전 세계적으로 수많은 나라의 지하수에 용존 되어있는 비소는 매우 독성이 강한 오염물질이다. 이로 인해서 지하수에 있는 비소를 제거하기 위한 수많은 처리기술들이 개발되고 있다. 미국 환경청에서는 비소를 처리하기 위한 가장 적합한 기술로써 여러 가지의 기술들을 추천하고 있다. 미국 환경청의 분류를 기준으로 비소처리기술은 침전, 멤브레인, 이온교환 및 흡착의 네 가지 처리기술로 나눌 수 있다. 미국에서 최근 $50{\mu}g/L$에서 $10{\mu}g/L$로의 비소 음용수 기준의 개정은 비소오염지하수에 있는 비소를 제거하기 위한 기술의 선택과 적용에 많은 영향을 주고 있다. 침전기술은 비소처리를 위해서 가장 많이 이용되는 기술로 대규모 수처리 설비로 비소를 처리하는데 적용할 수 있는 있지만, 멤브레인, 이온교환 및 흡착기술은 소규모 수처리 시설에 사용된다 최근에 미국과 유럽에서는 설치비와 유지비가 적고 운전이 간편한 흡착기술을 이용한 소규모 비소처리 시설에 많은 관심을 가지고 있는 추세이다 비소로 오염된 지하수를 처리하기 위한 처리기술들의 원리와 비소제거에 영향을 미치는 인자 및 실제 처리시설들의 비소처리효율을 본 논문에서 소개하고자 한다.
전 세계적으로 수많은 나라의 지하수에 용존 되어있는 비소는 매우 독성이 강한 오염물질이다. 이로 인해서 지하수에 있는 비소를 제거하기 위한 수많은 처리기술들이 개발되고 있다. 미국 환경청에서는 비소를 처리하기 위한 가장 적합한 기술로써 여러 가지의 기술들을 추천하고 있다. 미국 환경청의 분류를 기준으로 비소처리기술은 침전, 멤브레인, 이온교환 및 흡착의 네 가지 처리기술로 나눌 수 있다. 미국에서 최근 $50{\mu}g/L$에서 $10{\mu}g/L$로의 비소 음용수 기준의 개정은 비소오염지하수에 있는 비소를 제거하기 위한 기술의 선택과 적용에 많은 영향을 주고 있다. 침전기술은 비소처리를 위해서 가장 많이 이용되는 기술로 대규모 수처리 설비로 비소를 처리하는데 적용할 수 있는 있지만, 멤브레인, 이온교환 및 흡착기술은 소규모 수처리 시설에 사용된다 최근에 미국과 유럽에서는 설치비와 유지비가 적고 운전이 간편한 흡착기술을 이용한 소규모 비소처리 시설에 많은 관심을 가지고 있는 추세이다 비소로 오염된 지하수를 처리하기 위한 처리기술들의 원리와 비소제거에 영향을 미치는 인자 및 실제 처리시설들의 비소처리효율을 본 논문에서 소개하고자 한다.
Arsenic is a significantly toxic contaminant in groundwater in many countries. Numerous treatment technologies have been developed to remove arsenic from groundwater. The USEPA recommends several technologies as the best available technology (BAT) candidates for the removal of arsenic. Based on the ...
Arsenic is a significantly toxic contaminant in groundwater in many countries. Numerous treatment technologies have been developed to remove arsenic from groundwater. The USEPA recommends several technologies as the best available technology (BAT) candidates for the removal of arsenic. Based on the USEPA classification, arsenic treatment technologies can be divided into four technologies such as precipitation, membrane, ion exchange, and adsorption technology. The recent amendment of arsenic drinking water standard from 50 to $10{\mu}g/L$ in the United States have impacted technology selection and application for arsenic removal from arsenic contaminated groundwater. Precipitation technology is most widely used to treat arsenic contaminated groundwater and can be applied to large water treatment facility. In contrast, membrane, ion exchange, and adsorption technologies are used to be applied to small water treatment system. Recently, the arsenic treatment technology in the United States and Europe move towards adsorption technology to be applied to small water treatment system since capital and maintenance costs are relatively low and operation is simple. The principals of treatment technologies, effect factors on arsenic removal, arsenic treatment efficiencies of real treatment systems are reviewed in this paper.
Arsenic is a significantly toxic contaminant in groundwater in many countries. Numerous treatment technologies have been developed to remove arsenic from groundwater. The USEPA recommends several technologies as the best available technology (BAT) candidates for the removal of arsenic. Based on the USEPA classification, arsenic treatment technologies can be divided into four technologies such as precipitation, membrane, ion exchange, and adsorption technology. The recent amendment of arsenic drinking water standard from 50 to $10{\mu}g/L$ in the United States have impacted technology selection and application for arsenic removal from arsenic contaminated groundwater. Precipitation technology is most widely used to treat arsenic contaminated groundwater and can be applied to large water treatment facility. In contrast, membrane, ion exchange, and adsorption technologies are used to be applied to small water treatment system. Recently, the arsenic treatment technology in the United States and Europe move towards adsorption technology to be applied to small water treatment system since capital and maintenance costs are relatively low and operation is simple. The principals of treatment technologies, effect factors on arsenic removal, arsenic treatment efficiencies of real treatment systems are reviewed in this paper.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
비소오염지하수의 현장처리기술 로는 크게 침전, 멤브레인, 이온교환, 흡착의 4가지로 분류할 수 있다. 본 논문에서는 각각의 처리기술들에 대한 세부적인 처리기술들을 소개하고자 한다.
