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HWAHAK KONGHAK,
Vol.39, No.4, 493-500, 2001
Vol.39, No.4, 493-500, 2001
회전 드럼형 광촉매 산화장치를 이용한 비스페놀-A 제거
Photocatalytic Degradation of Bisphenol-A Using A Rotating Photocatalytic-Oxidation Drum Reactor
본 연구에서는 회전 드럼형 광촉매 산화장치를 이용하여 다양한 조건에서 환경호르몬 물질인 비스페놀-A 제거실험을 하였다. TiO2 코팅횟수에 따른 박막의 특성변화에서는 코팅횟수가 증가함에 따라 박막의 두께는 5회 코팅에 의해 285 nm, 10회 코팅에 의해서는 445 nm로 나타났다. 비스페놀-A 제거경향은 TiO2 코팅처리를 하지 않은 경우, 블랙라이트 램프 자체의 산화력에 의해 반응시간 90분 동안 14% 정도 제거되었으며, 코팅횟수가 증가할수록 제거효율도 증가하였다. 광원의 종류 및 광원의 세기에 따른 비스페놀-A의 제거 경향에서는 가시광 램프를 사용하였을 때 보다 블랙라이트 램프와 자외선살균 램프를 광원으로 사용하였을 때의 제거속도가 5.6, 9.3배 정도 빠른 것으로 나타나 자외선살균 램프의 효율이 가장 높은 것으로 나타났으며, 자외선살균 램프의 광세기가 4, 6 W/L로 높아질수록 제거율도 86, 97%로 비례하여 증가하였다. 또한, 광반응 효율을 높이기 위하여 공기와 질소를 주입한 경우 드럼의 회전에 따른 공기 유입이 충분하여 제거율에는 변화가 없었으며, 드럼의 회전속도가 30, 60 rpm으로 90분 동안 반응시 97%의 제거율을 보였으며, 120 rpm은 99%, 240 rpm으로 회전시의 비스페놀-A 는 40분만에 완전 제거되었으며, TOC, UV-254의 경우도 거의 60분만에 제거되었다. 따라서, 본 연구의 실험조건에서 비스페놀-A의 빠르고 완전한 제거는 TiO2 코팅횟수 10회, 광원의 종류는 자외선살균 램프를 사용하여 광원 세기를 강하게 (6 W/L), 드럼의 회전속도는 240 rpm으로 하였을 때가 가장 효율적이었으며, 이때의 비스페놀-A 제거 속도상수 k와 반감기 t1/2는 0.139 min(-1)와 4.99 min이었다.
Photocatalytic removal of bisphenol-A with a rotating photocatalytic oxidation drum(RPODrum) reactor has been investigated in various conditions. It has been found that TiO2 thin film thickness of 455 nm is more effective than 285 nm in the photocatalytic activity. A germicidal lamp as a light source was more effective than a blacklight lamp. In addition, the germicidal lamp with the light intensity of 6 W/L has increased the removal efficiency by 13% compared to that with 4 W/L lamp. The blowing of air and N2 gas at the flow of 0.5 L/min has not further increased the removal efficiency of bisphenol-A. To reduce the retention time of solution, higher rotation speed of RPO drum was needed and the most efficient rotating-speed was 240 rpm. The reaction rate constant k, and the half-life t 1/2 in the bisphenol-A removal with the most efficiently RPO drum reactor system have been calculated to be 0.139 min(-1) and 4.99 min, respectively.
Keywords:
UV/TiO2; Rotating Photocatalytic-Oxidation Drum(RPODrum) Reactor; Bisphenol-A; Kinetic Constant; Half-time
[References]
- 김성수, 이연의, 오영미, 왕창근, 대한환경공학회 2000 춘계학술연구발표회 논문집, 167, 2000
- 최근주, 김상구, 류동춘, 나영신, 대한상하수도학회·한국물환경학회 공동추계학술발표회 논문집, 55, 2000
- Colborn T, Cumannoski D, Myers JP, Our Stolen Future, 1996
- 환경부, 국립환경연구원, "99 내분비계 장애물질 조사·연구사업 결과보고서,", 2000
- U.S. EPA, "Special Report on Environmental Endocrine Disruption: An Effects Assessment and Analysis," Risk Assessment Forum, U.S. EPA, Washington DC, 116, 1997
- Alexander HC, Dill DC, Smith LA, Guiney PD, Dorn PB, Environ. Toxicol. Chem., 7, 19, 1988
- Industry News, ChemExpo, Chemical Profile, Bisphenol-A, 1996
- 池一料, 素富功, 西川飮弘, Proceeding of 8th. Annual Conference on Ozone Science and Technology, Kagoshima, Japan, 1999
- Kim YU, Son HJ, Yu MH, Kim SY, Kim C, J. Korean Soc. Water Quality, 16(4), 445, 2000
- Hussain AE, Ali SA, Joan S, Wendy S, Proceedings of a Symposium on Advanced Oxidation Processes, Toronto, Canada, June, 4, 1990
- Yun JK, Kang JW, Lee TK, Jeon MS, Joo HK, J. Korean Soc. Environ. Eng., 21(5), 1003, 1999
- Joo HK, Jeon MS, Lee TK, J. Korean Soc. Environ. Eng., 21(6), 1231, 1999
- Chun HD, J. Korean Soc. Environ. Eng., 16(7), 809, 1994
- Xu NP, Shi ZF, Fan YQ, Dong JH, Shi J, Hu MZC, Ind. Eng. Chem. Res., 38(2), 373, 1999
- 野浪 亭, ECO Technology, 5(3), 5, 2000
- 竹內活士, 村澤重夫, 指宿堯嗣, 工業調査會, 54, 1998
- Schulz JP, Analysenverfahren mit UV-photobiologische UV-Wirkungen, medizinische und kosmetische UV-Behandlung, UV-Entkeimung von Wasser, Luft etc., Technische Akademie Esslingen Weiterbildun gszentrum, Lehrgang Nr. 13656/43.127, UV-Strahlung-Erzeugung, Messung und Anwendungen, 11-12, Mar., 1991
- Inoue Y, Ikeda Y, Yoshimura Y, 表面技術, 50(1), 90, 1999
- Negishi N, Takeuchi K, Ibusuki T, J. Mater. Sci., 33(24), 5789, 1998
- Candal RJ, Zeltner WA, Anderson MA, J. Environ. Eng.-ASCE, 1999
- 조영민, 최원용, 대한환경공학회 2000 추계학술연구발표회 논문집, 269, 2000
- Son HJ, Yu MH, Cho KK, Kim SY, Lee SS, J. Korean Ind. Eng. Chem., 11(7), 737, 2000
- Aguado MA, Anderson MA, Hill CG, J. Mol. Catal., 89, 165, 1994
- Butters BE, Powell AL, U.S. Patent, 5,462,674, 1995
- Wei TY, Wan CC, Ind. Eng. Chem. Res., 30, 1293, 1991
- Zhang L, Kanki T, Sano N, 동아대학교 & 히메지공대 공동세미나집, 1999
- Kim EH, Kim YU, Son HJ, Jang SH, J. Korean Sanitation, 14(3), 1, 1999
- Kim YU, Son HJ, Yu MH, Lee CS, Kim SY, J. Korean Soc. Water Quality, 16(4), 479, 2000
- Glaze WH, Kang JW, Ind. Eng. Chem. Res., 28(11), 1573, 1989
- Yun JH, J. Korean Soc. Environ. Eng., 20(4), 711, 1998
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