• 한국환경과학회지
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• 제27권11호
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• pp.975-982
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• 2018

In this study, zeolite (Z-C1) was synthesized using a fusion/hydrothermal method from coal fly ash. The morphological structures of Z-C1 were confirmed to be highly crystalline with a cubic crystal structure. Exchange capacities of $Ca^{2+}$ and $Mg^{2+}$ ions in a single and a mixed solution reached equilibrium within 120 min. The exchange kinetics of these ions were well predicted by the pseudo-second-order rate equation. The exchange isotherms of the $Ca^{2+}$ and $Mg^{2+}$ ions matched the Langmuir isotherm better than the Freundlich isotherm. The maximum cation exchange capacities ($q_m$) obtained by the Langmuir isotherm model were 2.11 mmol/g (84.52 mg/L) and 1.13 mmol/g (27.39 mg/L) for the $Ca^{2+}$ and $Mg^{2+}$ ions, respectively.

• 상하수도학회지
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• 제33권2호
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• pp.131-140
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• 2019

This study used a packed column reactor and a horizontal flow mesh reactor to examine the removal of copper ions from aqueous solutions using pine bark, a natural adsorbent prepared from Korean red pine (Pinus densiflora). Both equilibrium and nonequilibrium adsorption experiments were conducted on copper ion concentrations of 10mg/L, and the removals of copper ions at equilibrium were close to 95%. Adsorption of copper ions could be well described by both the Langmuir and Freundlich adsorption isotherms. The bark was treated with nitric acid to enhance efficiency of copper removal, and sorption capacity was improved by about 48% at equilibrium; mechanisms such as ion exchange and chelation may have been involved in the sorption process. A pseudo second-order kinetic model described the kinetic behavior of the copper ion adsorption onto the bark. Regeneration with nitric acid resulted in extended use of spent bark in the packed column. The horizontal flow mesh reactor allowed approximately 80% removal efficiency, demonstrating its operational flexibility and the potential for its practical use as a bark filter reactor.

• Membrane and Water Treatment
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• 제13권5호
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• pp.227-233
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• 2022

The objective of the study, to develop adsorbent based purifier for removal of radiological and nuclear contaminants from contaminated water. In this regard, 3-aminopropyl silica functionalized with ethylenediamine tetraacetic acid (APS-EDTA) adsorbent prepared and characterized by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR), Scanning Electron Microscopy (SEM) and X-ray Diffraction (XRD). Prepared APS-EDTA used for adsorptive studies of Cs(I), Co(II), Sr(II), Ni(II) and Cd(II) from contaminated water. The effect on adsorption of various parameters viz. contact time, initial concentration of metal ions and pH were also analyzed. The batch method has been employed using metal ions in solution from 1000-10000 ㎍/L, contact time 5-60 min., pH 4-10 and material quantities 50-200 mg at room temperature. The obtained adsorption data were used for drawing Freundlich and Langmuir isotherms model and both models were found suitable for explaining the metal ions adsorption on APS-EDTA. The adsorption data were followed pseudo second order reaction kinetics. The maximum adsorption capacity obtained 1.3037-1.4974 mg/g for above said metal ions. The results show that APS-EDTA have great potential to remove Cd(II), Co(II), Cs(I), Ni(II) and Sr(II) from aqueous solutions through chemisorption and physio-sorption.

• Membrane and Water Treatment
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• 제13권3호
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• pp.129-137
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• 2022

In this study, the removal of Ciprofloxacin (CPX) from aqueous solutions was investigated by a new activated carbon adsorbent prepared from orange peel (ACOP) with chemical activation using ZnCl₂. The physicochemical properties of orange peel activated carbon were characterized by proximate and ultimate analysis, scanning electron microscopy, BET surface area determination and Fourier transformation infrared spectroscopic studies. According to Brunauer-Emmett-Teller isotherm and non-local-density functional theory, the cumulative surface area, pore volume and pore size of ACOP were determined as 1193 m² g^-1, 0.83 cc g^-1 and 12.7 Å, respectively. The effects of contact time, pH, temperature and ACOP dose on the batch adsorption of CPX were studied. Adsorption equilibrium data of CPX with ACOP were found to be compatible with both the Langmuir and Freundlich isotherms. CPX adsorption capacity of ACOP was calculated as 181.8 mg g^-1 using Langmuir isotherm. The CPX adsorption kinetics were found to be harmonious with the pseudo-second-order kinetic model. Conclusively, ACOP can be assessable as an effective adsorbent for the removal of ciprofloxacin (CPX) from aqueous solutions.

