생분해성 음이온 계면활성제인 deoxycholic acid(DCA)의 미셀을 이용한 한외여과에서 카드뮴의 제거 특성을 살펴보았다. 본 연구에서는 교반 한외여과 셀을 사용하였으며, 한외여과 막은 분획분자량(molecular weight cut-off)이 서로 다른 Millipore사의 YM1, YM3, YM10 및 YM30을 사용하였다. DCA와 카드뮴의 혼합용액에서 DCA의 임계미셀농도는 순수 DCA 용액에서 보다 낮아지고, 미셀의 크기는 증가되었다. 카드뮴이온의 제거율은 사용한 막의 분획분자량에 의해서는 거의 영향이 없었으나, 카드뮴이온에 대한 DCA의 몰 비의 증가에 따라서는 급격히 증가하였다. 카드뮴이온에 대한 DCA의 몰 비가 3일 때 카드뮴이온의 제거율은 사용한 막에 관계없이 99.6% 이상이었다. 순수 투과플럭스에 대한 혼합용액의 투과플럭스의 비로 정의한 상대 투과플럭스는 YM3 > YM1 > YM10 > YM30 막의 순서로 감소하였다.
To assess the remediation possibility of groundwater contaminated with MTBE, micellar solubilization by various surfactants was evaluated. Micellar solubilization is basic phenomena to apply micellar enhanced ultrafiltration for groundwater remediation contaminated with MTBE. Sodium dodecyl sulfate (SDS) shows the best removal efficiency among various nonionic, cationic and anionic surfactants. Molar ratio of SDS to MTBE was the most important factor for removal of MTBE using micellar solubilization. With the ratio of more than 13, the removal efficiency was saturated to 55%.
Solubilization isotherms for methyl tort-butyl ether (MTBE) in sodium dodecyl sulfate(SDS), dowfax 8390, sodium dodecylbenzenesulfonate and cetylpyridinium chloride (CPC) were investigated for application to micellar enhanced remediation. Dowfax 8390 showed maximum extent of solubilization among surfactants tested in this study. It seems that sulfate group in anionic surfactants playes a important role in solublization of MTBE. Chemical shiftes in NMR of surfactant and MTBE supports this point.
The drinking water industry faces a growing number of difficultiesin the treatment of groundwater for drinking water production. Groundwater sources are frequently contaminated with nitrates and phosphates due to usage of chemical fertilizer In this study, feasibility of micellar enhanced ultrafiltation (MEUF) was investigated to remediate groundwater contaminated with nitrate and phosphate. Ultrafiltration membrane was cellulose acetate with molecular weight cut off (MWCO) 10,000 and celtyl pyridinium chloride (CPC) was used to form pollutant-micelle complex with nitrate and phosphate. The results show that nitrate and phosphate rejections are satisfactory. The removal efficiency of nitrate and phosphate show 80% and 84% in single pollutant system, respectively with 3 molar ratio of CPC to pollutants. In the multi-pollutant systems, the removalefficiency increased to 90 % and 89 % for nitrate and phosphate, respectively, The presence of nitrate in the solutions did not affect the removal of phosphate and that of phosphate did not affect the removal of nitrate. The concentration of CPC in the permeate and removal efficiency of CPC was a function of the concentration of CPC in the feed solutions.
음이온 계면활성제의 미셀을 이용하여 한외여과막에서의 금속이온의 제거 기술은 분리공정이 간단하고 상변화가 필요없어 폐수로부터 중금속과 작은 분자량의 분자들을 제거할 수 있는 최근에 발전된 기술이다. 임계미셀농도 이상에서 계면활성제 분자들은 서로 모이고 거대분자 또는 미셀을 형성한다. 양이온의 코발트 이온과 음이온 계면활성제 미셀과의 정전기적인 결합으로 크기가 커진 거대분자가 한외여과막에서 제거되었다. 막투과압력차는 한외여과막에서의 금속의 제거율에 비교적 작은 영향을 끼치는 반면 음이온 계면활성제와 금속염간의 비(S/M)는 상당한 영향을 끼쳤다.
