• 제목/요약/키워드: UV photo-oxidation

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광산폐수 내 시안 제거를 위한 TiO2와 UV-LED를 이용한 광촉매 산화 (TiO2-catalytic UV-LED Photo-oxidation of Cyanide Contained in Mine Wastewater)

  • 김성희;이상우;조현구;김영호;김순오
    • 한국광물학회지
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    • 제27권4호
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    • pp.223-233
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    • 2014
  • 광산에서 순도 높은 금은을 추출하기 위해 청화법을 이용해 왔다. 이러한 광산 활동에서 많은 양의 시안이 사용되어 왔으며 이에 따라 고농도의 시안을 함유한 광산폐수가 발생되어 광산 주변 지역의 수계를 오염시킬 수 있다. 본 연구에서는 이러한 시안함유 광산폐수 및 침출수로부터 시안을 제거하기 위하여 $TiO_2$ 광촉매와 UV-LED 광원을 이용한 광산화 공정에 대하여 연구하였다. 기존 광산화 공정에서는 주로 UV 램프가 광원으로 많이 사용되었지만 여러 가지 단점으로 인하여 본 연구에서는 그 대체 광원으로 UV-LED의 적용 가능성을 평가하였다. 세 종류의 $TiO_2$의 광산화 효율을 평가한 결과, 아나타제와 루틸이 혼합된 Degussa P25가 광산화 효율이 가장 좋은 것으로 확인되었다. 또한 형태와 파장이 다른 네 종류의 UV-LED를 비교 평가한 결과, 365 nm 램프형 > 365 nm 캔형 > 280 nm 캔형 > 420 nm 램프형 순으로 제거효율이 좋은 것으로 나타났다. 본 연구는 UV-LED는 기존의 UV 램프의 단점을 극복할 수 있는 대체광원으로서 광산화 공정에 적용 가능하다는 것을 입증하였으며, 시안의 광산화 효율은 $TiO_2$ 광촉매의 종류에도 영향을 받는다는 것을 확인하였다.

$UV/H_2O_2,\;UV/TiO_2/H_2O_2$, Photo-Fenton 산화방법에 의한 Citric Acid의 분해효율 비교 (Comparative Studies Of the $UV/H_2O_2,\;UV/TiO_2/H_2O_2$ and Photo-Fenton Oxidation for Degradation of Citric Acid)

  • 서민혜;조순행;하동윤
    • 대한환경공학회지
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    • 제28권4호
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    • pp.429-437
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    • 2006
  • 화학세정폐수에 함유되어 있는 citric acid의 효율적인 처리방안을 수립하기 위해 $UV/H_2O_2,\;UV/TiO_2/H_2O_2$, Photo-Fenton 산화방법을 이용하여 각각 citric acid의 제거효율 및 그에 따른 전력소비량을 평가하였다. 그 결과 조사된 최적 처리조건에서 $UV/H_2O_2,\;UV/TiO_2/H_2O_2$, Photo-Fenton 산화방법을 이용한 citric acid 농도에 근거한 TOC 제거효율은 각각 95.5%, 92.3%, 91.5%로 조사되었으며, 그에 따른 전력소비량은 $11.26kWh/m^3,\;3.85kWh/m^3,\;0.799kWh/m^3$으로 조사되었다. 이 결과에 의하면 세가지 광화학적 산화방법 모두 유기물질이 90% 이상 제거되어 citric acid의 분해에 효과적인 것으로 판단되었다. 그러나 Photo-Fenton 산화방법이 다른 방법에 비해 처리에 소요되는 반응시간이 짧은 것으로 나타났다. 또한 광화학적 산화방법의 운영비를 결정짓는데 중요한 요소인 전력소모량 측면에서도 Photo-Fenton 산화방법이 다른 방법에 비해 우수한 것으로 조사되어 본 연구에서 비교하는 세가지 방법 중 citric acid 처리에는 Photo-Fenton 방법이 효율적인면과 경제성면에서 가장 적합한 처리기술로 결론지을 수 있었다.

