• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제11권6호
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• pp.76-82
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• 2006

일반적으로 Fenton 반응 공정을 실제 오염토양에 적용하기에는 다소 무리가 있다. 그 이유로 대표적인 Fenton 반응공정인 고전적인 Fenton 반응은 낮은 pH에서 우수한 처리효율을 보이고 있기 때문이다. 또한, 철이온의 투입을 대신하여 철광석을 이용하는 Fenton-like 반응도 철광석 표면에서 hydroxyl radical을 생성하나 높은 pH에서는 다량의 수산화물과의 경쟁반응으로 인하여 그 활성이 상당히 감소되어진다. 이러한 단점을 보완하기 위하여 중성영역의 pH에서 철이온-chelating agent의 복합체를 촉매로 사용하는 modified Fenton 반응이 제시 되어지고 있다. 이 처리방식의 경우에는 다량의 철이온의 투입이 요구되어진다. 따라서, 본 실험에서는 Fenton-like 반응과 modified Fenton 반응의 효율적인 접목으로 중성영역에서의 chelating agent의 투입으로 철광석으로부터 철이온을 용출하여 복합체를 형성함으로 혼합 Fenton 공정에서 부가적인 촉매로 사용되어짐으로 오염물 처리효율을 크게 향상시킨 기법 개발을 진행하였다. 2,4,6-Trinitrotoluene은 본 실험에서 오염원으로 사용하였으며, chelating agent에 의해 용출된 철이온이 약 0.1 mM 이상일 경우 Fenton-like 반응에 비하여 상당히 좋은 제거효율을 보였다. 혼합 Fenton 공정의 최대제거효율은 magnetite-NTA 시스템으로써 약 76%의 제거효율과 magnetite-EDTA의 경우 약 56%로서 이는 Fenton-like 반응에 비하여 약 40-60% 정도의 제거효율이 향상된 결과이다.

• 환경위생공학
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• 제17권4호
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• pp.29-38
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• 2002

Advanced oxidation of wastewater was studied with a purpose to remove TOC and color by the ozone-assisted Fenton reaction. The optimal conditions were determined by hydrogen peroxide and ozone concentrations. Experimental results indicate that the ozone treatment after Fentons process was found to provide very efficient removal efficiency in the process, avoiding the exclusive ozone treatment. The combined process of ozone in the Fenton oxidation respectively was increased removal efficiences of 10.7％ in comparison with exclusive Fenton oxidation. Also, the treatments of ozone after Fenton's oxidation respectively had increased the removal efficiences of 16.％. As a result, the treatment of ozone after Fentons oxidation had the best removal efficiency of approximately 96％. Removal efficiency of color was significantly increased as mush as 26％ by the advanced Fenton's oxidation in comparison with exclusive Fenton's oxidation. The removal efficiencies in the biological treatment using Bacillus subtilis after Fenton's oxidation and after Fenton's and ozone's oxidation were increased by 14％ and 19％ respectively. Although these combined Bacillus subtilis-assisted Fenton's oxidation was determined to be effective method to treat the dyeing wastewater in an economic point of view, the choice of wastewater treatment can be varied depending on water quality.

• 대한환경공학회지
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• 제37권6호
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• pp.340-348
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• 2015

