• Title/Summary/Keyword: 오존 $(O_3)$농도

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Removal of pharmaceuticals in biologically treated sewage with $O_3$ and advanced oxidation processes (오존 및 고도산화처리에 의한 하수 2차 처리수중의 의약품류 제거)

  • Kim, Il-Ho;Tanaka, Hiroaki;Song, Ho-Myeon;Joo, Jin-Chul;Ahn, Chang-Hyuk
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2011.05a
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    • pp.137-137
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    • 2011
  • 급격한 세계인구의 증가에 의해 물 부족지역이 세계 각지로 확산되고 있다. 이에 따라, 건전한 수자원으로써 하수처리수의 재이용이 주목을 받고 있다. 하수처리수의 재이용시에는 특히, 재이용수의 미생물학적 안전성과 더불어 화학물질 등으로부터 기인할 수 있는 인체 및 생태계에의 리스크를 고려해야 한다. 미국 EPA는 병원성 미생물 뿐만 아니라 화학물질에 대한 안전성을 확보 차원에자외선/과산화수소 등의 고도산화처리법을 검토하였다. 1일 $10m^3$ 처리규모의 연속실험장치를 이용, 검토된 공정별 실제 하수 2차 처리수중에 존재하는 의약품류의 제거효과, 에너지 소비량 및 생태리스크 저감효과 등을 비교, 평가하였다. 에너지 소비량에 있어서는 공정별로 다소 차이가 있었으나, 본 실험동안 검출된 38종의 의약품류 제거에는 각 공정 모두 매우 효과적이었다. 에너지 소비측면에서는 오존 단독공정이 가장 적은 에너지 소비량에서 타 공정과 동일한 수준의 의약품류 서 막처리나 자외선 처리 등의 고도처리시설에 대한 정보를 재이용수 가이드라인에 제시하고 있는 반면, 우리나라에서는 재이용수중에 일정농도 이상의 염소가 잔류하도록 함으로써, 재이용수의 미생물학적 안전성 확보만을 고려하고 있다. 최근, 수환경분야에서는 의약품류라는 화학물질이 유럽, 미국 및 일본 등지를 중심으로 주목을 받아오고 있으며, 이들은 ng/L-${\mu}g$/L 수준으로 수환경중에서 검출되고 있다. 이들의 주요 발생원으로 하수처리시설이 지목되고 있으며, 따라서 하수처리수의 재이용시 잔류 의약품류에 의한 리스크 발생 가능성이 우려되고 있다. 이를 배경으로, 하수처리시설에서 의약품류를 효과적으로 제거할 수 있는 공정으로 오존 및 오존/자외선, 제거효과가 얻어졌다. 한편, 오존처리시 발암성 물질인 브로메이트($BrO_3^-$) 등과 같은 부생성물 생성 가능성을 고려하면, 오존 단독공정보다 상대적으로 많은 에너지를 소비하는 오존/자외선, 자외선/과산화수소 등의 고도산화처리법이 높은 적용성을 갖는 것으로 나타났다. 향후, 수자원 부족문제로 재이용수의 용도가 훨씬 다양해 질 것으로 예상된다. 그에 따라, 재이용수의 안전성 확보를 위해 보다 폭넓은 검토가 예상되지만, 현 단계에서는 오존을 포함, 다소 많은 에너지 소비가 예상되는 자외선을 이용한 고도산화처리법이 다양한 미량 화학물질의 제거에 유효한 공정으로 판단된다.

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Effect of a Combined Treatment with Uniconazole, Silver Thiosulfate on Reduction of Ozone Injury in Tomato Plant (Uniconazole 과 Silver Thiosulfate 의 복합처리가 토마토의 오존피해경감에 미치는 효과)

