• 자원환경지질
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• 제53권6호
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• pp.695-701
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• 2020

본 연구는 중성의 pH 조건에서 Fe, Mn, As이 포함된 복합오염수를 배출하는 광산배수의 수질특성을 모니터링하였다. 침출수를 처리하기 위해 모래와 석회석으로 이루어진 수직흐름반응조(VFR, Vertical Flow Reactor)와 제강슬래그와 석회석을 적용한 반응조(ZMR)로 구성된 현장파일럿 장치를 설치하여 약 6개월간 운영하였다. 광산배수 내 존재하는 Fe, Mn, As에 대한 현장파일럿 장치의 처리효율을 평가하였다. 중성의 알칼리 수질특성을 가진 D광산 침출수에 VFR와 ZMR 공정을 적용한 결과, pH와 알칼리도가 효과적으로 상승하여 Fe과 As가 99%이상 제거되었으며 Mn은 98%이상 제거하여 복합오염물질 처리가 가능함을 확인하였다. 본 연구결과를 통해 Fe, As, Mn이 포함된 소규모 광산배수에 자연정화기반의 공법이 적용가능함을 확인하였다.

• 자원환경지질
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• 제53권6호
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• pp.687-694
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• 2020

이 연구에서는 KMnO4, H2O2, NaOH와 같은 산화제와 중화제를 사용하여 광산배수 내 Mn 제거효율을 확인하고 광산배수에 다량으로 존재하는 Fe2+의 영향을 파악하고자 하였다. 용액 내 Fe2+의 유무에 따라 Mn의 제거여부를 확인하기 위하여 초기농도 0.1 mM의 Mn2+ 용액을 준비하였다. 이때, 광산배수모사 용액의 Fe2+ 농도는 1 mM이 되도록 조성하였다. 산화제와 중화제의 주입량은 용액 내 Mn2+를 기준으로 각각의 몰비가 0.1, 0.67, 1.0, 2.0이 되도록 주입하였으며, Mn2+의 제거효율은 산화제인 KMnO4를 주입한 경우 최대 90%로 가장 높은 결과를 보였다. 산화제 주입 후 검은색의 MnO2 침전물이 형성되어 Mn2+의 산화제거를 확인하였고, 반응용액의 pH-Eh 조건에서 Mn 산화물인 Pyrolusite (MnO2)가 안정함을 확인하였다. 그러나 용액 내 Fe2+가 존재하는 광산배수 모사용액에서는 용액 내 Mn2+의 제거율이 6%로 매우 낮은 결과를 보였다. 이러한 결과는 Mn2+의 산화보다 Fe2+의 산화가 더욱 빠르게 진행되면서 Mn 산화물 형성을 저해하기 때문으로 판단된다. 산화제 및 중화제 주입 후 용액 내 Fe의 농도가 급격히 감소하는 결과는 Fe2+의 산화에 기인한 것으로 판단된다. 또한, Fe2+의 산화 과정에서 KMnO4의 Mn7+가 Mn2+로 환원되어 광산배수 모사 용액의 용존 Mn의 농도가 오히려 증가하는 결과를 보이기도 하였다. 이상의 결과로 보아, 용액에 존재하는 Mn을 제거하기 위해서는 산화법이 중화법보다 더 효과적이며, 광산배수에 존재하는 다량의 Fe2+를 먼저 제거한 후 용존 Mn의 제거를 진행하는 것이 효과적인 것으로 판단된다.

• 환경영향평가
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• 제24권4호
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• pp.344-351
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• 2015

본 연구에서는 비소로 오염된 지역의 토양 및 지하수에 동전기적 기술을 사용하고 배양된 토양 미생물과 배양액을 주입하여 토양 내의 토착 미생물을 활성화하여 비소의 이동도를 상승시키는 것이 주요목표이다. 생물학적 동전기법은 미생물의 전기적 이동을 이용하여 기존의 생물학적 복원에서 문제시 되어온 늦은 분해속도와 낮은 제거효율의 단점을 극복할 수 있었다. 이는 전극의 전해액 대신 토양 미생물과 배양액을 혼합 주입하여 유기물질을 전자 공여체로 이용하는 다양한 토양 미생물이 Fe, Mn 등을 환원하게 된다. 이에 따라 주변의 금속 산화 미생물이 As(III)를 As(V)로 변환시킴으로써 As(III)의 이동도가 증가하게 되고, 이로 인해 As의 이동도가 기존 동전기법의 약 30%에 비해 60 ~ 70%정도로 상승함을 확인하였다.

