• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
• /
• 제19권1호
• /
• pp.46-53
• /
• 2014

The purpose of this study is to promote utilization of paper mill sludge as an adsorbent for stabilizing heavy metals in contaminated water by measuring the adsorption capacity of paper mill sludge for cadmium and arsenic. To measure adsorption capacity of paper mill sludge, sorption isotherm experiments were analyzed by Langmuir and Freundlich isotherm models. Also, two methods of chemical modifications were applied to improve the adsorption capacities of paper-mill-sludge: the first method used sodium hydroxide (NaOH), called PMS-1, and the second method used the NaOH and tartaric acid ($C_4H_6O_6$) together, called PMS-2. For Cd adsorption, PMS-1 presented the increase of reactivity while PMS-2 presented the decline of reactivity compared to that of untreated paper-mill-sludge. In case of As adsorption, both PMS-1 and PMS-2 showed the decrease of adsorption capacities. This is because zeta-potential of paper mill sludge was changed to more negative values during chemical modification process due to the hydroxyl group in NaOH and the carboxyl group in $C_4H_6O_6$, respectively. Therefore, we may conclude that the chemical treatment process increases adsorption capacity of paper mill sludge for cation heavy metals such as Cd but not for As.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제15권5호
• /
• pp.241-257
• /
• 1999

유해 유기 오염물에 의한 지반 오염이 심각한 사회문제로 부각되고 있다. 지반 내로 유입된 소수성 유기 화합물은 대부분 난분해성이며, 일단 흙에 흡착되면 제거하기 어려워 오랜 기간에 걸쳐 지하수 오염원으로 작용하게 된다. 이러한 지반 오염의 심각성은 이미 인식되어 왔지만 이를 위한 적절한 정화 방법은 아직 제시되고 있지 않다. 본 논문에서는 유해 유기물 중 p-Cresol과 3,5-Dichlorobiphenyl에 대하여 계면활성제 용액을 이용한 정화 방법의 적용성을 실험을 통해 연구하였다. 중성 계면활성제, Triton X-100과 음이온성 계면활성제, SDS가 탈착용액으로 사용되었다. 먼저 흙과 유기화합물과의 흡착 특성을 파악하고, 계면활성제 용액을 이용한 회분식 탈착 실험과 연성벽체 투수기를 이용한 주상 실험을 실시하였다. 등온흡착실험에서 각 물질의 선형분배계수, $K_p와\; 옥탄올-물\; 분배계수,\; K_{ow}$는 대수 선형 관계식으로 나타났다. 3,5-Dichlorobiphenyl의 경우 회분식 실험에서 0.5 % 농도의 Triton X-100용액으로의 탈착량이 물에 의한 탈착량에 비하여 28배의 향상을 나타내었다. 지반 오염물질이 소수성이며, 난분해성이 클수록 계면활성제 용액을 이용한 지반정화 효율이 높은 것으로 나타났다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제50권1호
• /
• pp.155-161
• /
• 2012

바이오필터에서 폐가스에 포함된 유기오염물을 제거하는 효율에 대한 미디움 흡착능력의 영향을 포괄하는 강인한 동적 바이오필터 모델링을 수행하였다. 특히 비정상상태의 운전 조건 하에서도 바이오필터에 의해 처리된 폐가스 내의 유기오염물 농도를 구하기 위한 바이오막, 가스상, 수착(sorption) 부피 및 흡착상의 네가지 모델요소로 구성된 독창적인 모델인 개선된 프로세스럼핑 모델을 제시하였다. 이전의 프로세스럼핑모델에서는 담체에 대한 VOC의 평형 흡착량이 담체의 수착부피 내의 용존 VOC 농도에 선형적으로 비례한다는 가정 하에서 식을 유도하였으므로, 폐가스 처리에 적용이 제한적이었다. 따라서 실제 적용을 위해서 Freundlich 식과 같은 흡착관계식을 프로세스럼핑 모델에 접합하여 모든 농도의 VOC의 경우에 유효한 강인한 프로세스럼핑 모델을 구축하였다. 프로세스럼핑 모델 파라미터 중에서 바이오필터 미디움의 흡착과 관련한 파라미터 값들을 선행논문의 동적 흡착칼럼실험 및 문헌을 통하여 구하였다. 또한 에탄올을 포함한 폐가스처리를 위한 비정상상태의 바이오필터실험을 수행하였고, 그 실험결과와 여러 가지 Thiele modulus(${\phi}$) 값을 가지는 동적 바이오필터모델링 예측 값과 비교하였다. 이때에 구하여진 Thiele modulus(${\phi}$) 값은 0.03에 근접하였다.

