• 공업화학
• /
• 제29권2호
• /
• pp.237-243
• /
• 2018

활성화제 KOH, NaOH 및 $ZnCl_2$를 사용하여 폐감귤박으로부터 제조한 활성탄인 WCK-AC, WCN-AC, WCZ-AC의 표면 화학적 특성을 검토하고, 대상가스인 아세톤, 벤젠 및 메틸메르캅탄(MM)에 대한 흡착량과 활성탄의 비표면적, 세공부피 및 세공크기와의 상관관계를 살펴보았다. 이들 활성탄에 대한 XPS 분석결과에 의하면 graphite 및 phenolic이 C1의 주요 표면 작용기였으며, 작용기인 phenol, carbonyl 및 carboxyl의 합은 WCK-AC > WCN-AC > WCZ-AC의 순서로 증가하였다. 고정층 흡착반응기에서 3가지 대상가스에 대한 흡착실험으로부터 얻어진 파과곡선은 Yoon과 Nelson에 의해 제안된 경험식에 의해 잘 모사되었다. 작용기의 합이 큰 값을 갖는 활성탄일수록 아세톤, 벤젠 및 MM에 대한 흡착능이 더 컸다. 비표면적 및 세공부피가 크고 세공크기가 작은 활성탄일수록 흡착성능이 우수하였으며, 특히 본 연구에서 사용된 활성탄들의 흡착성능을 가장 잘 나타내는 기준은 비표면적이었다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제61권3호
• /
• pp.472-478
• /
• 2023

본 연구에서는 공기청정기 필터용 활성탄의 아세트알데하이드 제거 특성이 금속 촉매 첨착 및 관능기 도입 방법을 사용하여 조사되었다. 야자각 차의 KOH 활성화를 통해 고 비표면적(1700 m²/g)과 미세기공이 발달한 활성탄을 제조하였으며, 금속촉매 첨착과 관능기 개질을 위해 침지 후 기공 내 건조조건에 따른 첨착 효율을 조사하였다. 제조된 활성탄의 물성은 비표면적 및 기공 분석(BET), 유도결합 플라즈마 분광 분석(ICP), 유기 원소 분석(EA) 및 푸리에변환 적외선 분광 분석(FT-IR) 등을 통해 분석하였으며, 활성탄 성능 확인을 위해 침지 농도에 따른 아세트알데하이드 흡착성능을 가스크로마토그래피(GC)로 분석하였다. 첨착용액의 농도가 증가함에 따라 금속촉매 첨착량은 증가하였으며, 비표면적은 감소하는 경향을 보였다. 각 금속촉매 첨착 및 표면개질 활성탄의 파과시험 결과 MgO10@AC, CaO10@AC, EU10@AC, H-U3N1@AC 조성에서 우수한 아세트알데하이드 흡착성능을 보여주었다. 흡착성능이 가장 뛰어난 MgO10@AC에 대해 파과 시간은 533.8 분, 흡착량은 57.4 mg/g으로 측정되었으며, 이는 활성탄에 나노 크기의 MgO 촉매를 첨착할 경우 아세트알데하이드의 카보닐기와 상호작용하여 흡착성능이 개선됨을 알 수 있었다.

• Asian Journal of Atmospheric Environment
• /
• 제11권1호
• /
• pp.15-28
• /
• 2017

The adsorptive removal properties of synthetic A4 zeolite were investigated against a total of 16 offensive odors consisting of reduced sulfur compounds (RSCs), nitrogenous compounds (NCs), volatile fatty acids (VFAs), and phenols/indoles (PnI). Removal of these odors was measured using a laboratory-scale impinger-based adsorption setup containing 25 g of the zeolite bed (flow rate of $100mL\;min^{-1}$). The high est and lowest breakthrough (%) values were shown for PnIs and RSCs, respectively, and the maximum and minimum adsorption capacity (${\mu}g\;g^{-1}$) of the zeolite was observed for the RSCs (range of 0.77-3.4) and PnIs (0.06-0.104), respectively. As a result of sorptive removal by zeolite, a reduction in odor strength, measured as odor intensity (OI), was recorded from the minimum of approximately 0.7 OI units (indole [from 2.4 to 1.6]), skatole [2.2 to 1.4], and p-cresol [5.1 to 4.4]) to the maximum of approximately 4 OI units (methanethiol [11.4 to 7.5], n-valeric acid [10.4 to 6.5], i-butyric acid [7.9 to 4.4], and propionic acid [7.2 to 3.7]). Likewise, when removal was examined in terms of odor activity value (OAV), the extent of reduction was significant (i.e., 1000-fold) in the increasing order of amy acetate, i-butyric acid, phenol, propionic acid, and ammonia.

