초록
합성폐수의 전기분해에 의한 전류밀도, 체류시간, 전극간격 및 $Cl^-/COD_{Cr}$ 비에 대한 유기물질 제거 특성을 조사하기 위한 실험을 수행하였다. 양극판은 티타늄에 이산화이리듐을 전착한 $Ti/IrO_2$ 극판으로 하였으며, 음극판은 스테인리스 스틸판을 사용하였다. 판형태와 망형태의 전극을 사용한 경우 $COD_{Cr}$ 제거율은 비슷하게 나타났으나, 전력비는 판형태보다 망형태의 전극에서 저렴한 것으로 나타났다. $COD_{Cr}$ 제거율 70 %를 얻는데 소요되는 $Cl^-/COD_{Cr}$ 비는 약 $1.3kgCl^-/kgCOD_{Cr}$으로 나타났으며, $COD_{Cr}$을 완전히 제거하는데 약 $2.2kgCl^-/kgCOD_{Cr}$이 필요하였다. 유기물질의 제거는 전류밀도, 체류시간 및 $Cl^-/COD_{Cr}$ 비에 따라 높게 나타났고, 전극간격에는 반비례하였으며, 운전인자와 제거율과의 관계는 아래와 같이 나타났다. $$COD_{Cr}(%)=80.0360(Current\;density)^{0.4451}{\times}(HRT)^{0.8102}{\times}(Gap)^{-0.4915}{\times}(Cl^-/COD_{Cr})^{0.5805}$$ 유기물질과 질소를 동시에 전기분해할 경우 두 물질의 산화는 경쟁관계에 있으며, 암모니아성 질소를 산화하는데 우선적으로 작용하여 유기물질의 제거는 낮아지지만, 알칼리도 첨가에 의해 유기물질 제거가 증가하였다.
Organic removal from synthetic wastewater by electrochemical methods was investigated with various operating parameters, such as current density, retention time, electrode gap and $Cl^-/COD_{Cr}$ ratio. In electrolysis, dioxide iridium coated titanium ($IrO_2/Ti$) and stainless steel plate were used for anode and cathode respectively. The $COD_{Cr}$ removal efficiencies between plate type anode and net type anode were about same effect, but electrolytic power using net type anode is low than plate type anode. The $Cl^-/COD_{Cr}$ ratio was about $1.3kgCl^-/kgCOD_{Cr}$ when organic removal obtained 70 %, $Cl^-/COD_{Cr}$ ratio needs $2.2kgCl^-/kgCOD_{Cr}$ so as to organic completely remove. The removal efficiency of organics increased with current density, retention time and $Cl^-/COD_{Cr}$ ratio, but decreased with increasing electrode gap. The relationship of operating conditions and $COD_{Cr}$ removal efficiencies are as follows. $$COD_{Cr}(%)=80.0360(Current\;density)^{0.4451}{\times}(HRT)^{0.8102}{\times}(Gap)^{-0.4915}{\times}(Cl^-/COD_{Cr})^{0.5805}$$ There existed a competition between the removals for $COD_{Cr}$ and ammonium during electrolysis, the removal of ammonium was shown to be dominant and $COD_{Cr}$ removal was low. But $COD_{Cr}$ removal was raised as addition of alkalinity.
(Dept. of Environmental Engineering, Pukyong National University)