• 한국지반신소재학회논문집
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• 제21권3호
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• pp.41-48
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• 2022

수처리 지중구조물의 내진설계에서 내진설계 시보다 일반설계의 경우에 부재력 값이 더 크다고 알려져 있다. 그러나 이는 수처리 지중구조물의 종류 즉, 정수지 구조물, 침전지 구조물, 공동구 구조물에 따라서 다르다. 또한 최근 국내에서 발생한 지진의 규모를 보면 대형지진이 빈번하므로 설계지진력의 크기가 커질 때 수처리 지중구조물의 내진거동의 규명 및 대처방안이 필요하다. 본 연구에서는 수처리 지중구조물의 종류별로 하중계수 즉, 설계지진가속도를 일정 비율로 증가시키면서 지중구조물의 지진응답을 분석하고 변화를 나타내는 식을 제안하여 향후 설계기준 개정시에 참조하도록 하였다. 해석은 등가 정적해석법과 응답 변위해석법을 적용하고, 지하수 유무, 토피고에 따라서 다양하게 분석하였다. 본 연구에서 제안된 식은 향후 수처리 지중구조물의 설계기준 개정시에 유용할 것으로 판단된다.

• 생태와환경
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• 제44권3호
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• pp.253-263
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• 2011

본 연구는 인공 조성된 둠벙의 물리 화학적 및 생물학적 특성을 분석하여 둠벙의 복원 및 관리를 위한 기초 자료를 얻고자 수행한 연구로 다음과 같은 결론을 도출하였다. 연구대상지 둠벙의 면적은 4.6~14.1 $m^2$였으며 모양은 원형과 사각형 모양이 대부분이었다. 조사 둠벙 중 가장 자리에 석축이나 목축을 두르지 않은 둠벙들은 주변 둑이 매몰되어 수심이 얕아져 둠벙의 기능을 잃을 수 있다. 따라서 지속적인 둠벙 기능 유지를 위해서는 주변에 석축이나 목축 등을 둘러 매몰되는 것을 방지할 필요가 있다. 연구대상지의 수질환경은 COD, TN, TP의 경우 농업용수 기준을 초과한 수질등급을 보였으며 특히 TN의 농도는 평균 8.03 mg $L-1$로 농업용수 수질기준을 약 8.0배를 초과하는 농도분포를 보였다. 조사지역 둠벙의 질소농도가 높은 원인으로는 홍성지역의 높은 축산 밀도, 농경지 주변 산재해 있는 축사 시설과 축산폐수를 이용한 저장 액비 사용에 의한 것으로 판단된다. 오히려 농촌지역에서 둠벙과 같은 작은 저류지가 하천으로 유출되는 영양물질을 저감시켜 주는 소규모 침전지 역할도 할 수 있을 것으로 사료된다. 연구대상지 둠벙의 평균적인 모래함량, 유기물 함량, 유효인산 함량은 각각 53.4${\pm}$16.6%, 21.8${\pm}$9.74 g $kg^{-1}$, 12.8${\pm}$7.59 mg $kg^{-1}$로 나타났다. 둠벙의 토양 특성 조사결과 모래함량과 유효인산 농도는 둠벙 안정화를 위한 식생정착에 적합한 농도분포였으나 신규로 조성된 5곳의 둠벙에서는 유기물 함량이 높지 않아 식생 정착에 다소 시간이 소요될 것으로 판단된다. 연구 대상지 둠벙의 어류상은 붕어, 미꾸리, 미꾸라지, 드렁허리 4종이 출현하였으며 군집구조 분석결과 군집 안정도와 다양도 지수가 불량하게 나타났다. 이와 같이 단순한 어류상 구조는 둠벙이 주변 하천과 고립된 구조를 가지고 있기 때문에 논과 정수지역, 농수로 등 연중 수위와 환경변화가 큰 환경에 적응한 어종들만이 서식할 수 있기 때문으로 판단된다. 요인분석에서 도출된 요인점수(Facter score)를 바탕으로 조사한 둠벙을 구분한 결과, 요인점수 1에서 양의 값을 보이는 둠벙은 다른 둠벙에 비해 둠벙의 크기가 큰 것들로 구성되었으며 (Group I), 요인점수 2에서 양의 값을 보인 Group III은 다른 둠벙에 비해 유기물 농도가 높은 둠벙들로(S5, S6) 구성되었다(Fig. 4). 본 연구를 바탕으로 향후 농촌지역 둠벙의 복원 및 효율적 관리를 위해서는 둠벙과 주변하천과의 연계성, 둠벙의 크기를 비롯한 구조적 특성을 잘 고려해야 할 것으로 판단된다. 본 연구에서 거론하지 못한 둠벙 용수의 유 출입량, 둠벙 수체내 먹이 연쇄 구조 등 세부적인 부분에 대한 연구를 추가적으로 진행해야 할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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• pp.1385-1390
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• 2006

