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권태옥,전정철,송가라모,이재욱,문일식 한국화학공학회 2007 화학공학의이론과응용 Vol.10 No.2
Bisphenol A (BPA) is widely used as a raw material for epoxy and polycarbonate resins. It has been suspected to act as an endocrine disruptor (ED). The development of removal methods of ED is an urgent problem as well as a worldwide concern. Photocatalytic reactions using TiO2 particles have been extensively studied for wastewater treatment since most harmful and toxic organic pollutants can be completely mineralized because of the strong oxidizing power of the photogenerated holes of TiO2. In the present study, we investigated the effect of ozonation prior to UV/TiO2 operation. Results showed that TiO2 dose was highly dependent on the extent of ozonation.
권태옥,이재욱,문일식 한국화학공학회 2007 화학공학의이론과응용 Vol.10 No.1
일반적으로 산업폐수는 다량의 이온성 오염물질을 포함하고 있다. 따라서, 산업폐수의 재활용을 위해서는 수중에 존재하는 다량의 용존 이온성분을 효과적으로 제거할 수 있는 기술이 필요하며, 이를 위한 분리막 공정의 도입 사례가 증가하고 있다. 산업폐수 재활용을 위한 분리막 공정에 있어 발생되는 가장 큰 문제점 중 하나는 다량의 용존 이온성분에 의해 발생되는 분리막 표면의 오염 현상이며, 이로인한 분리막 표면에서의 농도분극 현상 및 투과 수질의 저하와 투과 수량의 감소현상을 정량적으로 예측하고자 다양한 연구가 수행되고 있다. 이에 본 연구에서는 분리막공정에 의한 제철 방류수의 재활용 가능성 연구를 수행함에 있어, 기초 연구로 제철 방류수에 포함되어 있는 각종 이온성분들에 의한 농도분극 현상 및 이로 인한 투과수량의 감소를 정량적으로 예측하고자 실제 산업폐수와 조제한 합성폐수를 이용하여 역삼투막을 중심으로한 평막에서의 투과 플럭스 감소현상에 대한 기초 연구를 수행하였다.
UV, H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>, 오존을 이용한 고급산화공정에서의 테레프탈산 제조공정 폐수 처리 : 유기물 및 색도제거 연구
권태옥,박보배,문일식,Kwon, Tae-Ouk,Park, Bo-Bae,Moon, Il-Shik 한국화학공학회 2007 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol. No.
UV/H_2O_2$, $O_3$, $O_3/H_2O_2$, $UV/H_2O_2/O_3$ 공정을 이용한 테레프탈산 제조공정 폐수의 COD 및 색도제거 연구를 수행하였다. UV/H_2O_2$, $O_3$, $O_3/H_2O_2$, $UV/H_2O_2/O_3$ 공정에서의 COD 제거율은 각각 10, 48, 56, 63%, 색도 제거율은 $UV/H_2O_2$ 공정이 80%, $O_3$, $O_3/H_2O_2$, $UV/H_2O_2/O_3$ 공정은 모두 99% 이상 효과적으로 제거되는 것으로 나타났다. COD 및 색도 제거율이 가장 우수한 $UV/H_2O_2/O_3$ 공정에서 테레프탈산 제조공정 폐수의 주요 유기물 성분인 테레프탈산, 이소프탈산 그리고 벤조산 성분은 120분 이내에 모두 99% 이상 제거되었다. 또한 $UV/H_2O_2$, $O_3/H_2O_2$, $UV/H_2O_2/O_3$ 공정에서의 최적 $H_2O_2$ 주입농도는 각각 0.5M, 25 mM 그리고 5 mM로 나타나, UV와 $H_2O_2$를 오존산화 공정에 조합함으로써 유기물 제거율 향상과 함께 사용된 $H_2O_2$의 저감효과를 동시에 얻을 수 있었다. UV/H_2O_2$, $O_3$, $O_3/H_2O_2$, $UV/H_2O_2/O_3$ processes were tested for the removal of COD and color from terephthalic acid wastewater. COD removal efficiencies were 10, 48, 56, 63% in the $UV/H_2O_2$, $O_3$, $O_3/H_2O_2$, $UV/H_2O_2/O_3$ process respectively. Color removal efficiency of $UV/H_2O_2$ process was 80% and $O_3$, $O_3/H_2O_2$, $UV/H_2O_2/O_3$ processes were almost more than 99%. Terephthalic acid, isophthalic acid and benzoic acid were completely destructed in terephthalic wastewater within 120 min by $UV/H_2O_2/O_3$ process and shows high COD and color removal efficiencies. The optimum concentration of $H_2O_2$ dosage was found to be 0.5 M, 25 mM and 5 mM for $UV/H_2O_2$, $O_3/H_2O_2$ and $UV/H_2O_2/O_3$ processes respectively, Organic destruction efficiency was enhanced and also reducing the consumption of $H_2O_2$ dosage by combining UV, $H_2O_2$ and $O_3$ process.
