The feasibility of PENTANOX 4X for the simultaneous removal of nitrate and phosphate was investigated using micellar-enhanced ultrafiltration. Because PENTANOX 4X has cationic property at low pH, anionic contaminants can be bound to PENTANOX 4X micelle by electrostatic interaction. At pH 3, 90% of nitrate and 72% of phosphate were removed by 27 mM of PENTANOX 4X, which were equivalent to 20 mM of CPC. PENTANOX 4X of > 80 % was rejected by ultrafiltration membrane and did not make any counter-ion such as chloride for CPC which might cause second-pollution.
Su-Chak Ryu;Dong-Hun Lee;Jae-Hoon Jeong;Sung-Kwang Jo
한국재료학회지
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제34권6호
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pp.261-266
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2024
Although most strains of escherichia coli (E. coli) are harmless, some serotypes can cause serious food poisoning in humans. It is very difficult to eliminate E. coli from our lives. Here we show that E. coli can be eliminated by hydroxyapatite (HAp). Because HAp has a positive charge, the material and E. coli are attracted through electrostatic interactions. Additionally, because the surface of HAp is porous, it enters the pores of the HAp surface removing them from the environment. The amount of adsorption was observed to increase over time, and the zeta potential value of the material tended to be similar to that of E. coli. This phenomenon is thought to have zeta potential similar to that of E. coli as it is adsorbed onto the HAp surface over time. E. coli stained with crystal violet was spread on a glass slide and HAp porous sol powder was dropped to remove the E. coli. We expect that this analysis will open a new direction for antibacterial materials.
Park, Jeong-Ann;Lee, Chang-Gu;Park, Seong-Jik;Kim, Jae-Hyeon;Kim, Song-Bae
Environmental Engineering Research
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제15권3호
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pp.149-156
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2010
The objective of this study was to investigate microbial removal using layered double hydroxides (LDHs) and iron (hydr)oxides (IHs) immobilized onto granular media. Column experiments were performed using calcium alginate beads (CA beads), LDHs entrapped in CA beads (LDH beads), quartz sand (QS), iron hydroxide-coated sand (IHCS) and hematite-coated sand (HCS). Microbial breakthrough curves were obtained by monitoring the effluent, with the percentage of microbial removal and collector efficiency then quantified from these curves. The results showed that the LDH beads were ineffective for the removal of the negatively-charged microbes (27.7% at 1 mM solution), even though the positively-charged LDHs were contained on the beads. The above could be related to the immobilization method, where LDH powders were immobilized inside CA beads with nano-sized pores (about 10 nm); therefore, micro-sized microbes (E. coli = 1.21 ${\mu}m$) could not diffuse through the pores to come into contact with the LDHs in the beads, but adhere only to the exterior surface of the beads via polymeric interaction. IHCS was the most effective in the microbial removal (86.0% at 1 mM solution), which could be attributed to the iron hydroxide coated onto the exterior surface of QS had a positive surface charge and, therefore, effectively attracted the negatively-charged microbes via electrostatic interactions. Meanwhile, HCS was far less effective (35.6% at 1 mM solution) than IHCS because the hematite coated onto the external surface of QS is a crystallized iron oxide with a negative surface charge. This study has helped to improve our knowledge on the potential application of functional granular media for microbial removal.
In this study, the test results obtained from the performance tests for CA (Korea Association of Cleaning Air) certificated air cleaners which had been commercially available in Korea from 2003 to 2015 were analyzed. Among the test parameters such as flow rate, particle collection efficiency, clean air delivery rate (CADR), ozone emission, odor removal efficiency and noise level, noise level and CADR were correlated with flow rates. Collection and odor removal efficiencies were 20% higher than the limit of the CA certification. The ozone emissions from the air cleaners were negligible because all the air cleaners were equipped with only HEPA filters, not electrostatic precipitation method which produces ozone.
The water quality in eutrophic lakes is affected by serious problems, such as abnormal increasing of Cyanobacteria. The purpose of this study was to investigate the possibility of a modified flotation system using a hybrid technique formed by chemical compounds and an electrostatic bridge. Therefore, experiments using the hybrid technique were performed to measure the zeta potential value on the phytoplankton surface and the removal efficiencies of phytoplankton, ammonia nitrogen, nitrate nitrogen and phosphoric acid. The results were as follows: Firstly, the zeta potential of M.aeruginosa was observed to approach charge neutralization due to adhesion of magnesium hydroxide precipitate on the phytoplankton surface in the pH range 10.5 to 11. Secondly, the concentration of chlorophyll-a decreased from about 150 to 20${\mu}g$g/L, with a maximum removal efficiency of 84% due to coagulation with pH values higher than 10. Thirdly, the N$H_4$-N concentration was observed to decrease from 0.62 to 0.54mg-N/L (13%), and the P$O_4$-P concentration, which is a limiting factor to the formation of algae blooms, decreased from 0.27 to 0.02mg-P/L (92%). These findings suggest that the modified flotation system can be applied for the purification of the raw water of numerous lakes containing high phytoplankton populations and elevated pH.
