• 제목/요약/키워드: Electrokinetic (EK)

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중금속으로 오염된 해양퇴적토의 전기동력학적 정화 (Electrokinetic Extraction of Metals from Marine Sediment)

  • 김경조;유종찬;양중석;백기태
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제51권6호
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    • pp.733-738
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    • 2013
  • 퇴적토는 미사 및 점토와 같은 미세토의 함량이 높으며, 유기물질이 많으며, 완충능이 크기 때문에 퇴적토로부터 중금속을 제거하는 것은 매우 어렵다. 본 연구에서는, 중금속으로 오염된 퇴적토에서 중금속을 제거하기 위해 2 V/cm의 일정한 전압경사를 적용한 실험실 규모의 전기동력학적 (EK) 정화공법을 사용하였다. 실험을 위해 적용한 음극 전해질로는 0.1 M의 ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), citric acid (CA), $HNO_3$, HCl, 그리고 수돗물을 사용하였으며, 양극 전해질로는 수돗물을 사용하여 순환시켜 주었다. 음극 전해질로 CA를 사용한 실험군에서 Ni, Cu, Zn, Pb는 각각 초기와 비교하여 92.4, 96.1, 97.1, 88.1%의 중금속 제거효율을 보였다. 높은 전압경사를 적용하게 되면, 음극 전해질내에 citrate 및 EDTA가 퇴적토로 이동이 용이하게 되며, 그로 인해 중금속-킬레이트 화합물을 형성하여 중금속의 추출률을 높일 수 있었다. 이러한 결과를 바탕으로, 높은 전압경사를 적용한 EK 실험에서 음극 전해질로 EDTA 혹은 CA를 사용하면 퇴적토로부터 중금속을 효과적으로 추출할 수 있다고 판단된다.

다종 중금속으로 오염된 사질토에 대한 EK Flushing 기술 적용

  • 김병일;한상재;이군택;김수삼
    • 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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    • 한국지하수토양환경학회 2003년도 추계학술발표회
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    • pp.310-313
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    • 2003
  • The precipitation of heavy metals within the region of pH jump is inevitable in the conventional electrokinetic remediation technology. This study prevents the interest species from precipitating through the injection of flushing solutions in which HCl, acetic acid, citric acid, EDTA and SDS dissolved. The cumulative flow resulted from electroosmosis appear in order of Citric acid

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전기동력학 기술을 이용한 시설재배지 토양 염류제거 실증 연구 (A Field Study on Electrokinetic Removal of Salts from Greenhouse Soil)

  • 이유진;최정희;심성주;하태현;이현구
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제52권1호
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    • pp.126-132
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    • 2014
  • 본 연구에서는 높은 농도의 염류가 집적된 시설재배지 토양의 제염을 위해 전기동력학적(EK) 기술을 적용한 파일럿 규모($2{\times}3{\times}0.2m^3$, $W{\times}L{\times}D$)의 실증시험을 실시하였다. 실험 전 토양의 전기전도도(EC)는 약 9 dS/m였으며, 토양내 주요 염류는 $Ca^{2+}$, $Cl^-$, $SO_4^{2-}$ 이온이었다. 2주간의 EK 처리 후 토양의 EC는 실험 전에 비해서 52% 감소하였으며, 이 중 대부분은 초기 1주일 이내에 제거되었다(47%). 이는 주로 $Na^+$$Cl^-$의 제거에 의한 것으로 보이며, 주요 염류 이자 토양에 대해 높은 흡착능을 가지는 $Ca^{2+}$$SO_4^{2-}$이온은 상대적으로 제거율이 낮았다. EK 실험이 진행되는 동안 토양의 온도는 전류의 세기에 따라 증가하여 최대 $50^{\circ}C$까지 증가하였다. 따라서 작물이 재배 중인 토양의 원위치 EK 적용을 위해서는 토양의 온도 상승을 제한하기 위해 전류를 조절할 필요가 있다. 결론적으로 EK 기술을 이용하여 경작 중이거나 휴경 중인 시설재배지 토양의 원위치 염류 제거가 가능할 것으로 판단되며 효율적인 탈염을 위해서는 적절한 운전 전략이 요구된다.

흡착재와 Electrokinetic 기법을 이용한 납 오염토의 고정화 (Immobilization of Lead in Contaminated Soil by Ekectrokinetic Remediation and Adsorbent)

  • 한상재;김병일;이군택;김수삼
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제10권2호
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    • pp.1-11
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    • 2005
  • 본 논문은 납 오염토에 대한 정회를 목적으로 EK 기법을 적용할때 기존의 EK 기법의 한계성을 극복하고자 향상기법으로써 흡착재(Apatite, Zeolite)를 이용하여 중금속의 고정화를 시도하였다. EK 추출을 위해서 우선 납에 대한 흡착능 실험을 실시하였고 오염농도, 전압조건, 가동시간 등을 달리하여 납이온을 흡착재 설치 위치로 이동시켜 고정화를 유도하였다. 그 결과 설험 조건에 따라 오염물의 이동 특성이 달라 정화 효율에 차이가 있었으며 전극교환과 흡착재의 설치 위치의 추가로 고정화 효율을 증진시켜 시료의 전 구간에서 미국 EPA의 TCLP 용출기준을 만족시킬 수 있었다. 특히 인회석의 흡착 고정화 능력은 탁월한 것으로 판명되어 EK 향상기법으로써 흡착재의 적용 기능성을 확인하였다.

