연구자료41 (하폐수 중금속제거)

소개

하폐수의 중금속을 제거하는 흡착에는 물리적 흡착과 화학적 흡착이 있다. 물리적 흡착은 물리학적인 수착작용에 의하므로 하폐수의 중금속 제거에 크게 기여하지 않는다. 화학적 흡착은 하폐수 중금속의 이온성 및 착물화 이온성에 의해 제거되고, 대상 중금속의 이온성과 흡착제의 이온성에 의존하므로, 이들에 대한 이온성의 증대가 중요한 화학적 처리 인자가 된다. 흡착처리공정은 초기의 금속농도, 초기의 용액온도, 용액 pH, 처리량, 흡착제량, 접촉시간 등의 다양한 요인들에 의하여 영향을 받는다. 이러한 요인은 흡착되는 흡착물질과 흡착제에 의존한다. 온도는 분자의 상호작용과 용해도를 변화시킴으로써 흡착률에 영향을 미친다. 나노막 여과처리법은 다양한 하수나 폐수에서도 이용이 가능하고, 최대 12,000 ppm이하의 중금속 농도를 가지는 무기물 폐수도 처리할 수 있다. 또한 1가 양이온에 비하여 2가 양이온에 대해서도 높은 제거를 나타낸다. 나노막 여과 처리법은 망간이나 납 등의 금속보다는 비소와 구리의 제거에 널리 사용되고 있다.

목차

1. 서론
2. 카드뮴의 처리
2.1. 카드뮴의 흡착처리
2.2 카드뮴의 나노막 여과처리
3. 비소의 처리
3.1 비소의 흡착처리
3.2 비소의 나노막 여과처리
4. 구리의 처리
4.1 구리의 흡착처리
4.2 구리의 나노막 여과처리
5. 망간의 처리
5.1 망간의 흡착처리
5.2 망간의 나노막 여과처리
6. 납의 처리하폐수 중금속의 흡착 및 나노막 여과처리
6.1 납의 흡착처리
6.2 납의 나노막 여과처리
7. 결론
8. 연구방향
9. 출처

본문내용

여기에 부유법(부상법)이 추가된 막 여과법은 특히 높은 제거율을 가진다. 하폐수의 중금속을 분리할 수 있는 막(膜:membrane)에는 5.0~100 nm크기를 분리하는 한외 여과막 (ultrafiltration mem.), 0.5~5.0 nm 크기를 분리하는 나노막(nanofiltration mem.) 및 0.1~1.0 nm 크기를 분리하는 역삼투막(reverse osmosis filtration mem.)이 있다. 한외여과막은 특수처리하여 다이내믹 막(dynamic membrane) 및 지지형액막(supported liquid membrane)으로 변환시켜야 중금속을 처리할 수 있으나, 이러한 막기술은 이론적 수준을 넘어서지 못하고 있다. 이에 비해 역삼투막은 중금속을 효율적으로 처리할 수 있으나 고압유지 및 막교체 등의 과대한 운용비용으로 경제성이 극히 한정되어 있다. 나노막여과 처리공정은 고-농도에 대한 문제점을 극복할 수 있지만 고-비용과 막 오염에 대한 비경제성을 갖고 있다. 그러므로 중금속을 제거하기 위한 기법의 한계성을 최소화하기 위하여 부상분리법과 미세(정밀) 여과, 부상분리법과 나노막 및 역삼투막 여과 등의 분리공정과 결합시켜 이용하고 있다. 또한 나노-스케일의 흡착제가 사용되는 흡착 공정과 나노막여과 공정을 결합한 연구를 시행하여 처리 효율성을 제고시키려는 시도가 많이 이루어지고 있다. 이에 따라 여기서는 카드뮴과 비소, 구리, 망간, 납 등의 흡착 처리법과 막여과 처리법의 운전 인자와 흡착 변수에 대한 영향력을 제시하고자 한다.
2. 카드뮴의 처리
카드뮴은 여타 중금속처럼 산업 및 공업 폐수에 의해 환경수역의 지표수로 유입될 수 있으며 인간의 건강에 유해한 영향을 미친다. 카드뮴은 동식물에 대한 필수 영양 성분이 아니고 무익한 유해 성분이다. 수용성 카드뮴 화합물을 최대 허용치 이상 섭취하면 이타이-이타이병, 신장손상, 폐기종, 고혈압, 고환 위축 등의 장애가 발생될 수 있다. 카드뮴의 최대허용농도는 US-EPA 기준으로 5 ppb 이고, WHO 기준으로 3 ppb 이다

참고자료

· Badriya Al-Rashdi, Chris Somerfield Nidal Hilal, Heavy Metals Removal Using Adsorption
· 김오식, 이용운, [막기술의 용용과 실제], 환경관리연구소, ISBN 89-955918-4-6, 2005.10
· 橋本 敏一, 日本の 下水道事業における 膜分離活性汚泥法の 導入狀況, 月刊 資源環境對
· 한국과학기술정보연구원(KISTI) : http://www.kisti.re.kr
· 고경력과학기술인 프로그램 : http://www.reseat.re.kr
· 한민족과학기술자네트워크 : http://www.kosen21.org
· 한중일영 한자 센터: http://www.upaper.net/efictions