• Korean Chemical Engineering Research
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• 제45권6호
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• pp.573-581
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• 2007

본 연구에서는 MEA(monoethanolamine)를 함침한 메조포러스 물질을 이용하여 이산화탄소를 회수하고자 하였다. 이를 위해 MCM-41, MCM-48 및 SBA-15의 메조포러스 물질을 제조한 후 30, 50, 70 wt%의 MEA로 함침하였다. 함침한 메조포러스 물질의 특성을 평가하기 위하여 XRD, FT-IR, SEM, BET를 이용하였다. 이산화탄소 흡탈착 실험을 수행한 결과, 흡착량은 MCM-41>MCM-48>SBA-15 순으로 나타내었다. 최대 이산화탄소 흡착량은 50 wt% MEA 함침 MCM-41으로써 $40^{\circ}C$에서 $57.1mg-CO_2/gr-sorbent$이며, 이는 MCM-41과 비교할 때 8배 높았다. 그리고 20회 반복 흡탈착 실험 결과, 반복 실험에도 일정한 흡착능을 나타내었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권7호
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• pp.4675-4681
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• 2014

본 연구는 흡착제 Zeolite 3A와 DETOX에 대하여 $H_2S$의 유입농도와 흡착온도를 공정변수로 하여 포화시간, 흡착량, 흡착속도 등의 $H_2S$ 흡착 제거특성을 평가하기 위하여 수행되었다. $H_2S$의 유입질량유속이 증가함에 따라 Zeolite 3A의 흡착용량은 증가되었으나 포화시간은 감소되었다. 한편 DETOX의 흡착용량과 포화시간은 $H_2S$의 유입질량유속의 증가에 따라 감소되었다. 흡착온도가 상승함에 따라 Zeolite 3A의 흡착용량과 포화시간은 감소한 반면에, DETOX에 대한 이들 값은 증가하였다. DETOX의 $H_2S$흡착용량은 Zeolite 3A의 2.5~16.4배 정도 높게 나타났다. 이는 흡착에서 활성화에너지장벽을 넘어설 충돌빈도는 흡착온도가 증가함에 따라 증가한 것에 기인한 것으로 해석된다. Zeolite 3A와 DETOX에 대하여 $H_2S$의 흡착속도는 $H_2S$의 유입질량유속과 흡착온도가 증가함에 따라 증가하였다. $H_2S$의 흡착속도는 Zeolite 3A가 DETOX의 4배로 나타났다. DETOX는 Zeolite 3A에 비하여 온도 308~318K에서 포화시간은 더욱 길어지고 흡착용량은 더욱 커진다. 바이오가스 중의 $H_2S$제거에 있어서 DETOX는 Zeolite 3A에 비하여 유리한 것으로 나타났다.

• 한국환경과학회지
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• 제17권11호
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• pp.1255-1263
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• 2008

The efficiency of PP-g-AA and PP-g-St nonwoven fabric synthesized by photoinduced polymerization as an adsorbent for removal $NH_3-N$ from waste water was evaluated. The results evidently indicate that the adsorption capacities of $NH_3-N$ onto PP-g-AA nonwoven fabric were extremely superior to those onto sulfonated PP-g-St nonwoven fabric, PK and zeolite. PP-g-AA nonwoven fabric showed the maximum adsorption capacity of $NH_3-N$ at the degree of grafting of 80 wt.%. The adsorption behaviour of $NH_3-N$ onto PP-g-AA and sulfonated PP-g-St nonwoven fabric was controlled by an ion exchange reaction, and tended to be similar to both trends of Langmiur and Freundlish isotherm. Futhermore, PP-g-AA non-woven fabric could be regenerated more than 5 times by a simple washing with 0.1N HCl with no decrease of adsorption capacity and no degradation of physical properties. Also sulfonated PP-g-St nonwoven fabric could be regenerated by washing with 0.1N ${H_2}{O_4}$. However, their regeneration efficiency was significantly low because grafting layer acted as functional radical for adsorption was continuously desquamated in the adsorption or regeneration processes, which resulted in decrease of adsorption capacity and weight of adsorbent. All results obtained from this study indicate that the $NH_3-N$ removal capacity of PP-g-AA non-woven fabric was extremely superior to those of PP-g-St non-woven fabric, PK and zeolite.

