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문제 정의
- 본 연구에서는 eosin Y를 입상활성탄에 의해 흡착제거하는 실험을 수행하면서 eosin Y의 물성과 활성탄사이의 상관관계를 알아보고, 흡착속도 실험 및 온도별 등온흡착을 통해 얻은 회분식 흡착평형자료로부터 활성탄에 의한 흡착처리의 타당성을 검토하였으며, 회분식실험을 통해 얻은 최적조건을 바탕으로 활성탄을 충전한 칼럼 실험을 수행하여 실제로 식품폐수 및 염색폐수에 포함된 eosin Y를 흡착 처리하는데 필요한 초기농도, 충전층의 높이, 유입속도 등과 같은 운전변수들에 대한 기초자료를 얻고자 하였다.
- 본 연구에서는 eosin Y를 입상활성탄에 의해 흡착제거하는 실험을 수행하면서 eosin Y의 물성과 활성탄사이의 상관관계를 알아보고, 흡착속도 실험 및 온도별 등온흡착을 통해 얻은 회분식 흡착평형자료로부터 활성탄에 의한 흡착처리의 타당성을 검토하였으며, 회분식실험을 통해 얻은 최적조건을 바탕으로 활성탄을 충전한 칼럼 실험을 수행하여 실제로 식품폐수 및 염색폐수에 포함된 eosin Y를 흡착 처리하는데 필요한 초기농도, 충전층의 높이, 유입속도 등과 같은 운전변수들에 대한 기초자료를 얻고자 하였다.
- 고정층 흡착탑은 설비가 간소하고 운전이 용이하며 탈착조작에 의해 흡착제의 반복사용 및 자원회수 등을 할 수 있는 장점이 있어서 실제로 폐하수의 처리에 많이 사용되는 장치이다. 본 연구에서는 회분식 실험결과에서 얻은 최적 조건을 토대로 하여, 차후의 고정층 흡착탑의 운전과 설계에 필요한 기초자료를 얻고자 컬럼흡착실험을 수행하였다. 고정층 흡착탑에서 문제가 되는 채널링 (channeling)과 벽효과(wall effect)를 최소화하려 면 칼럼직경/활성 탄직경의 비가 8~10일 때가 좋다고 알려져 있다[11].
제안 방법
- 100 mL PE병에 초기농도 10 mg/L인 eosin Y 용액 50 mL 과 활성탄 투입량 실험에서 결정된 최적 활성탄을 넣고 완충용액을 사용하여 pH를 3~11까지 각각 다르게 조정하였다.
- 100 mL PE병에 초기농도 10 mg/L인 eosin Y 용액 50 m과 활성탄 투입량 실험에서 결정된 최적 활성탄을 넣고 완충용액을 사용하여 pH를 3~11까지 각각 다르게 조정하였다. 시료를 293K의 왕복식 항온진탕기 에서 100 rpm의 속도로 12시간 진탕하여 흡착평형에 도달했을 때 용액을 여과, 분리하여 여액 중에 남아있는 eosin Y의 농도를 측정하여 흡착제거율을 구하였다.
- 참고로 Eosin Y의 특성을 Table 2에 요약 정 리하였다［3］. Eosin Y 용액의 농도는 자외선/가시광선 흡수분광계(UV-isible spectrophotometer, Shimadzu, UV- 160A)를 사용하여 고유최대흡수파장 520 nm에서 검량선에 의한 방법으로 분석하였다.
- pH별 흡착특성을 조사하여 얻은 최적 pH영역인 pH=3에서 입상활성탄에 의한 eosin Y의 등온흡착 실험을 행하였는데, 온도변화에 따른 활성탄의 흡착능을 알아보기 위해 흡착온도를 293 ~ 333K에서 각각 10K씩 변화를 주었다. 그 결과를 Figure 5에 나타냈다.
- 본 실험에서는 Eosin Y의 초기농도를 염색폐수에서 발생 가능한 처 리 농도를 감안하여 10 mg/L로 설정하였다. 이 농도에 대해 후속 실험에서 사용할 적절한 활성탄의 투입량을 결정하기 위하여 이 용액 50 mL에 대하여 343K의 순수로 12시간 침지한 활성탄을 50-300 mg (건조기준질량) 범위에서 50 mg 단위로 다르게 첨가하고 293K에서 12시간 항온진탕한 결과를 Figure 2에 나타내었다.
