• 한국물환경학회지
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• 제25권1호
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• pp.90-95
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• 2009

This study investigates the oxidative degradation of N-nitrosodimethylamine (NDMA), a probable human carcinogen, by advanced oxidation process (i.e., UV process). The experiments were performed with various pH, initial concentration, UV intensity, and addition of $H_2O_2$ or $TiO_2$ on UV process. The results showed that the direct UV photolysis was the most effective treatment method. The lower pH, intial concentration and higher intensity of UV stimulated higher NDMA removal. However, addition of oxidant ($H_2O_2$, $TiO_2$) slows down photochemical treatment of NDMA since the oxidant can filter out the UV light and block it to reach the NDMA molecules. Dimethylamine (DMA) and nitrite were found to be a major byproduct from NDMA oxidation. To evaluate the chronic toxicity effects of UV-treated NDMA on the growth of microalgae, "Skeletonema costatum", was studied as long term experiments. Results demonstrated that after the 13 days exposure the chronic toxicity was decreased about 15% with application of UV process on NDMA degradation.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제32권spc8호
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• pp.3039-3044
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• 2011

This study suggests the prediction model for the concentration variation of $NO_2{^-}$ and $NO_3{^-}$ along with the rate constants of all reactions during ozonation under UV radiation ($O_3$/UV process). While $NO_2{^-}$ was completely converted into $NO_3{^-}$ during the $O_3$-only process, the production of $NO_2$ radical or $N_2O_4$ was expected in the $O_3$/UV process. In addition, the quenching of OH radicals, by $NO_2$ radical in the $O_3$/UV process, resulted in regeneration of $NO_2{^-}$. However, the regeneration of $NO_2{^-}$ was not observed in the $O_3$/UV process in the presence of $C_6H_6$ where the concentrations of $NO_2{^-}$ and $NO_3{^-}$ were significantly reduced compared to in the process without $C_6H_6$. The pseudo-first order rate constants of all species were calculated with and without the presence of $C_6H_6$ to predict the variation of concentrations of all species during the $O_3$/UV process. It was suggested that $NO_2{^-}$ and $NO_3{^-}$ in the $O_3$/UV process can be more effectively removed from an aqueous system with an OH radical scavenger such as $C_6H_6$.

• 공업화학
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• 제29권6호
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• pp.690-695
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• 2018

페니실린(PEN) 항생제의 분해를 위하여 오존, 과산화수소, 자외선으로 구성된 고도산화공정(AOP)을 적용하였다. 항생물질 분해효율은 흡광도(ABS) 및 총유기탄소(TOC) 분석으로 평가하였다. $O_3/H_2O_2/UV$와 $O_3/UV$ 조합이 ABS (9 min 동안 100%) 및 TOC 감소(60 min 동안 70%)에 가장 효과가 좋았으나 사용한 실험조건에서 항생제의 무기질화 및 독성제거는 완전하지 않았다. 항생물질에 의한 생독성은 Escherichia coli 민감도 및 Vibrio fischeri 생체형광 활성평가를 이용하였으며 $O_3/UV$에 의해 민감도는 9 min 동안 100% 감소, $O_3/H_2O_2/UV$에 의한 생체형광에 대한 독성은 60 min 동안 57% 감소하였다. 생물학적 분해를 위한 AOP 조합으로 $O_3/UV$ 조합을 선정하였으며 $BOD_5/COD$ 비율로 생분해도의 개선 여부를 간접 측정한 결과 $O_3/UV$로 30 min 처리함으로 $BOD_5/COD$ 비율이 약 4배 증가하였다. 페니실린 20 mg/L를 포함하는 인공폐수에 대하여 AOP 처리 후 Pseudomonas putida를 이용하여 호기적 생물학적 분해를 진행한 결과, $O_3/UV$ 전처리한 경우 페니실린의 완전 무기질화가 가능하였으며 전처리하지 않은 경우에 비하여 분해속도가 55% 증진되었다. 결론으로, 호기성 생물학적 처리를 위한 AOP 전처리로써 $O_3/UV$ 조합이 추천되며 페니실린의 완전 분해를 촉진할 수 있다.

• 생명과학회지
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• 제9권5호
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• pp.581-589
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• 1999

This study was carried out to compare ozonation with photocatalysis degradation for removal Geosmin of algae byproduct. The change of pH was decresed from 7.02 to 2.8 after contact time 480 minute for ozonation. In case of UV-germicidal lamp, pH was very quickly increased from 7.02 to 7.5, but Halogen lamp did very slowly change pH. Geosmin degradation ratio was as following, UV-germicidal lamp/TiO2(100mg/L) O3>UV-germicidal lamp/TiO2(50mg/L)>UV-germicidal lamp(10W)>halogen lamp(50W). Instead of TiO2 suspension solution, Geosmin degradation ratio was very low using hollow bead and pellet as coated TiO2. As a result of identifing byproducts, ozonation generated three species of aldehyde such as 3-Heptanone and three species of alcohol such as Heptanal, but photocatalysis formed 1, 14-Tetradecanediol infinitesimally.

