활성탄의 다기능적 응용을 통한 막 수처리

활성탄은 식수 정화 및 산업 폐기물 처리에 중요한 역할을 합니다.수처리 그 고유한 물리적, 화학적 특성으로 인해 다른 분야에서도 활용됩니다. 주요 기능은 다음과 같습니다.

오염물질 흡착 및 제거: 활성탄은 500~1500m²/g의 비표면적과 2~3nm의 평균 미세 기공 직경을 가지고 있습니다. 활성탄은 물 속의 콜로이드 물질을 60~80%, 유기물(휴믹산, 리그닌 설폰산 등)을 47~60%, 철 이온을 50%까지 흡착할 수 있습니다. 예를 들어, 한 화학 공장에서 활성탄을 여과에 사용한 후, 폐수 COD(화학적 산소 요구량)가 120mg/L에서 50mg/L로 58% 감소했습니다.

화학적 산화 및 탈염소화: 활성탄 표면에는 수산기 및 카르복실기와 같은 기능기가 풍부하여 화학적 흡착 및 촉매 작용을 통해 유리 염소를 분해할 수 있습니다. 실험 데이터에 따르면 잔류 염소 제거율은 95%를 초과합니다. 반응 과정에서 염소(Cl₂)는 가수분해되어 차아염소산(HClO)을 생성하고, 이는 활성탄의 촉매 작용 하에 염산(HCl)과 새로운 생태 산소([O])로 분해됩니다. 이 산소는 탄소와 반응하여 이산화탄소를 생성하고 시스템 외부로 배출됩니다. 반응식은 다음과 같습니다.

이온 교환 수지 보호: 담수화 공정에서, 활성탄 필터 양이온 교환기 앞에 설치되는 경우가 많은데, 이는 유리 염소의 90% 이상과 유기물의 60%를 차단하여 수지 산화 실패 및 강알칼리성 수지의 유기 오염을 방지할 수 있습니다.