• 대한환경공학회지
• /
• 제28권12호
• /
• pp.1280-1286
• /
• 2006

활성탄 재질별 신탄에서의 1,4-dioxane에 대한 흡착능을 평가한 결과, 석탄계 신탄의 파과시점은 BV 3600, 야자계와 목탄계 신탄의 경우는 BV 1440과 144 정도로 나타났다. 1,4-dioxane에 대한 최대 흡착량(X/M)은 석탄계 활성탄이 578.9 ${\mu}g/g$으로 가장 높았으며, 다음으로 야자계 142.3 ${\mu}g/g$, 목탄계 7.4 ${\mu}g/g$이었다. CUR은 석탄계 활성탄의 경우 0.48 g/일, 야자계와 목탄계 활성탄은 1.41 g/일과 6.9 g/일로 나타났으며 야자계와 석탄계 활성탄의 k값은 17.9와 91.5로 나타났다. 오존 단독처리 공정에서의 1,4-dioxane 제거특성을 평가해 본 결과, 2 mg/L의 오존 투입농도에서는 1,4-dioxane의 제거율이 38%인 반면 5 mg/L 고농도 오존처리로 87%의 제거율을 나타내었다. 전처리 산화공정이 없는 BAC 공정(3.1년 및 5년 이상 사용탄)에서는 부착 미생물에 의한 생물분해에 의한 제거는 없었으며 2와 5 mg/L $O_3+BAC$ 공정에서 EBCT를 $10{\sim}30$분으로 하여 운전하였을 경우 오존 단독공정에 비해 $2%{\sim}6%$ 정도 제거율이 증가한 것으로 나타나 오존처리 후의 BAC 공정은 1,4-dioxane 제거에 큰 효과가 없었다. 1,4-dioxane이 고도 정수처리공정으로 유입되었을 시 GAC 공정을 채택한 정수장의 경우 석탄계 신탄을 사용하는 것이 가장 바람직하며, 오존/BAC 공정의 경우는 BAC 접촉조의 EBCT를 증가시키는 운전 방법 보다 오존의 투입농도를 증가시키거나 오존 접촉조의 체류시간을 증가시켜 운전하는 방식이 1,4-dioxane 제거에 대해 효과적인 운전 방법으로 조사되었다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제28권8호
• /
• pp.878-883
• /
• 2006

망간코팅모래(MCS)와 철코팅모래(ICS) 21.5 kg씩 동량을 하부 및 상부층으로 2단 충진시킨 파일럿 규모의 여과시스템을 구성하여 3가 비소 함유 인공오염수 처리효율을 조사하였다. 파일럿 장치는 높이 200 cm와 내경 15 cm로 구성되어 있으며, 3가 비소함유 인공 오염수의 반응기 칼럼내 유입은 peristaltic pump를 사용하여 선속도 $5{\times}10^{-3}$ cm/s로 상향류로 시켰으며 148일 동안 여과실험을 실시하였다. MCS 통과지점(중간유출수)과 ICS 통과지점(최종 유출수)에서의 총 비소의 파과는 각각 18일 및 44일 경과 후에 이루어졌고 그 이후 파과가 급격히 진행되었으며 148일이 지났을 때 완전파과가 발생하였다. 비록 MCS 층을 통과한 유출수에서의 총 비소파과는 18일 경과 후에 나타났지만 유출수내의 3가 비소 농도는 61일 동안 50 ppb 이하로 나타났으며 이후에는 급격히 증가되어 나타났다. 이것은 칼럼에 충진된 MCS가 61일 동안 효과적으로 3가 비소에 대한 산화력을 나타내기 때문에 기인한 것이며 MCS 1 kg당 3가 비소 92 mg을 산화처리 함을 나타낸다. 그리고 완전파과가 발생할 때 까지 MCS에 의해서 흡착된 총 비소의 양은 MCS 단위 kg 당 79.0 mg에 해당하였다. 운전기간 동안 반응탑내의 각 지점에서의 시간에 따른 수두의 변화는 크게 나타나지 않아서 ICS 및 MCS를 갖춘 여과시스템은 큰 수두손실 없이 오염수를 장기간 처리할 수 있음을 알 수 있었다.

