$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

O3/BAC 공정에서 Peroxone 공정 적용에 따른 잔류 과산화수소 제거 특성
Removal Characteristics of Residual Hydrogen Peroxide (H2O2) according to Application of Peroxone Process in O3/BAC Process 원문보기

대한환경공학회지 = Journal of Korean Society of Environmental Engineers, v.35 no.12, 2013년, pp.889 - 896  

염훈식 (부산광역시 상수도사업본부 수질연구소) ,  손희종 (부산광역시 상수도사업본부 수질연구소) ,  서창동 (부산광역시 상수도사업본부 수질연구소) ,  김상구 (부산광역시 상수도사업본부 수질연구소) ,  류동춘 (부산광역시 상수도사업본부 수질연구소)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

수중의 미량 유해물질 제거를 위해 AOP 공정에 대한 관심이 증대되고 있다. 낙동강 하류에 위치한 정수장들은 대부분 $O_3/BAC$ 공정을 채택하여 운전 중에 있으며, AOP 공정의 일종인 peroxone 공정의 적용에 많은 관심을 가지고 있다. 본 연구에서는 $O_3/BAC$ 공정을 운전 중인 정수장에서 과산화수소를 투입할 경우에 후단의 BAC 공정에서의 잔류 과산화수소의 제거 특성을 biofiltration 공정과 함께 평가하였다. 유입수의 수온 및 과산화수소 농도변화 실험에서 biofilteration 공정은 낮은 수온에서 유입수 중의 과산화수소 농도가 증가하면 급격히 생물분해능이 저하된 반면, BAC 공정에서는 비교적 안정적인 효율을 유지하였다. 유입수의 수온을 $20^{\circ}C$, 과산화수소 투입농도를 300 mg/L로 고정하여 78시간 동안 연속으로 투입한 실험에서 biofilteration 공정은 EBCT 5~15분의 경우 운전 24~71시간 후에는 유입된 과산화수소가 거의 제거되지 않았으나, BAC 공정에서는 78시간 후의 과산화수소 제거율이 EBCT 5~15분일 때 38%~91%로 나타났다. 또한, 78시간 동안 연속 투입실험 후의 biofilter와 BAC 부착 박테리아들의 생체량과 활성도는 각각 $6.0{\times}10^4CFU/g$$0.54mg{\cdot}C/m^3{\cdot}hr$$0.4{\times}10^8CFU/g$$1.42mg{\cdot}C/m^3{\cdot}hr$로 나타나 운전초기에 비해 biofilter에서는 생체량과 활성도가 각각 99%와 72% 감소하였으며, BAC의 경우는 각각 68%와 53%의 감소율을 나타내었다. BAC 공정에서 생물분해 속도상수($k_{bio}$)와 반감기($t_{1/2}$)를 조사한 결과, 수온 $5^{\circ}C$에서 과산화수소 농도가 10 mg/L에서 300 mg/L로 증가할수록 $k_{bio}$$1.173min^{-1}$에서 $0.183min^{-1}$으로 감소하였고, $t_{1/2}$은 0.591 min에서 3.787 min으로 증가하였다. 수온 $25^{\circ}C$의 경우 $k_{bio}$$t_{1/2}$$1.510min^{-1}$에서 $0.498min^{-1}$ 및 0.459 min에서 1.392 min으로 나타나 수온 $5^{\circ}C$에 비해 수온이 $15^{\circ}C$$25^{\circ}C$로 상승할 경우 $k_{bio}$는 각각 1.1배~2.1배 및 1,3배~4.4배 정도 증가하였다. $O_3/BAC$ 공정을 운전 중인 정수장에서 peroxone 공정의 적용을 위해 과산화수소 투입을 고려할 경우, 후단의 BAC 공정에서 잔류 과산화수소를 효과적으로 제거 가능하였고, 고농도의 과산화수소 유출사고시에는 BAC 공정의 EBCT를 최대한 증가시켜 운전할 경우 수중의 과산화수소 농도를 최대한 저감시킬 수 있을 것으로 판단된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Advanced Oxidation Processes (AOP) have been interested for removing micropollutants in water. Most of water treatment plants (WTPs) located along the lower part of Nakdong River have adopted the $O_3/BAC$ process and have interesting in peroxone process a kind of AOP. This study evaluate...