• Applied Biological Chemistry
• /
• 제28권2호
• /
• pp.51-55
• /
• 1985

검정콩의 조리중 색소(色素)의 용출(溶出)과 조리액의 당(糖)과 소금의 농도가 검정콩의 조리율(率)에 미치는 영향, 그리고 콩자반의 흡습성질(吸濕性質)을 밝히고저 본 실험을 실시하였다. 그 결과 검정콩의 침지수(浸漬水) 온도(溫度)가 $4^{\circ}C$에서 $100^{\circ}C$로 상승하면서 490nm에서의 흡광도가 증가하였으며 온도의 평형에 도달한 흡광도에 미치는 영향은 $A=0.0108t+0.1261(A=Absorbance,\;t=temp.\;^{\circ}C)$의 관계가 있었다. 색소용출의 활성화 에너지는 $60^{\circ}C$이상에서 4. 23kca1/mole. $60^{\circ}C$이하에서는 8.31kca1/mole이었다. 조리액(調理液)의 설탕과 소금의 농도 증가는 검정콩의 조리율(率)을 현저히 감소시켰으며 이러한 현상은 소금이 더욱 많은 영항을 주었다. 조리된 콩자반은 상대습도별로 두 가지의 온도($4^{\circ}C$와 $25^{\circ}C$)에서 저장하였을때 그 흡습특성이 달랐으며 수분활성도에 따른 콩자반의 등온흡습곡선(等溫吸濕曲線)은 온도에 따라 상이(相異)한 곡선을 보여 주었다. 저장기간에 따른 상대습도별 흡습속도는 $log(dw/dt{\times}10^3)=alogt+logb$의 식(式)에 대단히 높은 상관관계(r>0.99)를 보여 주었다.

• 한국식품저장유통학회지
• /
• 제15권3호
• /
• pp.332-339
• /
• 2008

가공이나 저장 중 쉽게 산화하는 특성을 갖는 ascorbic acid의 안정성을 확보하기 위해 Zein-DP와 HPMC-FCC를 코팅제로 유동층 코팅을 실시하여 ascorbic acid의 저장기간을 예측하고자 하였다. 단분자층 수분함량은 BET식보다 GAB식이 높은 유의성을 나타내었으며, 등온흡습곡선은 ascorbic acid 분말을 제외한 유동층 코팅된 분말의 경우 sigmoid 형태를 나타내었다. 등온흡습곡선의 적합도는 Halsey, Caurie, Oswin Kuhn 모델이 높은 적합도를 보였다. 평형상대습도 예측모델식은 시간과 수분활성도를 변수로 하여 모델식을 수립할 수 있었다 유동층 코팅분말한 ascorbic acid의 DPPH 소거능 변화를 품질지표로 하여 온도와 저장기간에 따른 품질변화 특성을 알아본 결과, DPPH 소거능은 온도가 높을수록 더 큰 영향을 받고 저장기간이 길어질수록 감소하는 경향을 나타내었다. 저장말기에서는 ascorbic acid의 소거능이 유동층 코팅한 분말보다 더 빠르게 감소되는 것으로 보아 유동층 코팅으로 품질 변화를 막을수 있음을 확인하였다. 1차 반응속도식에 따라 반응속도상수를 구하여 10, 20, 30, 50 및 $70^{\circ}C$에서의 반응속도상수를 예측한 결과 온도가 높을수록 높은 반응속도상수를 가져 품질변화가 빠르게 진행되는 것을 알 수 있었다. DPPH 소거능이 50%를 유지하는 저장기간을 예측한 결과 Zein-DP로 코팅한 경우 $20^{\circ}C$에서 45.83일, $10^{\circ}C$에서 63.19일이었고, HPMC-FCC로 코팅한 경우 $20^{\circ}C$에서 28.84일, $10^{\circ}C$에서 36.14일로서, 코팅하지 않은 ascorbic acid보다 저장기간이 연장됨을 확인하였으며 Zein-DP로 코팅한 분말의 경우가 저장기간이 가장 연장될 수 있는 것으로 나타났다.