1. Introduction : Low molecular harmful organics such as 1-naphthol and phenol are widely used in industries, and pose serious environmental problems. Wastewater containing low molecular harmful organics may be ejected from various sources including metal-plating industries, circuit-board manufacturing process, photographic and photo-processing industries, refineries and metal-tailing leachate. The pollution of nation harbors, waterways and ground water resources with these organics has reached critical portions, and might also give hazardous influence on human health. Micellar enhanced ultrafiltration(MEUF) is a recently developed process to remove dissolved organics and/or heavy metals present in small or trace quantities from aqueous solution. In this system, the fatal defect is leakage of surfactants especially at low concentration below CMC(critical micelle concentration), which becomes a secondary pollution. Our group proposed to use biosurfactant and polymeric micelle to solve problems mentioned above. In this study we investigated a modified MEUF using PEO-PPO-PEO (polyethyleneoxide-polypropyleneoxide-polyethyleneoxide) block copolymers for the removal of organic solutes such as 1-naphthol and phenol from aqueous wastewater. We proposed PEO-PPO-PEO block copolymers as new surfactants for forming micelles in MEUF, and investigated the solubilization characteristics and efficiency for the removal of 1-naphthol and phenol. PEO-PPO-PEO block copolymers are, environmentally mild and safe as biosurfactants.
It is well known that the membrane separation process combined with surfactant micelle (micellar-enhanced ultrafiltration) or polyelectrolyte (polyelectrolyte-enhanced ultrafiltration) can remove heavy metals effectively. However, the environmental hazard of surfactant or polyelectrolyte remained in effluent is a serious disadvantage of these methods. In this study, humic substances (HS) were used as complexing agents for metal removal instead of synthetic chemicals. The HS are a sort of natural organic matters which are biodegradable and abundant in natural environment. And the functional groups such as carboxyl groups and phenols in HS can bind with the cationic radionuclides and form complexes. Therefore separation process using them will be more environmental-friendly. The effects of concentration of HS and pH on the removal of cobalt were investigated. The ultrafiltration process was applied to the separation of the cobalt - HS complexes from the aqueous stream. At the concentration of > 3 g/L of HS and pH of 6, over 95 % of cobalt was removed by regenerated cellulose membrane of molecular weight cut-off (MWCO) 3,000. As the concentration of HS increased, the removal of cobalt also was improved because of increase in biding sites (functional groups). The cobalt removal increased from 72.5 % to 97.5 % when pH increased from 4 to 8 at the concentration of 3 g/L HS because of increase in HS solubility and cobalt hydroxide precipitation. In the presence of NaCl, the removal efficiency of cobalt decreased.
Micellar enhanced ultrafiltration (MEUF) is a surfactant-based separation process and it can remove heavy metal ions from aqueous stream effectively. However, it is necessary to recover and reuse surfactants for economic feasibility because surfactant is expensive. Foam fractionation was investigated for both anionic and cationic surfactant recovery. Chelating agent such as ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) was studied for the separation of heavy metals from surfactant solution. Anionic surfactants bound with heavy metals can be recovered by lowering pH (acidification). In this study, citric acid and imminodiacetic acid (IDA) were applied to release copper from sodium dodecyl sulfate (SDS) micellar solution and compared with EDTA. Precipitation of copper by ferricynide and sodium sulfide were also investigated. As a result, ca. 100 % of copper was released from SDS micellar solution by 5 mM of EDTA and citric acid. And 3.3 mM of ferricyanide formed precipitate with 82.7 % of copper. 5 mM of IDA and sodium sulfide released or formed precipitate 82.5 % and 58.9 % of copper, respectively. Citric acid is harmless to environments and ferricyanide precipitates with Cu easily. Therefore, it is considered that citric acid and ferricyanide have competiveness over a famous chelating agent, EDTA, for the separation of Cu from SDS solution.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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