Abstract
Fenton's oxidation can improve the biodegradability of refractory organic wastewater by generating $OH{\cdot}$ which 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 $H_2O_2$, 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 $H_2O_2$. 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 $NaHCO_3$. The effects of DO, ionic strength, and $H_2O_2$ 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.
펜턴산화는 산화력이 매우 우수한 $OH{\cdot}$을 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 $OH{\cdot}$을 형성시키는 방법이다. 이 때 대상시료로서는 대표적인 오염물질인 페놀을 사용하였고 자연수의 이온강도와 유사한 수준으로 맞추기 위하여 $NaHCO_3$를 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.