• Environmental Engineering Research
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• 제13권4호
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• pp.177-183
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• 2008

Ex-situ reductive dechlorination of carbon tetrachloride (CT) by iron sulfide in a batch reactor was characterized in this study. Reactor scaled-up by 3.5 L was used to investigate the effect of reductant concentration on removal efficiency and process optimization for ex-situ degradation. The experiment was conducted by using both liquid-phase and gas-phase volume at pH 8.5 in anaerobic condition. For 1 mM of initial CT concentration, the removal of the target compound was 98.9% at 6.0 g/L iron sulfide. Process optimization for ex-situ treatment was performed by checking the effect of transition metal and mixing time on synthesizing iron sulfide solution, and by determining of the regeneration time. The effect of Co(II) as transition metal was shown that the reaction rate was slightly improved but the improvement was not that outstanding. The result of determination on the regeneration time indicated that regenerating reductant capacity after $1^{st}$ treatment of target compound was needed. Due to the high removal rates of CT, ex-situ reductive dechlorination in batch reactor can be used for basic treatment for the chlorinated compounds.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제48권3호
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• pp.744-750
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• 2016

Uranium removal from uranium plant wastewater using zero-valent iron in an ultrasonic field was investigated. Batch experiments designed by the response surface methodology (RSM) were conducted to study the effects of pH, ultrasonic reaction time, and dosage of zero-valent iron on uranium removal efficiency. From the experimental data obtained in this work, it was found that the ultrasonic method employing zero-valent iron powder effectively removes uranium from uranium plant wastewater with a uranium concentration of $2,772.23{\mu}g/L$. The pH ranges widely from 3 to 7 in the ultrasonic field, and the prediction model obtained by the RSM has good agreement with the experimental results.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2003년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.107-110
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• 2003

Reduction of nitrate by zero valent iron (Fe$^{0}$ ) has been previously studied, but the proper treatment for the by-product of ammonium has not been reported. However, in terms of nitrogen contamination, ammonium may be regarded as another form of nitrogen contaminants since it can be oxidized to nitrate again under aerobic conditions. This study is focused on simultaneous removal of nitrate and its by-product of ammonium, with the ZanF (Zeolite anchored Fe), a product derived from zeolite modified by Fe(II) chloride followed by reduction with sodium borohydride. Batch experiments were performed without buffer at two different pH condition with ZanF, iron filing, Fe(II)-sorbed zeolite, and pure zeolite to estimate the nitrate reduction and the ammonium production. At higher pH, removal rate of nitrate was reduced in both ZanF and iron filings. ZnF removed 60 % of nitrate at initial pH of 3.3 with no production of ammonium, while iron filing showed equivalent production of ammonium to the reduced amount of nitrate. In terms of nitrogen contamination, ZanF removed about 60 % and 40 % at initial pH of 3.3 and 6, respectively, while iron filing presented negligible removal against total nitrogen including nitrate and ammonium.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제5권2호
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• pp.23-31
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• 2004

본 연구에서는 침출수 차수재에 Zero Valent Iron (ZVI)를 포함 시켰을 경우, ZVI 함량과 pH에 따른 TCE, 6가 크롬, 질산성질소의 제거능의 변화를 살피고, 반응이 끝난 후 철과 벤토나이트 표면의 철 산화물을 라만 분광기를 통해서 알아보고자 하였다. ZVI의 함량을 중량비로 벤토나이트의 0, 3, 6, 10, 13, 16, 20, 30, 100 w/w% 로 맞춘 9가지의 샘플을 pH7의 완충 용액을 사용했을 경우와 완충 용액을 사용하지 않을 경우 두 가지로 나누어서 실험하였다. Kinetic test 결과, pH7의 완충 용액을 사용하였을 때가 사용하였지 않았을 때보다 TCE의 경우 330시간에서 300시간으로, 6가 크롬의 경우 20시간에서 4시간으로, 질산성질소는 140시간에서 5시간으로 제거 속도가 빨라졌다. 모든 오염물질의 경우 ZVI 함량이 증가할수록 제거 효율이 높아졌으며, pH 7의 완충 용액을 사용하였을 경우 제거 효율도 더 높아지는 것을 볼 수 있었다. 반응 후 철과 벤토나이트의 표면을 라만 분광기를 이용하여 분석한 결과 여러 가지 철산화물이 확인되었다. 이러한 철산화물은 좋은 흡착제의 역할을 할 수 있으며, 이 중 magnetite는 장기간 동안 오염물질의 제거 성능을 유지시켜 줄 수 있다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제11권6호
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• pp.76-82
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• 2006