• Membrane and Water Treatment
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• 제15권1호
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• pp.41-50
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• 2024

Presence of hazardous dyes in water cause considerable risks to the human health and environment due to their potential toxicity and ecological disruptions. Therefore, in the present research, to suggest an alternative method for the retention of toxic Azocarmine G (ACG) dye from aqueous media, natural and H₂SO₄-modified acacia sawdust were performed for the first time as low-cost and efficient adsorbents. Based on batch experiments, it was determined that the best conditions for the developed dye retention process were an initial pH of 2.0 and an equilibrium time of 240 min. Analysis of the data using both pseudo-first order and pseudo-second order kinetic models showed that the retention of ACG onto the adsorbents predominantly occurred through chemical adsorption. Langmuir, Freundlich, and Dubinin-Radushkevich isotherm models were employed to provide insights into the interaction between the adsorbate and adsorbent and the mechanism of the adsorption process. Maximum monolayer adsorption capacities of natural and H₂SO₄-modified acacia sawdust were determined as 28.01 and 64.90 mg g^-1, respectively by Langmuir isotherm model. Results of the study clearly indicated that the modification of acacia sawdust with H₂SO₄ leads to a substantial increase in the adsorption performance of anionic dyes.

• 공업화학
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• 제26권4호
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• pp.477-482
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• 2015

본 연구에서는 순환골재와 순환골재/제강슬래그 조합을 이용하여 수용액상에서 $Cr^{6+}$과 $As^{3+}$ 흡착 특성을 평가하였다. 순환골재와 제강슬래그의 주요 성분(CaO, $SiO_2$, $Al_2O_3$, $Fe_2O_3$)이 각각 91%와 86.9% 함유되어 흡착제로서 유리한 조성을 가지고 있다. 순환골재와 순환골재/제강슬래그 조합에 있어서 $Cr^{6+}$과 $As^{3+}$의 동역학적 평형은 각각 180 min과 360 min 이후에 도달하였다. 동적흡착결과를 유사 1차 모델과 유사 2차 모델로 분석한 결과 두 모델 모두 더딘 평형 결과를 나타냈다. 순환골재와 순환골재/제강슬래그 조합에 있어서, 평형흡착 실험은 Freundlich 모델에 잘 부합했고, $Cr^{6+}$보다 $As^{3+}$의 흡착량이 더 높았다. 용액의 pH가 6에서 10으로 증가함에 따라서 $As^{3+}$의 흡착률은 증가하는 것으로 나타났다. 한편, $Cr^{6+}$는 감소를 나타냈다. 본 연구 결과를 통해 순환골재 및 순환골재/제강슬래그 조합은 중금속($Cr^{6+}$, $As^{3+}$)을 효율적으로 제거할 수 있는 흡착제로 판단된다.

• 공업화학
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• 제29권3호
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• pp.278-282
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• 2018

강원지역 산림에서 수목들의 가지치기로 인하여 발생되는 목재 폐기물의 재활용 처리 기술 개발이 요구되고 있다. 본 연구에서는 3종류(낙엽송, 향나무, 소나무) 폐목재를 활용한 흡착 실험에 의하여 수중에 함유된 메틸렌 블루의 제거능력이 우수한 생물흡착제로 향나무를 선별하였다. 그리고, 메틸렌 블루 제거효율을 향상하고자 0.4 g/100 mL의 향나무를 주입하여 반응 4 h 흡착하였을 때, 수중에 용해된 100, 200, 300 mg/L의 메틸렌 블루는 각각 98, 93, 81%의 제거효율을 나타내었다. 흡착제 농도 변화에 의한 흡착평형 자료들은 Freundlich식보다 Langmuir식에 잘 부합됨을 알 수 있었다. 또한, 메틸렌 블루 농도 변화에 의한 동력학적 실험으로부터, 생물흡착 속도식은 유사 2차 반응식에 보다 적합함을 알 수 있었다. 고농도 메틸렌의 블루 제거능력을 증가시키기 위하여, 300과 400 mg/L 메틸렌 블루를 210 rpm 교반속도로 4 h 운전하였을 때, 각각 92, 76% 제거효율을 나타내었다. 따라서 이러한 실험 결과들은 수중에 용해된 메틸렌 블루를 경제적으로 처리하는 새로운 생물흡착 기술에 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

• 미생물학회지
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• 제37권3호
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• pp.197-203
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• 2001

