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전기응집 공정을 이용한 Rhodamine B의 제거

Removal of Rhodamine B using Electrocoagulation Process

대한환경공학회지 = Journal of Korean Society of Environmental Engineers, v.31 no.12, 2009년, pp.1081 - 1088  

김동석 (대구가톨릭대학교 환경과학과) ,  박영식 (대구대학교 보건과학부)

초록
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Rhodamine B (RhB)의 제거를 위해 철 전극을 이용한 전기응집 (EC) 공정의 성능에 대해 연구하였다. RhB 제거 효율에 대한 전극 물질 (알루미늄, 철), 전류밀도, NaCl 첨가량, 초기 pH 및 초기 염료 농도와 같은 운전인자의 영향을 연구하였다. 이들 운전 인자에 대한 최적 운전 범위는 실험을 통하여 결정되었다. 희생 전극 물질로서 철 전극의 성능이 알루미늄 전극보다 우수하였다. 최적 전기분해 시간, 전류밀도, NaCl 첨가량 및 pH는 각각 10 분, 1630 A/$m^2$, 4 g/L 및 중성의 pH 이었다. 최적의 공정 조건하에서 RhB 농도가 230 mg/L인 조건에서 RhB는 효과적으로 제거되었고 (> 93.4%), RhB의 COD도 역시 감소하였다(> 88.9%). RhB의 색도와 COD 제거에 대한 상기 조건에서의 전기 에너지 소비량은 각각 10.3 and 10.8 kWh/kg RhB으로 나타났다. 전기응집 공정은 RhB와 같은 염색폐수 처리에 효과적인 것으로 나타났다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The performance of a electrocoagulation (EC) process was examined for the removal of Rhodamine B (RhB) using iron electrode. The effects of operational parameters such as electrode material (aluminum and iron), current density, NaCl dosage, intial pH and initial dye concentration on RhB removal effi...

주제어

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문제 정의

  • 본 연구는 전극 재질에 따른 제거효율, 전원공급 시간, 전류밀도, 초기 NaCl 농도, pH 및 RhB 농도의 변화에 따른 실험을 수행하여 전기응집 공정의 적용을 위한 최적 인자를 도출하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
일반적으로 화학적 폐수 처리에 있어 어떤 공정을 많이 사용하고 있는가? 일반적으로 화학적 폐수 처리에 있어 알루미늄염이나 철염 등의 화학약품을 주입하는 화학응집 공정을 많이 사용하고 있다. 그러나 이러한 약품주입이 필요한 화학응집 공정은 약품및 에너지 등의 운전비가 많이 소요되며, 응집 공정의 결과 발생하는 슬러지의 처리에 많은 비용이 들고 있어 이에 대한 개선이 필요하다.
전기응집 반응에 전해질이 필요한 이유는? 전기응집 반응은 전극에 전류가 원활히 흐르기 위해서는 전해질이 필요한데, 폐수 자체에 전해질을 함유하고 있는 경우 처리효율이 좋은 것으로 알려져 있다.11) 염색폐수와 같은 산업폐수에는 Cl- , SO42- 및 PO42- 등과 같은 무기 음이온들이 많이 존재하는 것으로 알려져 있어,12) 염색폐수의 처리에 전기응집 공정의 적용이 충분하다고 판단되어 모델 염색폐수로써 발암성 염료인 Rhodamine B (RhB)를 난분해성 폐수인 염료 폐수를 처리하는 방안에 대하여 모색하였다.
화학약품을 주입하는 화학응집 공정의 단점은 무엇인가? 일반적으로 화학적 폐수 처리에 있어 알루미늄염이나 철염 등의 화학약품을 주입하는 화학응집 공정을 많이 사용하고 있다. 그러나 이러한 약품주입이 필요한 화학응집 공정은 약품및 에너지 등의 운전비가 많이 소요되며, 응집 공정의 결과 발생하는 슬러지의 처리에 많은 비용이 들고 있어 이에 대한 개선이 필요하다.1,2) 김 등3)은 TiO2 폐수 처리시 응집제인 황산알루미늄을 사용하는 것보다 알루미늄 전극을 이용한 전기 응집 공정의 TiO2 처리율이 높았다고 보고함으로써 전기응집 공정이 화학응집 공정을 대체할 수 있다는 것을 보여주었다.
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참고문헌 (35)

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