  • Ku, Ja-Hyeong;Won, Dong-Chan;Kim, Tae-Il;Krizek, Donld T.;Mirecki, Roman M.
    • Korean Journal of Environmental Agriculture
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    • v.11 no.1
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    • pp.50-58
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    • 1992
  • Studies were conducted to determine the combined effect of uniconazole [(E) -1-(4-chlorophenyl)-4, 4-demethyl 2-(1,2,4 triazol-1-yl)-1-penten-3-ol] and silver thiosulfate $[Ag {(S_2O_3)}^3\;_2-]$ (STS) on reduction of ozone injury in tomato plants(Lycopersicon esculentum Mill. 'Pink Glory'). Plants were given a 50ml soil drench of uniconazole at concentrations of 0, 0.001, 0.01 and 0.1 mg/pot at the stage of emerging 4th leaf. Two days prior to ozone fumigation, STS solution contained 0.05% Tween-20 was also sprayed at concentrations of 0, 0.3 and 0.6 mM. Uniconazole at 0.01 mg/pot and STS at 0.6 mM were effective in providing protection against ozone exposure(20h at 0.2ppm) without severe retardation of plant height and chemical phytotoxicity, respectively. Combined treatment with uniconazole, STS significantly reduced ozone injury at the lower concentration than a single treatment with uniconazole or STS. Uniconazole treatment reduced plant height, stem elongation and transpiration rate on a whole plant level and increased chlorophyll concentration. STS did not give any effect on plant growth and chlorophyll content but increased transpiration rate in non-ozone-fumigated plants. Ethylene production in the leaves of ozone-fumigated plants was decreased by uniconazole and STS pretreatment, but there was no protective effect on epinasty of leaves in uniconazole-treated plants. STS increased ethylene production in non-ozone-fumigated plants, but it significantly reduced the degree of epinasty and defoliation of cotyledons when plants were exposed to ozone. Uniconazole slightly increased superoxide dismutase and peroxidase activities. But STS showed little or no effects on such free radical scavengers. Day of flowering after seeding was shortened and percentages of fruit set were increased by uniconazole treatment. STS was highly effective on protecting reduction of fruit set resulting from ozone fumigation. These results suggest that combined use of uniconazole and STS should provide miximum protection against ozone injury without growth retardation resulting in yield loss.

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코로나 방전을 이용한 하이브리드 사이클론 집진 장치 특성 연구

