광산배수 처리시설 사여과조에서 생성된 망간산화물 피복모래(MCS)를 이용한 수중 망간 흡착 기초 연구
Fundamental Study on Adsorption of Manganese in Water using Manganese-oxide coated Sand (MCS) Generated in a Filtration Tank of a Mine Drainage Treatment Facility
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본 연구에서는 광산배수 처리시설의 사여과조에 형성된 망간산화물 피복모래(manganese-oxide coated sand, MCS)를 흡착제로 활용하기 위한 기초실험을 수행하였다. XRD 분석결과 MCS의 표면에 피복된 망간산화물은 Na-Birnessite인 것으로 나타났다. pH, 반응시간 및 초기농도를 다르게 한 흡착 특성 실험을 수행하였다. 실험 결과 pH 5이상에서 pH는 6.19±0.04로 수렴하였고, 흡착량은 1.47±0.11 mg/g의 흡착량을 보였다. 흡착속도 모델 결과에서는 반응속도가 매우 느린 것으로 나타났다. Langmuir 모델에 의해 도출된 최대 흡착량은 1.402 mg/g 이었으며, Freundlich 모델에서 KF은 0.645, 흡착강도(n)는 5.225로 흡착능력이 우수한 것으로 나타났다. 연구결과, 광산배수 처리시설에서 자연스럽게 Na-birnessite로 피복된 여과사는 폐수 중에 존재하는 용존 망간 제거에 우수한 능력을 갖는 것으로 평가된다.
Abstract
This study tested the feasibility of using manganese-oxide coated sand (MCS) collected in a mine drainage treatment facility, for the adsorption of Mn(II) in the aqueous solution. Na-birnessite was detected as the main mineral phase on the surface of MCS. The Mn(II) adsorption characteristics of MCS were evaluated using a series of parameters including initial pH, reaction time, and initial concentration. The pH of the reacted solutions converged to pH 6.19±0.04 when the initial values were above 5; the adsorption amount leveled off at 1.47±0.11 mg/g. The maximum adsorption amount was found to be 1.402 mg/g in the Langmuir model fitting results. The KF constant calculated by the Freundlich model was 0.645 and the adsorption strength (n) was 5.225. As a result, it can be concluded that the filter sand naturally coated by Na-birnessite in the treatment facility possesses the outstanding ability to remove dissolved manganese present in the wastewater.
참고문헌 (19)
- 안종만, "(주)동원 사북광업소 갱내수 정화를 위한 물리화학처리시설에 대한 연구", 지하수토양환경, 15(4), pp.21~29 (2010), 한국지하수토양환경학회
- 안종만, "광산배수 자연정화시설의 대체 기질물질 적용성 기초연구", 한국자원공학회지, 48(1), pp.34~44 (2011), 한국자원공학회
- 복송민, "폐탄광 광산배수에서 Fe, Al 회수를 위한 선택적 연속침전 처리효율 향상연구", 한국자원공학회지, 54(3), pp.215~222 (2017), 한국자원공학회
- 정영욱, "공정 시뮬레이터를 이용한 광산배수 중화침전 공정 평가", 한국자원공학회지, 53(1), pp.1~9 (2016), 한국자원공학회
- 지상우, "수산화알루미늄 함유 폴리염화비닐 흡착제에 대한 비소이온 흡착거동", 한국자원공학회지, 53(5), pp.506~510 (2016), 한국자원공학회
- 지상우, "국내 광산배수 자연정화시설 산화", 침전조의 정화효율, 2012, pp.49(6), 788~798[DOI]
- Joseph A., "Chemical Regeneration of Manganese Oxide-Coated Sand for Oxidation of Organic Stormwater Contaminants", Environ. Sci. Technol, 52(18), pp.10728~10736 (2018)
- Kan, C., "Adsorption of Mn2+ from aqueous solution using Fe and Mn oxide-coated sand", J Environ Sci, 25, pp.1483~1491 (2013)
- 김덕민, "응집-자체여과를 활용한 광산배수 슬러지 특성별 탈수공정 평가", 한국자원공학회지, 53(6), pp.562~571 (2016), 한국자원공학회
- 김양호, "망간에 의한 건강영향과 최근의 연구동향", Annals of Occupational and Environmental Medicine, 21(1), pp.87~105 (2009), 대한직업환경의학회
- Development of maintenance technology for passive mine drainage treatment facilities, "MIRECO", 347~, pp.MIRECO, 2008-39 (2008)
- 오참뜻, "폭기를 활용한 광산배수 내 용존 철 제거속도 향상 기작", 한국자원공학회지, 51(4), pp.563~572 (2014), 한국자원공학회[DOI]
- 박현성, "광산배수 수질특성에 따른 SAPS 기질물질의 적용방안 개선 연구", 한국자원공학회지, 55(5), pp.395~404 (2018), 한국자원공학회
- Patil, D. S., "A review of technologies for manganese removal from wastewaters", J. Environ. Chem. Eng, 4, pp.468~487 (2016)
- 류충석, "일월탄광에서 유출되는 산성광산배수 자연정화시설의 정화 효율 평가 및 침전물의 특성연구", 광물과 암석, 27(2), pp.97~106 (2014), 한국광물학회
- 서의영, "중화처리시 산화처리가 광산배수중의 Fe, Al 및 Mn 성분의 선택침전에 미친 영향", 한국자원공학회지, 51(2), pp.232~239 (2014), 한국자원공학회[DOI]
- 성일종, "전기분해 복합공정을 이용한 산성광산배수 실증처리 연구", 지하수토양환경, 19(3), pp.142~152 (2014), 한국지하수토양환경학회
- Tobiason, J. E., "Manganese removal from drinking water sources", Curr Pollution Rep, 2, pp.168~177 (2016)
- 유목련, "망간사에 의한 망간제거 특성 평가", 대한환경공학회지, 29(5), pp.571~576 (2007), 대한환경공학회