Total organic carbon (TOC) analysis equipment, which was previously used to prevent eutrophication in advance, is heavy, bulky, and expensive; therefore, so it is difficult to be carried and has been used as an experimental unit. In this study, a through-carbon analysis chip that integrates pretreatment through photocatalytic oxidation and carbon dioxide measurement using a pH indicator was investigated. Both the total carbon - inorganic carbon method and the nonpurgeable organic carbon (NPOC) measurement method require an acidification part for injecting an acid solution for inorganic carbon measurement and removal, an oxidation part for total carbon or NPOC oxidation and a measurement part for Carbon dioxide (CO2) measurement. Among them, the measurement of oxidation and CO2 requires physical technology. The proposed TOC analysis chip decomposed into CO2 as a result of the oxidizing of organic carbon using a photocatalyst, and the pH indicator that was changed by the generated CO2 was optically measured. Although the area of the sample of the oxidation part and the pH indicator of the measurement part were distinguished in an enclosed space, CO2 was quantified by producing an oxidation part and a measurement part that shared the same air in one chip. The proposed TOC analysis chip is less expensive and smaller, cost and size are disadvantages of existing organic carbon analysis equipment, because it does not require a separate carrier gas to transport the CO2 gas in the oxidation part to the measurement part.
A Laboratory study was conducted to evaluate the kinetics of oxidation of trichloroethylene (TCE) in groundwater by potassium permanganate $(KMnO_4)$, Consumption of permanganate by TCE and aquifer materials was also evaluated to obtain an appropriate injection rate of $KMnO_4$. TCE degradation by $KMnO_4$ in the absence of aquifer material showed effective with pseudo-first order rate constant, $k_{obs}=1.8110^{-3}\;s^{-1}\;at\;KMnO_4=500mg/L$. TCE oxidation by $KMnO_4$ was found to be second order reaction and the rate constant, $k=0.65{\pm}0.08\;M^{-1}s^{-1}$, was independent of pH changes. $KMnO_4$ consumption rate by groundwater sampled from field site was not significant, indicating that groundwater containing negligible amount of dissolved organic matter does not have any influence on the $KMnO_4$ degradation. Meanwhile, aquifer materials from field site were actively reacted with permanganate, resulting in the significant consumption of $KMnO_4$. It might be attributed to the existence of metal oxides in aquifer materials, Based on the rate constants obtained from this study, appropriate injection rate of permanganate and TCE removal rate in groundwater could be estimated.
제지산업에서 COD 부하 및 난분해성 COD 부하가 높은 생산지종별 발생폐수의 처리방안을 통하여 단위공정의 최적화와 방류수의 수질 안정화에 대해 연구하였다. 그 결과 1차 처리 공정에서는 SS와 더불어 colloid성 물질제거를 통한 COD 제거효율을 향상시키기 위해서 음이온 응집제 및 Alum의 병행사용이 효과적인 것으로 분석되었다. 또한 Fenton 산화법의 병행사용으로 인한 약품의 과량투입은 수질상태에 악영향을 주는 것으로 확인되었기 때문에 최적량인 $FeCl_2$와 $H_2O_2$의 비가 1:1인 농도비 1000 ppm 일 때 COD 제거율이 가장 높다고 판단된다.
