• Advances in environmental research
• /
• 제9권3호
• /
• pp.161-173
• /
• 2020

The removal of two dyes, namely Methylene Blue (MB) and Reactive Brillant Red (RR) from aqueous solution was investigated using magnetite iron coated pumice (MIP) composite in the Fenton-like oxidation process. A weight ratio of 2.5 g (with the molar ratio of Fe³⁺ to Fe²⁺ to be 2) (5%) of iron to the total pumice (50 g) was enabled during synthesis of catalyst. Surface composition and characteristics of the catalyst were assessed by SEM-EDX, FT-IR, Raman spectral analysis. The effect of the amount of pumice solely used or MIP, H₂O₂ concentration, pH and initial concentration of MB or RR dyes on Fenton-like process efficiency was investigated. EDAX spectrums of pumice and MIP showed that oxygen and silisium are the major elements. The Fe content of MIP increased to 2.24%. SEM, FT-IR and Raman spectrums confirmed the impregnation of Fe on pumice surface. The experimental results revealed that high removal rates of dyes could be obtained using MIP that demonstrated a higher stability for removal of MB dye. pH affected the removal efficiency of both dyes and the degradation of both dyes was sharply dropped when pH was increased above 4. The removal of dyes did not significantly change with increasing H₂O₂ concentration. Degradation rates of both MB and RR dyes increased 3.3 and 2.8 times with the use of MIP compared to pumice alone, respectively. Furthermore, MIP enabled a good removal efficiency at higher dye concentrations. It can be emphasized that MIP composite can be used in the heterogeneous Fenton-like systems considering the economic and easily separation aspects.

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

• 생명과학회지
• /
• 제9권6호
• /
• pp.692-697
• /
• 1999

주정폐액과 같은 고 농도의 유기성 폐액의 효율적 처리에는 혐기적, 호기적인 생물학적인 처리와, 생물학적으로 난분해성 물질의 화학적 처리가 요구되었다. 난분해성 COD성분을 제거하기 위하여 Fenton처리 전에 가능한 많은 유기물의 제거가 요구되며, 이때 $FeCl_3$,alum,cationic polymer의 처리가 효과적이었다. 이 처리과정 중은 몰론 Fenton 처리과정 중에 생성되는 슬러지의 제거 효율에 따라 전체 폐수처리효율리 크게 영향을 받게되 슬러지의 효과적인 제거과정이 필요하였다, 이를 위해 기포의 직경이 80-120 um 정도되는 기존의 DAF방식에 비해 새로 도입한 PBF법에 의해 생성되는 직경 20-50um 의 미세포기는 슬러지의 부상을 촉진시켜 화학적 슬러지의 제거 효율이 훨씬 뛰어남을 알 수 있었다. 이에 따라 PBF법에 의한 슬러지의 제거는 기존의 DAF법에 비해 약품 사용량, 용수의 절감, 방류량의 감소 등으로 전체 운전비용을 약 30%정도 줄일 수 있었다.

• 유기물자원화
• /
• 제13권4호
• /
• pp.107-117
• /
• 2005

본 연구에서는 펜톤산화 공정을 축산폐수의 전처리 시스템으로 활용하고자 초기 pH, $H_2O_2/Fe^{2+}$ 비율, $H_2O_2/Fe^{2+}$ 약품주입량, 응집 및 침전을 위한 중화제 등과 같은 펜톤산화의 적정 운영조건을 도출하는 실험적 연구를 실시하였다. 적정 조건을 도출하기 위해 교반시험기를 이용하여 120 rpm에서 2시간 동안 각 조건을 변화시키면서 펜톤산화 반응을 진행한 후 2시간 동안 침전시켜 그 상등액의 잔류 과산화수소, $COD_{Cr}$, SS 등을 분석하였다. 실험결과 도출된 최적조건은 초기 pH는 4, $H_2O_2/Fe^{2+}$비율은 10:1, $H_2O_2/Fe^{2+}$ 약품주입량은 5,000/500mg/L 그리고 중화제로는 $Ca(OH)_2$가 양호한 것으로 나타났다. 이러한 최적 조건에서 펜톤산화에 의해 축산폐수의 $COD_{Cr}$ 제거율은 43% 그리고 SS는 84%의 제거율을 나타내었다.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제51권8호
• /
• pp.1957-1963
• /
• 2019

A UVC photo-Fenton advanced oxidation process (AOP) was studied to develop a process for the decomposition of oxalic acid waste generated in the chemical decontamination of nuclear power plants. The oxalate decomposition behavior was investigated by using a UVC photo-Fenton reactor system with a recirculation tank. The effects of the three operational variables-UVC irradiation, H₂O₂ and Fenton reagent-on the oxalate decomposition behavior were experimentally studied, and the behavior of the decomposition product, CO₂, was observed. UVC irradiation of oxalate resulted in vigorous CO₂ bubbling, and the irradiation dose was thought to be a rate-determining variable. Based on the above results, the oxalate decomposition kinetics were investigated from the viewpoint of radical formation, propagation, and termination reactions. The proposed UVC irradiation density model, expressed by the first-order reaction of oxalate with the same amount of H₂O₂ consumption, satisfactorily predicted the oxalate decomposition behavior, irrespective of the circulate rate in the reactor system within the experimental range.

