본 연구에서는 신탄과 재생탄을 이용하여 응집방법에 따른 활성탄 이용률을 평가하고, 활성탄 재생에 따른 물리·화학적 변화가 NOM 및 2-MIB와 geosmin의 흡착에 미치는 영향을 고찰하였다. 활성탄 흡착지에서 강화응집 적용 후 NOM 초기파과까지 처리수량은 기존응집에 비해 약 3.5~4배 증가하였으며, 활성탄 이용률은 약 2배정도 증가하였다. 고상에서 자연유기물질의 농도(Solid Phase Concentration; ...
본 연구에서는 신탄과 재생탄을 이용하여 응집방법에 따른 활성탄 이용률을 평가하고, 활성탄 재생에 따른 물리·화학적 변화가 NOM 및 2-MIB와 geosmin의 흡착에 미치는 영향을 고찰하였다. 활성탄 흡착지에서 강화응집 적용 후 NOM 초기파과까지 처리수량은 기존응집에 비해 약 3.5~4배 증가하였으며, 활성탄 이용률은 약 2배정도 증가하였다. 고상에서 자연유기물질의 농도(Solid Phase Concentration; SPC)가 2-MIB와 geosmin의 초기파과에 미치는 영향을 정량적으로 평가한 결과 기존응집 후 2-MIB 초기파과까지 신탄F400의 SPC는 24.4mg/g, 재생탄의 SPC는 17.2~20.2mg/g 나타내었고, geosmin 초기파과까지 신탄F400의 SPC는 28.4mg/g, 재생탄의 SPC는 19.5mg/g~ 22.2mg/g 나타내었다. 강화응집 적용 후 2-MIB 초기파과까지 신탄F400과 재생탄의 SPC는 29.5mg/g과 19.8~22.7mg/g을 나타내었고, geosmin 초기파과까지 SPC는 31.4mg/g과 21.8~22.6mg/g으로 나타났다. 강화응집 후 2-MIB와 geosmin 초기파과까지 신탄F400의 SPC가 가장 크게 나타났으며 재생탄의 SPC보다 21~31%가 높은 것으로 나타났다. 이는 강화응집 후 저분자량 및 중간분자량의 감소와 재생 후 미세공극(Vmic)이 신탄과 비교하여 약 10%정도 감소하였기 때문으로 사료된다. 또한 2-MIB와 geosmin 흡착에 주요 간섭 작용을 하는 분자량의 범위는 300~2,000Da인 저분자량 범위로 나타났다. 활성탄의 작용기를 분석한 결과, phenolic, alcohol 과 carbonyl 그리고 carboxyl 그룹으로 구성되어 있었으며 재생 후 작용기의 변화는 큰 차이를 나타내지 않았다. 그러나 재생을 할수록 활성탄 표면의 산소함량은 증가되었다. 본 연구를 통해 2-MIB와 geosmin 흡착에 영향을 미치는 주된 요인은 수중에 존재하는 저분자량 물질과 활성탄의 물리적 요소인 미세공극(Vmic)으로 나타났다. 흡착지에서 2-MIB와 geosmin의 초기파과시점과 NOM과의 상관관계에 대한 정량적 평가는 활성탄 흡착지의 최적 설계와 운영에 필요한 기초자료를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.
본 연구에서는 신탄과 재생탄을 이용하여 응집방법에 따른 활성탄 이용률을 평가하고, 활성탄 재생에 따른 물리·화학적 변화가 NOM 및 2-MIB와 geosmin의 흡착에 미치는 영향을 고찰하였다. 활성탄 흡착지에서 강화응집 적용 후 NOM 초기파과까지 처리수량은 기존응집에 비해 약 3.5~4배 증가하였으며, 활성탄 이용률은 약 2배정도 증가하였다. 고상에서 자연유기물질의 농도(Solid Phase Concentration; SPC)가 2-MIB와 geosmin의 초기파과에 미치는 영향을 정량적으로 평가한 결과 기존응집 후 2-MIB 초기파과까지 신탄F400의 SPC는 24.4mg/g, 재생탄의 SPC는 17.2~20.2mg/g 나타내었고, geosmin 초기파과까지 신탄F400의 SPC는 28.4mg/g, 재생탄의 SPC는 19.5mg/g~ 22.2mg/g 나타내었다. 강화응집 적용 후 2-MIB 초기파과까지 신탄F400과 재생탄의 SPC는 29.5mg/g과 19.8~22.7mg/g을 나타내었고, geosmin 초기파과까지 SPC는 31.4mg/g과 21.8~22.6mg/g으로 나타났다. 강화응집 후 2-MIB와 geosmin 초기파과까지 신탄F400의 SPC가 가장 크게 나타났으며 재생탄의 SPC보다 21~31%가 높은 것으로 나타났다. 이는 강화응집 후 저분자량 및 중간분자량의 감소와 재생 후 미세공극(Vmic)이 신탄과 비교하여 약 10%정도 감소하였기 때문으로 사료된다. 또한 2-MIB와 geosmin 흡착에 주요 간섭 작용을 하는 분자량의 범위는 300~2,000Da인 저분자량 범위로 나타났다. 활성탄의 작용기를 분석한 결과, phenolic, alcohol 과 carbonyl 그리고 carboxyl 그룹으로 구성되어 있었으며 재생 후 작용기의 변화는 큰 차이를 나타내지 않았다. 그러나 재생을 할수록 활성탄 표면의 산소함량은 증가되었다. 본 연구를 통해 2-MIB와 geosmin 흡착에 영향을 미치는 주된 요인은 수중에 존재하는 저분자량 물질과 활성탄의 물리적 요소인 미세공극(Vmic)으로 나타났다. 흡착지에서 2-MIB와 geosmin의 초기파과시점과 NOM과의 상관관계에 대한 정량적 평가는 활성탄 흡착지의 최적 설계와 운영에 필요한 기초자료를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.