본 연구에서는 해양퇴적물 내에 자연적으로 존재하는 철 성분과 과산화수소수를 이용한 유사-펜톤 공정에서 퇴적물의 입자크기 별 분율 내의 PCBs제거효율을 파악하고 여러 가지 계면활성제(Triton X-100, Tween 60, Tween 80)의 동시 사용에 따른 효율을 실험하였다. 퇴적물 시료를 1%와 15%의 과산화수소수와 Triton X-100, Tween 60, Tween 80을 이용하여 1시간 동안 처리 시 tPCBs제거효율은 24.1~46.7%로 나타났다. 퇴적물의 입자 크기, 오염형태에 따라 제거 효율의 차이는 있었으나, 과산화수소수와 계면활성제를 동시에 사용하여 처리한 퇴적물의 tPCBs 농도는 수저준설토사 유효활용 기준을 충족하였다. 또한 적절한 계면활성제를 유사-펜톤 반응에 첨가제로 사용시 낮은 산화제 농도 조건에서도 보다 높은 산화제 농도 조건에서의 제거효율과 유사하게 나타났다. 그러므로 유사-펜톤 반응과 계면활성제에 의한 처리에서 해양오염퇴적물의 미세입자에 함유된 PCBs를 효율적으로 정화하는 것이 가능한 것으로 확인되었다.

• 청정기술
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• 제5권1호
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• pp.49-61
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• 1999

펜턴산화는 산화력이 매우 우수한 $OH{\cdot}$을 생성하여, 난분해성 유기폐수의 생분해성을 향상시킬 수 있으므로 다양한 용존 유기오염물질을 함유하고 있는 산업폐수의 처리에 널리 이용되고 있지만, 철염과 과산화수소 등의 약품비용과 Sludge 처분비용 때문에 현재로서는 그리 경제적인 공정이라고 볼 수 없다. 본 연구에서는 펜턴산화의 약품비용을 줄이고, 적은 약품으로 처리효율을 향상시키기 위한 변형 펜턴산화법과 혼합한 슬러지 재이용의 가능성을 제시하고자 하였다. 본 연구는 펜턴산화에서 사용되는 철염용액에 NaOH용액을 첨가하였더니 철염용액의 폭발적인 반응을 보고 이를 펜턴산화에 응용하게 되었다. 본 연구에서 제안하는 변형 펜턴산화 공정이란 펜턴산화에서 사용되는 철염용액에 NaOH를 넣어 적정 pH로 조정하여, 수산화물을 형성시킨 후 처리대상 시료에 주입하여 과산화수소와 반응시켜 $OH{\cdot}$을 형성시키는 방법이다. 이 때 대상시료로서는 대표적인 오염물질인 페놀을 사용하였고 자연수의 이온강도와 유사한 수준으로 맞추기 위하여 $NaHCO_3$를 적량 첨가하여 페놀 인공폐수를 조제하였다. 이를 이용하여, DO의 영향, 이온강도의 영향, 과산화수소 주입횟수에 따른 영향을 알아보았다. 또한, 침출수와 염색폐수에 적용시켜 본 결과 기존의 펜턴산화보다 더 나은 처리효율을 얻을 수 있었으며, 변형 펜턴산화법과 슬러지 반송을 조합하여 실험한 결과 철염을 50%만 주입하여도 기존의 펜턴산화와 유사한 수준의 처리효율을 얻을 수 있었다.

• Advances in environmental research
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• 제10권1호
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• pp.59-86
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• 2021

Landfilling is the most commonly adopted method for a large quantity of waste disposal. But, the main concern related to landfills is the generation of leachate. The leachate is high strength wastewater that is usually characterized by the presence of high molecular recalcitrant organics. Several conventional methods are adopted for leachate treatment. However, these methods are only suitable for young leachate, having high biodegradability and low toxicity levels. The mature and stabilized leachate needs advanced technologies for its effective treatment. Advanced oxidation processes (AOPs) are very suitable for such complex wastewater treatment as reported in the literature. After going through the literature survey, it can be concluded that Fenton-based approaches are effective for the treatment of various high/low strength wastewaters treatment. The applications of the Fenton-based approaches are widely adopted and well recognized due to their simplicity, cost-effectiveness, and reliability for the reduction of high chemical oxygen demand (COD) as reported in several studies. Besides, the process is relatively economical due to fewer chemical, non-sophisticated instruments, and low energy requirements. In this review, the conventional and advanced Fenton's approaches are explained with their detailed reaction mechanisms and applications for landfill leachate treatment. The effect of influencing factors like pH, the dosage of chemicals, nature of reaction matrix, and reagent ratio on the treatment efficiencies are also emphasized. Furthermore, the discussion regarding the reduction of chemical oxygen demand (COD) and color, increase in biodegradability, removal of humic acids from leachate, combined processes, and the pre/post-treatment options are highlighted. The scope of future studies is summarized to attain sustainable solutions for restrictions associated with these methods for effective leachate treatment.

