착량을 나타내었다. 또한 제조된 활성탄소섬유의 질소 흡착등온선들은 Brunaner-Deming-Deming-Teller의 분류에 따르면 모두 type I으로 주로 미세공들로 이루어져 있음을 알 수가 있었다.

• 대한임상검사과학회지
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• 제48권3호
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• pp.230-236
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• 2016

경제성장으로 생활수준이 향상됨에 따라 국민건강을 직접적으로 위협하는 수질오염에 대해 세계적으로 관심을 갖게 되었으며, 최근 맛 냄새 유발물질 발생의 문제가 대두되기 시작했다. 본 연구에서는 G정수장 내의 모형플랜트에서 사용된 원수 및 각 공정에 대한 공정수를 물 시료로 채취하여 정밀여과막 공정 및 입상활성탄 공정에서 박테리아의 거동에 대해 확인하였고, 또한 입상활성탄의 지속적 사용을 위한 역세척 가동 시 박테리아의 탈리 여부와 종 동정을 실시하였다. 분석 결과, 정밀막여과 공정을 거치는 경우 수계 내 존재하는 박테리아가 제거가 되는 것을 확인하였으며, 역세척 가동시 ${\beta}$-proteobacterium species, Porphyrobacter donghaensis, Polaromonas rhizophaerae, Hydrogenophaga species, Pseudonocardia species 등 총 5종의 우점종 박테리아가 나타나는 것을 확인할 수 있었으며, 정밀여과막 공정 이후 UV 공정을 추가 처리한 공정 처리수를 활성탄 공정에 유입한 2종의 박테리아는 나타나지 않는 것을 확인함에 따라 생물활성탄 공정에 의한 오염물질 제거에서 박테리아 군집의 UV에 대한 민감도가 고려되어야 함을 알 수 있었다. 이를 바탕으로 수처리 공정의 설계에 유용한 지표를 제공하고자 하였다.

• 멤브레인
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• 제19권1호
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• pp.7-18
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• 2009

본 연구에서는 고도정수처리를 위하여 모듈 내부와 관형 세라믹 정밀여과막 외부 사이의 공간에 입상 활성탄(GAC)을 충전한 혼성 모듈을 사용하였다. 정수 원수 중의 자연산 유기물(NOM)과 미세 무기 입자를 대체하기 위해, 휴믹산(humic acid)과 카올린(kaolin) 모사용액을 대상으로 하였다. 혼성공정에서 막오염을 최소화하고 투과선속(J)을 향상시키기 위하여 역세척 시간(BT)과 역세척 주기(FT)에 따른 영향을 알아보았으며, 최적운전조건을 규명하고자 하였다. 그 결과, BT가 증가함에 따라 $R_f$ 다소 감소하는 경향을 보였으며, 더 짧은 FT는 빈번한 역세척으로 $R_f$의 감소와 J의 향상에 더 효과적이었다. 그러나 운전비용을 고려하였을 때, 최적 BT 및 FT는 각각 10초와 8분이었다. 한편, 모사용액으로 실험하여 도출된 최적 운전조건을 호소수의 고도정수처리에 적용하였다. 그 결과, 탁도 및 $UV_{254}$ 흡광도, $COD_{Mn}$의 평균처리효율은 각각 99.11% 및 91.40%, 89.34%로 우수하였으나, TDS의 평균처리효율은 30.05%로 낮았다.