수중 부식산의 오존처리시 생성되는 과산화수소의 농도 변화에 대한 연구

Formation of Hydrogen Peroxide by the Ozonation of Aqueous Humic Acid

Ozone/high pH, Ozone/$H_2O_2$ 공정 및 OH라디칼 scavenging 조건인 알칼리도가 존재하는 공정에서의 오존처러 후 생성되는 과산화수소의 농도와 $UV_{254}$ 감소율의 변화를 통하여 유기물의 분해 특성을 조사하였다. 부식산의 농도, 초기 pH 및 과산화수소와 알칼리도의 농도 등을 변화시키면서 생성되는 과산화수소의 농도와 $UV_{254}$ 감소율을 측정하였다. 그 결과, 수중 부식산의 오존처리시 부식산과 오존과의 반응에 의한 과산화수소의 생성과 부식산의 분해에 따른 $UV_{254}$의 감소는 서로 다를 반응경로를 거치는 것을 확인 하였다. 생성되는 과산화수소의 농도는 용존 오존분자의 안정성이 높은 산성조건에서 높게 나타났다. 반면, $UV_{254}$의 감소율은 강알칼리성 용액이나 $H_2O_2$가 투여된 경우, 즉 ${\cdot}OH$, ${\cdot}HO_2$와 같은 라디칼이 많이 형성되는 조건에서 높았다. 이러한 결과는 부식산의 오존처리 과정에서 생성되는 과산화수소의 농도가 용존 오존분자의 직접반응에 주로 의존하는 반면, $UV_{254}$의 감소율은 오존분자의 직접반응과 더불어 라디칼과의 간접반응에 영향을 받음을 나타낸다.

The changes in $UV_{254}$ and concentrations of $H_2O_2$ formed by ozonation of aqueous humic acid in ozone/high pH, peroxone process and in the presence of radical scavenger, $HCO_3{^-}$ were investigated. This study confirmed that the formation of $H_2O_2$ by ozonation may undergo different reaction pathways compared to those of $UV_{254}$ reduction in the degradation of the humic acid. The concentration of $H_2O_2$ produced by ozonation was found to be increased with decreasing pH of the sample solution due to the higher stability of ozone molecules at acidic conditions. On the while, $UV_{254}$ reduction was found to be higher at alkaline conditions or larger amount of $H_2O_2$ additions as a radical promoter in which the producing of ${\cdot}OH$, ${\cdot}HO_2$ radicals can be more favorable. From the results, it has been suggested that the formation of $H_2O_2$ by ozonation depends mainly on the direct reactions of ozone with humic acid molecules, while $UV_{254}$ reduction is affected by both the indirect reactions of the radicals and direct reactions of ozone with humic acid.