영가철과 여러 가지 산화철 조합공정을 이용한 질산성질소 환원에 관한 연구

송호철,전병훈,조동완,Song, Hocheol,Jeon, Byong-Hun,Cho, Dong-Wan 한국지하수토양환경학회 2014 지하수토양환경 Vol.19 No.1

This paper presents the feasibility of using different iron oxides (microscale hematite (HT), microscale magnetite (MT), and nanoscale maghemite (NMH)) in enhancing nitrate reduction by zero-valent iron (Fe(0)) under two solution conditions (artificial acidic water and real groundwater). Addition of MT and NMH into Fe(0) system resulted in enhancement of nitrate reduction compared to Fe(0) along reaction, especially in groundwater condition, while HT had little effect on nitrate reduction in both solutions. Field emission scanning electron microscopy (FESEM) analysis showed association of MT and NMH with Fe(0) surface, presumably due to magnetic attraction. The rate enhancement effect of the minerals is presumed to arise from its role as an electron mediator that facilitated electron transport from Fe(0) to nitrate. The greater enhancement of MT and NMH in groundwater was attributed to surface charge neutralization by calcium and magnesium ions in groundwater, which in turn facilitated adsorption of nitrate on Fe(0) surface.

염화아연으로 표면개질된 입상활성탄의 질산성질소 흡착속도의 모델링 연구

지민규,정우식,전병훈,Ji, Min-Kyu,Jung, Woo-Sik,Bhatnagar, Amit,Jeon, Byong-Hun 한국지하수토양환경학회 2008 지하수토양환경 Vol.13 No.3

Nitrate adsorption from aqueous solutions onto zinc chloride ($ZnCl_2$) treated coconut Granular Activated Carbon (GAC) was studied in a batch mode at two different initial nitrate concentrations (25 and 50 mg/L). The rate of nitrate uptake on prepared media was fast in the beginning, and 50% of adsorption was occurred within 10 min. The adsorption equilibrium was achieved within one hour. The mechanism of adsorption of nitrate on $ZnCl_2$ treated coconut GAC was investigated using four simplified kinetic models : the rate parameters were calculated for each model. The kinetic analysis indicated that pseudo-second-order kinetic with pore-diffusion-controlled was the best correlation of the experimental kinetic data in the present adsorption study. 염화아연($ZnCl_2$)으로 표면개질된 코코넛 입상활성탄(Granular Activated Carbon, GAC)의 질산성질소 제거제로서의 적용가능성을 알아보기 위해 두 가지 질산성질소 농도(25 mg/L, 50 mg/L) 조건에서 수중에서의 질산성질소 흡착능력을 평가하였다. 표면개질된 코코넛 입상활성탄의 질산성질소 흡착은 반응초기에 빠르게 진행되어 10분 이내에 흡착율이 50%에 이르렀고 흡착평형에 소요된 시간은 1시간 이내였다. 염화아연으로 표면개질된 코코넛 입상활성탄의 질산성질소 흡착 원리를 조사하기 위해 네 가지 속도 모델들(유사 일차 모델, 유사 이차 모델, Weber & Morris의 입자내 확산 모델, 그리고 Bangham의 공극 확산 모델)을 각 모델의 속도 상수(k)에 따라 적용하였다. 그 결과, 본 연구의 흡착속도는 공극 확산 단계에 의하여 결정되는 것으로 사료되며 유사 이차 모델을 따르는 것으로 나타났다.