일반적으로 Fenton 반응 공정을 실제 오염토양에 적용하기에는 다소 무리가 있다. 그 이유로 대표적인 Fenton 반응공정인 고전적인 Fenton 반응은 낮은 pH에서 우수한 처리효율을 보이고 있기 때문이다. 또한, 철이온의 투입을 대신하여 철광석을 이용하는 Fenton-like 반응도 철광석 표면에서 hydroxyl radical을 생성하나 높은 pH에서는 다량의 수산화물과의 경쟁반응으로 인하여 그 활성이 상당히 감소되어진다. 이러한 단점을 보완하기 위하여 중성영역의 pH에서 철이온-chelating agent의 복합체를 촉매로 사용하는 modified Fenton 반응이 제시 되어지고 있다. 이 처리방식의 경우에는 다량의 철이온의 투입이 요구되어진다. 따라서, 본 실험에서는 Fenton-like 반응과 modified Fenton 반응의 효율적인 접목으로 중성영역에서의 chelating agent의 투입으로 철광석으로부터 철이온을 용출하여 복합체를 형성함으로 혼합 Fenton 공정에서 부가적인 촉매로 사용되어짐으로 오염물 처리효율을 크게 향상시킨 기법 개발을 진행하였다. 2,4,6-Trinitrotoluene은 본 실험에서 오염원으로 사용하였으며, chelating agent에 의해 용출된 철이온이 약 0.1 mM 이상일 경우 Fenton-like 반응에 비하여 상당히 좋은 제거효율을 보였다. 혼합 Fenton 공정의 최대제거효율은 magnetite-NTA 시스템으로써 약 76%의 제거효율과 magnetite-EDTA의 경우 약 56%로서 이는 Fenton-like 반응에 비하여 약 40-60% 정도의 제거효율이 향상된 결과이다.

• 한국과학예술포럼
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• 제30권
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• pp.251-261
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• 2017

금속은 우리 인류 문화 발전에 많은 영향을 준 재료이며, 과거에서부터 현재까지 우리 생활에 밀접한 연관이 있는 재료이다. 선사시대부터 사용해온 금속의 종류는 다양하며 우리나라의 출토 금속 유물 중 철기유물이 가장 큰 비중을 차지하고 있다. 출토 유물에서 전승 유물에 이르기까지 철기 유물들의 존재를 가장 크게 위협하는 것이 부식 진행 과정이며, 부식된 산화물을 제거하기 위해서는 현재 물리적인 제거 방법이 가장 많이 사용되고 있다. 본 논문은 부식 산화물을 제거하는 작업에 대한 내용으로 철기 유물 자체의 모재는 보호하면서 부식 산화물만을 처리하는 화학적 부식 산화물 제거제에 대하여 연구하고자 하였다. 철기 유물의 부식 산화물에 대한 보다 안전하고 효과적인 제거를 위해, 새로운 산성, 알칼리성, 중성의 산화물 제거제를 제조하고, 이의 조성을 다양하게 변화하면서 철기 유물의 부식 산화물 제거 가능성과 최적화된 조성을 찾는 것에 목표를 두고 실행하였으며 근대 유물에 적용하여 그 가능성까지를 검토하였다. 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 산성 처리 용액의 경우 철 시편 표면에 산화된 부식물은 일부만이 제거되는 결과를 나타내었다. 둘째, 알칼리성과 중성 처리 용액의 경우 검은색의 부식물이 남은 상태였으나 이는 처리 시간과 처리 용액의 양을 증가시키면 이들도 제거되는 결과를 나타내었다. 셋째, 이 세 종류 용액은 처리 시에 모두 모재 자체에 손상을 주지 않았으며 용액의 농도와 처리 시간의 조절만으로도 유물에 따른 상황 대처가 가능하여 모재나 안정화 부식층을 보호하면서 불안정한 산화물층만을 제거할 수 있는 결과를 나타내었다.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제20권2호
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• pp.6-10
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• 2018

Removal of iron oxide scale from feed-water in thermal power plant can improve power generation efficiency. We have proposed a novel scale removal system utilizing High Gradient Magnetic Separation (HGMS). This system can be applied to high temperature and pressure area. We have conducted the lab-scale model experiments using ${\varphi}50mm$ filters and it demonstrated high removal efficiency in HGMS, but scale-up of the system is required toward practical use. In this study, we conducted a large scale mock-up HGMS experiment. We used the superconducting solenoidal magnet with ${\varphi}400mm$ bore and demonstrated that our HGMS system can achieve sufficient scale removal capacity that is required to introduce into both off-line and on-line system.

