Njaramba, Lewis Kamande;Nzioka, Antony Mutua;Kim, Young-Ju
International Journal of Advanced Culture Technology
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제8권2호
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pp.283-288
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2020
This study investigated the purification process of groundwater contaminated with zinc and arsenic using a permeable reactive barrier with a zero-valent iron/pumice mixture. We determined the removal rates of the contaminants for 30 days. In this study, column reactor filled with the zero-valent iron/pumice reactive mixture was used. Experimental results showed that the mixture exhibited an almost complete removal of the zinc and arsenic ions. Arsenic was removed via co-precipitation and adsorption processes while zinc ions were asorbed in active sites.The purification process of water from the metal ionscontinued for 30 days with constant hydraulic conductivity because of the enhanced porosity of the pumice and interparticle distance between the zero-valent iron and pumice. Contaminants removal rates and the remediation mechanism for each reactive system are described in this paper.
본 연구에서는 한약재 부산물로서 우슬 줄기를 사용하여 바이오차를 제조하였다. 제조된 바이오차를 수처리 공정에 적용하기 위하여, 수중에 용해된 아연과 철 이온의 흡착 특성을 고찰하였다. 70과 100 mg/L 아연 이온을 제거하고자 2 h 실험이 이루어졌을 때, 각각 32.3과 31.0 mg/g 흡착량을 구할 수 있었다. 위의 실험 결과, 아연 이온의 제거공정에서 우슬 줄기 바이오차는 활성탄소 보다 3배 이상의 흡착량을 나타내었다. 또한, 70과 100 mg/L 철 이온을 처리하고자 2 h 실험이 수행되었을 때, 각각 50.1과 54.3 mg/g의 높은 흡착량을 얻었다. 그리고, 아연과 철 이온의 제거효율을 향상시키고자, 우슬 줄기 바이오차에 수증기 활성화 공정이 이루어졌다. 그 결과, 70과 100 mg/L 아연 이온의 제거효율이 각각 80과 60%로 증가되었다. 또한, 70과 100 mg/L 철 이온의 제거효율은 각각 100과 82%로 향상되었다. 그리고 수증기로 활성화된 우슬 줄기 바이오차는 미처리된 우슬 줄기 바이오차와 비교하였을 때, 비표면적이 37.3배 증가되었으며 총 기공부피와 대세공 기공부피가 각각 28.4, 136배 향상되었다. 따라서 이러한 실험 결과들은 수중에 함유된 아연과 철 이온을 경제적이고 실용적으로 흡착 처리하는 기술에 사용될 수 있을 것이다.
The investigation was performed to reveal the removal rate of metal constituents of litters in a Phragmites communis Miseanthus sacchariflorus, Typha angastata and Seirpas tabernaemontani grasslands in the lake Paldangho. The removal rates of metal constituents are determined by the mathematical models. The removal rates and time required to decay up to a percentage of each metal constituent were calculated using these model. The removal rates of Cu, Fe and Zn were 0.61, 0.58 and 0.79 in Phragmites communis 0.39, 0.47 and 0.68 in Miseanthus saccharflorus; 0.26, 0.09 and 0.23 in Typha angustata: 0.56, 0.27 and 0.67 in Seirpus tabernaemontani respectively. The periods required to reach half time to the stedy state of the removal and accumulation for Cu, Fe and Zn were 1,13,1.19 and 0.79 years in Phragmites communis; 1.79, 1.49 and 1.02 years in Miscanthus sacchariflorus; 2.70, 7.43 and 2.96 years in Typha angustata ; 1.23, 2.58 and 1.04 years in Scirqus tabernaemontani, re-spectively. Key words: Phragmites communis, Miscanthus sacchariflorus, Typha angustata and Scirpus tabernaemontani, lake Paldangho, Removal rate, Cupper, Iron, Zinc.
