Oxalic Acid와 Citric Acid UV/H₂O₂에 의한 분해특성 조사

Degradation Characteristics of Oxalic Acid and Citric Acid by UV/H₂O₂ Oxidation

원자력 발전소에서 발생되는 제염폐수에 함유된 Oxalic acid와 Citric acid를 고급산화방법(Advanced Oxidation Process) 중의 하나인 $UV/H_2O_2$를 적용하여 이들 물질의 분해특성 및 최적처리조건을 파악하고자 하였다. 이를 위하여 각각의 물질에 대하여 $H_2O_2$나 UV를 단독사용할 경우, pH 및 과산화수소의 주입량 변화, Oxalic acid와 Citric acid의 농도변화에 따른 분해특성에 대하여 조사하였다. $H_2O_2$나 UV만으로도 완전분해가 가능한 반면 Citric acid는 같은 파장의 UV만으로는 분해가 잘되지 않는 것으로 조사되었다. 또한 과산화수소와는 두 물질 모두 반응성이 없는 것으로 조사되었다. 산화공정에서 반응속도상수, 반응시간, 제거효율, 과산화수소 소모량 등에 대한 결과를 종합한 결과 Oxalic acid의 경우 pH 4 이하의 낮은 pH에서, Citric acid는 pH 4~6 정도의 약산성 부근에서 높은 분해효율을 나타내는 것으로 조사되었다. 최적 pH에서는 과산화수소의 주입량이 증가할수록 두 물질 모두 제거효율이 증가하는 것으로 조사되었으나 과산화수소의 주입량이 200 mg/L 이상을 초과하는 경우에는 과산화수소에 의한 OH radical trap에 의하여 제거효율이 감소하는 것으로 조사되었다. 이상의 결과 $UV/H_2O_2$ 광분해에 의한 Oxalic acid와 Citric acid의 처리시 pH 4에서 과산화수소 주입량 200 mg/L일 경우 가장 효율적인 것으로 조사되었다.

The purpose of this study is to investigate the degradation characteristics of oxalic acid and citric acid by $UV/H_2O_2$ oxidation. For this purpose, the effects of pH, $H_2O_2$ dosage and the concentration of each compounds on the degradation of oxalic acid and citric acid by $UV/H_2O_2$ were investigated. Oxalic acid was effectively degraded at the wavelength of 254 nm, while the degradation efficiency of citric acid was very low at the same wavelength. It was also found that both organic substances were not degraded by the injection of $H_2O_2$ only. The optimum pH of degradation of oxalic acid and citric acid was 4 and 4 to 6, respectively. In the case of $UV/H_2O_2$ oxidation, the degradation efficiency was increased by increasing $H_2O_2$ dosage. The degradation efficiency decreased when the dose of $H_2O_2$ exceeds 200 mg/L. From these results, it can be concluded that the optimum reaction conditions for the degradation of oxalic acid and citric acid by $UV/H_2O_2$ oxidation were pH 4 and 200mg/L of $H_2O_2$.