• 제목/요약/키워드: Adsorption model

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Adsorption Behaviors for Strontium and Cesium Ions Using Composite Ion Exchangers

  • Kim, H.T.;Han, H.S.;Shul, Y.G.;Moon, J.K.;Oh, W.Z.;Lee, E.H.
    • 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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    • 한국방사성폐기물학회 2004년도 Proceedings of the 4th Korea-China Joint Workshop on Nuclear Waste Management
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    • pp.1-11
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    • 2004
  • PAN-4A composite ion exchanger was more selective for Sr ion than other cations and PAN-KCoFC composite ion exchanger has much higher ion exchange capacity for Cs ion than other cations. The ion exchange capacities obtained from Dubinin-Polanyi equation were 3.93 meq/g for Sr ion and 1.50 meq/g for Cs ion using PAN-4A and PAN-KCoFC ion exchangers, respectively. The modified Dubinin-Polanyi model fit the experimental data accurately in multi-component system. The effective surface diffusivities $(D_{s, cff})$ for Sr and Cs ions of PAN-4A and PAN-KCoFC ion exchangers were slightly increased with the different particle sizes.

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평형 모델을 이용한 다공매질에서의 유동 세균에 의한 유기성 오염물의 가속이송 (Modeling Bacteria Facilitated Contaminant Transport in Porous Media with Equilibrium Adsorption Relationships)

  • 신항식;김승현
    • 대한지하수환경학회지
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    • 제2권1호
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    • pp.14-21
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    • 1995
  • 지하수에 콜로이드가 있을 경우 지체계수 감소로인한 오염물의 가속이송이 일어난다. 세균은 콜로이드 크기이며, 비중이 물과 비슷하고. 또 특유의 표면조건으로 인하여 오염물을 가속이송시킬 수 있다. 유동 세균이 지하수에 있으면 그 system 은 액상, 고상, 그리고 입상의 3 상 (phase) 으로 해석되어야 한다. 본 연구에서는 물질수지에 기초한 수학적 모델을 개발하여 다공매질에서의 오염물의 이동을 예측했다. 세균과 오염물의 각 상사이의 분배는 평형분배 모델을 이용했다. 모델결과를 일반화하기 위하여 무차원화 기법이 사용되었다. 모델의 해는 수치해법이 사용되었고, 문헌상의 실험결과와 비교되었다. 유동 세균이 존재하므로써 오염물이 가속이송되었고, 오염물을 섭취하므로써 그 농도를 낮출 수 있었다.

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Estimation of Gas-particle partitioning Coefficients (Kp) of Carcinogenic polycyclic Aromatic hydrocarbons in Carbonaceous Aerosols Collected at Chiang - Mai, Bangkok and hat-Yai, Thailand

  • Pongpiachan, Siwatt;Ho, Kin Fai;Cao, Junji
    • Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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    • 제14권4호
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    • pp.2461-2476
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    • 2013
  • To assess environmental contamination with carcinogens, carbonaceous compounds, water-soluble ionic species and trace gaseous species were identified and quantified every three hours for three days st three different atmospheric layer at the heart of chiang-Mai, bangkok and hat-Yai from December 2006 to February 2007. A DRI model 2001 Themal/Optical Carbon Analyzer with the IMPROVE thermal/optical reflectance (TOR) protocol was used to quantify the organic carbon(OC) and elemental carbon content in $PM_{10}$. Diurnal and vertical variability was also carefully investigated. In general, OC and EC contenttration shoeed the highest values at the monitoring period o 21.00-00.00 as consequences of human activities at night bazaar coupled with reduction of mixing layer, decreased wind speed and termination of photolysis nighttime. Morning peaks of carboaceous compounds were observed during the sampling period of 06:00 -09:00, emphasizing the main contribution of traffic emission in the three cities. The estimation of incremental lifetime partculate matter exposure (ILPE) raises concern of high risk of carbonaceous accumulation over workers and residents living close to the observatory sites. The average values of incremental lifrtime particulate matter exposure (ILPE) of total carbon at Baiyoke Suit Hotel and Baiyoke Sky Hotel are approsimately ten time shigher then those air sample collected at prince of songkla University Hat-Yai campus corpse incinerator and fish-can maufacturing factory but only slightly higher than those of rice straw burnig in Songkla province. This indicates a high risk of developing lung cancer and other respiratory diseases across workers and residents living in high buildings located in Pratunam area. Using knowledge of carbonaceous fractions in $PM_{10}$, one can estimate the gas-particle partitioning of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs). Dachs-Eisenreich model highlights the crucial role of adsorption in gas-particle partitioning of low molecular weight PAHs, whereas both absorption and adsorption tend to account for gas-particle partitioning of high molecular weight PAHs in urban residential zones of Thailand. Interestingly, the absorption mode alone plays a minor role in gas-partcle partitiining of PAHs in Chiang-Mai, Bangkok and hat-Yai.

