수중 유전체장벽방전 플라즈마를 이용한 아조 염색폐수 색도제거 (Decolorization of Azo Dyeing Wastewater Using Underwater Dielectric Barrier Discharge Plasma)

서지정보

· 발행기관 : 한국공업화학회
· 수록지 정보 : 공업화학 / 24권 / 5호 / 544 ~ 550페이지
· 저자명 : 조진오, 목영선, 이상백

초록

본 연구에서는 소수성 다공질 세라믹관이 결합된 수중 유전체장벽방전 플라즈마 반응기를 이용하여 모사 염색폐수의색도저감을 조사하였다. 플라즈마에 의해 생성되는 활성성분들은 수명이 매우 짧으므로 생성되는 즉시 물과 접촉시켜야효과적인 폐수처리가 가능하며, 또한 반응속도를 증가시키기 위해서는 기/액 접촉면적이 커야 하는데, 본 연구의 반응기는 두 가지 목적을 동시에 이룰 수 있다. 아조 염료로는 amaranth, 그리고 플라즈마 생성을 위한 기체로는 공기가사용되었으며, 방전전력, 기체 유량, 용존 음이온, 염료 초기농도 등 색도 제거에 미치는 다양한 변수의 영향이 평가되었다. 기체유량이 1.5 L min -1일 때, 플라즈마 기체가 염색폐수와 가장 효과적으로 접촉하였으며, 색도 제거가 가장빠르게 일어났다. 염료 초기농도 40.2 μmol L -1(폐수부피 : 0.8 L), 방전전력 3.37 W의 조건에서 색도를 99% 이상 제거하는데 약 25 min이 소요되었다. 그밖에 염료의 초기농도가 낮을수록, 방전전력이 높을수록 색도 제거 속도가 증가하는 것으로 나타났다. 염소이온이 존재할 경우 색도 제거 속도가 빨라졌으나, 질산이온은 색도 제거 속도에 영향을주지 않았다.

영어초록

This work investigated the environmental application of an underwater dielectric barrier discharge plasma reactor consisting of a porous hydrophobic ceramic tube to the decolorization of an azo dyeing wastewater. The reactive species generated by the plasma are mostly short-lived, which also need to be transferred to the wastewater right after the formation. Moreover,the gas-liquid interfacial area should be as large as possible to increase the decolorization rate. The arrangement of the present wastewater treatment system capable of immediately dispersing the plasmatic gas as tiny bubbles makes it possible to effectively decolorize the dyeing wastewater alongside consuming less amount of electrical energy. The effect of discharge power,gas flow rate, dissolved anion and initial dye concentration on the decolorization was examined with dry air for the creation of plasma and amaranth as an azo dye. At a gas flow rate of 1.5 L min -1, the good contact between the plasmatic gas and the wastewater was achieved, resulting in rapid decolorization. For an initial dye concentration of 40.2 μmol L -1(volume : 0.8 L; discharge power : 3.37 W), it took about 25 min to attain a decolorization efficiency of above 99%. Besides, the decolorization rate increased with decreasing the initial dye concentration or increasing the discharge power. The presence of chlorine anion appeared to slightly enhance the decolorization rate, whereas the effect of dissolved nitrate anion was negligible.

참고자료

· 없음