• 자원환경지질
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• 제36권1호
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• pp.39-48
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• 2003

본 연구에서는 황철석과 흑운모를 이용한 회분식반응조실험(batch reactor experiment)을 통하여 수용성 Cr(Ⅵ)의 제거 및 반응속도를 살펴보았으며 이에 따른 산화환원 반응기작을 고찰하였다. 황철석 실험군이 흑운모실험 군에 비해 산화환원반응속도가 100배정도 빨랐으며, pH 3의 실험군이 pH 4 실험군에 비해 Cr(III)으로의 환원반응속도가 빠르게 나타났다. 황철석 실험군에서 Cr(Ⅵ) 초기농도치 90%이상이 제거되는데 걸리는 시간은 pH가 4일때 4시간, pH가 3일 때 40분 이내였다. 반면에, 흑운모 실험군의 경우 pH가 3인 조건에서도 Cr(Ⅵ) 초기농도의 90%이상이 제거되는데 400시간 이상이 걸렸다. 모든 조건에서 Cr(III)치 농도는 초기에 증가하는 경향을 보이다가 일정시간이 지나면 안정한 농도로 고정되었다. 산성의 반응용액에서 Cr(Ⅵ)의 환원반응속도는 이 두 광물이 포함하고 있는 2가 철의 해리속도와 관련이 있음을 의미한다. pH 4의 조건인 실험군에서는 용액 내 Cr(Ⅵ)이 Cr(III)으로 환원되고 Fe(II)가 Fe(III)로 산화된 후, (Cr, Fe)(OH)$_3$$_{ (s)}$와 같은 침전물을 생성하여 상대적으로 용액내 Cr(III)과 Fe(III)농도가 낮은 것으로 여겨진다. pH 3의 실험군을 화학양론적 고찰하였으며, 흑운모의 실험에서는 수용성 Fe(II)의 감소된 양과 Cr(Ⅵ)의 환원된 양의 이론적인 몰비가 [3Fe(II) : 1Cr(Ⅵ)]임에도 그 몰 비가 약 1:1로서 1 mole의 Cr(Ⅵ)을 환원시키는데 Fe(II)이 적게 소비되었으며, 이는 광물에서 해리되는 Fe(II)에 의한 Cr(Ⅵ)의 환원뿐만 아니라 흑운모 구조 내 Fe(II)이 용액 내 Fe(III) 이온을 Fe(II) 이온으로 환원시키는 불균질산화환원반응이 발생하고 이 반응으로 생성된 Fe(II) 이온이 다시 Cr(Ⅵ)의 환원반응에 기여하였기 때문이다. 그러나 황철석 실험의 경우, 그 몰비가 약 2.90:1 로서 3에 가까우며, 이는 황철석의 빠른 산화를 통하여 급속한 Fe(II) 이온이 공급됨으로서 Cr(Ⅵ)의 환원반응이 이론적 화학양론의 반응 몰비에 부합한 결과를 보인 것으로 판단된다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제7권3호
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• pp.161-165
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• 2009

핵연료 운반용 실린더의 재사용을 위한 용기세척공장의 제염공정에 대한 성능을 평가하기 위하여 ${Na_2}{CO_3}\;+\;{H_2}{O_2}$ 혼합용액의 조합을 약간 달리한 2회의 시험을 실행하였다. 각 시험은 모두 일련의 5 단계에 걸쳐 실시되었다. 우라늄 제염의 주 화학종은 ${Na_4}{UO_2}(CO_3)_3$로 식별되었다. 그리고 첫 단계에서의 세척 액은 물이었으며, 이 단계에서 50% 이상의 우라늄이 제염되었다. 그 이후로는 단계가 더해 갈수록 우라늄의 제염양은 지수함수적으로 감소하는 경향을 나타내었으며, 화학양론적으로 제거된 우라늄에 비하여 투여된 ${Na_2}{CO_3}$의 양은 과다함을 나타내었다. 이러한 결과들에 의하면, 공정최적화를 통하여 ${Na_2}{CO_3}$의 투여량 감축, 세척폐액의 감량, 제염단계 축소 등을 꾀할 수 있을 것으로 판단된다.