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

• 대한환경공학회지
• /
• 제27권4호
• /
• pp.402-408
• /
• 2005

Fenton 산화공정을 매립지 침출수에 적용하여 최적의 촉매를 선정하고 최적의 반응조건을 도출하기 위해 Lab scale로 상온에서 실험하였다 본 실험의 연구 결과, 다음의 결과를 얻을 수 있었다. 1) TOC의 제거효율로 최적 pH를 살펴본 결과 $Fe^{2+}$는 pH 3.0, $Fe^{3+}$는 pH 4.5, $Fe^0$는 pH 4.0으로 각각 관찰되었다. 2) 각 촉매별 최적 주입량을 결정하고 반응특성을 살펴보기 위하여 TOC, $COD_{Cr}$, $UV_{254}$를 변수로 보았고, 2가철의 경우 $H_2O_2$ : $Fe^{2+}\;=\;1,200\;mg/L$ : 1,200\;mg/L로 결정되었다 또한 3가철의 경우 $H_2O_2$ : $Fe^{3+}\;=\;1,200\;mg/L$ : 1,200 mg/L, 0가철의 경우 $H_2O_2$ : $Fe^0\;=\;900\;mg/L$ : 1,200 mg/L로 각각 결정되었다. 3) 최적조건에서 3가철($Fe^{3+}$)이 TOC와 $COD_{Cr}$에서 가장 높은 제거효율을 나타냈지만 0가철($Fe^0$)과 큰 제거율 차이를 나타내지 않았다. 이에 따라 경제적인 측면을 고려할 때 0가철($Fe^0$)이 동일한 철염주입량에서 가장 적은 과산화수소 주입량이 필요하므로 상대적으로 우수한 것으로 나타났다. 4) 실험에 적용된 최적 pH를 검증하기 위해 처리수를 pH 중화제(NaOH)로 적정했을 때 각 촉매별로 실험에 사용된 pH가 최적조건임을 확인할 수 있었다. 5) 촉매별로 시간에 따른 redox potential을 사용하여 모든 촉매에 대해 산화반응의 정도 및 반응이 일어나고 있는 계의 산화환원력을 간접적으로 측정할 수 있었다. 이에 따라 실제 Fenton 공정을 적용할 때 "on-line monitoring"의 기초 자료로써 산화환원전위를 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• Journal of Photoscience
• /
• 제9권2호
• /
• pp.138-141
• /
• 2002

A photo-labile compound which is bioinactive but, upon irradiation with light, yields bioactive species is called as "caged compound". Photolysis of caged compounds generating bioactive species, has become a general method to produce a desired amounts of bioactive species in the specific time interval at the desired place or area of the target biological systems. For this purpose, we designed and synthesized caged hydroxyl radical., "Photo-Fenton Reagent" NP-IIl. NP-IIl has a strong absorption maximum at 377 nm and yields hydroxyl radicals upon UV light irradiation. The antioxidant activity of the ${\alpha}$ -lipoic acid and other naturally occurring compounds has been examined by using NP-IIl as a molecular probe. For example, upon photoirradiation of NP-lII with BSA or apolipoprotein of human low density (LDL), the significant oxidative modifications were observed in both cases. The oxidation was completely suppressed in the presence of ${\alpha}$-lipoic acid, which clearly demonstrates the strong hydroxyl radical scavenging activity of ${\alpha}$-lipoic acid. Other applications of NP-lII will also be described

• Environmental Engineering Research
• /
• 제12권1호
• /
• pp.30-35
• /
• 2007

Fenton system using homogeneous iron catalyst is very powerful in the degradation of organic compounds, but has a disadvantage to remove Fe ions from water after wastewater treatment. Thus, iron catalyst was bounded to support such as inorganic and polymer materials. The PVP supporting iron catalyst showed a good catalytic performance in degradation of phenol contained in waste water and iron catalyst supported on ${SO_4}^{2-}$ type PVP (KEX 511) showed the best catalytic performance. Also, reaction kinetic study was carried out in this system. Reaction constants on various catalysts was obtained from the pseudo first order equation. Reaction rate constants with the heterogenized $FeCl_2/PVP$ catalyst is a three-fold smaller than that of $FeCl_2$ catalyst.

• 환경위생공학
• /
• 제16권2호
• /
• pp.71-78
• /
• 2001

본 연구는 폐수 중 함유된 고농도의 LAS를 제거하기 위해 $FeSO_4$를 이용한 응집, 펜톤산화, 펜톤 공정 전.후에 응집공정을 조합시킨 Coagu-oxidation 및 Renton's Coagulation을 이용하여, 처리 시 최적 조건을 도출하고, 효율적인 화학적 처리방법을 검토하기 위해 수행되었다. 연구로부터 얻어진 결론은 다음과 같다. 응집공정은 pH 8, 응집제의 주입량 200mg/L인 조건에서, 펜톤산화는 pH 3, $H_2$$O_2$에 대한 ${Fe^2}^{+}$의 비가 1:1인 조건에서 최적효율을 보였다. Fenton's Coagulation 처리 시 LAS의 개환율은 높아졌고, 주입된 LAS농도의 73~96%가 제거되어 4가지 처리 방법 중 가 장 좋은 처리효율을 보였다. 따라서, LAS의 생물학적 처리 시 거품 및 부산물 생성 등에 의해 저해작용을 감안한다면, LAS가 다량으로 함유한 산업 폐수에서 화학적 처리방법의 도 입이 적절할 것으로 생각되며, 이들 중 Fenton's Coagulation을 유용하게 적용될 수 있을 것으로 판단된다.