Alcohol 첨가로 개선된 UV/Persulfate system을 이용한 Chlorinated compound 분해에 관한 연구

Abstract

지하수 내에 오염된 염소계 화합물 중 클로로포름과 사염화탄소는 지하수 저층에 dense non aqueous phase liquid (DNAPL)형태로 존재하며, 용해도 이하의 농도로 서서히 분산/확산 된다. 본 연구는 클로로포름과 사염화탄소와 같은 염소계 오염물질을 처리하기 위한 화학적 산화 처리 공법 중 persulfate 산화공정을 적용하였으며, UV radiation에 의한 활성화를 통해 발생되는 높은 산화력의 sulfate radical (∙ SO4-)에 의한 오염 물질 처리 공정을 평가하였다. 또한, 알코올 첨가에 따른 개선된 UV/persulfate 산화공정에 대한 적용가능성을 평가하여 최적 알코올을 선정하고 최적 persulfate:알코올 비를 도출하였다. 클로로포름의 경우, UV/persulfate 산화로 효율적으로 분해될 수 있음을 관찰하였고, 클로로포름의 농도가 1 mg/L일 때 최적 persulfate의 농도는 1 mM이었으며, 최적 조건에서의 1차 분해속도상수 값은 5.9 h-1임을 알 수 있었다. 또한, persulfate 농도 1 mM로 최대 2 mg/L의 클로로포름을 분해할 수 있음을 확인하였으며, 반응시간 30 min 이내에 배출허용기준 (0.8 mg/L)뿐만 아니라 먹는 물 기준 (0.08 mg/L)까지 만족하는 것을 확인하였다. 사염화탄소는 UV/persulfate 산화로 분해되지 않았기 때문에 알코올이 첨가된 UV/persulfate 산화공정을 도입하였다. 우선적으로, 알코올 종류에 따른 사염화탄소 분해 경향을 실험하였는데, 사염화탄소 분해를 위한 최적 알코올은 메탄올임을 알 수 있었다. 또한, 최적 persulfate:메탄올 비는 5 (5 mM: 1 mM)임을 알 수 있었으며, 수행된 반응시간 안에 배출허용기준 (0.04 mg/L)을 만족하는 사염화탄소의 초기 농도는 도입된 0.5 mg/L이하임을 알 수 있었다. 최적 조건 (persulfate:메탄올 비 = 5)에서의 사염화탄소 분해실험결과, 1차 분해속도상수 값은 10.4 h-1을 나타내었다.