The rise of nuclear power plants to meet escalating global energy needs has made environmental pollution including the contamination of uranium due to improper disposal of radioactive wastewater during uranium milling and mining processes. Adsorption, a water purification method known for its fast kinetics, high selectivity, and ease of use, has emerged as a popular choice for the treatment of radioactive wastewater. In response to the critical need for the purification of radioactive wastewater contaminated with U(VI), this review provides a comprehensive summary of the various types of materials, synthetic methods, and adsorption mechanisms used for the purification process. The materials are categorized into four main groups: organic, inorganic, composite/nanomaterials, and framework materials. To enhance the adsorption capacity for U(VI), researchers have explored physical and chemical modifications as well as the development of organic-inorganic hybrids. The improved adsorption performance resulting from these modifications is mostly attributed to electrostatic interaction, surface complexation, and ion exchange mechanisms. However, despite the present understanding of the processes involved, further research is still needed to fully determine the optimal approach for purifying contaminated radioactive wastewater.

In this study, the removal efficiency of PFCs(perfluorinated compounds) in the GAC(granule activated carbon) process based on the superheated steam automatic regeneration system was investigated in laboratory scale and pilot-scale reactor. Among PFCs, PFHxS(perfluorohexyl sulfonate) was most effectively removed. The removal efficiency of PFCs was found to be closely related to the EBCT, and the removal efficiencies of PFOA(perfluorooctanoic acid), PFOS(perfluorooctyl sulfonate), and PFHxS were 43.7, 75, and 100%, respectively, under the condition of EBCT of 6 min. Afterward, PFOA, PFOS, and PFHxS exhibited the earlier breakthrough time in the order. After that, GAC was regenerated, and the removal efficiency of the PFCs before and after regeneration was compared. As a result, it was shown that the PFCs removal efficiency in the regenerated GAC process were higher, and that of PFOA was improved to 75%. The findings of this study indicate the feasibility of the superheated steam automatic regeneration system for the stable removal of the PFCs, and it was verified that this technology can be applied stably enough even in field conditions.

세계적인 에너지 수요의 증가는 통제할 수 없는 환경 오염을 야기하고 있다. 화석 연료에 대한 수요와 그로 인한 탄소 배출이 지구 온난화와 기후 변화로 이어진 것이다. 핵에너지는 청정 에너지를 생산하는 대체 자원이지만 핵연료 채굴은 유해한 화학물질과 관련이 있다. 반면에 막 분리 과정을 통해 바닷물에서 중요 광물을 채굴하는 것은 효율적이며 친환경적이 다. 분리와 흡착을 통해 해수로부터 주요 광물을 채굴하는 것은 또 다른 효율적인 과정이다. 희토류 원소에서 악티늄족을 회 수하는 것은 매우 어렵고 고비용의 과정이다. 압력 기반 막 분리 과정은 친환경적일 뿐만 아니라 경제적으로 실현가능한 과 정이기도 하다. 본 리뷰에서 다루는 막 공정에는 폴리에테르 설폰, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리아미독신 및 하이브리드 막 이 있다. 또한 흡착 공정의 경우, 주로 아미독심 종류의 흡착제가 논의될 것이다.

현재 해수담수화 공정은 지속적인 연구를 통해 많은 개발이 이루어지고 있다. 그중 전기흡착탈이온(EAD) 공정은 이온교환막을 이용한 전기투석법과 이온교환수지를 이용한 이온교환수지법을 혼합하여 이루어지는 공정이다. 보다 효율적으로 이온교환이 이루어질 수 있는 공정이지만, 이온교환막 사이에 이온교환수지가 들어가기 때문에 사이즈가 비교적 크다. 또한, 이온교환수지의 크기 분포와 당량비가 모듈의 성능에 영향을 준다. 본 연구는 현재 상용화되고 있는 이온교환공정에서 쓰이고 있는 모듈의 문제해결과 성능 향상을 위해 보다 이온교환용량이 향상된 고분자와 현재 쓰이고 있는 일반적인 이온교환수지가 아닌 더 작고 균질한 이온교환능력을 가진 이온교환 나노입자를 제조하여 제막을 진행하였고, 다양한 특성평가가 이루어졌다.

