활성탄 흡착 지하수 5000 m3 벤젠 농도 35 mg/L 2 mg/L 저감

활성탄 흡착 지하수 5000 m3 벤젠 농도 35 mg/L 2 mg/L 저감

 

 

활성탄 흡착을 통해 지하수 5000 m3의 벤젠 농도를 35 mg/L에서 2 mg/L로 저감하고자 할 때, 필요한 활성탄의 양(kg)은? (단, Freundlich 흡착등온식 이용, K는 0.4, n은 0.5)

 

 

59. 활성탄 흡착을 통해 지하수 5000m3의 벤젠 농도를 35mg/L에서 2mg/L로 저감하고자 할 때, 필요한 활성탄의 양(kg)은? (단, Freundlich 흡착등온식 이용, K는 0.4, n은 0.5)

① 24

② 103

③ 412

④ 588

 

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흡착 등온식 (Freundlich 등온식)

Freundlich adsorption isotherm

X / M = KC^(1/n)

> X: 흡착된 오염물(피흡착제, 피흡착물)의 질량

> M: 활성탄(흡착제)의 질량

> C: 흡착이 평형상태에 도달했을 때

용액내에 남아있는 피흡착물의 농도

> K: 상수

> n: 상수 (0~1 값)

( 참고 https://ywpop.tistory.com/22024 )

 

 

 

(5000 m3) (1000 L / 1 m3) = 5×10^6 L

---> 지하수의 부피 = 용액의 부피

 

 

 

“용액의 농도 × 용액의 부피 = 용질의 양” 이므로,

( 참고 https://ywpop.tistory.com/7787 )

 

흡착된 벤젠의 질량(X)을 계산하면,

(35 mg/L – 2 mg/L) (5×10^6 L) = 1.65×10^8 mg

 

(1.65×10^8 mg) (1 kg / 10^6 mg) = 165 kg

 

 

 

X / M = KC^(1/n)

 

활성탄의 질량, M = X / KC^(1/n)

= 165 kg / [0.4 × (2 mg/L)^(1/0.5)]

= 165 / [0.4 × 2^(1/0.5)]

= 103.125 kg

 

 

 

답: ② 103

 

 

 

 

[키워드] Freundlich 흡착 등온식 기준, Freundlich 기준