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하수오니기반 흡착제 생산과 특성 및 수 처리 적용

전문가 제언: ○ 우리나라에서 수돗물을 사용하게 된 역사는 100년이 되지 않는다. 현재의 정수시스템에서 대표적인 것은 활성탄 방법이고 그 밖에 제올라이트, 소성규조토 방법 등이 사용되고 있다. 흡착은 물질의 표면 혹은 계면에 축적ㆍ농축되는 현상이므로 일반적으로 단위면적당의 표면장력 및 에너지로 표현된다.

○ 수 처리에 있어 흡착의 효능과 효율은 흡착제의 특성과 기능에 달려 있다. 흡착비율을 높이기 위해서는 흡착제의 특수한 이화학성 및 생물적 특성에 맞게 만들 필요가 있다. 즉 산화/환원공정을 거치면서 오염물을 동시에 흡착할 수 있는 촉매기능을 하는 특수성분의 흡착제를 준비해야 한다. 그러나 수 처리 공정효율을 상승시키는데 있어 가장 확실한 방법으로는 아직까지 활성탄 흡착방법을 꼽고 있다.

○ 활성탄은 높은 다공성과 표면적이 큰 재료이다. 부분적인 연소와 열적분해 같은 프로세스에 의해 활성화된 재료는 높은 다공성을 갖게 된다. 탄화는 일반적으로 500~800℃ 온도, 대기압 하에서 탄화재료를 가열함으로서 이루어진다. 재료의 열적분해는 휘발성 가스를 생성시키면서 여러 가지 비 탄소 요소를 증가시키게 된다.

○ 2003년 Martin 등은 H2SO4 프로세스에 의해 pH 4.3~4.5인 SBA(sewage sludge-based adsorbents)를 생산하였다. 알맞게 갖고 있는 카르복실그룹과 페놀그룹 함량의 SBA는 수소화 특성과 양이온 교환 능을 갖고 있다. 그리고 2005년 Rio 등은 H2SO4 활성이 염기 표면그룹보다 적어도 2배 이상의 산 표면그룹을 갖는다고 하였다.

○ 본 리뷰에서는 하수오니가 흡착제 생산에 좋은 원료라는 것을 알았다. 그리고 현재 폐기되고 있는 오니는 대체원료로서 매력이 있음을 보였으며 흡착제의 특성은 오니자체를 생산/전환하는 방법에 따라 달라졌다. 특히 KOH의 알칼리시약을 사용하는 화학활성에서는 SBA의 높은 BET 표면적을 생성시키는 가장 효과적인 기술이었고 이의 표면적은 1,800㎡/g를 초과하였다.

저자: K.M. Smith, G.D. Fowler, S. Pullket, N.J.D. Graham
자료유형: 학술정보