선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 그러나 수온이 낮아지는 경우에는 부착 미생물의 활성도가 저하되어 처리효율이 떨어지고 미생물이 유출될 가능성의 문제점이 있다. 따라서 본 연구에서는 온도에 영향을 받지 않으면서 UV Lamp 조사에 의해 생성되는 오존(O3)과 오존의 분해과정에서 생성되는 OH 라디칼 (Hydroxyl radical)의 산화력을 이용한 소독과 촉매의 흡착능력을 동시에 활용하고 최적의 조합을 통한 난분해성 유기물질을 다량 포함하고 있는 산업폐수의 재이용에 적합한 실 규모 Pilot Plant 의 고급산화반응조 조합을 찾고자 한다.
- 본 Os/Catalyst 처리 공정은 UV/Catalyst 공정과 UV 없이 단순 Os 과 촉매만으로 처리가 가능한지와 각각의 처리 효율을 비교하기 위하여 실시하였다. UV/Catalyst 처리 공정실험과 같이 Anatase 형태의 TiO?와 M1O2, FezOs, 그리고 흡착능력을 향상시키기 위하여 제올라이트와 알루미나를 혼합하여 만든 직경이 4~5 mm 정도의 Ball-type 촉매를 사용하여 대상폐수의 처리 실험을 실시하여 처리 효율을 조사하였다.
- 이는 기초실험에 의하면 6시간 이후에는 거의 모든 항목에서 처리효율 변화가 미미하였기에 효율적인 실험을 위하여 적정 HRT 를 6시간으로 적용 실험하였다. 본 실험은 최적의 고급산화공정의 조합을 위한 실험으로 대상폐수 CODCr 과 색도의 제거율을 비교 분석하여 최적의 고급산화공정 조합을 도출하였다.
제안 방법
- 또한, 활성촉매량과 입상 활성탄은 각각 6 L를 사용하였다. I 폐수종말처리장 유출수에 UV조사와 O3 주입, 촉매를 주입하여 회 분식으로 운전을 실시하였고, 산업폐수내 유기물과 색도를 위주로 처리 효율을 비교 분석하였다. 유기물 처리 효율로는 CODCr 제거 효율을 가지고 판단하였으며 Standard Method에 준하여 실시하였으며 색도 측정은 HACH 사의 DR-2500을 이용하여 분석하였다.
- 이용하였다. Lab Scale 실험 장치의 재질은 아크릴로 직경 100 mm, 높이 1 m의 원통형으로 제작하였다, 광원으로 사용되는 UV-Lamp 는 석영관에 삽입되어 반응조 중심에 위치시켜 전 영역에 걸쳐 UV 가 균일하게 조사될 수 있도록 하였다. 산화반응에 필요한 공기 및 오존(O3)을 주입하기 위하여 반응기 하부에 공기주입장치 및 산기석, 오존 (O3)발생기를 이용하였으며, 유입수가 반응조 내에 골고루 분사될 수 있도록 분사 노즐 2개를 설치하였다.
- UV 단독공정에서 볼 수 있듯이 단순 광에너지와 램프에서 발생된 오존(O3)을 가지고 OH 라디칼(Hydroxyl radical) 을 발생시켜 대상폐수를 처리시 낮은 처리효율을 보완하기 위하여 오염물질과 OH 라디칼(Hydroxyl radical)의 접촉 시간을 높이기로 하였다. 활성탄을 이용하여 활성탄에 흡착된 오염물질과 OH 라디칼(Hydroxyl radical)의 접촉시간 및 접촉면적을 높여 실험을 실시하였다.
- UV/O3/Catalyst/AC 고급산화공정을 바탕으로 대상 폐수를 처리하였을 때 최적의 공정을 도출하고자, UV, O3, UV/활성탄, UV/Catalyst, O3/Catalyst, UV/O3/Catalyst/ 등 총 6개 공정에 대한 비교 실험을 실시하였고 본 연구를 위해 I 폐수종말처리장 유출수를 가지고 실폐수 적용 실험을 해본 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.
