• 한국환경과학회지
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• 제7권6호
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• pp.773-782
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• 1998

The adsorption experiment of phenol(Ph) from aqueous solution on granular activated carbon was studied in order to design the fixed-bed adsorption column. The experimental data were analyzed by unsteady-state, one-dimensional heterogeneous model. Finite element method(FEM) was applied to analyze the sensitivity of parameter and to predict the fixed-bed adsorption column performance on operation variable changes. The prediction model showed similar effect to mass transfer and intraparticle diffusion coefficient changes suggesting that both parameter present mass transfer rate limits for GAC-phenol system. The Freundlich constants had a greater effect than kinetic parameters for the performance of fixed-bed adsorption column. FEM solution facilitated prediction of concentration history in solution and within adsorbent particle.

• 한국환경과학회지
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• 제23권6호
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• pp.1143-1149
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• 2014

The adsorption experiments of lithium ions were conducted in the fixed bed column packed with activated carbon modified with nitric acid. Effect of inlet concentration, bed hight and flow rate on the removal of lithium ions was investigated. The experimental results showed that the removal and the adsorption capacity of lithium ions increased with increasing inlet concentration, and decreased with increasing flow rate. When the bed height increased, the removal and the adsorption capacity increased. The breakthrough curves gave a good fit to Bohart-Adams model. Adsorption capacity and breakthrough time calculated from Bohart-Adams model, these results were remarkably consistent with the experimental values. The adsorption capacity was not changed in the case of 3 times repetitive use of adsorbent.

• Journal of Industrial and Engineering Chemistry
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• 제67권
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• pp.301-311
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• 2018

In this study, the ion-gelation method was applied to fabricate novel Fe-carbon-bentonite-alginate beads ($Fe^0$/C-BABs). $Fe^0$/C-BABs could effectively control Fe release during persulfate (PS) activation in N-acetyl-p-aminophenol (APAP) oxidation. A novel two-stage approach that combined $Fe^0$/C-BABs and an oyster-shell-filled bed (OSFB) column was developed to address the low pH and high Fe concentration of the effluent of the traditional PS process. The application of the $Fe^0$/C-BABs and OSFB column regulated pH levels and Fe release during the advanced oxidation of APAP. The characteristics of $Fe^0$/C-BABs were also investigated through scanning electron microscopy, energy dispersive spectrometry, and Fourier transform infrared spectroscopy. The long-term operation performance of $Fe^0$/C-BABs in a continuous fixed-bed reactor under simultaneous PS and APAP feeding was also evaluated. The effects of initial PS concentration, pH, fixed-bed weight, in-flow rate, and dissolved oxygen (DO) were investigated. Under selected conditions, 86.3% efficiency was achieved during the first stage of APAP degradation (effluent pH of 3.05, Fe contents: $106.25mgL^{-1}$). Water quality improved after the effluent was passed through the OSFB column (effluent pH of 6.32, Fe contents: $21.43mgL^{-1}$). Moreover, this study analyzed the free radicals and intermediates produced during APAP degradation to identify the possible routes of APAP degradation.

• 자원리싸이클링
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• 제20권5호
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• pp.64-68
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• 2011

망간단괴는 높은 비표면적과 주 구성성분이 ${\delta}$-MnO$_2$ 이기 때문에 폐수 중의 중금속 흡착제로서 적합하다. 본 연구에서는 구리 함유 폐수를 이용하여 고정형 컬럼과 bed형 흡착장치를 사용하여 현장에서 망간단괴의 중금속 흡착제로서 사용 가능성에 대하여 검토하였다. l kg의 망간단괴 (입자크기 1-3 cm)를 사용하여 구리이온을 0.97 g/L 함유한 폐수를 3시간 처리한 결과 고정형 칼럼과 고정형 bed에서 각각 4.0g과 2.3g의 구리가 흡착, 제거되었다.

• 한국환경보건학회지
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• 제36권4호
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• pp.323-336
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• 2010

We evaluated the properties of a fixed-bed column reactor for high-concentration tetrachloroethylene (PCE) removal. The anaerobic bacterium Clostridium bifermentans DPH-1 was able to dechlorinate PCE to cis-1,2-dichloroethylene (cDCE) via trichloroethylene (TCE) at high rates in the monoculture biofilm of an upflow fixed-bed column reactor. The first-order reaction rate of C. bifermentans DPH-1 was relatively high at $0.006\;mg\;protein^{-1}{\cdot}l{\cdot}h^{-1}$, and comparable to rates obtained by others. When we gradually raised the influent PCE concentration from $30\;{\mu}M$ to $905\;{\mu}M$, the degree of PCE dechlorination rose to over 99% during the operation period of 2,000 h. In order to maintain efficiency of transformation of PCE in this reactor system, more than 6 h hydraulic retention time (HRT) is required. The maximum volumetric dechlorination rate of PCE was determined to be $1,100\;{\mu}mol{\cdot}d^{-1}l$ of reactor $volume^{-1}$, which is relatively high compared to rates reported previously. The results of this study indicate that the PCE removal performance of this fixed-bed reactor immobilized mono-culture is comparable to that of a fixed-bed reactor mixture culture system. Furthermore, our system has the major advantage of a rapid (5 days) start-up time for the reactor. The flow characteristics of this reactor are intermediate between those of the plug-flow and complete-mix systems. Biotransformation of PCE into innocuous compounds is desirable; however, unfortunately cDCE, which is itself toxic, was the main product of PCE dechlorination in this reactor system. In order to establish a system for complete detoxification of PCE, co-immobilization of C. bifermentans DPH-1 with other bacteria that degrade cDCE aerobically or anaerobically to ethene or ethane may be effective.