- 100 mL PE병에 초기농도 10 mg/L인 eosin Y 용액 50 m과 활성탄 투입량 실험에서 결정된 최적 활성탄을 넣고 완충용액을 사용하여 pH를 3~11까지 각각 다르게 조정하였다. 시료를 293K의 왕복식 항온진탕기 에서 100 rpm의 속도로 12시간 진탕하여 흡착평형에 도달했을 때 용액을 여과, 분리하여 여액 중에 남아있는 eosin Y의 농도를 측정하여 흡착제거율을 구하였다. 실험에서 사용한 완충용액은 pH=3~5 : CH3COOH-CH3COONa, pH 6~8 : KH2PO4- K2HPO4, pH 9~11 : NH4CINH4OH 였다.
- 5 cm, 길이 10 cm의 유리관에 활성탄을 각각 2, 3, 4 cm의 높이로 채운 다음 초기농도 10~30 mg/L인 eosin Y 용액을 유리관 상부로 부터 흘려내려 보냈다. 시료용액의 유출 속도를 균일하게 해주기 위하여 정량펌프(Eyela, MP-A)을 사용하여 1~3 g/min으로 조정하였으며, 시료분취기(Toyo, SF100K)로 10 mL씩 일정하게 나누어 연속적으로 채취한 유출용액의 농도를 분석하여 파과시간 및 파과곡선을 구하였다.
- 5 cm, 길이 10 cm의 유리관에 활성탄을 각각 2, 3, 4 cm의 높이로 채운 다음 초기농도 10~30 mg/L인 eosin Y 용액을 유리관 상부로 부터 흘려내려 보냈다. 시료용액의 유출 속도를 균일하게 해주기 위하여 정량펌프(Eyela, MP-A)을 사용하여 1~3 g/min으로 조정하였으며, 시료분취기(Toyo, SF100K)로 10 mL씩 일정하게 나누어 연속적으로 채취한 유출용액의 농도를 분석하여 파과시간 및 파과곡선을 구하였다.
- 08)에 대한 활성탄의 투입량이 50, 100, 150, 200, 250, 300 mg일 때 각각 59, 71, 76, 80, 84, 88%의 제거율을 나타냈다. 실험결과에 의하면 300 mg을 투입하였을때가 가장 좋은 제거율을 보였으나, 경제적인 측면을 고려하고 pH 조절에 의한 흡착량 증가효과를 조사하고자 활성탄 투입량에 따른 제거율곡선의 증가폭이 완만해지기 시작하는 100 mg 을 활성탄 투입량으로 선정하고 후속실험을 수행하였다.
- 08)에 대한 활성탄의 투입량이 50, 100, 150, 200, 250, 300 mg일 때 각각 59, 71, 76, 80, 84, 88%의 제거율을 나타냈다. 실험결과에 의하면 300 mg을 투입하였을때가 가장 좋은 제거율을 보였으나, 경제적인 측면을 고려하고 pH 조절에 의한 흡착량 증가효과를 조사하고자 활성탄 투입량에 따른 제거율곡선의 증가폭이 완만해지기 시작하는 100 mg 을 활성탄 투입량으로 선정하고 후속실험을 수행하였다.
- 고정층 흡착탑에서 문제가 되는 채널링 (channeling)과 벽효과(wall effect)를 최소화하려 면 칼럼직경/활성 탄직경의 비가 8~10일 때가 좋다고 알려져 있다[11]. 이 점을 고려하여 칼럼직경/활성탄직경의 비가 9.1 이 되도록 설계한 직경 1.5 cm의 유리제 컬럼을 사용하였으며, 고정층 흡착실험을 수행하여 그 결과를 Figure 7~9 및 Table4에 나타내었다.
- 고정층 흡착탑에서 문제가 되는 채널링 (channeling)과 벽효과(wall effect)를 최소화하려 면 칼럼직경/활성 탄직경의 비가 8~10일 때가 좋다고 알려져 있다[11]. 이 점을 고려하여 칼럼직경/활성탄직경의 비가 9.1 이 되도록 설계한 직경 1.5 cm의 유리제 컬럼을 사용하였으며, 고정층 흡착실험을 수행하여 그 결과를 Figure 7~9 및 Table4에 나타내었다.