  • Choe, Seong-Chang
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2012.08a
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    • pp.259-260
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    • 2012
  • 산업화가 발달됨에 따라 대기 오염 물질은 점차 증가하고 있는 추세에 있고 특히 기름 및 석탄 연소 보일러, 자동차, 제철, 시멘트 플렌트, 소각로 등은 미세 분진을 발생시키는 주원인이 되어 왔다. 최근 대기환경법은 오염 분진의 중량 규제로부터 $10{\mu}m$ 미만의 PM10에서 $2.5{\mu}m$ 미만의 PM2.5의 미세 분진에 대한 규제로 점차 심화되고 있으나, 이러한 미세분진은 고전적인 제거 방법으로는 매우 어려우며 고가의 HEPA 필터를 사용하여야 한다. 한편 코로나 방전을 이용하는 전기 집진은 미세 먼지 제거에 매우 효율적이어서 $1{\mu}m$ 미만의 미세 분지도 99%까지 제거가 가능하다는 장점이 있지만 입자크기가 클 경우에는 효율이 떨어지는 단점이 있다. 한편 사이클론 집진기는 매우 오래전부터 개발되어 사용되어 왔는데 가격이 저렴하고 운영비가 적게 들며 $10{\mu}m$ 이상의 먼지는 99% 이상 제거가 가능하여 산업현장에서 오랜 기간 사용되어 왔지만 입자크기가 $10{\mu}m$ 미만으로 가면 집진율이 급격히 떨어지는 단점을 가지고 있다. 본 연구에서는 기존의 사이클론 집진기의 구조를 기본으로하여 사이클론 집진기 내부에 플라즈마 방전을 설치하여 원심력에 의한 집진과 코로나 방전에 의한 전기 집진을 동시에 수행할 수 있도록 하이브리드 사이클론 집진기를 제작하였다. 제작된 사이클론 집진기는 직경 30 cm 높이 120 cm의 사이클론 구조를 가지고 있으며 1 hp의 터보송풍기를 장착하여 $20m^3$/min 이상의 유량을 처리할 수 있도록 설계 제작되었다. 제작된 하이브리드 사이클론 집진기의 성능을 평가하기 위하여 $10m^3$의 체적을 가지는 테스트 챔버 내부에 사이클론 집진기를 설치하고 향을 태워 미세 먼지를 발생시킨 후 다양한 조건에서 집진 성능을 측정하여 보았다. 미세 먼지의 경우 사이클론을 작동시키지 않아도 테스트 챔버 벽면에 흡착되어 초기에는 급격히 감소하는 경향을 보여주나 일정 시간이 경과한 후에는 매우 느리게 감소하는 현상이 관찰 되었다. 코로나 방전을 하지 않고 오존 파괴기에 활성탄만 충진한 상태에서 사이크론을 작동시킬 경우 지속적으로 천천히 감소하는 경향을 보여주었으며, 코로나 플라즈마를 방전시킨 경우 미세 먼지는 HEPA filter를 장착한 것보다도 조금 빠르게 미세먼지를 제거하였다. 챔버 내부의 미세먼지가 초기 값의 1/10에 도달하는 시간은 코로나 방전 전류가 증가할수록 짧아지는 경향을 보여주었으며 최적 조건에서 100초 이내에 90% 이상 제거가 가능하였다. 하이브리드 사이클론 집진기는 집진 뿐 만 아리라 VOC 성분도 분해가 가능하여 유해물질을 제거하는 능력이 있다. 유해 가스 제거 능력을 실험하기 위하여 분진제거 실험에 사용된 챔버 안에 아세톤을 증발시켜 50 ppm이 되도록 한 후 다양한 조건에서 유해물질 제거 실험을 수행하였다. 미세먼지와는 달리 장비를 작동하지 않을 경우 매우 느리게 아세톤 농도가 감소하였다. 이는 미세 먼지와는 달리 흡착이 발생하지 않고, 측정 챔버 자체가 완전한 밀폐가 이루어지지 않아 자연적으로 조금씩 외부로 누출되기 때문으로 판단된다. 코로나 플라즈마만 방전시켰을 경우 초기 농도의 80%가 제거되는데 걸리는 시간은 약 28분 정도로 코로나 플라즈마가 VOC 제거에 효과가 있음은 확인하였으나 제거율이 그리 높지 않음을 알 수 있었다. 한편 오존 파괴를 위해 활성탄으로 충진 된 오존파괴기를 통과시킨 경우는 약 12분 경과 후 80%가 제거됨을 확인할 수 있었으나 그 이후에는 VOC의 감소가 매우 느리게 진행됨을 알 수 있었다. 한편 활성탄 대신 $MnO_2$ 복합촉매로 충진 된 오존파괴기를 통과한 경우 약 3분 정도 경과 후 80%의 아세톤이 제거됨을 관찰할 수 있었으며 코로나 플라즈마를 작동시키면서 $MnO_2$ 복합촉매로 충진 된 오존파괴기를 통과시킨 경우 약 2분 정도 경과 80% 이상의 아세톤이 제거되어 코로나 플라즈마와 복합촉매를 사용할 경우 VOC 성분이 효과적으로 제거됨을 알 수 있었다.

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Effect of pH Control, Ozonation and Coagulation on THMs Formation in Dringking Water Treatment Process of the Downstream of Nakdong River (낙동강 하류의 정수처리 공정에서 pH, 오존 및 응집이 트리할로메탄 생성에 미치는 영향)

  • Lee, Jeong-Kyu;Son, Hee-Jong;Kim, Sang-Goo;Hwang, Young-Do;Ryu, Dong-Choon
    • Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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    • v.39 no.3
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    • pp.105-111
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    • 2017
  • This study was conducted to evaluate the effects of pH control and ozonation, coagulation on trihalomethanes (THMs) formation during prechlorination of the Nakdong river water. The results showed that lower pH was reduced THMs formation during prechlorination. THMs formation of water lowered pH 9.5 to 9.0, was reduced 18.3% and lowered pH 9.0 to 8.0 was reduced 14%, lowered pH 8.0 to 7.0 was reduced 7%, lowered pH 9.5 to 8.0 was reduced 29%. A low ozone dose ($0.11{\sim}0.48mg{\cdot}O_3/DOC$) before chlorination reduced the yields of THMs (reduced 6~24% in chlorination) compared with no preozonation. Thus the low ozone dose pretreatment is relatively effective plan to reduce THMs formation during chlorination. When ozone 1.0 mg/L, Alum 40 mg/L and sulfuric acid 6 mg/L dosed, The yields of THMs formation was reduced 42% compared with only chlorination. Input of chlorine after preozonation (followed coagulation, pH control) is more effective than only decline pH at a intake station to control THMs formation in a water treatment process. When chlorine 2.5 mg/L was added before coagulation (alum 40 mg/L), THMs formation was reduced 19% by lower pH and decreased 18% by a natural organic matter (NOM) removal compared with only chlorine 2.5 mg/L addition. Because coagulation could induce simultaneously lower pH and NOM removal, THM formation concentration is more effectively lowed than decreasing pH in the Nakdong river water.

