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목차
第1章 서론 9
1.1. 연구배경 9
1.2. 연구동향 및 목적 12
1.3. 연구범위와 논문의 구성 13
第2章 순수철, 제철부산물과 TCE, PCE반응에 대한 Saturation type모델을 통한 상수 14
2.1. 연구배경 및 필요성 14
2.2. 이론적 고찰 15
2.2.1. 표면촉매반응 15
2.2.2. Saturation type 모델 16
2.3. 실험 데이터 20
2.3.1. 실험 방법 20
2.3.2. 실험 결과 21
2.3.3. 유리활성표면의 초기농도(CEN,0)(이미지참조) 22
2.4. 연구결과 및 고찰 23
2.4.1. Saturation type 모델 적용을 위한 데이터 선별 23
2.4.2. 순수철과 제철부산물에 의한 PCE분해에 대한 실험상수 24
2.4.3. 순수철과 제철부산물에 의한 TCE분해에 대한 실험상수 32
2.5. 모델결과 및 비교분석 40
2.6. 결론 43
第3章 반응속도상수를 이용한 체류시간 및 반응벽체 두께 산정 45
3.1. 투수성 반응벽체(Permeable Reactive Barrier) 개요 45
3.1.1. 지하수 오염현황 45
3.1.2. 투수성 반응벽체(Permeable Reactive Barrier. PRB) 46
3.1.3. 반응물질 48
3.2. 단순접근법을 이용한 반응벽체 두께 산정 49
3.3. 연구결과 및 고찰 51
3.3.1. 지하수 오염농도에 따른 체류시간(tc)(이미지참조) 51
3.3.2. 단순1차반응속도모델(이용재, 2001)을 이용한 반응벽체 두께 산정 56
3.3.3. Saturation type모델을 활용한 반응벽체 두께 산정 62
3.4. 분석 및 고찰 66
3.5. 결론 68
第4章 최종결론 69
참고문헌 71
국문초록 75
ABSTRACT 77
Table 2-1. 실험에 사용된 0가철과 제철부산물의 반응표면적 21
Table 2-2. 유리활성표면의 초기농도(CEN,0) 추정값(이미지참조) 22
Table 2-3. 100mesh Fe0과 PCE반응의 Saturation type 모델 상수 및 단순1차반응속도모델(이용재) 상수(이미지참조) 25
Table 2-4. 40mesh Fe0과 PCE반응의 Saturation type 모델 상수 및 단순1차반응속도모델(이용재) 상수(이미지참조) 27
Table 2-5. 사상분진과 PCE반응의 Saturation type 모델 상수 및 단순1차반응속도모델(이용재) 상수 29
Table 2-6. 열연슬러지와 PCE반응의 Saturation type 모델 상수 및 단순1차반응속도모델(이용재) 상수 31
Table 2-7. 100mesh Fe0과 TCE반응의 Saturation type 모델 상수 및 단순1차반응속도모델(이용재) 상수(이미지참조) 33
Table 2-8. 40mesh Fe0과 TCE반응의 Saturation type 모델 상수 및 단순1차반응속도모델(이용재) 상수(이미지참조) 35
Table 2-9. 사상분진과 TCE반응의 Saturation type 모델 상수 및 단순1차반응속도모델(이용재) 상수 37
Table 2-10. 열연슬러지와 TCE반응의 Saturation type 모델 상수 및 단순1차반응속도모델(이용재) 상수 39
Table 2-11. 각 반응물질에 의한 TCE, PCE 분해시 상수 40
Table 3-1. 우리나라 TCE, PCE 수질기준 50
Table 3-2. 각 반응물질에서의 철 주입량비에 따른 ρa(㎡/L)(이미지참조) 50
Table.3-3. 각 반응물질에 의하여 PCE, TCE 오염저감시 단순1차반응속도모델과 Saturation type모델의 반응속도상수(kSA, kp)를 적용하여 계산된 반응벽체두께(이미지참조) 67
Figure 2-1. 선형화된 Saturation type모델 19
Figure 2-2. 100mesh Fe0와 PCE반응에 대해 선형화된 Saturation type 모델(이미지참조) 24
Figure 2-3. 40mesh Fe0와 PCE반응에 대해 선형화된 Saturation type 모델(이미지참조) 26
Figure 2-4. 사상분진과 PCE반응에 대해 선형화된 Saturation type 모델 28
Figure 2-5. 열연슬러지와 PCE반응에 대해 선형화된 Saturation type 모델 30
Figure 2-6. 100mesh Fe0와 TCE반응에 대해 선형화된 Saturation type 모델(이미지참조) 32
Figure 2-7. 40mesh Fe0와 TCE반응에 대해 선형화된 Saturation type 모델(이미지참조) 34
Figure 2-8. 사상분진과 TCE반응에 대해 선형화된 Saturation type 모델 36
Figure 2-9. 열연슬러지와 TCE반응에 대해 선형화된 Saturation type 모델 38
Figure 3-1. 투수성 반응벽체(Permeable Reactive Barrier. PRB) 47