LD 제강 더스트를 제철원료로 LD 전로 제강 슬래그를 용제로 하고 폐타이어에 의해 제조한 건류탄을 환원제로 사용하여 반사로에서 환원 실험하여 배합비, 온도 및 반응시간 변화에 따른 환원율 및 철 회수율의 영향을 조사하여 다음과 같은 결과를 얻을 수 있었다. 1) $1300^{\circ}C$에서 1시간 동안 환원실험한 결과 탈아연율(removal rate of zinc)이 97%이상이며 잔사중의 Zn은 0.1~0.2%이었다. 2)페렛트 중에 LD 스래그 15~20%, 폐타이어 건류탄 4.1~6.7% 함유된 시료를 대기압, $1350^{\circ}C$에서 3시간동안 환원실험한 결과 선철의 회수율은 89.3~92%이었다. 3)환원제련시에 집진장치에서 회수한 더스튼 Zn 60%의 조산화아연이었다. 4) 회수한 선철의 성분은 Fe 96%, C 1.6%, P 0.08%, S 0.05%이었다. 5) 환원시에 생성한 슬래그의 조성은 $Ca_2Al_2SiO_7$, 8CaO $5SiO_2$ 및 $Na_3Ca_6(PO_4)_5$가 확인되었다.
본 연구는 고농도의 PCE 및 1,1,1-TCA가 단독 또는 혼합물로 오염된 지하수 복원을 위해 영가 금속을 이용한 탈염소환원공정을 적용할 때 기술적으로, 경제적으로 가장 적절한 영가금속 선정을 목표로 수행되었다. 고순도 영가철, 고순도 영가아연, 철광석, 고로 슬래그, 차수재용슬래그, 망간 광석 및 아연 광석 등을 대상으로 회분식 반응조 실험을 수행하였으며, PCE, 1,1,1-TCA 및 혼합물의 분해능 및 탈염소화율을 도출하고, 금속 단가 당 변환량을 포함한 경제성 등을 검토하여 최적의 금속광물을 선정하고자 하였다. 연구결과 단일물질 처리시 고순도 영가철과 고순도 영가아연에 의한 제거율 및 분해능이 가장 높게 나타났으며, 그 다음으로 아연광석에 의한 분해능이 양호하였다. 두 물질 제거를 위한 경제성 비교에서는 고순도 영가철과 고순도 영가아연에 비해 아연광석이 매우 양호한 것으로 나타났다. 두 물질의 혼합처리 시에는 단일 처리에 비해 분해능이 감소하는 것으로 나타났다. 이상의 결과로부터 단일 또는 혼합 1,1,1-TCA, PCE 처리를 위한 분해능, 처리특성 및 경제성 등을 고려하였을 때 아연광석이 가장 적절한 금속광물로 사료된다.
The need for high-strength galvanized steel has recently increased because of the increased number of car consumers who want improved efficiency and exterior quality. High-strength galvanized steel with high corrosion resistance improves the durability of products and exterior quality. Furthermore, the gilt of zinc does not come off during machining because of the fine adhesive property of zinc. When these are welded, zinc has a lower melting temperature than iron, so zinc is more quickly vaporized than iron. Vaporized zinc can stick to electrodes, which increases spatter in welding transportation. Created spatter can enter the molten pool and develop into inner defects or blowholes and pits. Scattered spatter sticks to the product, which leads to the secondary cost of spatter removal. Therefore, in this study, comparisons of amounts of spatter generated are conducted according to the composition of shielding gas in the MIG and CMT processes to find optimal welding parameters.
아연을 함유하고 있는 산업폐기물로부터 첨단산업의 소재원료인 미립의 고순도 ZnO 분말을 아연제련의 용매추출 공정에서 직접 합성할 수 있는 방법을 개발하고자 하였다. 아연 함량이 55%인 선재산업의 폐기물을 황산으로 침출하여 아연을 추출하였다. 함아연 용액에서 철분을 침전시켜 제거한 후 D2EHPA를 추출제로 사용하는 용매추출에 의해 아연이온을 유기상으로 추출하여 정제한 뒤 oxalic acid와 같은 침전제를 사용하여 유기상의 아연 이온을 precipitation stripping 법으로 탈거, 침전시켜 $ZnC_2O_4$ 분말을 합성하였으며 이를 해소하여 99.9% 이상의 ZnO 분말을 제조하였다. 황산농도, 침출시간, 황액농도가 아연의 침출율에 미치는 영향과 용매추출시 용액의 산도에 따른 아연과 불순물의 추출거동을 조사하여 최적정제조건을 얻었다. 또한 oxalic acid의 농도, 온도, 계면활성제의첨가, 침전시간 등이 생성된 $ZnC_2O_4$ 분말의 형상과 입자크기 및 분포에 미치는 영향에 대해 조사하였다.
