키토산비드를 이용한 염료오염물질의 제거

소개글

2008년도 졸업논문입니다.
전남대학교 공과대학 환경공학과의 졸업논문입니다.
키토산 비드를 이용한 염료오염물질의 제거를 보여주는 내용입니다.

목차

국문초록 4
1. 서론 4
2. 이론 6
2.1 키토산 흡착 (키토산의 구조) 6
2.2 염·안료의 정의 8
2.3 흡착등온식 9
2.4 입자외부의 확산이론 (경막물질전달계수 (kf)) 11
2.5 입자내부의 확산이론 12
2.5.1 표면확산모델 (surfacediffusionmodel;SDM) 12
2.5.2 세공확산모델 (porediffusionmodel;PDM) 12
3.실 험 13
3.1 흡착제와 흡착물질 13
3.1.1 흡착제( 키토산 비드 ) 13
3.1.2 흡착물질(Reactive Black 5) 16
3.2 실험 방법 17
3.2.1 흡착평형 실험 17
3.2.2 회분식 흡착 실험 17
4. 결과 및 고찰 19
4.1 평형실험 19
4.2 회분식 흡착 23
5.결론 27

본문내용

1. 서 론

산업화에 따라 계속적으로 증가하고 있는 산업폐수는 생활하수와는 달리 일반적으로 유해성 물질을 많이 함유하고 있으며 이러한 공업의 발달로 종류의 다양화를 가져왔을 뿐 아니라 공장의 규모가 커짐에 따라 용수사용량과 화학약품의 사용량도 크게 증가하였다. 이러한 각종 산업폐수가 자연환경으로 배출되어 생태계에 피해를 주고 있다. 공업의 발달은 새로운 무기물질 및 유기물질을 생산하게 되었고 이로 인하여 해마다 많은 폐수량이 수역으로 배출되고 있다. 이와 같은 산업폐수 배출량의 증가는 수질오염에 상당히 큰 영향을 주고 있다. 산업체는 일정한 곳에 모여 있으므로 일시에 다량의 폐수를 한 지역에 계속 배출시키기 때문이다.
산업체 중 우리나라의 염료 생산은 연간 약 7만 톤으로 세계 생산량의 10%를 차지하며, 이들 합성염료는 섬유를 비롯하여 제지, 문방구, 화장품, 식품 및 액정, 컬러 필름용 색소 등의 전자기기 많은 분야에 폭넓게 사용되고 있다. 그 결과 폐수 발생량 및 폐수 특성 면에서 우리나라의 대표적인 오염산업으로 분류되는 염색공업 관련 업체는 총 폐수배출업체 중 약 6%를 차지하는데, 오염 부하량은 전체 부하량의 약 24%를 차지하여 공공 수역에 미치는 영향이 매우 크다. 염색 산업에서 사용되는 염료 가운데 아조계 염료는 전체 사용량의 50%이상을 차지하는 대표적인 염료로서 폐수의 색도를 증가시켜 시각적인 거부감을 준다. 또한 폐수 배출기준의 강화로 인하여 수질 기준을 만족시키는 것 외에 염색폐수의 색도 제거가 필요하며 이러한 수질오염문제는 이제 특정한 지역이나 국가의 차원을 넘어서 국제적인 관심사가 된지 오래이며, 국가 간 상호규제의 움직임까지 보이고 있다. 이에 오염물질의 배출과 사용을 제한하는 것도 중요하지만, 이와 병행하여 오염된 환경을 정화할 수 있는 효과적인 방법의 연구 개발이 절실히 요구되고 있다.
이를 위하여 비용이 많이 드는 활성탄 흡착과 효율이 떨어지는 생화학적 처리 방법이 사용되고 있는데 우리는 기존의 활성탄 흡착처리가 아니라 천연 물질중의 하나인 키틴은 갑각류나 곤충의 껍질, 연체동물의 기관, 균류의 세포벽, 식물세포의 벽등에 존재하며, 게껍질의 70 %, 곤충류 껍질의 30~60 %를 이루고 있는 당질 고분자로서 그 양은 년 간 수십 억 톤으로 추정될 정도로 방대하다. 그러므로 원료 구하기가 쉽고 보다 경제적인 키토산을 사용하는데 본 실험에서는 다공성 키토산 비드를 제조하여 염료물질 중의 하나인 reactive black 5의 색도와 냄새를 제거하는 최적온도를 찾아보기로 하였다.

참고 자료

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13) 고정층 흡착탑에서 활성탄내에 잔존하는 수분에 따른 VOCs의 흡착 특성연구-정성주-2003.2
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15) ε-poly-L-lysine 분리정제를 위한 이온교환크로마토그래피의 수치모사
심승우, 정일안, 선흥석, 박찬영 전남대학교 응용화학부
16) Simulation of Ion Exchange Chromatography for Purification of ε-poly-L-lysine
17) Seungwoo Sim, Ilan Cheong, Heungsuk Sun, Chanyoung Park
Faculty of Applied Chemistry, Chonnam National University, Kwangju.