• 청정기술
• /
• 제15권1호
• /
• pp.60-66
• /
• 2009

천연가스로부터 유기 황 화합물인 THT와 TBM의 흡착 제거를 위해 NaY 제올라이트계를 이용하여 흡착실험을 수행하였다. NaY에 대한 표면의 산-염기적 특성을 변화시키고 흡착능의 향상을 도모하기 위하여 Li, K, Fe, Co, Ni, Cu, Ag 등의 금속이온으로 이온교환하였으며, 이를 부취제 THT와 TBM의 흡착 제거에 적용하였다. 그 결과 Cu-NaY, Ag-NaY, NaY에서 다른 물질들에 비해 THT, TBM의 파과흡착량이 높게 나타났으며, Cu, Ag가 이온교환된 제올라이트의 증가된 산성적 특성 때문에 다른 이온들에 비해 높은 파과흡착량을 나타낸 것으로 사료되어진다. 산량이 Ag-NaY보다 높게 측정된 Cu-NaY의 경우, Cu의 담지량을 조절하였다. 이들 가운데 0.5 M의 질산구리 용액으로 이온교환된 Cu-NaY-0.5가 가장 높은 파과흡착량을 보였으며, THT에 대해 1.85 mmol-S/g, TBM에 대해 0.78 mmol-S/g을 각각 나타내었다. 그리고 THT의 탈착 활성화에너지는 NaY, Cu-NaY-0.5 두 물질에 대하여 큰 차이가 없었으며, TBM의 탈착 활성화에너지의 경우 Cu-NaY-0.5 흡착제에서 NaY보다 높게 측정되었다.

• 청정기술
• /
• 제19권2호
• /
• pp.121-127
• /
• 2013

본 연구의 목적은 알럼 슬러지를 사용하여 입상흡착제를 제조하기 위한 압출 공정을 최적화하는 것이다. 함수율과 바인더인 메틸 셀룰로스의 함량이 압출 가능성과 입상흡착제의 물리적 특성에 미치는 영향을 연구하였다. 입상흡착제의 물리적 특성은 질소 흡착실험과 압축 강도 측정을 통해서 분석하였다. 증류수와 알럼 슬러지 가공분말의 비가 63/100인 경우가 입상흡착제의 외형이 원통형으로 잘 성형되었고, 압축강도도 가장 높게 나타났다. 메틸 셀룰로스의 함량을 증가시키면 압축강도가 개선되었으나 비표면적이 감소하였다. 성형된 입상흡착제의 소성과정을 거치면 입상흡착제의 표면적이 크게 증가하여 황화수소의 파과 시간이 획기적으로 증가하였으며, 황화수소 파과 용량은 1,700 mg/g 이상을 얻을 수 있었다.