현재 하수종말처리장은 질소와 인의 방류수 수질기준 강화로 생물학적 처리 후 약품주입으로 잔류인의 처리를 하고 있는 실정에서 방류수 수질기준은 확보가 가능하나, 약품주입량의 과다와 발생되는 슬러지의 증대 및 발생슬러지의 탈수효율 저하로 슬러지처리과정에서 또 다른 문제가 발생하여 처리에 대한 신뢰성이 결여되어 있는 실정이다. 그러므로 본 연구는 기존 하수종말처리장에서 발생하고 있는 문제에 대하여 최소의 반응시간과 슬러지 발생량의 최소화를 토대로 생물학적 고도처리를 적용한 하수처리장에서 방류수 수질기준의 강화에 따라 생물학적 처리로 확보하기 어려운 안정적 처리방식과 처리수질변동에 대한 적응 및 질소와 인의 처리기준을 맞추기 위하여 기존 하수처리 방식에 Electro Coagulation and Oxidation system을 적용한 결과 다음과 같다. 1) Al-SUS(stainless steel)로 배치한 전극에서 반응시간대와 상관없이 $15mA/cm^2$의 전류밀도에서 BOD, TN 및 TP의 처리효율이 $5mA/cm^2$에서의 처리효율보다 높게 나타났으나, 전류밀도 $10mA/cm^2$ 이상만을 유지하여도 TP의 경우 대부분 0.1 mg/L 정도로 처리가 가능하며, 특히, 반응시간을 10 min으로 유지할 경우 TP농도는 전류밀도와 상관없이 0.06 mg/L 이하로 방류수 수질기준 0.1 mg/L 이하를 유지할 수 있었다. 2) TP농도의 변화는 전류밀도의 변화에 영향을 크게 받지 않으며, 오히려 반응시간에 따라 처리수의 농도가 변화하는 것으로 전기응집반응의 경우 수초~수분이 요구되나 전기산화와 동시에 반응이 일어나야 하므로 적절한 전기응집산화의 반응시간은 10 min 이상이 요구되는 것으로 연구되었다. 3) 결과적으로 본 연구에서 생활하수의 TN 및 TP처리를 위한 전기응집산화공정의 경제적인 전류밀도는 $15mA/cm^2$이하, 반응시간은 10 min을 유지하는 것이 적절한 것으로 연구되었다.
This study examined the treatment characteristics of hard-to-degrade pollutants such as TCE which are found in organic solvent and cleaning wastewater by nZVI that have excellent oxidation and reduction characteristics. In addition, this study tried to find out the degradation characteristics of TCE by Fenton-like process, in which $H_2O_2$ is dosed additionally. In this study, different ratios of nZVI and $H_2O_2$, such as 1.0 mM : 0.5 mM, 1.0 mM : 1.0 mM, and 1.0 mM : 2.0 mM were used. When 1.0 mM of nZVI was dosed with 1.0 mM of $H_2O_2$, the removal efficiency of TOC was the highest and the first order rate constant was also the highest. When 1mM of nZVI was dosed with 0.5 mM of $H_2O_2$, the first order rate constant and removal efficiency were the lowest. The size of first order rate constant and removal efficiency was in the order of nZVI 1.0 mM : $H_2O_2$ 1.0 mM > nZVI 1.0 mM : $H_2O_2$ 2.0 mM > nZVI 1.0 mM : $H_2O_2$ 0.5 mM > $H_2O_2$ 1.0 mM > nZVI 1.0 mM. It is estimated that when 1.0 mM of nZVI is dosed with 1.0 mM of $H_2O_2$, $Fe^{2+}$ ion generated by nZVI and $H_2O_2$ react in the stoichiometric molar ratio of 1:1, thus the first order rate constant and removal efficiency are the highest. And when 1.0 mM of nZVI is dosed with 2.0 mM of $H_2O_2$, excessive $H_2O_2$ work as a scavenger of OH radicals and excessive $H_2O_2$ reduce $Fe^{3+}$ into $Fe^{2+}$. As for the removal efficiency of TOC in TCE by simultaneous dose and sequential dose of nZVI and $H_2O_2$, sequential dose showed higher first order reaction rate and removal efficiency than simultaneous dose. It is estimated that when nZVI is dosed 30 minutes in advance, pre-treatment occurs and nanoscale $Fe^0$ is oxidized to $Fe^{2+}$ and TCE is pre-reduced and becomes easier to degrade. When $H_2O_2$ is dosed at this time, OH radicals are generated and degrade TCE actively.
이 연구의 목적은 남한의 2015 개정 과학과 교육과정의 화학 내용 요소와 북한 김정은 시대의 초, 중등 과학 교과서의 화학 내용 요소를 비교·분석하여 북한 화학교육을 이해하기 위한 기초 자료로 제공하기 위한 것이다. 북한이 남한의 화학교육보다 시기적으로 선행하여 학습하는 내용 요소와 북한이 남한보다 양적으로 더 많이 학습하는 내용 요소 등을 분석하였다. 분석 대상은 남한의 2015 개정 과학과 교육과정과 북한의 소학교3 '자연', 초급중 1, 2 '자연과학', 고급중 1, 2 '화학'교과서이었다. 남한의 2015 개정 과학과 교육과정에 제시된 화학의 일반화된 지식에 따라 분석틀을 구성하고, 그 분석틀에 따라 북한과 남한의 화학교육 내용요소를 분석하였다. 분석 결과는 다음과 같다. 첫째, 북한 교과서에서 선행하여 학습하는 내용 요소는 밀도, 산화와 환원, 전지, 원자량이었다. 둘째, 북한 교과서에서 추가적으로 학습하는 내용 요소는 혼합물의 분리, 연료, 산화와 환원, 금속, 유기물질과 무기물질, 금속과 비금속의 산화물과 수산화물, 비료로 쓰이는 무기 물질, 영양 물질, 염의 반응과 활용, 원자궤도 함수, 오비탈의 혼성화, 배위결합 및 착물이었다. 이 연구 결과는 북한 화학교육을 이해하는데 기초 자료로 활용할 수 있을 것이다.
