• 한국물환경학회지
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• 제24권6호
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• pp.682-689
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• 2008

The purpose of this study was to find out the variation between molecular size distribution (MSD) of natural organic matter (NOM) in raw waters after different water treatment processes like conventional process (coagulation, flocculation, filtration) followed by advanced oxidation process (ozonation, GAC adsorption). The MSD of NOM of Suji pilot plant were determined by Liquid Chromatography-Organic Carbon Detection (LC-OCD) which is a kine of high-performance size-exclusion chromatography (HPSEC) with nondispersive infrared (NDIR) detector and $UV_{254}$ detector. Five distinct fractions were generally separated from water samples with the Toyopearl HW-50S column, using 28 mmol phosphate buffer at pH 6.58 as an eluent. Large and intermediate humic fractions were the most dominant fractions in surface water. High molecular weight (HMW) matter was clearly easier to remove in coagulation and clarification than low molecular weight (LMW) matter. Water treatment processes removed the two largest fractions almost completely shifting the MSD towards smaller molecular size in DW. No more distinct variation of MSD was observed by ozone process after sand filtration but the SUVA value were obviously reduced during increase of the ozone doses. UVD results and HS-Diagram demonstrate that ozone induce not the variation of molecular size of humic substance but change the bond structure from aromatic rings or double bonds to single bond. Granular activated carbon (GAC) filtration removed 8~9% of organic compounds and showed better adsorption property for small MSD than large one.

• 대한토목학회논문집
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• 제37권2호
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• pp.475-483
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• 2017

녹조현상 발생시 남조류에 의하여 발생하는 이취미 물질인 Geosmin과 2-methylisoborneol(2-MIB)는 수돗물에 냄새를 유발하는 원인 물질로서 제거가 필요하다. 일반적으로 정수장에서는 이취미 물질의 제거를 위하여 활성탄을 사용하고 있으나 활성탄의 기공 분포와 활성탄의 입자크기가 이취미 물질 흡착제 미치는 영향에 대한 정보는 부족하다. 따라서, 본 연구에서는 다양한 활성탄의 기공분포와 활성탄의 입자 크기가 이 취미 물질 흡착에 미치는 영향을 살펴보았다. 분말활성탄(PAC), 입상활성탄(GAC), 활성탄소섬유(ACF)의 이취미 물질 흡착을 비교한 결과, PAC > ACF > GAC 순서로 이취미물질 흡착제거효율이 높았다. 다양한 기공분포 특성을 갖는 분말활성탄들을 비교한 결과, 미세기공이 잘발달된 경우가 Geosmin과 2-MIB의 흡착에 유리한 것으로 나타났으며, 입자 크기의 경우에는 작을수록 Geosmin과 2-MIB의 흡착에 보다 효과적이었다.

• Korean Membrane Journal
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• 제11권1호
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• pp.21-28
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• 2009

We investigated the effect of organic materials on membrane fouling in advanced drinking water treatment by a hybrid module packed with granular activated carbon (GAC) outside multi-channel ceramic microfiltration membrane. Synthetic water was prepared with humic acid and kaolin to simulate natural water resouces consisting of natural organic matter and inorganic particles. Kaolin concentration was fixed at 30 mg/L and humic acid was changed as 2~10 mg/L to inspect the effect of organic matters. Periodic back-flushing using permeate water was performed for 10 sec per filtration of 10 min. As a result, both resistance of membrane fouling (Rf) and permeate flux (J) were influenced highly by concentration of humic acid. It proved that NOM like humic acid could be an important factor on membrane fouling in drinking water treatment. Turbidity and UV254 absorbance were removed up to above 97.4% and 59.2% respectively.