- 본 연구를 수행하기 위해 다양한 산업폐수가 유입되고 있는 I 폐수종말처리장 유출수를 대상폐수로 이용하였으며 (Table 2) 고급산화반응에 악영향을 끼치는 SS제거를 위해 UF막으로 전처리를 실시하였다. 최적의 고급산화반응 조를 구성하기 위하여 UV/O3/Catalyst/AC 고급산화공정을 바탕으로 대상폐수를 처리하고자, UV, O3, UV/활성탄, UV/ Catalyst, O3/Catalyst, UV/O3/Catalyst/ 등 총 6개 공정에 대한 비교 실험을 실시하였다.
- 흡착력을 극대화 시키고 있다. 본 연구에서는 새로운 촉매를 이용하여 UV/Catalyst 처리 공정과 Os/Catalyst 처리공정 실험에서 알 수 있듯이 고급산화반응조의 폐수처리를 위해서는 충분한 광 조사와 OH 라디칼(Hydroxyl radical) 생성을 최대로 극대화했으며, 접촉면적과 접촉시간을 최대한 늘려 주도록 하였다. 본 공정은 활성탄을 사용한 AOP 공정과 달리 OH 라디칼(Hydroxyl radical) 생성이 Catalyst 에 포함되어 있는 MnOz 와 FezOs 에 의해서도 촉진되어 처리효율을 증가시켜주는 역할을 하고 있어 기존의 AOP 공정보다 효과적이라 할 수 있다.
- 최적의 고급산화반응 조를 구성하기 위하여 UV/O3/Catalyst/AC 고급산화공정을 바탕으로 대상폐수를 처리하고자, UV, O3, UV/활성탄, UV/ Catalyst, O3/Catalyst, UV/O3/Catalyst/ 등 총 6개 공정에 대한 비교 실험을 실시하였다. 비교 실험의 반응시간(HRT) 은 6시간으로 하였다. 이는 기초실험에 의하면 6시간 이후에는 거의 모든 항목에서 처리효율 변화가 미미하였기에 효율적인 실험을 위하여 적정 HRT 를 6시간으로 적용 실험하였다.
- Lab Scale 실험 장치의 재질은 아크릴로 직경 100 mm, 높이 1 m의 원통형으로 제작하였다, 광원으로 사용되는 UV-Lamp 는 석영관에 삽입되어 반응조 중심에 위치시켜 전 영역에 걸쳐 UV 가 균일하게 조사될 수 있도록 하였다. 산화반응에 필요한 공기 및 오존(O3)을 주입하기 위하여 반응기 하부에 공기주입장치 및 산기석, 오존 (O3)발생기를 이용하였으며, 유입수가 반응조 내에 골고루 분사될 수 있도록 분사 노즐 2개를 설치하였다. Fig.
- 오염물질과 접촉시간 및 면적을 최대한 높이면서 좀 더 많은 양의 OH 라디칼(Hydroxyl radical)을 발생시켜 산화력을 극대화하고자 Anatase 형태의 TiO2와 MnO2, FezOs, 그리고 흡착능력을 향상시키기 위하여 제올라이트와 알루미나를 혼합하여 만든 직경이 4~5 mm 정도의 Ball-type 촉매에 단순 UV 를 조사하면서 오염물질의 제거 실험을 실시하였다. 본 실험을 통한 대상폐수의 CODCr 와 색도의 제거율을 Fig.
- 같이 Anatase 형태의 TiO?와 M1O2, FezOs, 그리고 흡착능력을 향상시키기 위하여 제올라이트와 알루미나를 혼합하여 만든 직경이 4~5 mm 정도의 Ball-type 촉매를 사용하여 대상폐수의 처리 실험을 실시하여 처리 효율을 조사하였다. 본 실험을 통한 대상폐수의 CODCr 와 색도의 제거율은 Fig.
