Ammonium- and potassium-loaded zeolite (NK-Z) and other four kinds of environmental friendly fertilizers/agents were applied to characterize their effectiveness on garlic (Allium sativum L.) growth and soil amelioration. Selenium dioxide ($SeO_2$) and germanium dioxide ($GeO_2$) liquid treatments significantly increased selenium (Se) and germanium (Ge) contents in garlic stems, garlic cloves and clove peels. In soil treated with ZBFC, Se contents in garlic stems, cloves, and clove peels was 13.89-, 12.79-, and 10.96-fold higher, respectively, than in the controls. The inorganic contents of plants grown in soil treated with functional strengthened fertilizers were also higher than in plants grown in control soil. Soil treated with arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) agents exhibited significantly greater spore density and root colonization rate than in untreated soil. The density of chitinolytic microorganisms in soil treated with colloidal chitin was also significantly higher than in untreated soil. The cation exchange capacities (CEC) in ZAFC-, ZBFC-, and ZBF-treated soils was 16.05%, 8.95%, and 8.80% higher than in control soil 28 weeks after sowing.
The purpose of this investigation was to evaluate removal efficiency of $NH_4-N$ using the soil column. Soil, oyster shell and natural zeolite were used as a supporting media of soil column. Removal efficiencies of $NH_4-N$ were $35.9\%,\;41\%\;and\;93.4\%$ for the soil column packed with soil, natural $zeolite(20\%)$ and oyster $shell(20\%)$ at HRT of 72 hours, respectively. The addition of $20\%$ oyster shell to the soil accelerated nitrification in soil column. The influent ammonia nitrogen was mostly converted to nitrate nitrogen in the soil column and little ammonia nitrogen was found in the effluent. When the influent $NH_4-N$ concentration was 200 mg/l, the NIL-N removal was decreased at HRT of 48 hours, while nitrification was significantly increased after mechanical aeration. It was suggested that nitrification from higher $NH_4-N$ concentration was more affected by aeration in soil column process. The number of nitrifiers was approximately in a level of about $10^6\;MPN/g{\cdot}soil$ in the soil column mixed with oyster shell ($20\%$).
Kim, Deok-Won;Park, Ji-Su;Oh, Eun-Ji;Yoo, Jin;Kim, Deok-Hyeon;Chung, Keun-Yook
공업화학
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제33권6호
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pp.666-674
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2022
The removal efficiencies of nutrients (N and P) and heavy metals (Cu and Ni) by Rhodobacter blasticus and R. blasticus attached to polysulfone carriers, alginate carriers, PVA carriers, and PVA + zeolite carriers in synthetic wastewater were compared. In the comparison of the nutrient removal efficiency based on varying concentrations (100, 200, 500, and 1000 mg/L), R. blasticus + polysulfone carrier treatment showed removal efficiencies of 98.9~99.84% for N and 96.92~99.21% for P. The R. blasticus + alginate carrier treatment showed removal efficiencies of 88.04~97.1% for N and 90.33~97.13% for P. The R. blasticus + PVA carrier treatment showed removal efficiencies of 18.53~44.25% for N and 14.93~43.63% for P. The R. blasticus + PVA + zeolite carrier treatment showed removal efficiencies of 26.65~64.33% for N and 23.44~64.05% for P. In addition, at the minimum inhibitory concentration of heavy metals, R. blasticus (dead cells) + polysulfone carrier treatment showed removal efficiencies of 7.77% for Cu and 12.19% for Ni. Rhodobacter blasticus (dead cells) + alginate carrier treatment showed removal efficiencies of 25.83% for Cu and 31.12% for Ni.
$TiO_2$ 고정화 물질은 Titanium tetraisopropoxide-isopropanol 용액에 제오라이트와 glass filter를 담지한 후, 이것을 공기중에 건조시켜 $500^{\circ}C$에서 소결하여 얻었다. Chlorothalnoil의 분석은 ECD가 부착된 가스크로마토그래피로 분석하였다. Chlorothalnoil에 대한 분해효율은 $TiO_2$로 지지된 광촉매가 효과적이었고, 3시간 후 완전히 분해되었다. 반응 생성물들은 $TiO_2$로 지지된 제오라이트에서는 $Cl^-$가 5.0ppm, $TiO_2$로 지지된 glass filter에서는 $Cl^-$가 7.5ppm,그리고 $TiO_2$ 분말에서는 $Cl^-$가 2.0ppm 각각 생성되었다. 그러나, $CN^-$는 지지체의 종류에 관계없이 검출한계이하였다.