In this study, the adsorption of toxic pollutants onto cetyltrimethylammonium kaolin (CTAB-Kaolin) is investigated. The organo-kaolin is synthesized by exchanging cetyltrimethylammonium cations (CTAB) with inorganic ions on the surface of kaolin. The chemical analysis, the structural and textural properties of kaolin and CTAB-kaolin were investigated using elemental analysis, FTIR, SEM and adsorption of nitrogen at $-196^{\circ}C$. The kinetic adsorption and adsorption capacity of the organo-kaolin towards o-xylene, phenol and Cu(II) ion from aqueous solution was investigated. The kinetic adsorption data of o-xylene, phenol and Cu(II) are in agreement with a second order model. The equilibrium adsorption data were found to fit Langmuir equation. The uptake of o-xylene and phenol from their aqueous solution by kaolin, CTAB-kaolin and activated carbon proceed via physisorption. The removal of Cu(II) ion from water depends on the surface properties of the adsorbent. Onto kaolin, the Cu(II) ions are adsorbed through cation exchange with $Na^+$. For CTAB-kaolin, Cu(II) ions are mainly adsorbed via electrostatic attraction with the counter ions in the electric double layer ($Br^-$), via ion pairing, Cu(II) ions removal by the activated carbon is probably related to the carbon-oxygen groups particularly those of acid type. The adsorption capacities of CTAB-kaolin for the investigated adsorbates are considerably higher compared with those of unmodified kaolin. However, the adsorption capacities of the activated carbons are by far higher than those determined for CTAB-kaolin.
The purpose of this study is to analyze the particle removal characteristics of a commercial air cleaner based on the electrostatic precipitator. The air cleaner consists of a positive corona precharger to precharge particles and a collector to remove the charged particles. The test for particle removal efficiency is conducted with tobacco smoke particles of 1.27${\mu}{\textrm}{m}$ in mass median diameter. The result of one-pass filtration test shows that the filtration efficiency is more than 90% for the particles larger than 2.5 Um, while the efficiency for the particles of 0.5~1.0${\mu}{\textrm}{m}$ in case of 4.18 CMM is 70%. For the test room of 5,800${\times}$3,400${\times}$2,600㎣, the concentration of tobacco smoke particles decreases up to 30% of initial values within 30 minutes due to natural reduction and up to 90% of initial values within 30 minutes with the air cleaner operation.
본 연구에서는 박테리아 제거를 위한 완속모래여과에서 탄소나노튜브(Carbon Nanotube, CNT)의 적용성을 검토하기 위해서 전자현미경 분석 및 칼럼 실험을 수행하였다. CNT의 형태적 특성을 분석하기 위하여, 주사전자현미경으로 분석한 결과 CNT는 박테리아 부착이 용이한 섬유형태로 응집되어 있었다. CNT의 충진 두께, pH, 이온강도를 달리하며 칼럼 실험을 수행하였다. CNT의 충진 두께가 1 cm, 3 cm, 5 cm로 증가할수록 박테리아 제거율이 44.15%에서 99.95%로 증가하는 것으로 나타났다. 반면, pH가 5.5에서 8.5로 증가할 경우 정전기적 반발력에 의해 박테리아 제거율이 감소하는 경향을 보였다. 이온강도를 0 mM에서 50 mM로 증가하여 칼럼 실험을 수행한 경우 박테리아 제거율이 97.25%에서 70.90%로 감소하였다. 본 연구를 통해 CNT가 오염된 물에 함유되어 있는 박테리아를 처리하는 완속모래여과에 적용 가능한 것으로 나타났다.
본 연구에서는 도로환경에 적용 가능한 통기성 정전필터를 개발하여 흡착능을 평가하였다. 흡착특성은 ASHRAE 52.1, 52.2 등의 방법으로 입경별 제거율과 압력별 흡착량 등을 평가하였다. 평가 입경범위는 $0.3{\mu}m{\sim}10.0{\mu}m$로 12단계로 제거율을 평가하였다. 필터는 $2.5{\mu}m$ 이상에서 91.3%의 제거율을 보였으며 그 미만의 범위에서는 입경에 따라 감소하여 평균 53.5%의 제거율을 보였다. ASHRAE Dust 합성 분진에 의한 중량 제거율은 초기압력 22.6 mmaq에서 말기압력 35 mmaq까지 측정된 결과, 96.7%였으며 이때까지 흡착량은 $715.9g/m^2$ 이었다. 압력에 따른 흡착형태는 Langmuir 선도를 보였다. 말기압력까지 흡착된 필터를 물세정으로 1, 2차 재생한 후 흡착을 평가한 결과 제거효율에는 차이가 없었으나 초기압력과 흡착량은 약간의 저하가 발생하였다.
Perfluorooctanoic acid(PFOA) was one of widely used per- and poly substances(PFAS) in the industrial field and its concentration in the surface and groundwater was found with relatively high concentration compared to other PFAS. Since various processes have been introduced to remove the PFOA, adsorption using GAC is well known as a useful and effective process in water and wastewater treatment. Surface modification for GAC was carried out using Cu and Fe to enhance the adsorption capacity and four different adsorbents, such as GAC-Cu, GAC-Fe, GAC-Cu(OH)2, GAC-Fe(OH)3 were prepared and compared with GAC. According to SEM-EDS, the increase of Cu or Fe was confirmed after surface modification and higher weight was observed for Cu and Fe hydroxide(GAC-Cu(OH)2 and GAC-Fe(OH)3, respectively). BET analysis showed that the surface modification reduced specific surface area and total pore volumes. The highest removal efficiency(71.4%) was obtained in GAC-Cu which is improved by 17.9% whereas the use of Fe showed lower removal efficiency compared to GAC. PFOA removal was decreased with increase of solution pH indicating electrostatic interaction governs at low pH and its effect was decreased when the point of zero charges(pzc) was negatively increased with an increase of pH. The enhanced removal of PFOA was clearly observed in solution pH 7, confirming the Cu in the surface of GAC plays a role on the PFOA adsorption. The maximum uptake was calculated as 257 and 345 ㎍/g for GAC and GAC-Cu using Langmuir isotherm. 40% and 80% of removal were accomplished within 1 h and 48 h. According to R2, only the linear pseudo-second-order(pso) kinetic model showed 0.98 whereas the others obtained less than 0.870.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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