Abstract
To investigate the adsorption-desorption reaction of Cd by sewage sludge, the adsorption of Cd from $Cd(NO_3)_2$ solutions of concentrations ranging from 5 to $50{\mu}g\;Cd\;mL^{-1}$ by sewage sludge was examined for reaction periods up to 48 hours. The amount of Cd adsorbed as a function of time was measured. The adsorption between Cd in solution and the solid phase could be described by two stages. The initial adsorption of Cd was very rapid, that is, approximately 95% of the added Cd was removed from solution within the first 30 minutes. Further, the greater the concentration of Cd added, the greater was the amount of Cd adsorbed. After the rapid initial decrease of Cd, a slower decline in the Cd concentration resulted which followed first order reversible kinetics. The equilibrium concentrations for the reactions, as well as the time period for the equilibrium reactions were dependent on the initial Cd concentrations. If equilibrium is reached, the amount of Cd remaining in solution is greater when the amount adsorbed is higher, although the percentage of Cd in solution is constant relative to the initial concentration of Cd. Some of the adsorbed Cd was released back to solution since the concentration of Cd after 48 hours was higher than the equilibrium concentration of Cd. However, despite the increased amount of Cd measured, the overall net reaction was a significant adsorption of Cd from solution by sewage sludge.
하수 오니에 의한 Cd 의 흡착반응을 조사하기 위하여, Cd의 처리농도 (5, 10, 15, 20, 25 및 $50{\mu}g\;Cd\;ml^{-1}$를 달리하여 흡착실험을 수행하였으며, 반응시간 (흡착 반응 후 0.5, 1.0, 1.5, 2.5, 4.5, 6.6, 8.5, 12.5, 24.5 및 48.5 h) 별로 Cd 의 농도를 구하여 흡착반응의 속도상수를 계산하였다. 모든 처리 농도에서 처음 반응시간 30분 이내에 처리 한 Cd의 약 95% 가 흡착되었다. 초기의 빠른 1단계 Cd 흡착반응 후에는 1차 가역 반응식으로 기술할 수 있는 1단계 반응보다는 느린 2단계의 Cd 흡착 반응이 일어났다. 1차 가역 반응식으로 기술할 수 있는 2단계의 Cd 흡착 반응의 속도상수는 $-0.137{\sim}-0.521h^{-1}$의 범위로서 Cd처리 농도가 증가할수록 속도상수는 감소하였다. 흡착 반응에서 평형에 도달하는 시간 (약 6-24 h) 이나, 평형에서의 Cd 의 흡착량 (약 $276-2720{\mu}g\;g^{-1}$) 또는 흡착되지 않고 용액에 남아있는 Cd의 농도 (약 $60-400{\mu}g\;L^{-1}$) 도 Cd 의 처리 농도에 의하여 결정되었다. 즉 Cd 의 처리 농도가 증가할수록 평형에 도달하는 시간, 흡착량 및 평형 농도는 증가하였다. 하수 오니에 의하여 흡착된 Cd 의 일부는 시간이 경과함에 따라 하수 오니로 부터 방출되었으나 그 양은 전체 Cd 흡착량에 비하면 매우 적었다.