서 론
문헌 고찰
붕소
- 붕소의 화학적 특성
- 붕소의 위해성
- 붕소농도 측정방법
- SWRO에서의 붕소제거
- 세계붕소매장량 및 국내 수입현황
- BSR의 붕소흡착반응 특성
붕소는 주로 붕산염 광석(붕사 5수화물, 붕사, 콜레마나이트, 유렉사이트 등)에서 발견되는 원소이며 평균 10mg/kg(5~100mg/kg)이 육지에 저장되어 있습니다. 붕소 농도 측정은 다양한 방법을 사용하여 조사되었습니다. 현재까지 주로 연구되거나 사용되는 붕소 제거 방법으로는 이중 통과 RO 및 이온 교환 컬럼이 있습니다.
붕산은 방정식(1)에 표시된 대로 여러 수산기 그룹(폴리올)을 가진 물질과 반응하여 다양한 붕산염 에스테르를 생성합니다(R은 탄화수소 그룹입니다). 사용된 디올의 수산기가 완벽하게 맞아 붕소 사면체를 형성할 때 강한 복합체가 형성됩니다.
국내·외 연구동향
- 국외 연구동향
- 국내 연구동향
2007)은 입자 크기에 따른 흡착 반응의 변화를 관찰하여 입자 크기가 작을수록 표면적이 증가하고 흡착 효율이 증가한다고 보고하였다. 상업용 BSR에 비해 미세입자 BSR의 반응시간은 SWRO 투과수에서는 6배, 해수에서는 10배 단축되었습니다. 특히, SWRO 누출 결과는 역삼투 공정에 적용할 경우 담수 생산 속도를 감소시키지 않고 효과적인 붕소 제거가 달성될 수 있음을 보여줍니다. 상업용 BSR 미립자 BSR. SWRO 투과수에 대한 BSR의 최적 투입량은 두 크기의 BSR 모두 1g/L였으며, 해수에 대한 BSR의 최적 투입량은 세립 BSR의 경우 2g/L, 상업용 BSR의 경우 3g/L이었습니다. 상업용 BSR 미립자 BSR.
해수 붕소 추출 기술을 이용하면 세립 BSR의 경우 한 공정에서 14.3kg/ton의 BSR 붕소를 얻을 수 있습니다. 세분화된 BSR 상업용 BSR 2.81. 이는 BSR의 붕소 선택도가 매우 높으며 흡착 반응을 방해하는 원소가 있지만 전체 효율을 감소시킬 만큼 중요하지는 않음을 나타냅니다. 바닷물에 붕산을 인공적으로 용해시킨 용액.
실험재료 및 방법
실험재료
- 시료채취
- BSR선정 및 가공
실험에 사용된 SWRO 생산수는 한국해양대학교 기계공학과 열교환기 연구실에서 연구 중인 역삼투 파일럿 플랜트에서 생산된 담수이다(그림 3.1). 해수의 경우 한국해양대학교 인근 바다에서 직접 채취하여 실험을 진행하였다. 두 시료의 조성은 해수 성분 중 붕소를 포함하여 상대적으로 농도가 높은 8가지 성분에 대해 분석되었습니다.
본 연구에서 사용된 BSR은 상용 BSR 중 전체 용량이 가장 적합한 상용 BSR인 CRB05를 선정하였다. CRB05는 SWRO 생산수나 해수 등 저농도 붕소 용액에 적합합니다. 믹서 그라인더를 사용하여 미세한 입자로 분무한 후 미세한 입자의 BSR로 테스트되었습니다.
붕소흡착반응
- 반응시간에 따른 붕소흡착
- 진탕속도에 따른 붕소흡착
- BSR 미립자화에 의한 최대붕소흡착량 변화
- 붕소흡착의 방해원소 규명
반응이 완료된 후 여과를 통해 BSR과 시료를 분리하고, 시료의 잔류 붕소 농도를 측정합니다. 붕소 농도는 Azomethine-H 방법 흡광측정법을 사용하여 측정됩니다. 반응이 완료된 후 여과를 통해 BSR과 시료를 분리하고, 시료의 잔류 붕소 농도를 측정합니다.
세 가지 샘플의 성분 농도를 표에 분석했습니다. 반응이 완료된 후 여과를 통해 BSR과 시료를 분리하고, 시료의 잔류 붕소 농도를 측정합니다.