치과의사가 수복재료를 선택하고 환자에게 추천할 때는 수복할 치아 위치, 결손 정도, 환자의 심미적 요구도, 저작력, 나이, 경제적 여건 등 여러 가지의 요인을 고려한다. 그렇지만, 수복재료를 선택할 때의 일차적인 기준은 구강 내에서 기능 시 작용하는 교합력을 최우선으로 고려해야 한다. 미국 국립보건원(NIH) 지원으로 조사된 연구 결과에 의하면, 전치부 수복재료로서는 리튬 디실리케이트계 글라스-세라믹이 54%, layered zirconia가 17%, 루사이트 강화 글라스-세라믹이 13% 순을 보여, 전치부 수복재료로서 리튬 디실리케이트계 글라스-세라믹이 가장 많이 사용었다. 또한 구치부 수복재료로서는 단일구조 지르코니아가 32%, 금속-세라믹이 31%, 리튬 디실리케이트계 글라스-세라믹이 21% 순을 나타냈다. 세라믹 수복 재료의 특성을 살펴보면, 단일구조 지르코니아는 강도는 높지만 명도가 높고 저온열화로 인한 강도 저하가 일어날 수 있다. layered zirconia는 심미성은 우수하지만 강도가 낮은 비니어 세라믹의 칩핑과 박리가 문제가 되고 있다. 리튬 디실리케이트계 글라스-세라믹은 심미성은 우수하지만 지르코니아에 비해 강도가 낮으므로 구치부에 적용 시 파절이 일어날 위험성이 있다. 루사이트계 글라스-세라믹은 심미성은 우수하지만 기본적으로 강도가 낮기 때문에 전치부에 한정하여 적용한다. 세라믹 크라운이 구치부 교합력에 저항하기 위해서는 350 MPa 이상의 굴곡강도를 가져야 한다. 리튬 디실리케이트계 글라스-세라믹은 광투과성이 양호한 심미성이 있는 재료이므로 비니어 없이 전치부에 적용할 수 있고, 굴곡강도가 400 MPa 이상이므로 구치부 교합력에 저항할 수 있고, HF에 의한 산부식과 실란(silane) 처리가 가능하므로 레진과 강한 결합력을 얻을 수 있고, 또한 포세린에 비해 대합치의 마모가 적다. 이러한 점들을 고려하면 리튬 디실리케이트계 글라스-세라믹 재료는 전구치부의 단일치 수복에 적합한 성질을 갖고 있음을 알수 있다. 그렇지만 그의 임상 응용이 더욱 증가하기 위해서는 이들 재료에 대한 보다 많은 연구와 이해가 필요하리라고 생각된다.
BACKGROUND: Most of the researches on the dye removal using ozonation have been focused on the removal efficiency. However, the research on their removal characteristics and mechanism according to the reaction time has been still insufficient. METHODS AND RESULTS: In this study, the effects of initial pH and dye concentration with reaction time on the degradation characteristics of methyl orange (MO) and methylene blue (MB) by ozonation were evaluated. The degradation efficiency of MB by ozonation increased with increasing pH. On the other hand, the degradation efficiency of MO by ozonation did not show a significant difference with varing pH. The both MO and MB by ozonation were decomposed within 30 min irrespective of the dye concentration, but the decomposition rates of dyes were faster at lower initial dye concentration. The decomposition efficiency of total organic carbon (TOC) in each dye solution by ozonation was low, which was found to be effective for partial decomposition such as decolorization rather than complete degradation of the dye. CONCLUSION: Overall, ozonation was an effective method for removing nondegradable dyes. However, it is necessary to study the optimization of dye degradation under various environmental conditions for ozonation.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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