- 따라서 교반속도가 90 rpm이상이 되면 물질이동저항에 의 한 흡착량 감소를 무시할 수 있는 조건으로 생각할 수 있다. 이것을 감안하여 이후의 실험에서는 약간의 여유를 둔 교반속도 100 rpm의 조건에서 회분식 실험을 실행하였다. 이때 진탕시간은 10시간 이후에 흡착평형에 거의 도달하는 것을 고려하여 2시간의 여유를 준 12시간으로 하였다.
- 착색염료로 사용되는 유해한 화합물인 eosin Y를 효과적으로 제거하기 위해 입상활성탄으로 회분식 및 컬럼흡착 실험을 한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.
- 초기농도 10 mg/L인 eosin Y 용액 50 mL에 대하여 373K의 순수로 1시간 침지한 활성탄을 50-300 mg (건조기준질량) 범위에서 소정의 비율로 각각 다르게 PE병에 넣고 293K의 왕복식 항온진탕기(Jeio T다, BS-21)에서 12시간 동안 100 rpm의 속도로 진탕하여 흡착시 킨 후 남은 농도를 분석하여 활성 탄의 양을 결정하였다.
- 초기농도 10 mg/L인 eosin Y 용액 50 mL에 대하여 373K의 순수로 1시간 침지한 활성탄을 50-300 mg (건조기준질량) 범위에서 소정의 비율로 각각 다르게 PE병에 넣고 293K의 왕복식 항온진탕기(Jeio 丁다, BS-21)에서 12시간 동안 100 rpm의 속도로 진탕하여 흡착시 킨 후 남은 농도를 분석하여 활성탄의 양을 결정하였다.
- 활성탄 투입량 결정실험에서 얻은 최적 활성탄 양을 초기농도 10 mg/L의 eosin Y 용액 50 mL에 넣고, 최적 pH로 조정하여 293K에서 왕복식 항온진탕기로 진탕속도를 60-100 rpm 범위에서 10 rpm의 간격으로 서로 다르게 진탕하면서 용액내의 농도를 시간별로 분석하여 물질이동이 무시될 수 있는 교반속도와 흡착평형이 이루어지는 시간을 평가하였다.
- 활성탄 투입량 결정실험에서 얻은 최적 활성탄 양을 초기농도 10 mg/L의 eosin Y 용액 50 mL에 넣고, 최적 pH로 조정하여 293K에서 왕복식 항온진탕기로 진탕속도를 60-100 rpm 범위에서 10 rpm의 간격으로 서로 다르게 진탕하면서 용액내의 농도를 시간별로 분석하여 물질이동이 무시될 수 있는 교반속도와 흡착평형이 이루어지는 시간을 평가하였다.
- 흡착평형실험으로부터 구한 최적 pH로 조정한 초기농도 10 mg/L의 eosin Y 용액 50 mL에 침지된 활성탄을 50-150 mg 범위에서 서로 다르게 첨가한 후, 왕복식 항온진탕기에서 293, 303, 313, 323, 333K에서 100 rpm의 속도로 12시간 진탕하여 흡착평형에 도달했을 때 용액을 여과, 분리하여 여액 중에 남아 있는 eosin Y의 농도를 측정하여 이 결과로부터 흡착등온선을 구해 분석하였다.
- 흡착평형실험으로부터 구한 최적 pH로 조정한 초기농도 10 mg/L의 eosin Y 용액 50 mL에 침지된 활성탄을 50-150 mg 범위에서 서로 다르게 첨가한 후, 왕복식 항온진탕기에서 293, 303, 313, 323, 333K에서 100 rpm의 속도로 12시간 진탕하여 흡착평형에 도달했을 때 용액을 여과, 분리하여 여액 중에 남아 있는 eosin Y의 농도를 측정하여 이 결과로부터 흡착등온선을 구해 분석하였다.
대상 데이터
- Eosin Y는 Samdmn사의 특급시약을 사용하였으며, 순수를 이용하여 10 mg/L의 용액을 제조한 다음 실험에 사용하였다. Eosine Y는 Figure 1에 나타낸 바와 같이 C20H6QNa2Br4 의 분자식을 갖는 화합물로 사브로민화플루오레세인의 나트륨염이다.