하수처리 : GFH를 이용한 Bromate 흡착 특성 연구

최양훈 ( Yang Hun Choi ),정연정 ( Yeon Jung Jung ),전병훈 ( Byong Hun Jeon ),강준원 ( Joon Wun Kang ),( Amit Bhatnagar ) 대한상하수도학회 2007 공동추계 학술발표회 논문집 Vol.2007 No.-

GFH를 이용한 Bromate의 제거와 영향 인자 평가

최양훈 ( Yang Hun Choi ),( Amit Bhatnagar ),정연정 ( Yeon Jung Jung ),윤여준 ( Yeo Joon Yoon ),전병훈 ( Byong Hun Jeon ),강준원 ( Joon Wun Kang ) 한국물환경학회 2008 한국물환경학회·대한상하수도학회 공동 춘계학술발표회 Vol.2008 No.-

상수처리 : GFH를 이용한 Bromate 흡착 특성 연구

최양훈 ( Yang Hun Choi ),( Amit Bhatnagar ),정연정 ( Yeon Jung Jung ),전병훈 ( Byong Hun Jeon ),강준원 ( Joon Wun Kang ) 한국물환경학회 ( 구 한국수질보전학회 ) 2007 공동 추계학술발표회 Vol.2007 No.-

흄드 실리카가 영가철에 의한 질산성질소 환원에 미치는 영향

조동완(Dong Wan Cho),전병훈(Byong Hun Jeon),김용제(Yong Je Kim),송호철(Ho Cheol Song) 大韓環境工學會 2010 대한환경공학회지 Vol.32 No.6

다양한 반응조에서 흄드 실리카(silica(fumed))가 질산성질소 처리를 위한 영가철 공정에 미치는 영향을 알아보기 위한 회분실험(batch experiment)을 수행하였다. 반응조는 질산성질소만 주입한 경우, 질산성질소와 지하수 환경에 존재하는 이온들을 주입한 경우, 실제 질산성질소로 오염된 지하수로 구성하였다. 지하수 환경을 가진 반응조에서 질산성질소 환원 속도가 빠르게 진행되었으며, 영가철/흄드 실리카 공정이 영가철 단독 공정에 비해 약 2.5 배의 반응 상수값((kobs)을 나타냈다. 전반적으로 주요 부산물인 암모늄은 영가철 단독 공정에서 약 70% 환원율로 발생하였으며, 영가철/흄드 실리카 공정의 경우에는 암모늄 발생율이 저감되었다. 수중 pH 는 영가철이 산화되면서 pH 가 상승하였으며, 지하수 환경에서는 상대적으로 낮게 유지되었다. 모든 반응조에서 영가철/흄드 실리카 공정의 pH 가 낮게 유지되었으며, 지하수 환경에서 질산성질소가고농도로 존재할 경우에는 저농도에 비해 pH 상승폭이 큰 것으로 나타났다. 또한 등온흡착실험을 수행한 결과, 흄드 실리카가 암모늄에 대한 흡착능을 보였다. 전반적인 결과들을 통해 흄드 실리카가 질산성질소를 처리하는 영가철 공정에 유용한 매질임을 확인하였다. The effect of silica(fumed) on nitrate reduction by zero-valent iron(ZVI) was studied using batch experiment. The reduction of nitrate was tested in three different aqueous media including de-ionized water, artificial groundwater and real groundwater contaminated by nitrate. Kinetics of nitrate reduction in groundwater were faster than those in de-ionized water, and first-order rate constant(kobs) of ZVI/silica(fumed) process was about 2.5 time greater than that of ZVI process in groundwater. Amendment of Silica(fumed) also decreased ammonium presumably through adsorption on silica surface. The pHs in all processes increased due to oxidation of ZVI, but the increase was lower in groundwater due to buffering capacity of groundwater. The result also showed amount of reduced nitrate increased as initial nitrate concentration increased in groundwater. Separate adsorption isotherm experiments indicated that fumed silica itself had some degree of adsorption capacity for ammonium. The overall results indicated that silica(fumed) might be a promising material for enhancing nitrate reduction by ZVI.