외국에서 ASM 모델의 BNR 적용 연구결과를 국내 하수에 적용하기에는 하수농도, 온도, 슬러지농도 등이 국내와는 달라 적용상 무리가 있다. 본 연구에서 BNR 시뮬레이션을 위한 입력 자료로 활용되는 인자들은 IAWPRC task group에서 제안하는 값들을 사용하되 국내 하수성상에서 필요로 하는 인자들은 직접 실험을 통하여 부분적으로 구해냄으로써 모델 시뮬레이션의 신뢰도를 높이고자 하였다. F/M비의 변화량과 1/SRT과의 관계로부터, 종속영양미생물 생산계수 $Y_H$값을 구한결과, 0.40mg VSS/mg COD였다. 이것을 ASM No.2d에 적용하기 위하여 mg cell COD formed/mg COD oxidized 단위로 환산한 결과 0.58을 나타냈다. H 하수처리장의 1차 침전지 하수를 이용하여 호기성상태에서 OUR Test를 통한 미생물에 의한 유기물 섭취시 산소섭취율 변화를 측정하였다. 호기성상태와 무산소상태에서 구한 쉽게 분해되는 용존성유기물(Ss)값을 비교해보면 각각 35.5mg/L와 39.9mg/L로 약간의 차이는 있으나 유사한 값을 보여주고 있다. 시뮬레이션을 위한 동력학적 계수 중 무산소 상태에서 종속영양미생물의 ${\mu}_{max,H}$는 $3.56d^{-1}$로 나타났고, 호기성상태에서는 구하면 ${\mu}_{max,H}$는 $4.2d^{-1}$로 산출되었다. 종속영양미생물의 사멸계수 $b_H$를 구하기 위한 실험에서 초기 OUR의 10%이내가 될 때까지 걸린 시간은 7일정도가 걸렸으며, 사멸률 $b_H$는 $0.043hr^{-1}$로 나타났다. 독립영양미생물의 최대비성장률 ${\mu}_{max,A}$는 최대암모니아 섭취률을 이용하여 구한 결과 $0.65d^{-1}$로 나타났다.EX>$60%{\sim}87%$가 수심 10m 이내에 분포하였고, 녹조강과 남조강이 우점하는 하절기에는 5m 이내에 주로 분포하였다. 취수탑 지점의 수심이 연중 $25{\sim}35m$를 유지하는 H호의 경우 간헐식 폭기장치를 가동하는 기간은 물론 그 외 기간에도 취수구의 심도를 표층 10m 이하로 유지 할 경우 전체 조류 유입량을 60% 이상 저감할 수 있을 것으로 조사되었다.심볼 및 색채 디자인 등의 작업이 수반되어야 하며, 이들을 고려한 인터넷용 GIS기본도를 신규 제작한다. 상습침수지구와 관련된 각종 GIS데이타와 각 기관이 보유하고 있는 공공정보 가운데 공간정보와 연계되어야 하는 자료를 인터넷 GIS를 이용하여 효율적으로 관리하기 위해서는 단계별 구축전략이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 인터넷 GIS를 이용하여 상습침수구역관련 정보를 검색, 처리 및 분석할 수 있는 상습침수 구역 종합정보화 시스템을 구축토록 하였다.N, 항목에서 보 상류가 높게 나타났으나, 철거되지 않은 검전보나 안양대교보에 비해 그 차이가 크지 않은 것으로 나타났다.의 기상변화가 자발성 기흉 발생에 영향을 미친다고 추론할 수 있었다. 향후 본 연구에서 추론된 기상변화와 기흉 발생과의 인과관계를 확인하고 좀 더 구체화하기 위한 연구가 필요할 것이다.게 이루어질 수 있을 것으로 기대된다.는 초과수익률이 상승하지만, 이후로는 감소하므로, 반전거래전략을 활용하는 경우 주식투자기간은 24개월이하의 중단기가 적합함을 발견하였다. 이상의 행태적 측면과 투자성과측면의 실증결과를 통하여 한국주식시장에 있어서 시장수익률을 평균적으로 초과할 수 있는 거래전략은 존재하므로 이러한 전략을 개발 및 활용할 수 있으며, 특히, 한국주식시장에 적합한 거래전략은 반전거래전략이고, 이 전략의 유용성은 투자자가 설정한 투자기간보다 더욱 긴 분석기간의 주식가격정보에 의하여 최대한 발휘될 수 있음을 확인하였다.(M1), 무역적자의 폭, 산업의 생산

