[논문]전기 펜톤-유사 반응을 이용한 염료의 색 제거

박영식; 김동석

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박영식 (대구대학교 보건과학부) , 김동석 (대구가톨릭대학교 환경과학과)

NaCl 첨가는 전력 소모를 줄여주는 역할을 하는 것으로 나타났고, 같은 전력량에서 NaCl의 첨가량이 증가하여 전류가 증가할수록 초기 반응속도가 증가하는 것으로 나타났으나 30분의 반응시간 후 최종 RhB 농도는 유사한 것으로 나타났다. 철 전극만을 이용하여 전기분해 반응만을 이용하는 경우보다 $H_2O_2$를 첨가하여 전기분해 + 전기 펜톤-유사 반응을 이용하는 것이 RhB의 탈색에 유리하다고 사료되었다. pH가 산성영역으로 갈수록 초기반응속도와 반응종결시간이 빨라졌으며, 97%의상의 제거율을 얻기 위해서는 pH 6이하에서, 5분 이내의 반응종결을 위해서는 pH 5이하에서 운전하여야 한다고 사료되었다.

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문제 정의

본 연구는 철 전극과 과산화수소수를 이용하여 철 전극에 의한 직접산화와 전극에서 용출되는 철 이온과 과산화수소수의 펜톤-유사 반응을 이용하여 발암성 염료인 Rhodamine B(RhB) 처리를 위한 연구를 수행하였다.

제안 방법

전극을 전극 반응기에 장착하고 반응시켰으며 반응한 폐수는 전극 반응기 양쪽에서 순환 반응기로 공급하였으며, 순환 반응기는 펌프를 이용하여 전극반응기 하부로 폐수를 공급하여 순환되도록 하였으며, 고른 순환을 위하여 에어펌프를 사용하여 1 L/min의 공기를 주입하였다. 순환반응기의 온도를 20±l℃로 유지하기 위하여 아이스 볼을 투입하여 온도를 조절하였다. 전극은 63 X 115 mm이고 두께가 hnm인 철 전극을 사용하였다.

대상 데이터

실험에 사용한 반응기는 전극 반응기와 순환 반응기로 구성된 순환식 회분반응기로 아크릴로 제작하였으며, 2 L의 반응용적을 가졌다. 전극을 전극 반응기에 장착하고 반응시켰으며 반응한 폐수는 전극 반응기 양쪽에서 순환 반응기로 공급하였으며, 순환 반응기는 펌프를 이용하여 전극반응기 하부로 폐수를 공급하여 순환되도록 하였으며, 고른 순환을 위하여 에어펌프를 사용하여 1 L/min의 공기를 주입하였다.
순환반응기의 온도를 20±l℃로 유지하기 위하여 아이스 볼을 투입하여 온도를 조절하였다. 전극은 63 X 115 mm이고 두께가 hnm인 철 전극을 사용하였다.

성능/효과

5 mmol 첨가시 초기 반응속도와 최종 RhB농도가 조금 증가되어 scavenging 효과가 나타나는 것으로 사료되었다. 철 전극만을 이용하여 전기분해 반응만을 이용하는 경우보다 压。2를 첨가하여 전기분해 + 전기 펜톤-유사 반응을 이용하는 것이 RhB의 탈색에 유리하다고 사료되었다.
6%의 제거율을 얻었다. 95 %이상의 처리율을 얻기 위해서는 H₂O₂가7.5 mmol 이상 첨가되어야 하지만 12.5 mmol 첨가시 초기 반응속도와 최종 RhB농도가 조금 증가되어 scavenging 효과가 나타나는 것으로 사료되었다. 철 전극만을 이용하여 전기분해 반응만을 이용하는 경우보다 压。2를 첨가하여 전기분해 + 전기 펜톤-유사 반응을 이용하는 것이 RhB의 탈색에 유리하다고 사료되었다.
NaCl 첨가는 전력 소모를 줄여주는 역할을 하는 것으로 나타났고, 같은 전력량에서 NaCl 의 첨가량이 증가하여 전류가 증가할수록 초기 반응속도가 증가하는 것으로 나타났으나 30 분의 반응시간 후 최종 RhB 농도는 유사한 것으로 나타났다. 철 전극만을 이용하여 전기분해 반응만을 이용하는 경우보다 H₂O₂를 첨가하여 전기분해 + 전기 펜톤-유사 반응을 이용하는 것이 Rh沮의 탈색에 유리하다고 사료되었다.
철 전극만을 이용하여 전기분해 반응만을 이용하는 경우보다 H₂O₂를 첨가하여 전기분해 + 전기 펜톤-유사 반응을 이용하는 것이 Rh沮의 탈색에 유리하다고 사료되었다. pH가 산성영역으로 갈수록 초기반응속도와 반응종결시간이 빨라졌으며, 97%의상의 제거율을 얻기 위해서는 pH 6이하에서, 5분 이내의 반응종결을 위해서는 pH 5이하에서 운전하여야 한다고 사료되었다.
5에 나타내었다. 그림에서 보듯이 pH가 산성영역으로 갈수록 초기반응속도와 반응종결시간이 빨라졌으며, 97% 이상의 제거율을 얻기 위해서는 pH 6 이하에서, 5분 이내의 반응종결을 위해서는 pH 5이하에서 운전하여야 한다고 사료되었다.
반응시간 후 최종 RhB 농도는 유사한 것으로 나타났다. 철 전극만을 이용하여 전기분해 반응만을 이용하는 경우보다 H₂O₂를 첨가하여 전기분해 + 전기 펜톤-유사 반응을 이용하는 것이 Rh沮의 탈색에 유리하다고 사료되었다. pH가 산성영역으로 갈수록 초기반응속도와 반응종결시간이 빨라졌으며, 97%의상의 제거율을 얻기 위해서는 pH 6이하에서, 5분 이내의 반응종결을 위해서는 pH 5이하에서 운전하여야 한다고 사료되었다.

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