• 한국환경과학회지
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• 제18권4호
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• pp.445-450
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• 2009

In this study, the fundamental experiments were performed for catalytic oxidation of NO (50 ppm) on $MnO_2$ in the presence of ozone. The experiments were carried out at various catalytic temperatures ($30-120^{\circ}C$) and ozone concentrations (50-150 ppm) to investigate the behavior of NO oxidation. The honeycomb type $MnO_2$ catalyst was rectangular with a cell density of 300 cells per square inch. Due to $O_3$ injection, NO reacted with $O_3$ to form $NO_2$, which was adsorbed at the $MnO_2$ surface. The excessive ozone was decomposed to $O^*$ onto the $MnO_2$ catalyst bed, and then that $O^*$ was reacted with $NO_2$ to form $NO_3^-$. It was found that the optimal $O_3$/NO ratio for catalytic oxidation of NO on $MnO_2$ was 2.0, and the NO removal efficiency on $MnO_2$ was 83% at $30^{\circ}C$. As a result, NO was converted mainly to $NO_3^-$.

• 자원리싸이클링
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• 제25권2호
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• pp.33-41
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• 2016

망간단괴 매트상 모의 침출용액에서 구리 용매추출과 수산화 침전법에 의해 구리와 철이 제거 된 용액(Co 1.91 g/L, Ni 14.65 g/L)으로부터 용매추출-전해채취 연속공정을 통해 코발트를 분리, 회수를 위한 규모확대 실험(망간단괴 기준 380 kg/day)을 수행하였다. 용매추출의 경우 추출제로는 NaOH로 45% 비누화 된 0.22 M Cyanex 272, 세정용액은 코발트 2 g/L(pH : 3.0), 탈거용액은 코발트 전해폐액(Co 36.0 g/L, $Na_2SO_4\;70g/L$, pH : 1.5)을 사용하였으며, 탈거된 유기상은 산과 증류수의 세척 공정을 통해 재사용하였다. 추출단, 세정단 그리고 탈거단의 O/A 비는 각각 1/1.5, 10/1 그리고 1.5/1 이었으며, 산세척과 수세척단의 O/A 비는 각각 1/1, 6/1이었다. 용매추출공정의 코발트의 추출율과 탈거율은 각각 99.8%와 99.88%이었으며 탈거액의 코발트와 니켈의 농도는 각각 40.27 g/L, 4 ppm이었다. 전해액의 pH 조절을 위해 전해폐액 순환 방식을 도입한 전해채취공정은 $0.563A/dm^2$의 전류밀도에서 67.0%의 전류효율을 나타내었으며, 99.963% 순도의 금속 코발트를 얻었다.

• 대한환경공학회지
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• 제38권11호
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• pp.603-610
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• 2016

본 연구에서는 폐 알칼리망간전지 분말(spent alkaline manganese battery powder, SABP <8 mesh)의 산 침출액으로부터 분리한 망간이온을 이용하여 산화-중합반응 촉매인 버네사이트를 제조하였고, 1-naphthol (1-NP)을 대상으로 페놀계 화합물의 제거 반응성을 조사하였다. 망간산화물의 결정상과 반응성은 순수 망간시약($MnSO_4$, $MnCl_2$)을 사용하여 합성한 망간산화물(manganese oxide, MOs) 및 기존의 McKenzie 합성방법에 의한 Acid birnessite (A-Bir)의 결과와도 비교 평가하였다. SABP에 존재하는 망간과 아연이온은 과산화수소 존재 하에서의 황산 침출($1.0M\;H_2SO_4+10.5%\;H_2O_2$, solid/liquid (S/L)비=1/10 g/mL, $60^{\circ}C$)을 통해 각각 약 96%와 98% 회수하였다. 산 침출액으로부터 망간이온은 수산화물(NaOH) 침전을 통해 pH 8과 pH>13 조건에서 각각 69.0%와 94.3% 분리하였다. 1-NP 제거능을 토대로 SABP 산 침출액으로부터 알칼리(NaOH) 수열합성법에 의한 망간산화물의 제조를 위한 적정 OH/Mn 혼합비(M/M)는 6.0이었고, XRD 분석을 통해 버네사이트(${\delta}-MnO_2$) 결정상을 가짐을 확인하였다. pH 8 (${Mn^{2+}}_{(aq)}$)과 pH>13 ($Mn(OH)_{2(s)}$)에서 회수한 망간을 사용하여 얻은 망간산화물의 1-NP 제거 반응속도(k, at pH 6)는 각각 0.112, $0106min^{-1}$으로서 $MnSO_4$ 시약을 사용하여 얻은 망간산화물의 결과($0.117min^{-1}$)와 유사하였다. 이상의 연구를 통해 폐 알칼리망간전지 분말로부터 얻은 버네사이트는 미량 유해물질 제거를 위한 산화-중합 반응 촉매로 활용 가능함을 알 수 있었으며, 버네사이트 제조를 위한 폐 알칼리망간전지의 재활용 흐름도를 제시하였다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제17권6호
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• pp.102-111
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• 2012