• 대한환경공학회지
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• 제37권4호
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• pp.210-217
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• 2015

Red mud의 염산처리와 열처리에 의한 불소의 제거 특성을 살펴보고자 동역학적 흡착, 평형흡착, pH, 흡착제의 주입량에 따른 흡착특성, 그리고 칼럼을 이용한 연속식 조건에서의 불소흡착 특성을 살펴보았다. Red mud의 산처리는 HCl 0.8 M 농도에서 효과적이었고, 열처리 온도가 높음에 따라 흡착량이 감소하였다. 0.8 M로 산처리한 Red mud (0.8 M-ATRM)의 동역학적실험 결과 초기농도 50 mg-F/L는 30분대에 평형농도에 도달하였고, 초기농도 500 mg-F/L에서는 1시간대 흡착평형을 나타내었다. 0.8 M-ATRM은 단층흡착을 가정한 Langmuir 모델에 잘 부합하였고, 최대흡착량($Q_m$)은 23.162 mg/g으로 나타났다. 또한 낮은 pH에서 높은 불소 흡착경향을 나타내었다. 이는 높은 pH에서 불소와 $OH^-$가 경쟁관계를 형성하기 때문으로 판단된다. 0.8 M-ATRM의 주입량이 증가 할수록 제거율은 높아졌지만, 단위질량당 흡착량은 감소하였다. 본 연구에서 사용된 0.8 M-ATRM은 가격이 저렴할 뿐만 아니라 불소에 높은 흡착능을 나타내어 수중 불소 제거에 효과적인 흡착소재로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.655-668
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• 1994

기존의 토양상 및 퇴비상을 이용한 악취제거가 주로 흡착에 의존한 나머지 탈취상이 쉽게 탈취능의 한계에 이른다. 따라서, 본 연구에서는 미생물 활성 탈취상의 조건인 높은 유기물함량, 보수성, 통기성 및 낮은 정압 등을 고르게 갖추고 있는 토탄에 활성슬러지를 식종하여 분뇨처리장, 하수처리장 등에서 발생빈도 및 취기강도가 큰 무기성악취 중 암모니아의 제거실험을 수행하였다. 실험결과, 자연 토탄상에서는 암모니아의 토탄수분에 의한 이온화에 따라서 pH가 상승하여 암모니아의 자연 유출 현상이 관찰되었다. 암모니아 제거 기작은 주로 음이론 콜로이드에 의한 흡착에 의존하였다. 미생물 활성 토탄상에서는 미생물 활동에 따른 pH의 완만한 상승으로 이론적 암모늄 이온의 비율이 자연토탄상보다 높았으나, 실제로 토탄상에 축적된 암모니아성 질소의 값은 질산균의 질산화에 의해 자연 토탄상보다 적었다. 암모니아의 제거기작은 반응조 운영 초기에는 흡착이 우세하였으며, 중반이후에는 질산화가 두드러졌다. 실험으로 얻은 암모니아 유입부하량, 암모니아 유출부하량, $NH_4{^+}$-N, $NO_x$-N, Org-N을 이용하여 질소에 대한 물질수지(Mass Balance)를 산정하고, 실험결과로 얻은 미생물 활성 탈취상의 최대 활성 시점인 비정상상태의 임계시간과 회귀분석에 의해 구한 암모니아의 흡착곡선을 이용하여 미생물 활성 토탄상에서 흡착능 포화의 연장시간을 산정하였다.

• 상하수도학회지
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• 제21권2호
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• pp.253-258
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• 2007

The adsorption capacity of bone char for lead, cadmium and zinc was studied in both single and binary multiple component systems. Equilibrium experimental studies have been performed to determine the sorption capacity of bone char for each metal ion. These have been analysed using single and multi-component equilibrum models. The results show that the sorption of metal ions for multi-component systems can be predicted reasonably well from the IAS theory with the Langmuir equation, the Freundlich and the Slip equation for metal ions.

• 한국물환경학회지
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• 제25권5호
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• pp.750-757
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• 2009

The ammonium ion exchange characteristics of natural zeolite were investigated to remove ${NH_4}^+-N$. The effect of water temperature, particle size and competitive cation on the exchange capacity was examined. Ammonium ion exchange capacity tended to decrease when the temperature increased from $25^{\circ}C$ to $40^{\circ}C$. Exchange capacity was increased according to the particle size of natural zeolite comes to be small. Batch isotherm experiments were conducted for measuring ammonium ion exchange capacity. The ion exchange capacity was well described either by the Langmuir isotherm model or by the Freundlich isotherm model. The ammonium ion exchange capacity ($q_m$) of zeolite carrier can be calculated $11.744mg-{NH_4}^+/g$-carrier. The ion exchange capacity of manufactured zeolite carrier was showed a similar tendency as ion exchange capacity of powder-sized natural zeolite. Therefore, zeolite carrier can be used for increasing of nitrogen removal efficiency in the wastewater treatment plants.