• Membrane and Water Treatment
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• 제14권3호
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• pp.129-140
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• 2023

The appropriate injection of H₂O₂ is essential to produce hydroxyl radicals (OH·) by mixing H₂O₂ quickly and exposing the resulting H₂O₂ solution to UV irradiation. This study focused on evaluating mixing device of H₂O₂ as a design factor of UV/H₂O₂ AOP pilot plant using a surface water. The experimental investigation involved both experimental and model-based analyses to evaluate the mixing effect of different devices available for the H₂O₂ injection of a tubular hollow pipe, elliptical type of inline mixer, and nozzle-type injection mixer. Computational fluid dynamics analysis was employed to model and simulate the mixing devices. The results showed that the elliptical type of inline mixer showed the highest uniformity of 95%, followed by the nozzle mixer with 83%, and the hollow pipe with only 18%, after passing through each mixing device. These results indicated that the elliptical type of inline mixer was the most effective in mixing H₂O₂ in a bulk. Regarding the pressure drops between the inlet and outlet of pipe, the elliptical-type inline mixer exhibited the highest pressure drop of 15.8 kPa, which was unfavorable for operation. On the other hand, the nozzle mixer and hollow pipe showed similar pressure drops of 0.4 kPa and 0.3 kPa, respectively. Experimental study showed that the elliptical type of inline and nozzle-type injection mixers worked well for low concentration (less than 5mg/L) of H₂O₂ injection within 10% of the input value, indicating that both mixers were appropriate for required H₂O₂ concentration and mixing intensity of UV/ H₂O₂ AOP process. Additionally, the elliptical-type inline mixer proved to be more stable than the nozzle-type injection mixer when dealing with highly concentrated pollutants entering the UV/H₂O₂ AOP process. It is recommended to use a suitable mixing device to meet the desired range of H₂O₂ concentration in AOP process.

• 대한환경공학회지
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• 제32권11호
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• pp.1063-1068
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• 2010

본 연구는 유효한 분변오염의 지표 미생물로서 제안되고 있는 E.coli와, 병원성 바이러스에 대한 지표 미생물로 추천되는 $Q{\ss}$ 파지의 UV 및 UV/$H_2O_2$에 대한 내성을 비교하였다. 이 결과에 의거, 병원성 바이러스 관리를 위한 E.coli 규제의 유효성을 고찰하였다. 또한, 병원성 바이러스에 대한 대체 지표 미생물로써, $Q{\ss}$ 파지, T4 및 lambda 파지의 실제 하수 2차 처리 수중에서의 UV 불활성화를 비교하였다. 실험결과, $Q{\ss}$ 파지와 E.coli는 UV에 대해 거의 동등한 내성을 보였으나, UV/$H_2O_2$ 공정에 대해서는 E.coli보다 $Q{\ss}$ 파지가 더 높은 내성을 보였다. 이로부터, $Q{\ss}$ 파지가 모든 병원성 바이러스의 UV 또는 UV/$H_2O_2$에 대한 내성을 대표한다고 할 수는 없을지라도, 지표 미생물로써 E.coli의 불활성화 효과에만 의존하는 것은, 소독공정에 따라서는 바이러스류에 대해 충분한 소독효과를 얻지 못할 수도 있음을 알 수 있었다. 한편, T4 및 lambda 등 DNA 파지와 불활성화를 비교하였을 경우, $Q{\ss}$ 파지가 UV에 대해 더 낮은 내성을 보였다. 따라서, 불활성화에 대한 지표 바이러스로써 $Q{\ss}$ 파지의 이용은 낮은 UV 조사량의 도입에 의해 결과적으로 불충분한 소독효과를 초래할 수도 있을 것 같다. 이 결과는, 병원성 바이러스류에 대해 보다 충분한 불활성화를 달성하기 위해서는 RNA 파지인 $Q{\ss}$보다 T4 및 lambda 등 DNA 파지가 지표 바이러스로써 보다 유효할 수 있음을 보여준다.

• 한국결정성장학회지
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• 제12권2호
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• pp.110-114
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• 2002

HBPCA를 유기질 공해물질의 모델로서 선정하고 $TiO_2$에 흡착시켜서 흡착된 분자의 배향성과 광분해 생성물의 관계에 대하여 조사하였다. 용액의 pH를 변화시켜서 UV광을 조사한 뒤 생성된 광분해 생성물을 UIF와 Raman 분광기로 스펙트럼을 얻어 분석 비교하였다. 용액의 pH는 흡착된 분자의 배향에 영향을 미쳐서 광분해 생성물이 달라지며, 흡착된 분자의 배향과 광분해 생성물과의 관계는 아주 밀접하게 관련되어 있음을 확인하였다.