- 본 실험에 사용된 활성탄은 야자각을 원료로 하여 수증기활성 화법으로 제조한 8~30 mesh (평균입경 1.638 mm) 크기의 입상 활성탄(D사 제품)이다. 실험에 사용하기 전에 순수로 수회 세척한 후 건조기에서 378 ± 1K에서 12시간 건조하여 사용하였으며, 실험에 사용한 활성탄의 물리적 특성을 Table 1에 나타내었다.
- 본 실험에 사용된 활성탄은 야자각을 원료로 하여 수증기활성 화법으로 제조한 8~30 mesh (평균입경 1.638 mm) 크기의 입상 활성탄(D사 제품)이다. 실험에 사용하기 전에 순수로 수회 세척한 후 건조기에서 378 ± 1K에서 12시간 건조하여 사용하였으며, 실험에 사용한 활성탄의 물리적 특성을 Table 1에 나타내었다.
- 시료를 293K의 왕복식 항온진탕기 에서 100 rpm의 속도로 12시간 진탕하여 흡착평형에 도달했을 때 용액을 여과, 분리하여 여액 중에 남아있는 eosin Y의 농도를 측정하여 흡착제거율을 구하였다. 실험에서 사용한 완충용액은 pH=3~5 : CH3COOH-CH3COONa, pH 6~8 : KH2PO4- K2HPO4, pH 9~11 : NH4CINH4OH 였다.
- 시료를 293K의 왕복식 항온진탕기 에서 100 rpm의 속도로 12시간 진탕하여 흡착평형에 도달했을 때 용액을 여과, 분리하여 여액 중에 남아있는 eosin Y의 농도를 측정하여 흡착제거율을 구하였다. 실험에서 사용한 완충용액은 pH=3~5 : CH3COOH-CH3COONa, pH 6~8 : KH2PO4- K2HPO4, pH 9~11 : NH4CINH4OH 였다.
이론/모형
- 참고로 Eosin Y의 특성을 Table 2에 요약 정 리하였다［3］. Eosin Y 용액의 농도는 자외선/가시광선 흡수분광계(UV-isible spectrophotometer, Shimadzu, UV- 160A)를 사용하여 고유최대흡수파장 520 nm에서 검량선에 의한 방법으로 분석하였다.
성능/효과
- 1) pH를 조절하는 것에 의해 활성탄에 대한 eosin Y의 흡착율을 크게 높일 수 있었다. 본 실험에서는 초기농도 10 mg/L의 eosin Y 용액 50 mL에 대해 100 mg의 활성 탄을 사용했을 때 최적 조건인 pH=3에서 pH의 조절이 없을 때보다 28%가 증가된 약 99%의 eosin 제거율을 얻었을 수 있었다.
- 2) 흡착평형은 Freundlich 식에 잘 맞았으며, 흡착강도를 나타내는 parameter 값을 보면 흡착온도가 293-313K 범위에서는 fi = 0.442-0.496으로 활성탄의 투입양이 늘어나면 이에 비례하여 eosin Y의 흡착량도 증가하기 때문에 활성탄으로 eosin Y를 효과적으로 흡착처리 할 수 있는 가능성이 있지만 50-60℃에서는 β = 0.676〜0.678로 오히려 비효과적인 것을 알 수 있었다.
- 2) 흡착평형은 Freundlich 식에 잘 맞았으며, 흡착강도를 나타내는 parameter 값을 보면 흡착온도가 293-313K 범위에서는 β = 0.442-0.496으로 활성탄의 투입양이 늘어나면 이에 비례하여 eosin Y의 흡착량도 증가하기 때문에 활성탄으로 eosin Y를 효과적으로 흡착처리 할 수 있는 가능성이 있지만 50-60°C에서는 B = 0.676〜0.678로 오히려 비효과적인 것을 알 수 있었다. 따라서 활성탄에 의한 eosin Y의 효과적인 흡착처리에 있어 활성탄량과 조작온도를 적절히 고려해 주어야 경제성을 높일 수 있음을 알았다.