- 비교 실험의 반응시간(HRT) 은 6시간으로 하였다. 이는 기초실험에 의하면 6시간 이후에는 거의 모든 항목에서 처리효율 변화가 미미하였기에 효율적인 실험을 위하여 적정 HRT 를 6시간으로 적용 실험하였다. 본 실험은 최적의 고급산화공정의 조합을 위한 실험으로 대상폐수 CODCr 과 색도의 제거율을 비교 분석하여 최적의 고급산화공정 조합을 도출하였다.
- 전처리를 실시하였다. 최적의 고급산화반응 조를 구성하기 위하여 UV/O3/Catalyst/AC 고급산화공정을 바탕으로 대상폐수를 처리하고자, UV, O3, UV/활성탄, UV/ Catalyst, O3/Catalyst, UV/O3/Catalyst/ 등 총 6개 공정에 대한 비교 실험을 실시하였다. 비교 실험의 반응시간(HRT) 은 6시간으로 하였다.
- 높이기로 하였다. 활성탄을 이용하여 활성탄에 흡착된 오염물질과 OH 라디칼(Hydroxyl radical)의 접촉시간 및 접촉면적을 높여 실험을 실시하였다. 본 실험을 통한 대상 폐수의 COD*와 색도의 제거율을 Fig.
대상 데이터
- 이 Ball-type의 촉매에 물속에 녹아있는 유기화합물을 효과적으로 분해시키기 위해 MnO2 와 Fe2O3 를 첨가하여 제조하였다. 또한 Alumina(Si-AL), 지올라이트 등은 98% 함량 이상의 시약을 사용하였으며, 오존은 OZONIA 사의 Ozone generator를 이용하여 오존을 주입하였다. 또한, 본연구에 사용 장착된 UV-Lamp는 254 nm 파장이 주로 방출되는 UV-C Lamp(65W)와 단순 UV만을 방출하는 일반 UV Lamp(65W)를 사용하였다.
- 또한 Alumina(Si-AL), 지올라이트 등은 98% 함량 이상의 시약을 사용하였으며, 오존은 OZONIA 사의 Ozone generator를 이용하여 오존을 주입하였다. 또한, 본연구에 사용 장착된 UV-Lamp는 254 nm 파장이 주로 방출되는 UV-C Lamp(65W)와 단순 UV만을 방출하는 일반 UV Lamp(65W)를 사용하였다. Lamp의 사용수명은 9, 000 시간이고, 램프의 주요 물리적 특성은 Fig.
- 본 실험은 주로 254 nm의 중심파장을 가지는 65W UV lamp 1개를 사용하였으며, 공기주입을 위한 펌프를 사용하여 10 L/min씩 주입하였으며, 오존(O3)은 4 mg/L을 주입하였고, 시료는 총 8 L를 사용하였다. 또한, 활성촉매량과 입상 활성탄은 각각 6 L를 사용하였다.
- 의 분말을 사용하였다. 본 연구에 사용된 활성 촉매는 세공이 잘 발달되어 있는 Zeolite, Alumina(Si-Al)를 기본 담체로 하고, 광촉매로 널리 쓰이고 있는 Anatase 형태의 TiO2(2%) 와 흡착능력을 향상시키기 위하여 제올라이트를 혼합하여 만든 직경이 4~5 mm 정도의 Ball-type 촉매이다. 이 Ball-type의 촉매에 물속에 녹아있는 유기화합물을 효과적으로 분해시키기 위해 MnO2 와 Fe2O3 를 첨가하여 제조하였다.
- Co.의 분말을 사용하였다. 본 연구에 사용된 활성 촉매는 세공이 잘 발달되어 있는 Zeolite, Alumina(Si-Al)를 기본 담체로 하고, 광촉매로 널리 쓰이고 있는 Anatase 형태의 TiO2(2%) 와 흡착능력을 향상시키기 위하여 제올라이트를 혼합하여 만든 직경이 4~5 mm 정도의 Ball-type 촉매이다.