주제어

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 본 연구에서는 오존/BAC 공정을 운영중인 정수장에서 peroxone 공정의 적용시 오존과 미반응한 수중의 잔류 과산화수소 및 일시적인 누출사고로 인한 고농도의 과산화수소에 대해 후단의 BAC 공정을 이용하여 수온별, 수중의 과산화수소 농도별 및 공탑체류시간(empty bed contact time, EBCT)별 제거 특성을 고찰하여 오존/BAC 공정을 채택한 정수장에서 peroxone 공정 채택시 운영상의 기초자료로 활용하고자 하였다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
Peroxone 공정의 도입목적은 무엇인가? Peroxone 공정은 1970년대에 하․폐수 처리공정의 효율증진 목적7) 및 1980년대부터는 정수처리의 효율 증진 목적으로 연구되기 시작하였으며,8~10) 당시 정수처리에서 문제시 되던 geosmin과 2-MIB 같은 이취물질, 잔류 농약과 trihalomethane (THMs)과 같은 염소 소독부산물들의 산화 제거 목적으로 도입이 되었다.11,12)
peroxone 공정이 정수처리에서는 적용이 어려운 것은 과산화수소의 어떤 문제 때문인가? 13) 합성 유기물질들에 대한 peroxone 공정의 우수한 제거효율에도 불구하고 정수처리에서는 오존과 반응한 후 수중에 잔류하는 과산화수소에 대한 해결 문제로 인해 쉽게 적용하기가 어려운 점이 있다.14)수중에 잔존하는 과산화수소는 비교적 안정적으로 수중에 잔류하면서 정수장에서 각 가정까지 병원성 미생물들에 대한 안전성을 확보하기 위해 투입되는 염소를 소모시킨다는 문제점이 있다.15) 또한, 과산화수소의 경우 무색, 무취의 특성으로 인해 투입장치 오작동에 의해 과량의 과산화수소가 투입될 경우에는 소독제로 사용되는 과산화수소가 소비자에게 그대로 노출될 가능성이 있다.14)
Peroxone 공정은 무엇인가? Peroxone 공정은 강력한 산화력을 가진 OH 라디칼의 생성을 유도하여 산화 효율을 높이는 공정으로 OH 라디칼은 친전자체(electrophiles)이기 때문에 거의 모든 유기물들과 비선택적으로 매우 빠르게 반응한다. 수중의 유기 오염물질과 OH 라디칼은 수중에서 반응하여 중간 생성물들을 형성하고, 중간 생성물들과 OH 라디칼은 다시 반응하여 물과 이산화탄소로 최종 분해된다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (25)

  1. Bandala, E. R., Pelaez, M. A., Garcia-Lopez, J., Salgado, M. J. and Moeller, G., "Photocatalytic decolourisation of synthetic and real textile wastewater containing benzidine-based azo dyes," Chem. Eng. Proc., 47, 169-176(2008). 

  2. Lin, A. Y. C., Yu, T. H. and Lin, C. F., "Pharmaceutical contamination in residual, industrial, and agricultural waste streams: risk to aqueous environments in Taiwan," Chemosphere, 74, 131-141(2008). 

  3. Esplugas, S., Bila, D. M., Krause, L. G. T. and Dezotti, M., "Ozonation and advanced oxidation technologies to remove endocrine disrupting chemicals (EDCs) and pharmaceuticals and personal care products (PPCPs) in water effluents," J. Hazard. Mater., 149, 631-642(2007). 

  4. Klavarioti, M., Mantzavinos, D. and Kassinos, D., "Removal of residual pharmaceuticals from aqueous system by advanced oxidation processes," Environ. Int., 35, 402-417(2009). 

  5. Son, H. J., Choi, Y. I., Bae, S. D. and Jung, C. W., "Removal of 1,4-dioxane in ozone and activated carbon process," J. Kor. Soc. Environ. Eng., 28(12), 1280-1286(2006). 

  6. Son, H. J., Kim, S. G., Yeom, H. S. and Choi, J. T., "Evaluation of applicability and economical efficiency of peroxone process for removal of micropollutants in drinking water treatment," J. Kor. Environ. Sci. Intl., 22(7), 905-913(2013). 

  7. Nakayama, S., Esaki, K., Namba, K., Taniguchi, N. and Tabata, N., "Improved ozonation in aqueous systems," Ozone Sci. Eng., 1(2), 119-131(1979). 

  8. Brunet, R., Bourbigot, M. M. and Dore, M., "Oxidation of organic compounds through the combination ozone-hydrogen peroxide, Ozone Sci. Eng., 6(3), 163-183(1984). 