• 공업화학
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• 제27권4호
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• pp.358-365
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• 2016

수자원의 효과적 활용을 위해 유해물질을 제거하는 기술이 중요하며 흡착이 하나의 경쟁력 있는 기술로 검토/개발되고 있다. 흡착공정이 경쟁력을 가지기 위해서는 뛰어난 성능의 흡착제 개발이 중요하다. 유기물과 무기물 모두를 함유한 금속-유기 골격체(metal-organic frameworks, MOFs)는 큰 표면적, 세공부피, 잘 정의된 세공 구조 및 용이한 기능화 등으로 인해 다양한 흡착에 활용되고 있다. 본 고에서는 MOFs를 이용하여 물로부터 유해한 유기물을 흡착제거하는 기술을 요약, 정리하였다. 단순히 흡착량이나 속도를 증가하는 연구 대신에 흡착질과 흡착제 간의 상호작용의 메커니즘을 요약하였고 이를 위해 MOFs를 수정/기능화한 연구를 정리하였다. 이러한 요약으로부터 독자들은 유해물질의 흡착제거를 위한 흡착제의 필요 물성 및 수정에 대해 이해를 하게 될 것이며 흡착 외에 유기물들의 저장 및 전달에 대한 새로운 아이디어를 얻을 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국환경과학회지
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• 제15권6호
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• pp.513-525
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• 2006

In recent decades, biofiltration has been widely accepted for the treatment of contaminated air stream containing low concentration of odorous compounds or volatile organic compounds (VOCs). In this study, conventional biofilters packed with flexible synthetic polyurethane (PU) foam carriers were operated to remove toluene from a contaminated air stream. PU foams containing various amounts of pulverized activated carbon (PAC) were synthesized for the biofilter media and tested for toluene removal. Four biofilter columns were operated for 60 days to remove gaseous toluene from a contaminated air stream. During the biofiltration experiment, inlet toluene concentration was in the range of 0-150 ppm and EBRT (i.e., empty bed residence time) was kept at 26-42 seconds. Pressure drop of the biofilter bed was less than 3 mm $H_2O/m$ filter bed. The maximum removal capacity of toluene in the biofilters packed with PU-PAC foam was in the order of column II (PAC=7.08%) > column III (PAC=8.97%) > column I (PAC=4.95%) > column IV (PAC=13.52%), while the complete removal capacity was in the order of column II > column I > column III > column IV. The better biofiltration performance in column II was attributed to higher porosity providing favorable conditions for microbial growth. The results of biodegradation kinetic analysis showed that PU-PAC foam with 7.08% of PAC content had higher maximum removal rate ($V_m$=14.99 g toluene/kg dry material/day) than the other PU-PAC foams. In overall, the performance of biofiltration might be affected by the structure and physicochemical properties of PU foam induced by PAC content.

• Membrane and Water Treatment
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• 제11권1호
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• pp.69-77
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• 2020

Former studies revealed that sepiolite thermally treated at high temperature have high adsorption capacity for phosphate. However, its micron size (75 ㎛) limits its application to water treatment. In this study, we synthesized sepiolite impregnated polysulfone (PSf) beads to separate it easily from an aqueous solution. PSf beads with different sepiolite ratios were synthesized and their efficiencies were compared. The PSf beads with 30% impregnated sepiolite (30SPL-PSf bead) possessed the optimum sepiolite ratio for phosphate removal. Kinetic, equilibrium, and thermodynamic adsorption experiments were performed using the 30SPL-PSf bead. Equilibrium adsorption was achieved in 24 h, and the pseudo-first-order model was suitable for describing the phosphate adsorption at different reaction times. The Langmuir model was appropriate for describing the phosphate adsorption onto the 30SPL-PSf bead, and the maximum adsorption capacity of the 30SPL-PSf bead obtained from the model was 24.48 mg-PO₄/g. Enthalpy and entropy increased during the phosphate adsorption onto the 30SPL-PSf bead, and Gibb's free energy at 35 ℃ was negative. An increase in the solution pH from 3 to 11 induced a decrease in the phosphate adsorption amount from 27.30 mg-PO₄/g to 21.54 mg-PO₄/g. The competitive anion influenced the phosphate adsorption onto the 30SPL-PSf bead was in the order of NO₃^- > SO₄^2- > HCO_3^-. The phosphate breakthrough from the column packed with the 30SPL-PSf bead began after ~2000 min, reaching the influent concentration after ~8000 min. The adsorption amounts per unit mass of 30SPL-PSf and removal efficiency were 0.775 mg-PO₄/g and 61.6%, respectively. This study demonstrates the adequate performance of 30SPL-PSf beads as a filter for phosphate removal from aqueous solutions.