- 본 연구에 사용된 활성 촉매는 세공이 잘 발달되어 있는 Zeolite, Alumina(Si-Al)를 기본 담체로 하고, 광촉매로 널리 쓰이고 있는 Anatase 형태의 TiO2(2%) 와 흡착능력을 향상시키기 위하여 제올라이트를 혼합하여 만든 직경이 4~5 mm 정도의 Ball-type 촉매이다. 이 Ball-type의 촉매에 물속에 녹아있는 유기화합물을 효과적으로 분해시키기 위해 MnO2 와 Fe2O3 를 첨가하여 제조하였다. 또한 Alumina(Si-AL), 지올라이트 등은 98% 함량 이상의 시약을 사용하였으며, 오존은 OZONIA 사의 Ozone generator를 이용하여 오존을 주입하였다.
이론/모형
- 본 연구는 난분해성 산업폐수 재이용을 위한 처리 장치의 산화 반응조 운전의 최적 인자 도출과 다양한 폐수의 적용 가능성을 평가하기 위하여 Batch test용 Lab Scale 실험 장치를 이용하였다. Lab Scale 실험 장치의 재질은 아크릴로 직경 100 mm, 높이 1 m의 원통형으로 제작하였다, 광원으로 사용되는 UV-Lamp 는 석영관에 삽입되어 반응조 중심에 위치시켜 전 영역에 걸쳐 UV 가 균일하게 조사될 수 있도록 하였다.
- I 폐수종말처리장 유출수에 UV조사와 O3 주입, 촉매를 주입하여 회 분식으로 운전을 실시하였고, 산업폐수내 유기물과 색도를 위주로 처리 효율을 비교 분석하였다. 유기물 처리 효율로는 CODCr 제거 효율을 가지고 판단하였으며 Standard Method에 준하여 실시하였으며 색도 측정은 HACH 사의 DR-2500을 이용하여 분석하였다.
성능/효과
- 1) UV 단독 처리 공정의 경우 유기물(CODCr)은 약 12% 내외와 색도의 경우 약 5% 내외의 제거율을 나타냈다.
- 2) O3 단독 처리 공정의 경우 유기물(CODCr)은 약 25% 내외와 색도의 경우 약 7% 내외의 제거율을 나타냈으며 접촉 시간을 길게 할수록 조금씩 증가하는 경향을 보였다.
- 3) UV/활성탄 처리 공정의 경우 유기물(CODCr)은 약 35% 내외와 색도의 경우 약 18% 내외의 제거율을 나타냈으며 접촉 시간을 길게 할수록 조금씩 증가하는 경향을 보였다.
- 4) UV/Catalyst 처리 공정의 경우 유기물(CODcr)은 약 88% 내외와 색도의 경우 약 83% 내외의 제거율을 나타냈으며 접촉 시간을 길게 할수록 조금씩 증가하는 경향을 보였다.
- 5) O3/Catalyst 처리 공정의 경우 유기물(CODcr)은 약 64% 내외와 색도의 경우 약 51% 내외의 제거율을 나타냈으며 접촉 시간을 길게 할수록 조금씩 증가하는 경향을 보였다. UV/Catalyst 처리 공정보다 광의 부족으로 인해 촉매에 포함되어 있는 TiO2의 OH 라디칼(Hydroxyl radical) 생성이 원활하지 못한 것으로 사료된다.
- 6) UV/O3/Catalyst 처리 공정의 경우 유기물(CODcr)은 약 90% 내외와 색도의 경우 약 93% 내외의 제거율을 나타냈으며 접촉시간을 길게 할수록 조금씩 증가하는 경향을 보였다.
- 처리효율은 UV단독 공정이나 오존(O3) 단독 공정보다는 처리효율이 10~20% 정도 향상된 결과를 나타내었다. 고급산화처리의 주요 특성처럼 처리효율은 OH 라디칼(Hydroxyl radical) 발생량과 오염물질과 OH 라디칼(Hydroxyl radical)의 접촉 시간과 면적을 높여야 한다는 것을 알 수 있었다.
