Transcript 대구대학교
폐산화철을 이용한 비소제거 적정기술 CONTENTS 1 소개 2 연구방법 3 연구결과 4 결론 Arsenic(As) South-East Asia, Arsenic investigation Effect of Arsenic 비소 기준 농도 - WHO : 10 ppb - 미국 : 10 ppb - 한국 : 10 ppb 동남아 최대 비소 검출 농도 - 베트남 : 3.05 ppm - 방글라데시 : 3.2 ppm - 대만 : 1.82 ppm - 인도 : 3.2 ppm Disease Caused by Arsenic Mill Scale What is the Mill Scale? Hot rolled steel scale Cement 열연공정에서 발생하는 폐 산화철 입자 Asphalt Materials and Method 성분 분석 Column 수명 성분 분석 및 전처리 Mill Scale 특성을 알기 위한 XRD 및 SEM-EDS 분석 실시 Mill Scale 을 흡착제로 사용하기 위한 전처리 방법 설명 ICP를 이용한 농도 분석 전처리 방법 Arsenic Materials and Method Column test Batch test Batch 및 Column 실험 흡착제 흡착의 흡착 성능 실험 및 최적 조건을 알아보기 위한 Batch test 실시 흡착제를 단위 공정에 적용하기 위한 Column test 실시 Column 수명 산정 Column test 결과를 바탕으로 Column 수명 산정 * SEM-EDS(Scanning electron microscope – Energy dispersive spectroscopy) * XRD(X-ray diffraction) 분쇄 세척 전처리 세정 및 건조 Mill Scale Cleaning 염기세정 Cleaning Mill Scale 분쇄 초순수를 이용하 Mill Scale 12.5g 염기 처리한 Mill 후 45um ~ 75um 여 분쇄한 Mill 당 0.1N NaOH Scale을 초순수로 사용 Scale을 세정 200ml 투여 후 교 3회 이상 세척 후 반 실시 오븐을 이용하여 건조 Result 특성분석 XRD <물리화학적 특성 분석> <XRD(X-ray diffraction patterns of Mill Scale> <사이즈에 따른 입도 선별> Arsenic 물리화학적 특성 및 XRD 분석 특성 분석결과 비표면적 (1.35m2/g), 입도 분석 후 45~75um, 75~150um 사용, XRD 분석 결과 주 요 구성 성분은 Fe3O4 로 나타났다. SEM <Before adsorption> EDS <After adsorption> 비소 흡착 전 후의 SEM 사진 결과 흡착 여부가 사진으로 확연히 구별됨. <Before adsorption> Arsenic SEM-EDS 비소 흡착 전 후의 SEM 사진 결과 흡착 여부가 사진으로 확연히 구별 되었으며, EDS 결과를 통해 비소의 흡착이 있음을 확실히 알 수 있음.. <After adsorption> 실험조건 - 초기 농도 : 1 mg As/L pH : 4 투입량 : 1g, 10g 폐산화철 입자 크기 : 45~75um, 75~150um 실험결과 <batch test Arsenic adsorption result> Arsenic batch test 비소 흡착 batch test 결과 입자 사이즈가 작을수록, 흡착제의 양이 많을수록 우수한 흡착 성능을 나타내었으며, 45-75um 10g 투입 시 90% 이상 제거율을 보임 실험조건 실험결과 As 농도 (mg As/L) 10 8 6 4 2 0 0 - 초기 농도 : 10 mg As/L pH : 4 폐산화철 45~75um 500g +홍류석 500g EBCT : 0.8 Arsenic Column test result 1 2 3 5 6 7 8 운전기간(day) <Column test arsenic adsorption result> 칼럼을 이용한 실험결과 흡착 성능은 약 10 mg As/L 흡착 시 유출 농도 0 mg As/L 를 나타내었으 며, 5일을 기점으로 파과가 일어나기 시작함. 9일 후 흡착 기능 상실 4 9 Column 수명 <Column 수명 예상> • g당 흡착량 : 0.129 mg-As/g • Column 1kg 충진 시 129mg-As를 흡착 가능 • 유입 비소 농도 0.5 mg/L (동남아 평균 음용수기준) • • Bed volume treated/day : 12L/day - 1인당 하루 물 섭취량 3L - 4인 가족 기준 Column 예상 수명 12L day × 0.5 mg − As L × x day = 129mg − As x day = 21.5 day 결론 결론1 폐산화철을 이용하여 비소를 흡착한 결과 g당 0.327mg As/g 의 흡착 성능을 나타냄 폐기물로 분류되던 폐산화철을 흡착제로 재활용 함 으로서 폐기물 재이용 측면에서 우수한 장점이 있 음 결론3 동남아의 비소 중독 문제가 심각한 것을 완화할 수 있을 것으로 사료되며, 적정기술로서 활용 가능할 것으로 보여짐 결론2 경청해 주셔서 감사합니다 g당 As 흡착량 (mg-As/L) 9.943 10 8 6 4 2 0 0.327 전처리1 45~75μm 1g 전처리2 45~75μm 1g