혼합수지를 이용한 과염소산 이온의 흡착 특성

박수민(Sumin Park),전병훈(Byong-Hun Jeon),정혁(Hyuk Jeong),팽기정(Ki-Jung Paeng) 한국분석과학회 2010 분석과학 Vol.23 No.5

미세플라스틱의 환경노출을 최소화하기 위한 하・폐수 슬러지 관리방안

안준영(Junyeong An),이병권(Byung Kwon Lee),전병훈(Byong-Hun Jeon),지민규(Min-Kyu Ji) 한국청정기술학회 2021 청정기술 Vol.27 No.1

미세플라스틱으로 인한 생태환경에 미치는 부정적인 영향들이 보고되면서 이의 발생현황 및 처리효율에 대한 연구가 하・폐수처리장을 중심으로 수행되어 왔다. 처리공정 내의 미세플라스틱은 대부분 슬러지에 침전되어 제거되므로 적절한 관리가 필요하나 이와 관련한 국내 연구는 제한적이다. 본 연구에서는 공공하수처리장 및 공공폐수처리장을 대상으로 슬러지의 발생 및 처리현황과 관련 법률 조사 및 정책 동향 파악을 통해 미세플라스틱의 환경노출을 최소화할 수 있는 적절한 관리방안을 검토하였다. 슬러지 처리방법의 조사・분석 결과, 공공하수처리장 슬러지는 재활용 >소각 >매립 등 순으로 비율이 높게 나타났으며 이중 재활용은 연료화 >건축소재 >퇴비화 순으로 확인되었다. 공공폐수처리장의 경우는 재활용 > 연료화 > 매립 순으로 비율이 높게 나타났으며, 재활용은 소각 후 > 퇴비화 후 >고형화 후 >지렁이 사육 순으로 확인되었다. 미세플라스틱의 생태계 노출을 가중 시킬 수 있는 슬러지 처리방법은 매립 및 농업분야의 이용 용도로 판단되며, 해당 방법은 국내 매립장의 수용 용량 부족 현상과 화학비료 및 가축분뇨 비료 등의 충분한 공급 현황을 고려할 때 그 필요성이 낮아 보인다. 대신 신재생에너지 정책과 연계하여 연료화, 에너지화 이용 방안을 확대하고 이외 건축자재 부원료 등의 활용을 적극적으로 모색하는 것이 지속가능한 환경보전 측면에서 보다 합리적일 것으로 예상된다. 향후 동 계획의 실효성과 관련 법 개정을 위한 주요 기초자료를 확보하기 위해서는 국내 슬러지 수요-공급 현황과 관리 계획의 환경적 영향 및 경제적 효과 등을 심도 있게 연구하는 과정이 필요할 것으로 판단된다. Due to the negative impacts of microplastics (MPs) on the ecosystem, the investigation of its occurrence and its treatment from sewage and wastewater treatment plants (WWTPs) have received a lot of attention in the recent years. Most MPs are precipitated and removed with the sludge during the treatment process. Proper sludge management is immensely necessary to avoid MP exposure in the environment. However, the domestic research on this aspect is limited. This study reviews appropriate sludge management approaches to decrease environmental MP exposure. This can be achieved through investigating sludge generation and treatment, regulation laws and government policy trends with an emphasis on WWTPs. The ratio of sludge in sewage treatment plants has been observed to be highest in recycling followed by incineration and landfills. Recycling is the highest in fuel followed by construction materials and composting. For WWTPs, the highest ratio is in recycling followed by fuel and landfills, and recycling is confirmed in the following order: incineration > after composting > after solidification > earthworm breeding. Treatment approaches that can increase the exposure of MPs to the ecosystem are considered to be used in landfills and agricultural fields. However, this method is not appropriate given the insufficient capacity of domestic landfills and the sufficient supply of existing chemical and animal manure fertilizers. Instead, it would be rational in terms of environmental preservation to expand the use of fuel and energy in connection with the new and renewable energy policy, and to actively seek the use of sub-materials for construction materials. In order to secure the basic data for the effectiveness of future planning and revision of related laws, it is required to perform an in-depth investigation of the sludge supply and demand status along with the environmental and economic effects.

