• 상하수도학회지
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• 제34권6호
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• pp.463-471
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• 2020

A 1,000 ㎥/d DAF(dissolved air flotation) pilot plant was installed to evaluate the performance of the floating process using the Nakdong River. Efficiency of various DAF operations under different conditions, such as hydraulic loading rate, coagulant concentration was evaluated in the current research. The operation conditions were evaluated, based on the removal or turbidity, TOC(total organic carbon), THMFP(trihalomethane formation potential), Mn(manganese), and Al(aluminum). Also, particle size analysis of treated water by DAF was performed to examine the characteristics of particles existing in the treated water. The turbidity removal was higher than 90%, and it could be operated at 0.5 NTU or less, which is suitable for the drinking water quality standard. Turbidity, TOC, and THMFP resulted in stable water quality when replacing the coagulant from alum to PAC(poly aluminum chloride). A 100% removal of Chl-a was recorded during the summer period of the DAF operations. Mn removal was not as effective as where the removal did not satisfy the water quality standards for the majority of the operation period. Hydraulic loading of 10 m/h, and coagulant concentrations of 40 mg/L was determined to be the optimal operating conditions for turbidity and TOC removal. When the coagulant concentration increases, the Al concentration of the DAF treated water also increases, so coagulant injection control is required according to the raw water quality. Particle size distribution results indicated that particles larger than 25 ㎛ showed higher removal rates than smaller particles. The total particel count in the treated water was 2,214.7 counts/ml under the operation conditions of 10 m/h of hydraulic loading rate and coagulant concentrations of 60 mg/L.

• 대한환경공학회지
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• 제33권2호
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• pp.85-92
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• 2011

본 연구에서는 산화망간과 산화철이 단독 및 복합 코팅된 반응성매질인 망간코팅사(MCS), 철코팅사(ICS) 그리고 철-망간코팅사(IMCS)를 이용하여 용존 Fe(II)의 산화 및 제거능을 평가하였다. 반응성매질에 $KMnO_4$와 NaOCl를 추가적인 산화제로 이용하였을 때의 Fe(II) 제거능을 반응용액의 pH, 반응시간, Fe(II) 농도변화에 따라 조사하였다. 반응성매질 및 추가적인 산화제 없이 Fe(II) 용액만을 사용한 경우, pH 5 이하에서는 Fe(II)의 느린 산화에 의해 제거율이 낮았으나 이후에는 빠른 산화 및 침전반응에 의해 제거율이 증가하였다. ICS만을 사용하였을 때 ICS 표면에 의한 Fe(II)의 제거는 극히 제한적인 것으로 나타났다. 망간 산화물이 코팅된 IMCS와 MCS를 사용한 경우 낮은 pH에서도 Fe(II)가 산화망간에 의해 산화되었으며 용액으로부터 효과적으로 제거되는 것으로 나타났다. Fe(II)는 IMCS만 단독으로 사용했을 때와 NaOCl을 산화제로 사용했을 때 제거율에서 큰 차이가 나지 않았다. IMCS와 산화제를 이용하여 Fe(II)을 제거할 경우, 용액의 pH가 증가함에 따라 이들의 산화능이 증가하였고 이로써 전체 제거율의 증가를 가져왔다. Fe(II)의 제거에 관한 반응속도 실험결과 유사-1차 반응 보다는 유사-2차 반응식으로 더 잘 표현되었으며 $KMnO_4$를 추가적인 산화제로 이용한 경우 Fe(II)는 14,286 mg/kg hr의 높은 초기 제거율(h)을 보였다. $KMnO_4$ 주입 시 반응시간 10분 안에 제거평형에 도달하였고 NaOCl의 경우는 6시간 후에 거의 제거평형에 도달하는 것으로 나타났다. IMCS에 의한 Fe(II)의 최대 제거량 값을 구하기 위해 pH 4에서 Langmuir 등온식에 적용한 결과 1,088 mg/kg의 제거량을 보였다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제19권3호
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• pp.142-152
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• 2014

In this study, generic characteristics of the acid mine drainage (AMD), removal efficiency of iron, aluminium and manganese by chemical treatment, electrolysis and hybrid process using electrolysis after neutralization were evaluated. The pH of AMD was inversely proportional to the rainfall. In dry-season, the average pH of AMD was ranged from 4.5 to 5.5, showing slight variation. However, the pH of AMD was gradually decreased along with rainfall and dropped to 3.02 in September showing the greatest rainfall. Removal efficiency of heavy metals by chemical treatments using three different neutralizing agents or by electrolysis was low. However, a hybrid process performed with electrolysis after addition of neutralization shows higher removal capacity for heavy metal ions than neutralization-alone and electrolysisalone process.

