NH₃와 H₂S는 집중적인 축산 운영에서 배출되는 주요 유해 악취물질로, 동시 제거에 대해 서로 다른 도전 과제를 제시한다. 본 연구는 2단계 수열탄화(HTC) 및 열분해 공정을 통해 양돈 분뇨에서 유래한 피로차(pyrochars)를 이용한 새로운 적층형 여과 시스템을 평가한다. 350 °C에서 제조한 차(PMB350)와 550 °C에서 제조한 차(PMB550)는 상이한 물리화학적 특성을 보였다. 열분해 온도를 증가시키면 BET 표면적(27.94~90.00 m2 g−1)과 알칼리도(pH 8.59~9.80)는 증가한 반면, 산소화된 표면 작용기의 존재는 감소하였다. 단일가스 고정층 시험(100 ppm; 100 mL min−1)에서 PMB350은 PMB550(4.86 mg g−1)보다 높은 NH3 용량(7.10 mg g−1)을 나타냈는데, 이는 표면 NH4+ 형성을 위한 Brønsted 산-염기 포획과 일치한다. 반대로 PMB550은 PMB350(2.54 mg g−1)보다 실질적으로 더 높은 H2S 용량(9.70 mg g−1)을 보였으며, 이는 기공 발달과 광물/알칼리 부위의 복합적 영향이 반영된 결과이다. 적층 베드(각 0.25 g + 0.25 g)는 혼합가스 성능(NH3 + H2S, 각각 100 ppm)을 제공하였고, 베드 순서에 따라 H₂S 용량이 7.15~7.60 mg g−1로 나타났다. X선 광전자분광법(XPS) 분석은 공동 흡착된 NH3가 표면 활성화제 역할을 하여, 산성 상류 층(PMB350)에서 H2S의 황산염으로의 산화 전환을 촉진하고, 알칼리성 하류 층(PMB550)에서 황의 광물화를 증대시키는 것으로 나타났다. 이러한 상승효과는 흡착된 NH3가 H2S의 해리를 돕는 현장(in situ) 표면 알칼리화 메커니즘에 기인한다고 설명된다. 본 연구 결과는 보완적인 산-염기 특성을 갖는 흡착제를 공간적으로 배열함으로써 협동적 화학 상호작용을 활용할 수 있으며, 복합 악취 저감을 위한 지속가능하고 고효율의 전략을 제공함을 시사한다.

본 연구는 지오폴리머 콘크리트에서 매립폐기물 소각 비산재(MSWIFA)의 활용 가능성을 탐색하고, 압축강도 및 중금속 용출성을 중심으로 평가하였다. MSWIFA는 중국 선전의 폐기물 소각 시설에서 수거하였으며, 용해성 염을 제거하기 위해 세척 전처리를 수행하였다. 지오폴리머 콘크리트는 세척한 또는 세척하지 않은 MSWIFA를 혼입하여 제조하고, 서로 다른 pH 조건(2.88, 4.20, 10.0)에서 시험하였다. 최적 압축강도는 Si/Al 비 1.5, 물/Na 비 10, 그리고 모래-바인더 비 0.6에서 달성되었다. 세척 전처리는 압축강도를 유의하게 향상시켰으며, 특히 알칼리 조건에서 효과가 두드러졌다. GP-WFA(세척한 MSWIFA)는 GP-FA(세척하지 않은 MSWIFA) 대비 압축강도가 각각 49.6% 및 21.3% 증가하였고, 또한 GP-WFA의 압축강도는 41.7 MPa로서 대조군(GP-control) 43.7 MPa와 유사한 수준이었다. 용출 시험 결과, 산성 조건(pH 2.88)은 중금속 용출을 촉진하였으며, 용출 시간에 따라 용출량이 증가하였다. 반면 알칼리성 환경은 중금속의 용출성을 유의하게 감소시켰다. 이러한 결과는 특히 알칼리 조건에서 세척된 MSWIFA를 지오폴리머 콘크리트에 활용함으로써 지속가능한 건설 실천을 촉진할 수 있음을 시사한다.

