본 연구는 잔류의약품의 제거를 위한 오존처리의 연구로서 정수처리장 여과수에서 Caffeine (CFE)과 Mefenamic acid (MFA)의 제거와 더 정확하고 활용 가능한 오존 반응속도상수 kR을 산출할 수 있는 수정된 방법을 제안 하기위해 수행하였다. 수정된 방법은 실제 오존주입량과 여과수의 수질인자와 오존과의 빠른 속도의 반응을 대표하는 순간오존요구...
본 연구는 잔류의약품의 제거를 위한 오존처리의 연구로서 정수처리장 여과수에서 Caffeine (CFE)과 Mefenamic acid (MFA)의 제거와 더 정확하고 활용 가능한 오존 반응속도상수 kR을 산출할 수 있는 수정된 방법을 제안 하기위해 수행하였다. 수정된 방법은 실제 오존주입량과 여과수의 수질인자와 오존과의 빠른 속도의 반응을 대표하는 순간오존요구량 (ID)의 차를 초기오존주입량으로 간주하여 결정된 CT값으로부터 산출한다. 모든 오존처리 실험은 pH 7 과 20℃의 조건에서 수행되었다.
우선 여과수를 1, 2, 3, 4 mg/L의 오존농도로 처리하여 ID를 측정했다. 그 결과는 각각 0.112, 0.285, 0.518, 0.521 mg/L 이었다.
다음은 여과수에 각각 CFE과 MFA를 추가 주입하여 2, 4 mg/L의 오존농도로 처리하여 kR을 산출하였다. MFA가 검출 불가능했기 때문에 4 mg/L의 오존농도에서 MFA의 kR은 산출할 수 없었다. 기존의 방법으로 산출된 CFE과 MFA의 kR은 2와 4 mg/L의 오존농도에 각각 1.46 × 103 L·M-1·s-1, 1.51 × 103 L·M-1·s-1 과 6.72 × 103 L·M-1·s-1 이였고, 제안된 방법으로 산출된 kR은 각각 1.67 × 103 L·M-1·s-1, 1.68 × 103 L·M-1·s-1과 7.44 × 103 L·M-1·s-1이었다.
그 다음은 여과수에 CFE과 MFA를 혼합하여 추가 주입하고 4 mg/L의 오존농도로 처리하여 산출된 kR값의 활용가능성을 평가하였다. 각각의 제거 결과와 kR값으로부터 결정된 CT값들의 합과 실제 CT값을 비교한 결과 15초 이내의 오존접촉시간에서의 두 CT값들은 0.636 mg·min·L-1 와 0.638 mg·min·L-1 으로 거의 일치하였고 이후의 값들은 일치하지 않았다. 그러나 접촉시간 15초까지의 CFE과 MFA에 대한 제거율이 그 오존처리의 최종 제거율에 각각 82%, 93.9% 를 차지하므로 오존주입이 한 번에 이루어지는 경우, 제거율에 대하여 비교적 정확한 예측이 가능하다.
결과적으로, 대상 여과수에 대한 CFE과 MFA의 kR값은 1.68 × 103 L·M-1·s-1 과 7.44 × 103 L·M-1·s-1 으로 결정 되었고, 제안된 방법으로 산출된 kR값은 기존의 kR값과 달리 원수의 수질을 반영하여 주입되는 오존농도에 대하여 안정적이므로 더 정확한 예측이 가능하다. 또한 예측된 결과로부터 CFE과 MFA가 각각 1.1 mg·min·L-1과 0.25 mg·min·L-1의 CT값에서 90%의 제거가 가능한 것으로 밝혀졌다.
본 연구는 잔류의약품의 제거를 위한 오존처리의 연구로서 정수처리장 여과수에서 Caffeine (CFE)과 Mefenamic acid (MFA)의 제거와 더 정확하고 활용 가능한 오존 반응속도상수 kR을 산출할 수 있는 수정된 방법을 제안 하기위해 수행하였다. 수정된 방법은 실제 오존주입량과 여과수의 수질인자와 오존과의 빠른 속도의 반응을 대표하는 순간오존요구량 (ID)의 차를 초기오존주입량으로 간주하여 결정된 CT값으로부터 산출한다. 모든 오존처리 실험은 pH 7 과 20℃의 조건에서 수행되었다.
