변형 펜턴산화법을 이용한 유기폐수의 처리

김지연; 윤태일; 박세진

Clean Technology, Vol.5, No.1, 49-61, June, 1999

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변형 펜턴산화법을 이용한 유기폐수의 처리

Organic Wastewater Treatment Using Modified Fenton's Oxidation

김지연, 윤태일, 박세진

초록

펜턴산화는 산화력이 매우 우수한 OHㆍ을 생성하여, 난분해성 유기폐수의 생분해성을 향상시킬 수 있으므로 다양한 용존 유기오염물질을 함유하고 있는 산업폐수의 처리에 널리 이용되고 있지만, 철염과 과산화수소 등의 약품비용과 Sludge 처분비용 때문에 현재로서는 그리 경제적인 공정이라고 볼 수 없다. 본 연구에서는 펜턴산화의 약품비용을 줄이고, 적은 약품으로 처리효율을 향상시키기 위한 변형 펜턴산화법과 혼합한 슬러지 재이용의 가능성을 제시하고자 하였다. 본 연구는 펜턴산화에서 사용되는 철염용액에 NaOH용액을 첨가하였더니 철염용액의 폭발적인 반응을 보고 이를 펜턴산화에 응용하게 되었다. 본 연구에서 제안하는 변형 펜턴산화 공정이란 펜턴산화에서 사용되는 철염용액에 NaOH를 넣어 적정 pH로 조정하여, 수산화물을 형성시킨 후 처리대상 시료에 주입하여 과산화수소와 반응시켜 OHㆍ을 형성시키는 방법이다. 이 때 대상시료로서는 대표적인 오염물질인 페놀을 사용하였고 자연수의 이온강도와 유사한 수준으로 맞추기 위하여 NaHCO3를 적량 첨가하여 페놀 인공폐수를 조제하였다. 이를 이용하여, DO의 영향, 이온강도의 영향, 과산화수소 주입횟수에 따른 영향을 알아보았다. 또한, 침출수와 염색폐수에 적용시켜 본 결과 기존의 펜턴산화보다 더 나은 처리효율을 얻을 수 있었으며, 변형 펜턴산화법과 슬러지 반송을 조합하여 실험한 결과 철염을 50%만 주입하여도 기존의 펜턴산화와 유사한 수준의 처리효율을 얻을 수 있었다.

Fenton's oxidation can improve the biodegradability of refractory organic wastewater by generating OHㆍwhich is one of the most reactive species. Fenton's reagent is used to treat a variety of industrial waste containing a range of toxic organic compounds. But this process cannot be economical because of high chemical cost of H2O2, ferrous ion solution and high sludge disposal cost. In this study, we proposed a modified Fenton's oxidation process which can reduce the reagent cost and obtain better removal efficiencies with less Fenton's reagents, and have a good potential of sludge recycling. In modified Fenton reaction, ferrous ion solution is adjusted to optimal pH with NaOH. Then it added to the sample and reacted to H2O2. For the experiment, synthetic wastewater made of phenol, which is one of the typical water pollutants, was used and the ionic strength of this wastewater was controlled by adding NaHCO3. The effects of DO, ionic strength, and H2O2 dosing methods were investigated. As a result, modified Fenton's treatment efficiencies are better than conventional Fenton's reaction treating leachate and dyeing wastewater. And modified Fenton's treatment efficiencies combined to the sludge recycling for a half of Iron dosage are as good as the conventional Fenton's for a normal Iron dosage.

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