• 한국환경과학회지
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• 제7권6호
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• pp.761-772
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• 1998

상수원수의 효과적인 처리를 위한 최적 응집제 주입량을 결정하기 위하여 상수원수의 콜로이드성 오염물질 처리를 위한 Alum, PAC 및 PACS의 응집제 주입량별 탁도제거 및 원수특성변화를 조사한 결과는 다음과 같다. 최저 잔류탁도를 나타내는 최적 응집제 주입량은 원수의 탁도가 5NTU인 경우 Alum은 35mg/ι, PAC은 30mg/ι 및 PACS는 10mg/ι이었고, 원수의 탁도가 10NTU인 경우 Alum은 30mg/ι, PAC은 25mg/ι 및 PACS는 10mg/ι이었으며, 이때 침전시간 4분 및 8분대의 탁도제거율은 원수탁도 5NTU인 경우 Alum은 10 및 72%, PAC은 44 및 62%, PACS는 25 및 55%였고, 원수탁도 10NTU인 경우에는 Alum은 52 및 70%, PAC는 90 및 95%, PACS은 10 및 28%였다. PAC이 Alum 및 PACS에 비하여 floc형성속도와 침강성이 우수하고 탁도제거율도 높게 나타나 침전지내급수량 변동이 심하고 표면부하율이 과부하일 경우 PAC을 사용하는 것이 유리할 것으로 판단되었다. 원수의 탁도별 응집제 주입량에 따른 pH 및 알칼리도는 응집제 주입량이 증가할수록 감소되었으나 각 응집제 최대 주입량에서 pH는 음용수 수질기준인 pH 5.8이하로는 감소되지 않았으며, 알칼리도도 재탁현상이 일어날 수 있는 10mg/ι 이하로는 감소되지 않았다. 처리수준 잔류 Al은 원수탁도 5 및 10NTU인 경우 Alum과 PAC은 그 주입량이 저농도에서 고농도로 갈수록 잔류탁도가 감소함으로써 잔류 Al도 감소하였으나 PACS는 잔류탁도가 증가하는 주입량에서도 잔류 Al은 감소하였다. 수중 KMnO$_4$ 소비량은 응집제 주입량이 증가할수록 감소되었으며, 최저 잔류 탁도를 나타내는 최적 응집제 주입량에서의 KMnO$_4$ 소비량 감소율은 원수탁도 5NTU일 경우 PAC 39%, Alum 18% 및 PACS 11%였으며, 10NTU일 경우에는 PAC 42%, Alum 27% 및 PACS 36%로서 전반적으로 탁도제거율과 KMnO$_4$소비량간에는 일정한 경향이 없는 것으로 나타났다. 수중 TOC는 응집제 주입량이 증가함에 따라 약간씩 감소되었으나 응집제 주입량 30mg/ι 이후부터는 일정 수준으로 유지되었으며, 감소되는 정도는 PACS ＞PAC ＞Alum순이었다. 최저 잔류탁도를 나타내는 최적 응집제 주입량에서의 Zeta potential은 원수탁도가 5NTU일 경우 Alum, PAC 및 PACS 모두 -20mV∼-15mV사이였으며, 원수 탁도가 10NTU인 경우에는 0∼0.5mV 범위에 있는 것으로 나타나 응집제 종류 및 주입량이 상이하더라도 응집효율이 가장 양호한 상태에서의 Zeta potential은 일정한 범위내에 있는 것으로 나타났다.