Fine suspended solids generated effluence from treatment process of mine drainage could destroy environment as the aesthetic landscapes, and depreciate water quality. Therefore, the purpose of this research is focused on process development applied the actual field for controlling fine suspended solids and heavy metals, and so lab-scale test was performed for inducement of basic data. The mine drainage used in this research was sampled in H mine located Jeongseon-gun, Gangwon-do. Concentration of suspended solid, arsenic, iron and manganese was exceeded the standard of contaminant limitation for the clean water, and particle size of suspended solid was less than 10 m as fine particle. Although hydraulic retention time of mine drainage for effective settling was required more than 6 hours, hydraulic retention time would be increased in winter season when the settling efficiency could be reduced because of viscosity decreasing. Moreover, installed inclination plate helped to increase settling efficiency of suspended solid about 48 %. Filtering media that was the most effective removal of suspended solids and heavy metal was decided granular activated carbon of 1~2 mm was the optimal size.

• 공업화학
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• 제33권5호
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• pp.466-470
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• 2022

최근 촉매 소각 공정은 휘발성 유기 화합물을 저온(< 450 ℃)에서 고효율(> 95%)로 산화 및 분해하기 위해 상당한 주목을 받고 있다. 많은 귀금속 촉매 물질이 잘 연구되어 사용되고 있으나 단가가 비싸고 위험하다. 본연구에서는 Cu와 Mn 전구체의 공침법을 활용하여 간단하고 손쉬운 합성 방법을 개발함으로써 고활성 및 저비용의 Cu-Mn 바이메탈 촉매를 제조하였다. 촉매 합성은 Cu와 Mn의 조성비를 조절하여 최적화하였다. 최적화된 촉매는 메조포러스 구조로 230.8 m²/g의 넓은 표면적을 나타냈다. 촉매 성능을 입증하기 위해 에틸 아세테이트의 산화 반응에 대해 Cu-Mn 촉매를 테스트했으며, 250 ℃의 저온에서 100%의 높은 전환 효율을 나타내었다.

• 대한환경공학회지
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• 제28권5호
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• pp.535-542
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• 2006

본 연구에서는 일반 토양 중에 존재하는 망간산화물의 하나인 버네사이트(birnessite)를 이용한 1-naphthol의 산화-공유결합 반응에 의한 제거 특성을 다양한 반응조건(반응시간, 버네사이트 주입량 및 pH 등)에서 회분식 실험을 통하여 조사하였다. 버네사이트에 의한 1-naphthol의 제거효율은 모든 반응조건에서 우수하였으며, 생성되는 반응산물은 1-naphthol의 산화-공유결합 반응에 의한 중합체임을 반응 후 상등액에 대한 UV-vis. 흡광 분석 및 질량분석기를 이용한 분자량 분석을 통해 확인하였다. 버네사이트 첨가량에 따른 1-naphthol의 산화 변환 실험 결과는 유사-일차 반응속도 식을 적용하여 반응 속도 상수, k를 구하였으며, 이 유사-일차 속도상수를 버네사이트의 비표면적으로 표준화하여 도출한 반응속도상수($k_{surf}$)는 $9.31{\times}10^{-4}(L/m^2{\cdot}min)$이었다. 또한, 버네사이트에 의한 1-naphthol의 산화 변환 효율은 수용액의 pH에 영향을 받았으며, pH가 10에서 4로 감소하면서 유사-일차 반응속도 상수는 $0.129min^{-1}$에서 $0.187min^{-1}$로 증가하였다.