상하수도기술사 127회 4교시 기출문제 4. 정수에 적용할 수 있는 고도산화공정(AOP) 중 오존을 활용한 방법에서 (1)오존/high pH, (2)오존/과산화수소(O3 /H2O2 ), (3)오존/자외선(O3 /UV) 등에 대하여 설명..

답 1. AOP(고급산화법)의 원리

- AOP(고도산화)란 보통의 산화공정에서 사용하는 산화제보다 강력한 산화력을 가지는 OH 라디칼(산화전위 2.8V)을 반응기 중에 생성시켜, 라디칼이 물에 함유되어 있는 유기화합물을 CO2나 H20 등의 무해한 물질로 분해하는 기술

- AOP는 산업폐수에 함유되어 있는 난분해성 화합물을 주 대상으로 한, 보다 진보된 수처리 기술로, 최근 수처리에 널리 이용되고 있는 오존(O3)에 pH를 조절하거나 과산화수소(H2O2), 자외선(UV) 등으로 부가 처리하여 산화력을 증대시키는 복합산화방식 이용

- 이러한 AOP(고급산화법)는 유기물 제거, 맛 · 냄새 제거, THMs 억제 대안, GAC/BAC 등의 전처리 공정으로 활용

[이미지 출처 : 오존처리시스템의 예, 하수도시설기준]

 

답 2. 오존을 활용한 AOP(고급산화법)의 종류

1) 종류

- 오존 + High pH AOP

- 오존 + 과산화수소 : Peroxone AOP

- 오존 + UV AOP : Photolysis

- 오존 + TiO2

- 오존 + electron beam

- 오존 + metallic oxide

2) 특징

- 오존은 자체의 높은 산화력으로 염소에 비해 높은 살균력을 가져, 크립토스포리디움과 지아디아를 포함한 모든 병원성 미생물에 대한 소독시간 단축 가능

- 맛 · 냄새물질과 색도제거 효과 우수

- 유기물질의 생분해성 증가

- 염소요구량 감소

- 철 · 망간 산화능력 높은

- 소독부산물 생성을 유발하는 각종 전구물질에 대한 처리효율 높음

답 3. 오존 + High pH AOP

- 오존이 수산화기에 의해 분해되어 OH 라디칼의 중간 생성물을 생성하는데, 이 공정에서 pH를 증가 시킬수록 오존분해가 가속화 되는 원리를 이용한 방법

- pH를 높이는 것은 자연수의 수질조건에 따라 OH라디칼의 생성과 소모의 최적조건에 맞는 pH에 따라 적용

 

답 4. 오존 + 과산화수소 : Peroxone AOP

- 오존에 과산화수소를 인위적으로 첨가하여 오존을 빠른 속도로 분해시켜 OH라디칼을 생성시켜 오염 물질을 분해시키는 방법

- 오존과 과산화수소는 서로 반응이 매우 느리지만 HO2-이 발생하면 오존분해 활발히 진행

- 오존과 과산화수소 투입비에 따리 공정 효율이 달라지며, 과산화수소 농도가 낮으면 오존 분해가 원활하지 않아 OH 라디칼 생성이 저해되고, 농도가 높으면 과산화수소가 오히려 소모제로 작용해 역효과 발생

 

답 5. 오존 + UV AOP : Photolysis(UV 광분해법)

- 산화제에 자외선을 조사하여 OH 라디칼을 생성시키는 방법으로 자외선 에너지에 의해 중간 생성물인 과산화수소가 생성되고 이후 OH라디칼 생성은 오존/과산화수소 공정과 동일

- 자외선에 의한 유기물 제거도 기대 가능

- 자외선을 이용한 AOP는 원수 탁도와 색도에 따라 처리효율의 변동이 가능한 것을 고려

 

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