Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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2003.09a
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pp.78-82
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2003
Development of hematite-coated sand was evaluated for the application of the PRB (permeable reactive barrier) in the arsenic-contaminated subsurface of the metal mining areas. The removal efficiency of As(III) and As(V), the effect of anion competition and the capability of arsenic removal in the flow system were investigated through the experiments of adsorption isotherm, arsenic removal kinetics against anion competition and column removal. Hematite-coated sand followed a linear adsorption isotherm with high adsorption capacity at low level concentrations of arsenic (< 1.0 mg/l). When As(III) and As(V) underwent adsorption reactions in the presence of anions (sulfate, nitrate and bicarbonate), sulfate caused strong inhibition of arsenic removal, and bicarbonate and nitrate caused weak inhibition due to specific and nonspecific adsorption onto hematite, respectively. In the column experiments, high content of hematite-coated sand enhance the arsenic removal, but the amount of the arsenic removal decreased due to the higher affinity of As(V) than As(III) and reduced adsorption kinetics in the flow system, Therefore, the amount of hematite-coated sand, the adsorption affinity of arsenic species and removal kinetics determined the removal efficiency of arsenic in the flow system. arsenic, hematite-coated sand, permeable reactive barrier, anion competition, adsorption.
Ammonia nitrogen is well known as a substance that causes the eutrophication with a phosphorus in the water, because it is contained in the industrial wastewater, agricultural and the stockbreeding wastewater. In addition, manganese (Mn) and arsenic (As) are included in the mine treated water, etc., and are known as a source of water pollution. Natural zeolites are used to remove ammonia nitrogen in water but it have a low adsorption capacity. In order to improve the low adsorption capacity of the natural zeolite, ion substitution was carried out with $Na^+$, $Ca^{2+}$, $K^+$ and $Mg^{2+}$. The adsorption capacity and removal rate of ammonia nitrogen ($NH_4-N$) were the highest at 0.66 mg/g and 89.8% in $Na^+$ ion exchanged zeolite. Adsorption experiments of Mn and As were performed using ion exchanged zeolites. Ion exchanged zeolite with $Mg^{2+}$ showed high adsorption capacity and removal rates of Mn and As.
The affection of activated carbon on the dissolved aluminum ion in drinking water has been observed. In addition, the aluminum ion removal capability of activated, alumina, chitosan, and ion exchange resin have been investigated. Experimental results indicated that the coal based activated carbon released considerable amount of aluminum ion to the water while coconut shell based activated carbon didn't. However the release was not continuous. Activated alumina didn't show any recognizable removal capability for aluminum ion in water. Particulate chitosan has removed aluminum ion although dissolved chitosan has not. However it need to development a regeneration process for chitosan to be an effective mean for aluminum ion removal. Ion exchange resin showed a reliable aluminum ion removal capability. The ion exchange capacity was 2.63 meq/g resin for the aluminum ion in drinking water.
The mineralogical properties of natural zeolite comixed with montmorillonite were investigated by the chemical composition analysis, X-ray diffraction analysis, and differential scanning calorimetry. The experimental results on the removal of heavy metal ions by using the natural sample are summerized as follows. The removal of the heavy metal in solution is greatly influenced by the pH. Also, the removal capacity of heavy metal ions by zeolite and montmorillonite have increased in order of $Cu^{2+}>Cd^{2+}>Ni^{2+}$.
Nanoporous carbon structures were synthesized by pyrolysis of grass as carbon precursor. The synthesized carbon has high surface area and pore volume. The carbon products were acid functionalized and characterized by Fourier transform infrared spectroscopy, X-ray diffraction, Brunauer–Emmett–Teller, transmission electron microscopy, and Energy Dispersive X-ray microanalysis. Acid functionalized nanoporous carbon was explored for use in removal of toxic Cr(VI) ions from aqueous media. An adsorption study was done as a function of initial concentration, pH, contact time, temperature, and interfering ions. The experimental equilibrium data fits well to Langmuir isotherm model with maximum monolayer adsorption capacity of 35.335 mg/g. The results indicated that removal obeys a pseudo-second-order kinetic model, and that equilibrium was reached in 10 min. A desorption study was done using NaOH. The results of the present study imply that acid functionalized nanoporous carbon synthesized from grass is an efficient, renewable, cost-effective adsorbent material for removal of hexavalent chromium due to its faster removal rate and reusability.