점토를 이용하여 세 종류의 새로운 형태의 변형된 유기물점토를 제조하였다. Cetylpyridinium chloride (CPC)를 점토에 층간 삽입시켜 OC-CPC를 합성하였고, Aluminium 축을 갖는 Al-PILC 만든 후, cetylpyridinium chloride를 Al-PILC에 삽입시켜 IOC-CPC 화합물을 합성하였다. IR과 TGA를 이용하여 이들 구조를 분석한 결과 층간 삽입반응이 성공적으로 이루어졌음을 확인할 수 있었다. X-ray 회절을 이용하여 층간 거리를 조사하였는데 OC-CPC가 제일 큰 값을 보여 주었다. 층간 구조를 갖는 화합물들은 삽입반응을 이용하여 구조를 변형시킬 수 있으며 이를 통해 층간거리, 표면적, 공간 크기, 화학적 친화성 같은 여러 물리적 성질들을 바꿀 수 있으므로, 본 논문에서는 자연점토를 이용하여 층간 반응을 통해 휘발성 유기화합물의 흡착에 쓰일 수 있는 유용한 유기점토 화합물을 합성하고 이들의 구조를 확인코자 하였다. 벤젠과 톨루엔의 흡착은 IOC-CPC나 Al-PILC에서 보다 OC-CPC에서 더 잘 이루어졌으며, 자연점토에서는 거의 흡착이 일어나지 않았다. OC-CPC 화합물에서는 친 소수성 성질이 크고 층간 거리도 증가했기 때문에 흡착이 잘 일어났다고 볼 수 있으며, 반면에 친수성이 큰 Al-PILC 에서는 벤젠과 톨루엔 같은 휘발성 유기물에 대한 흡착이 상대적으로 적게 일어났다.

Optimizing energy usage for maximum efficiency is an essential goal for manufacturing plants in every industrial manufacturing sector. The generation and distribution of purifying compressed air is a large expense incurred in practically all manufacturing processes. Not only is the generation and treatment expensive equipment of compressed air, but frequent maintenance and effective operation is also required. As a plant’s compressed air system is often an integral part of the production process, it needs to be reliable, efficient, and easy to be maintain. In this paper, we study to find operating method to save energy from the adsorption dryer in the process of purifying compressed air, which is required for a clean room production site in “A” company. The compressed air passes through a pressure vessel with two “towers” filled with a material such as activated alumina, silica gel, molecular sieve or other desiccant material. This desiccant material attracts the water from the compressed air via adsorption. As the water clings to the desiccant, the desiccant particle becomes saturated. Therefore, Adsorption dryer is an extremely significant facility which removes the moisture in the air 70℃ below the dew point temperature while using a lot of energy. Also, the energy consumption of the adsorption dryer can be varied by various operating conditions (time, pressure, temperature, etc). Therefore, based on existing operating experiments, we have searched operating condition to maximize energy saving by changing operating conditions of the facility. However, due to a short experiment period (from September to October), further research will be focused on considering seasonality.

The purpose of this study is to confirm the removal effect of odorous gas through the multi process. The combination of Scrubber, UV and Adsorption was analyzed using the odor gas of reservoir. Analysis was carried out for six times in total and collection was made once per each process. Sampling was performed in the afternoon during August (1:00 pm~4:00 pm). Multi process has been designed to facilitates the accessories exchange. The advantage is that it facilitates the replacement of the activated carbon and it is convenient to change the type of chemical according to the type of pollution materials. As a result, for odor gas removal efficiency, ammonia 91.8%, trimethylamine 72.0%, hydrogen sulfide 99.9%, methyl mercaptan 99.9% were removed respectively. Removal efficiency of the process is the scrubber (alkali), activated carbon adsorption, scrubber (acid) and UV procedure from the highest order. Further studies on the operating method and efficiency of multi process by the change of wind speed and chemical are recommended.

Expanded graphite (EG) was prepared using a drying process for application as an oil-adsorbent: the morphology, expansion volume, and oil absorption capacity of the EG were investigated. The expanded volume of the EG increased with an increasing reaction time and heat treatment temperature. The oil adsorption capacity of the EG was 45 g of n-dodecane per 1 g of EG. It is noted that the drying process of EG is a useful technique for a new oil-adsorbent.

Rhodiola sachalinensis fermentates by lactic acid bacteria were prepared using the adsorption process, and were investigated for changes of the main compounds and anti-oxidative activities during the adsorption and fermentation process. While the R. sachalinensis extract (RSE), which did not go through the adsorption process, showed little change in pH during fermentation and a significant reduction in the number of lactic acid bacteria, the pre-preparatory adsorption process was found to be helpful for promoting fermentation and for maintenance of bacterial numbers. The contents of total phenolic compounds mostly decreased during the adsorption process, but showed an increasing tendency to rebound during the fermentation process. The contents of salidroside and p-tyrosol in the RSE were 1153.3 ㎎% and 185.0 ㎎% respectively, and they did not significantly change after treatment with acid clay or bentonite as adsorbents, which were 1093.0 and 190.5 ㎎% by acid clay, and 882.2 and 157.3 ㎎% by bentonite. When the extract was fermented after treatment with acid clay or bentonite, the salidroside contents were decreased by 282.7 and 505.0 ㎎% respectively, but the p-tyrosol contents were increased by 714.0 and 522.4 ㎎% respectively. Compared to the DPPH radical scavenging activity of the RSE (66.8%) at the conc. of 0.1%, that of the fermented RSE, which went through adsorption process with acid clay or bentonite, was significantly increased to 79.4 and 72.7% respectively at the same concentration (p<0.05). Though fermentation by lactic acid bacteria was suppressed in the RSE, the results suggested that the adsorption process may promote fermentation without any change in the content of major active compounds. It is expected that fermentation by lactic acid bacteria could improve the antioxidant activity and various associated functionalities of R. sachalinensis.