• 자원환경지질
• /
• 제51권6호
• /
• pp.531-542
• /
• 2018

대나무 활성탄을 흡착제로 사용하여 우라늄으로 오염된 지하수를 정화하는 흡착 배치실험을 수행하였다. 국내에서 판매되는 두 종류의 대나무 활성탄을 사용하여 다양한 우라늄 농도를 가지는 인공오염수를 대상으로 활성탄 투입량에 따른 제거효율 변화를 측정하였다. 인공오염수의 다양한 pH, 온도, 흡착 시간 조건에서 흡착실험을 반복하여, 최적의 제거효율을 나타내는 대나무 활성탄의 적용 조건을 결정하였다. 실험 결과, 인공오염수에 대한 대나무 활성탄의 우라늄 제거효율은 70 ~ 97 %를 나타내었으며, 우라늄 농도가 0.14 mg/L인 실제 우라늄 오염지하수에 대한 제거효율도 84 %로 매우 높았다. 오염수의 온도의 경우 $10{\sim}20^{\circ}C$ 범위, pH는 5 ~ 9 범위에서 우라늄 제거효율 변화가 크지 않아, 현장에서 별도의 추가 처리 없이 오염지하수에 적용할 수 있을 것으로 판단되었다. 흡착실험 결과로부터 대표적인 흡착등온선을 도시한 결과, 우라늄에 대하여 대나무 활성탄은 Langmuir 흡착특성을 나타내었으며, A type과 C type 대나무 활성탄의 최대흡착농도($q_m:mg/g$)값은 각각 200.0 mg/g와 16.9 mg/g으로 높게 나타났다. 오염수 100 mL에 대나무 활성탄 2 g(2 wt%)을 첨가한 경우, 초기 우라늄 농도가 0.04 ~ 10.8 mg/L 범위에서 분리상수 값(separation factor: $R_L$)과 표면흡착률 값(surface coverage: ${\theta}$)이 1 이하로 낮게 유지되어, 다양한 우라늄 농도 범위를 가지는 오염지하수에 대하여 적은 양의 대나무 활성탄으로 효과적으로 정화할 수 있을 것으로 판단되었다.

• 자원환경지질
• /
• 제53권5호
• /
• pp.529-542
• /
• 2020

질산으로 표면 처리한 대나무 활성탄을 소량 첨가한 구형의 폴리술폰 담체(직경 3 - 5 mm)를 제조한 후, 세슘(Cesium: Cs) 오염수를 대상으로 다양한 실내 실험을 수행하여 담체의 세슘 흡착 특성과 Cs 제거효율을 규명하였다. 배치실험 결과, 질산처리한 대나무 활성탄 5%를 첨가하여 제조한 폴리술폰 담체(P-5NBC)는 수 시간 내에 흡착평형에 도달하였고, 1시간 흡착시간 동안 57.8%의 Cs 제거효율을 나타내었다. 흡착시간이 24시간인 경우에는 오염수의 온도와 pH가 비교적 넓은 범위에서도 P-5NBC의 Cs 제거효율이 69%이상을 유지하여, 다양한 수환경 조건에서 Cs 제거를 위해 적용이 가능할 것으로 판단되었다. 토양과 지하수에 서식하는 대표 미생물종인 Pseudomonas fluorescens와 Bacillus drentensis를 배양하여 P-5NBC 표면에 도포한 경우, 미생물을 도포하지 않은 기존 P-5NBC보다 Cs 제거효율은 각각 19%와 18% 증가하였다. P-5NBC의 평균 Cs 탈착율은 16% 이하를 나타내어, Cs가 폴리술폰 담체에 포함된 질산처리한 대나무 활성탄에 안정적으로 결합하고 있었다. 두 종류의 미생물로 도포한 P-5NBC로 충진하여 연속 칼럼실험을 수행한 결과, 100 공극체적량을 처리하는 동안 Cs 제거효율은 80%이상을 유지하였으며, 이러한 결과는 14.7 g의 P-5NBC 만으로(담체 내 순수 대나무 활성탄량: 0.75 g) 7.2 L의 오염수 (오염수 초기 Cs 농도: 1 mg/L; 처리수 Cs 농도: < 0.2 mg/L)를 성공적으로 처리하였음을 의미한다. 1시간 동안 반응시킨 Cs 흡착 배치실험 결과를 대표적인 Langmuir 흡착등온선에 도시한 결과, P-5NBC의 최대 Cs 흡착농도(q_m: mg/g)값은 60.9 mg/g으로, 기존 선행 연구들에서 사용한 다른 흡착제들보다 높았다. 본 연구를 통하여 소량의 P-5NBC 구형 담체를 이용하여 다양한 수환경에서 Cs를 성공적으로 제거할 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
• /
• 제22권5호
• /
• pp.128-134
• /
• 2017

