음이온교환수지인 IRN-78및 IRN-77과의 혼합 수지를 액체 상태로 직접 분해 처리하기 위하여 Fenton 시약을 이용하였다. 개선된 분해방법의 특징은 수지를 먼저 건조시키고 용액을 수지에 완전히 흡수시킨 후 일정량의 를 첨가하여 분해반응을 유도하는 방법을 적용하였다. 촉매로서 및 IRN-77 수지의 분해시 사용한 를 각각 사용하여 각 이온교환수지의 단독 및 혼합수지의 분해에 필요한 적절한 촉매와 그의 농도 및 의 소요량을 측정하였다. IRN-78 수지에 대해 촉매를 사용한 경우, 초기 분해반응을 유도하기 위해 까지 가열이 필요하였으며, 반응유도시간은 촉매의 적정온도에서 약 20분 이내 개시되는 것으로 나타났다. 동 수지에 를 사용한 경우에는 가열 없이 즉시 분해반응이 진행되었으며 분해율도 수% 높게 나타났다. 결론적으로 IRN-78 및 IRN-77과의 혼합수지의 분해를 위한 최적 촉매는 로 나타났으며 가열하지 않고 상온에서 반응유도시간 없이 각 수지를 단독으로 분해한 경우보다 적은 양의 로 완전히 액상으로 분해시킬 수 있는 좋은 결과를 얻었다. 또한 이들 각각의 수지 및 혼합수지에 대한 적절한 촉매 및 적정 농도와 완전분해에 필요한 의 양을 제시하였다.

The acenaphthene(ACE) or acenaphthylene(ACEL) is one of the most frequently found compound in polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH)-contaminated soil. In this study, we make 10mg/L ACE or ACEL in ethanol which is the model washing solvent for contaminated soil. This was followed by Fenton treatment in which 0.2 or 0.3mL of 30% H2O2 and 0.2 ml of 0.5 M Fe2+ were added. The results showed more than 88 or 99% of ACE or ACEL removal efficiency, respectively. Additionally, we employed GC-MS to identify the main oxidation product generated by the optimized Fenton oxidation [i.e., ACE or ACEL degraded in to 21, 34 % 1,8-naphthalic anhydride(NAPAN), repectively]. It is expected that biodegradability of NAPAN is enhanced because NAPAN has three oxygens compared with ACE and ACEL. Therefore the results suggest that the hybrid treatment system (i.e., ethanol washing -Fenton oxidation treatment) can be effectively applied to remove ACE or ACEL from soil..

This paper presents applicability of Fenton oxidation to perchloroethylene(PCE) contaminated soil. The initial concentration of PCE was 187mg/kg and Fenton oxidation conditions were 1.0M H2O2 and 0.5M Fe2+. More than 97% of PCE decomposition and 98% of dechlorination were obtained within 5 hrs. It was found that the decomposition of PCE by Fenton oxidation was followed pseudo first order and its reaction coefficient was 0.78 hr-1. GC-MS and GC-ECD analysis of reaction intermediates confirmed only the presence of trichloroacetic acid(i.e., 1.0% of initial PCE concentration). Under Fenton oxidation conditions, it was proposed that PCE was decomposed not simultaneously but one by one.

Organic contaminants can be released into water environments due to chemical accidents and exist as dissolved and non-aqueous phase liquids (NAPL). Fenton oxidation was tested for bisphenol A and nitrobenzene as model organic contaminants in dissolved and NAPL states. Fenton oxidation was successfully applied for both of the dissolved and NAPL states of the two pollutants and the results indicated that a quick treatment was needed to reduce the risk from a chemical accidents instead of carrying out oxidation after the contaminants dissolve in water. A set of Fenton reactions were tested under seawater conditions because chemical accidents often occurs in the ocean. Chloride ions act as radical scavengers and inhibit Fenton oxidation. The reaction rate is inversely proportional to salt contents and the reduced reaction rate can be compensated by increasing the quantity of the oxidizing agents. The current study showes that Fenton oxidation could be applied as a quick treatments for organic contaminant in dissolved and NAPL state organic contaminants released as a result of leaks or chemical accidents.