• 공업화학
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• 제7권4호
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• pp.645-652
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• 1996

본 연구는 $H_2S$를 $TiO_2/SiO_2$ 촉매상에서 산소와의 직접 산화 반응을 통해 원소 황의 형태로 제거하는 반응에 관한 것이다. 순수한 $TiS_2$와 $Ti(SO_4)_2$를 사용한 반응 실험과 순수한 $TiO_2$에 대한 주기적 온도 조작 실험 결과로부터 $TiO_2$는 황 회수 공정에서 사용되는 촉매의 비활성화의 주원인으로 알려진 sulfation이나 sulfidation에 대해 매우 안정한 것으로 나타났다. $TiO_2/SiO_2$촉매에서 $TiO_2$의 담지랑이 증가함에 따라 $H_2S$의 전화율이 증가하였고, 원소 황의 선택도는 아주 소폭으로 감소하였다. 반응 실험 결과 $O_2/H_2S$의 비가 증가할수록 원소 황의 선택도는 크게 감소하였다. 10 wt.% $TiO_2/SiO_2$ 촉매는 화학 양론비의 조성($H_2S$=5 vol.% $O_2$=2.5 vol.%)의 반응물에 10 vol.%의 수증기를 첨가한 경우 활성과 선택도가 감소하였으나 여전히 80% 이상의 원소 황 수율을 유지하고 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권1호
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• pp.11-19
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• 2000

생물학적 폐수처리장의 효율을 정확하게 예측하기 위해서는 생물학적 동력학 계수와 화학양론적 계수를 반드시 추정하여야만 한다. 본 연구에서는 생물학적 동력학 계수를 추정하는 실험적 방법과 그 이론적 배경이 논의되었다. 또한 생물학적 동력학 계수 추정을 위해 신소이용률(Oxygen Uptake Rate, OUR)을 이용한 회분식 실험을 실시하였다. 호기성 상태에서 종속영양미생물과 독립영양미생물의 생물학적 동력학 계수를 추정하기 위한 간단한 방법이 기술되어 있다. 생물학적 동력학 계수 추정시 해석상의 부정확성 때문에 COD와 VSS농도를 이용하지 않고 산소이용률을 미생물 성장 자료로 변환하여 사용하였다. 종속영양미생물의 최대비성장율, 생산계수, 반속도상수, 사멸율을 산소이용률을 사용하여 추정하였다. 또한 독립영양미생물의 최대비성장율은 $NO_3{^-}$ 농도의 증가율로부터 추정하였다. 본 연구의 목적은 회분식 반응조에서 산소이용률을 이용해 종속영양미생물과 독립영양미생물의 생물학적 동력학 계수를 정확하고 간편하게 추정하는데 있다. 이러한 산소이용률을 이용한 생물학적 동력학 계수 추정 방법이 복잡한 활성슬러지 모델링에 도움을 줄 것으로 판단된다.

• 청정기술
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• 제27권2호
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• pp.168-173
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• 2021

도금폐수의 처리는 폐수의 pH, 중금속 및 시안(CN)함유에 따라 다양하고 복잡한 공정이 적용된다. 이중 시안(CN)의 처리는 차아염소산(NaOCl)을 이용한 알칼리 염소 처리법이 일반적으로 많이 사용되고 있다. 그러나, 암모니아성 질소(NH₃-N)와 시안(CN)이 동시에 함유될 경우 암모니아성 질소(NH₃-N)의 처리를 위해 차아염소산(NaOCl) 이 과다하게 소비되는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 연구는 시안(CN)처리에 있어서 1) 알칼리염소법에서 암모니아성 질소(NH₃-N)농도에 따른 차아염소산(NaOCl)의 소모량을 조사하고 2) ferrate (VI)가 시안(CN)을 선택적으로 처리할 수 있는지를 평가하였다. 모의폐수를 이용한 실험결과 알칼리염소법에서는 암모니아성 질소(NH₃-N)농도가 높을수록 시안(CN)의 제거율이 감소하였으며 차아염소산(NaOCl)의 소비량이 암모니아성 질소(NH₃-N) 농도에 따라 선형적으로 증가하였다. Ferrate (VI)를 이용한 시안(CN) 제거에서는 암모니아성 질소(NH₃-N) 농도에 관계없이 시안(CN)의 제거를 확인하였으며 이때 암모니아성 질소(NH₃-N)의 제거율은 낮아 ferrate (VI)가 시안(CN)을 선택적으로 제거함을 확인하였다. Ferrate (VI)의 시안(CN) 제거효율은 pH가 낮을수록 높게 나타났고 ferrate (VI) 주입량에 관계없이 99% 이상을 보였다. 실제 도금폐수에 적용한 결과에서는 ferrate (VI)와 시안(CN)의 투입 몰비 1:1에서 99% 이상의 높은 제거율을 보였으며 이는 화학양론 반응식의 몰비와 일치하는 결과로 모의 폐수와 동일하게 암모니아성 질소(NH₃-N) 및 기타오염물질이 함유된 실제 폐수에서도 선택적으로 시안(CN)을 제거하는 것으로 확인되었다.