[논문]UV/H2O2 산화를 활용한 유기오염물질 유출수 처리용 공정 연구

김나희; 이상빈; 박건; 박재우

doi:10.14481/jkges.2022.23.10.5

UV/H2O2 산화를 활용한 유기오염물질 유출수 처리용 공정 연구
UV/H2O2 Oxidation for Treatment of Organic Compound-spilled Water 원문보기

한국지반환경공학회논문집 = Journal of the Korean Geoenvironmental Society, v.23 no.10, 2022년, pp.5 - 12

김나희 (Department of Civil and Environmental Engineering, Hanyang University) , 이상빈 (Department of Civil and Environmental Engineering, Hanyang University) , 박건 (Department of Civil and Environmental Engineering, Hanyang University) , 박재우 (Department of Civil and Environmental Engineering, Hanyang University)

초록
AI-Helper

본 연구에서는 유기오염물질 유출수 처리를 위한 UV/H₂O₂ 산화 공정을 조사하였다. 유통량과 특성을 고려하여 벤젠, 톨루엔, 페놀, 메틸에틸케톤 4종의 대표 오염물질을 선정하였다. 선정된 물질은 전처리를 고려하여 자연휘발과 가압부상조를 모사한 폭기 실험으로 제거되었다. 이후 다양한 과산화수소 농도 조건에서 UV/H₂O₂ 산화 실험을 수행하였다. 벤젠, 톨루엔은 높은 휘발성으로 인해 산화 공정에 도달하기 전에 대부분 휘발되었다. 벤젠과 톨루엔의 휘발을 고려하여 5mg/L의 초기농도에서 산화 실험을 수행하였다. 벤젠과 톨루엔은 모든 과산화수소 농도 조건에서 20분 후 100%의 제거를 달성하였다. 페놀은 휘발 실험에서 거의 제거되지 않았으며, 50mg/L의 초기농도로 산화 실험을 수행한 결과 0.12v/v%의 과산화수소 투입 조건에서 30분 후 100%의 제거를 나타냈다. 메틸에틸케톤은 휘발성 실험 결과 2시간 후 58%가 제거되었다. 메틸에틸케톤 초기농도 50mg/L의 UV/H₂O₂ 산화 실험에서 0.08v/v%의 과산화수소 조건에서 99.7%의 메틸에틸케톤이 제거되었다. 선정된 4종의 물질에 대하여 UV/H₂O₂ 공정이 높은 분해 효율을 보이는 것을 확인하였으며, 물질 별 과산화수소 투입량을 파악하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this study, we investigated the UV/H2O2 process to treat organic compound-spilled water. In consideration of usage and properties, benzene, toluene, phenol, and methyl ethyl ketone were selected as representative organic compounds. The selected material was first removed by natural volatilization and aeration that simulated the pretreatment of the prcoess. After that, UV/H2O2 oxidation experiments were conducted under various H2O2 concentration conditions. Benzene and toluene were mostly volatilized before reaching the oxidation process due to high volatility. Considering the volatility, oxidation experiments were performed at an initial concentration of 5 mg/L for benzene and toluene. The UV/H2O2 oxidation process achieved 100% of benzene and toluene removal after 20 minutes under all hydrogen peroxide concentration conditions. The phenol was rarely removed from the volatile experiments and oxidation tests were performed at an initial concentration of 50 mg/L. The process showed 100 % phenol removal after 30 minutes under 0.12 v/v% of hydrogen peroxide concentration condition. Methyl ethyl ketone was removed 58 % after 2 hours of volatile experiments. The process showed 99.7% Methyl ethyl ketone removal after 40 minutes under 0.08 v/v% of hydrogen peroxide concentration condition. It was confirmed that the UV/H2O2 process showed high decomposition efficiency for the four selected organic compounds, and identified the amount of hydrogen peroxide in classified organic contaminants.

주제어

표/그림 (17)

그림 Fig. 1. Classification of advanced oxidation processes
그림 Fig. 2. Annual chemical distribution trend
표 Table 1. Standard oxidation potentials of commonly used oxidants
그림 Fig. 3. Number of chemical accidents by type
표 Table 2. Classification of substance requiring preparation for accidents
표 Table 3. Characteristics of representative organic chemical
그림 Fig. 4. Schematic diagram of (a) volatilization and (b) oxidation experiment
그림 Fig. 5. UV/H₂O₂ oxidation reactor
표 Table 4. GC/MS and HPLC analysis condition
그림 Fig. 6. Volatilization of benzene
그림 Fig. 7. UV/H₂O₂ oxidation of benzene (initail concetration: 5 mg/L)
그림 Fig. 8. Volatilization of toluene
그림 Fig. 9. UV/H₂O₂ oxidation of toluene (initail concetration: 5 mg/L)
그림 Fig. 10. Volatilization of phenol
그림 Fig. 11. UV/H₂O₂ oxidation of phenol (initail concetration: 50 mg/L)
그림 Fig. 12. Volatilization of methyl ethyl ketone
그림 Fig. 13. UV/H₂O₂ oxidation of methyl ethyl ketone (initail concetration: 5 mg/L)

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용어 설명 출처 목록 (6)

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