• 자원환경지질
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• 제36권2호
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• pp.89-101
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• 2003

경상북도 군위군에 위치하는 고로 폐아연광산의 광미 및 광폐석 유실에 의한 주변 농경지 토양 및 하천 퇴적토의 오염을 조사하였다. 폐광산하부에서부터 하천을 따라 직선길이 약 12 km 구간에서 퇴적토 및 토양을 표토와 심토로 나누어 채취하였으며, 토양시료에 대한 분석은 0.1N(비소의 경우만 만 HCl 약산 추출법인 토양오염공정시험법으로 실시하였다. 폐광산 하부 주 하천의 표층 퇴적토는 카드뮴과 납에 대하여 하천 상류 지역에서 토양오염우려기준치를 초과하였으며, 비소는 총 표토 시료 14개 중 6개(43％)에서 토양오염우려기준치를 초과하였고, 이중 4지점은 토양오염대책기준치를 초과하였다. 특히 폐광산과의 거리에 관계없이 하천 전체에 걸쳐 퇴적토의 표토들이 비소에 폭 넓게 오염되어있어서 이들에 대한 복원 대책이 시급한 것으로 나타났다. 폐광산 주변 농경지 토양 분석 결과 표토와 심토 모두 비소를 제외한 중금속의 오염은 토양오염우려기준치이하로 나타났으나, 비소의 경우 표토 시료 채취 8 지점 중 4지점에서 토양오염우려기준치를 초과하였으며, 이중 3지점에서 토양오염대책기준치를 초과함으로서 주변 농경지 토양의 표토도 비소로 심하게 오염되어있음을 알 수 있었다. 폐광산 하부 주 하천 수질 조사 결과, 폐광산 갱내수와 침전지 주변을 제외하고는 하천 수질은 모든 중금속에 대해 매우 낮은 것으로 나타나, 폐광산 주변의 토양오염은 하천수질에 의한 오염이기보다는 폐광산 주변에 적재된 폐광석과 광미들이 우기시 하천을 범람하며 유출되어 진행되었을 것으로 판단되었다. 폐광산 주변 지역의 오염 정도를 토양환경보전법에 명시된 오염 등급(Pollution Grade)으로 평가한 결과, 비소의 경우 토양오염우려기준 이상의 농도를 나타내는 농경지 토양과 하천퇴적토 지역이 많아, 향후 비소에 대한 토양 복원이 필요한 것으로 나타났다. 오염분석 결과와 현장 농경지 조사를 바탕으로 복원이 필요한 하천 퇴적토 및 농경지 토양 면적을 산정하였으며, 하천 퇴적토의 경우 토양세척법을 이용하여 비소와 납을 제거하고, 농경지 토양의 경우 석회를 첨가한 반전객토법을 실시하는 토양 복원 대책을 수립하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제29권4호
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• pp.425-437
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• 2007

시화호 인공습지의 수리동력학적 특성과 입자성 물질의 침전특성을 살펴보기위해 물흐름조사 및 입자성 물질의 퇴적율 측정을 실시하였다. 시화호 인공습지는 크게 3개의 습지(반월, 동화, 삼화)로 나누어 볼 수 있는데 이는 각각의 하천에서 유입되는 비점오염물질의 처리를 위해 조성되었다. 조사지역은 반월천 고습지를 대표지역으로 선정 후 실시하였다. Rhodamine 50WT Red를 사용하여 물흐름 실험을 수행한 결과 자유수면(open water) 지역과 수로를 통한 물흐름이 주를 이루고 있었으며 식물이 식재되어 있는 폐쇄수역(closed water)에서의 물흐름이 지체되는 것으로 나타났다. 반월습지의 상부 및 하부 습지의 평균 수리학적체류시간(hydraulic retention time, HRT)은 각각 34.1 hr, 74.6 h,로 나타났으며 총 체류시간은 108.7 hr(4.5 day)이었다. 반면에, 침전율은 침전지(A지역)보다는 하류부의 open water지역(B, C, D지역)에서 높은 것으로 조사되었다. 향후 open water 내에 축적 가능한 sediment 양을 추정한 결과 20년 후 각 지역의 침전 깊이는 A: 6.3 cm, B: 8.3 cm, C: 7.0 cm, D: 9.5 cm로 나타났다. sediment trap 내의 유기물 축적량은 강우의 영향으로 1차 조사시기에 가장 높은 것으로 나타났으며 A 지역보다 B, C, D 지역에서의 축적량이 높은 것으로 조사되었다. 또한, 질소, 인 성분들은 하부습지에서 높게 나타났다. 이러한 결과로 인공습지의 효율적 관리를 위해서는 물흐름 및 입자성 물질들의 퇴적 특성에 대해 시간 변화에 따른 지속적인 조사 및 관리가 요구되어 진다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제48권4호
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• pp.472-487
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• 2020