변형 알루미나를 이용한 저농도 불소이온 제거 연구 (A Study on the Removal of Low-concentration Fluoride-ion by Modified Alumina)

  • 김소영;김주희;김현자;조영상
    • 대한환경공학회지
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    • 제27권3호
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    • pp.247-252
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    • 2005
  • 불소는 화학활성이 높아 반도체, 유리, 금속가공 등의 표면처리 및 세정제로 넓게 사용되고 있으며, 배출에 관해서는 수질환경보전법에 기준이 정해져 있다. 따라서 불소폐수는 일정한 수준 이하까지 불소를 제거하여 방출하여야 하며 일반적으로 고농도의 불소를 함유한 폐수처리에는 응집 침전법이 사용되어왔다. 그러나 이 방법은 10 ppm 이하의 저농도 불소 제거에는 효과가 없었다. 본 연구에서는 수용성 산을 함침시켜 소성한 변형 알루미나를 이용하여 저농도 제거가 어려운 불소 이온을 흡착에 의해 제거하는 기술을 개발하고자 하였다. 저농도 불소 이온을 제거하기 위해서 변형 알루미나를 이용하여 회분식 실험을 실행하였고, 흡착제 조성, 소성 온도, 흡착제의 투입량과 교반시간에 따른 제거효율을 조사하였다. 불소 이온의 가장 좋은 제거율은 황산으로 처리된 변형 알루미나에서 얻을 수 있었으며, 변형 알루미나 제조시의 적정한 소성온도는 $500^{\circ}C$였다. 또한 본 연구에서는 흡착등온식으로 널리 알려진 Freundlich식을 이용하여 흡착등온식을 구하였다. 회분식 실험을 통해 얻은 결과를 Freundlich 흡착 등온식에 적용한 결과 Freundlich 흡착 등온식의 상수 K값은 6.63이였고, 1/n은 0.29을 얻을 수 있었다.

토양(土壤)중 살충제(殺蟲劑) ethoprophos의 분해성(分解性) 및 이동성(移動性)의 측정(測定)과 예측(豫測)에 관한 모델 연구(硏究) (Simulation and Measurement of Degradation and Movement of Insecticide Ethoprophos in Soil)

  • 문영희;김윤태;김영석;한수곤
    • 한국환경농학회지
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    • 제12권3호
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    • pp.209-218
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    • 1993
  • 토양(土壤)중에 있어서 살충제(殺蟲劑) ethoprophos의 행동특성(行動特性)을 조사(調査)한 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 실내조건(室內條件)중의 토양(土壤)중 ethoprophos분해(分解)는 일차반응식(一次反應式)에 따랐으며, 반감기(半減期)는 10, 18, $25^{\circ}C$ 에서 각각 12.4, 5.5, 2.5일이었고, Arrhenius activation energy는 73.8 KJ/mol이었다. 수분함량(水分含量)이 7, 14, 19%인 토양(土壤)에서 ethoprophos의 반감기(半減期)는 각각 46.4, 17.6, 6.9일이었으며 Empirical방정식에서 수분의존도(水分依存度)(B)값은 1.67이었다. Ethoprophos의 토양(土壤)중 흡착등온선(吸着等溫線)은 Freundlich식(式)에 따랐으며 흡착분배계수(吸着分配係數)(Kd)값은 0.27이었다. Mini-lysimeter를 이용한 실외조건(室外條件)하의 이동실험(移動實驗)에서 ethoprophos는 대부분이 $0{\sim}2cm$층위(層位)에 분포(分布)되었으며 6cm층위(層位)까지 이동(移動)되었다. 실외포장(室外圃場)에서 ethoprophos의 분해(分解)는 기상변화(氣象變化)와 밀접한 관계를 보였으며, 3월과 10월의 처리에서 반감기(半減期)는 각각 17일과 5일 정도이었고, 처리 후 약 37일에는 90%까지 분해(分解) 소실(消失)되었다. 토양(土壤)중 농약(農藥)의 행동(行動) 예측(豫測) computer model에 의한 ethoprophos의 이동성(移動性)과 잔유성(殘留性)의 예측치(豫測値)는 분석치(分析値)와 유사(類似)하였다.

