음이온교환섬유를 이용한 수중 5가 비소 이온 제거 및 회수 = Removal and Recovery of Aqueous As(V) using Anion Exchange Fiber

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 세 종류의 음이온교환섬유 (KC31, SA, SA2)를 이용하여 수중 5가 비소 이온 (As(V))을 제거하고 이를 회수하였다. 음이온교환섬유의 수중 5가 비소 제거에 있어 pH 영향을 평가하기 위하여 10 mg As(V)/L 비소용액의 pH를 0.1 M HCl과 0.1 M NaOH를 이용하여 2 - 12의 범위로 조절한 후 회분실험을 수행하여 pH에 따른 각 섬유의 수중 비소 제거능을 평가하였다. 비소가 흡착된 이온교환섬유의 재생성을 평가하기 위하여 0.1 M NaCl 용액을 이용하여 재생을 수행하였으며 재생과정에서 탈착된 비소 이온을 회수하기 위하여 탈착용액에 다양한 농도와 pH의 FeCl₃ 용액을 적용하여 회수를 수행하였다. 용액 내 비소 이온의 농도는 ICP-AES를 활용하여 측정하였다. pH 실험결과, KC31의 경우 pH 4에서 제거능이 9.480 mg/g으로 가장 높으며, SA와 SA2의 경우 pH 10에서 제거능이 각각 9.753 mg/g, 8.419 mg/g으로 가장 높음을 알 수 있었다. 재생 전후의 비소 농도 측정을 통하여 0.1 M NaCl로 재생 시 KC31과 SA2의 경우 100 %, SA의 경우 77 %의 탈착효율을 보임을 확인하였다. 회수 실험 결과 비소 이온과 3가 철의 몰 비 1 : 6, pH 5 조건에서 침전물이 발생하는 것을 확인하였으며, 유리섬유필터를 이용하여 여과를 통해 침전물을 회수할 수 있었다. 침전-여과를 통해 회수한 후의 남은 수용액의 비소 농도를 측정한 결과, 탈착되었던 비소 이온이 모두 고체 형태로 회수되었음을 확인할 수 있었다.