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$O_3/H_2O_2$를 이용한 고급산화공정에서 초기 $H_2O_2$ 농도에 따른 1,4-dioxane의 제거 특성 연구
A Study on the Degradation Characteristics of 1,4-dioxane at Different Initial $H_2O_2$ Concentration with Advanced Oxidation Process using Ozone and Hydrogen Peroxide

박진도   (울산대학교 생명화학공학부UU0001014  ); 서정호   (울산과학대학 환경생활화학과UU0001012  ); 이학성   (울산대학교 생명화학공학부UU0001014  );
  • 초록

    본 연구는 1,4-dioxane을 함유한 폐수를 $O_3/H_2O_2$ 고급산화공정에서 1,4-dioxane의 제거율 및 생물학적분해 가능성을 실험하였다. 산화공정에 사용한 반응기는 bubble column 형태이며, 초기 pH 및 과산화수소의 초기농도를 달리하여 14-dioxane의 제거특성을 실험하였다. $H_2O_2$ 의 초기농도는 $40{\sim}120\;mg/L$ 로 조절하였으며, 초기 pH는 6과 9로 조절하여 산화반응에 의한 1,4-dioxane의 제거율 및 $BOD_5$ , TOC 등을 분석하였다. 실험 결과 동일한 초기 pH에서 $H_2O_2$ 의 초기농도가 높을수록 1,4-dioxane의 제거율은 증가하였다. 오존의 소비량과 과산화수소의 초기농도 사이에는 직선적인 제거율을 나타내었으며, 이러한 이유는 높은 초기 $H_2O_2$ 농도에서 hydroxyl radical( $OH{\cdot}$ ) 및 hydroperoxy ions( ${HO_2}^-$ )의 생성을 가속화 시킨 것에 기인한다고 판단되었다. $O_3/H_2O_2$ 고급산화공정에서 과산화수소의 초기농도는 1,4-dioxane의 제거와 생물학적 분해가능성을 높이는 것으로 관찰되었다.


    Advanced oxidation process involving $O_3/H_2O_2$ was used to eliminate 1,4-dioxane and to enhance the biodegradability of dioxane-contaminated water. Oxidation process was carried out in a bubble column reactor under different pH and $H_2O_2$ concentrations. The removal efficiencies of 1,4-dioxane were investigated at hydrogen peroxide concentration between 40 and 120 mg/L. At the same pH, removal efficiencies of 1,4-dioxane increased with increasing initial $H_2O_2$ concentration. There was a linear relationship between initial concentration of $H_2O_2$ and the amount of consumed $O_3$ . It was observed that the high $H_2O_2$ concentration accelerated the generation of hydroperoxy ions( ${HO_2}^-$ ) and hydroxyl radicals( $OH{\cdot}$ ). Hydrogen peroxide enhanced the decomposition of 1,4-dioxane and the biodegradability of the solution.


  • 주제어

    1,4-다이옥산 .   과산화수소 .   생물분해능 .   $BOD_5$ 증가.  

  • 참고문헌 (16)

