고전압 물속방전과 슬러지 처리에 관한 연구

Abstract

물속 아크방전은 충격파와 자외선 및 각종 산화물질을 발생시킬 수 있다. 이 논문에서는 물속 아크방전에 의한 슬러지 세포파괴를 이용한 슬러지 처리와 방전특성들을 연구하였다. 연구를 위하여 펄스파워 시스템을 개발하였으며, tip, 동축, 동축 링 반응기에 20～60kV의 전압을 인가함으로써 아크방전을 발생 시켰다. 오실로스코프를 사용하여 얻은 자료를 통해 방전특성들을 연구하였고, 세포파괴를 조사하기 위하여 중크롬산 칼륨법(K2Cr2O7 Oxidation method)에 의해 처리전과 처리후의 COD를 측정하였다. 물속방전회로는 간단한 RLC 직렬방전회로로 가정할 수 있었고, 시간에 따른 전압, 전류파형을 얻을 수 있었다. 그러나 아크 방전모형은 약간의 자연방전 진행 뒤에 일어나며 언제 아크방전이 일어나는 지는 매질자체의 self-condition에 의해 결정되었다. 아크방전동안에 매질의 저항은 변화하며 오직 이때에만 슬러지 세포를 파괴하는 충격파가 발생하였다. 슬러지 처리는 펄스당 에너지, 주파수, 유량, 반응기 종류, 처리횟수 등에 따라 다르게 나타났으며, 반응기 체류시간의 증가를 해줌으로써 뚜렷한 SCOD의 증가를 얻을 수 있었다.