In this study, carbon usage rate (CUR) was studied through conventional coagulation and enhanced coagulation using both virgin and reactivated carbon. Additionally, the effects of physicochemical changes caused by reactivation on adsorption of NOM, and 2-MIB and geosmin were evaluated. The treated w...
In this study, carbon usage rate (CUR) was studied through conventional coagulation and enhanced coagulation using both virgin and reactivated carbon. Additionally, the effects of physicochemical changes caused by reactivation on adsorption of NOM, and 2-MIB and geosmin were evaluated. The treated water volume on activated carbon adsorber after enhanced coagulation was 3.5 to 4 times and CUR was two times more than after conventional coagulation. Solid Phase Concentration (SPC), which expresses the concentration of NOM on the activated carbon analysis, showed that initial breakthrough of 2-MIB was detected at 24.4mg/g and 17.2 to 20.2mg/g of SPC for the virgin carbon and the reactivated carbon after the conventional coagulation, respectively. However, initial breakthrough of 2-MIB was detected at 29.5mg/g and 19.8 to 22.7mg/g of SPC for the virgin carbon and the reactivated carbon after the enhanced coagulation, respectively. The initial breakthrough of geosmin showed very similar results except higher SPC for all carbons. The virgin carbon showed 21 to 31% higher SPC till the initial breakthrough of 2-MIB and geosmin than the reactivated carbon. It resulted from the decrease in small- and middle-sized molecules after the enhanced coagulation and 10% decrease in the volume of micropores(Vmic) after the reactivation. The main hindering was caused by MW range from300 to 2,000Da of NOM for the adsorption of 2-MIB. Functional groups of the activated carbon consisted of phenolic, alcohol, carbonyl and carboxyl. After the reactivation, changes in these functional groups were negligible. However, repetitive processes of reactivation increased the amount of oxygen on the surface of the activated carbon. Therefore, low molecular weight molecules in water and volume of the micropores in the activated carbon were important variables in adsorption of 2-MIB and geosmin. The quantitative evaluation of correlation between SPCs and initial breakthrough of 2-MIB and geosmin would provide optimum design and operation of activated carbons adsorber with the fundamental understanding.
In this study, carbon usage rate (CUR) was studied through conventional coagulation and enhanced coagulation using both virgin and reactivated carbon. Additionally, the effects of physicochemical changes caused by reactivation on adsorption of NOM, and 2-MIB and geosmin were evaluated. The treated water volume on activated carbon adsorber after enhanced coagulation was 3.5 to 4 times and CUR was two times more than after conventional coagulation. Solid Phase Concentration (SPC), which expresses the concentration of NOM on the activated carbon analysis, showed that initial breakthrough of 2-MIB was detected at 24.4mg/g and 17.2 to 20.2mg/g of SPC for the virgin carbon and the reactivated carbon after the conventional coagulation, respectively. However, initial breakthrough of 2-MIB was detected at 29.5mg/g and 19.8 to 22.7mg/g of SPC for the virgin carbon and the reactivated carbon after the enhanced coagulation, respectively. The initial breakthrough of geosmin showed very similar results except higher SPC for all carbons. The virgin carbon showed 21 to 31% higher SPC till the initial breakthrough of 2-MIB and geosmin than the reactivated carbon. It resulted from the decrease in small- and middle-sized molecules after the enhanced coagulation and 10% decrease in the volume of micropores(Vmic) after the reactivation. The main hindering was caused by MW range from300 to 2,000Da of NOM for the adsorption of 2-MIB. Functional groups of the activated carbon consisted of phenolic, alcohol, carbonyl and carboxyl. After the reactivation, changes in these functional groups were negligible. However, repetitive processes of reactivation increased the amount of oxygen on the surface of the activated carbon. Therefore, low molecular weight molecules in water and volume of the micropores in the activated carbon were important variables in adsorption of 2-MIB and geosmin. The quantitative evaluation of correlation between SPCs and initial breakthrough of 2-MIB and geosmin would provide optimum design and operation of activated carbons adsorber with the fundamental understanding.
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