고정층 칼럼에서 폐콘크리트를 이용한 불소 제거 및 동적 흡착 모델 비교 분석 = Fluoride Removal Using Crushed Concrete in a Fixed-bed Column and Comparison of Kinetic Adsorption Model
저자
발행기관
학술지명
한국농공학회 학술대회초록집(Proceedings of the Korean Society of Agricultural Engineers Conference)
권호사항
발행연도
2017
작성언어
Korean
주제어
자료형태
학술저널
수록면
244-244(1쪽)
제공처
불소는 음용수에 첨가되며, 치아 우식증을 예방하기 위해 치과 제품에 많이 사용되는데, 1 mg/L 미만의 농도는 치과 질환의 예방에 도움이 되지만 식수에서 1.5 mg/L를 초과하는 불소는 신경학적 손상과 골격/ 치아 불소증을 유발할 수 있다. 폐수에서 불화물을 제거하기 위해서는 막 분리, 전기응집, 전기 화학적 분리, 유동층 반응기, 이온 교환, 응집/침전 및 흡착과 같은 많은 기술이 채택되어 왔다. 이러한 기술 중에서 응집/침전 및 흡착은 가장 널리 사용되고 있다. 응집/침전 공정은 과도한 양의 화학 약품 사용이 필요하고 처분이 어려운 슬러지가 많이 생성되지만, 흡착여과는 저비용, 낮은 에너지 소비, 용이한 조작으로 물 처리에 많이 사용된다. 알루미늄, 칼슘, 철, 탄소 기반의 흡착제, 천연 미네랄, 점토, 생물 흡착제, 산업폐기물 등 불화물의 제거를 위해 다양한 흡착제가 연구되었다. 오래된 건물 및 기타 기반 시설을 철거할 때 콘크리트로 구성된 많은 건축 폐기물이 발생한다. 우리나라의 경우 2008년부터 2013년 까지 182.417 t/day의 건설 폐기물이 발생하였고, 전체 폐기물량 건설 폐기물이 약 60%를 차지하고 있다. 콘크리트에 재활용 골재를 사용하는 것이 환경 및 경제적 관점에서 유리하다. 그러나 작은 입자경 폐콘크리트는 재활용 골재로 사용 시 , 콘크리트의 기계적 강도와 내구성에 악영향을 끼친다. 재활용 과정에서 생성되는 가장 미세 입자는 기계적 안전성이 낮기 때문에 시공에 사용할 수 없으므로, 이 미세 입자를 재사용할 수 있는 다른 방법이 필요하다. 본 연구에서는 연속 유동 조건에서 폐콘크리트 미립자로 채워진 칼럼에서 pH(pH 3-7), 유속(0.3-0.7 mL/min) 및 필터 깊이(10-20 cm)를 조절하여 수용액으로부터의 불화물 제거를 알아보았다. 불소 제거효율은 제거율(Re), 흡착 용량(qe), 사용 흡착도(DoSU) 및 파과 곡선(BTCs)에서 얻은 흡착제 사용률(SUR)을 산정하여 평가하였다. 동적 흡착 모델로 널리 사용되는 Bohs-Adams, Thomas, Yoon-Nelson 모델을 적용하였다. 불소 제거에서의 폐콘크리트 미립자의 성능은 파손 곡선(BTC)에 기초하여 평가되었으며, 앞으로 산업 규모 적용을 위한 모델 설계가 필요하다.
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