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Journal of the Korean Chemical Society (JKCS)

ISSN 1017-2548(Print)
ISSN 2234-8530(Online)
Volume 50, Number 6
JKCSEZ 50(6)
December 20, 2006 

 
Title
Characteristics of Decomposition for Refractory Organic Compounds in Aqueous Solution by Sonolysis and Electrolysis

초음파와 전기분해를 이용한 수중의 난분해성 유기물질의 분해 특성
Author
Jae-Baek Jung*, Sung-Ho Lee, Zun-Ung Bae

정재백*, 이성호, 배준웅
Keywords
삼염화에틸렌, 2,4-이염화페놀, 초음파분해, 전기분해 , TCE, 2,4-DCP, Sonolysis, Electrolysis
Abstract
기존 폐수처리방법으로는 분해가 어려운 유해화합물을 효과적으로 정화처리 할 수 있는 방법 개발을 위해, 최근 주목받고 있는 새로운 AOP(advanced oxidation process, 고급산화법) 공정인 초음파분해와 전기분해를 함께 이용하여 연구하였다. 대상 물질은 TCE(trichloroethylene)와 2,4-DCP(2,4-dichlorophenol)이며, 각 공정의 분해효율과 특성을 구하기 위해 각 시료물질들에 대해 초기농도, 초기 pH, 초음파 power 그리고 전류밀도 등을 변화시키며 최적 분해 조건을 조사하였다. 또한 시료물질에 대한 라디칼 포착제로 알려진 NaHCO3의 영향을 조사하여 각 시료물질의 분해반응 경로를 간접적으로 확인한 결과는 다음과 같다. TCE는 열분해반응이 지배적이며, 2,4-DCP 경우는 열분해반응 못지않게 라디칼 분해반응도 경쟁적으로 일어난다는 것을 알 수 있었다. 초음파와 전기분해를 동시에 적용시켰을 때, 두 시료 모두에서 120분 이내, 65% 이상 제거율을 보였으며, 제거율은 초기농도가 높을 때 그리고 초음파 power와 전류밀도가 증가할수록 향상되었다. 그리고 초기 수용액의 pH 영향 실험에서는 TCE는 산성수용액에서 제거율이 높지만 2,4-DCP의 경우에는 알칼리성 수용액에서 제거율이 높은 것으로 나타났다.

The refractory organic compounds in aqueous solution are not readily removed by the existing conventional wastewater treatment process. In recent years, the sonolysis and electrochemical oxidation process had been shown to be promising for wastewater treatment due to the effectiveness and easiness in operation. This study was performed to investigate the characteristics of sonolytic and electrolytic decomposition as the basic data for development of the wastewater treatment process. Trichloroethylene(TCE) and 2,4- dichlorophenol(2,4-DCP) were used as the samples, and their destruction efficiency were measured with various operating parameters, such as initial solution concentration, initial solution pH, reaction temperature, sonic power and current density. Also, the decomposition mechanism conformed indirectly with the effect of NaHCO3 as a radical scavenger on the decomposition reaction. Thermal decompositon reaction is predominant for TCE but thermal and radical decompositon reactions were dominant for 2,4-DCP. Results showed that the destruction efficiencies of all samples were above 65% within 120 minutes by sonol ysis and electrolysis at the same time, and were increased with increasing initial concentration, sonic power and current density. Destruction efficiency of TCE was high in the acidic solution, but 2,4-DCP showed high destruction efficiency in basic solution.

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