    1. Biological treatment of 1,4-dioxnaein wastewarter from an intergrated polyethlene terephthalate(PET) , Sandy, T.;Grady, C.P. Jr.;Meininger, S.;Boc, R. , Annual Industrial Wasters Technical and Regulatory Conference, Conference Proceeding 7th / v.,pp.88-117,
    2. Mechanism of the degradation of 1,4-dioxane in di8lute aqueous solution using the UV/hydrogen peroxide process , Stefan, M.I.;Bolton, J.R. , Environ. Sci. Technol. / v.32,pp.1588-1595,
    3. 1,4-dioxane Priority Existing Chemical No. 7 , National Industrial Chemicals Nofification and Assessment Scheme (NICNAS) , / v.,pp.,
    4. 정수처리시스템에서 1,4-dioxane의 제거방안 , 임재림;이경혁;채선하;김순홍;안효원 , 대한환경공학회지 / v.26,pp.1238-1243,
    5. A study on the relationship between biodegradability enhancement and oxidation of 1,4-dioxzne using ozone and hydrogen peroxide , Suh, J.H.;Mohseni, M. , Water Research / v.38,pp.2596-2604,
    6. Ozanation of water : Selectivity and Rate of Oxidation of Solutes , Hoigne, J.;Bader, H. , OZONE : SCIENCE AND ENGINEERING / v.1,pp.73-85,
    7. Standard methods for the examination of water and wastewater , Clesceri, L.S.;Greenberg, A.E.;Eaton, A.D. , / v.,pp.,
    8. $H_2O_2$ determination by 13-method and by $KMnO_4$ titration , Klassen, M.V.;Marchington, D.;McGowan, H.C. , Anal. Chem. / v.66,pp.2921-2915,
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    11. Mechanism of the degradation of 1,4-dioxane in dilute aqueous solution using the UV/hydrogen peroxide process , Stefan, M.I.;Bolton, J.R. , Environ. Sci. Technol. / v.32,pp.1588-1595,
    12. 1,4-dioxane의 고도 산화 및 생화학적 분해 특성 연구 , 이병렬;김창균;서형준 , 대한환경공학회지 / v.25,pp.240-247,
    13. Critical review of rate constants for reactions of hydrated electrons, hydrogen atoms and hydroxyl radical in aqueous solution , Buxton, G.V.;Greenstock, C.L.;Helman, W.P.;Ross, A.B. , J. Phys. Chem. Ref., Data / v.17,pp.513-518,
    14. Reactivity of th hydroxyl radical in aqueous solution NSRDS-NBS-46 , Leon, M. Dorfman;Gerald, E. Adams , / v.,pp.,
    15. 放射線.オソン倂用酸化法による水巾の 酸の 除法 , 新井英彦;宮田定次郎;新井陸正;作本彰久 , 水道協會雜誌 / v.53,pp.35-42,
    16. 반회분식 반응기에서 오존산화에 의한 Cyanide와 Phenol의 제거정수 , 박영규;이철희;이봉도 , 대한환경공학회지 / v.7,pp.65-74,
  • 이 논문을 인용한 문헌 (1)

    1. Park, Jin-Do ; Suh, Jung-Ho ; Lee, Hak-Sung 2006. "Removal Characteristics of 1,4-dioxane with O3/H2O2 and O3/Catalyst Advanced Oxidation Process" 한국환경과학회지 = Journal of the environmental sciences, 15(3): 193~201     

 저자의 다른 논문

  • 서정호 (20)

    1. 1999 "납의 생물흡착에 미치는 세포외고분자물질의 영향" 한국생물공학회지 = Korean journal of biotechnology and bioengineering 14 (1): 66~70    
    2. 2000 "해조류 추출물로부터 항균제의 제조 및 항균효과" 한국수산학회지 = Journal of the Korean Fisheries Society 33 (1): 32~37    
    3. 2000 "해조류, Sargassum thunbergii를 이용한 중금속의 바이오 흡착제의 개발" 한국수산학회지 = Journal of the Korean Fisheries Society 33 (1): 60~65    
    4. 2001 "고정화제와 고정화된 해조류에 의한 납의 제거 특성" 한국환경위생학회지 = Korean journal of Environmental Health Society 27 (1): 83~87    
    5. 2002 "알긴산염을 이용한 항균제의 제조 및 항균효과" 한국생물공학회지 = Korean journal of biotechnology and bioengineering 17 (1): 63~67    
    6. 2004 "톨루엔 폭로근로자의 요중 마뇨산 농도 및 건강장해" 한국환경과학회지 = Journal of the environmental sciences 13 (10): 939~946    
    7. 2005 "$O_3/H_2O_2$ 고급산화공정에서 초기 pH 변화에 따른 1,4-dioxane의 제거 특성 연구" 韓國環境保健學會誌 = Journal of environmental health sciences 31 (5): 404~410    
    8. 2005 "Bioscrubber Trickling Filter(BSTF)의 VOCs 제거 및 운전 특성에 관한 연구" 韓國環境保健學會誌 = Journal of environmental health sciences 31 (4): 309~315    
    9. 2005 "Biofilter에 의한 VOCs 및 악취물질의 제거특성에 관한 연구" 한국환경과학회지 = Journal of the environmental sciences 14 (9): 843~849    
    10. 2006 "불완전 균류 Aureobasdium pullulans으로 납을 제거하기 위한 인자들과 흡착모델" 생명과학회지 = Journal of life science 16 (6): 877~883    
  • 이학성 (33)

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