본 연구에서는 정수처리용 세라믹 한외여과 빛 광촉매의 혼성공정에서 휴믹산 농도 및 광산화, 흡착의 영향을 알아보았다. 휴믹산 농도 각각 2mg/L와 4 mg/L 일 때 UF 단독 공정 및 광촉매를 투입한 공정, UV를 조사한 공정을 막오염에 의한 저항(Rf) 및 투과선속(J), 총여과부피 (VΤ) 측면에서 고찰하였다. 휴믹산 농도가 낮아질수록 Rf는 급격히 감소하고 J는 증가하여, 휴믹산 농도 2 mg/L에서 VΤ는 가장 높았다. 탁도의 평균 처리효율은 휴믹산 농도가 증가할수록 감소하였으나, 4 mg/L에서 휴믹산의 처리효율이 가장 높았다. 이러한 결과는 낮은 휴믹산 농도에서 휴믹산 대부분이 분리막에 의해 제거되고 막을 통과한 일부 휴믹산은 광촉매에 흡착 산화되어, 처리수의 수질이 휴믹산 2 mg/L 와 4 mg/L 에서 거의 같고 원수의 수질은 4 mg/L에서 더 높기 때문이다. 광산화와 흡착의 영향 실험에서 UF + TiO2 + UV 공정의 J가 가장 높게 유지되어, 180분 운전 후 VΤ가 가장 높았다. 휴믹산 및 탁도의 처리효율을 비교한 결과, 휴믹산 농도가 2 mg/L 에서 4mg/L로 증가하였을 때 광산화 보다 광촉매 흡착이 더 주요한 역할을 하였다.

본 연구에서는 고도정수처리를 위하여 모듈 내부와 관형 세라믹 정밀여과막 외부 사이의 공간에 입상 활성탄(GAC)을 충전한 혼성 모듈을 사용하였다. 정수 원수 중의 자연산 유기물(NOM)과 미세 무기 입자를 대체하기 위해, 휴믹산(humic acid)과 카올린(kaolin) 모사용액을 대상으로 하였다. 혼성공정에서 막오염을 최소화하고 투과선속(J)을 향상시키기 위하여 10분 주기로 10초 동안 질소 역세척을 시행하였다. 그 결과, 휴믹산의 농도가 10 mg/L부터 2 mg/L로 단계적으로 변화시킴에 따라 막오염에 의한 저항(Rf)이 감소하고 J가 증가하여 2 mg/L에서 가장 높은 총여과부피(VT)를 얻을 수 있었다. 한편, 탁도 및 UV254 흡광도의 처리효율은 각각 99.36% 및 97.19% 이상으로 우수하였으나, 휴믹산의 농도 10 mg/L에서 활성탄 주입 없이 정밀여과 단독으로 UV254 흡광도의 처리효율은 90.84%로 다소 감소하였다.

본 연구에서는 고도정수처리를 위하여 모듈 내부와 관형 세라믹 정밀여과막 외부 사이의 공간에 입상 활성탄(GAC)을 충전한 혼성 모듈을 사용하였다. 정수 원수 중의 자연산 유기물(NOM)과 미세 무기 입자를 대체하기 위해, 휴믹산(humic acid)과 카올린(kaolin) 모사용액을 대상으로 하였다. 혼성공정에서 막오염을 최소화하고 투과선속(J)을 향상시키기 위하여 역세척 시간(BT)과 역세척 주기(FT)에 따른 영향을 알아보았으며, 최적운전조건을 규명하고자 하였다. 그 결과, BT가 증가함에 따라 Rf 다소 감소하는 경향을 보였으며, 더 짧은 FT는 빈번한 역세척으로 Rf의 감소와 J의 향상에 더 효과적이었다. 그러나 운전비용을 고려하였을 때, 최적 BT 및 FT는 각각 10초와 8분이었다. 한편, 모사용액으로 실험하여 도출된 최적 운전조건을 호소수의 고도정수처리에 적용하였다. 그 결과, 탁도 및 UV254 흡광도, CODMn의 평균처리효율은 각각 99.11% 및 91.40%, 89.34%로 우수하였으나, TDS의 평균처리효율은 30.05%로 낮았다.

