Economic and Environmental Geology (자원환경지질)

The Korean Society of Economic and Environmental Geology (대한자원환경지질학회)
권호 표지

Utilization of Waste Mn-ferrite for Treating Heavy Metals in Wastewater

Mn-ferrite의 중금속 흡착특성-폐 페라이트의 중금속폐수 처리 활용 가능성

  • 이상훈 (가톨릭대학교 생명공학부 환경공학 전공) ;
  • 윤창주 (가톨릭대학교 자연과학부 화학전공) ;
  • 이희란 (가톨릭대학교 자연과학부 화학전공)
  • Published : 2003.10.01
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Abstract

We investigated possible application of waste ferrite in treating Cd and Pb in wastewater. Adsorption of Cd and Pb on Mn-Ferrite are influenced by several controlling factors such as contact time, heavy metal concentrations, pH and temperature. Both Cd and Pb achieved adsorption equilibrium within 5 minutes. Based upon this kinetic data, 24 hours of contact time was allowed for other experiment. The adsorption of Cd and Pb was high at high pH and high ion concentrations. The reaction was also affected by temperature. Adsorption isotherms fits well with the Freundlich isotherm equation. pH is the main controlling factor in Cd, Pb adsorption on the Mn-ferrite. Cd showed S type adsorption curve while Pb showed sorption edges, depending on the Pb concentrations.

본 연구는 폐산화철을 이용한 폐수 중금속 제거 가능성을 알아보고자 시도되었다. 실제 폐수와 폐산화철을 적용하기에 앞서 상업적으로 구입가능한 Mn-ferrite를 이용하여 실내 회분식 시험을 통한 흡착실험을 실시하여 pH, 접촉시간, 중금속 농도 및 온도 등과 같은 다양한 흡착 조절인자들을 이용하여 페라이트에 의한 Cd과 Pb의 흡착 및 제거특성을 알아보았다. 접촉시간을 1에서 360분까지 변화하여 흡착속도를 측정하였으며 일정온도에서 Cd와 Pb의 농도를 변화시켜 흡착등온선을 구하였다. 또한 온도(15∼35$^{\circ}$)와 pH(4∼10) 변화에 따른 흡착특성 변화를 고찰하였다. Cd과 Pb는 Freundlich 식에 잘 맞았으며 Cd에 비하여 Pb가 더 흡착이 잘 되었다. pH가 높을수록 Cd와 Pb가 더 잘 흡착되었으며 이는 pH증가에 따라 수소이온 농도가 감소하고 결과적으로 표면의 흡착가용 장소가 증가하기 때문인 것으로 생각된다. 같은 pH에서 원소의 농도가 증가할 때 흡착이 더 잘 일어났다. 온도 역시 Pb와 Cd의 흡착능에 영향을 미쳤으며 Pb의 경우 온도가 증가할수록 흡착정도가 높아지는 반면 Cd의 경우 덜 흡착이 되었다. Cd는 Pb에 비하여 더 온도에 영향을 받으며 이러한 Cd와 Pb의 흡착특성 차이는 Cd에 비하여 Pb가 더 hard한 특성 때문인 것으로 생각된다. 본 연구는 폐산화철을 이용하여 각종 폐수 중금속을 제거하는 공정에 사용될 수 있음을 시사한다.

Keywords

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