붕소탈착반응
- 탈착용매 최적농도 결정
- 탈착용매 최적부피 결정
붕소석출
- 가열·농축에 의한 붕소화합물 석출
- 알칼리화에 의한 붕소화합물 석출
BSR의 재생 및 재사용
두 시료의 성분분석 결과, SWRO에서 생산된 물의 경우 해수 중 용해된 물질이 대부분 제거된 것으로 분석되었으며, 특히 Cl의 농도가 기준치보다 낮은 것으로 분석되었다 10ppb 검출. ICP-AES의 세립 BSR의 경우 상용 BSR에 비해 표면의 복합체화 반응이 매우 빠르게 진행되는 것으로 나타났다. BSR의 붕소 흡착은 샘플을 흔들었을 때만 효율적인 것으로 나타났습니다.
두 가지 크기의 BSR을 모두 해수에 적용할 경우 해수 속의 흐름에 따른 진동속도로 인해 효율이 저하될 우려가 없으나, 역삼투압 공정에 적용할 경우 액체의 흐름이 빠르지 않으므로 바닷물을 휘젓는 방법을 찾는 것이 필요해 보인다. . 상업용 BSR 미립자 BSR. BSR 원자화에 따른 BSR 투입량은 해수에 따라 크게 달라지는 것으로 나타났다.
실험결과 및 고찰
실험재료 분석
- SWRO 생산수 및 해수의 성분분석
- 미립자화한 BSR의 입도분석
해수 중 붕소 농도의 경우 지역에 따라 약간의 차이가 있으며, 본 연구에 사용된 해수 시료의 붕소 농도는 분석 결과 4.43ppm으로 나타났다. SWRO 생산수와 해수의 성분분석 결과는 Table 4.1과 같다. CRB05의 물리적 특성은 표 4.2에 나와 있습니다.
그림은 분쇄하여 얻은 미립자 BSR의 입도 분석 결과를 보여줍니다.
붕소흡착반응
- 반응시간에 따른 붕소흡착
- 진탕속도에 따른 붕소흡착
- BSR투입량에 따른 붕소흡착
- BSR 미립자화에 의한 최대붕소흡착량 변화
- 붕소흡착의 방해원소 규명
이는 BSR의 표면적이 증가할수록 붕소 착물화 반응량이 증가함을 의미한다. 미세입자 BSR의 최대 흡착량이 기존 BSR 대비 3배 이상 증가하였습니다. 해수로부터 붕소 회수 기술을 활용하면 세립 BSR의 경우 한 공정에서 14.3kg/ton의 BSR 붕소를 회수할 수 있습니다.
이 실험의 결과는 해수에서 붕소 흡착 반응을 방해하는 원소를 식별하고 BSR이 붕소에 대해 얼마나 높은 선택성을 갖는지 보여주기 위한 것입니다. 이는 BSR의 붕소 선택성이 매우 높으며, 흡착 반응을 방해하는 원소가 존재하더라도 전체 효율을 감소시킬 만큼 중요하지 않음을 보여줍니다.
붕소탈착반응
- 탈착용매 최적농도 결정
- 탈착용매 최적부피 결정
붕소석출
- 가열·농축에 의한 붕소화합물 석출
- 알칼리화에 의한 붕소화합물 석출
An empirical model for kinetics of boron removal from boron-containing wastewater by ion exchange in a batch reactor. 2009) Prediction of boron transport through seawater reverse osmosis membranes using solution-diffusion model. 2008) Removal of boron from SWRO permeate by boron-selective ion exchange resins containing N-methylglucamine groups. 2006) Removal of Boron from Aqueous Solutions by a Hybrid Ion Exchange Membrane Process. 2004) Removal and Recovery of Boron from Geothermal Wastewater by Selective Ion Exchange Resins - II, Field Tests.
Boron removal from seawater reverse osmosis permeate. 2009) Effect of pH and ionic strength on boron removal by RO membranes. 2008). Boron removal from aqueous solutions by ion exchange resin: batch studies. 2007) Comparison of various polymeric sorbents for selective boron removal from reverse osmosis permeate. 2000) Analysis of the influence of pH and pressure on the elimination of boron in reverse osmosis.
BSR의 재생 및 재사용