본 연구에서는 관형보다 단위시간당 투과량이 월등히 많은 다채널 세라믹 분리막을 사용하였으며, 고도정수처리 혼성공정은 모듈 내부와 다채널 정밀여과막 외부 사의의 공간에 입상활성탄(GAC)을 충전하여 구성하였다. 정수 원수 중의 자연산 유기물(NOM)과 미세 무기 입자를 대체하기 위해, 휴믹산(humic acid)과 카올린(kaolin) 모사용액을 사용하였다. 유기물질의 영향을 살펴보기 위해 일정한 30mg/L의 카올린 농도에서 휴믹산(humic acid)의 농도를 2~10 mg/L로 변화시켰다. 그 결과, 막오염의 저항(Rf)과 투과선속(J)은 휴믹산의 농도에 따라 큰 영향을 받았다. 또한 역세척 주기(FT)의 영향을 살펴본 결과, 더 짧은 FT는 빈번한 역세척으로 막오염의 감소와 투과선속의 향상에 더 효과적이었다. 그러나 운전비용을 고려하면, 최적 FT조건은 8분이였다. 한편, 이 다채널 정밀여과막 및 GAC 혼성공정을 호소수에 적용한 결과, 평균 처리효율은 탁도 98.02%, UV254 흡괌도 75.64%, 총용존고형물(TDS) 7.18%, 화학적산소요구량 84.73%이었다.

In this work, pellet type sorbents were prepared to control the low level indoor carbon dioxide with various physical compositions. In order to enhance the adsorption capacity, a few additives including alkali hydroxides were added to a commercial zeolitic sorbent by impregnation of alkali cation - Ca²⁺ through physical mixing and ion exchange. It was found that the binding materials such as dextrin or bentonite facilitating to form the granular sorbents would assist the adsorption capacity of sorbents. The ion exchange was more efficient for impregnation of alkalies, which showed better adsorption of gaseous CO₂.

본 연구에서는 고도정수처리를 위하여 모듈 내부와 세라믹 정밀여과막 외부 사이의 공간에 입상 활성탄(GAC)을 충전한 혼성 모듈을 이용하였으며, 정수 원수 중의 자연산 유기물(NOM)과 미세 무기 입자를 대체하기 위해, 휴믹산(humic acid)과 카올린(kaolin) 모사용액을 사용하였다. GAC의 충전율(packing fraction)에 따른 처리효율의 변화를 알아보고자. GAC의 충전율을 0~24.05%로 변화 시켰다. 그 결과, 3시간 운전하는 동안 막오염에 의한 저항(Rf) 및 투과선속(J)의 변화 곡선은 GAC의 충전율에 관계없이 거의 중첩되었다. 그리고 탁도의 처리효율은 모든 조건에서 99.46% 이상으로 높았으며, UV254 흡광도로 측정한 NOM의 처리효율은 최대 충전율 24.05%에서 제거율은 99.43%로 가장 높게 나타났다. 한편, 충전율 24.05%에서 13시간 동안 운전한 결과, J는 막오염의 증가에 따라 운전 초기 1시간 이내에 급격히 감소하였으며 3시간 운전 후부터는 거의 일정한 투과선속을 나타냈다. 그리고 탁도 및 NOM의 처리효율은 각각 99.52%와 96.63%로 안정적인 높은 처리효율을 보였다.

전도성 활성탄소와 폴리비닐리덴플로라이드(PVDF)를 이용하여 제조된 탄소막을 이용하여 폐수의 Total dissolved Solid (TDS)를 제거할 수 있는 탄소막 시스템을 제조하였다. 100 ppm의 NaCl, Na2SO4, MgCl2, MgSO4수용액을 이용하여 탄소막의 기본 특성을 알아보았으며, (주)경인양행의 실제폐수인 염료폐수로부터 TDS를 제거하는 실험을 위하여 가로 × 세로가 각각 20cm인 탄소막 240장으로 구성된 Pilot 규모의 탄소막 시스템을 구성하였다. 원폐수를 초순수로 적절히 희석하여 제조된 6가지의 TDS (941, 2050, 2810, 3830, 4960, 6030 ppm)를 지닌 실제폐수를 이용하여 제조된 Pilot규모의 탄소막 시스템의 TDS 제거성능을 알아보았으며, 여러 운전조건에 따른 탄소막 시스템의 분리특성을 알아보았다.

본 연구는 흡착과 막분리를 결합시킨 혼성 시스템을 폐수처리에 응용하기 위한 기초 연구로서, 페놀을 분말활성탄에 의해 흡착하고, 흡착된 페놀을 활성탄과 함께 정밀여과에 의해 분리하였다. 분말활성탄의 입자크기가 클수록 여과저항은 감소하였으며, 활성탄의 양이 적을수록 단절점(break point) 이전의 투과농도 변화율과 페놀 부하 변화율은 증가하였다. 분말활성탄의 입자크기가 작을수록 활성탄의 외표면적과 경막물질전달계수의 증가로 인해 단절점 전의 투과농도는 감소하였다.