• 상하수도학회지
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• 제21권1호
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• pp.123-130
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• 2007

The effects of hydrogen peroxide treatment on the reduction of waterworks sludge were investigated in this study. Sludge treated by peroxidation $H_2O_2$ oxidation) was dewatered using a pressure filter at 3atm. It was observed that $H_2O_2$ treatment at the acidic condition significantly reduce both cake water content and specific resistance to filtration (SRF), indicating the enhancement of dewaterability and filterability. The filterability by hydrogen peroxide treatment at pH 3.5 was better than acidic treatment and became comparable with polymer conditioning. The sludge filterability evaluated by SRF was optimal at a dose 2ml $H_2O_2$/sludge($0.02g\;H_2O_2/gTS$) after adjusting of pH to 3.5. The $H_2O_2$ oxidation at pH 3.5 also produced even more dewatered cake when compared with polymer conditioning. The reduction rate of sludge mass at an optimal condition showed 34% compared with untreated sludge. The effects of peroxidation on sludge properties including zeta potential, bound water and particle size were also evaluated. Peroxidation at the acidic condition reduced both bound water and zeta potential. By $H_2O_2$ combined with sulfuric acid leached iron caused Fenton's reaction, which showed a potential to significantly reduce the amount of solids mass and to produce more compact cake with higher filterability.

• 대한환경공학회지
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• 제32권7호
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• pp.706-713
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• 2010

최근 초음파를 이용한 유기오염물질의 분해 연구가 진행 중이며, 보다 향상된 초음파 조건을 찾는 연구가 주목을 받고 있다. 본 연구에서는 초음파에 의한 분해 대상물질로 나프탈렌 및 페놀을 선정하여 다양한 주파수(28 kHz, 580 kHz, 1,000 kHz) 및 보조제($TiO_2$, $H_2O_2$, $FeSO_4$, Zeolite, Cu) 첨가 효과를 비교 분석하여 초음파 처리 시스템의 최적 분해효율 조건을 확인하였다. 주파수 변화에 따른 초음파 분해효율은 나프탈렌과 페놀 모두에서 580 kHz가 가장 우수한 효율을 보였으며, OH 라디칼 역시 동일 주파수에서 가장 많이 발생한 점을 미루어 볼 때, 580 kHz 근처의 초음파 영역에서 최적의 열분해 및 산화분해를 일으킬 수 있는 공동현상 조건이 형성된다는 것을 확인하였다. 100 mg/L의 다양한 보조제를 첨가하여 초음파 분해효율을 비교한 결과 $FeSO_4$의 분해효율 및 $k_1$값이 무첨가 초음파 반응에 비해 약 1.8배씩 우수하게 조사되었으며, 이것은 초음파와 펜톤 반응이 연계되어 OH 라디칼 생성을 촉진시켜 대상물질의 산화분해를 향상시킨 것으로 판단된다. 그러나 초음파와 펜톤 연계시스템은 배치식 조건에서만 제한적으로 적용 가능할 것이며, 연속식 초음파 시스템에서는 철의 손실, 반응조의 부식 및 새로운 오염물질을 발생시키는 문제를 야기할 수 있다. 이에 반해 $TiO_2$를 첨가한 초음파 분해속도가 무첨가 반응보다 약 20% 이상 향상된 점을 감안할 때, 초음파와 연계된 연속식 처리 공정에서는 $TiO_2$가 효과적인 보조제로 사용될 수 있을 것이다.