비소로 오염된 지하수를 처리하기 위한 흡착제로는 상용화되어 있는 활성알루미나(activated alumina, AA), 과립철수산화물(granular ferric hydroxide, GFH), 과립이산화티타늄(granular titanium dioxide, GTD) 뿐만 아니라 비소제거를 위한 새로운 흡착제인 철코팅모래(iron coated sand), 제올 라이트(zeolite) 등도 있다. 본 논문에서는 상용화되어 있는 3가지의 흡착제에 대해서 다루어 보고자 한다.
비소오염지하수를 처리하기 위한 침전, 멤브레인, 이온교환 및 흡착 처리기술들에 대해서 살펴보았다. 침전처리기술은 대규모 처리시설에서 비소오염하수를 효과적으로 제거하였으며, 지하수에서의 철농도가 높을수록 비소처리효율이 증가하였다.
제안 방법
USEPA (2000d)는 활성알루미나를 흡착제로 사용하고 있는 G와 H 처리시설의 비소제거효율을 조사하였다. G 처리시설은 하루에 약 7, 600-9, 500L의 물을 생산하여 600여명의 학생과 교직원들에게 물을 음용수로 공급하는 시설이다.
성능/효과
Gulledge와 O'Connor (1973)는 같은 조건에서 알루미늄 응집제와 철응집제를 이용하여 비소의 제거효율을 비교하였다. 10㎍/L의 As(V)를 처리하기 위해서 알루미늄 응집제와 철 응집제의 투여량을 lOmg/L로 정하고 pH를 5-7.5로 유지 하였을 때 알루미늄 응집제는 59-75%의 비소를 제거한 반면, 철응집제는 94-97%의 제거효율을 나타내었고, pH가 8에서는 알루미늄 응집 제와 철응집제는 각각 20%와 88%의 제거효율을 나타내었다. Scott 등(1995)도 3-10 mg 철 응집제와 6- 20 meLS] 알루미늄 응집제를 각각 비소로 오염된 원수에 넣은 후에 제거효율을 비교하였는데 제거효율은 81-96%와 23-71%였다.
또한 비소의 제 거효율을 증대시키기 위해서, 철염을 석회연수화 과정에서 넣어 주었다. pH 9.7에서 철염 없이는 비소가 38%가 제거되었지만, 9 mg 철염을 넣어주었을 때는 비소가 약 63% 제거되어 제거효율을 25% 정도 더 증가시킬 수 있었다.
4 mg/g였다. 과립이산화티타늄의 표면에서 비소와 음이온과의 경쟁은 비소흡착용량에 크게 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 또한 Bang 등(2005)은 하루 처리용량이 1, 400 L와 720 L인 POE 장치를 J와 K 지역에 있는 가정집에 각각 설치하고 과립이산화티 타늄의 비소제거효율을 조사하였다.
0 pig/L로 비소처리효율의 변동이 심하고 전체적인 비소처리효율도 좋지 않았다. 비소제거효율을 증가시키기 위한 방법으로 이온교환수지의 재생(regeneration) 빈도를 2.6배 정도 증가시킨 후 에는 처리수의 비소농도가 5|㎍/L 이하로 줄어들었다. 이온교환수지를 이용한 비소제거 시에는 최적재생빈도 를 도출하여 운전이 하는 것이 필요할 것으로 사료된다.
처리수 의 비소농도가 10㎍/L에 도달할 때까지 비소오염지하 수를 45,000 BV 처리하였다. 실험결과를 통해서 3LW 흡착제가 4개월 동안 약 135,000 L를 처리한 것으로 나타났다. K 지역의 비소농도는 11-19㎍/L였고 pH는 7.
Driehaus (2002)는 독일에서 운영 되고 있는 GFH를 사용하는 16개의 처리시설에서의 비소제거효율을 조사하였다. 조사결과에 따르면, 지하수의 pH가 8일 때보다 6일 때 비소처리효율이 높았다. 대개 철산화물(iron oxide)은 비소에 대한 친화력이 강하지만 인과 실리카와는 산화철표면의 흡착하는데 경쟁관계를 가지게 되므로 비소의 제거효율이 감소하게 된다(Meng et al.