급격한 산업화로 인한 이상기후의 발생으로 매년 수질관리 중요성과 관리비용이 증대되고 있는 실정이다. 이에 국내의 경우 수질오염의 주요 원인물질인 총인, 총질소의 관리를 위해 하수처리장에서 응집제를 투입하여 유기물질을 처리하고 있다. 그러나 PAC(Poly Aluminium Chloride)의 경우 응집제 과다 주입 시 2차 오염문제가 발생될 수 있다. 이에 국내에서는 천연재료를 혼합한 응집제를 이용한 응집제의 적용성에 관한 연구가 진행되고 있다. 따라서 본 연구에서는 하수처리장의 1차 침전지 유출수를 대상으로 PAC와 반탄화목분의 최적 혼합비율을 도출하기 위해 수질 오염물질인 T-P, T-N 및 탁도를 분석하여 개발한 혼합응집제의 적용성 평가를 하고자 한다. PAC(10%)와 반탄화목분 함유량이 1%가 되는 조건에서 T-P의 경우 최대 92%의 제거효율이 나타났으며, T-N의 경우 약 22%의 제거효율이 나타났다. 이는 혼합응집제와 동일한 양전하성 유기물질이 다수 포함된 T-N의 제거가 잘 이루어지지 않은 것으로 판단된다. 탁도는 약 91%의 제거효율이 나타났다. 이에 반탄화목분 1%가 최적 첨가량이라고 판단하였으며, PAC 농도를 저감하여 유기물질 제거효율을 분석한 결과, PAC 농도 7%에서 T-P의 경우 최대 91%의 높은 제거효율이 나타났으며, T-N의 경우 32%의 제거효율이 나타났다. 탁도의 경우 최대 90%의 제거효율이 나타났다. 또한, PAC(10%)와 응집성능 비교실험을 수행하여 본 연구에서 제조한 반탄화목분 1% 함유량 기준에서 혼합응집제를 이용하여 응집공정을 수행할 경우 PAC 농도를 30-50%로 저감할 수 있으며, 시판 응집제와 유사한 성능을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 PAC 주입량이 저감되어 경제적 효과를 확보하고, 2차 오염 문제를 저감하는 안정적인 수처리를 수행할 수 있을 것이라고 사료된다.

• 자원환경지질
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• 제53권6호
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• pp.667-675
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• 2020