  9. Duguet, J. P., Brodard, E., Dussert, B. and Mallevialle, J., "Improvement in the effectiveness of ozonation of drinking water through the use of hydrogen peroxide," Ozone Sci. Eng., 7, 241-258(1985). 

  10. Glaze, W. H., Kang, J. W. and Chapin, D. H., "The chemistry of water treatment processes involving ozone. hydrogen peroxide and ultraviolet radiation," Ozone Sci. Eng., 9(4), 335-352(1987). 

  11. Ferguson, D. W., McGuire, M. J., Koch, B., Wolfe, R. L. and Aieta, E. M., "Comparing peroxone and ozone for controlling taste and odor compounds, disinfection by-products, and microorganisms," J. AWWA, 82(4), 181-191(1990). 

  12. Roche, P., Volk, C., Carbonnier, F. and Paillard, H., "Water oxidation by ozone/hydrogen peroxide using the 'Ozotest' or 'Peroxotest' methods," Ozone Sci. Eng., 16(2) 135-155(1994). 

  13. Marhaba, T. F. and Bengraine, K., "Review of strategies for minimizing bromate formation resulting from drinking water ozonation," Clean Technol. Environ. Policy, 5, 101-112(2003). 

  14. Son, H. J., Yeom, H. S. and Bin, J. H., "Peroxone ( $O_3/H_2O_2$ ) process in drinking water treatment," J. Kor. Soc. Environ. Eng., 32(3), 296-308(2010). 

  15. Bader, H., Sturzenegger, V. and Hoigne, J., "Photometric method for the determination of low concentrations of hydrogen peroxide by the peroxidase catalyzed oxidation of N,Ndiethyl-p-phenyl-enediamine (DPD)," Water Res., 22(9), 1109-1115(1988). 

  16. Son, H. J., Park, H. K., Lee, S. A., Jung, E. Y. and Jung, C. W., "The characteristics of microbial community for biological activated carbon in water treatment plant," J. Kor. Soc. Environ. Eng., 27(12), 1311-1320(2005). 

  17. APHA, AWWA, WEF, "Heterotrophic plate count," Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, Eaton, A. D., Clesceri, L. S. and Greenberg, A. E. (Eds), APHA, AWWA, WEF, Washington DC, 19th ED, pp. 9-31-9-35(1995). 

  18. Fuhrman, J. A. and Azam, F., "Thymidine incorporation as a measure of heterotrophic bacterio-plankton production in marine surface waters: evaluation and field results," Mar. Biol., 66, 109-120(1982). 

  19. Parsons, T. R., Maita, Y. and Lalli, C. M., A Manual of Chemical and Biological Methods for Seawater Analysis, Pergamon, New York(1984). 

  20. Bell, R. T., Ahlgren, G. M. and Ahlgren, I., "Estimating bacterioplankton production by the [ $^3H$ ]thymidine incorporation in a eutrophic Swedish Lake," Appl. Environ. Microbiol., 45, 1709-1721(1983). 

  21. Baldry, M. G. C., "The bactericidal, fungicidal and sporicidal properties of hydrogen peroxide and peracetic acid," J. Appl. Bacteriol., 54(3), 417-423(1983). 

  22. Bae, S. D., Son, H. J. and Jung, C. W., "Removal characteristics of chloral hydrate by activated carbon and biofiltration," J. Kor. Soc. Environ. Eng., 30(2), 218-224(2008). 

  23. Seo, I. S., Son, H. J., Choi, Y. I., Ahn, W. S. and Park, C. G., "Removal characteristics of nitrogeneous organic chlorination disinfection by-products by activated carbon and biofiltration," J. Kor. Soc. Environ. Eng., 29(2), 184-191(2007). 

  24. Ibrahim, M. and Schlegel, H. G., "Oxygen supply to bacterial suspensions of high cell densities by hydrogen peroxide," Biotechnol. Bioengr., 22(9), 1877-1894(1980). 

  25. Son, H. J., Jung, C. W. and Kim, S. H., "Removal of bisphenol- A using rotating photocatalytic oxidation drum reactor (RPODR)," Environ. Eng. Res., 13(4), 197-202(2008). 

저자의 다른 논문 :

관련 콘텐츠

오픈액세스(OA) 유형

BRONZE

출판사/학술단체 등이 한시적으로 특별한 프로모션 또는 일정기간 경과 후 접근을 허용하여, 출판사/학술단체 등의 사이트에서 이용 가능한 논문

저작권 관리 안내
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로