Journal of Korean Society of Environmental Engineers (대한환경공학회지)

Korean Society of Environmental Engineers (대한환경공학회)
권호 표지

Removal of As(III) by Pilot-Scale Filtration System Separately Packed with Iron-Coated Sand and Manganese-Coated Sand

철 및 망간코팅사를 분리 충진시킨 파일럿 여과시스템에 의한 3가 비소 제거

  • Kim, Kwang-Seob (Department of Environmental Engineering, Kwangwoon University) ;
  • Song, Ki-Hoon (Department of Environmental Engineering, Kwangwoon University) ;
  • Yang, Jae-Kyu (Department of Environmental Engineering, Kwangwoon University) ;
  • Chang, Yoon-Young (Department of Environmental Engineering, Kwangwoon University)
  • Published : 2006.08.31
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Abstract

Removal efficiency of As(III) was investigated with a pilot-scale filtration system packed with an equal amount(each 21.5 kg) of manganese-coated sand(MCS) in the bottom and iron-coated sand(ICS) in the top. Height and diameter of the used column was 200 cm and 15 cm, respectively. The As(III) solution was introduced into the bottom of the filtration system with a peristaltic pump at a speed of $5{\times}10^{-3}$ cm/s over 148 days. Breakthrough of total arsenic in the mid-sampling position(end of the MCS bed) and final-sampling position(end of the ICS bed) was started after 18 and 44 days, respectively, and then showed a complete breakthrough after 148 days. Although the breakthrough of total arsenic in the mid-sampling position was started after 18 days, the concentration of As(III) in this effluent was below 50 ppb up to 61 days. This result indicates that MCS has a sufficient oxidizing capacity to As(III) and can oxidize 92 mg of As(III) with 1 kg of MCS up to 61 days. When a complete breakthrough of total arsenic occurred, the removed total arsenic by MCS was calculated as 79.0 mg with 1 kg MCS. As variation of head loss is small at each sampling position over the entire reaction time, it was possible to operate the filtration system with ICS and MCS for a long time without a significant head loss.

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.

Keywords

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