담수식물의 근계(根界) 부착하는 미생물 군집에서 중금속 제거능이 있는 균주인 Pseudomonas. cepacia KH410 을 분리하여 이 균주의 납과 카드윰, 구리에 대한 생흡착 특성을 조사하였다. 최적 흠착조건은 1.0 g-biomass, pH 4, 그리고 온도는 $40^{\circ}C$일 때이었다. 흡착평형은 120분에서, 1000 mg/1농도에서 이루어 졌다. 흡착용량(K)은 납이 카드뮴에 비해 5.6배, 구리에 비해서는 4.0배 높았으며 흡착강도(1/n)는 납>구리>카드뮴의 순이었다. 흠작강도에 따른 등온식 적용은 납은 Langmuir등온식, 그리고 구리와 카드뮴은 Freundlich 등온식 적용이 오차가 적었다. 건조 균체를 이용한 최대 흡착은 납과 카드뮴, 구리에 대하여 각각 83.2, 42.0, 65.2 mg/g-biomass 이었다. 중금속 회수를 위한 탈착 실험에서는 납은 0.1 M HCl에서 그리고 카드뮴과 구리는 0.1 M $HNO_3$에 의하여 높은 탈착율을 나타내었다. 고정화 균체의 강도를 높이기 위한 전처리는 각각의 세 가지 중금속에 대하여 0.1 M KOH가 가장 효율적이었다. 고정화 균체에 의한 최대 흡착은 납, 카드뮴, 구리가 각각 77.8, 58.5, 71.2 mg/g-biomass 이었으며 경금속 혼재시에도 비교적 안정한 상태를 나타내었으며 중금속 제거효율을 비교한 결과 고정화 균체가 이온교환수지에 의한 제거보다 높았다.

• 한국환경농학회지
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• 제16권1호
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• pp.72-79
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• 1997

신규 활성물질인 Flupyrazofos(KH-502)의 토양에서의 흡착성, 용탈성 및 잔류성을 실내조건과 포장조건하에서 연구하여 본 공시약제의 안전사용을 위한 기초자료를 제공하고 토양-수질환경에 미칠 영향을 예측 평가하기 위한 목적으로 수행한 연구결과는 다음과 같다. 1. Flupyrazofos의 흡착량과 시간과의 사이에는 유의성있는 power function 관계가 있어서, 흡착이 빨리 일어나서 반응 30분 후에 45%가 흡착되고, $6{\sim}12$시간 이후에는 의사(疑似)평형에 도달했다. 2. Flupyrazofos의 흡착은 First-order kinetic model에 유의성있게 따랐고, 가해준 Flupyrazofos의 50%가 흡착되는 시간은 사양토의 경우 5.8시간이었다. 3. Flupyrazofos의 농도에 따른 흡착양상은 Freundlich 등온식으로 설명될 수 있었고, 등온식은 S-형(型)으로 분류될 수 있었다. 4. 토양 column을 통해 용탈된 Flupyrazofos의 농도는 가해준 농도에 비해 매우 낮았다. 용탈된 Flupyrazofos의 농도는 사양토가 식양토보다 약간 높았다. 사양토(砂壤土)에서 용탈된 최대 $C/C_0$ 값이 0.073, 식양토(埴壤土)에서는 0.017에 불과했다. 5. 표토에서 Flupyrazofos의 잔류량은 낮은편이며 시간이 경과할 수록 현저히 감소했다. 반감기는 사양토의 경우 20일, 식양토는 18일이었다. 심토로 이동${\cdot}$잔류된 농도는 매우 낮았다. 6. Flupyrazofos의 흡착시험, 용탈시험, 포장시험 결과와 약제의 물리화학적 특성을 근거로 판단할 때 공시농약은 토양에서 잘 흡착되고 이동${\cdot}$잔류성이 낮기 때문에, 상용농도를 시용할 경우 주변 환경에 미칠 수 있는 위해성은 낮은 것으로 판단된다.

• 한국항해항만학회지
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• 제39권3호
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• pp.185-192
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• 2015

본 연구에서는 표면개질 활성탄을 이용하여 수용액상에서 혼합 중금속($Cr^{6+}$, $As^{3+}$)의 흡착능을 평가하였고 또한 표면개질 활성탄을 안정화제로 활용하여 해양오염퇴적물 내 As 및 Cr에 대하여 중금속 안정화 실험을 수행하였다. 실험결과, 흡착평형은 약 120분 후에 도달하였다. 또한, 중금속 등온 흡착 특성은 Freundlich 및 Langmuir 방정식을 이용하여 해석하였으며, 평형흡착 실험결과는 Langmuir 모델에 잘 부합되었고 $As^{3+}$ (28.47 mg/g)가 $Cr^{6+}$ (13.28 mg/g)보다 평형 흡착량이 많았다. $Cr^{6+}$인 경우, 용액의 pH가 6에서 10으로 증가함에 따라서 흡착량은 감소하는 것으로 나타났다. 하지만 pH 증가 변화에서 $As^{3+}$의 흡착량은 미미한 증가를 보였다. 안정화 방법은 오염퇴적물에 표면 개질한 활성탄 첨가 후 120일간 습윤 양생 하였다. 연속추출 실험결과로부터, 미처리 오염퇴적물과 비교해서 Cr 및 As의 이온교환, 탄산염, 산화물 및 유기물 존재 형태 합의 비는 각각 5.8% 및 7.6% 감소하였다.