• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제58권4호
• /
• pp.536-540
• /
• 2020

고분자연료전지(PEMFC) 고분자막의 지지체는 기계적 내구성 향상에 핵심적인 역할을 한다. 지지체로 사용하는 e-PTFE는 화학적으로 안정하여 PEMFC 구동과정에서 전기화학적인 열화에 대해서는 거의 연구되지 않았다. 본 연구에서는 e-PTFE가 Fenton 반응과정에서 발생한 라디칼과 과산화수소에 화학적으로 안정한지 검토하였다. Fenton 반응 과정에서 e-PTFE의 주사슬이 끊어져 지지체의 화학적 구조와 형태 변화가 발생하였고, 그에 따라 인장 강도가 감소하였다. 실제 PEMFC 구동과정에서 고분자막 이오노머의 전기화학적 열화는 라디칼과 과산화수소에 의해서 고분자막 내부에서 발생하므로, e-PTFE 지지체의 셀 내에서 전기화학적 열화도 발생할 수 있음을 본 연구 결과가 보였다.

• 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.

• 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.

• 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.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제43권1호
• /
• pp.153-160
• /
• 2005

본 실험은 TNT 오염토양의 효율적 제거를 위한 화학적 처리기술 개발을 목적으로 다양한 Fenton reaction 적용성에 관해 고찰하였다. 기존 Fenton reaction은 낮은 pH 요구성을 가지는 단점이 있고 천연토양은 pH에 대한 buffering capacity를 가지고 있으므로 그 적용성이 미약하였다. 이에 중성 pH에서도 효율적으로 Fenton reaction을 유도할 수 있는 modified Fenton reaction을 본 실험에 적용하였다. 또한, 천연 토양 내 다양한 철광석을 철이온 대신 사용함으로써 철슬러지의 발생의 최소화를 위한 Fenton-like reaction의 적용 가능성에 대하여 검토하여 보았다. 실험결과는 오염토양의 기존 Fenton reaction 제거효율은 약 20시간 후 pH 3에서 93%이며 반면 pH 7에서는 21%임을 보였다. 한편, TNT 오염 수용액 처리에 철이온과 5종의 chelating agent를 투입한 실험에서는 24시간 반응 후 pH 7에서 NTA-Fe의 경우가 87%로 그 효율이 가장 우수하였고 citrate-Fe 46%, EDTA-Fe 71%, oxalate-Fe 64%, acetate-Fe 37%의 각각의 제거효율을 나타내었다. 또한, TNT 오염 수용액 처리에 3종의 철광석으로 Fenton-like reaction을 적용한 경우, pH 3에서 24시간 후 goethite 33%, hematite 40%, magnetite 40%의 처리효율을 보였고, pH 7인 경우 goethite 28%, hematite 34%, magnetite에서는 36%의 처리효율을 보였다. 게다가, 성능이 우수한 chelating agent 3종과 2종의 철광석을 이용한 복합처리 실험에서는 magenetite 경우 pH 7에서 NTA 79%, oxalate 59%, EDTA 14%의 제거효율이 측정되었고, hematite 경우 NTA 73%, oxalate 25% 그리고 EDTA 19%의 처리효율을 얻었다. 결론적으로 철광석과 modified fenton reaction의 복합처리의 경우 처리 기간 등의 운영인자를 확보할 경우 효율적으로 TNT 오염토양에 적용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제12권9호
• /
• pp.4274-4282
• /
• 2011

본 연구는 염색폐수 처리시설에서 생물학적공정(2차) 처리를 거처 배출되고 있는 방류수 중에 미처리되어 잔존하고 있는 난분해성 유기물(COD) 성분을 제거하기 위하여, 고도처리공법으로서 Fenton 산화공정을 적용하여, 공법의 적용 가능성과 최적의 운전조건을 얻고자, 실험실 실험과 Pilot Plant 현장 운전을 실시하였다. 본 Fenton 산화실험의 원수로 사용된 생물학적(2차) 처리수의 수질은 실험기간동안 $COD_{Mn}$ 30~50mg/L으로 측정되었다. Fenton 산화반응 실험 결과, 최적의 반응조건은 pH 3~3.5, 반응시간 2~2.5시간, 약품 주입량비($FeCl_2$(33%)/$H_2O_2$(35%)) 3 : 1 로 나타났다. 약품 주입량 비가 적정조건일 때, 슬러지 발생량($SV_{2hr}$)은 전체 양의 21~28% 범위인 것으로 측정되었다. Pilot Plant 실험 결과, 산화반응조의 체류시간 변화에 따라 처리효율이 크게 영향을 받고 있었으며, 적정 체류시간은 2.0시간 이었다. 현장에 Pilot Plant($2m^3/d$)를 설치하여 연속운전을 실시한 결과, COD 농도가 제거효율 면에서 60~70%를 나타내었고, 처리수질은 20mg/L 이하로 측정되어, 대체로 안정적이고 양호한 처리효율을 나타내고 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제17권3호
• /
• pp.86-92
• /
• 2016