본 연구에서는 정수 처리장 침전지에서 채취한 알럼 기반의 슬러지를 수열합성 방법으로 흡착제(Alum Sludge Based Adsorbent, ASBA)를 제조하고, 이를 인공 수용액 및 광산배수 내 불소와 비소의 제거에 적용하여 ASBA의 흡착 특성을 평가하였다. ASBA의 광물학적 결정 구조, 구성 성분 및 비표면적을 조사한 결과, ASBA는 표면에 불규칙한 기공과 87.25㎡ g-1의 비표면적을 갖는 흡착에 유리한 구조로 나타났다. ASBA를 구성하는 주요 광물 성분은 석영(SiO2), 몬모릴로나이트((Al,Mg)2Si4O10(OH)2·4H2O), 알바이트(NaAlSi3O8)임을 확인하였다. 다음으로 회분식 흡착실험을 수행하여 pH, 흡착 반응시간, 초기 농도 및 온도 등의 인자가 ASBA를 활용한 불소와 비소 흡착에 미치는 영향을 살펴보았다. 실험 결과, 용액의 pH 환경이 염기 영역으로 갈수록 불소와 비소의 흡착률은 감소하는 경향을 보였으며, 흡착제의 영전하점은 pH 7 부근으로 나타났다. 등온 흡착실험을 통해 확인한 불소와 비소의 최대 흡착량은 각각 7.6mg g-1, 5.6mg g-1이었고, 동적 흡착실험에서 불소와 비소는 반응이 시작한 후 각각 8h, 12h이 경과하면서 흡착농도의 증가율이 감소하는 것으로 나타났다. 한편 흡착평형 실험을 통한 ASBA의 흡착 메커니즘을 알아본 결과. 불소와 비소의 흡착은 Langmuir 등온 흡착모델 및 Freundlich 등온 흡착모델과 높은 상관관계를 가지며 일치하는 경향을 보여주었다. 또한 열역학적 연구에서는 25℃부터 35℃까지의 온도 증가에 따른 불소와 비소의 흡착 양상을 실험하여, 양의 값을 갖는 열역학적 상수 ΔH°와 ΔG°을 도출함으로써 ASBA의 흡착 특성은 흡열반응이자 비자발적인 반응임을 검증하였다. 재생실험 결과, ASBA는 1N NaOH을 이용하여 재생 가능하였으며, 광산배수를 이용한 불소와 비소의 흡착실험에서 각각 77%, 69%로 비교적 높은 제거율을 보여 현장 적용 가능성을 지닌 것을 알 수 있었다. 분석 결과를 종합하여 볼 때, 소규모 유량을 가지며 pH 환경이 산·중성 영역인 광산배수 내 불소와 비소가 흡착되어 제거되는 데 흡착제로서 ASBA가 효과적임을 제안한다.

• 자원환경지질
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• 제54권6호
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• pp.709-716
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• 2021

본 연구에서는 강원도 강릉에 위치한 광산배수 처리시설 침전지에서 채취한 철 수산화물 기반의 슬러지를 자연 건조해 제조한 흡착제를 사용하여 인공 불소 수용액 및 실제 광산배수에 적용하여 흡착제의 불소 흡착 특성을 확인하였다. 실험에 사용된 흡착제의 화학적 성분, 광물학적 특성 및 비표면적을 분석한 결과, 주구성광물로 산화 철(Fe₂O₃)이 79.2 wt.%를 차지하며, 결정구조 분석에서 방해석(CaCO₃)과 관련된 피크가 분석되었다. 또한 불규칙한 표면과 216.78 m²·g^-1의 비표면적을 가지고 있음이 확인되었다. 실내 회분식 실험에서는 반응시간, pH, 초기 불소 농도 및 온도 등의 변화가 흡착량 변화에 미치는 영향을 확인하였다. 동적 흡착실험 결과, 불소의 흡착은 반응 시작 16시간 후 3.85 mg·g^-1의 흡착량을 보이며 흡착량이 증가하다 점차 흡착량의 증가율이 감소하였으며, 등온 흡착실험에서 확인된 흡착제의 이론적 최대 흡착량은 81.01 mg·g^-1으로 분석되었다. 또한 pH가 증가할수록 불소의 흡착량이 감소하는 모습을 보였으며, 특히 흡착제의 영전하점인 pH 5.5 부근에서 급격한 감소량을 나타냈다. 한편 등온 흡착실험의 결과를 Langmuir 및 Freundlich 등온 흡착 모델에 적용하여 사용한 흡착제의 불소 흡착 메커니즘을 유추한 결과, Freundlich 등온 흡착 모델과 더 높은 상관관계(R²=0.9138)로 일치하는 모습을 보였다. Van't Hoff 식을 활용하여 흡착제의 열역학적 특성을 파악하기 위해 25℃에서 65℃까지 온도를 증가시키며 획득한 흡착량 정보로 열역학적 상수 𝚫H°와 𝚫G°을 계산하여 흡착제가 흡열의 흡착 특성을 보이며 반응이 비자발적임을 도출하였다. 마지막으로 약 12.8 mg·L^-1의 불소 농도를 가지는 광산배수에 흡착제를 적용하여 실제 환경에서 흡착제의 적용가능성을 확인한 결과, 약 50%의 불소 제거효과가 있는 것으로 나타났다.