참고로 보세요..... 출처를 몰라....
Ⅱ. 액상에서의 활성탄 응용
1. 개 요
수처리 공정 중 활성탄에 의한 유기물질 제거는 통상 TOC, COD 등 전반적인 유기물질 농도지표로서 표시되어 왔으나 이는 단지 처리를 목표로 하는 물질농도의 추정에 불과하다. 과거에는 활성탄 흡착은 주로 상수도에서 맛, 냄새 또는 색도의 제거 목적으로 사용되어 왔으나 근래에는 도시 및 산업폐수, 농약유입등에 기인한 합성유기물질, THM등 염소살균 부산물 및 이러한 부산물 생성의 원인이 되는 부식질과 같은 유기물질의 제거가 주요처리 목표가 되는 방향으로 전환되고 있다. 부록1에 각종 유기화합물의 흡착특성을 나타내었다.
특히, 고품질 수질을 원하는 반도체공장등의 순수처리시 활성탄 역할은 여러면에서 중요성을 갖는다. 순수처리시 이온교환수지의 성능 저하에 큰 영향을 미치는 잔류염소와 유기물 제거는 중요한 문제이다. 원수중 잔류염소 존재시 이온교환수지의 산화로 파쇄(가교결합이 끊어짐)되며 효율이 저하되고 압력손실이 증가하게 되므로 잔류염소농도는 0.1ppm 이하로 유지관리 되어야 한다. 또한 원수중 유기물 존재시는 흡착 또는 이온교환반응에 의해 이온교환수지는 오염이 되어 수세수의 사용량 증가, 처리수의 수질악화, 처리수의 산성으로 변화, SiO2의 조기 누출 등 여러가지 문제가 발생하게 되므로 처리한 수질의 COD 농도는 1ppm 이하로 유지하여야 한다. 이러한 면에서 활성탄 처리는 필수공정으로 선택되어야 한다.
2. 수처리의 활성탄 용도
1) 상수도 : 정수장내 유기물, COD, Phenol, 세제류, 농약류등 제거 및 탈색, 탈취
2) 정 수 : 음용및 식품공업, 공업용수에서 유기물, 잔류염소, 기타 이물질 제거
3) 초순수 : 반도체 공업등 초순수 제조시 이온교환수지, 멤브레인 보호
4) 폐 수 : 하수.오수, 산업폐수 처리시 COD, BOD, ABS, Phenol등 유해물질 제거
5) 촉매및담체 : 산화, 환원, 탈수소, 이성화, 중합반응등에서 촉매 및 담체
3. 활성탄 흡착장치
3-1. 계획
활성탄 흡착장치 계획은 기존 설비장치와 장래 계획 또는 건설하는 완전히 새로운 장치와의 관련성 및 신뢰성이 있고 그 밖에도 효율이 좋은 처리장치가있고 언제나 고품질의 처리수를 얻을 수 있는 것으로 되지 않으면 안된다. 그러기 위해서는 피처리수의 성상을 충분히 파악해서 활성탄의 흡착특성과 세공분포와 피흡착물질의 분자량 분포와의 관련성 따위에 관해 검토한다. 피처리수의 부하 경감과 활성탄 흡착공정의 위치 일부를 명확히 한다. 즉 피흡착물질의 농도가 높을 경우는 다른 처리법에 의해 충분히 감소시킨 후에 활성탄 흡착처리를 행하는 것이 원칙이다. 사용목적에 의해 가장 적절한 활성탄의 선택과 사용방법을 행하지 않으면 안된다. 그러므로 피흡착물질이 단일성분계인가 다성분계인가를 명확히 하고 평형흡착량과 용액시험의 결과로부터 활성탄의 수명과 접촉시간 따위의 설정조건을 정한다.
이상에서의 여러가지 항목을 충분히 고려해서 활성탄 흡착공정을 계획하는 것이 필요하다.
3-2. 설 계
활성탄의 허용 부하는 원수의 변동, 오탁물질의 제거량, 생물의 작용 및 수량의 부하에 의한 영향이 크다. 입상활성탄을 사용하는 경우는 입자 지름의 영향이 크고 운전방식에 의해 다르지만 일반적으로 고정층에서 8x30 Mesh, 유동층에서 12x40 mesh, 그 밖의 방식에서는 12x30 Mesh가 많이 사용되고 있다.
흡착장치의 설계인자는 평형흡착, 흡착속도, 컬럼시험 등의 결과로부터 실제로 처리해야 될 용액의 최적 조건을 정하는 것이 필요하다.
3-3. 종 류
동력 요구에 따라서 중력식, 가압식
활성탄 형태에 따라서 고정상(Fixed Bed), 하향류 또는 상향류
유동상(Expanded Bed), 상향류
3-4. 설계기준
○ 선속도(Linear Velocity) → 5∼20 m/hr
○ 공간속도(Space Velocity) → 3∼15 1/hr
○ 역류세정속도(Backwashing Velocity) → 25∼50 m/hr
○ 역류세정시간(Backwashing Time) → 5∼20분
○ 흡착장치의 전체 높이 대 직경의 비 → 2 : 1
○ 활성탄층의 높이(Bed Height) → 통상 흡착탑의 직경과 같게함
○ 접촉시간(Contact Time) → 10∼40분
○ 활성탄 소요량은 처리 대상 폐수로 컬럼테스트에 의한 파과곡선을 작성한
다음, 일련의 접근방식으로서 결정하는 것이 가장 정확하다.
○ 흡착장치전에 전처리 여과시설을 두는 것이 활성탄의 흡착능력을 향상시킨다.
○ 역세척이 가능하도록 배관을 설치하여야 한다.
3-5. 용어설명
○ 접촉시간(Contact Time, CT) : 활성탄의 충진량을 처리수량으로 나눈 값
○ 선속도(Linear Velocity, LV) : 활성탄과 물의 접촉을 나타내는 것으로 처리수량을 흡착 장치 단면적으로 나눈 값
○ 공간속도(Space Velocity, SV) : 활성탄층을 통과하는 1시간당 처리수량을 활성탄 용량 으로 나눈 값. 즉,1시간에 충진된 활성탄량의 몇배의 물을 흘려보내는가 하는 통수량이다. 공간속도와 선속도 사이의 관계는 "SV(1/hr) = LV(m/hr) ÷ BH(m)"이다.
○ 활성탄 층고(Bed Height, BH) : 활성탄층이 두터울 경우, 탄층의 압력손실이 크게 되기 때문에 운전수위를 높게 취할 필요가 있어서 흡착장치의 높이가 커지며, 활성탄층 높이를 낮게하여 일정의 접촉시간을 유지하면 흡착탑의 면적이 커진다. 이와 같이 활성탄층 높이는 흡착장치 크기를 결정하는데 중요한 인자이다. 즉, "BH = LV x CT"으로 구할 수 있다.