• 대한토목학회논문집
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• 제43권4호
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• pp.449-458
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• 2023

용존 유기물을 흡착 제거하는 기술로서, 흡착능이 우수한 입상활성탄을 우선적으로 적용할 수 있지만, 흡착탑의 운전기간에 따라 GAC의 흡착능이 현저히 저하되어 파과되는 한계가 있으며 파과된 활성탄인 spent-GAC는 교체나 재생이 불가피하다. 활성탄 교체는 비용의 경제성 때문에 기피되며 상업적으로 열재생법을 사용하고 있으나, 800℃ 이상의 고온 조건으로 인한 높은 에너지 비용과 활성탄의 질량 손실이 발생하는 단점이 있다. 본 연구에서는 CSOs내의 용존 유기물 처리에 사용된 spent-GAC의 재생효율을 제고하기 위해, Fenton 산화법과 초음파 산화를 융합한 다중산화기술인 Sono-Fenton 방법을 적용하였고, 산화제 주입농도와 초음파 주파수별 spent-GAC의 재생효율을 조사하였다. 적용된 Sono-Fenton 처리에서 Fe²⁺ 10 mmol/L, H₂O₂ 농도 1,000 mmol/L, 120분 초음파 주사시간, 초음파 주파수 40 kHz 재생처리 조건에서 68.5%의 가장 높은 재생효율을 얻을 수 있었고, 750 kHz에서도 유사한 효율을 얻을 수 있었으며, 다른 주파수의 초음파는 재생효율이 불량했고 주파수의 크기와 GAC 재생효율은 선형 관계를 나타내지 않았다. 실 하수를 희석하여 제조한 CSOs로 GAC 흡착탑을 연속운전 한 경우, 재생없이 700시간 내외의 운전이 가능했고 1회의 Sono-Fenton 처리를 적용한 결과, 총 1,000시간의 GAC 흡착 운전 기간 동안 40~70%의 COD_cr 제거 효율이 확보하였다.

• 산업기술연구
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• 제28권A호
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• pp.23-26
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• 2008

Ozone/GAC and ozone-GAC processes were introduced for treatment of humic acid, which is representative refractory organic compound. The treatment efficiencies of humic acid in each process were analyzed in pH variation, DOC removal, and $UV_{254}$ decrease. $UV_{254}$ decrease in all processes was comparatively high with efficiency over 92%. $UV_{254}$ decrease in ozone alone process was 85%. DOC removal in Ozone-GAC process was the highest with 75%. Removal by Ozone/GAC, Ozone alone processes were 71% and 33% respectively.

• 대한화학회지
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• 제46권2호
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• pp.117-124
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• 2002

활성탄에 흡착되어 있는 유기질을 처리하기 위하여 역류산화반응이 개발되었고 그것에 대한 평가가 이루어 졌다. 역류산화반응이란 산소의 흐름과 반대로 이동하는 자발적인 불꽃을 이용하여 유기질을 파괴 및 제거함과 동시에 폐활성탄을 재생하는 방법이다. 본 연구를 통하여 얻어진 실험결과를 고찰해 보면, 활성탄의 질량손실과 불꽃의 온도가 산소의 흐름속도에 절대적으로 의존하였고, 재생탄의 비표면적이 거의 완전히 회복되었으며, 특히 활성탄에 흡착되어 있는 열에 안정한 PCBs를 거의 완전히 파괴 및 제거(99.99%이상)할 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권12호
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• pp.1218-1224
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• 2008

본 연구는 yeast의 한 종류인 Candida tropicalis 배양액을 유동상 반응기 형태로 운전하여 대표적인 휘발성유기화합물인 톨루엔의 제거효율을 향상시키기 위해 수행되었으며, 톨루엔 흡착과 물질전달 능력을 동시에 향상시키기 위해서 생물반응기의 유동상 물질로는 입상활성탄(GAC)을 사용하였다. 효모를 적용한 GAC 유동상반응기는 유입 톨루엔 부하 13.1$\sim$37.4 g/m$^3$-hr 범위에서 50$\sim$80%의 처리효율을 나타내었다. 또한 톨루엔 유입부하 291 g/m$^3$-hr 조건에서 최대분해능 172 g/m$^3$-hr을 얻어, 본 연구의 GAC 유동상반응기가 안정적이면서도 높은 처리효율을 나타낼 수 있음을 확인하였다. 충격부하 실험에서는 유입농도의 갑작스런 변화에도 일정하게 처리효율을 유지함으로써, 유입농도의 변화에도 안정적인 반응기 운전이 가능하다는 것을 알 수 있다. 최대분해능실험 결과 유입농도가 2배 이상 증가하였으나 처리효율은 일정하게 유지되었으며, 유입된 톨루엔이 GAC에 먼저 흡착된 후 천천히 탈착되어 효모에 의해 분해됨을 확인하였다. 따라서 유동상으로 투입된 GAC가 톨루엔의 물질전달을 향상시켜 미생물반응기의 전체 처리효율을 증가시켰다.

