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최영균 ( Younggyun Choi ),샌피에롬 ( Phearom San ),무하마드카시프 ( Muhammad Kashif ) 한국물환경학회(구 한국수질보전학회) 2018 한국물환경학회·대한상하수도학회 공동 춘계학술발표회 Vol.2018 No.-
본 연구에서는 밀스케일의 전처리를 통해 얻은 산화철 입자를 활용하여 ferrite 입자를 합성한 뒤 비소흡착실험에 활용하였다. 제철소로부터 확보한 밀스케일 입자는 1차 정제 및 전처리 과정을 통해 불순물 (오일 및 그리스 등)을 최대한 제거한 뒤 ferrite 입자 가공에 활용하였다. Ferrite 입자는 밀스케일을 농황산을 활용하여 용해시켜 얻은 철전구체 (ferrous precursor)를 0.1N NaOH에 첨가하여 공침반응을 유도함으로써 얻을 수 있었다. 또한 이렇게 합성된 입자의 ferrite 입자 함량은 Q-XRD 분석결과 95%이상인 것으로 확인되었다. 칼럼형 반응기는 일처리용량 5L 내외로서 유입 비소 농도 500ppb, 칼럼체류시간 (EBCT, Empty Bed Contact Time) 0.5-1.0시간을 기준으로 하여 운전하였다. 칼럼 내부 ferrite 입자의 충전부피는 약50cm<sup>3</sup>이었고, 충전량은 120-150g 내외였다 (ferrite 입자 겉보기 비중: 약 2.5g/cm<sup>3</sup>). Ferrite 입자의 비소흡착용량을 3mgAs/g으로 설정하고 제거율을 90%로 가정하였을 경우, EBCT 0.5시간으로 운전하면 약 350일간 파과 없이 칼럼을 이론적으로 운영할 수 있는 것으로 확인되었다. 그러나 실제 운전결과 이론적 파과시점에비해 10%도 안되는 시점에 파과가 발생하여 칼럼 내부의 channeling 현상이 심각한 것으로 나타났다. 이에 따라 칼럼의 길이:직경의 비율을 기존 3:1에서 10:1로 변경하여 운전하였다. 이러한 칼럼의 설계 형상 변경은 channeling의 대폭적인 감소로 나타나 추후 현장 적용시 디자인 요소를 중요하게 고려해야 하는 것으로 확인되었다. 디자인을 변경한 칼럼반응기 운전결과 처리수의 비소농도는 USEPA 기준인 10ppb(10㎍As/L)를 안정적으로 만족하는 것으로 확인되었고 파과없이 5000BV(Bed Volume) 이상 운전할 수 있는 것으로 나타났다.