• 한국수처리학회지
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• 제26권6호
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• pp.125-132
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• 2018

We studied a simple approach for synthesis of mesoporous Y(M-Y) from commercial zeolite Y precursors by treating of NaOH with $CH_3(CH_2)_{15}N(Br)(CH_3)_3$ as template. The physicochemical properties of the mesoporous zeolites Y were then analyzed using XRD, nitrogen full-isotherms at 77 K, SEM and TEM. The nitrogen adsorption-desorption analysis showed that surface area and pore diameter of synthesized mesoporous zeolite Y(M-Y) were $1072m^2/g$ and ~3.3 nm, respectively. And M-Y was applied for the removal of $Mn^{2+}$ and $Fe^{2+}$ from aqueous solution. This material, which introduces mesoporosity with zeolite Y character, displayed a superior adsorption capacity than commercial zeolite Y when used as an adsorbent for the removal of $Mn^{2+}$ and $Fe^{2+}$.

• 한국습지학회지
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• 제12권1호
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• pp.23-31
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• 2010

본 연구는 고농도의 PCE 및 1,1,1-TCA가 단독 또는 혼합물로 오염된 지하수 복원을 위해 영가 금속을 이용한 탈염소환원공정을 적용할 때 기술적으로, 경제적으로 가장 적절한 영가금속 선정을 목표로 수행되었다. 고순도 영가철, 고순도 영가아연, 철광석, 고로 슬래그, 차수재용슬래그, 망간 광석 및 아연 광석 등을 대상으로 회분식 반응조 실험을 수행하였으며, PCE, 1,1,1-TCA 및 혼합물의 분해능 및 탈염소화율을 도출하고, 금속 단가 당 변환량을 포함한 경제성 등을 검토하여 최적의 금속광물을 선정하고자 하였다. 연구결과 단일물질 처리시 고순도 영가철과 고순도 영가아연에 의한 제거율 및 분해능이 가장 높게 나타났으며, 그 다음으로 아연광석에 의한 분해능이 양호하였다. 두 물질 제거를 위한 경제성 비교에서는 고순도 영가철과 고순도 영가아연에 비해 아연광석이 매우 양호한 것으로 나타났다. 두 물질의 혼합처리 시에는 단일 처리에 비해 분해능이 감소하는 것으로 나타났다. 이상의 결과로부터 단일 또는 혼합 1,1,1-TCA, PCE 처리를 위한 분해능, 처리특성 및 경제성 등을 고려하였을 때 아연광석이 가장 적절한 금속광물로 사료된다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권4호
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• pp.278-286
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• 2009