• 멤브레인
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• 제28권4호
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• pp.252-259
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• 2018

실 산성 도금폐수를 입상활성탄(GAC)이 유동메디아로 첨가된 유동상 멤브레인 반응기를 이용하여 처리하였다. GAC 유동조건에서 적용 투과플럭스에 대해 시간에 따른 흡입압의 증가는 관찰되지 않았다. 폐수의 중성 pH에서 파울링 속도는 산성 조건에 비해 GAC 유동조건에서 크게 감소하였다. 해당 폐수의 용액 pH 증가는 입자크기의 증가를 가져왔고 이는 멤브레인 표면에서 상대적으로 성긴 구조의 케이크층 형성을 야기시켰다. 유동상 멤브레인 반응기에서 GAC 유동 하에 95%이상의 COD 제거율이 관찰되었으며 총부유물질은 거의 완벽하게 제거되었다. 실 도금폐수의 pH에서, 유동상 멤브레인 반응기의 구리 및 크롬의 제거는 거의 관찰 되지 않았다. 그러나 pH를 중성으로 증가 시켰을 시 구리와 크롬의 제거율은 각각 99%와 94%까지 증가를 하였다. 적용해 준 pH에 상관 없이, 시안의 경우 95% 이상의 제거율을 달성하였다. 이는 유기물과 시안 착물 형성으로 인해 유동상 멤브레인 반응기 내 GAC의 강한 흡착으로 제거된 것으로 사료된다.

• 한국토양환경학회지
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• 제4권2호
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• pp.11-31
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• 1999

회분식 및 연속류 주상 실험을 통해 인공 조제 지하수로부터 입상활성탄에 의한 6가크롬 (Cr(VI)) 제거에 대한 연구를 수행하였다. 실험에 적용된 변수로는 용액의 pH, 용존산소의 존재여부를 사용하였고 2가철(Fe(II))로 활성탄을 전처리한 것을 처리하지 않은 활성탄과 그 결과를 비교하였다. 용액의 pH를 4.0에서 7.5로 증가 시킴에 따라 무처리 및 Fe(II)로 전처리한 활성탄 모두에 흡착된 Cr(VI)의 양이 현저히 감소하였다. 용존산소가 배제 (무산소조건) 되었을 경우 Cr(VI) 제기량이 증가하였는데, 이는 Cr(VI)의 Cr(III)로의 환원 때문으로 추측된다. 그러나, Fe(II)에 의한 활성탄의 전처기는 Cr(Vl)제거에 거의 영향을 미치지 않았다 흡착된 Cr(VI)를 추출하기위해 0.01M $K_2$$HPO_4$와 침전 또는 흡착된 Cr(III)를 제거하기위해 0.02N $K_2$$HPO_4$로 세척하였는데, 이는 Cr(VI)로 흡착능이 고갈된 활성탄 재생의 한 방법으로 고려될 수 있으리라 사료된다. 재생된 활성탄은 본래의 활성탄보다 큰 흡착능을 보였는데, 그 이유는 Cr(VI)가 낮은 pH에서 흡착이 잘되며 또 Cr(III)로 환원되기 때문으로 사료된다. 산세척수중의 Cr(III)의 존재는 비교적 산성 조건하에서 Cr(VI)의 Cr(III)로의 환원을 보여주는 증거로 사료된다. 5회의 재생 및 재사용 실험에서 이 재생방법이 흡착능을 악화시키는 것 없이 지속적으로 사용될 수 있음을 알 수 있었다.

• 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.