원전 1차 계통내에 실리카는 알카리 토금속(Ca, Mg, Al 등)과 결합하여 원전 연료 피복재에 열전달을 방해하는 규석층(Zeolite)를 형성한다. 이렇게 형성된 규석층은 원전 피복재 손상의 원인이 된다. 이러한 원전 1차 계통내 실리카의 문제점들은 EPRI 보고서 등에 그 문제점이 꾸준히 제기되어 왔으며 이러한 문제점들을 해결하기 위하여 막분리 공정을 이용하고자 하였다. 먼저 실험실 규모의 실험을 통해 NF막의 실리카 제거율이 약 $60\;{\sim}\;70\%$, Boron 제거율이 약 $10\;{\sim}\;20\%$로 그 적용 가능성을 확인하였으며, FilmTec과 Osmonics 사 NF막 제품 4종에 대하여 현장 실험을 수행하였다. 현장 사용후연료 저장 붕산수 400L를 시료로 한 실험에서 운전압력 $10kg_{f}/cm^2$에서 FilmTec 사의 NF90-2540이 실리카 제거율이 약 $98\%$, Boron 제거율이 약 $43\%$로 확인되었으며 또한 NF270-2540이 실리카 제거율이 약 $38\%$, Boron 제거율이 약 $3.5\%$로 확인되었다. 이를 바탕으로 장기운전 특성 실험 등의 추가적인 연구를 통해 최적의 실리카 제거를 위한 막 분리공정을 설계 할 예정이다.
본 실험은 고추 육묘 생육에 가장 적합한 피트모스 혼합상토를 개발하고자 실시하였다. 상토재료는 국내외적으로 많이 이용하고 있는 유기성 원자재(피트모스, 훈탄)와 무기성 원자재(질석, 펄라이트, 제올라이트)를 혼합하여 배추를 육묘하였다. 상토는 CEN 분석법을 이용하여 분석하였다. 생육조사는 파종후 55일이 되었을때 실시하였고 생체중, 건물중, 엽면적, 최대근장, T/R(지상부 건물중/지하부 건물중)률을 조사하였다. 배추의 생육은 처리에 따라 차이를 나타냈는데 일반적으로 피트모스와 질석(골드, 실버), 제올라이트가 6:3.9:0.1로 혼합된 처리구 PVSZ 6과 PVGZ 6에서 양호한 생육을 나타냈다. 특히 지하부 건물중은 수치상으로 PVSZ 6과 PVGZ 6에서 가장 높았고 T/R률은 낮은 수치를 보여 지상부와 지하부가 서로 균형적으로 생육했음을 알 수 있다. 육묘 생육에 적합한 피트모스 혼합 상토의 물리성은 각각 지상부, 지하부, 엽면적에 따라 다르게 나타났다. 적정 물리성 상토 범위는 식물 생육에 있어 판단 기준이 되는 건물중(지상부, 지하부)과 묘의 균형적인 생육에 중요한 T/R률을 가지고 측정하였다. 위의 결과를 종합한 결과 고추 육묘 생육에 가장 적합한 피트모스 혼합 상토의 공극률은 87~93%, 액상 52~71%, 기상 20~41%, 유효수분 10~37%, 완충수분은 0.6~10%이었다.
본 연구는 수용액 내 존재하는 Cd, Pb을 다양한 화학적 안정화제를 이용하여 안정화 효율성을 평가하였다. 연구에 사용한 안정화제는 중금속 이온과의 반응특성 별로 석회물질, 광물질 등으로 구분하여 문헌조사를 바탕으로 5종을 선정하여 사용했다. 안정화 효율성 평가방법은 용액 내 중금속 함량을 단계적으로 제조하여 안정화 효율성, 반감기 및 반응속도 산정 및 반응 후 안정화제의 반응생성물 확인의 순으로 진행했다. 안정화 효율성 평가결과 석회물질 ($CaCO_3$)을 다량 함유하여 기본적으로 pH를 8이상으로 교정하는 안정화제의 경우 처리량에 상관없이 대부분 불용화되는 것으로 나타났으며, 낮은 산도교정 물질은 50% 수준의 효율성을 갖는 것으로 나타났다. 또한, 효율성이 크게 나타난 물질을 대상으로 반응속도상수 (K)를 산출한 결과 Cd의 경우 처리량에 따라 증가하였지만, Pb의 경우 초기에 반응속도가 빠르게 일어나 처리량에 따른 평가는 불가능 하였다. 다량의 중금속 이온과 반응시킨 안정화제의 표면관찰을 통한 생성물 검정 결과 SEM 사진으로 반응 전 후의 생성물 확인을 간접적으로 확인하였다. 또한, SEM-EDS 분석결과 반응 후 물질 표면에서 Cd과 Pb의 성분 검출을 확인하였다. 그리고 XRD 분석을 통해 효율성이 좋았던 물질에서 Cd과 Pb 성분의 검출이 확인되어 수용액 상에 이온형태로 존재하는 중금속의 복원에 안정화제를 이용한 저감은 효율적일 것으로 판단된다.