- 대상 폐수의 pH는 평균 8이였으며, 각각 공정에서 반응시간에 따른 유출수의 pH는 약 8.5~9.0 정도로 변화가 크지 않았다. 각각의 처리 공정을 살펴본 결과 본 I 폐수종말처리장 유출수의 산업폐수 재이용을 위한 고급산화공정 최적조합은 UV/O3/Catalyst 공정이 가장 적합하다고 판단되며, 전처리로서 AOPs처리시 방해가 되는 부유물질을 제거한 후 처리시 난분해성 유기물질과 색도가 높은 산업폐수의 재이용에 다양하게 적용 가능할 것으로 기대된다.
- 본 연구에서는 새로운 촉매를 이용하여 UV/Catalyst 처리 공정과 Os/Catalyst 처리공정 실험에서 알 수 있듯이 고급산화반응조의 폐수처리를 위해서는 충분한 광 조사와 OH 라디칼(Hydroxyl radical) 생성을 최대로 극대화했으며, 접촉면적과 접촉시간을 최대한 늘려 주도록 하였다. 본 공정은 활성탄을 사용한 AOP 공정과 달리 OH 라디칼(Hydroxyl radical) 생성이 Catalyst 에 포함되어 있는 MnOz 와 FezOs 에 의해서도 촉진되어 처리효율을 증가시켜주는 역할을 하고 있어 기존의 AOP 공정보다 효과적이라 할 수 있다. 비교 실험 결과 I 폐수종말처리장 유출수의 산업폐수 재이용을 위한 고급산화공정 최적 시스템은 UV/Os/Catalyst 공정이라고 판단된다.
- 본 공정은 활성탄을 사용한 AOP 공정과 달리 OH 라디칼(Hydroxyl radical) 생성이 Catalyst 에 포함되어 있는 MnOz 와 FezOs 에 의해서도 촉진되어 처리효율을 증가시켜주는 역할을 하고 있어 기존의 AOP 공정보다 효과적이라 할 수 있다. 비교 실험 결과 I 폐수종말처리장 유출수의 산업폐수 재이용을 위한 고급산화공정 최적 시스템은 UV/Os/Catalyst 공정이라고 판단된다.
- 7에 나타내었다. 시간에 따른 전반적인 처리효율은 COD*의 경우 약 64% 내외, 색도의 경우 51% 내외의 제거율을 나타냈으며, 접촉시간을 길게 할수록 조금씩 증가하는 경향을 보였다. 처리효율은 UV단독 공정이나 Os 단독 공정, UV/AC 공정 보다 높은 처리 효율을 볼 수 있었으나, 촉매의 활성을 높여주는 광이 부족하여 UV/Cata lyst 공정보다 처리 효율이 떨어졌다.
- 6에 나타내었다. 시간에 따른 전반적인 처리효율은 COD*의 경우 약 88% 내외, 색도의 경우 8s% 내외의 높은 제거율을 나타냈으며, 접촉시간을 길게 할수록 조금씩 증가하는 경향을 보였다. 처리효율은 UV단독 공정이나 Os 단독 공정, UV/AC 공정보다 매우 높은 처리효율을 볼 수 있었다.
- 9에 나타내었다. 시간에 따른 전반적인 처리효율은 COD*의 경우 약 90% 내외, 색도의 경우 93% 내외의 아주 높은 제거율을 나타냈으며, 접촉 시간을 길게 할수록 조금씩 증가하는 경향을 보였다.
- 3에 나타내었다. 시간에 따른 전반적인 처리효율은 CODCr의 경우 약 12% 내외, 색도의 경우 5% 내외의 제거율을 나타냈으며, 접촉 시간을 길게 할수록 조금씩 증가하는 경향을 보였다. 이는 박세준 등(2004)의 실험과도 유사한 경향을 보였으며 처리효율을 놓고 판단했을 경우 단순 UV 램프에서 발생되는 높은 단파장의 빛 에너지와 오존 (O3) 만으로는 오염물질의 처리효율이 낮아 다른 처리공법과 Hybrid system 을 구축해야 될 것으로 판단된다.