무산소 조건에서의 Fe(II)와 As(V)의 반응에 관한 연구

정우식,이상훈,정형근,김선준,최재영,전병훈,Jung, Woo-Sik,Lee, Sang-Hun,Chung, Hyung-Keun,Kim, Sun-Joon,Choi, Jae-Young,Jeon, Byong-Hun 대한자원환경지질학회 2009 자원환경지질 Vol.42 No.5

본 연구에서는 무산소 환경에서 As(III)로 대체된 자철석으로의 침전 가능성을 확인하기 위하여 Fe(II)와 As(V)의 반응을 통한 As(V)의 As(III)로의 환원 여부를 조사하였다. Fe(II)와 As(V)가 용액상으로 존재하는 균질조건에서의 환원반응 실험은 pH에 따른 영향을 알아보기 위해 수행되었고, 주어진 pH 조건(3.0~7.3)에서 용해된 Fe(II)에 의한 As(V)의 As(III)로의 환원반응은 일어나지 않았다. 균질조건에서의 환원반응 실험결과와 유사하게 침철석을 이용한 불균질조건에서의 환원반응 실험에서도 침철석에 흡착된 Fe(II)에 의한 As(V)의 환원반응은 일어나지 않았다. 또한 Fe(II)의 산화에 미치는 As(V)의 영향에 대한 회분식 실험결과, As(V)가 Fe(II)의 산화반응을 저해하는 영향을 주었고 균질한 조건에서보다 불균질한 조건에서 As(V)의 영향이 명확하게 나타난 것으로 사료된다. 이런 결과들은 무산소 및 지하 환경에서 Fe(II)와 공존할 때, As(V)는 안정한 상태로 존재함을 시사한다. The purpose of this study was to investigate the feasibility of As(V) reduction by aqueous Fe(II), and subsequent As(III) immobilization by the precipitation of As(III) incorporated magnetite-like material [i.e., co-precipitation of As(III) with Fe(II) and Fe(III)]. Experimental results showed that homogeneous As(V) reduction did not occur by dissolved Fe(II) at various pH values although the thermodynamic calculation was in favor of the redox reaction between As(V) and Fe(II) under the given chemical conditions. Similarly, no heterogeneous reduction of sorbed As(V) by sorbed Fe(II) was observed using synthetic iron (oxy)hydroxide (Goethite, ${\alpha}$-FeOOH) at pH 7. Experimental results for the effect of As(V) on the oxidation of Fe(II) by dissolved oxygen showed that As(V) inhibited the oxidation of Fe(II). These results indicate that As(V) could be stable in the presence of Fe(II) under the anoxic or subsurface environments.

산성광산배수의 발생저감을 위한 황철석 표면의 피막형성 기술개발

지민규,윤현식,지은도,이우람,박영태,양중석,전병훈,심연식,강만희,최재영,Ji, Min-Kyu,Yoon, Hyun-Sik,Ji, Eung-Do,Lee, Woo-Ram,Park, Young-Tae,Yang, Jung-Seok,Jeon, Byong-Hun,Shim, Yon-Sik,Kang, Man-Hee,Choi, Jae-Young 한국지하수토양환경학회 2010 지하수토양환경 Vol.15 No.4

Acid mine drainage occurs when sulfide minerals are exposed to an oxidizing environment. The objective of this study was to inhibit the oxidation of pyrite by applying various coating agent such as $KH_2PO_4$, MgO and $KMnO_4$ over its surface as an oxidation inhibitors. Experiments were conducted for 8 days to test the feasibility of oxidation inhibitors. The optimal condition of coating agent for standard pyrite and IK mine was the combination of 0.01M $KH_2PO_4$, 0.01M NaOAc and 0.01M NaClO. Otherwise, for YD mine the combination of 0.01M $KMnO_4$, 0.01M NaOAc and 0.01M NaClO. The $SO_4^{2-}$ reduction efficiency of pyrite, IK and YD mine samples was 70, 92 and 84%, respectively. For 8 days, no significant increase of $SO_4^{2-}$ from pyrite sample coated with inhibitor was observed. The pH of solution remains in between 4 to 6 for the reaction conditions.