비소오염지하수를 처리하기 위한 침전, 멤브레인, 이온교환 및 흡착 처리기술들에 대해서 살펴보았다. 침전처리기술은 대규모 처리시설에서 비소오염하수를 효과적으로 제거하였으며, 지하수에서의 철농도가 높을수록 비소처리효율이 증가하였다. 소규모 처리시설에서는 멤브레인, 이온교환, 흡착기술이 비소를 제거하기에 적합하나 현재의 추세로는 멤브레인과 이온교환기술보다는 설치 및 운영비가 적고 지하수 수질에 많은 영향을 받지 않는 흡착제를 이용한 흡착기술이 비소오염지 하수에 많이 적용되고 있다.
참고문헌 (25)
Bang, S., Patel, M., Lippincott, L. and Meng. X. (2005) Removal of arsenic from groundwater by granular-titanium dioxide adsorbent. Chemosphere, v. 60. p. 389-397
Clifford, D.A. and Lin C.C. (1991) Arsenic(III) and arsenic(V) removal from drinking water in San Ysaidro, New Mexico. EPA/600/S2-90/011, Cincinnati, p. 1-7
Driehaus, W., Jekel, M. and Hildebrandt, U. (1998) Granular ferric hydroxide -a new adsorbent for the removal of arsenic from natural water. J. Water Supply Res. Technol.-Aqua, v. 47, n. 1, p. 30-35
Driehaus, W. (2002) Arsenic removal - experience with the $GEH^{\circledR}$ process in Germany. Water Sci. Technol.: Water Supply, v. 2, n. 2, p. 275-280
Edwards, M. (1994) Chemistry of arsenicremoval during coagulation and Fe-Mn oxidation. J. Am. Water Works Assoc, v. 86, n. 9, p. 64-78
Gulledge J.H. and O'Connor, J.T. (1973) Removal of arsenic(V) from water by adsorption on aluminum and ferric hydroxides. J. Am. Water Works Assoc., v. 65, n. 8, p. 548-552
Hongshao, Z. and Stanforth, R. (2001) Competitive adsorption of phosphate and arsenate on goethite. Environ. Sci. Technol., v. 35, p. 4753-4757
Kang, M., Kawasaki, M., Tamada, S., Kamei, T. and Magara, Y. (2000) Effect of pH on the removal of arsenic and antimony using reverse osmosis membranes. Desalination, v. 131, p. 293-298
McNeill L.S. and Edwards, M. (1995) Soluble arsenic removal at water treatment plants. J. Am. Water Works Assoc, v. 87, n. 4, p. 105-113
Meng, X., Bang, S. and Korfiatis, G.P. (2000) Effects of silicate, sulfate, and carbonate on arsenic removal by ferric chloride. Water Res., v. 34, p. 1255-1261
Meng, X., Korfiatis, G.P., Bang, S. and Bang, K. (2002) Combined effects of anions on arsenicremoval by iron ydroxides. Toxicol. Lett., v. 133, p. 103-111
Meng, X., Dadachov, M., Korfiatis, G.P. and Christodou-latos, C. (2003) Methods of preparing a surface-activated titanium oxide product and of using same in water treatment processes. US Patent Application Number 20030155302
Lin, T. and Wu, J. (2001) Adsorption of arsenite and arsenate within activated alumina grains: equilibrium and kinetics. Water Res., v. 35, p. 2049-2057
Scott, K.N., Green, J.F., Do, H.D. and McLean S.J. (1995) Arsenic removal by coagulation. J. Am Water Works Assoc., v. 87, n. 4, p. 114-126
Singh, T.S. and Pant, K.K. (2004) Equilibrium, kinetics and thermodynamic studies for adsorption of As(III) on activated alumina. Sep. Purif. Technol., v. 36, p. 139-147
Smedley, P.L. and Kinniburgh, D.G. (2002) A review of the source, behaviour and distributionof arsenic in natural waters. Appl. Geochem., v. 17, p. 517-568
Solley, W.B., Pierce, R.R. and Perlman, H.A. (1998) Estimated use of water in the United States in 1995. U.S. Geological survey circular 1200, Denver
Song, T.J. and Logsdon, G.S. (1978) Treatment technology to meet the interim primary drinking water regulations for inorganics, Part 2. J. Am. Water Works Assoc, v. 70, n. 7, p. 379-393
USEPA (2000a) Technologies and costs for removal of arsenic from drinking water. EPA/815/R-00/028, Washington D.C., p. 2-22 - 2-27
USEPA (2000b) Arsenic removal from drinking water by coagulation/filtration and lime softening plants. EPA/ 600/R-00/063, Washington D.C., p. 17-50
USEPA (2000c) Arsenic removal from drinking water by iron removal plants. EPA/600/R-00/086, Washington D.C., p. 28-38
USEPA (2000d) Arsenic removal from drinking water by ion exchange and activated alumina plants. EPA/600/ R-00/088, Washington D.C., p. 19-39
USEPA (2002) Arsenic treatment technologies for soil, waste, and water. EPA/542/R-02/004, Washington D.C., p. 9-1 - 13-5
Wang, J.P., Qi, L., Moore, M.R. and Ng, J.C. (2002) A review of animal models for the study of arsenic carcinogenesis. Toxicol. Lett., v. 133, p. 17-31
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.