본 연구에서는 독성 3가 비소의 효율적인 처리를 위한 여과시스템 구성조건을 찾기 위해 모래표면에 산화망간이 코팅된 MCS(Manganese-coated sand)와 산화철이 코팅된 ICS(Iron-coated sand)를 여과재질로 사용하여 MCS 단층, ICS 단층 그리고 ICS와 MCS의 충전비를 달리한 여러 칼럼반응기내에서의 비소 산화 및 흡착실험을 실시하였다. MCS 만을 사용한 경우 다른 반응기에서 보다 빨리 비소의 파과가 시작되었지만 유출수내의 비소는 대부분 AS(V)로서 MCS가 3가 비소를 효과적으로 산화시킴을 알 수 있었다. 반면 ICS 만을 사용한 경우 3가 비소의 산화는 확인되지 않았지만 총 비소의 파과시간은 MCS 만을 사용한 것보다 5배 이상 지연되어 나타났다. 완전파과가 이루어졌을 때 1 kg의 ICS에 의해 제거된 3가 비소는 36.1 mg이었다. MCS와 ICS를 병합 사용한 칼럼반응기의 최적 구성조건 도출을 위해 ICS의 충전량은 고정시키고 세가지 다른 ICS/MCS 비 조건에서 칼럼실험을 실시하였다. ICS/MCS 충전비의 변화에도 불구하고 비소의 파과시간은 비슷하였지만 ICS/MCS 충전비가 감소할수록 비소 파과곡선이 상대적으로 완만하게 나탄났다. 그리고 ICS/MCS 충전비가 감소할수록 유출수내의 3가 비소농도는 점차 낮아졌으며 ICS와 MCS를 동일량 충전시킨 칼럼의 유출수내 3가 비소 농도는 모든 반응시간대에서 50 ppb 이하로 존재하였다. 이것은 3가 비소 산화효율은 MCS 충전량과 관계가 있음을 제시하는 것이다. 동일량의 ICS와 MCS를 충전시킨 칼럼반응기에 의한 비소제거량을 여과재질의 다위 kg당으로 환산하면 68.5 mg에 해당하였다.
Removal efficiency of As(III) through oxidation and adsorption in column reactors was investigated at different ratios of manganese-coated sand(MCS) and iron-coated sand(ICS) : MCS-alone, ICS-alone and both of ICS and MCS. The breakthrough of arsenic immediately occurred from a column reactor with MCS-alone. However, most of the arsenic present in the effluent was identified as As(V) due to the oxidation of As(III) by MCS. While five-times delayed breakthrough of arsenic was observed from a column reactor with ICS-alone. At a complete breakthrough of arsenic, the removed As(III) was 36.1 mg with 1 kg ICS. To find an optimum ratio of ICS and MCS in the column packed with both ICS and MCS, the removal efficiency of As(III) was investigated at three different ratios of ICS/MCS with a fixed amount of ICS. The breakthrough time of arsenic was quite similar in the different ratios ICS/MCS. However, much slower breakthrough of arsenic was observed as the ratio of ICS/MCS decreased. As the ratio of ICS/MCS decreased the concentration of As(III) in the effluent decreased and then showed below 50 ppb at an equal amount of ICS and MCS, suggesting more efficient oxidation of As(III) by greater amount of MCS. When a complete breakthrough of arsenic occurred, the removed total arsenic with an equal amount of ICS and MCS was 68.5 mg with 1 kg of filter material.