Heavy metal removal by using porous mineral adsorbents bears a great potential to decontaminate sludge compost, and natural zeolite (NZ), artificial zeolite (AZ), and expanded perlite (EP) seem to be possible candidates for this purpose. A composting experiment was conducted to compare the efficiency of those adsorbents for removal of iron (Fe), manganese (Mn), chromium (Cr), copper (Cu), zinc (Zn), nickel (Ni), and lead (Pb) from sewage sludge compost with no adsorbent amendment. For this purpose, 10 g of NZ and AZ and 5 g of EP was filled in a small bag made from non-biodegradable synthetic textile and was separately mixed in composting piles. The bags were separated from compost samples at the end of the experiment. AZ and NZ exhibited different reduction potentials depending on the type of heavy metal. AZ significantly reduced Cr (43.7%), Mn (35.8%), and Fe (29.9%), while NZ more efficiently reduced Cu (24.5%), Ni (22.2%), Zn (22.1%), and Pb (21.2%). The removal efficiency of EP was smaller than both AZ and NZ. The results of this simultaneous composting and metal removing study suggest that AZ and NZ can efficiently bind metal during composting process.
SRB(Sulfate Reducing Bacteria) converts sulfate into sulfide using an organic carbon source as the electron donor. The sulfide formed precipitates the various metals present in the AMD (Acid Mine Drainage). This study is the fundamental research on heavy metal removal from AMD using SRB. Two completely mixed anaerobic reactors were operated for cultivation of SRB at the temperature of $30^{\circ}C$ and anaerobic batch reactors were used to evaluate the effects of carbon source, COD/sulfate($SO_4^=$) ratio and alkalinity on sulfate reduction rate and heavy metal removal efficiency. AMD used in this study was characterized by low pH 3.0 and 1000mg/l of sulfate and dissolved high concentration of heavy metals such as iron, cadmium, copper, zinc and lead. It was found that glucose was an organic carbon source better than acetate as the electron donor of SRB for sulfate reduction in AMD. Amount of sulfate reduction maximized at the COD(glucose)/sulfate ratio of 0.5 in the influent and then removal efficiencies of heavy metals were 97.5% of Cu, 100% of Pb, 100% of Cr, 49% of Mn, 98% of Zn, 100% Cd and 92.4% of Fe. Although sulfate reduction results in an increase in the alkalinity of the reactor, alkalinity of 1000mg/1 (as $CaCo_3$) should be should be added continuously to the anaerobic reactor in order to remove heavy metals from AMD.
Essential metabolic functions have been identified for seven macrominerals (calcirum, phosprorus, magnesium, sodium, potassium, chloride, and sulfur), and eight microminerals (cobalt, copper, iodine, iron, manganese, molybdenum, selenium, and zinc). Major functions for each of these minerals are summarized. Considerable research suggests that chromium is also essential and that it functions by facilitating insulin activity. Studies are reviewed which indicate that chromium supplementation of animal diets may: 1) increase glucose removal from blood, 2) reduce carcass fat and increase lean in nonruminants, 3) alter egg cholesterol content, and 4) enhance immunity and disease resistance in ruminants. A number of other minerals including nickel, boron, vanadium, arsenic, silicon, lithum, and lead have been reported to be essential, but specific metabolic functions have not been defined for any of these elements. Limited research in poultry suggests that boron may be of practical significance in some instances.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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