폐식용유를 원료로 한 바이오 디젤의 제조 과정에 초음파 에너지를 조사하여 폐식용유의 전이에스테르 화반응 특성을 조사하였다. 초음파 조사는 두 가지 효과가 있는데 촉매의 대체역할과 공동현상이다. 실험의 매개 변수는 메탄올의 몰비, 반응온도, 촉매량이며 이를 변수로 최적공정조건을 구명한 결과 최적의 공정조건은 몰비가 1:7, 온도가 55 ℃, 촉매량은 1 wt％로 나타났다. 또한 초음파 에너지를 조사하는 실험의 매개변수는 초음파에너지 조사시간과 초음파에너지의 세기로서 이를 변수로 하여 초음파에너지조사가 바이오디젤 성능에 미치는 영향을 비교 하였다. 그 결과 최적의 초음파에너지 조사시간은 30분, 초음파에너지의 세기는 500 W로 나타났다. 또한 초음파에너지의 촉매 대체 가능성을 알아보기 위해 최적공정조건에서 촉매를 넣지 않고 초음파에너지를 30분간 조사하였을 때는 초음파에너지를 조사하지 않은 일반공정보다 바이오디젤의 성능은 BD(BioDiesel)수율이 2.4 %, FAME (Fatty Acid Methyl Ester)함량이 1.3 % 증가한 것으로 나타나, 초음파에너지가 촉매를 대체 할 수 있다는 것을 알 수 있었다.

현재 우리나라의 슬러지 발생량은 지속적으로 증가하는 추세이며, 해양매립이 금지됨에 따라, 슬러지의 처리방법과 활용방안이 시급해져 새로운 방법을 모색할 필요가 있다. 이 연구에서는 하수 처리 시 발생하는 잉여슬러지의 탈수성을 증대시켜 슬러지 케이크를 감소시키기 위해 초음파를 적용하였다. 초음파를 액체에 발사하면 액중에 수축과 팽창이 교대로 일어나며 수 만개 이상의 미세한 공동이 발생된다. 이 공동이 폭발하면서 발생한 에너지를 슬러지의 입자 파괴에 이용하여 슬러지의 탈수성을 증대시키고자 하였다. 이번 연구에서 사용된 슬러지는 김포하수처리장에서 채취한 탈수 전 슬러지이며 하수슬러지 7L에 초음파 조사시간(5min, 10min, 20min, 30min, 50min, 60min)에 조사강도 154W, 308W를 가하였다. 일반적으로 초음파 조사시간이 길어질수록 CST가 증가하는 경향을 보였다. 그러나 조사한 슬러지에 응집제를 첨가시 초음파 강도와 조사시간에 따른 CST 결과 154W에서 조사시간 5분, 10분일 때 CST가 가장 낮게 측정되었다. 또한 초음파 조사시간에 따른 원심분리실험을 실시하였다. 조사시간 5min, 10min일 때를 조사하지 않은 슬러지와 실험을 실시한 결과, 초음파에 조사된 슬러지가 초기 침하되는 속도가 더 빠르며, 최종침하량도 더 빨리 도달했다. 연구결과 초음파조사시간과 초음파 강도가 탈수성에 큰 영향을 주었다. 탈수성의 직접적 효과를 보기 위하여 조사시간 5~10min, 초음파 강도 154W를 가해야한다. 이를 잉여슬러지의 탈수능 향상에 도입시 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

PAHs are major pollutants that are widely distributed in soil and groundwater environment, so that may be regarded as carcinogens. We investigated the degradation kinetics of PAH in aqueous solution when low pressure UV energy and ultrasonic irradiation were applied. Phenanthrene and pyrene were used as model compounds. The degrees of degradation of these compounds with time were analyzed with a GC/MSD (SIM-mode). UV photolysis experiments showed that phenanthrene was reduced by 90～67% at initial concentrations of 1 ppm to 8ppm whilst it decreased to 50% at 10 ppm. Under the same conditions pyrene was degraded up to about 75% at lower initial concentrations but the reduction efficiency dropped to a level of 34 to 29% at the higher concentrations above 8 ppm. The reaction orders for phenanthrene and pyrene were found to be zero-th and ca. -0.4th order, respectively, thus implying that the reported assumption of pseudo 1st order reaction for some PAHs would be no longer valid. PAH degradation was roughly proportional to the intensity of UV (number of lamps), exhibiting maximum 92.5% of the degradation efficiency. The solution pH was lowered to 4.4 from 6.4 during the experiments partially because the carbons decomposed by the energy reacted with oxygen radicals to produce carbon dioxides. Ultrasonic irradiation on phenanthrene solutions gave relatively poor results which matched to 50 to 70% of degradation efficiency even at 2 ppm of initial concentration. Phenanthrene was found to be degraded more efficiently than pyrene for the two energy sources. Ultrasound also followed the same reaction kinetics as UV energy on PAH degradation.