- 3) 컬럼 흡착실험 결과로부터 컬럼에 유입되는 eosin Y의 농도가 높아질수록, 유량이 커질수록 활성 탄이 포화흡착되어 평형에 도달하는 시간이 단축되어 파과곡선의 흡착대가 짧아졌고, 흡착질의 출현시간이 빨라지면서 흡착층 내에서의 흡착질의 체류시간이 짧아지는 것으로 나타났다. 또한 활성탄의 충전높이를 조절하는 것에 의해 흡착탑의 흡착용량 조절이 가능하다는 것을 알 수 있었다.
- 3) 컬럼 흡착실험 결과로부터 컬럼에 유입되는 eosin Y의 농도가 높아질수록, 유량이 커질수록 활성 탄이 포화흡착되어 평형에 도달하는 시간이 단축되어 파과곡선의 흡착대가 짧아졌고, 흡착질의 출현시간이 빨라지면서 흡착층 내에서의 흡착질의 체류시간이 짧아지는 것으로 나타났다. 또한 활성탄의 충전높이를 조절하는 것에 의해 흡착탑의 흡착용량 조절이 가능하다는 것을 알 수 있었다.
- 결론적으로 pH의 조절이 없었을 때(pH=8.08) eosin Y의 흡착제거율이 약 71%였던 것을 pH를 조절함으로써, pH=3에서 28%나 크게 증가한 99%를 제거하는 결과를 얻을 수 있었다.
- 실제적인 흡착처리 영역을 고려하여 설정한 pH=3~11범위에서 용액의 pH변화에 따른 eosin Y 용액의 흡착특성을 조사한 결과를 Figure 3에 나타내었다. 그림에서와 같이 입상활성탄(GAC)은 알카리영역인 pH 8~11에서는 약 71~53%의 낮은 제거율을 나타내다가 pH가 감소하여 산성영역으로 변화될 수록 제거율이 높아져서 pH=3에서 가장 높은 약 99%의 제거율을 나타냈다. 따라서 본 실험영역에서는 pH=3가 최대의 제거율을 나타내는 최적조건으로 판단되었다.
- 실제적인 흡착처리 영역을 고려하여 설정한 pH=3~11범위에서 용액의 pH변화에 따른 eosin Y 용액의 흡착특성을 조사한 결과를 Figure 3에 나타내었다. 그림에서와 같이 입상활성탄(GAC)은 알카리영역인 pH 8~11에서는 약 71~53%의 낮은 제거율을 나타내다가 pH가 감소하여 산성영역으로 변화될 수록 제거율이 높아져서 pH=3에서 가장 높은 약 99%의 제거율을 나타냈다. 따라서 본 실험영역에서는 pH=3가 최대의 제거율을 나타내는 최적조건으로 판단되었다.
- 그림에서와 같이 입상활성탄(GAC)은 알카리영역인 pH 8~11에서는 약 71~53%의 낮은 제거율을 나타내다가 pH가 감소하여 산성영역으로 변화될 수록 제거율이 높아져서 pH=3에서 가장 높은 약 99%의 제거율을 나타냈다. 따라서 본 실험영역에서는 pH=3가 최대의 제거율을 나타내는 최적조건으로 판단되었다. 이 현상에 대해 Du 등［5］은 활성 탄에 대한 유기물의 흡착은 활성탄 표면의 활성기, 하전상태, 흡착질의 해리상수, 착물의 형성, 세공의 분포, 입자 크기, 물리적 상태 및 투입량 등이 변수로 작용하는데［7］, 음이온계 염료인 eosin Y가 + 상태로 하전된 활성탄의 표면하전의 영향을 받은 결과이며, pH가 증가할수록 활성탄표면의 양자화 된 표면활성기가 감소하면서 eosin ¥의 흡착량도 감소하는 것이라고 설명하였다.
- 678로 오히려 비효과적인 것을 알 수 있었다. 따라서 활성탄에 의한 eosin Y의 효과적인 흡착처리에 있어 활성탄량과 조작온도를 적절히 고려해 주어야 경제성을 높일 수 있음을 알았다.
