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광산배수 정화시설 철 슬러지 기반 흡착제를 활용한 수용액상 불소 흡착에 관한 연구
A Study of Fluoride Adsorption in Aqueous Solution Using Iron Sludge based Adsorbent at Mine Drainage Treatment Facility 원문보기

자원환경지질 = Economic and environmental geology, v.54 no.6, 2021년, pp.709 - 716  

이준학 (한국광해광업공단, 광해방지연구팀) ,  김선준 (한양대학교 공과대학 자원환경공학과)

초록
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본 연구에서는 강원도 강릉에 위치한 광산배수 처리시설 침전지에서 채취한 철 수산화물 기반의 슬러지를 자연 건조해 제조한 흡착제를 사용하여 인공 불소 수용액 및 실제 광산배수에 적용하여 흡착제의 불소 흡착 특성을 확인하였다. 실험에 사용된 흡착제의 화학적 성분, 광물학적 특성 및 비표면적을 분석한 결과, 주구성광물로 산화 철(Fe2O3)이 79.2 wt.%를 차지하며, 결정구조 분석에서 방해석(CaCO3)과 관련된 피크가 분석되었다. 또한 불규칙한 표면과 216.78 m2·g-1의 비표면적을 가지고 있음이 확인되었다. 실내 회분식 실험에서는 반응시간, pH, 초기 불소 농도 및 온도 등의 변화가 흡착량 변화에 미치는 영향을 확인하였다. 동적 흡착실험 결과, 불소의 흡착은 반응 시작 16시간 후 3.85 mg·g-1의 흡착량을 보이며 흡착량이 증가하다 점차 흡착량의 증가율이 감소하였으며, 등온 흡착실험에서 확인된 흡착제의 이론적 최대 흡착량은 81.01 mg·g-1으로 분석되었다. 또한 pH가 증가할수록 불소의 흡착량이 감소하는 모습을 보였으며, 특히 흡착제의 영전하점인 pH 5.5 부근에서 급격한 감소량을 나타냈다. 한편 등온 흡착실험의 결과를 Langmuir 및 Freundlich 등온 흡착 모델에 적용하여 사용한 흡착제의 불소 흡착 메커니즘을 유추한 결과, Freundlich 등온 흡착 모델과 더 높은 상관관계(R2=0.9138)로 일치하는 모습을 보였다. Van't Hoff 식을 활용하여 흡착제의 열역학적 특성을 파악하기 위해 25℃에서 65℃까지 온도를 증가시키며 획득한 흡착량 정보로 열역학적 상수 𝚫H°와 𝚫G°을 계산하여 흡착제가 흡열의 흡착 특성을 보이며 반응이 비자발적임을 도출하였다. 마지막으로 약 12.8 mg·L-1의 불소 농도를 가지는 광산배수에 흡착제를 적용하여 실제 환경에서 흡착제의 적용가능성을 확인한 결과, 약 50%의 불소 제거효과가 있는 것으로 나타났다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, an adsorbent prepared by natural drying of iron hydroxide-based sludge collected from settling basin at a mine drainage treatment facility located in Gangneung, Gangwon-do was used to remove fluoride in an artificial fluoride solution and mine drainage, and the adsorption characterist...

주제어

#흡착   #광산배수   #불소   #Langmuir 흡착 모델   #Freundlich 흡착 모델  

참고문헌 (17)

  1. Amor, Z., Malki, S., Taky, M., Bariou, B., Mameri, N. and Elmidaoui, A. (1998) Optimization of fluoride removal from brackish water by electrodialysis. Desalination, v.120(3), p.263-271. doi: 10.1016/S0011-9164(98)00223-9 

    상세보기 crossref

  2. Chen, N., Zhang, Z., Feng, C., Li, M., Zhu, D. and Sugiura, N. (2011) Studies on fluoride adsorption of iron-impregnated granular ceramics from aqueous solution. J. Materials. Chem. Physics., v.125, p.293-298. doi: 10.1016/j.matchemphys.2010.09.037 