Figure 3-2. 각 반응물질에서 TCE 오염농도에 따른 체류시간(tc)(이미지참조) 52
Figure 3-3. 각 반응물질에서 PCE 오염농도에 따른 체류시간(tc)(이미지참조) 53
Figure 3-4. 각 반응물질에서 TCE 오염농도에 따른 체류시간(tc)(이미지참조) 54
Figure 3-5. 각 반응물질에서 PCE 오염농도에 따른 체류시간(tc)(이미지참조) 55
Figure 3-6. 지하수 유속(Vlin) 0~5(m/day)범위에서 반응물질 100mesh Fe0와 TCE, PCE의 반응에서 각 L당 Fe0의 양(40, 80, 120g/L)에 대한 벽체두께(W)(이미지참조) 56
Figure 3-7. 지하수 유속(Vlin) 0~5(m/day)범위에서 반응물질 40mesh Fe0와 TCE, PCE의 반응에서 각 L당 Fe0의 양(40, 80, 120g/L)에 대한 벽체두께(W)(이미지참조) 57
Figure 3-8. 지하수 유속(Vlin) 0~5(m/day)범위에서 반응물질 사상분진과 TCE, PCE의 반응에서 각 L당 Fe0의 양(40, 80, 120g/L)에 대한 벽체두께(W)(이미지참조) 58
Figure 3-9. 지하수 유속(Vlin) 0~5(m/day)범위에서 반응물질 열연슬러지와 TCE, PCE의 반응에서 각 L당 Fe0의 양(40, 80, 120g/L)에 대한 벽체두께(W)(이미지참조) 59
Figure 3-10. 지하수 유속 0~5(m/day)범위에서 반응물질과 TCE 반응에서 각 반응물질(100mesh Fe0, 40mesh Fe0, 사상분진, 열연슬러지)에 대한 벽체두께(W)(이미지참조) 60
Figure 3-10. 지하수 유속 0~5(m/day)범위에서 반응물질과 PCE 반응에서 각 반응물질(100m Fe0, 40mesh Fe0, 사상분진, 열연슬러지)에 대한 벽체두께(W)(이미지참조) 61
Figure 3-12. 지하수 유속(Vlin) 0~5(m/day)범위에서 반응물질 100mesh Fe0와 TCE, PCE의 반응의 반응벽체두께(W) (L당 Fe0의 양 120g/L)(이미지참조) 62
Figure 3-13. 지하수 유속(Vlin) 0~5(m/day)범위에서 반응물질 40mesh Fe0와 TCE, PCE의 반응의 반응벽체두께(W) (L당 Fe0의 양 120g/L)(이미지참조) 63
Figure 3-14. 지하수 유속(Vlin) 0~5(m/day)범위에서 반응물질 사상분진과 TCE, PCE의 반응의 반응벽체두께(W) (L당 Fe0의 양 120g/L)(이미지참조) 64
Figure 3-15. 지하수 유속(Vlin) 0~5(m/day)범위에서 반응물질 열연슬러지와 TCE, PCE의 반응의 반응벽체두께(W) (L당 Fe0의 양 120g/L)(이미지참조) 65
초록보기 더보기
순수철⋅제철부산물을 이용한 염화유기화합물의 제거에서, 반응성표면은 흡착과 침전에 의해 비활성화될 수 있고, 그 결과로 투수성반응벽체의(PRBs)의 공극막힘현상을 초래할 수 있다. 겉보기 반응속도상수(kobs)를 이용하여 투수성반응벽체를 설계하면, 충분한 반응이 일어나는 것으로 추정되어졌다. 하지만 그것은 확대되어졌고, 불확실성을 나타낸다. 왜냐하면 kobs는 흡착과 탈염의 두 가지 반응기작을 lumping하여 나타낸 것이기 때문이다. 본 연구의 목적은 Saturation type모델을 이용하여 탈염반응의 반응속도상수(kp)와 흡착등과 같은 친화도상수(Ks)로 동시에 나타내는 것이다. 단순 1차 반응속도모델에 의해 추정된 반응속도상수와 Saturation type모델을 이용한 반응속도상수를 제시하였고, 다음 두 가지 모델을 이용하여 추정된 반응벽체의 두께를 비교하였다.
결과는 다음과 같다.
첫째, 친화도상수(Ks)값은 PCE, TCE 모두 40mesh Fe0 〉 100mesh Fe0 〉 사상분진 〉 열연슬러지의 순으로 나타난다. 제철부산물이 순수철보다 큰 친화도를 갖는다,
둘째, Saturation type 모델의 kp값은 PCE에서 사상분진 〉 100mesh Fe0 〉 40mesh Fe0 순으로 나타나고, 반면에 TCE에서는 40mesh Fe0 〉 사상분진 〉 100mesh Fe0 순으로 나타난다. kSA값의 크기 순서와 비교 했을 때, kSA의 순서는 40mesh Fe0을 제외하고 kp와 그 순서가 일치한다.
셋째, 단순 1차 반응속도모델(kSA)에 의해 추정된 반응속도상수를 TCE, PCE에 적용하면, 순수철에서 요구되는 체류시간(tc)은 제철부산물의 체류시간보다 크게 나타난다. 이는 제철부산물을 이용하여 설계된 반응벽체의 두께가 순수철을 이용하여 설계된 반응벽체 두께보다 작게 설계될 수 있다. 그러나 PRBs 설치 후 짧은 기간 동안 제거효율의 관점에서 제철부산물이 순수철보다 우수하게 나타날 수 있다.
원문구축 및 2018년 이후 자료는 524호에서 직접 열람하십시요.
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