고도산화공정(Advanced Oxidation Process, AOP) 중 하나인 펜톤 산화법은 과산화수소(H2O2)와 2가철 이온(Fe2+)이 반응하여 OH 라디칼을 생성함으로써, OH 라디칼의 강한 산화력으로 유기물을 분해하는 방법이다(Kim et al., 2016). 펜톤 산화는 다양한 유기물과의 높은 반응성을 지닌다는 점과 생물학적으로 분해가 어려운 물질을 산화·분해시켜 생물학적 처리가 가능하도록 한다는 등의 장점을 지니고 있다(Lee et al., 2003, Sung et al., 2006). 그러나, 펜톤 산화는 유기물과의 반응 후 펜톤 슬러지를 부산물로 다량 생성하기 때문에 발생된 슬러지를 처리하는 공정이 추가적으로 요구된다. 또한, 펜톤 슬러지는 다량의 난분해성 물질과 철염 등을 함유하고 있기 때문에 처리하는 방법이 까다롭다. 펜톤 슬러지는 주로 ‘매립’으로 처리하고 있으나 매립지 크기의 한계 및 수명 단축, 비싼 처리비용 등의 문제가 뒤따르기 때문에 이에 대한 대책이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 펜톤 슬러지를 처리하는 방안으로 펜톤 산화용 철 촉매로의 재이용을 제안하였고, 크게 슬러지 용해, 슬러지 내 철 이온 전환, 철 촉매 실사용 단계로 나눠 연구를 진행하였다. 본 연구는 ‘D’ 산업용수센터에서 발생하는 RO 농축폐수를 펜톤 산화법으로 처리한 후 발생하는 펜톤 슬러지를 대상으로 실시하였다. 반고체 형태의 펜톤 슬러지에 산(acid)을 가하면 용해액 상태로 바뀌는데 이는 펜톤 슬러지 사용을 용이하게 만든다. 이에 pH, 반응시간 등의 실험 인자를 바꿔가며 슬러지 용해 최적조건을 찾고자 하였다. 한편, 펜톤 슬러지를 펜톤 산화용 철 촉매로 재이용하기 위해서는 용해된 펜톤 슬러지 내 철 형태가 2가철 이온으로 존재하는 것이 유리하다. 용해된 펜톤 슬러지 내 철 이온은 대부분 3가철 형태로 존재하는데 Zn, Cd, Cu 등의 금속, 요오드산, 철편 등의 환원제를 투입함으로써 3가철을 2가철 이온으로 환원할 수 있다. 본 연구에서는 영가철을 환원제로 사용하여 용해된 슬러지 내 철 이온을 2가철 이온으로 환원하였다. 용해된 펜톤 슬러지에 영가철을 투입하였고 pH, 반응시간, 영가철 투입량 등 반응 인자를 바꿔가며 펜톤 슬러지 내 2가철 이온 전환의 최적조건을 찾고자 하였다. 두 단계를 거쳐 생성된 펜톤 슬러지 기반의 철 촉매는 실제 RO 농축폐수를 펜톤 산화로 처리할 때 펜톤 산화 시약으로 사용하였으며, 실제 펜톤 산화에서 사용하는 2가철 촉매(FeSO4)와 비교하여 펜톤슬러지 기반의 철 촉매의 효율성을 평가하였다.

The degradation of 3-chlorophenol(3-CP) by various AOPs(Advanced Oxidation Processes) including the ultraviolet / hydrogen peroxide, the Fenton and the ultraviolet(UV)-Fenton process has been conducted. The highest removal efficiency for 3-CP in the aqueous phase was obtained by the UV-Fenton process among the AOPs. In the UV-Fenton process, The removal efficiency of 3-CP decreased with increasing pH in the range of 3 to 6, and it decreased with increasing initial concentration. As the intermediates of 3-CP by UV-Fenton reaction, 3-chlorocatechol, 4-chlorocatechol, and chlorohydroquinone were detected thus the degradation pathways were proposed.

The batch tests were performed to determine the ratio of Fenton reagent on diesel contaminated soil. The objective of a column test was to determine and optimize the hydrogen peroxide requirements for the remediation of a soil contaminated with diesel fuel. The batch test were done on 5 g diesel contaminated soil containing hydrogen peroxide (35%) and Iron (II) sulfate. The H2O2(g):Fe2+(g) ratio varied 1:0, 30:1, 15:1, 5:1, 1:1, with contact reaction time 120min. Initial diesel concentration were 2,000 mg/kg, 5,000 mg/kg, and 10,000 mg/kg. Average diesel removal from the contaminated soil is 97% after 2hrs. Results of this study showed possible application of without addition of iron source. In column test, treatment of a diesel-contaminated soil (initial diesel concentration: 2,000 mg/kg, 5,000 mg/kg, and 10,000 mg/kg) with hydrogen peroxide (35%) only was containing natural-occurring minerals. The time required for the column test was approximately 90min, 180min, 270min; column length was 5 cm, 10 cm, and 15 cm. The most effective stoichiometry (final diesel conc.: 200~300 mg/kg) of 0.2 g peroxide consumed/mg diesel degraded. Further investigation is required to identify the effect of soil organic matter and soil mineral.