Journal of the Korean Industrial and Engineering Chemistry, Vol.11, No.7, 737-742, November, 2000
UV/TiO2/H2O2와 초음파를 이용한 시스템에서 Aniline 및 TOC의 산화능 향상에 관한 연구
The Study on Removal of Aniline and TOC using UV/TiO2/H2O2 and Ultrasonic process
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초록
아닐린 및 총유기탄소(TOC)를 TiO2 분말광촉매를 사용하여 산화시켰을 때 분말첨가농도에 따른 제거율과 광원의 종류, 전자수용체의 종류, 및 초음파 조사에 따른 제거효율을 비교하여 유기물 제거를 위한 광촉매반응을 실험하였다. 광원의 종류에 따른 아닐린 및 TOC의 제거 실험 결과 살균램프가 블랙라이트램프보다 효율이 우수함을 알았으며, 살균램프 10 W/L 일 때가 5 W/L일 때보다 약 30%정도 제거 효율이 향상됨을 알 수 있었다. TiO2 분말첨가농도에 따른 아닐린 및 TOD의 제거 효율은 TiO2 첨가농도가 6400 mg/L가 최적 첨가량임을 알 수 있었으며, 전자수용체의 종류에 따른 실험 결과 과황산칼륨(K2O2O8)보다 과산화수소(H2O2)가 1.47∼5.88 mM의 농도에서 1.1∼1.3배 정도 제거 효율이 우수하였다. UV/TiO2/Ultrasonic 공정에 의한 TOC 제거 효율은 UV/TiO2 광촉매 공정으로만 처리한 경우보다 약 2.6배만큼 제거효율이 증가하였으며, UV/TiO2/H2O2(5.88 mM)/Ultrasonic 공정은 UV/TiO2/Ultrasonic 공정보다 약 1.5배 제거효율이 증가하였다. 아닐린과 TOC의 완전제거 및 빠른 제거시간을 얻기 위해서는 UV/TiO2/H2O2/Ultrasonic을 결합시킨 공정이 가장 효율적이었으며, 속도상수 k와 t(1/2)은 2.96×10(-2) min(-1), 23.4 min이었다.
Photocaltalytic removal of Aniline and Total Organic Carbon (TOC) with TiO2 has been investigated in various systems. It has been found that 6400 mg/L of TiO2 decreases Aniline and TOC the most efficiently by the illumination of Ultraviolet light. For the source a Gemercidal lamp was more effective than a Black light lamp. In addition, the 10 W/L Gemercidal lamp has increased the removal efficiency by 30% compared to the 5 W/L lamp. The addition of H2O2 or K2S2O8 at the concentration of 5.88 mM has increased the efficiency of removing TOC further; the former was 1.3 times more effectively than the latter. The removal efficiency of TOC was increased strikingly in an UV/TiO2/Ultrasonic system, and it was 2.6 times more efficient than in an UV/TiO2 system. Furthermore, the addition of H2O2 to the system(i.e. an UV/TiO2/H2O2/Ultrasonic system) has increased the efficiency 1.5 times more compared to the UV/TiO2/Ultrasonic system. The reaction rate constant, k, and the half-life of the TOC removal in the UV/TiO2/H2O2/Ultrasonic system have been calculated to be 2.96×10(-2) min(-1) and 23.4 min, respectively.
- 김우항, 대한환경공학회지, 21, 1487 (1999)
- Urano K, Water Res., 12, 1792 (1983)
- 이지영, "상수도관내에서 미생물 재성장 및 Trihalomethane 변화," 부산대학교 공학박사학위논문 (1997)
- 정경수, 이호인, 대한화학회지, 16, 809 (1994)
- Hug SJ, Laubscher HU, James BR, Environ. Sci. Technol., 31, 160 (1997)
- U.S. EPA, Intergrated Risk Information System(IRIS) Online, Coversheet for aniline, Office of Health and Environmental Assessment, U.S. EPA, Cincinnati, OH, Retrieved 10/94 (1994)
- Patty's Industrial Hygiene and Toxicology, 3rd Eds., Vol. 2A, John Wiley & Sons, New York, 2413 (1981)
- Mannsville, Mannsville Chemical Production Corporation, Aniline, Chemical Product Synopsis (1992)
- Hussain AE, Ali SA, Joan S, Wendy S, Advanced Technology for Destruction of Organic Pollutants by Photocatalysis, in Proceedings of a Symposium on Advanced Oxidation Processes, Toronto, Canada, June, 4-5 (1990)
- Craig ST, David FO, J. Catal., 122, 178 (1990)
- Calvin DJ, Allen JB, J. Phys. Chem., 83(24), 3146 (1979)
- Miller RC, Water Sewage Works, 74 (1976)
- Fischer R, Reissig H, Fischwasser K, Wasserwirtschaft, 82(6), 324 (1992)
- Kotronarou A, Mills G, Hoffmann MR, Environ. Sci. Technol., 26 (1992)
- Serpone N, Terzian R, Hidaka H, Pelizzetti E, J. Phys. Chem., 98(10), 2634 (1994)
- Kotronarou A, Mills G, Hoffmann MR, J. Phys. Chem., 95, 3638 (1991)
- Huang M, Tso E, Datye AK, Environ. Sci. Technol., 30, 3084 (1996)
- Augugliaro V, Loddo V, Marci G, Palmisano L, Lopezmunoz MJ, J. Catal., 166(2), 272 (1997)
- Neppolian B, Sakthivel S, Palanichamy M, Arabindoo B, Murugesan V, Proceeding of 7th IAWQ Asia-Pacific Regional Conference, 2, 1305 (1999)
- Ollis DF, Pelizzetti E, Serpone N, Environ. Sci. Technol., 25, 1523 (1991)
- Fox MA, Dulay MT, Chem. Rev., 93, 341 (1993)
- Tanaka K, Hisanaga T, Harada K, New J. Chem., 13, 5 (1989)
- Sundstron DW, Klei HE, Nalette TA, Reidy DJ, Weir BA, Hazardous Waste Hazardous Mater., 3, 101 (1986)
- 모세영, 장홍기, 이경재, 장건익, 손종렬, 대한환경공학회지, 22, 61 (2000)
- Glaze WH, Kang JW, Ind. Eng. Chem. Res., 28, 1573 (1989)
- 윤정효, 대한환경공학회지, 20, 711 (1998)