Applied Chemistry for Engineering (공업화학)

The Korean Society of Industrial and Engineering Chemistry (한국공업화학회)
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Removal of COD and Color from Anaerobic Digestion Effluent of Livestock Wastewater by Advanced Oxidation Using Microbubbled Ozone

마이크로버블 오존 고도산화를 이용한 축산폐수 혐기소화 배출수의 COD와 색도의 제거

  • Lee, Inkyu (School of Biological Sciences and Biotechnology, Chonnam National University) ;
  • Lee, Eunyoung (Department of Environmental Engineering and Biotechnology, Myongji University) ;
  • Lee, Hyejung (Department of Environmental Engineering and Biotechnology, Myongji University) ;
  • Lee, Kisay (Department of Environmental Engineering and Biotechnology, Myongji University)
  • 이인규 (전남대학교 생물과학.생명기술학과) ;
  • 이은영 (명지대학교 환경생명공학과) ;
  • 이혜정 (명지대학교 환경생명공학과) ;
  • 이기세 (명지대학교 환경생명공학과)
  • Received : 2011.07.17
  • Accepted : 2011.09.05
  • Published : 2011.12.10
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Abstract

Ozone-based advanced oxidation was applied for the treatment of anaerobic digestion effluent of livestock wastewater. Initial COD and color value were 930 mg/L and 0.04, respectively, and the 1/10-diluted wastewater was used for the study. The treatment characteristics were compared between the conventionally generated ozone ($105{\mu}m$) and microbubbled ozone ($13{\mu}m$). The use of microbubbled ozone improved the removal of chemical oxygen demand (COD) and color by 85% and 26%, respectively, compared with the conventionally bubbled ozone. The application of microbubbled $O_3/UV$, $O_3/H_2O_2$, $O_3/UV/H_2O_2$ combinations resulted in 5~10% higher color removal than ozone alone, which implies that the contribution of UV or $H_2O_2$ is not significant in color removal. On the other hand, COD removal could be increased two folds compared with ozone alone through $O_3/UV/H_2O_2$ combination. The contribution of $H_2O_2$ was bigger than UV for COD removal with microbubbled ozone. Due to the enhancement of dissolved ozone and radical activity, the microbubbling enabled us to additional COD removal even after stopping ozone supply in the presence of UV or $H_2O_2$.

축산폐수 혐기소화 유출수 중의 생물학적 난분해성 유기물의 분해를 위하여 오존 기반의 고도산화 기술을 적용하였다. 배출수의 COD 및 색도는 각각 9200~9500 mg/L 및 0.384 (400 nm)이고 1/10 희석하여 실험에 사용하였다. 공급 오존은 버블의 크기가 $13{\mu}m$인 마이크로버블 오존과 $105{\mu}m$인 일반 오존버블과의 차이를 고찰하였다. 마이크로버블 오존을 사용함으로써 오존의 용해도와 라디칼 생성량이 증가되었고 일반 오존버블에 비하여 COD 및 색도의 제거효율이 각각 85% 및 26% 향상되었다. 마이크로버블을 포함한 $O_3/UV$, $O_3/H_2O_2$, $O_3/UV/H_2O_2$의 조합을 비교한 결과 오존 단독 처리에 비하여 색도 제거율이 5~10% 정도 증가되었으며, 오존에 비하여 UV나 $H_2O_2$의 색도제거에 대한 기여가 크지 않음을 알 수 있었다. 반면 COD에 대해서는 $O_3/UV/H_2O_2$ 적용시 오존 단독에 비하여 2배 이상 제거율이 증가하였으며 UV보다는 $H_2O_2$의 기여도가 더 컸다. 한편 마이크로 오존의 사용시 증가된 용존오존 및 라디칼 활성으로 인하여 오존 공급을 중단한 후에도 UV 또는 $H_2O_2$를 적용함으로써 추가적인 COD 분해 효과를 지속적으로 유지할 수 있었다.

Keywords

Acknowledgement

Supported by : Myongji University

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