• 제목/요약/키워드: degradation of trichloroethylene

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$TiO_2$광촉매를 이용한 Trichloroethylene(TCE)의 광분해 반응 (The Photocatalytic Decomposition of Trichloroethylene(TCE) with $TiO_2$)

  • 하진욱
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제1권2호
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    • pp.57-62
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    • 2000
  • Trichloroethvlene(TCE)의 수용액 내에서 광분해 반응을 연구하였다. 광촉매 TiO₂의 표면특성은 XRD, SEM 및 BET를 사용하여 선행연구[23]에서 고찰하였으며 Aldrich TiO₂는 100% anatase, Degussa 에서 제조한 P25-TiO₂는 75% anatase와 25% rutile의 혼합구조(structure)를 가짐을 알 수 있었다. 본 연구에서는 TCE 분해반응의 최적조건을 선정하기 위하여 광촉매의 사용량, 분해반응시 혼합용액의 순환유속, TCE의 초기농도 및 광촉매 TiO₂의 구조가 광분해 반응에 미치는 영향을 자세히 고찰하였다. 실험결과 증류수 1 L를 기준으로 무게비 0.1 wt%의 광촉매를 사용하여 증류수와 TCE의 혼합용액을 200 cc/min로 순환시켰을 때 분해활성이 가장 좋음을 알 수 있었으며 일반적으로 anatase 구조가 rutile구조를 가진 광촉매 보다 높은 활성을 보였다. 특히 anatase와 rutile의 혼합구조를 가진 Degussa P25-TiO₂가 가장 좋은 활성을 보였으며 이는 작은 입자크기와 큰 비표면적에 기인한 결과로 보인다.

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다중 초음파 조사 반응조에서의 TCE의 초음파 분해 (Sonolysis of Trichloroethylene in the Multi Ultrasound Irradiation Reactor)

  • 이민주;오재일
    • 대한환경공학회지
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    • 제31권10호
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    • pp.873-882
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    • 2009
  • 584 kHz 정사각형 Batch형 초음파 반응조를 이용하여 TCE (Trichloroethylene)의 초음파 분해에 대한 연구를 수행하였다. 단면 조사 조건에서 초음파 시스템에서의 중요한 운전인자인 초음파 출력과 수용액 온도 조건의 영향에 대한 기초 연구를 수행하였으며, 다중 조사 조건에서의 초음파 출력 분배와 조사각에 따른 초음파 효과에 대해 고찰함으로써 제작된 반응조의 처리 효율을 검증하였다. 단면 조사 조건에서 초음파의 출력을 100에서 300 W로 단계적으로 증가시킬 때 TCE의 분해 속도 상수와 $H_2O_2$의 발생 속도 상수, 그리고 TCE의 무해화(mineralization) 정도의 판단 지표인 chloride의 발생 또한 모두 함께 증가하였다. 한편 초음파 출력 200 W 조건에서 수용액의 온도를 10에서 $30^{\circ}C$로 증가시킴에 따라 TCE 저감 속도 상수와 $H_2O_2$ 발생 속도 상수는 증가한 반면, chloride 발생은 오히려 감소하였다. 다중 조사 조건에 대한 실험 결과 300 W의 초음파 출력을 1, 2(직각), 2(정면), 3, 그리고 4면의 조사면에 따라 분배하였을 때 TCE의 분해 속도 상수는 4면 > 3면 > 단면 > 2면 정면 > 2면 직각의 순으로 조사면 수가 많아질수록 다소 증가하는 경향을 나타내었다. 그러나 최대, 최소값의 큰 차이는 나타나지 않았다. 300 W와 450 W의 출력 조건에서 2면 정면과 직각 분배 조건에 대한 실험 결과를 비교한 결과 TCE의 분해 속도 상수는 거의 비슷하였으나 $H_2O_2$는 2면 정면 조건에서 더욱 많이 발생하는 것으로 나타났다.

과황산(persulfate) 산화반응을 이용한 염소계 화합물(TCE, PCE) 분해에 관한 연구 (A Study on Persulfate Oxidation to Remove Chlorinated Solvents (TCE/PCE))

