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철코팅 모래흡착제 제조 및 비소흡착
Preparation of Iron-Coated Sand and Arsenic Adsorption

장윤영   (광운대학교UU0000194  ); 김광섭   (광운대학교UU0000194  ); 정재현   (광운대학교UU0000194  ); 이승목   (관동대학교UU0000185  ); 양재규   (LG 환경연구원  ); 박준규   (LG 환경연구원  );
  • 초록

    본 연구에서는 주문진사 입경, 일차 및 이차 코팅온도, 코팅시간, 및 초기 3가철 주입농도를 변화시키면서 철을 코팅시킨 모래흡착제(Iron-Coated Sand, ICS)를 제조하였다. ICS 제조의 최적조건은 코팅효율, 코팅된 철의 안정성, 및 비소제거능 으로부터 선정하였다. 철코팅 효율은 입경이 작은 모래를 지지체로 사용하고 일차코팅온도를 높여주었을 때 뚜렷이 향상되었다. 철의 코팅효율은 이차코팅온도 및 코팅시간에는 크게 영향을 받지 않았지만 As(V) 흡착능은 이차코팅온도가 증가됨에 따라 크게 감소하는 것으로 나타났다. 이러한 결과들을 고려하여 ICS의 최적 이차코팅 조건을 $150^{\circ}C$ 온도조건과 1시간의 가열시간으로 선정하였다. Fe(III) 주입농도 변화에 따른 철 코팅효율은 0.8 Fe(III) mol/kg sand 될 때 까지는 뚜렷이 증가하였지만 그 이상에서는 큰 차이가 없었다. 기리고 Fe(III) 주입농도를 증가시킬수록 As(V) 흡착능도 증가하였으며 0.8 Fe(III) mol/kg sand 조건에서 최대값을 보여주었다. 이차 코팅온도 및 시간은 ICS 안정성의 주요변수로서 코팅온도를 높이고 코팅시간을 길게 할수록 ICS로 부터 용출되는 철의 양은 감소하였다. ICS에 대한 As(V)의 흡착은 낮은 pH에서 흡착량이 증가하는 전형적인 음이온형 흡착경향을 보여서 ICS는 강한 산성을 띄는 오염수내에 함유된 As(V)를 제거하는데 적용이 가능함을 알 수 있었다.


    Iron-coated sand(ICS) was prepared with variation of particle size of Joomoonjin sand, primary and secondary coating temperature, coating time, and dosage of initial Fe(III). An optimum condition of the preparation ICS was selected from the coating efficiency, stability of coated Fe(III), and removal efficiency of As(V). Coated amount of Fe(III) increased as primary coating temperature increased with smaller particle size of sand. Coating efficiency was quite similar over the investigated secondary coating temperature and time, while adsorption efficiency of As(V) onto ICS was severely reduced with ICS prepared at higher secondary coating temperature. By considering these results, an optimum secondary coating temperature and time for the preparation of ICS was selected as $150^{\circ}C$ and 1-hr, respectively. Coating efficiency increased us the dosage of initial Fe(III) up to 0.8 Fe(III) mol/kg sand and then no distinct increase was noted. Maximum As(V) adsorption was observed at 0.8 Fe(III) mol/kg sand. Secondary coating temperature and time were important parameters affecting stability of ICS, showing decreased dissolution of Fe(III) from ICS prepared at higher coating temperature and at longer coating time. From anionic type adsorption of As(V) onto ICS, it is possible to suggest the application of ICS for the removal of As(V) contaminated in acidic water system.


  • 주제어

    흡착 .   철코팅 모래흡착제.  

  • 참고문헌 (7)

