초록
난분해성 폐수인 사진현상폐수의 $UV/H_2O_2$ 및 $H_2O_2$의 고급산화에 의한 오염물질의 제거 실험을 실시하였다. $UV/H_2O_2$ 산화에서 $H_2O_2$의 분해로 $OH^-$ 라디칼이 발생되는데 파장 190~300 nm의 UV가 반응의 촉매 역할을 한다. $OH^-$ 라디칼은 수명은 짧으나 강력한 산화력을 갖고 있는데, 이 산화력은 폐수처리에서 폐수나 액상 폐기물의 유기물질을 제거하는데 이용된다. 본 연구에서 기존의 tube형 반응조의 단점을 보완한 UV-자유반사 반응조를 제작하여 사용하였으며 UV원으로는 수은 고압램프가 이용되었다. 본 실험에서는 반응시간과 $H_2O_2$ 주입량 및 pH 변화에 따른 오염물의 처리효율의 변화를 조사하였는데 $H_2O_2$의 주입량이 증가할수록 처리효율이 높았으나 그 차이는 미미하였으며, pH 8에서 보다는 3에서 처리효율이 약간 높았으나 그 차이 역시 크지 않았다. 본 연구에서 사진현상폐수 처리의 적정 운전조건은 pH 8, $H_2O_2$ 주입량은 유입수의 COD를 기준으로 한 1.3배 화학량론적 주입으로 나타났는데, 5시간의 처리에서 $COD_{Cr}$, TOC 및 색도의 제거효율은 각각 약 47.5%, 75.0% 및 91.5%로 나타났다. 반응 후 생분해성의 지표인 BOD/COD 비는 초기 0.04에서 0.21로 약 5.3배 증가하였다.
In this study, UV-catalyzed $H_2O_2$ oxidation and $H_2O_2$ oxidation to remove contaminants from photo processing chemicals were investigated at various conditions. Photo processing chemicals contains high concentrations of organic compounds and has very low biodegradability. Hydrogen peroxide is subjected to gradual decomposition as metastable substance. In the process, short-lived and highly reactive hydroxyl radicals are formed. The decomposition can be significantly accelerated by use of appropriate catalyst, such as ultraviolet radiation. The experiments were conducted in a UV-free reflecting reactor in batch and a high-pressure mercury lamp was used as UV source. Mixing, cooling and ventilation of the reactor were operated during experiments. In $UV/H_2O_2$ oxidation and $H_2O_2$ oxidation, the removal efficiencies of $COD_{Cr}$, TOC and chromaticity increased with the increase of $H_2O_2$ dosage and were higher in the controlled pH condition of 3 than in original pH condition of 8. In $UV/H_2O_2$ oxidation under the optimum condition of pH 8 and 1.3 stoichiometric $H_2O_2$ dosage, the removal efficiencies of $COD_{Cr}$, TOC and chromaticity were 47.5%, 75.0% and 91.5% respectively and $BOD/COD_{Cr}$ ratio was significantly increased from 0.04 to 0.21.
(Department of Environmental Engineering, Kyungpook National University)