본 연구에서는 망간원석을 포함한 4종의 천연망간산화물($NMO_1\;NMO_4$)을 대상으로 물질특성(결정상, 표면형태)과 1-naphthol (1-NP)에 대한 제거반응 특성을 회분식 실험을 통하여 수행하였고, 그 결과를 버네사이트에서의 결과와 비교 분석하였다. 천연망간산화물은 출처에 따라 버네사이트(${\delta}-MnO_2$)외에도 크립토멜란(${\alpha}-MnO_2$), 연망간석(${\beta}-MnO_2$) 등의 다양한 표면 특성을 동시에 가지고 있었으며, 이러한 표면 특성으로 인해 제거효율(제거율, 반응속도) 및 제거반응(흡착 또는 산화-변환제거)에서 차이를 보였다. 특히, $NMO_1$(전해망간산화물)은 버네사이트에 비교해서도 우수한 1-NP의 산화-변환 제거효율을 보임을 알 수 있었다. 망간산화물에 의한 1-NP의 제거는 모두 유사-일차속도 식을 따랐으며, 각 망간산화물의 비표면적으로 표준화하여 얻은 속도상수($k_{surf},\;L/m^2$ min) 값은 $NMO_1(3.31{\times}10^{-3})$>${\delta}-MnO_2(1.48{\times}10^{-3}){\fallingdotseq}NMO_3(1.46{\times}10^{-3})$>$NMO_2(0.83{\times}10^{-3})$>$NMO_4(0.67{\times}10^{-3})$의 순이었다. 또한, 반응후 침전층에 대한 용매추출실험을 통해 평가한 1-NP의 산화-변환 반응효율은 $NMO_1{\fallingdotseq}{\delta}-MnO_2$>$NMO_3$>$NMO_4{\gg}NMO_2$의 순이었으며, 반응산물은 반응여액(상등액)에 대한 HPLC 크로마토그램, UV-vis. 흡광도비($A_{2/4}$, $A_{2/6}$) 분석을 통해 버네사이트에서와 같이 1-napthol의 산화-결합 반응에 의한 것임을 확인하였다. 이상의 결과로부터 본 실험에 사용한 천연망간산화물($NMO_2$ 제외)은 1-NP의 제거에 효과적으로 적용될 수 있으며, 반응효율은 망간산화물의 출처에 따른 표면특성에 따라 차이가 있음을 확인하였다.

• 한국환경과학회지
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• 제23권7호
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• pp.1289-1297
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• 2014

In this study, PVC-LMO beads were prepared by immobilizing lithium manganese oxide (LMO) with poly vinyl chloride (PVC) diluted in dioxane solvent. XRD and SEM analysis confirmed that LMO was immobilized well in PVC-LMO beads. The diameter of PVC-LMO beads prepared by dioxane solvent was about 2 mm. The adsorption experiments of lithium ions by PVC-LMO beads were conducted batchwise. The optimum pH was pH 10. The adsorption characteristics of lithium ions by PVC-LMO beads was well described by the pseudo-second-order kinetic model. The maximum adsorption capacity obtained from Langmuir model was 24.25 mg/g. The thermodynamic parameters such as ${\Delta}H^{\circ}$, ${\Delta}S^{\circ}$ and ${\Delta}G^{\circ}$ were evaluated. The calculated ${\Delta}G^{\circ}$ was between -6.16 and -4.14 kJ/mol (below zero), indicating the spontaneous nature of $Li^+$ adsorption on PVC-LMO beads. Also, the results showed that PVC-LMO beads prepared in this study could be used for the removal of lithium ions from seawater containing coexisting ions such as $Na^+$, $K^+$, $Mg^{2+}$ and $Ca^{2+}$.

• 상하수도학회지
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• 제21권5호
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• pp.559-569
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• 2007

The purposes of this study were to find the main foulant of membrane and the optimal chemical cleaning method for MF(microfiltration) drinking water treatment system using D dam water as water source. The MF pilot plant which can treat maximum $500m^3/d$ consisted of 3 racks and was operated for 10 months under various operation conditions. After 10 months operation, $1^{st}$ and $2^{nd}$ rack of membrane pilot plant system were cleaned chemically and the degree of the restoration of the fouled membrane in terms of the pure water flux was detemnined. Inorganic compounds which contained in chemical cleaning waste was analyzed by Inductively Coupled Plasma (ICP). One membrane module for 3rd rack was disjointed and membrane fouling materials, especially inorganic compounds were investigated by Electron Probe Microanlysis (EPMA) to elucidate the reason of TMP increase. And also, the various chemical reagents (1N HCl or $H_2SO_4$, oxalic acid as acid and 0.3% NaOCl as alkali) were tested by combination of acid and alkali to determine the optimal chemical cleaning method for the MF system using micro-modules manufactured using the disjointed module. It was verified that the inside and outside of membrane module was colorized with black. As a result of the quantitative and semi-qualitative analysis of membrane foulant by ICP, most of inorganic foulant was manganese which is hard to remove by inorganic acid such as HCI. Especially, it was observed by EPMA that Mn was attached more seriously in inside surface of membrane than in outside surface of that. It was supposed that Mn fouling in inside surface of membrane might be caused by the oxidation of soluble manganese (Mn(II)) to insoluble manganese ($MnO_2$) by chlorine containing in backwashing water. The optimal cleaning method for the removal of manganese fouling was consecutive cleaning with the mixture of 1N HCl and 1% of oxalic acid, 0.3% NaOCl, and 1N HCl showing 91% of the restoration of the fouled membrane.