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나노-$TiO_2$ 입자로 코팅된 다공성 담체의 광촉매 반응에 관한 동력학 (Kinetics of Photocatalytic Reactions with Porous Carriers Coated with Nano-$TiO_2$ Particles)

  • 박성준;;배우근
    • 대한환경공학회지
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    • 제31권10호
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    • pp.927-932
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    • 2009
  • 난분해성 및 독성 폐수 처리는 고급산화 기술과 생물학적 처리가 친화결합(intimate coupling) 을 이룰 때 최적의 효과를 거둘 수 있다. 본 연구에서는 광촉매 산화와 생물학적 처리를 친화결합하도록 고안된 다공성 $TiO_2$ 코팅 담체를 제조하여 광촉매 반응에 관한 동력학 연구를 수행하였다. 저온 sol-gel 코팅법으로 제조된 PVA 재질의 다공성 $TiO_2$ 담체는 UV 조사하에서 methylene blue (MB)를 효율적으로 분해하였다. 시험 농도(최대 100 ${\mu}M$)에서 MB의 흡착속도는 1차반응 (first-order reaction)의 성질을 보였으며, 흡착과 산화를 포함한 총반응속도는 유사 Langmuir 모델로 예측 가능하였다. 이러한 원인은 담체 표면에 MB가 흡착됨에 따라 UV 조사에 의하여 광촉매 반응이 일어날 표면이 줄어들었기 때문인 것으로 판단된다. 다공성 $TiO_2$ 담체의 단위 $TiO_2$ 량당 최대 MB 제거속도는 슬러리 $TiO_2$ 반응기에서 얻은 MB 제거속도보다 4배 더 빨랐다. 본 연구로 인하여 저온 sol-gel 코팅법으로 제조한 PVA 재질 다공성 $TiO_2$ 담체가 성공적인 광분해 반응을 나타내는 것이 확인되었으며, 동 담체에 대한 광촉매 반응의 동력학적 성질이 구명되어, 향후 생물처리를 친화결합 시킬 수 있는 연구 바탕을 확보하였다.

Study on Retardation Effect of a Heavy Metal in Sandy Soils

  • Kim, Dong-Ju;Sung, Baek-Doo
    • 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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    • 한국지하수토양환경학회 1998년도 총회 및 춘계 학술발표회 논문집
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    • pp.43-49
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    • 1998
  • Retardation effect of heavy metals in soils caused by adsorption onto the surfaces of solids particles is well known phenomena. The adsorption of metal ions has been recognized more strong in clay mineral and organic matter contents rather than sands and gravels. In this study, we investigated the retardation effect in two sandy soils by conducting batch and column tests. The column tests were conducted to obtain the relationship between concentration and time known as breakthrough curve (BTC). We applied pulse type injection of ZnCl$_2$solution on the inlet boundary and monitored the effluent concentration at the exit boundary under steady state condition using EC-meter and ICP-AES. Batch test consisted of an equilibrium procedure for fine fractions collected from two sandy soils for various initial ZnCl$_2$concentrations, and analysis of Zn ions in equilibrated solution using ICP-AES. The results of column test showed that i) the peak concentration of Zn analyzed by ICP was far less than that detected by EC-meter for both soils and ii) travel times for peak concentration were more less identical for two different monitoring techniques. The first result can be explained by ion exchange between Zn and other cations initially present in the soil particles since ICP analysis showed a significant amount of Ca, Mg ions in the effluent. From the second result, we found that retardation effect was not present in these soils due to strong cation exchange capacity of Zn ion over other cations since we did not apply a solution containing more adsorptive cations such as Al. The result of batch test also showed high distribution coefficients (K$_{d}$) for two soils supporting the dominant ion exchange phenomena. Based on the retardation factor obtained from the Kd, we predicted the BTC using CDE model and compared with the BTC of Zn concentration obtained from ICP The predicted BTC, however, disagreed with the monitored in terms of travel time and magnitude of the peak concentrations. The only way to describe the prominent decrease of Zn ion was to introduce decay or sink coefficient in the CDE model to account for irreversible decrease of Zn ions in liquid phase.e.