국내에서 널리 분포하여 쉽게 구할 수 있는 천연재료인 상수리나무, 밤나무, 녹차, 황토, 맥반석, 제올라이트와 혼합물 등 7가지 물질의 남조와 녹조류 성장 억제능을 파악하기 위하여, 단순 추출법을 이용하여 얻은 각 물질을 농도별(1, 5, 10 mg $L^{-1}$)로 배양조류에 처리하고 각 조류의 성장 특성을 조사하였다. 분리형 남조 Microcystis aeruginosa, 군체형 M. aeruginosa 등은 저농도의 상수리나무, 밤나무, 제오라이트에 의해서 60% 이상의 높은 조류억제능을 보였으며, 녹조 Scenedesmus quadricauda는 녹차, 상수리나무에서 50% 이하의 억제능을 보였으며, 제오라이트에서는 65% 이상 성장이 억제되었다. 녹차를 포함한 대부분의 물질에서 낮은 농도인 1 mg $L^{-1}$에서 녹조 Chlorella vulgaris의 성장을 촉진하였으며, 황토는 S. quadricauda 성장을 촉진하였다. 따라서 부영양호수에서 흔히 발생되는 남조발생 억제에는 상수리나무, 밤나무, 제올라이트가 적합할 것으로 판단되었으며, 녹차, 황토나 맥반석 등은 녹조류 대량배양이나 배지로서 이용 가능성이 높다고 사료되었다.
Several adsorbents were tried to remove the selenium ions from industrial wastewater and the following ascending order of the adsorption performance for the selenium at pH 9 was observed: cation exchange resin < chelate resin < zeolite < brown marine algae < granular activated carbon < anion exchange resin. Initial concentration of selenium(146 mg/L) in industrial wastewater was reduced to 63 mg/L of selenium at pH 9 by neutralization process. The maximum uptake of Se calculated from the Langmuir isotherm with anion exchange resin was 0.091 mmol/g at pH 10 and that with granular activated carbon was 0.083 mmol/g at pH 6. The affinity coefficients of Se ion towards anion exchange resin and granular activated carbon were 3.263 L/mmol at pH 10 and 0.873 L/mmol at pH 6, respectively. The sorption performance of anion exchange resin at the low concentration of Se, namely, was much better than that of granular activated carbon. The Se ions from industrial wastewater throughout neutralization process and two steps of adsorption using anion exchange resin was removed to 97.7%.
본 연구는 고방사성해수폐액 (HSW)으로부터 Barium (Ba)이 함침된 4A 제올라이트 (BaA)에 의한 고방사성핵종 중에 하나인 Sr의 흡착 제거를 수행하였다. BaA에 의한 Sr의 흡착 (BaA-Sr)은 Ba의 함침농도 20.2wt% 이상에서 Ba의 함침농도가 증가할수록 감소하며 Ba 함침농도는 20.2wt% 정도가 적당하였다. 그리고 BaA-Sr 흡착은 BaA 내 4A에 의한 Sr 흡착 (4A-Sr)에 $BaSO_4$ 침전에 따른 Sr 공침이 첨가되어, Sr의 농도가 0.2 mg/L 이하 (HSW 내 실제 Sr 농도 수준)에서 BaA는 m/V (흡착제량/용액 부피)=5 g/L, 4A는 m/V >20 g/L에서 99% 이상의 Sr 제거가 가능하였다. 이는 흡착제 단위 g 당 Sr의 처리용량 및 2차 고체폐기물 (폐흡착제 등) 발생량 저감화 차원에서 BaA-Sr 흡착이 4A-Sr 흡착보다 우수함을 나타낸다. 또한 BaA-Sr 흡착이 증류수보다 해수폐액에서 Sr의 제거능이 우수하여 HSW로부터 직접 Sr을 제거하는 데 효과적일 것으로 보인다. 반면에 BaA에 의한 Cs의 흡착 (BaA-Cs)은 주로 BaA 내 4A에 의해서 이루어지고 있어 함침 Ba의 영향은 거의 없는 것 같다. 한편 BaA-Sr 흡착속도는 유사 2차 속도식으로 표현할 수 있으며, Sr의 초기농도 및 V/m 비 증가에 따라서 속도상수 ($k_2$)는 감소하지만 평형흡착량 ($q_e$)은 증가하고 있다. 그러나 용액의 온도증가에 따라서는 반대로 $k_2$는 증가하지만 $q_e$는 감소하고 있다. BaA-Sr 흡착 활성화에너지는 약 38 kJ/mol 로 강력한 결합 형태를 이룬 화학흡착은 아니더라도 물리적 흡착보다 화학적 흡착이 지배적일 것으로 보인다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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