  • 송경호;도시현;이홍균;조영훈;공성호
    • 대한환경공학회지
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    • 제31권7호
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    • pp.549-556
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    • 2009
  • Trichloroethylene (TCE)와 tetrachloroethylene (PCE)은 주로 드라이클리닝 및 산업 세척액으로 쓰이는 염소계 화합물이며, 발암성 물질로 알려져 있다. In situ chemical oxidation (ISCO)는 토양 및 지하수를 처리하는 기술로, 지표 아래에 존재하는 오염된 지역까지 산화제를 전달하여 오염물질을 처리하는 기술이다. ISCO에 사용되는 산화제 중 persulfate는 강력한 산화제인 sulfate 라디칼 (${SO_4}^{-{\cdot}}$)을 발생시켜 처리하는 기법으로, 본 연구에서는 TCE와 PCE의 분해에 persulfate 산화공정을 적용하여 초기 pH (3, 6, 9, 12), persulfate의 농도 (0.01, 0.05, 0.1, 0.3, 0.5 M), 초기오염물질농도 (10, 30, 50, 70, 100 mg/L)에 대한 영향을 알아보았다. 초기 pH가 3 일 때, TCE와 PCE는 각각 93.2%와 89.3%로 가장 높은 처리효율을 나타낸 반면, 초기 pH가 12 일 때, TCE 55.0%와 PCE 31.2%로 가장 낮은 효율을 보여 pH가 높아질수록 처리효율이 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 persulfate의 농도가 증가할수록 TCE/PCE의 처리효율이 증가하였으며, 가장 높은 persulfate의 농도 (0.5 M)에서의 처리효율은 96.5% (TCE), 95.7% (PCE) 였다. 반면 초기오염농도가 높아질수록 처리효율은 낮아지는 경향이 나타났다. 본 연구에서 얻어진 가장 빠른 분해속도를 나타내는 조건은 pH 3, persulfate 농도 0.5 M, 그리고 오염물질 (TCE/PCE) 농도 10 mg/L이었고, 이때 구해진 1차 분해속도 상수 ($k_{obs}$)는 1.04 (TCE)와 1.31 (PCE) $h^{-1}$ 였다.

물에함유된 염소계 유기화합물의 광촉매 분해반응 (Photocatalytic Degradation of Chlorinated Hydrocarbons in Water)

  • 김경남;김동형;이태규
    • 한국에너지공학회:학술대회논문집
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    • 한국에너지공학회 1995년도 춘계학술발표회 초록집
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    • pp.31-40
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    • 1995
  • The degradation of aqueous chlorinated compounds such as trichloroethylene (TCE), tetrachloroethylene (PCE) and dichloroacetic acid (DCA) to $CO_2$ and HCl was accomplished in the presence of UV light and suspended TiO$_2$ slurries. The decomposition of chlorinated hydrocarbons at 253.7 m irradiation was more effective than that at 360 nm irradiation. Our results show that 253.7 nm irradiation alone can be used for decomposing some chlorinated hydrocarbons such as PCE and TCE.

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A Kinetic Study on the Photocatalytic Degradation of Gas-Phase VOCs Using TiO$_2$ photocatalyst

  • Kim, Sang-Bum;Jo, Young-Min;Hong, Sung-Chang
    • Journal of Korean Society for Atmospheric Environment
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    • 제17권E3호
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    • pp.117-124
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    • 2001
  • The present paper examined the kinetics of photocatalytic degradation of volatile organic compounds (VOCs) including gaseous trichloroethylene (TCE) and acetone. In this study, we examined the effects of the initial concentration of VOCs and the light intensity of ultra-violet (UV). A batch photo-reactor was specifically designed for this work. The photocatalytic degradation rate increased with the initial concentration of VOCs but remained almost constant beyond a certain concentration. It matched well with the Langmuir-Hinshelwood (L-H) kinetic model. When the effect of light intensity was concerned, it was found that photocatalytic degradation occurs in two regimes with respect to light intensity.

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나노영가철과 Geobacter lovleyi를 이용한 TCE 탈염소에 관한 동역학적 연구 (Kinetic Studies of Nanoscale Zero-Valent Iron and Geobacter lovleyi for Trichloroethylene Dechlorination)

  • 김영주;안상우;장준원;여인환;김한석;박재우
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제17권1호
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    • pp.33-41
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    • 2012
  • Nanoscale zero-valent iron (nZVI) has recently received much attention for remediation of soil and groundwater contaminated with trichloroethylene (TCE). But there have been many debates on the toxic or inhibitory effects of nZVI on the environment. The objective of this study was to investigate the effects of nZVI on the activity of Geobacter lovleyi and to determine the potent effect of combination of abiotic and biotic treatment of TCE dechlorination. TCE degradation efficiencies of Geobacter lovleyi along with nZVI were more increased than those when nZVI was solely used. The amount of total microbial protein was increased in the presence of nZVI and hydrogen evolved from nZVI was consumed as electron donor by Geobacter lovleyi. In addition, dechlorination of TCE to cis-DCE by Geobacter lovleyi along with nZVI in respiking of exogenous of TCE shows that the reactivity of Geobacter lovleyi was also maintained. These results suggest that the application of Geobacter lovleyi along with nZVI for the dehalorination is beneficial for the enhancement of TCE degradation rate and reactivity of Geobacter lovleyi.