고급산화공정에 의한 안료폐수 처리: 비교 연구 (Degradation of Dye Wastewater by Advanced Oxidation Process: A Comparative Study)

  • 박영식
    • 한국환경과학회지
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    • 제15권1호
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    • pp.67-75
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    • 2006
  • The degradation of Rhodamine B (RhB) in water was investigated in laboratory-scale experiments, using five advanced oxidation Processes (AOPs) $UV/H_2O_2$, lenten, photo-lenten, $UV/TiO_2,\;UV/TiO_2/H_2O_2$. The photodegradation experiments were carried out in a fluidized bed photoreactor equipped with an immersed 32 W UV-C lamp as light source. initial decolorization rate and COD removal efficiency were evaluated and compared. The results obtained showed that the initial decolorization rate constant was quite different for each oxidation process. The relative order of decolorization was: photo-fenton > $UV/TiO_2/H_2O_2$ > fenton > $UV/H_2O_2$ > $UV/TiO_2$ > UV > $H_2O_2$. The relative order of COD removal was different from decolorization: photo-fenten ${\fallingdotseq}$ $UV/TiO_2/H_2O_2\;>\;UV/TiO_2\;>\;fenton\;>\;UV/H_2O_2$. The Photo-lenten and $UV/TiO_2/H_2O_2$ processes seem to be appropriate for decolorization and COD removal of dye wastewater.

사진현상폐수의 UV-자유반사 반응조에서의 UV/H2O2 고급산화처리 (UV/H2O2 Advanced Oxidation of Photo Processing Chemicals in a UV-free Reflecting Reactor)

  • 최경애;김영주
    • 대한환경공학회지
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    • 제22권2호
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    • pp.241-249
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    • 2000
  • 난분해성 폐수인 사진현상폐수의 $UV/H_2O_2$$H_2O_2$의 고급산화에 의한 오염물질의 제거 실험을 실시하였다. $UV/H_2O_2$ 산화에서 $H_2O_2$의 분해로 $OH^-$ 라디칼이 발생되는데 파장 190~300 nm의 UV가 반응의 촉매 역할을 한다. $OH^-$ 라디칼은 수명은 짧으나 강력한 산화력을 갖고 있는데, 이 산화력은 폐수처리에서 폐수나 액상 폐기물의 유기물질을 제거하는데 이용된다. 본 연구에서 기존의 tube형 반응조의 단점을 보완한 UV-자유반사 반응조를 제작하여 사용하였으며 UV원으로는 수은 고압램프가 이용되었다. 본 실험에서는 반응시간과 $H_2O_2$ 주입량 및 pH 변화에 따른 오염물의 처리효율의 변화를 조사하였는데 $H_2O_2$의 주입량이 증가할수록 처리효율이 높았으나 그 차이는 미미하였으며, pH 8에서 보다는 3에서 처리효율이 약간 높았으나 그 차이 역시 크지 않았다. 본 연구에서 사진현상폐수 처리의 적정 운전조건은 pH 8, $H_2O_2$ 주입량은 유입수의 COD를 기준으로 한 1.3배 화학량론적 주입으로 나타났는데, 5시간의 처리에서 $COD_{Cr}$, TOC 및 색도의 제거효율은 각각 약 47.5%, 75.0% 및 91.5%로 나타났다. 반응 후 생분해성의 지표인 BOD/COD 비는 초기 0.04에서 0.21로 약 5.3배 증가하였다.

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광-펜톤 산화반응을 이용한 Rhodamine B의 탈색 (Decolorization of Rhodamine B by Photo-Fenton Oxidation)

  • 박영식
    • 한국물환경학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.274-280
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    • 2007
  • The photochemical decolorization of Rhodamine B (RhB) in water has been carried out by photo-Fenton process. The effect of applied $H_2O_2$, $Fe^{2+}$ dose, solution pH and UV dose have been studied. The influence of constituent processes of photo-Fenton such as UV, $H_2O_2$ and Fenton has been investigated. Comparison of RhB removal was made between the photo-Fenton and $UV/H_2O_2$ process. The results obtained showed that the optimum dosage of $Fe^{2+}$ and $H_2O_2$ were 0.0031 mmol and 0.625 mol, respectively. pH 3 is found to be the optimum pH of for photo-Fenton process. pH and UV dose strongly influenced the decolorization of RhB in photo-Fenton process. The photo-Fenton and $UV/H_2O_2$ processes showed similar decolorization and seem to be appropriate for the decolorization of dye wastewater.

