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Pulsed-UV 시스템을 이용한 염소계 유기화합물 및 화약류 제거에 관한 연구
이한욱,한종훈,윤여민,이종열,허남국,Lee, Han-Uk,Han, Jonghun,Yoon, Yeomin,Lee, Jongyeol,Her, Namguk 한국지하수토양환경학회 2013 지하수토양환경 Vol.18 No.1
This study was conducted in order to evaluate the removal process for long-term contamination sources including chlorinated hydrocarbons (TCE and PCE) and explosive compounds (TNT, RDX, and HMX) in underground water using a pulsed-UV system. Crystallized cells containing the contaminants were placed 10, 20, and 40 cm away from a lamp that emits pulsed-UV rays in order to examine how the removal efficiency is influenced by the distance between the source of the light and the compounds. Chlorinated hydrocarbons were completely removed in 30 minutes with a distance of 10 cm, while PCE was completely removed even with a distance of 20 cm. In the case of explosive compounds, removal efficiencies slightly varied depending on the compounds. The majority of the compounds were perfectly removed with a contact time of 10 minutes. In particular, for RDX, the results showed that complete removal was obtained within one minute, regardless of the distance from the UV source. The amount of light energy is in inverse proportion to the distance, and thus the energy reaching the compounds severely diminishes as the distance increases. Therefore, the removal efficiency decreased with increasing distance in the system.
자외선과 초음파를 동시에 조사하는 연계 공정의 시너지 효과에 관한 연구
이한욱(Hanuk Lee),한종훈(Jonghun Han),윤여민(Yeomin Yoon),박재우(Jaewoo Park),이종열(Jongyeol Lee),허남국(Namguk Her) 한국지반환경공학회 2014 한국지반환경공학회논문집 Vol.15 No.7
본 연구는 UV와 US를 함께 조사하는 UV/US 연계 공정을 통해 발생하는 시너지 효과를 조사하고, 이를 효과적으로 오염물질 처리 공정에 적용 가능한지에 대하여 연구하였다. US를 조사하는 경우에는 H₂O₂의 농도가 지속적으로 증가하지만, UV/US를 동시에 조사한 경우 H₂O₂의 농도가 증가하는 속도가 점점 감소하여 일정 농도로 수렴하는 포화속도곡선의 경향을 보였으며, US가 단독으로 조사되었을 때 생성된 H₂O₂와 UV/US 연계 공정을 통해 생성된 H₂O₂와의 차이가 오염물질 제거율 향상에 시너지 효과를 일으킨다고 판단된다. 시너지 효과를 검증하기 위해 인체에 유해한 영향을 미치는 가소제 중 하나인 bis(2-ethylhexyl) phthalate (DEHP)를 이용하여 제거실험을 실시하였다. UV와 US를 동시에 조사하는 UV/US 연계 공정의 경우 DEHP의 제거 유사 일차반응 속도상수(k1)가 14.81 × 10<SUP>-3</SUP> min<SUP>-1</SUP>로 UV만 조사하는 경우의 2.60 × 10<SUP>-3</SUP> min<SUP>-1</SUP>과 US만 조사하는 경우의 10.34 × 10<SUP>-3 </SUP>min<SUP>-1</SUP>보다 더 큰 것을 확인하였다. 이를 통해 UV/US 연계 공정에서 DEHP의 제거가 더 활발하게 일어남을 확인하였으며, 이는 시너지 효과에 의한 것이라 판단된다. 또한 DEHP 제거 유사 일차반응 속도상수 값을 이용하여 시너지 효과를 이론적으로 계산한 결과 시너지효과 값은 1.15로 나타나 기준값인 1보다 큰 값을 가지므로 시너지 효과가 발생했다고 판단된다. Both ultraviolet (UV) and ultrasound (US) systems are used in degrading of organic contaminants and they can thus be applicable simultaneously as an UV/US hybrid system in attempts further to increase the degradation efficiency. The pseudo-first order degradation rate constants with the UV, US and UV/US hybrid irradiation were 2.60, 10.34, and 14.81 × 10<SUP>-3</SUP> min<SUP>-1</SUP>, respectively. It was observed that the synergistic effect of UV/US hybrid system for degrading the bis (2-ethylhexyl) phthalate (DEHP). The highest rate of DEHP degradation was found during UV/US hybrid irradiation and the synergistic effect factor (SEF) was calculated to be 1.15 based on the pseudo-first order degradation rate constants. Results indicate that synergistic effect of UV/US hybrid system is closely correlated to the enhancement of sonochemical reactivity with the UV-US interaction of increasing the formation rate of OH by providing additional H2O2 production through the pyrolysis of water molecules during UV/US hybrid irradiation.