• 상하수도학회지
• /
• 제34권5호
• /
• pp.323-334
• /
• 2020

Adsorption by granule activated carbon(GAC) is recognized as an efficient method for the removal of perfluorinated compounds(PFCs) in water, while the poor regeneration and exchange cycles of granule active carbon make it difficult to sustain adsorption capacity for PFCs. In this study, the behavior of PFCs in the effluent of wastewater treatment plant (S), the raw water and the effluents of drinking water treatment plants (M1 and M2) located in Nakdong river waegwan watershed was monitored. Optimal regeneration and exchange cycles was also investigated in drinking water treatment plants and lab-scale adsorption tower for stable PFCs removal. The mean effluent concentration of PFCs was 0.044 0.04 PFHxS g/L, 0.000 0.00 PFOS g/L, 0.037 0.011 PFOA g/L, for S wastewater treatment plant, 0.023 0.073 PFHxS g/L, 0.000 0.00 PFOS g/L, 0.013 0.008 PFOA g/L for M1 drinking water treatment plant and 0.023 0.073 PFHxS g/L, 0.000 0.01 PFOS g/L, 0.011 0.009 PFOA g/L for M2 drinking water treatment plant. The adsorption breakthrough behaviors of PFCs in GAC of drinking water treatment plant and lab-scale adsorption tower indicated that reactivating carbon 3 times per year suggested to achieve and maintain good removal of PFASs. Considering the results of mass balance, the adsorption amount of PFCs was improved by using GAC with high-specific surface area (2,500㎡/g), so that the regeneration cycle might be increased from 4 months to 10 months even if powdered activated carbon(PAC) could be alternatives. This study provides useful insights into the removal of PFCs in drinking water treatment plant.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제44권6호
• /
• pp.669-675
• /
• 2006

본 연구에서는 휘발성 유기화합물 중 산업공정에서 사용빈도가 가장 높은 방향족류의 toluene, 케톤류의 MEK, 알코올류의 IPA에 의한 삼성분계 휘발성 유기화합물의 탄소계 흡착제에 대한 흡착특성 실험을 수행하였다. 입상 활성탄, 활성탄소섬유를 이용한 단일흡착제와 입상 활성탄과 활성탄소섬유를 동시에 적용한 조합흡착제를 사용하여 흡착성능과 흡착량을 비교 분석하였다. 실험용 흡착장치를 사용하여 단일성분 및 삼성분계 휘발성 유기화합물에 대한 흡착파과 실험을 수행하였으며, 각 경우에 대해 흡착량과 흡착성능을 비교하였다. 입상 활성탄은 toluene의 단일흡착 시 높은 흡착성능을 보였으나, IPA, MEK의 단일성분과 삼성분계 흡착실험에서는 상대적으로 낮은 성능을 보였다. 활성탄소섬유와 조합흡착제는 단일성분 흡착결과에서 모두 우수한 흡착성능을 보였으나, 삼성분계 흡착의 경우에는 흡착제의 경제성과 흡착효율을 고려하였을 때 입상 활성탄과 활성탄소섬유를 동시에 적용한 조합흡착제가 흡착제로서 가장 적합함을 확인할 수 있었다.

• 실내환경 및 냄새 학회지
• /
• 제17권4호
• /
• pp.372-380
• /
• 2018

To abate the problem of odor from restaurants, a hybrid adsorbent consisting of organic and inorganic materials was developed and evaluated using acetaldehyde as a model compound was deveioped and evaluated. Powders of activated carbon, bentonite, and calcium hydroxide were mixed and calcinated to form adsorbent structure. The surface area of the hybrid adsorbent was smaller than that of high-quality activated carbon, but its microscopic image showed that contours and pores were developed on its surface. To determine its adsorption capacity, both batch isotherm and continuous flow column experiments were performed, and these results were compared with those using commercially available activated carbon. The isotherm tests showed that the hybrid adsorbent had a capacity 40 times higher than that of the activated carbon. In addition, the column experiments revealed that breakthrough time of the hybrid adsorbent was 2.5 times longer than that of the activated carbon. These experimental results were fitted to numerical simulations by using a homogeneous surface diffusion model (HSDM); the model estimated that the hybrid adsorbent might be able to remove acetaldehyde at a concentration of 40 ppm for a 5-month period. Since various odor compounds are commonly emitted as a mixture when meat is barbecued, it is necessary to conduct a series of experiments and HSDM simulations under various conditions to obtain design parameters for a full-scale device using the hybrid adsorbent.