Elctrokinetic-Fenton 기법 적용시 토질조건과 오염원의 종류에 따른 과산화수소의 주입특성

  • 김정환;김병일;한상재;김수삼
    • 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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    • 한국지하수토양환경학회 2002년도 총회 및 춘계학술발표회
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    • pp.30-33
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    • 2002
  • In this study, feasibility of using hydrogen peroxide as a chemical oxidant for in-situ treatment by EK-Fenton technology were investigated. Kaolinite, kaolinite/sand mixture and illitic soil spiked by phenol and phenanathrene were used and variation of electrochemical characteristics were examined by EK-Fenton test. For kaolinite that having low buffer capacity, hydrogen peroxide was injected effectively from anode reservoir. However illitic soil that having relatively higher buffer capacity had low hydrogen peroxide introducing efficiency. The test results showed that Hydrogen ions generated by current increased during the treatment decreased under pH 3 in the most of kaolinite specimen. Therefore, stabilized hydrogen oxide was injected more effectively in the kaolinite specimen. This study suggests that efficiency of hydrogen peroxide injection by EK-Fenton thechnoloty is dependent of variation of pH in the soil

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중금속으로 오염된 사격장토의 동전기 정화 -실내 파일롯 실험 중심으로-

  • 한상재;김병일;이정철;김수삼
    • 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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    • 한국지하수토양환경학회 2003년도 추계학술발표회
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    • pp.69-72
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    • 2003
  • The purpose of this study is the development of hybrid horizontal electrokinetic(EK) remediation system on rifle range soil under unsaturated conditions. In order to remediate soil polluted by multi-species heavy metals, in pi]of scale, a series of EK remediation tests are carried out. PVC and PDB(Plastic Drain Board) electrode systems that connected with the power supply of constant voltage and vacuum pressure of 0.5kgf/$\textrm{cm}^2$ are installed, The test results showed that the pH distribution in the sample is below 8, which is maintained until the test is finished, because of the injection of flushing solution. The final concentration, which is normalized by initial concentration, is ranged about 50 to 90%.

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화학적 특성이 다른 두 토양에서 EK-Fenton 공정 적용 시에 $H_2O_2$의 거동과 phenanthrene의 처리특성

  • 김정환;이군택;한상재;김수삼
    • 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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    • 한국지하수토양환경학회 2003년도 추계학술발표회
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    • pp.128-131
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    • 2003
  • To clarify the effect of soil property on the EK-Fenton remediation of the soil contaminated with phenanthrene, this research had been conducted. In the experiments using EPK kaolinite, the $H_2O$$_2$ stability and effect of phenanthrene treatment improved more than that in the experiments using Hadong clayey soil. The results signify that Fe oxide content and acid buffer capacity significantly affected the fate of $H_2O$$_2$ and phenanthrene during the EK-Fenton process.

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Effect of Electrolyte Concentration on Surfactant-Enhanced Electrokinetic Removal of Phenanthrene

  • 이유진;박지연;김상준;양지원
    • 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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    • 한국지하수토양환경학회 2004년도 총회 및 춘계학술발표회
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    • pp.346-349
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    • 2004
  • Surfactant-enhanced electrokinetic (EK) process was investigated to remove polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) from low-permeable soils. Phenanthrene and kaolinite were selected as a representative PAH and a model soil, respectively. A nonionic surfactant Tergitol 15-S-12 was applied to improve the solubility of phenanthrene and sodium chloride was used as an electrolyte at the various concentrations from 0.001 to 0.1M. The addition of electrolyte affected both the removal efficiency and operation cost. When electrolyte was introduced, the electrical potential gradient became low and thus power consumption was reduced. However, as electrolyte concentration increased, the electroosmotic flow also decreased, so the removal efficiency of contaminant decreased. Therefore, the removal efficiency and power consumption should be considered simultaneously to determine the iptimum surfactant concentration, so a relatively lower concentration of electrolyte than certain value is desired.

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Cd으로 오염된 토양의 EK 정화시 Humic acid가 미치는 영향

  • 구한모;김정환;한상재;김수삼
    • 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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    • 한국지하수토양환경학회 2001년도 추계학술발표회
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    • pp.131-134
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    • 2001
  • This research was carried out to evaluate the effects of humic acid on contaminated kaoline with cadmium when electrokinetic remediation. Electrokinetic remediation test was performed depending on humic acid concentrations(0.005, 0.01, 0.05, 0.083, 0.1, 0.5, 5.0mg/g) in contaminated kaoline with cadmium and time(4, 8, 12days). In the absence of humic acid, Cd at the anode showed the highest concentration while Cd concentrations were lower as the concentration of humic acid increased. The removal of Cd to the anode reservoir was increased with increasing humic acid concentration by electroosmosis or ion migration.

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Electrokinetic-Fenton 기법에 의한 phenanthrene으로 오염된 토양의 처리

  • 김정환;김강호;한상재;김수삼
    • 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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    • 한국지하수토양환경학회 2001년도 추계학술발표회
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    • pp.51-54
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    • 2001
  • This research was carried out to evaluate feasibility of using an Electrokinetic-Fenton(EK-Fenton) technique to treat hydrophobic organic pollutant(phenanthrene) from soils. Experiment examined the effect by introducing a continuous flow of a 3.5% hydrogen peroxide solution at the anode. An electric gradient of 1V/cm was applied to enhance the saturated flow in the soil cell for a period of 11 days. After 11 days or 1 pore volume, overall concentration of residual phenanthrene in the soil cell was 11% and residual phenanathrene concentration in the soil was found to increase with toward the cathode. This results indicated that Fenton-like reaction catalyzed by mineral surface was effective in oxidizing phenanthrene. This results also showed that hydrogen peroxide was effectively transported into the soil by electroosmotic flow as well as by diffusion.

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