과망간산을 이용한 지하수내 TCE 분해의 동력학적 해석 (Oxidative Degradation Kinetics of Trichloroethylene in Groundwater by Permanganate)

  • 양승관;고석오
    • 대한환경공학회지
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    • 제28권4호
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    • pp.397-401
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    • 2006
  • 본 연구에서는 지하수내의 TCE 오염물질을 과망간산을 이용하여 산화분해할 경우의 반응율에 대하여 평가하였다. 또한 최적의 산화제 주입량 결정을 위하여 TCE뿐만 아니라 지하수 대수층 물질에 의한 과망간산의 소모율에 대한 실험을 수행하였다. 대수층 물질이 없는 경우에 과망간산에 의한 TCE의 분해는 효과적으로 이루어졌으며 500 mg/L의 과망간산 농도에서 $k_{obs}=5.24{\times}10^{-3}s^{-1}$의 유사 1차반응계수를 얻었다. TCE와 과망간산에 대하여 각각 1차반응, 전체적으로는 2차반응을 나타내었다. 이때의 반응계수는 $k=0.65{\pm}0.08M^{-1}s^{-1}$였다. 반면 대수층 물질 자체는 산화제인 과망간산과 활발한 반응을 하여 상당한 소모효과를 나타내었으며 이는 대수층 물질내에 존재하는 금속산화물에 의한 것이라 판단된다.

Development of Parallel Trickling Biofilter for the Treatment of Gas-phase Trichloroethylene

  • Lee, Eun-Yeol;Seol, Eun-Hee;Bae, Hyun-Chul;Kim, Hyun-suk;Ye, Byung-Dae;Park, Sung-Hoon
    • 한국생물공학회:학술대회논문집
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    • 한국생물공학회 2001년도 추계학술발표대회
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    • pp.537-540
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    • 2001
  • A parallel TBF system that is consisted of two TBFs was developed f ‘ or the long-term treatment of gas-phase trichloroethylene (TCE). Each TBF was operated for TCE degradation or reactivation in a parallel mode, and the effect of switching time and operation variables between the two reactors was investigated. Within 12 hr after switching from TCE degradation to reactivation mode, the MO activity increased up to the initial level. More than 50 % of TCE was degraded for feed concentrations ranging from 5 to 17 ppmv, and completely 100 % removed at concentration of less than 5 ppmv, while TCE removal decreased severely over 28 ppmv. In various empty bed retention times (EBRTs), ranging 상 om 5.2 to 10.7 min, the optimal EBRT was 10.7 min that TCE conversion achieved more than 50 %. For the inlet loading below 23.4 mg TCE/L/day, TCE was entirely removed. The maximal TCE elimination capacity in this system was about 66.63 mg TCE/L/day. During the continuous treatment of TCE over 3 months, TCE removal efficiency was maintained at the range of about 50 %. In these results, the parallel TBF system can be available for the continuously TCE biodegrading operation.

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Degradation of Trichloroethylene by a Growth-Arrested Pseudomonas putida

  • Hahm, Dae-Hyun
    • Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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    • 제3권1호
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    • pp.11-14
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    • 1998
  • A toluene-oxidizing strain of Pseudomanas mendocina KR1 containing toluene-4-mono-oxygenase (TMO) completely degrades TCE with the addition of toluene as a co-substrate in aerobic condition. In order to construct in situ bioremediation system for TCE degradation without any growth-stimulating nutrients or toxic inducer such as toluene, we used the carbon-starvation promoter of Pseudomonas putida MK1 (Kim, Y. et al., J. bacteriol., 1995). Upon entry into the stationary phase due to the deprivation of nutrients, this promoter is strongly induced without further cell growth. The TMO gene cluster (4.5 kb) was spliced downstream of the carbon starvation promoter of Pseudomonas putida MK1, already cloned in pUC19. TMO under the carbon starvation promoter was not expressed in E. coli cells either in stationary phase or exponential phase. For TMO expression in Pseudomonas strains, tmo and carbon starvation promoter region were recloned into a modified broad-host range vector pMMB67HES which was made from pMMB67HE(8.9 kb) by deletion of tac promoter and lacIq (about 1.5 kb). Indigo was produced by TMO under the carbon starvation promoter in a Pseudomonas strain of post-exponential phase on M9 (0.2% glucose and 1mM indole) or LB. 18% of TCE was degraded in 14 hours after entering the stationary phase at the initial concentration of 6.6 ${\mu}$M in liquid phase.

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