[논문]염색폐수 처리용 고농도.고수율 다중방전형 오존발생기의 특성

이동헌; 송현직; 이상근; 이동욱; 박원주; 이광식; 전영주; 김상구

[국내논문] 염색폐수 처리용 고농도.고수율 다중방전형 오존발생기의 특성
Characteristics of high concentration. yield multi discharge type ozonizer for dyeing water treatment 원문보기

이동헌 (구미1대학) , 송현직 (영남대학교) , 이상근 (영남대학교) , 이동욱 (영남대학교) , 박원주 (영남대학교) , 이광식 (영남대학교) , 전영주 (영진전문대학) , 김상구 (기술표준원)

In this paper, high concentration yield multi-discharge type ozonizer (MDO) of new discharge type using superposed silent discharge was designed and manufactured, MDO can be consisted with 3 kind of multi discharge type ozonizer (MDO) in accordance with power supply method that supplying power, which has 180[$^{\circ}$] phase difference, to 3 electrodes and double gap. At the moment, discharge characteristics and ozone generation characteristics of each MDO were investigated in accordance with quantity of supplied gas, the number of MDO, and the shapes of each MDO. In result, ozone generation characteristics of 17185[ppm] and 783[g/kWh] were obtained, and when ozone of 17185 [ppm] was in contact with dyeing water waste, decolorization characteristics was excellent, so it confirmed that MDO could be used as water environment improvement facility.

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문제 정의

이러한 측면에서 본 논문은 외환 관리 체제하의 국내 현실에 발맞추어 수질 환경오염의 대표적 주범인 염색 폐수에 대한 고효율 정화를 위한 에너지 절전형 고농도. 고수율 오존 발생기의 개발을 위한 기초적 연구로써, 다중 방 전형 오존 발생기( 이 하 MD0 )를 설계.
이러한 측면에서 본 논문은 외환 관리 체제하의 국내 현실에 발맞추어 수질 환경오염의 대표적 주범인 염색 폐수에 대한 고효율 정화를 위한 에너지 절전형 고농도. 고수율 오존 발생기의 개발을 위한 기초적 연구로써, 다중 방 전형 오존 발생기( 이 하 MD0 )를 설계.제작하였다.
이때, 각 MDO의 방전 특성 및 오존 생성 특성을 연구한 후, 발생된 오존을 염색공단에서 배출되는 염색 폐수에 접촉시켰을 때 탈색 특성을 연구하여 MD0의 수질 환경 개선 설비로써의 가능성을 검토하였다.
그리고 MDO의 방전 특성을 연구하고자 각 MDO로부터 출력되는 전압. 전류치 및 파형은 각각 고전압 분압기와 무유도 저항( 50〔Q〕)을 사용하여 축적형 오실로스코프.

제안 방법

V 전원으로부터 출력되는 고전압을 인가하고 원료 가스인 상업용 산소를 유량계로 조정하면서 MDO의 입구 측에 유입시키면 무성방 전의 중첩에 의하여 오존화 가스가 생성된다. 이때, 오존 모니터를 사용하여 오존화 가스의 오존 생성농도( 이하 O_3con )를 측정한 후, 오존생성 수율(이하 0% )를 계산하였다.
C 및 프런터를 사용하여 측정. 출력하였고, 방전 전력(이하 Wd )은 digital 전력계를 이용하여 측정하였다. 또한, MDO로부터 발생된 오존을 이용한 수질 환경개선 분야로의 적용 가능성을 검토하고 저 염색공단에서 배출되는 폐수( NaOH, 계면활성제, ethyleneglycol, polyvinyl alcohol, sodium terepthalate, 염착염료 및 기타 보조 약품으로 혼합) 1(K)에 오존화 가스를 접촉시켰을 때.
탈색특성을 UV-Vis. 분광광도계로 측정하였다.
그림5는 MDO의 수질 환경 개선 적용 가능성을 연구하고 저 IEMDO 로부터 발생된 17185ippm)2] 오존화 가스를 염색공단에서 채취한 염색 폐수에 접촉시켰을 때, 접촉 시간( r )의 변화에 따라 UV-Vis. 분광광도계를 이용하여 가시광 영역의 파장( 4 , 400 ~ 700[nm] )에서의 흡광도( ABS )를 측정한 것이다. 사진 2의(a) 및 (b) 는 r가 1 및 30〔min)일 때의 외관을 촬영한 것이다.
본 연구에서는 3개의 전극(중심 전극. 내부 전극 및 외부 전극), 2개의 방전 gap 이 장착된 새로운 방전기술을 이용한 다중방전형 오존 발생기를 설겨) . 제작한 후.
제작한 후. 각전극의 전압인가 방법( 2개의 전극은 역극성 교류 고전압인가, 나머지 1개의 전극은 공통 접지전극 )에 따라 구성되는 3가지 형태의 중첩 방전형 오존 발생기의 방전 특성과 오존 생성 특성을 연구검토하고 염색폐수의 탈색 특성을 측정한 결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.

성능/효과

설계.제작된 다중방전형 오존 발생기의 오존 생성 특성을 향상시키기 위해서는 방전 거리가 긴 방전 gap d2의 무성방전이 활성화되는 IEMDO 가 효과적이라는 것을 확인할 수 있었다. (7)〔8〕
따라서 r가 길어질수록 수용성 염료의 불포화 결합에 대한 산화 반응이 촉진되어 ABS 는 더욱 더 낮아지게 되고. 염색 폐수는 백색에 가까운 탈색 특성을 얻음으로써 MD0 는 水中 유기물의 산화반옹을 이용한 수질 환경 개선분이의 제거설비로서 적용 가능함을 확인할 수 있었다.
1. 다중방전형 오존 발생기는 2개의 전극에 180[˚]의 위상차가 있는 교류 고전압을 인가하므로 서방 전 휴지 구간을 기존의 무성방 전형보다 1/2로 단축시킬 수 있었고, 이들 역극성의 전압에 의하여 발생된 방전 상호 간의 작용에 의하여 방전휴지 구간을 더욱더 단축시킬 수 있었다.
2. 산소 원료 가스의 유량이 감소될수록, 오존 발생기의 사용 갯수가 증가할수록 오존 생성농도는 상승하였고, 오존 생성 수율은 유량 및 사용갯수가 증가할수록 상승하였다.
3.다 중 방전형 오존 발생기로 구성되는 3가지 형태의 중첩 방전형 오존 발생기 중 내부-외부 전극에 각각 교류 고전압을 인가하고 중심 전극을 공통 접지한 오존 발생기의 오존 생성 특성이 가장 우수하였다.
4. 이러한 결과에 따라 최대 오존 생성농도 및 오존 생성 수율로 17185lppm] 및 783[g/kWh)< 얻었다.
5.다 중 방전형 오존 발생기로 발생된 17185〔ppm)의 오존화 가스를 염색 폐수에 접촉시켰을 때, 접촉 시간 30분 만에 염색 폐수가 백색에 가깝게 탈색되었다.

후속연구

이상의 결과로부터 설계.제작된 다중방전형 오존 발생기는 기존에 산소 원료 가스를 사용한 오존 발생기의 수을 ]20〔g/kWh) 보다 우수한 783〔g/kWh)의 고수율을 얻음으로써 수질 환경개선 분야로의 적용 가능할 것으로 판단된다.

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