산업부산물(제강 Sludge, 제강 Slag)을 이용한 시안 흡착 제거 = Removal of Aqueous Cyanide through the Utilization of Industrial By-products

국문 초록 (Abstract)

수질 오염중 많은 비중을 차지하는 시안은 독성을 띠는 특정 수질 유해 화합물이다. 이를 함유한 산업폐수가 지표수 및 지하수에 유입되면 동식물 및 수생태계에 커다란 영향을 미칠 수 있다. 본 연구에서는 제강 공정에서 다량 배출되는 산업 부산물인 제강슬러지와 제강슬래그를 이용하여 수중의 시안에 대한 흡착 제거 실험을 행하였으며 농도, pH, 온도 등의 영향 변수에 대하여 처리 효율과의 상관관계 및 흡착 평형, 가수분해식 등을 통하여 활성화 에너지( Ea )를 산출하였다. 결과를 살펴 보면, 초기 농도가 1 mg/$\ell$에서 5 mg/$\ell$, 10 mg/$\ell$, 20 mg/$\ell$로 증가함에 따라, 흡착제거율이 증가함을 알 수 있고, 또한 pH가 높아짐에 따라, 온도가 증가함에 따라 흡착제거율이 증가함을 알 수 있다. 농도 변화시 흡착제거율 순서는 20 mg/$\ell$> 10 mg/$\ell$> 5 mg/$\ell$> 1 mg/$\ell$이고, pH 변화시 흡착제거율 순서는 pH 11 > pH 7 > pH 3, 온도 변화시 흡착 제거는 흡열반응을 나타내므로 흡착제거율 순서는 $50^{\circ}C$ > $37^{\circ}C$> $25^{\circ}C$로 나타났다. 활성화 에너지( Ea )는 1 mg/$\ell$와 20 mg/$\ell$에서 각각 127.93 J/mol, 59.44 J/mol로 나타나 저농도에서 온도의 변화가 흡착에 매우 민감하게 작용함을 알 수 있다. 위의 실험 결과를 바탕으로 산업 부산물을 이용한 오염물 제거 관점에서 제강슬래그와 제강슬러지는 차수 및 복토재로서의 적용 가능성이 높음을 알 수 있다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Sorption of the aqueous cyanide onto steel mill sludge and steel mill slag, both of which are the by-products from the converter furnace, was studied. In the study, the influence of temperature, activation energy, concentration and pH on sorption of cyanide was investigated. Three different temperature($25^{\circ}C$ > $37^{\circ}C$> $50^{\circ}C$) was chosen to represent that of landfill leachate. Initial concentration was 1 mg/$\ell$ 5 mg/$\ell$, 10 mg/$\ell$, and 20 mg/$\ell$. In addition, pH was set to three different level, that is, 3, 7, and 11 respectively. As the result of batch mode experiment for cyanide adsorption, the removal rate was found to be proportional to the initial concentration of cyanide. The order of removal rate was 20 mg/$\ell$> 10 mg/$\ell$> 5 mg/$\ell$> 1 mg/$\ell$. Similarly the influence of pH was proportional because of the change in solubility of cyanide. The order of removal rate was pH 11 > pH 7 > pH 3. As the temperature increased, so did the removal rate. The reaction was endothermic and the value of activation energy(Ea) was 127.93 J/mole and 59.44 J/mole respectively at 1 mg/ιand 20 mg/ιof initial concentration. From the experiment, it can be postulated that the capability of steel mill by-products to attenuate aqueous cyanide is enough to be used as substitute for clay liner of landfill site in the aspect of pollutant removal.