- 3) 컬럼 흡착실험 결과로부터 컬럼에 유입되는 eosin Y의 농도가 높아질수록, 유량이 커질수록 활성 탄이 포화흡착되어 평형에 도달하는 시간이 단축되어 파과곡선의 흡착대가 짧아졌고, 흡착질의 출현시간이 빨라지면서 흡착층 내에서의 흡착질의 체류시간이 짧아지는 것으로 나타났다. 또한 활성탄의 충전높이를 조절하는 것에 의해 흡착탑의 흡착용량 조절이 가능하다는 것을 알 수 있었다. 따라서 실제적인 고정층 흡착조작에서는 이들의 상관관계를 잘 고려하여 보다 낮은 유입농도와 유입속도 및 보다 높은 충전충 높이를 가지는 시스템의 설계 및 운전이 필요함을 알 수 있다.
- 1) pH를 조절하는 것에 의해 활성탄에 대한 eosin Y의 흡착율을 크게 높일 수 있었다. 본 실험에서는 초기농도 10 mg/L의 eosin Y 용액 50 mL에 대해 100 mg의 활성 탄을 사용했을 때 최적 조건인 pH=3에서 pH의 조절이 없을 때보다 28%가 증가된 약 99%의 eosin 제거율을 얻었을 수 있었다.
- 1) pH를 조절하는 것에 의해 활성탄에 대한 eosin Y의 흡착율을 크게 높일 수 있었다. 본 실험에서는 초기농도 10 mg/L의 eosin Y 용액 50 mL에 대해 100 mg의 활성 탄을 사용했을 때 최적 조건인 pH=3에서 pH의 조절이 없을 때보다 28%가 증가된 약 99%의 eosin 제거율을 얻었을 수 있었다.
- 본 실험영역에서 얻은 결과를 종합해 보면, 활성탄에 대한 eosin Y의 흡착은 활성탄의 투입량과 용액의 pH에 크게 영향을 받는다는 것을 알 수 있다.
- 활성탄에 대한 흡착질의 흡착은 물질이동저항이 큰 영향을 미치는데, 교반속도가 느리면 물질이동저항이 작용하여 흡착량의 감소가 일어난다. 본 실험의 결과에서도 교반 속도가 빠를수록 흡착량이 증가하여 eosin Y의 제거율이 높아지며 흡착평형에 도달하는 시간이 빨라지는 것으로 이와 같은 사실을 확인 할 수 있었다. 따라서 교반속도는 흡착평형에 도달하는 시간을 조절하는 변수가 될 수 있음을 알 수 있었다.
- 5 범위에 있어야 흡착제의 양이 늘어남에 따라 흡착질의 농도도 잘 줄어들기 때문에 활성탄에 의한 흡착조작이 효과적 인 영역 이라고 하였다. 실험결과를 분석해 보면 Freundlich parameter 중에서 흡착능을 나타내는 k값은 온도가 293K에서 333K로 증가함에 따라 19.56에서 134.62로 크게 증가하고 있다. 흡착강도를 나타내는 β값을 보면 흡착온도가 293-313K 범위에서는 β = 0.
- 5 범위에 있어야 흡착제의 양이 늘어남에 따라 흡착질의 농도도 잘 줄어들기 때문에 활성탄에 의한 흡착조작이 효과적 인 영역 이라고 하였다. 실험결과를 분석해 보면 Freundlich parameter 중에서 흡착능을 나타내는 k값은 온도가 293K에서 333K로 증가함에 따라 19.56에서 134.62로 크게 증가하고 있다. 흡착강도를 나타내는 β값을 보면 흡착온도가 293-313K 범위에서는 β = 0.
- 이상의 결과로부터 온도와 활성탄 양과의 상관관계를 종합해보면 활성탄에 의한 eosin Y의 흡착에 있어서는 활성탄의 투입양이 늘어나면 이에 비 례하여 eosin Y의 흡착량도 증가하였다. 또한 Figure 5와 같이 온도가 증가할수록 흡착능이 현저히 증가하는 결과가 나타났다.
- 이상의 결과로부터 온도와 활성탄 양과의 상관관계를 종합해보면 활성탄에 의한 eosin Y의 흡착에 있어서는 활성탄의 투입양이 늘어나면 이에 비 례하여 eosin Y의 흡착량도 증가하였다. 또한 Figure 5와 같이 온도가 증가할수록 흡착능이 현저히 증가하는 결과가 나타났다.
