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산성광산배수(AMD) 슬러지를 흡착제로 활용한 비소(V) 제거 특성 연구
서영교 ( Young-gyo Seo ),( Erdenechimeg Byambaa ),선재영 ( Jae-young Seon ),김신동 ( Shin-dong Kim ),황유훈 ( Yu-hoon Hwang ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2021 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2021 No.-
국제 암 연구 기관(International Ahency for Research on Cancer, IARC)에서 1급 발알 물질로 분류된 비소가 최근 몇 년 동안 아시아 개발도상국의 수자원에서 증가하고 있다. 특히 비소는 광산에서 많이 유출되는데, 이는 광산 채굴 과정에서 생성되는 황산에 의하여 토양 속의 비소와 중금속이 용해되어 유출되기 때문이다. 이러한 비소를 제거하기 위한 방법으로 막분리, 이온교환, 응집, 침전, 흡착 등의 공정이 사용되고 있으며, 이 중 흡착 공정이 경제적인면만 아니라 효율 및 운용적인 측면에서도 우수하여 많이 사용되고 있다. 특히 철 기반의 흡착제는 비소 제거에 있어서 높은 효율성과 친환경성으로 많은 연구가 있었다. 이에 본 연구에서는 광산배수 슬러지가 철 및 알루미늄의 함유량이 높은 것에 착안하여, 해당 소재를 활용하여 흡착제를 제작하였으며, 이를 MIRESORB<sup>TM</sup>이라 명명하였다. MIRESORB<sup>TM</sup> 흡착제는 기존에 자주 사용되는 입상수산화철(Granular ferric hydroxide, GFH)에 비해 As를 제거하는데 효과적이라는 것을 확인하였다. 해당 소재의 특성을 분석하기 위하여 X선 회절 분석법(X-ray Diffractometer, XRD)과 X선 형광 분석법(X-ray Fluorescence, XRF)을 이용하여 비교하였으며, 비표면적 분석(Brunauer Emmett Teller, BET)을 통해 흡착 소재의 공극 크기와 표면적을 측정하였다. 이후 실제 광산배수를 활용하여 고정층 컬럼 실험을 진행하였다. MIRESORB<sup>TM</sup> 흡착제의 최대 흡착량은 49.74 mg/g으로 GFH의 29.07 mg/g보다 높은 것을 확인하였으며, 동역학 실험 결과 1차, 2차 반응 모두 일치하는 것을 알 수 있었다. 그리고 GFH에 비하여 MIRESORB<sup>TM</sup> 흡착제에서의 반응 속도가 더 빠른 것으로 확인이 되었는데 이는 BET 분석을 통하여 큰 기공 부피와 공극의 특성 때문인 것으로 판단하였다. 실제 광산배수를 이용한 컬럼 실험의 경우 5800 bed volume을 제거하고도 파과가 되지 않았다. 이러한 점들을 종합하여 광산배수 슬러지를 활용한 MIRESORB<sup>TM</sup> 흡착제는 As를 제거하는데 충분히 이용이 가능하다는 것을 확인할 수 있었다.