Study on the Removal of Pharmaceuticals and Personal Care Products and Microorganism Inactivation by Ozonation (오존처리에 의한 의약품류의 제거와 미생물의 불활성화에 대한 연구 및 고찰)

  • Kim, Il-Ho
    • Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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    • v.32 no.12
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    • pp.1134-1140
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    • 2010
  • Ozonation is a promising process that can effectively reduce the occurrence of micropollutants and pathogen in water. This study investigated the performance of ozonation for the removal of pharmaceuticals and personal care products (PPCPs) in secondary effluent from wastewater treatment plant. Moreover, the disinfection potential of ozonation applied for PPCPs removal was discussed. Secondary effluent filtered by sand filter was used for tested water, and ozonation was performed under 2, 4 and 6 mg/L of ozone doses. As a result, 6 mg/L of ozone dose (ozone consumption : 4.4 mg/L) was essential for the effective removal of 37 PPCPs in tested water. Several previous studies showed that the operation condition could achieve approximately 3 log inactivation of total coliform and enteroviruses. On the other hand, dissolved ozone concentration in tested water increased by 1.8 mg/L under 6 mg/L of ozone dose, probably resulting in the increase of bromate formation potential. This result implies that as alternatives to suppress the bromate formation potential during the oxidation of PPCPs by ozone, investigations on advanced oxidation processes are required.

A Study on the Degradation Characteristics of 1,4-dioxane at Different Initial $H_2O_2$ Concentration with Advanced Oxidation Process using Ozone and Hydrogen Peroxide ($O_3/H_2O_2$를 이용한 고급산화공정에서 초기 $H_2O_2$ 농도에 따른 1,4-dioxane의 제거 특성 연구)

  • Park, Jin-Do;Suh, Jung-Ho;Lee, Hak-Sung
    • Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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    • v.27 no.10
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    • pp.1108-1113
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    • 2005
  • Advanced oxidation process involving $O_3/H_2O_2$ was used to eliminate 1,4-dioxane and to enhance the biodegradability of dioxane-contaminated water. Oxidation process was carried out in a bubble column reactor under different pH and $H_2O_2$ concentrations. The removal efficiencies of 1,4-dioxane were investigated at hydrogen peroxide concentration between 40 and 120 mg/L. At the same pH, removal efficiencies of 1,4-dioxane increased with increasing initial $H_2O_2$ concentration. There was a linear relationship between initial concentration of $H_2O_2$ and the amount of consumed $O_3$. It was observed that the high $H_2O_2$ concentration accelerated the generation of hydroperoxy ions(${HO_2}^-$) and hydroxyl radicals($OH{\cdot}$). Hydrogen peroxide enhanced the decomposition of 1,4-dioxane and the biodegradability of the solution.

The Study on the High Nocturnal Concentration of Ground Level Ozone (야간 지표 고농도 오존에 관한 연구)

  • 김유근;홍정혜
    • Journal of Korean Society for Atmospheric Environment
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    • v.14 no.6
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    • pp.545-554
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    • 1998
  • The diurnal variation of O3 concentration shows two peaks, the first peak at noontime and the secondary peak at night. In order to show why the secondary peak, high nocturnal O3 concentration, occurs without sunlight which is a essential factor of a photochemical response, the O3 concentration, several weather elements and synoptic weather map were used for June∼September at 1995, 1996. The mean concentration of high nocturnal O3 concentration days is higher by 5.4 ppb than that of low nocturnal O3 concentration days. The nocturnal O3 concentration is higher than that of diurnal O3 concentration during high nocturnal O3 concentration days, at July, 1995 and June, 1996. The high nocturnal O3 concentration is related to low air pressure, high cloud cover and high wind speed. The correlation coefficient, r. between nocturnal O3 concentration and wind speed, pressure and cloud cover is 0.387, -0.218, and 0.194, respeftiviely. It is interesting that the O3 concentration increases at Pusan when the typhoon passes by. The same result showed at Taegu when the typhoon FAYE passed by. According to the analysis of nocturnal O3 concentration for June∼September at 1995 and 1996, it seems that the high nocturnal O3 concentration relates to the trough and cyclones passing by Pusan.