- Figure 8은 eosin Y의 초기농도를 10 mg/L, 유량을 2 g/min 로 고정한 상태에서 활성탄의 충전높이를 각각 2, 3, 4 cm로 변화시켰을 때의 파과곡선을 조사한 결과이다. 파과시간을 보면 각각 95, 212, 310 분으로 충전높이가 변화됨에 따라 파과시간이 거의 일정한 간격으로 늘어남을 알 수 있다. 또한 흡착대의 길이도 455, 470, 490 분으로 큰 차이가 없다.
- 흡착 강도를 나타내는 β값을 보면 흡착온도가 293-313K 범위에서는 B = 0.442〜0.496으로 활성탄의 투입양이 늘어나면 이에 비 례하여 eosin Y의 흡착량도 증가하기 때문에 활성탄으로 eosin Y를 효과적으로 흡착처리 할 수 있는 가능성이 있지만 323~333K에서는 β = 0.676-0.678로 활성탄에 의한 eosin Y의 흡착처리가 비효과적인 것을 알 수 있었다.
- 62로 크게 증가하고 있다. 흡착강도를 나타내는 β값을 보면 흡착온도가 293-313K 범위에서는 β = 0.442〜0.496으로 활성탄의 투입양이 늘어나면 이에 비 례하여 eosin Y의 흡착량도 증가하기 때문에 활성탄으로 eosin Y를 효과적으로 흡착처 리 할 수 있는 가능성이 있지만 323~333K에서는 β = 0.676-0.678로 활성탄에 의한 eosin Y의 흡착처리가 비효과적인 것을 알 수 있었다.
후속연구
- 이 밖에도 용액의 pH에 따른 eosin Y의 해리정도 및 완충용액으로 투입된 KH2PO4, CH3COOH 및 CH3COONa 등과 eosin Y의 착물형성 여부도 영향을 주었을 것으로 판단된다. 따라서 이 부분은 차후의 실험을 통해 좀 더 세밀한 검토가 필요할 것으로 본다.
- 그림을 보면 유량이 커질수록 흡착질의 출현시간이 빨라져서 파과시간이 272 > 212 > 140분으로 단축되며, 유량이 클수록 유출농도가 급격하게 증가하여 흡착대가 600 > 470 > 358 분으로 짧아지고 있다. 이상의 결과를 종합하면 흡착칼럼에 유입되는 흡착질의 농도가 높거나 유량이 빨라지면 파과시간이 빨라지며, 파과곡선의 흡착대가 짧지는 현상이 나타나므로 실제 흡착조작 시에는 이들을 운전변수로 고려해 줄 필요가 있으며, 충높이의 조절에 의해 흡착용량을 결정할 수 있을 것으로 판단된다. 차후 흡착속도인자인 물질이동계수 및 입자내 확산계수와 같은 설계인자를 평가하여 흡착탑의 용량과 파과곡선의 예측에 대한 검토가 이루어지면 유용한 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
- 이상의 결과를 종합하면 흡착칼럼에 유입되는 흡착질의 농도가 높거나 유량이 빨라지면 파과시간이 빨라지며, 파과곡선의 흡착대가 짧지는 현상이 나타나므로 실제 흡착조작 시에는 이들을 운전변수로 고려해 줄 필요가 있으며, 충높이의 조절에 의해 흡착용량을 결정할 수 있을 것으로 판단된다. 차후 흡착속도인자인 물질이동계수 및 입자내 확산계수와 같은 설계인자를 평가하여 흡착탑의 용량과 파과곡선의 예측에 대한 검토가 이루어지면 유용한 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
- 이상의 결과를 종합하면 흡착칼럼에 유입되는 흡착질의 농도가 높거나 유량이 빨라지면 파과시간이 빨라지며, 파과곡선의 흡착대가 짧지는 현상이 나타나므로 실제 흡착조작 시에는 이들을 운전변수로 고려해 줄 필요가 있으며, 충높이의 조절에 의해 흡착용량을 결정할 수 있을 것으로 판단된다. 차후 흡착속도인자인 물질이동계수 및 입자내 확산계수와 같은 설계인자를 평가하여 흡착탑의 용량과 파과곡선의 예측에 대한 검토가 이루어지면 유용한 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
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