- 오존에 pH를 조절하거나 과산화수소, UV에너지 등을 첨가하여 산화력을 증대시키는 방법
- 기존 산화제인 염소, 이산화 염소, 과망간산칼륨, 오종보다 월등히 강한 산화력으로 고분자/난분해성 오염물질을 용이하게 산화분해 가능
- 오존을 함유하는 물에 자외선의 조사로 해결되므로 운전의 용이성 및 저렴한 유지관리비 등의 장점이 있음
- AOP의 적용 분야
① 난분해성 유기물의 분해, 농약 등의 미량성분 분해
② 페놀류, 톨루엔, 벤젠 등의 분해
③ 철, 망간, 시안 제거
④ 질산성 질소 및 암모니아성 질소 제거
⑤ 맛, 냄새의 유발물질 제거
⑥ 녹조류 제거
2. 펜톤(Fenton)산화
1) 적용가능 분야
- 염료, 염색, 화학 공업폐수의 처리를 위하여 생물학적 처리를 위한 전처리 공정
- 생물학적 처리 후에 처리수 중에 잔류한 난분해성 COD 성분 제거가능
2) 펜톤 산화반응
- 반응기구 : 펜톤 산화반응은 OH 라디칼에 의한 산화반응으로 과산화수소는 철의 존재하에 결합이 파괴되어 라디칼이 생성되므로 활성화되어 여러 물질을 산화 분해함 (철이 촉매로 작용하는 금속기반의 산화공정, 철/과산화수소수의 비율이 운전에서 매우 중요함 )
- 특징
① 펜톤 산화법은 많은 유기물, 특히 라디칼이 공격할 수 있는 불포화탄화수소 산화
② 이 처리법은 COD는 감소되지만 BOD는 감소되지 않고 증가하는 Case가 있음. 이는 난분해성 유기물이 과산화수소에 의해 부분 산화되어 생분해성 물질로 바뀌기 때문임
③ 철염을 이용하므로 수산화철의 슬러지가 다량 생성될 수 있음
④ 철이온이 착물을 생성할 수 있음
⑤ 펜톤산화의 최적반응 pH는 3~4.5이며, 따라서, 산성폐수에 효과적이나 알칼리성 폐수에는 pH 조절제의 사용량이 많아 비경제적임 (pH 4이상이 되면 철염이 침전된다.)
⑥ 초기 pH가 맞지 않으면 제거효율이 현저히 떨어짐
- 처리공정의 흐름 : 펜톤시약을 이용하여 난분해성 유기물을 처리하는 과정은 대체로 산화반응과 함께 pH조절, 펜톤산화, 중화 및 응집, 침전으로 크게 4단계로 나눌 수 있다. pH 조정은 반응조에 과산화수소와 철염을 가한 후 조절하는 것이 효과적이며, 과산화수소수는 철염이 과량으로 존재할 때 조금씩 단계적으로 첨가하는 것이 효과적임
⑦ 과산화수소수가 상대적으로 가격이 높고, 중화단계에서 철에의한 다량의 슬러지가 발생하는 것이 단점
→ 이러한 문제를 해결하기 위해서 UV 산화 공정법과 연계하여 공정을 구성하기도 한다. (photo – Fenton Process) 또한, electrochemical processes (electro-Fenton process), ultrasound (sono-Fenton process) 공정과도 연계하기도 한다.
- Electro – Fenton Process : 산성 조건에서 전자에 의해 산소와 수소가 결합하여 과산화수소가 생성되며, 전자감소를 통해서 2가 철이온이 급격히 생성되고, 슬러지가 발생하지 않으며, 물의 물산화를 통한 pH 안정화가 이루어진다.
- Sono-Fenton(초음파) Process : 하기와 같이 추가적인 라디칼 반응이 일어난다.
- Photo-Fenton Process : UV light irradiation(발광)을 통해 물 및 H2O2의 광분해를 통한 추가적인 라디칼 작용으로 Fenton Process 효율을 증가시킬 수 있고, 2가 철이온의 생성을 향상할 수 있다.