본 연구는 가황촉진제 제조공정에서 발생되는 MBT 폐수의 생물학적 처리가능성을 평가하였다. MBT 폐수는 미생물 활동을 저하시키기 때문에 생물학적으로 처리가 불가능하였지만, 7일의 순응기간을 거쳐 약 10%의 COD가 제거되었다. MBT 폐수의 화학적 전처리를 위한 최적조건은 pH 3.5, 2시간동안 교반 후 $Fe^{3+}$를 주입하여 펜톤산화를 한 경우였다. 또한, 펜톤처리 된 MBT 폐수를 제지폐수와 혼합하여 활성슬러지공정에서 처리했을 경우 MBT 폐수의 COD가 약 20% 제거되었다.

• 한국환경과학회지
• /
• 제15권1호
• /
• pp.67-75
• /
• 2006

The degradation of Rhodamine B (RhB) in water was investigated in laboratory-scale experiments, using five advanced oxidation Processes (AOPs) $UV/H_2O_2$, lenten, photo-lenten, $UV/TiO_2,\;UV/TiO_2/H_2O_2$. The photodegradation experiments were carried out in a fluidized bed photoreactor equipped with an immersed 32 W UV-C lamp as light source. initial decolorization rate and COD removal efficiency were evaluated and compared. The results obtained showed that the initial decolorization rate constant was quite different for each oxidation process. The relative order of decolorization was: photo-fenton > $UV/TiO_2/H_2O_2$ > fenton > $UV/H_2O_2$ > $UV/TiO_2$ > UV > $H_2O_2$. The relative order of COD removal was different from decolorization: photo-fenten ${\fallingdotseq}$ $UV/TiO_2/H_2O_2\;>\;UV/TiO_2\;>\;fenton\;>\;UV/H_2O_2$. The Photo-lenten and $UV/TiO_2/H_2O_2$ processes seem to be appropriate for decolorization and COD removal of dye wastewater.

• 한국환경과학회지
• /
• 제17권1호
• /
• pp.37-44
• /
• 2008

The electro-chemical decolorization of Rhodamine B (RhB) in water has been carried out by electro Fenton-like process. The effect of distance, material and shape of electrode, NaCl concentration, current, electric power, $H_2O_2$ and pH have been studied. The results obtained that decrease of RhB concentration of Fe(+)-Fe(-) electrode system was higher than that of other electrode system. The decrease of RhB concentration was not affected electrode distance and shape. Decolorization of electro Fenton-like reaction, which was added $H_2O_2$ onto the electrolysis using electrode was higher than electrolysis. Addition of NaCl decreased the electric consumption. The lower pH is, the faster initial reaction rate and reaction termination time observed.

• 환경위생공학
• /
• 제12권2호
• /
• pp.29-35
• /
• 1997

Phenol, often discharged from petroleum and fine chemical industries is potential carcinogen and was classified into priority pollutant by EPA in USA. It causes serious environmental and health problem if discharged to the environment such as soil or aquifer. The removal efficiency of phenol and COD using Fenton treatment(Hydrogen Peroxide and Ferrous Sulfate) was observed and biodegradability (BOD$_{5}$/COD$_{cr}$) of reaction products were also examined. When 50 mg/l of phenol was treated by Fenton's Reagent(50 mg/l of hydrogen peroxide and 900 mg/l of ferrous sulfate), the removal efficiency of phenol and COD was 100% and 80% respectively in 10 minutes, which suggested this method can be used as actual phenol removal process. The initial biodegradability of 500 mg/l phenol solution was 0.7 but decreased as hydrogen peroxide was increased.