권태옥,이재욱,문일식 한국화학공학회 2007 화학공학의이론과응용 Vol.10 No.2
Despite many advantages of reverse osmosis (RO) membrane, its application has been limited due to concentration polarization (CP) and fouling. The spiral wound membrane element is the most widely used for the wastewater treatment systems. It has been known that spiral wound membrane is more suitable for wastewater treatment due to the fact that it is relatively more tolerant to fouling from contaminants. On the other hand, permeate flux in RO membrane is very sensible to changes in the feed temperature. Hence, the influence of feed temperature on CP in a commercial membrane was investigated. Moreover, an unsteady-state model was formulated by employing the non-conservative mass balance equation in the feed channel, considering the fluid flow profiles based on feed spacer mixing. The model was evaluated for numerical stability and convergence under various feed and operating conditions. The model results were verified experimentally using a 2.5 inch pilotscale spiral wound RO unit. The time-dependent model proposed in this work can be successfully applied for the analysis of long-term flux decline due to fouling and membrane degradation.
RuO<sub>2</sub>를 양전극으로 사용한 무격막 전해셀에서의 이산화염소수 제조
권태옥,박보배,노현철,문일식,Kwon, Tae Ok,Park, Bo Bae,Roh, Hyun Cheul,Moon, Il Shik 한국공업화학회 2009 공업화학 Vol.20 No.3
$RuO_2/Ti$를 양전극으로 사용한 무격막 전해셀(un-divided electrochemical cell) 시스템에서의 이산화염소수($ClO_2$) 제조 연구를 수행하였다. 이산화염소의 전구체로는 아염소산나트륨($NaClO_2$)이 사용되었으며, 무격막 전해셀에서 전구체 용액의 전해셀 주입유량, 전구체 용액 초기 pH, 아염소산나트륨과 전해질인 염화나트륨의 주입농도 그리고 전류밀도(current density)가 생성된 이산화염소수의 농도 및 pH에 미치는 영향을 조사하였다. 생성된 이산화염소수의 농도와 pH는 초기 전구체 용액의 pH와 전해셀 주입유량에 큰 영향을 받는 것으로 나타났으며, 전해질로 사용된 염화나트륨은 전해질로서의 역할 뿐만 아니라 이산화염소의 전구체로도 작용함을 알 수 있었다. 이산화염소수 제조를 위한 무격막 전해셀에서의 전구체용액의 최적 주입유량은 90 mL/min, 전구체 용액의 초기 pH는 2.3, 아염소산나트륨 주입농도는 4.7 mM, 염화나트륨 주입농도는 100 mM 그리고 전류밀도는 $5A/dm^2$로 나타났으며, 이때 발생된 이산화염소수의 pH는 약 3, 이산화염소 농도는 약 350 mg/L이었다. Generation of chlorine dioxide ($ClO_2$) was studied by the un-divided electrochemical cell system using $RuO_2$ anode material. Sodium chlorite ($NaClO_2$) was used as a precursor compound of chlorine dioxide. Effect of various operating parameters such as feed solution flow rate, initial solution pH, $NaClO_2$ and NaCl conc., and applied current density on the produced chlorine dioxide concentration and solution pH were investigated in un-divided electrochemical cell system. Produced chlorine dioxide concentration and solution pH were strongly depends on the initial solution pH and feed solution flow rate. Sodium chloride (NaCl) was not only good electrolyte, it was also used as a raw material of chlorine dioxide with $NaClO_2$. Observed optimum conditions were flow rate of feed solution (90 mL/min), initial pH (2.3), $NaClO_2$ concentration (4.7 mM), NaCl concentration (100 mM), and current density ($5A/dm^2$). Produced chlorine dioxide concentration was around 350 mg/L and solution pH was around 3.