    상세보기 crossref

  3. He, J., Yang, Y., Wu, Z., Xie, C., Zhang, K., Kong, L. and Liu, J. (2020) Review of fluoride removal from water environment by adsorption. J. Environ. Chem. Eng., v.8, 104516. doi: 10.1016/j.jece.2020.104516 

    상세보기 crossref

  4. Jeon, Y.S. (1999) Cadmium ion adsorption behavior in wastewater of manganese nodules and their leaching residues. Master's thesis. Ewha womans university p.12 

  5. Kim, S.Y., Kim, J.H., Kim, H.J. and Cho, Y.S. (2005) A Study on the Removal of Low-concentration Fluoride-ion by Modified Alumina. J. Korean. Soc. Environ. Eng., v.27(3), p.247-252. 

  6. Kumar, R., Kang, C.U., Mohan, D., Khan, M.A., Lee, J.H., Lee, S.S. and Jeon, B.H. (2020) Waste sludge derived adsorbents for arsenate removal from water. Chemosphere, v.239, 124832. doi: 10.1016/j.chemosphere.2019.124832 

    상세보기 crossref

  7. Lee, J.I. and Park, S.J. (2019) Adsorption characteristics of calcined oyster shell for the removal of fluoride. J. Korean. Soc. Environ. Eng., v.41(12), p.695-702. doi: 10.4491/KSEE.2019.41.12.695 

    상세보기 crossref

  8. Liu, J.M., Yue, X.P., Lu, X.Y. and Geo, Y. (2018) Uptake fluoride from water by starch stabilized layered double hydroxides. Water, v.10(6). DOI:10.3390/w10060745. 

    상세보기 crossref

  9. Liu, M., Zang, Z., Zhang, S., Ouyang, G. and Han, R. (2021) Enhanced fluoride adsorption from aqueous solution by zirconium(IV)-impregnated magnetic chitosan graphene oxide. Inter. J. Bio. Macro., v.182, p.1759-1768. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2021.05.116 

    상세보기 crossref

  10. Mall, I.D., Srivastava, V.C., Kumar, G.V.A. and Mishra, I.M. (2006) Characterization and utilization of mesoporousfertilizer plant waste carbon for adsorptive removal of dyes from aqueous solution. Colloid. Surface, v.278, p.175-187. doi: 10.1016/j.colsurfa.2005.12.017 

    상세보기 crossref

  11. Ministry of environment (2020) Emission Acceptance Criteria. http://www.law.go.kr/lsInfoP.do?lsiSeq176703#J34:0. 

  12. Na, C.K., Han, M. and Park, H.J. (2011) Applicability of Theoretical Adsorption Models for Studies on Adsorption Properties of Adsorbent(1). J. Korean. Soc. Environ. Eng., v.33(8), p.606-616. doi: 10.4491/KSEE.2011.33.8.606 

    원문보기 상세보기 crossref

  13. Sawangjang, B., Induvesa, P., Wongrueng, A., Pumas, C., Wattanachira, S., Rakruam, P., Punyapalakul, P., Takizawa, S. and Khan, E. (2021) Evaluation of Fluoride Adsorption Mechanism and Capacity of Different Types of Bone Char. J. Envion. Res. Public Health, v.18, 6878. https://doi.org/10.3390/ijerph18136878. 

    상세보기 crossref

  14. Snoeyink, V.L. (1990) Adsorption of organic compounds. In: Pontius, F.W.(Ed), Water Quality and Treatment. McGraw-Hill Inc., New York, p.781-876 chapter 13. 

  15. Treybal, R.E. (1981) Mass-Transfer Operation. 3rd ed. McGraw-Hill Inc. 

  16. Vences-Alvarez, E., Velazquez-Jimenez, L.H., Chazaro-Ruiz, L.F., Diaz-Flores, P.E., Rangel-Mendez, J.R. (2015) Fluoride removal in water by a hybrid adsorbent lanthanum-carbon. J. Colloid. Inter. Sci., v.455, p.194-202. doi: 10.1016/j.jcis.2015.05.048 

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  17. W.H.O, Guidelines for Drinking-water Quality, 4th Edition Incorporating the 1st addendum, 2017. 

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