• Advances in environmental research
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• 제9권3호
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• pp.161-173
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• 2020

The removal of two dyes, namely Methylene Blue (MB) and Reactive Brillant Red (RR) from aqueous solution was investigated using magnetite iron coated pumice (MIP) composite in the Fenton-like oxidation process. A weight ratio of 2.5 g (with the molar ratio of Fe³⁺ to Fe²⁺ to be 2) (5%) of iron to the total pumice (50 g) was enabled during synthesis of catalyst. Surface composition and characteristics of the catalyst were assessed by SEM-EDX, FT-IR, Raman spectral analysis. The effect of the amount of pumice solely used or MIP, H₂O₂ concentration, pH and initial concentration of MB or RR dyes on Fenton-like process efficiency was investigated. EDAX spectrums of pumice and MIP showed that oxygen and silisium are the major elements. The Fe content of MIP increased to 2.24%. SEM, FT-IR and Raman spectrums confirmed the impregnation of Fe on pumice surface. The experimental results revealed that high removal rates of dyes could be obtained using MIP that demonstrated a higher stability for removal of MB dye. pH affected the removal efficiency of both dyes and the degradation of both dyes was sharply dropped when pH was increased above 4. The removal of dyes did not significantly change with increasing H₂O₂ concentration. Degradation rates of both MB and RR dyes increased 3.3 and 2.8 times with the use of MIP compared to pumice alone, respectively. Furthermore, MIP enabled a good removal efficiency at higher dye concentrations. It can be emphasized that MIP composite can be used in the heterogeneous Fenton-like systems considering the economic and easily separation aspects.

• 공업화학
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• 제33권1호
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• pp.90-95
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• 2022

본 연구에서는 한약재 부산물로서 우슬 줄기를 사용하여 바이오차를 제조하였다. 제조된 바이오차를 수처리 공정에 적용하기 위하여, 수중에 용해된 아연과 철 이온의 흡착 특성을 고찰하였다. 70과 100 mg/L 아연 이온을 제거하고자 2 h 실험이 이루어졌을 때, 각각 32.3과 31.0 mg/g 흡착량을 구할 수 있었다. 위의 실험 결과, 아연 이온의 제거공정에서 우슬 줄기 바이오차는 활성탄소 보다 3배 이상의 흡착량을 나타내었다. 또한, 70과 100 mg/L 철 이온을 처리하고자 2 h 실험이 수행되었을 때, 각각 50.1과 54.3 mg/g의 높은 흡착량을 얻었다. 그리고, 아연과 철 이온의 제거효율을 향상시키고자, 우슬 줄기 바이오차에 수증기 활성화 공정이 이루어졌다. 그 결과, 70과 100 mg/L 아연 이온의 제거효율이 각각 80과 60%로 증가되었다. 또한, 70과 100 mg/L 철 이온의 제거효율은 각각 100과 82%로 향상되었다. 그리고 수증기로 활성화된 우슬 줄기 바이오차는 미처리된 우슬 줄기 바이오차와 비교하였을 때, 비표면적이 37.3배 증가되었으며 총 기공부피와 대세공 기공부피가 각각 28.4, 136배 향상되었다. 따라서 이러한 실험 결과들은 수중에 함유된 아연과 철 이온을 경제적이고 실용적으로 흡착 처리하는 기술에 사용될 수 있을 것이다.

• 한국환경보건학회지
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• 제45권6호
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• pp.561-568
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• 2019

Objectives: The most commonly detected heavy metals in rocks and soils, including Pb, Cd, Cu, Fe, Mn and As, are representative pollutants discharged from abandoned mines and have been listed as potential sources of contamination in drinking water. This study focused on increasing the removal efficiency of heavy metals from drinking water resources by surface modification of natural adsorbents to reduce potential health risks. Methods: Iron oxide coating and graft polymerization with zeolites and talc was conducted for bipolar surface modification to increase the combining capacity of heavy metals for their removal from water. The removal efficiency of heavy metals was measured before and after the surface modification. Results: The removal efficiency of Pb, Cu, and Cd by surface modified zeolite showed 100, 92, and 61.5%, respectively, increases compared to 64, 64, and 38% for non-modified zeolite. This implies that bipolar surface modified natural adsorbents have a good potential use in heavy metal removal. The more interesting finding is the removal increase for As, which has both cation and anion characteristics showing 27% removal efficiency where as non-modified zeolite showed only 2% removal. Conclusions: Zeolite is one of the most widely used adsorptive materials in water treatment processes and bipolar surface modification of zeolite increases its applicability in the removal of heavy metals, especially As.