    1. 토양에서의 비소흡착: 반응속도 및 흡착평형 , 김명진;안규홍;정예진 , 대한환경공학회지 / v.25,pp.407-414,
    2. Arsenic(IIl) and arsenic(V) reactions with zerovalent iron corrosion products , Manning, B.A.;Hunt, M.L.;Amrhein, C.;Yarmoff, J.A. , Environ. Sci. Technol. / v.36,pp.5455-5461,
    3. Environmental Chemistry of Soils , McBride, M.B. , / v.,pp.121-168,
    4. Arsenite and arsenate adsorption on ferrihydrite: surface charge reduction and net OH- release stoichiometry , Jain, A.;Raven, K.P.;Loeppert, K.H. , Environ. Sci. Technol. / v.33,pp.1179-1184,
    5. Arsenate and chromate retention mechanism on goethite. 1. Surface structure , Fendorf, S.;Eick, M.J.;Grossel, P.;Sparks, D.L. , Environ. Sci. Technol. / v.31,pp.315-320,
    6. Adsorption, sequestration, and bioaccessibility of As(V) in soils , Yang, J.K.;Barnett, M.O.;Jardine, P.M.;Basta, N.T.;Casteel, S.W. , Environ. Sci. Technol. / v.36,pp.4562-4569,
    7. Iron-Coared Sand의 독성 3가 비소 흡착성능 , 양재규;이성일;유대환;권혁기;성준용;조주환 , 대한환경공학회지 / v.25,pp.853-859,
  • 이 논문을 인용한 문헌 (4)

    1. Kim, Kwang-Seob ; Song, Ki-Hoon ; Yang, Jae-Kyu ; Chang, Yoon-Young 2006. "Removal of As(III) by Pilot-Scale Filtration System Separately Packed with Iron-Coated Sand and Manganese-Coated Sand" 대한환경공학회지 = Journal of Korean Society of Environmental Engineers, 28(8): 878~883     
    2. Chang, Yoon-Young ; Kim, Kwang-Seob ; Song, Ki-Hoon ; Yang, Jae-Kyu 2006. "Optimal Conditions for As(III) Removal by Filtration System Packed with Different Ratio of Iron-Coated Sand and Manganese-Coated Sand" 대한환경공학회지 = Journal of Korean Society of Environmental Engineers, 28(11): 1186~1191     
    3. Kim, Byeong-Kwon ; Min, Sang-Yoon ; Chang, Yoon-Young ; Yang, Jae-Kyu 2009. "Removal Characteristic of Arsenic by Sand Media Coated with both Iron-oxide and Manganese-oxide" 대한환경공학회지 = Journal of Korean Society of Environmental Engineers, 31(7): 473~482     
    4. Lee, Yong-Soo ; Do, Si-Hyun ; Hong, Seong-Ho 2016. "Column filled with Fe-GAC and GAC to remove both As(V) and Fe(III)" 上下水道學會誌 = Journal of Korean Society of Water and Wastewater, 30(1): 87~97     

 저자의 다른 논문

  • 장윤영 (50)

    1. 1999 "미세기포를 이용한 토양세척기법의 디젤 오염토양 정화에 관한 연구" 토양환경 = Journal of Korea Soil Environment Society 4 (1): 49~55    
    2. 1999 "Alfalfa를 이용한 디젤오염토양의 phytoremediation" 토양환경 = Journal of Korea Soil Environment Society 4 (2): 127~136    
    3. 1999 "나노크기 철 분말을 이용한 난분해성 유해화합물질의 처리" 토양환경 = Journal of Korea Soil Environment Society 4 (3): 85~93    
    4. 2001 "수종 야초류의 카드뮴 내성에 대한 연구" 한국생태학회지 = The Korean journal of ecology 24 (5): 309~313    
    5. 2001 "${H_2}{O_2}$/$Fe^0시스템을 이용한 유류오염 미세토양의 화학적 산화처리" 지하수토양환경 = Journal of soil and groundwater environment 6 (3): 13~20    
    6. 2001 "2, 4, 6-trinitrotoluene에 대해 내성을 지닌 토착 식물종 선정에 대한 연구" 지하수토양환경 = Journal of soil and groundwater environment 6 (4): 3~11    
    7. 2002 "TNT(2,4,6-trinitrotoluene)와 카드뮴의 복합오염이 어저귀의 TNT흡수 및 생물학적 전환에 미치는 영향" 한국생태학회지 = The Korean journal of ecology 25 (3): 139~144    
    8. 2002 "TNT(2,4,6-trinitrotoluene)와 카드물의 복합오염이 어저귀의 TNT 흡수 및 생물학적 전환에 미치는 영향" 한국생태학회지 = The Korean journal of ecology 25 (2): 69~74    
    9. 2002 "제강분진을 이용한 매립지 침출수의 산화처리" 지하수토양환경 = Journal of soil and groundwater environment 7 (1): 25~31    
    10. 2002 "카드뮴 오염 토양에 Phytoremediation의 적용 가능성 연구" 한국생태학회지 = The Korean journal of ecology 25 (5): 315~320    
  • 김광섭 (2)

  • 정재현 (1)

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