Some microorganisms, including actinomycetes, cyanobacteria, and other bacteria, algae, fungi, and yeast, can accumulate and retain relatively high quantities of heavy metals and radionuclides from their external environments (1-4). Both living and dead cells can be used for biosorptive metal/radionuclide removal from solution. Thus microorganisms and products excreted by or derived from microbial cells (2) may provide an alternative or adjunct to conventional techniuqes of metal removal and recovery. Recent approaches have separated the microbial growth and metal removal process to manipulate production of metal-adsorptive capacity of bacteria and metal removal process. If pre-grown cells are immobilized and used for metal removal, mathematical modeling can be applied to predict immobilized cell reactor behavior under specific process conditions. Waste and microbial adsorbent could be separated from the treated flow in one step. Once treated, the metal waste is concentrated in a small volume of sorbed form for easy metal disposal or recovery.
This research was performed to evaluate the efficacy of phosphate removal from wastewater by surface-modified wood powder and to clarify the removal mechanisms. In this work, Pinus rigida which is abundant in Korea and has little economic value was used in preparation of the wood powder as a sorbent material. The experiments were carried out in 2 phases, isothermal adsorption test and column test. The results of adsorption test fitted well both the Langmuir and Freundlich isothermal equations. Adsorption capacity was highest with the bark powder followed by the mixed powder(50% bark powder and 50% woody powder) and woody powder. Phosphate removal efficiency was as high as 98% at initial phosphate concentration of 50mg/L. Specific surface area of the powder increased following the experiment and phosphate removal was speculated to occur through adsorption mechanism. Energy dispersive X-ray analysis(EDXA) revealed that the phosphate adsorbed onto the surface of the powder was in the form of strengite($FePO_{4}$).
Experiments have been made to test the practical feasibility of using calcined manganese ore to desulfurize hot reducing gas. In this study, the effects of particle size of sorbents, temperature of sulfidation, flow rate and sorbent characteristics on the $H_2S$ removal efficiency of calcined manganese ore were investigated. Experimental results showed that the removal efficiency of $H_2S$ was optimum when the temperature was about 800$\circ$C and that the smaller particle size the higher the $H_2S$ removal efficiency. When the temperature was above 800$\circ$C, the reactivity of sorbent has lowered because agglomeration of sorbent increased intraparticle transport resistance, and this phenomenon was confirmed by SEM photographs. As the temperature increases, capacity for the $H_2S$ removal was increased but the equilibrium concentration of $H_2S$ was not affective.
The Cr(VI) removal capability of Acinetobacter junii VITSUKMW2 isolated from the Sukinda chromite mine site was evaluated and enhanced using statistical design techniques. The removal capacity was evaluated at different pH values (5-11) and temperatures ($30-40^{\circ}C$) and with various carbon and nitrogen sources. Plackett-Burman design was used to select the operational parameters for bioremediation of Cr(VI). Three parameters (molasses, yeast extract, and Cr(VI) concentration) were chosen for further optimization using central composite design. The optimal combination of parameters was found to be 14.85 g/l molasses, 4.72 g/l yeast extract, and 54 mg/l initial Cr(VI), with 99.95% removal of Cr(VI) in 12 h. A. junii VITSUKMW2 was shown to have significant potential for removal of Cr(VI).
This paper presents an experimental investigation into the progressive collapse behavior of composite steel-concrete frames under various column removal scenarios. This study involves testing two two-bay, two-story composite frames featuring CFST columns and profiled steel decking composite slabs. Two removal scenarios, involving the corner column and middle column, are examined. The paper reports on the overall and local failure modes, vertical force-deformation responses, and strain development observed during testing. Findings indicate that structural failure initiates due to fracture and local buckling of the steel beam. Moreover, the collapse resistance and ductility of the middle column removal scenario surpass those of the corner column removal scenario. Subsequent numerical analysis reveals the significant contribution of the composite slab to collapse resistance and capacity. Additionally, it is found that horizontal boundary conditions notably influence the collapse resistance in the middle column removal scenario only. Finally, the paper proposes a simplified calculation method for collapse resistance, which yields satisfactory predictions.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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