광산배수 처리시설 사여과조에서 생성된 망간산화물 피복모래(MCS)를 이용한 수중 망간 흡착 기초 연구 = Fundamental Study on Adsorption of Manganese in Water using Manganese-oxide coated Sand (MCS) Generated in a Filtration Tank of a Mine Drainage Treatment Facility

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study tested the feasibility of using manganese-oxide coated sand (MCS) collected in a mine drainage treatment facility, for the adsorption of Mn(II) in the aqueous solution. Na-birnessite was detected as the main mineral phase on the surface of MCS. The Mn(II) adsorption characteristics of MCS were evaluated using a series of parameters including initial pH, reaction time, and initial concentration. The pH of the reacted solutions converged to pH 6.19±0.04 when the initial values were above 5; the adsorption amount leveled off at 1.47±0.11 mg/g. The maximum adsorption amount was found to be 1.402 mg/g in the Langmuir model fitting results. The KF constant calculated by the Freundlich model was 0.645 and the adsorption strength (n) was 5.225. As a result, it can be concluded that the filter sand naturally coated by Na-birnessite in the treatment facility possesses the outstanding ability to remove dissolved manganese present in the wastewater.

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 광산배수 처리시설의 사여과조에 형성된 망간산화물 피복모래(manganese-oxide coated sand, MCS)를 흡착제로 활용하기 위한 기초실험을 수행하였다. XRD 분석결과 MCS의 표면에 피복된 망간산화물은 Na-Birnessite인 것으로 나타났다.
pH, 반응시간 및 초기농도를 다르게 한 흡착 특성 실험을 수행하였다. 실험 결과 pH 5이상에서 pH는 6.19±0.04로 수렴하였고, 흡착량은 1.47±0.11 mg/g의 흡착량을 보였다. 흡착속도 모델 결과에서는 반응속도가 매우 느린 것으로 나타났다. Langmuir 모델에 의해 도출된 최대 흡착량은 1.402 mg/g 이었으며, Freundlich 모델에서 KF은 0.645, 흡착강도(n)는 5.225로 흡착능력이 우수한 것으로 나타났다. 연구결과, 광산배수 처리시설에서 자연스럽게 Na-birnessite로 피복된 여과사는 폐수 중에 존재하는 용존 망간 제거에 우수한 능력을 갖는 것으로 평가된다.

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