NH₃와 H₂S는 집중적인 축산 운영에서 배출되는 주요 유해 악취물질로, 동시 제거에 대해 서로 다른 도전 과제를 제시한다. 본 연구는 2단계 수열탄화(HTC) 및 열분해 공정을 통해 양돈 분뇨에서 유래한 피로차(pyrochars)를 이용한 새로운 적층형 여과 시스템을 평가한다. 350 °C에서 제조한 차(PMB350)와 550 °C에서 제조한 차(PMB550)는 상이한 물리화학적 특성을 보였다. 열분해 온도를 증가시키면 BET 표면적(27.94~90.00 m2 g−1)과 알칼리도(pH 8.59~9.80)는 증가한 반면, 산소화된 표면 작용기의 존재는 감소하였다. 단일가스 고정층 시험(100 ppm; 100 mL min−1)에서 PMB350은 PMB550(4.86 mg g−1)보다 높은 NH3 용량(7.10 mg g−1)을 나타냈는데, 이는 표면 NH4+ 형성을 위한 Brønsted 산-염기 포획과 일치한다. 반대로 PMB550은 PMB350(2.54 mg g−1)보다 실질적으로 더 높은 H2S 용량(9.70 mg g−1)을 보였으며, 이는 기공 발달과 광물/알칼리 부위의 복합적 영향이 반영된 결과이다. 적층 베드(각 0.25 g + 0.25 g)는 혼합가스 성능(NH3 + H2S, 각각 100 ppm)을 제공하였고, 베드 순서에 따라 H₂S 용량이 7.15~7.60 mg g−1로 나타났다. X선 광전자분광법(XPS) 분석은 공동 흡착된 NH3가 표면 활성화제 역할을 하여, 산성 상류 층(PMB350)에서 H2S의 황산염으로의 산화 전환을 촉진하고, 알칼리성 하류 층(PMB550)에서 황의 광물화를 증대시키는 것으로 나타났다. 이러한 상승효과는 흡착된 NH3가 H2S의 해리를 돕는 현장(in situ) 표면 알칼리화 메커니즘에 기인한다고 설명된다. 본 연구 결과는 보완적인 산-염기 특성을 갖는 흡착제를 공간적으로 배열함으로써 협동적 화학 상호작용을 활용할 수 있으며, 복합 악취 저감을 위한 지속가능하고 고효율의 전략을 제공함을 시사한다.

본 연구는 지오폴리머 콘크리트에서 매립폐기물 소각 비산재(MSWIFA)의 활용 가능성을 탐색하고, 압축강도 및 중금속 용출성을 중심으로 평가하였다. MSWIFA는 중국 선전의 폐기물 소각 시설에서 수거하였으며, 용해성 염을 제거하기 위해 세척 전처리를 수행하였다. 지오폴리머 콘크리트는 세척한 또는 세척하지 않은 MSWIFA를 혼입하여 제조하고, 서로 다른 pH 조건(2.88, 4.20, 10.0)에서 시험하였다. 최적 압축강도는 Si/Al 비 1.5, 물/Na 비 10, 그리고 모래-바인더 비 0.6에서 달성되었다. 세척 전처리는 압축강도를 유의하게 향상시켰으며, 특히 알칼리 조건에서 효과가 두드러졌다. GP-WFA(세척한 MSWIFA)는 GP-FA(세척하지 않은 MSWIFA) 대비 압축강도가 각각 49.6% 및 21.3% 증가하였고, 또한 GP-WFA의 압축강도는 41.7 MPa로서 대조군(GP-control) 43.7 MPa와 유사한 수준이었다. 용출 시험 결과, 산성 조건(pH 2.88)은 중금속 용출을 촉진하였으며, 용출 시간에 따라 용출량이 증가하였다. 반면 알칼리성 환경은 중금속의 용출성을 유의하게 감소시켰다. 이러한 결과는 특히 알칼리 조건에서 세척된 MSWIFA를 지오폴리머 콘크리트에 활용함으로써 지속가능한 건설 실천을 촉진할 수 있음을 시사한다.