우선 여과수를 1, 2, 3, 4 mg/L의 오존농도로 처리하여 ID를 측정했다. 그 결과는 각각 0.112, 0.285, 0.518, 0.521 mg/L 이었다.
다음은 여과수에 각각 CFE과 MFA를 추가 주입하여 2, 4 mg/L의 오존농도로 처리하여 kR을 산출하였다. MFA가 검출 불가능했기 때문에 4 mg/L의 오존농도에서 MFA의 kR은 산출할 수 없었다. 기존의 방법으로 산출된 CFE과 MFA의 kR은 2와 4 mg/L의 오존농도에 각각 1.46 × 103 L·M-1·s-1, 1.51 × 103 L·M-1·s-1 과 6.72 × 103 L·M-1·s-1 이였고, 제안된 방법으로 산출된 kR은 각각 1.67 × 103 L·M-1·s-1, 1.68 × 103 L·M-1·s-1과 7.44 × 103 L·M-1·s-1이었다.
그 다음은 여과수에 CFE과 MFA를 혼합하여 추가 주입하고 4 mg/L의 오존농도로 처리하여 산출된 kR값의 활용가능성을 평가하였다. 각각의 제거 결과와 kR값으로부터 결정된 CT값들의 합과 실제 CT값을 비교한 결과 15초 이내의 오존접촉시간에서의 두 CT값들은 0.636 mg·min·L-1 와 0.638 mg·min·L-1 으로 거의 일치하였고 이후의 값들은 일치하지 않았다. 그러나 접촉시간 15초까지의 CFE과 MFA에 대한 제거율이 그 오존처리의 최종 제거율에 각각 82%, 93.9% 를 차지하므로 오존주입이 한 번에 이루어지는 경우, 제거율에 대하여 비교적 정확한 예측이 가능하다.
결과적으로, 대상 여과수에 대한 CFE과 MFA의 kR값은 1.68 × 103 L·M-1·s-1 과 7.44 × 103 L·M-1·s-1 으로 결정 되었고, 제안된 방법으로 산출된 kR값은 기존의 kR값과 달리 원수의 수질을 반영하여 주입되는 오존농도에 대하여 안정적이므로 더 정확한 예측이 가능하다. 또한 예측된 결과로부터 CFE과 MFA가 각각 1.1 mg·min·L-1과 0.25 mg·min·L-1의 CT값에서 90%의 제거가 가능한 것으로 밝혀졌다.
A study has been conducted to investigate the removal of pharmaceutical residues, which were Caffeine (CFE) and Mefenamic acid (MFA), with filtered water by using ozonation, and to propose modified method for calculating available kinetic constant kR which is second-order rate constant and represent...
A study has been conducted to investigate the removal of pharmaceutical residues, which were Caffeine (CFE) and Mefenamic acid (MFA), with filtered water by using ozonation, and to propose modified method for calculating available kinetic constant kR which is second-order rate constant and represents the direct and indirect ozone reactions.
The modified method calculated the constants from CT values determined from initial ozone concentration. The initial ozone concentration was calculated from the subtraction of an instantaneous ozone demand (ID), which represents fast reaction between filtered water and ozone, from real initial ozone concentration. All of ozonation experiments were performed in bench-scale at pH 7 and 20 ℃.
First, the IDs for the water properties were determined from ozonation with the filtered water at initial ozone concentration of 1, 2, 3 and 4 mg/L. The IDs of 1, 2, 3 and 4 mg/L were 0.112, 0.285, 0.518 and 0.521 mg/L respectively.
Next, the constants were determined from respective ozonation for added CFE and MFA with the filtered water at initial ozone concentration of 2 and 4 mg/L. The constants of CFE and MFA at initial ozone concentration of 2 mg/L and 4 mg/L from the established method were 1.46 × 103 L·M-1·s-1, 1.51 × 103 L·M-1·s-1 and 6.72 × 103 L·M-1·s-1 respectively. On the other hand, the constants from the modified method were 1.67 × 103 L·M-1·s-1, 1.68 × 103 L·M-1·s-1 and 7.44 × 103 L·M-1·s-1 respectively. The constants of MFA at 4mg/L were not able to determine due to MFA was not detectable.