• 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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• 한국방사성폐기물학회 2016년도 춘계학술논문요약집
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• pp.223-224
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• 2016

• 대한환경공학회지
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• 제22권10호
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• pp.1747-1756
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• 2000

고정층 칼럼에 충진물질로 게껍질(Protunus trituberculatus)과 활성탄(Norit 0.8 SUPRA)을 사용하였다. 10 g의 활성탄만을 충진물질로 사용했을 때는 380 층부피 (bed volume)의 10 mg/L 납 함유 폐수를 처리했을 때 파과 현상 (breakthrough)이 일어났지만, 1 g의 게껍질을 10 g의 활성탄 칼럼에 첨가했을 때는 1520 층부피에서 파과 현상이 일어났다. 게껍질의 첨가로 인해서 활성탄 칼럼의 납 제거능이 증가하였다. 이러한 급격한 효율의 증가는 납의 흡착에 유용한 $CO_3{^{2-}}$ 파 $OH^-$ 이온이 증가한 것 때문으로 사료되었다. 여러 가지 분석 결과에 의하면 납 제거의 주된 메카니즘은 게껍질 속의 $CaCO_3$가 용해된 후 납과 반응하여 $Pb_3(C0_3)_2(OH)_2$ 형태로 활성탄의 표면에서 침천물을 형성하는 것으로 사료되었다. 납의 제거능은 유입 폐수 중의 납 농도가 10 mg/L에서 50 mg/L로 증가될 때 2배 정도 증가하였으나 유입 폐수의 pH가 5.0에서 3.0으로 감소할 때 약 40% 정도 효율이 감소하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제15권3호
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• pp.66-73
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• 2006

망간단괴 제련 과정에서 니켈 이온의 회수량을 높임과 동시에 니켈 폐수를 제거하기 위한 기초 연구를 수행하기 위해 인공니켈 폐수와 실폐수에 대해 흡착제로 망간단괴를 사용하여 고정층 연속 흡착 실험을 하였다. 인공니켈폐수에 대한 고정층 흡착 칼럼의 충전층 높이, 유입수의 유량, 그리고 유입되는 니켈폐수의 농도를 변화시키면서 흡착 특성의 변화양방을 검토하였다. 흡착실험의 결과를 Bohart-Adams식에 적용하여 고정층 칼럼에서의 흡착량 및 흡착속도상수를 계산하여 비교하였다. 또한 고정 흡착층 파과곡선으로부터 유입수의 유량과 흡착질의 초기농도의 변화에 따른 각 칼럼의 흡착량의 변화를 검토하였다. 직렬 연결 칼럼들에 대해 초기 칼럼에서 최종 칼럼으로 흡착이 진행됨에 따라 흡착량은 상승하는 것으로 파악되었다. 실폐수를 고정층 칼럼에 유입하여 흡착특성을 살펴 본 결과, 충전층 높이에 따른 흡착양상의 변화가 인공폐수와 달리 뚜렷하게 관찰되지 않았는데 이는 인공폐수에 비해 실폐수 중의 $Ni^{2+}$의 농도가 현저히 높기 때문인 것으로 판단되었다. 실폐수의 흡착율에 미치는 망간단괴 입자크기의 영향에 대한 검토에서는 흡착제 입자가 작아질수록 니켈 이온의 흡착율이 다소 상승하는 것으로 파악되었다.

• 청정기술
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• 제20권2호
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• pp.166-170
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• 2014

강산성 양이온 교환수지를 충전한 고정층 컬럼을 사용하여 수중의 리튬이온을 제거하는 연속식 실험을 수행하였다. 층 높이, 유입 유량 및 유입 농도와 같은 파라미터들을 살펴보았으며, 파과곡선으로부터 파과시간($t_{0.05}$), 포화시간($t_{0.95}$) 및 제거된 리튬이온의 총량(mtotal)을 구하였다. 실험 결과 $t_{0.05}$와 $t_{0.95}$는 층 높이가 감소함에 따라 감소하였고, 유입 농도와 유입 유량이 증가함에 따라 감소하였다. mtotal은 유입 유량과 층 높이가 증가함에 따라 증가하였지만, 유입 유량이 증가함에 따라서는 감소하였다. 실험자료를 토마스 모델식과 윤-넬슨 모델식을 적용한 결과, 토마스 모델식이 파과 데이터에 잘 부합하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권8호
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• pp.39-44
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• 2014

초임계 조건에서 제조된 망간산화물이 코팅된 활성탄($Mn_3O_4$/AC)에 의한 납 흡착특성을 규명하기 위해 칼럼실험을 통해 파과특성에 미치는 운전변수의 영향에 관해 실험하였다. 활성탄에 망간산화물을 코팅시킴으로써 물질전달대와 평형흡착량은 대략 2.8배 증가하는 것으로 나타났다. 흡착층 높이의 증가는 수용액이 흡착대에 체류하는 시간을 증가시켜 파과시간, 물질전달대와 평형흡착량을 증가시키는 것으로 나타났다. 칼럼으로 공급되는 유량이 증가함에 따라 수용액으로부터 흡착제로 납이 빠르게 전달되어 접촉되므로 파과시간과 물질전달대가 감소하였다. 유량 증가는 흡착대에서 납의 체류시간을 감소시켜 흡착경계면에서의 확산현상을 감소시키므로 평형흡착량을 감소시키는 것으로 나타났다. 칼럼으로 유입되는 납 농도가 증가하면 흡착제로 전달되는 납의 양이 증가하여 물질전달이 빠르게 완료되므로 파과시간과 물질전달대가 감소하는 것으로 나타났다.