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CCD-RSM을 이용한 시벅턴 오일의 탈색공정 최적화 및 자외선 흡수능력 평가 (Optimization for Decolorization and UV-Absorbility of Refined Sea Buckthorn Oil Using CCD-RSM)

  • 홍세흠;정윈페이;이승범
    • 공업화학
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    • 제32권1호
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    • pp.61-67
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    • 2021
  • 본 연구에서는 천연 오일인 시벅턴 오일의 천연 자외선 흡수제로의 사용 가능성을 알아보기 위하여 시벅턴 원유에 대한 흡착 탈색공정을 수행하고, 이를 CCD-RSM (central composite design model-response surface methodology)을 이용하여 최적화하였다. CCD-RSM의 반응치로는 탈색과정의 탈색효과, 탈색 후 정제유의 산가 및 290 nm에서의 자외선흡광도로 설정하였으며, 독립변수로는 탈색제의 첨가량, 탈색온도, 탈색시간으로 설정하였다. CCD-RSM에 의한 통계학적 최적화 결과와 수학적 최적화 결과를 비교한 결과 3가지 반응치를 동시에 만족하는 최적조건으로 탈색제의 첨가량(4.32 wt.%), 탈색온도(134.9 ℃) 및 탈색시간(19.8 min)으로 나타났다. 이 최적 조건하에서 예측된 반응치 중 탈색과정의 탈색효과는 94.78%, 탈색 후 정제유의 산가는 2.08 mg/g KOH, 그리고 290 nm에서의 자외선 흡광도는 2.91로 나타났으며, 오차율은 2% 이하로 낮게 나타났다. 따라서 CCD-RSM을 시벅턴 원유의 흡착 탈색공정에 적용할 경우 매우 높은 수준의 만족하는 결과를 얻을 수 있음을 확인하였으며 천연 식물성 오일인 시벅턴 오일을 천연 자외선 흡수제로서 사용 가능함을 확인하였다.

나일론섬유에 대한 반응성 염료 흡착의 실험적 모델링 및 통계적 분석 (Empirical modeling and statistical analysis of the adsorption of reactive dye on nylon fibers)

  • 김병순;;손영아
    • 한국염색가공학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.43-48
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    • 2006
  • 나일론섬유에 대한 프탈로시아닌 반응성 염료의 염착거동을 관찰하기 위하여 온도 및 pH를 변화하여 이에 관한 흡착율(%) 및 고착율(%)의 변화를 관찰하였다. 또한, 염착실험과정과 관련하여 새로운 적용 방법으로 실험적 모델링 방법을 도입하여 흡착율(%) 및 고착율(%)을 예측하고, 이의 결과를 여러 온도 및 pH 조건에서의 실제실험과의 상호작용 및 효과를 확인하였다. 수학적 모델링의 타당성은 Excel 회귀분석단위를 이용하여 확인하였다. 예측 모델에 있어서 얻어진 높은 계수간의 상관관계(흡착율(%) $R^2=0.9895$, 고착율(%) $R^2=0.9932$)는 실제로 진행되지 않은 실험조건에 대한 결과에 있어서도 우수한 예측 정보를 제공할 수 있다. 그리고 실험적 결과로부터 확립된 예측가능한 다항식이 ANOVA 통계적 개념에 의해 자세하게 분석되었다.

Optimization of uranium biosorption in solutions by Sargassum boveanum using RSM method

  • Hashemi, Nooshin;Dabbagh, Reza;Noroozi, Mostafa;Baradaran, Sama
    • Advances in environmental research
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    • 제9권1호
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    • pp.65-84
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    • 2020
  • The potential use of Sargassum boveanum algae for the removal of uranium from aqueous solution has been studied by varying three independent parameters (pH, initial uranium ion concentration, S. boveanum dosage) using a central composite design (CCD) under response surface methodology (RSM). Batch mode experiments were performed in 20 experimental runs to determine the maximum metal adsorption capacity. In CCD design, the quantitative relationship between different levels of these parameters and heavy metal uptake (q) were used to work out the optimized levels of these parameters. The analysis of variance (ANOVA) of the proposed quadratic model revealed that this model was highly significant (R2 = 0.9940). The best set required 2.81 as initial pH(on the base of design of experiments method), 1.01 g/L S. boveanum and 418.92 mg/L uranium ion concentration within 180 min of contact time to show an optimum uranium uptake of 255 mg/g biomass. The biosorption process was also evaluated by Langmuir, Freundlich, Temkin and Dubinin-Radushkevich isotherm models represented that the experimental data fitted to the Langmuir isotherm model of a suitable degree and showed the maximum uptake capacity of 500 mg/g. FTIR and scanning electron microscopy were used to characterize the biosorbent and implied that the functional groups (carboxyl, sulfate, carbonyl and amine) were responsible for the biosorption of uranium from aqueous solution. In conclusion, the present study showed that S. boveanum could be a promising biosorbent for the removal of uranium pollutants from aqueous solutions.