폐산화철을 이용한 비소제거 적정기술

CONTENTS 1 소개 2 연구방법 3 연구결과 4 결론

Disease Caused by Arsenic Arsenic(As) South-East Asia, Arsenic investigation Effect of Arsenic 비소 기준 농도 - WHO : 10 ppb - 미국 : 10 ppb - 한국 : 10 ppb Disease Caused by Arsenic 동남아 최대 비소 검출 농도 - 베트남 : 3.05 ppm - 방글라데시 : 3.2 ppm - 대만 : 1.82 ppm - 인도 : 3.2 ppm

Mill Scale What is the Mill Scale? Hot rolled steel scale Cement Asphalt 열연공정에서 발생하는 폐 산화철 입자

Materials and Method Arsenic 성분 분석 Column수명 전처리 방법 Column test Batch 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 Column수명 전처리 방법 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 Arsenic Materials and Method Column 수명 산정 Column test 결과를 바탕으로 Column 수명 산정 Column test Batch test * 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 후 45um ~ 75um 사용 초순수를 이용하여 분쇄한 Mill Scale을 세정 Mill Scale 12.5g 당 0.1N NaOH 200ml 투여 후 교반 실시 염기 처리한 Mill Scale을 초순수로 3회 이상 세척 후 오븐을 이용하여 건조

Result XRD 특성분석 <물리화학적 특성 분석> <XRD(X-ray diffraction patterns of Mill Scale> 특성분석 <물리화학적 특성 분석> ※ 엑셀연동은 MS PowerPoint 2007에서만 가능합니다※ 그래프 엑셀연동방법 그래프를 선택(더블클릭) 합니다. 메뉴 [차트도구] – [데이터편집] 클릭합니다. 엑셀에서 원하는 값을 입력한 후 엑셀창을 닫습니다. <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 주요 구성 성분은 Fe3O4 로 나타났다.

EDS SEM <Before adsorption> <After adsorption> ※ 엑셀연동은 MS PowerPoint 2007에서만 가능합니다※ 그래프 엑셀연동방법 그래프를 선택(더블클릭) 합니다. 메뉴 [차트도구] – [데이터편집] 클릭합니다. 엑셀에서 원하는 값을 입력한 후 엑셀창을 닫습니다. <Before adsorption> <After 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..

실험결과 실험조건 <batch test Arsenic adsorption result> ※ 엑셀연동은 MS PowerPoint 2007에서만 가능합니다※ 그래프 엑셀연동방법 그래프를 선택(더블클릭) 합니다. 메뉴 [차트도구] – [데이터편집] 클릭합니다. 엑셀에서 원하는 값을 입력한 후 엑셀창을 닫습니다. - 초기 농도 : 1 mg As/L - pH : 4 - 투입량 : 1g, 10g - 폐산화철 입자 크기 : 45~75um, 75~150um <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

실험결과 실험조건 <Column test arsenic adsorption result> ※ 엑셀연동은 MS PowerPoint 2007에서만 가능합니다※ 그래프 엑셀연동방법 그래프를 선택(더블클릭) 합니다. 메뉴 [차트도구] – [데이터편집] 클릭합니다. 엑셀에서 원하는 값을 입력한 후 엑셀창을 닫습니다. - 초기 농도 : 10 mg As/L - pH : 4 - 폐산화철 45~75um 500g +홍류석 500g - EBCT : 0.8 <Column test arsenic adsorption result> Arsenic Column test result 칼럼을 이용한 실험결과 흡착 성능은 약 10 mg As/L 흡착 시 유출 농도 0 mg As/L 를 나타내었으며, 5일을 기점으로 파과가 일어나기 시작함. 9일 후 흡착 기능 상실

Column 수명 <Column 수명 예상> x day=21.5 day 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 12 L day × 0.5 mg−As L × x day = 129mg−As x day=21.5 day

결론 결론1 결론2 결론3 폐산화철을 이용하여 비소를 흡착한 결과 g당 0.327mg As/g 의 흡착 성능을 나타냄 폐기물로 분류되던 폐산화철을 흡착제로 재활용 함으로서 폐기물 재이용 측면에서 우수한 장점이 있음 결론3 동남아의 비소 중독 문제가 심각한 것을 완화할 수 있을 것으로 사료되며, 적정기술로서 활용 가능할 것으로 보여짐

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