This work presents the adsorption capability of green tea and ginseng leaves to adsorb heavy metals such as Cd(II), Cu(II), and Pb(II) in aqueous solution. FT-IR analysis indicates the presence of oxygen containing functional groups (carboxyl groups) in two kinds of leaves. High pH condition was favorable to the adsorption of heavy metal ions due to the enhanced electrostatic attraction and the precipitation reaction of metal ions. The adsorption of Cd(II), Cu(II), and Pb(II) reached equilibrium within 10 min, achieving high removal efficiencies of 80.3-97.5%. The adsorption kinetics data of heavy metal ions were fitted well with the pseudo-second-order kinetic model. The maximum adsorption amounts of Cd(II), Cu(II), and Pb(II) ions were 8, 3.5, and 15 mg/g, respectively, in the initial concentration range from 0.15 to 0.75 mM. Based on the fitting data obtained from isotherm models, heavy metal adsorption by green tea and ginseng leaves could occur via multi-layer sorption.

• 한국농공학회논문집
• /
• 제56권3호
• /
• pp.11-17
• /
• 2014

We investigated the applicability of steel slag as a capping material in order to minimize phosphorus(P) release into seawater. Steel slag is a byproduct from the iron and steel industries and the use of steel slag has some advantages in respect of both cost and environmental concern. P removal by steel slag were studied in a batch system with respect to changes in contact time and initial concentration. Kinetic adsorption data were described well by pseudo 2nd order model, indicating rate limiting step for P adsorption to steel slag is chemical sorption. Equilibrium adsorption data fitted well to Langmuir isotherm model which describes for single layer adsorption. The maximum P adsorption capacity of steel slag was 7.134 mg-P/L. Increasing the depth of steel slag produced a positive effect on interruption of P release. More than 3 cm of steel slag was effective for blocking P release and 5 cm of steel slag was recommended as the depth for capping of P contaminated marine sediments. Increasing P concentration and flow rate had a negative effect on P removal ratio. It was concluded that the steel slag has a potential capping material for blocking P release from marine sediments.

• Advances in environmental research
• /
• 제6권4호
• /
• pp.301-315
• /
• 2017

An Amberlite XAD-4 resin impregnated with di(2-ethylhexyl)phosphoric acid was prepared and its adsorption-desorption behaviors with Sr(II) ions under various conditions was examined. The resin was characterized by fourier transform infrared and thermal analysis techniques. The effects contact time, temperature, pH, interfering ions and eluants were studied. Results showed that adsorption of Sr (II) well fitted with pseudo-second-order kinetic model. The equilibrium adsorption data of Sr (II) on the impregnated resin were analyzed by Jossens, Weber-van Vliet, Redlich-Peterson and Fritz-Schlunder models to find out desirable equilibrium condition. Among them, the Fritz-Schlunder model best fitted to the experimental data. The maximum sorption capacity of impregnated resin amounted to 0.45 mg/ g at pH 8.0 and $20^{\circ}C$.