Then, the application of the calculated constants was evaluated from ozonation for added mixture of CFE and MFA with the filtered water at initial ozone concentration of 4 mg/L. the comparison the real CT values with the sum of CT values determined from each of the removal results and kR were that the CT values of the contact time with ozone within 15 seconds were nearly accorded as 0.636 mg·min·L-1 and 0.638 mg·min·L-1, but the CT values of the contact time after 15 seconds were not accorded. However, the removal rate of the contact time within 15 seconds was that CFE and MFA were 82 and 93.9% of total removal rate for the ozonation respectively. Therefore, the calculated constants could be used to apply relatively exact prediction for the removal rate in the case of injection for ozone at a time.
As a result, the kR of CFE and MFA for filtered water in the study were determined as 1.68 × 103 L·M-1·s-1 and 7.44 × 103 L·M-1·s-1 respectively. The calculated constants from the modified method were stable for the initial ozone concentration because the modified method considered ID which is changed according to initial ozone concentration and reflects water properties, so application of the modified method can be helpful for more accurate prediction. In addition, ozonation removed 90% of caffeine and mefenamic acid within the CT value of 1.1 mg·min·L-1 and 0.25 mg·min·L-1.
A study has been conducted to investigate the removal of pharmaceutical residues, which were Caffeine (CFE) and Mefenamic acid (MFA), with filtered water by using ozonation, and to propose modified method for calculating available kinetic constant kR which is second-order rate constant and represents the direct and indirect ozone reactions.
The modified method calculated the constants from CT values determined from initial ozone concentration. The initial ozone concentration was calculated from the subtraction of an instantaneous ozone demand (ID), which represents fast reaction between filtered water and ozone, from real initial ozone concentration. All of ozonation experiments were performed in bench-scale at pH 7 and 20 ℃.
First, the IDs for the water properties were determined from ozonation with the filtered water at initial ozone concentration of 1, 2, 3 and 4 mg/L. The IDs of 1, 2, 3 and 4 mg/L were 0.112, 0.285, 0.518 and 0.521 mg/L respectively.
Next, the constants were determined from respective ozonation for added CFE and MFA with the filtered water at initial ozone concentration of 2 and 4 mg/L. The constants of CFE and MFA at initial ozone concentration of 2 mg/L and 4 mg/L from the established method were 1.46 × 103 L·M-1·s-1, 1.51 × 103 L·M-1·s-1 and 6.72 × 103 L·M-1·s-1 respectively. On the other hand, the constants from the modified method were 1.67 × 103 L·M-1·s-1, 1.68 × 103 L·M-1·s-1 and 7.44 × 103 L·M-1·s-1 respectively. The constants of MFA at 4mg/L were not able to determine due to MFA was not detectable.
Then, the application of the calculated constants was evaluated from ozonation for added mixture of CFE and MFA with the filtered water at initial ozone concentration of 4 mg/L. the comparison the real CT values with the sum of CT values determined from each of the removal results and kR were that the CT values of the contact time with ozone within 15 seconds were nearly accorded as 0.636 mg·min·L-1 and 0.638 mg·min·L-1, but the CT values of the contact time after 15 seconds were not accorded. However, the removal rate of the contact time within 15 seconds was that CFE and MFA were 82 and 93.9% of total removal rate for the ozonation respectively. Therefore, the calculated constants could be used to apply relatively exact prediction for the removal rate in the case of injection for ozone at a time.
As a result, the kR of CFE and MFA for filtered water in the study were determined as 1.68 × 103 L·M-1·s-1 and 7.44 × 103 L·M-1·s-1 respectively. The calculated constants from the modified method were stable for the initial ozone concentration because the modified method considered ID which is changed according to initial ozone concentration and reflects water properties, so application of the modified method can be helpful for more accurate prediction. In addition, ozonation removed 90% of caffeine and mefenamic acid within the CT value of 1.1 mg·min·L-1 and 0.25 mg·min·L-1.
AI-Helper
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.