• 분석과학
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• 제13권5호
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• pp.659-665
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• 2000

Ozone/high pH, Ozone/$H_2O_2$ 공정 및 OH라디칼 scavenging 조건인 알칼리도가 존재하는 공정에서의 오존처러 후 생성되는 과산화수소의 농도와 $UV_{254}$ 감소율의 변화를 통하여 유기물의 분해 특성을 조사하였다. 부식산의 농도, 초기 pH 및 과산화수소와 알칼리도의 농도 등을 변화시키면서 생성되는 과산화수소의 농도와 $UV_{254}$ 감소율을 측정하였다. 그 결과, 수중 부식산의 오존처리시 부식산과 오존과의 반응에 의한 과산화수소의 생성과 부식산의 분해에 따른 $UV_{254}$의 감소는 서로 다를 반응경로를 거치는 것을 확인 하였다. 생성되는 과산화수소의 농도는 용존 오존분자의 안정성이 높은 산성조건에서 높게 나타났다. 반면, $UV_{254}$의 감소율은 강알칼리성 용액이나 $H_2O_2$가 투여된 경우, 즉 ${\cdot}OH$, ${\cdot}HO_2$와 같은 라디칼이 많이 형성되는 조건에서 높았다. 이러한 결과는 부식산의 오존처리 과정에서 생성되는 과산화수소의 농도가 용존 오존분자의 직접반응에 주로 의존하는 반면, $UV_{254}$의 감소율은 오존분자의 직접반응과 더불어 라디칼과의 간접반응에 영향을 받음을 나타낸다.

• 상하수도학회지
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• 제23권1호
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• pp.69-75
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• 2009

The characteristics of disinfection and organic removal were investigated with pulse UV lamp in this study. The intensity and emission wavelength of pulse UV Lamp were compared with low pressure UV lamp. The emission spectrum range of pulse UV lamp was between 200 and 400 nm while the emission spectrum of low pressure UV lamp was only single wavelength of 254nm. 3 Log inactivation rate of B. subtilis spore by pulse UV and low pressure UV irradiation was determined as $44.71mJ/cm^2$ and $57.7mJ/cm^2$, respectively. This results implied that wide range of emission spectrum is more effective compared to single wavelength emission at 254nm. 500ng/L of initial 2-MIB concentration was investigated on the removal efficiency by UV only and $UV/H_2O_2$ process. The removal efficiency of UV only process achieved approximately 80% at $8,600mJ/cm^2$ dose. 2-MIB removal rate of $UV/H_2O_2$ (5 mg/L $H_2O_2$) process was 25 times increased compared to UV only process. DOC removal efficiency for the water treatment plant effluent was examined. The removal efficiency of DOC by UV and $UV/H_2O_2$ was no more than 20%. Removal efficiency of THMFP(Trihalomethane Formation Potential), one of the chlorination disinfection by-products, is determined on the UV irradiation and $UV/H_2O_2$ process. Maximum removal efficiency of THMFP was approximately 23%. This result indicates that more stable chemical structures of NOM(Natural Organic Matter) than low molecule compounds such as 2-MIB, hydrogen peroxide and other pollutants affect low removal efficiency for UV photolysis. Consequently, pulse UV lamp is more efficient compared to low pressure lamp in terms of disinfection due to it's broad wavelength emission of UV. Additional effect of pulse UV is to take place the reactions of both direct photolysis to remove micro organics and disinfection simultaneously. It is also expected that hydrogen peroxide enable to enhance the oxidation efficiency on the pulse UV irradiation due to formation of OH radical.

• 분석과학
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• 제16권4호
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• pp.292-298
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• 2003

고급산화공정 (AOP)인 UV시스템과 오존시스템을 이용하여 부식산의 광산화 및 오존 산화를 실시한 후, 용존유기탄소 (DOC)의 제거 효율에 따른 분자량 분포 특성을 한외여과법을 이용하여 조사하였다. 반응 전의 부식산의 분자량 분포는 30,000 daltons 이상의 고분자 물질이 41.5%로 가장 큰 부분을 차지하고 있었으며, 500 dalton 이하의 저분자 물질은 15.2%로 상대적으로 낮은 분포율을 보였다. UV 조사 시간이 증가함에 따라 고분자에서 저분자로의 전환율이 증가하였다. 특히, 30,000 daltons 이상의 고분자물질이 생물학적으로 처리 효율이 높은 500 daltons 이하의 저분자물질로 전환되는 비율은 UV 단독조사 (35.3%)에 비교해 촉매가 첨가된 경우인 $UV/TiO_2$ 및 $UV/H_2O_2$ 시스템에서 각각 58.9%와 87.7%으로 증가하였다. 오존 시스템에서는 500 daltons 이하의 저분자로의 전환율보다는 3,000~30,000 daltons의 중간크기 분자량 분포율이 증가하였다. 오존 단독 시스템에서는 10,000~30,000 daltons 크기의 분포율이 최종 60분 처리시 41.5%로 가장 높게 나타났으며, $O_3/H_2O_2$ 시스템에서는 10,000~30,000 daltons과 3,000~10,000 daltons이 각각 38.9%, 26.2%으로 높은 분포율을 나타냈다. 이상에서 얻어진 결과를 토대로 수중 부식산의 보다 효과적인 제거를 위하여, $UV/H_2O_2$, $UV/TiO_2$ 및 $O_3$, $O_3/H_2O_2$ 시스템 등과 연계하여 처리할 수 있는 단위공정을 제안하였다.