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입상활성탄에 의한 오르토크레졸(ο-cresol)의 흡착과 비생물학적 변형
Sorption of ο-Cresol by Granular Activated Carbon (GAC) and Abiotic Transformation on GAC Surface

한인섭   (서울시립대학교 환경공학부UU0000710  ); 김용환   (신흥대학 환경공학계열UU0000878  );
  • 초록

    물중의 ο-cresol을 흡착ㆍ제거할 때 여러 조건으로 전처리한 GAC의 흡착능을 조사하고 발생되는 변형반응을 관찰하여 전처리조건 및 그에 따른 용존산소가 GAC 흡착능에 미치는 영향을 조사하였다. 전처리를 하지 않은 원 GAC와 산소, 산 및 염기로 전처리한 GAC를 흡착제로써 사용하였고 유산소 및 무산소조건을 적용하여 실험을 수행하였다. ο-Cresol에 대한 흡착능은 GAC 전처리방법에 따라 물중의 용존산소에 의해 다르게 영향을 받았다. 즉 원 GAC의 경우 용액중에 DO가 존재할 경우 GAC의 흡착능이 증가하였으나 산소로 전처리한 GAC의 경우 DO 존재여부와 무관하게 별다른 흡착능의 변화가 관찰되지 않았다. 또 산처리 및 염기처리 GAC는 원 GAC에 비해 상대적으로 DO의 영향을 크게 받은 것으로 관찰되었다. 산처리 GAC 및 염기처리 GAC 모두 초기단계에 빠르게 ο-cresol을 흡착하는 것으로 관찰되었으며 접촉시간이 길어질수록 상대적으로 점차 흡착이 느려졌다. 그러나 산처리 GAC의 경우 약 5일이면 평형에 도달하였으나 염기처리 GAC는 10일 이상 접촉하여야만 평형에 도달하는 것으로 관찰되었다. 흡착속도 실험에서 관찰한 시점에 분리된 GAC로부터 소형 soxhlet 용출기구를 이용하여 흡착된 ο-cresol을 용출하였다. 초기 약 1시간이내에 두 조건(산 또는 염기처리 GAC사용)모두에서 용출율이 감소하는 경향을 나타내었다. 약 1시간이후에는 용출율의 감소 또는 증가 경향이 관찰되지 않았으며 상대적으로 일정한 경향을 나타내어 약 35∼50%의 용출율을 나타내었다. 이러한 실험결과에 따르면 흡착 중 용액에 존재하는 용존산소는 물론이고 대상물질 흡착전에 GAC와 접촉시킨 $O_2$ 도 GAC 흡착능에 영향을 미치는 것으로 관찰되었다.


    The effects of pretreatment of GAC and dissolved oxygen (DO) on the sorption capacity for ο-cresol were investigated using pretreated GAC under oxic and anoxic conditions. Virgin GAC was used with pretreated GACs by $O_2$ , acid and base as sorbents. Sorption capacity of GAC was dependent on the oxygen conditions according to the pretreatment methods. Virgin GAC showed increased sorption capacity when DO was present in the solution, while $O_2$ -pretreated GAC did not show any considerable capacity change. Acid- and base-pretreated GACs were relatively more influenced by presence of DO as compared with virgin GAC. Both acid and base-pretreated GACs showed a rapid sorption rate at the initial stage, but as contact time became longer the sorption was slower. Sorbed ο-cresol was extracted with micro-Soxhlet extraction apparatus using the GAC separated from the rate experiments. Within 1 hour both acid and base-pretreated GACs showed the decrease in extraction efficiencies under both oxic and anoxic conditions. After 1 hour such a trend (the increase as contact time was longer) was not observed and showed relatively constant efficiencies of 35∼50%. According to the results of this study $O_2$ contacted with GAC before sorption as well as DO present in the solution during sorption could influence the GAC sorption capacity.


  • 주제어

    입상활성탄 .   전처리 .   유산소조건 .   무산소조건.  

  • 참고문헌 (10)

    1. Prober, R, Pyeha, J.J. and Kidon, W.E., 'Interaction of Activated Carbon with Dissolved Oxygen', AIChE Jour., 21, pp. 1200-1203 (1975) 
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    7. Vidic, R.D., Suidan, M.T., Traegner, U.K. and Nakhla, G.F., 'Adsorption Isotherms: Illusive Capacity and Role of Oxygen', Wat. Res.,24,pp.1187-1195(1990) 
    8. 한인섭, 조용균, GAC의 화학적 및 열적 재생과 재생 후 흡착 특성: I. 유산소 조건, 한국물환경학회지, 17(4), pp. 493-503 (2001) 
    9. 한인섭, 조용균, GAC의 화학적 및 열적 재생과 재생 후 흡착특성: II. 무산소 조건 및 용존 천연유기물질의 영향, 한국물환경학회지, 17(4), pp. 504-516 (2001) 
    10. Vidic, R.D. and Suidan, M.T., 'Operating Capacity of GAC Adsorbers-Dissolved Oxygen and extended Service Life', Water Environ. Res., 64, pp. 798-804 (1992) 

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    1. 2004 "최적화된 경사판을 이용한 침전분리기술과 적용사례" 한국상하수도협회지 = Journal of Korea water and wastewater works association 7 (): 70~81    
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    10. 2009 "하수관거내 불량개소수와 I/I발생량간의 상관성분석" 上下水道學會誌 = Journal of Korean Society of Water and Wastewater 23 (3): 321~329    

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