• 대한환경공학회지
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• 제28권8호
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• pp.878-883
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• 2006

망간코팅모래(MCS)와 철코팅모래(ICS) 21.5 kg씩 동량을 하부 및 상부층으로 2단 충진시킨 파일럿 규모의 여과시스템을 구성하여 3가 비소 함유 인공오염수 처리효율을 조사하였다. 파일럿 장치는 높이 200 cm와 내경 15 cm로 구성되어 있으며, 3가 비소함유 인공 오염수의 반응기 칼럼내 유입은 peristaltic pump를 사용하여 선속도 $5{\times}10^{-3}$ cm/s로 상향류로 시켰으며 148일 동안 여과실험을 실시하였다. MCS 통과지점(중간유출수)과 ICS 통과지점(최종 유출수)에서의 총 비소의 파과는 각각 18일 및 44일 경과 후에 이루어졌고 그 이후 파과가 급격히 진행되었으며 148일이 지났을 때 완전파과가 발생하였다. 비록 MCS 층을 통과한 유출수에서의 총 비소파과는 18일 경과 후에 나타났지만 유출수내의 3가 비소 농도는 61일 동안 50 ppb 이하로 나타났으며 이후에는 급격히 증가되어 나타났다. 이것은 칼럼에 충진된 MCS가 61일 동안 효과적으로 3가 비소에 대한 산화력을 나타내기 때문에 기인한 것이며 MCS 1 kg당 3가 비소 92 mg을 산화처리 함을 나타낸다. 그리고 완전파과가 발생할 때 까지 MCS에 의해서 흡착된 총 비소의 양은 MCS 단위 kg 당 79.0 mg에 해당하였다. 운전기간 동안 반응탑내의 각 지점에서의 시간에 따른 수두의 변화는 크게 나타나지 않아서 ICS 및 MCS를 갖춘 여과시스템은 큰 수두손실 없이 오염수를 장기간 처리할 수 있음을 알 수 있었다.

• 한국환경과학회지
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• 제8권3호
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• pp.399-409
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• 1999

The three domestic natural zeolites(Yong dong-ri (Y), Daesin-ri (D), Seogdong-ri (S)) harvested in Kyeongju-shi and Pohang-shi, Kyungsangbug-Do, were pretreatd with each of the NaOH, $Ca(OH)_2$ and NaOH following HCl solutions, and the removal performances of divalent haevy metals(Cu, Mn, Pb, and Sr) for natural and pretreated zeolites were investigated and compared in the single and mixed solutions. The natural zeolite-heavy metal system attained the final equilibrium plateau within 20 min, irrespective of initial heavy metal concentration. The heavy metal uptakes increased with increasing initial heavy metal concentration and pH. The heavy metal uptakes for natural zeolites decreased in the following sequences : D>Y>S among the natural zeolites; Pb>Cu>Sr>Mn among the heavy metals. The pretreated zeolites showed higher heavy metal removal performances than natural zeolites and decreased in the order of NaOH, NaOH following HCl, $Ca(OH)_2$ treatment among the pretreatment methods. The heavy metal ion exchange capacity by natural and pretreated zeolites was described either by Freundlich equation or Langmuir equation, but it followed the former better than the latter. The heavy metal uptakes for natural zeolites decreased in the mixed solution, in comparing with those in the single solution and especially, the manganese uptake decreased greatly in the mixed solution. The pretreated zeolites showed the improved removal performances of heavy metals in the mixed solution than in the single solution and the heavy metal uptakes by those in the mixed solution showed the same trends in the single solution among the chemical treatment methods and heavy metals.