Development of the Pilot System for Radioactive Laundry Waste Treatment Using UV Photo-Oxidation Process and Reverse Osmosis Membrane

  • Park, Se-Moon;Park, Jong-Kil;Kim, Jong-Bin;Shin, Sang-Woon;Lee, Myung-Chan
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제31권5호
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    • pp.506-511
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    • 1999
  • The pilot system for radioactive liquid laundry waste was developed with treatment capacity, 1ton/hr and set up in the Yong Kwang unit #4. The system is composed of tank module, RO systems and a UV/$H_2O$$_2$photo-oxidation unit. The RO system consists of the BW unit (low-pressure RO for brackish water desalination) and the SW unit (high-pressure RO for seawater desalination). The BW unit possesses 4 RO membranes and it can reduce the feed water volume down to 1/10. This concentrated feed water can be reduced again up to 1/10 in its volume in the SW unit composed of 4 RO membranes. The UV/$H_2O$$_2$ photo-oxidation process unit was used for the detergent degradation. The operation of the pilot system was carried out and verified in its capability through the continuous operation and concentration operation using the actual liquid waste from the power plant. The design criteria and data for industrialization were yielded. The efficiency of the UV/$H_2O$$_2$ photo-oxidation process and the optimum operational procedure were evaluated. The decontamination factors for radioactive cobalt and cesium were measured. This on-site test showed the experimental result in the DF$\geq$300 and volume reduction factor$\geq$100.

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Fenton 및 Photo-Fenton 산화공정을 이용한 염색 폐수의 처리에 관한 연구 (A Study on the Dye-Wastewater Treatment by Fenton and Photo-Fenton Oxidation Process)

  • 조일형;고영림;이소진;이홍근;조경덕
    • 한국환경보건학회지
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    • 제26권4호
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    • pp.29-37
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    • 2000
  • Fenton’s oxidation process is one of the most commonly applied processes to the wastewater which cannot be treated by conventional biological treatment processes. However, it is necessary to minimize the cost of Fenton’s oxidation treatment by modifying the treatment processes or other means of chemical treatment. So, as a method for the chemical oxidation of biorefractory or nonbiodegradable organic pollutants, the Photo-Fenton-Reaction which utilizes iron(11)salt. $H_2O$$_2$ and UV-light simultaneously has been proprosed. Therfore, the purpose of this study is to test a removal efficiency of dye-wastewater and treatment cost with Fenton’s and Photo-Fenton’s oxidation process. The Fe(11)/$H_2O$$_2$ reagent is referred to as the fenton’s reagent. which produces hydroxy radicals by the interaction of Fe(11) with $H_2O$$_2$. In this exoeriment, the main results are as followed; 1. The Fenton oxidation was most efficient in the pH range of 3-5. The optimal condition for initial reaction pH was 3.5 for the high CO $D_{Cr}$ & TOC-removal efficiency. 2. The removal efficiency of TOC and CO $D_{Cr}$ increased up to the molar ration between ferrate and hydrogen peroxide 0.2:1, but above that ratio removal efficiency hardly increased. 3. The highest removal efficiency of TOC and CO $D_{Cr}$ were showed when the mole ration of ferrate to hydrogen peroxide was 0.2:3.4. 4. Without pretreatment process, photo-fenton oxidation which was not absorbed UV light was not different to fenton oxidation. 5. And Fenton oxidtion with pretreatment process was similar to Fenton oxidation in the absence of coagulation, the proper dosage of F $e^{2+}$: $H_2O$$_2$ was 0.2:1 for the optimal removal efficiency of TOC or CO $D_{Cr}$ .6. Also, TOC & CO $D_{Cr}$ removal efficiency in the photo-fenton oxidation with pretreatment was increased when UV light intensity enhanced.7. Optimum light intensity in the range from 0 to 1200 W/$m^2$ showed that UV-intensity with 1200W/$m^2$ was the optimum condition, when F $e_{2+}$:$H_2O$$_2$ ratio for the highest decomposition was 0.2:2.5.EX>$_2$ ratio for the highest decomposition was 0.2:2.5.

