초록 ▼

본 연구는 수중에서 플라즈마를 방전시켜 이때 발생하는 플라즈마의 특성을 연구하고 이 특성에 따라 난분해성 유기물의 생물학적 분해 시 수중방전을 통해 분해율을 높이고자 하였다. 수중에서 발생하는 플라즈마는 물표면에서 전극 사이의 가스를 이온화시킨 후 물에 용존시키는 방식보다 OH emission이 상대적으로 높은 것으로 알려져 있다. 특히 플라즈마를 통해 나오는 다양한 라디칼 중 OH라디칼은 산화력이 높아 난분해성 유기물의 일부 결합을 약하게 하거나 끊어내서 미생물 분해에 도움을 줄 수 있다. 또한 방전 시 나오는 미세버블, UV,

본 연구는 수중에서 플라즈마를 방전시켜 이때 발생하는 플라즈마의 특성을 연구하고 이 특성에 따라 난분해성 유기물의 생물학적 분해 시 수중방전을 통해 분해율을 높이고자 하였다. 수중에서 발생하는 플라즈마는 물표면에서 전극 사이의 가스를 이온화시킨 후 물에 용존시키는 방식보다 OH emission이 상대적으로 높은 것으로 알려져 있다. 특히 플라즈마를 통해 나오는 다양한 라디칼 중 OH라디칼은 산화력이 높아 난분해성 유기물의 일부 결합을 약하게 하거나 끊어내서 미생물 분해에 도움을 줄 수 있다. 또한 방전 시 나오는 미세버블, UV, 충격파 등도 다른 AOP(Advanced oxidation process)공정과 적용 시 시너지효과를 줄 수 있다.
생분해성 글루코스와 난분해성 EDTA를 대상으로 AOP공정별 생분해능을 평가한 결과 글루코스의 경우 오존, 초음파, UV, 플라즈마, 오존+UV+플라즈마 공정에서 BOD₅/TOC는 각각 0.521, 0.444, 0.351, 0.616, 0.403 이었고, EDTA를 대상으로 했을 때는 오존, 초음파, UV, 플라즈마, 오존+UV+초음파, 오존+UV+플라즈마의 공정에서 BOD₅/TOC는 각각 0.31, -0.015, 0, 0.01, 0.45, 0.33이었다. 복합유기물인 휴믹산을 대상으로 생분해능을 평가했을 때는 오존, 초음파, UV, 플라즈마, 오존+UV+플라즈마의 공정에서 BOD₅/TOC는 각각 0.36, 0.016, -0.01, -0.01, 0.45였다.
결과적으로 오존+UV+플라즈마가 처리효율은 높으나 경제적으로는 오존 단독공정이 유리하다.

Abstract ▼

Non-degradable organic substances in aqueous solution are not readily removed by the existing conventional wastewater treatment process. Two ultimate goals of this research is to find the characteristics of the plasma and to develop its process in improving the performance of the non-organic substan

Non-degradable organic substances in aqueous solution are not readily removed by the existing conventional wastewater treatment process. Two ultimate goals of this research is to find the characteristics of the plasma and to develop its process in improving the performance of the non-organic substance treatment.
Glucose, EDTA, and Humic acid are selected as target materials. Their destruction efficiencies are measured by applying various operating processes, such as ozone, ultrasonic waves, ultraviolet rays, and plasmas. The BOD₅ /TOC of Glucose from ozone, ultrasonic waves, UV, plasma, ozone+UV+plasma are increased by 2.4, 2.0, 1.6, 2.8, 1.8, respectively. The BOD₅/TOC of EDTA from ozone, ultrasonic waves, UV, plasma, ozone+UV +ultrasonic, ozone+UV+plasma waves are shown to be 0.31, -0.015, 0, 0.01, 0.45, 0.33, respectively. Complex organic substance(Humic acid) from ozone, ultrasonic waves, UV, plasma, ozone+UV+plasma are 0.36, 0.016, -0.01, -0.01, 0.45, respectively.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요 약 문 ... 5
• SUMMARY ... 10
• CONTENTS ... 11
• 목 차 ... 13
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 15
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 16
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 17
• 제1절 플라즈마 수중방전의 특성연구 ... 17
• 1. 플라즈마 수중방전 및 반응기 최적화 ... 17
• 가. 플라즈마 수중방전 ... 17
• 나. 방전시험용 기본 실험장치 ... 17
• 다. 발생 메커니즘 ... 18
• 라. 인가전압이 따른 방전양상 ... 18
• 마. 전극 최적화 ... 21
• 2. 수중 방전의 물리, 화학적 특성 연구 ... 24
• 가. OES data ... 24
• 제2절 단일 난분해성 유기물의 수중방전에 의한 제거 ... 29
• 1. 난분해성 대상 유기물의 선정 ... 29
• 가. Glucose, EDTA, Humic-acid ... 29
• 2. 분석방법 ... 29
• 가. 생분해능 측정법 ... 29
• 나. BOD 측정방법 ... 30
• 다. 실험방법 ... 31
• ① 오존 ... 32
• ② 초음파 ... 32
• ③ 자외선 ... 33
• ④ 플라즈마 ... 33
• ⑤ 오존+초음파+자외선 ... 33
• ⑥ 오존+플라즈마+자외선 ... 33
• 3. 난분해성 유기물의 생분해능 평가 ... 33
• 다. 침출수 등 실폐수에 대한 수중방전 처리 및 경제성 연구 ... 35
• 1. 난분해성 복합유기물의 생분해능 평가 ... 35
• 2. 난분해성 복합유기물의 AOP 처리 및 생물공정과의 결합 ... 36
• 가. 휴믹산의 생물학적 처리 시스템 ... 37
• 2) 실험결과 ... 37
• 3) 경제성 평가 ... 38
• 제4장 연구개발결과의 활용계획 ... 40
• 제5장 참고문헌 ... 41
• 끝페이지 ... 43