- 5에 나타내었다. 시간에 따른 전반적인 처리효율은 CODCr의 경우 약 35% 내외, 색도의 경우 18% 내외의 제거율을 나타냈으며, 접촉 시간을 길게 할수록 조금씩 증가하는 경향을 보였다. 처리효율은 UV단독 공정이나 오존(O3) 단독 공정보다는 처리효율이 10~20% 정도 향상된 결과를 나타내었다.
- 4에 나타내었다. 시간에 따른 전반적인 처리효율은 CODcr의 경우 약 25% 내외, 색도의 경우 7% 내외의 제거율을 나타냈으며, 접촉시간을 길게 할수록 조금씩 증가하는 경향을 보였다. 처리효율을 놓고 판단했을 경우오존(O3)단독 공정으로는 오존(O3)이 발생되는 UV램프 단독 공정보다는 처리효율이 좋았지만 오존(03)만으로는 오염물질을 처리률이 낮게 나타났다.
- 시간에 따른 전반적인 처리효율은 COD*의 경우 약 64% 내외, 색도의 경우 51% 내외의 제거율을 나타냈으며, 접촉시간을 길게 할수록 조금씩 증가하는 경향을 보였다. 처리효율은 UV단독 공정이나 Os 단독 공정, UV/AC 공정 보다 높은 처리 효율을 볼 수 있었으나, 촉매의 활성을 높여주는 광이 부족하여 UV/Cata lyst 공정보다 처리 효율이 떨어졌다. 광의 부족으로 인해 촉매에 포함되어 있는 TiOz의 OH 라디칼(Hydroxyl radical) 생성이 원활하지 못한 것으로 사료된다.
- 시간에 따른 전반적인 처리효율은 COD*의 경우 약 88% 내외, 색도의 경우 8s% 내외의 높은 제거율을 나타냈으며, 접촉시간을 길게 할수록 조금씩 증가하는 경향을 보였다. 처리효율은 UV단독 공정이나 Os 단독 공정, UV/AC 공정보다 매우 높은 처리효율을 볼 수 있었다. 이는 다른 공정보다 지올라이트 및 칼슘 등이 오염물질의 흡착능력과 분해제거를 높이는 상승작용을 일으킨다고 볼 수 있으며, 특히 촉매에 포함되어 있는 TiOz가 UV간의 광촉매 반응에 의해 OH 라디칼(Hydroxyl radical) 생성이 촉진되었기 때문으로 판단된다(강준원 등, 1995).
- 시간에 따른 전반적인 처리효율은 CODCr의 경우 약 35% 내외, 색도의 경우 18% 내외의 제거율을 나타냈으며, 접촉 시간을 길게 할수록 조금씩 증가하는 경향을 보였다. 처리효율은 UV단독 공정이나 오존(O3) 단독 공정보다는 처리효율이 10~20% 정도 향상된 결과를 나타내었다. 고급산화처리의 주요 특성처럼 처리효율은 OH 라디칼(Hydroxyl radical) 발생량과 오염물질과 OH 라디칼(Hydroxyl radical)의 접촉 시간과 면적을 높여야 한다는 것을 알 수 있었다.
- 시간에 따른 전반적인 처리효율은 CODcr의 경우 약 25% 내외, 색도의 경우 7% 내외의 제거율을 나타냈으며, 접촉시간을 길게 할수록 조금씩 증가하는 경향을 보였다. 처리효율을 놓고 판단했을 경우오존(O3)단독 공정으로는 오존(O3)이 발생되는 UV램프 단독 공정보다는 처리효율이 좋았지만 오존(03)만으로는 오염물질을 처리률이 낮게 나타났다.
후속연구
- 0 정도로 변화가 크지 않았다. 각각의 처리 공정을 살펴본 결과 본 I 폐수종말처리장 유출수의 산업폐수 재이용을 위한 고급산화공정 최적조합은 UV/O3/Catalyst 공정이 가장 적합하다고 판단되며, 전처리로서 AOPs처리시 방해가 되는 부유물질을 제거한 후 처리시 난분해성 유기물질과 색도가 높은 산업폐수의 재이용에 다양하게 적용 가능할 것으로 기대된다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.