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Atmospheric Pollutant Concentrations under the Influences of Internal Gravity Wave and Sea-Land Breeze Circulations in the Mountainous Coastal Regions (산악연안지역에서 내부중력파와 해륙풍순환 영향하의 대기오염농도)

  • Hyo Choi;Joon Choi
    • International Union of Geodesy and Geophysics Korean Journal of Geophysical Research
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    • v.23 no.1
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    • pp.18-33
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    • 1995
  • Under the synoptic scale strong westerly winds flowing over the large steep mountains in the eastern coastal region, the strong downslope wind storms such as internal gravity waves should be generated in the lee-side of mountain. Int he daytime as sea breeze circulation induced by meso-scale thermal forcing from sea toward inland confines to the offshore side of coastal sites due to the eastward internal gravity waves. Thus, surface winds near the coastal seas were relatively weaker than those in the open sea or the inland sites. Evidently, two different kinds of atmospheric circulations such as an internal gravity wave circulation with westerly wind and a sea breeze circulation with both easterly wind near the sea surface and westerly in the upper level were apparently produced. Under this situation the atmospheric pollutants at Kangnung city should be trapped by two different circulations in the opposite directions and resulted in the high concentrations of Total Suspended Particles (TSP) and ozone (O3). At night a meso-scale land breeze from land toward the more intensification of westerly winds in the coastal regions. The concentrations of TSP controled by the strong surface winds blowing from the mountain side toward the coastal sea were relatively higher at night than those in the daytime case and the concentrations of O3 due to the downward transport of ozone from the upper atmosphere toward the surface were also much higher at night than during the day. Consequently, the atmospheric pollutant concentrations in the mountainous coastal region under the downslope wind storms were higher than those after and before the occurrences of wind storms.

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Treatment of Ar/O2 Atmospheric Pressure Plasma for Sterilization (아르곤과 산소 대기압 플라즈마 방전 효과를 이용한 살균처리)

  • Son, Hyang Ho;Lee, Won Gyu
    • Applied Chemistry for Engineering
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    • v.22 no.3
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    • pp.261-265
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    • 2011
  • The sterilization effects of atmospheric pressure plasma with the mixture of argon and oxygen were analyzed. The plasma reactor with the shape of dielectric barrier discharge produced the uniform distribution of glow discharge and generated ozone gas effectively according to the various process parameters. The sterilization for E. coli was affected by power, oxygen ratio in the mixture gas, treatment time and distance between reactor and sample. The concentration of ozone was a major source for the sterilization of E. coli, which was enhanced by the increase of power and oxygen ratio. In this study, the effect of atmospheric pressure plasma treatment for the sterilization was confirmed and its result can deliver the atmospheric pressure plasma treatment as the novel sterilization method instead of conventional methods.

A Study on the Highly Effective Treatment of Spent Electroless Nickel Plating Solution by an Advanced Oxidation Process (고도산화공정을 이용한 고농도 무전해 니켈도금 폐액 처리방안 연구)

  • Seo, Minhye;Cho, Sungsu;Lee, Sooyoung;Kim, Jinho;Kang, Yong-Ho;Uhm, Sunghyun
    • Applied Chemistry for Engineering
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    • v.26 no.3
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    • pp.270-274
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    • 2015
  • We develop advanced oxidation processes for the treatment of spent electroless nickel plating solution. Apart form recovering nickel by leaching and enrichment, more emphasis is placed on rendering the waste water recyclable via oxidizing phosphite and hypophosphite into phosphate which can then be precipitated easily. $UV/H_2O_2$ process is employed and the conversion efficiency of COD and $PO_4-P$, and $H_2O_2$ consumption are analyzed. Furthermore, the $UV/H_2O_2/O_3$ process in conjunction with $O_3$ generator enables us to not only save the treatment time by 6 hours but also reduce $H_2O_2$ consumption by 30%.