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논문 상세정보

폐수 내 인 흡착 제거를 위한 제강슬래그와 활성탄 비교

Comparison of Steel Slag and Activated Carbon for Phosphate Removal from Aqueous Solution by Adsorption

초록

본 연구에서는 제강슬래그와 활성탄의 수중의 인 제거 효율을 비교하였다. 제강슬래그는 0.5~2.0 g/200 mL, 활성탄은 3.0~6.0 g/200 mL를 주입하여 흡착실험을 진행하였다. 제강슬래그의 양에 따른 제거 효율은 60분의 실험 결과 47~99%, 활성탄은 240분의 실험 결과 81~98%를 보였다. 흡착등온식을 적용하였을 때 Langmuir식에 더 적합하였으며 제강슬래그와 활성탄의 흡착능력을 비교하였을 때, 이론적 최대흡착량($Q_0$)은 제강슬래그에서 91 mg/g, 활성탄에서 27 mg/g으로 나타났다. 또한 반응속도는 유사 2차식을 따르며 속도상수($k_2$)는 제강슬래그에서 0.023~0.136 g/mg.min, 활성탄에서 0.025~0.122 g/mg.min으로 나타났고, 평형에서의 흡착량($q_e$)은 제강슬래그가 10.8~18.4 mg/g, 활성탄은 3.30~5.49 mg/g로 나타났다. pH의 경우 초기 pH 2에서 제강슬래그와 활성탄 모두 가장 높은 인 제거효율을 나타내었다. 따라서 폐수 내 인 제거 면에서 제강슬래그가 활성탄에 비해 우수하였다.

Abstract

This study investigated the potential use of steel slag (SS) (0.5~2.0 g/200 mL) for the removal of phosphate from wastewater compared with activated carbon (AC) (3.0~6.0 g/200 mL). The adsorption equilibrium data were best represented by Langmuir isotherm and its calculated maximum adsorption capacity was 91 mg/g for SS, 27 mg/g for AC. The adsorption kinetics was found to follow the pseudo-second order kinetics model and its rate constant was $0.0232{\sim}0.1357g/mg{\cdot}min$ for SS, $0.0247{\sim}0.1221g/mg{\cdot}min$ for AC. The overall uptake for the SS and AC was maximum at pH 2. Therefore, it can be concluded that steel slag could play an effective role in reducing phosphate concentration compared with activated carbon.

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