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수용액에서 UV를 이용한 광증감 산화반응시 증감제에 따른 증감효과에 관한 연구 (Sensitized effects of photo-sensitized oxidation in water under UV irradition)

  • 이춘식;이동근
    • 청정기술
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    • 제4권2호
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    • pp.23-31
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    • 1998
  • 수용액에서 벤젠의 광증감 분해반응을 증감제로서 과황산 이온, 질산 이온, 아질산 이온, 황산 이온, 연소 이온을 이용하여 수행하였다. 과황산 이온, 질산 이온 및 아질산 이온은 벤젠의 광산화 분해 반응에서 증감효과를 나타내었으나, 황산 이온 및 염소 이온은 증감효과를 나타내지 못하였다. 아질산 이온의 경우 농도가 증가함에 따라 벤젠의 광증감 분해반응 효율은 증가하다가 다시 감소하는 경향을 보였으며, 이는 생성된 ${\cdot}OH$라디칼이 아질산 이온에 의해 소멸되기 때문인 것으로 생각된다. 또한 아질산 이온은 다른 이온과 공존할 때 벤젠의 광증감 산화분해 반응을 저해하는 것으로 나타났다. 반응 중간생성물로는 phenol과 biphenyl이 확인되었다.

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재사용을 위한 하수처리장 방류수의 고급산화처리 (Advanced Oxidation Processes of Secondary Effluent for Reuse)

  • 조일형;송경석;성기석;정문호;이홍근;조경덕
    • 한국환경보건학회지
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    • 제26권3호
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    • pp.61-68
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    • 2000
  • The use of photo-catalytic processes in pollution abatement and resource has a significant economic importance. Therefore, the applications of photochemical oxidation of secondary effluent driven by UV, TiO2, TiO2/UV, H2O2/UV and TiO2/H2O2/UV, have been investigated in order to treat the secondary effluent from municipal sewage. Various experimental parameters such as BOD, CODcr, Nurbidity, total P, and SPC were examined in each photo-catalytic reaction system. The results showed that the application of single oxidant such as UV, TiO2 only has a minor effect on parameters reduction (CODcr, BOD, etc) to treat the secondary effluent, whereas the combinations of oxidants increase the removal efficiency. The best removal efficiency in every parameters was achieved by the combination of TiO2, H2O2 and UV. It was also found that the optimum amount of TiO2 for the treatment was 1g/ι to achieve water reuse standard. From the results, the photocatalytic reaction system can be an alternative as a post-treatment to treat the secondary effluent from municipal sewage.

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광펜톤 반응에 의한 수중 2-클로로페놀 분해특성연구 (Degradation of 2-Chlorophenol in the Aqueous Phase by a Photo-Fenton Process)

  • 김일규
    • 상하수도학회지
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    • 제26권6호
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    • pp.779-786
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    • 2012
  • The degradation of 2-chlorophenol(2-CP) by various AOPs(Advanced Oxidation Processes) including the photo-Fenton process has been examined. In sole $Fe^{2+}$, UV or $H_2O_2$ process without combination, low removal efficiencies have been achieved. But the photo-Fenton process showed higher removal efficiency for degradation of 2-chlorophenol than those of other AOPs including the Fenton process and the UV processes. In the photo-Fenton process, the optimal experimental conditions of 2-chlorophenol degradation were obtained at pH 3 and the $Fe^{2+}/H_2O_2$molar ratio of 1. Also the 2-chlorophenol removal efficiency increased with decreasing of the initial 2-chlorophenol concentration. 3-chlorocatechol and chlorohydroquinone were identified as photo-Fenton reaction intermediates, and a degradation pathway of 2-chlorophenol in the aqueous phase during the photo-Fenton reaction was proposed.