광전기촉매 산화와 광화학적 산화 혼성시스템에 의한 유기물 분해특성 조사

Abstract

세정폐수에 함유된 고농도의 유기물질을 처리하기 위한 방법으로 광전기촉매 산화방법과 광화학적 산화방법을 적용한 혼성 광산화처리 시스템을 개발하고자 하였다. 이를 위하여 광전기촉매 산화용 박막에 의한 formic acid 분해효율을 조사하여 최적조건을 도출하였고, 광화학적 산화방법을 이용하여 고농도의 유기물질의 처리효율을 조사하였으며 처리효율을 극대화 하기 위해 광전기촉매 산화와 광화학적 산화 혼성 시스템을 이용하여 유기물질의 분해특성을 조사하였다. 광전기촉매 산화용 박막을 이용하여 formic acid 분해특성을 조사한 결과 pH 3, applied potential 1.0V, UV intensity 2.0mV/㎠의 조건에서 formic acid 분해효율이 가장 높은 것으로 조사되었다. 처리 효율성 실험은 실제 세정폐수에 함유된 유기물질 농도를 고려하여 인공폐수(formic acid 2,700mg/L + citric acid 6,500mg/L)를 제조하여 각 광화학 산화방법에 적용하였다. 그 결과 Photo-Fenton 산화방법에 의한 유기물질의 처리효율이 가장 높은 것으로 조사되었다. 따라서 혼성 광산화시스템을 구성하기 위하여 각각의 case별로 비교한 결과 Photo-Fenton 산화, TiO₂ 광촉매 산화, UV/H₂O₂ 산화, PEC 순으로 나열한 공정에서의 유기물질의 분해효율이 가장 높은 것으로 조사되었다. 광전기촉매 산화와 광화학적 산화 혼성 시스템에 의한 유기물질의 분해 효율은 90%로 조사되었다. 결론적으로 세정폐수에 함유된 고농도의 유기물질을 처리시 광화학적 산화방법과 광전기촉매산화용 박막(Carbon graphite-TiO₂ composite, TiO₂ coated graphite plate)을 이용한 광전기촉매 산화방법을 조합한 혼성 광산화 시스템을 적용하여 유기물질의 처리효율을 극대화시킬 수 있었다.