염색공정으로부터 배출되는 염료⋅염색 폐수를 효과적으로 제거하고 재활용하기 위해 막분리법을 적용하고자 하였고, 본 연구에서는 상용화된 나노복합막 표면을 실란 커플링제로 개질하여 분리막 성능을 향상시키고자 하였다. NaCl, MgSO4를 사용하여 개질한 막의 성능 평가를 진행하였고, 그 결과 상용막에 비해 투과도와 제거율이 향상되었음을 확인할 수 있었다. 또한 염색, 염료 폐수의 분리 특성을 확인하고자 인공염색 폐수를 적용하였고, UV 흡광도 측정을 통해 99% 이상의 제거 성능을 확인할 수 있었다. 제조된 분리막의 표면 특성은 AFM, XPS, FE-SEM, FT-IR, Contact angle 등을 이용하여 분석하였다.

The adsorption of Acid Blue 92 onto three low cost and ecofriendly biosorbents viz., cow dung ash, mango stone ash and parthenium leaves ash and commercial activated carbon have discussed in this work. The ash of all the mentioned bio-wastes was prepared in the muffle furnace at 500℃ and all the adsorbents were stored in an air thermostat. Experiments at total dye concentrations of 10~100 mg/L were carried out with a synthetic effluent prepared in the laboratory. The parameters such as pH and dye concentration were varied. Equilibrium adsorption data followed both Langmuir and Freundlich isotherms. The results indicate that cow dung ash, mango stone ash and parthenium leaves ash could be employed as low-cost alternatives to commercial activated carbon in wastewater treatment for the removal of dye.

염색폐수처리를 위하여 피페라진, 메타페닐렌디아미, 트리메소일 클로라이드를 이용하여 계면중합법으로 폴리아마이드계 나노분리막과 폴리아마이드계 역삼투막을 제조하였으며, 이들을 오스모닉스사로부터 구입한 역삼투막의 투과특성과 비교하였다. 이들의 기본 분리투과특성 조사를 위하여 PEG 600, Na2SO4, NaCl 수용액을 이용하였으며, 제조된 분리막들은 전형적인 나노복합막과 저압용 역삼투막의 특성을 나타내었다. 제조된 이들 분리막들을 이용하여 국내 염료 제조업체인 (주)경인양행으로부터 공급된 실제 염색폐수를 처리하였으며, 이때 이들의 분리투과특성을 살펴보았다. 또한 분리막을 이용한 폐수처리 시 발생되는 분리막 오염을 제거하기 위하여 일정시간마다 CIP를 실시하였다. 이때 3종류의 서로 다른 화학세정제를 사용하였으며, 이들의 세척성능을 살펴보았다.

침지형생물막 반응조와 역삼투막을 이용하여 염색폐수를 공업용수로 재이용하기 위한 실험을 수행하였다. 실험실과 현장의 pilot plant 실험 결과 20-25 cmHg의 흡인압력으로 10 LMH(1/m2.hr)의 투과유속을 얻었다. 침지형생물막 반응조에서 CODcr, CODMn 및 T-N의 제거율은 각각 93%, 90%, 60%로 나타났다. 난분해성 물질과 총질소의 제거효율을 높여서 염색폐수를 공업용수로 재이용하기 위한 침지형생물막 반응조와 역삼투막(SMBR+R/0)을 조합한 공정을 수행한 결과, 질소제거율이 80% 이상으로 총질소 농도를 15 mg/L를 얻었다. 조합공정은 염색폐수를 공업용수로 재이용하기에 적합하였다.

본 연구는 에멀젼 액막을 이용한 염색 폐수 내의 염료 이온 제거에 관한 연구이다. Aliquat 336을 함유한 액막과 D2EHPA를 함유한 액막으로 각각 음이온성 염료와 양이온성 염료 제거에 관한 최적 조건을 확립하였으며, 이 조건하에서 실제의 염색 폐수 처리 실험을 행하였다. 직접 염료인 Sirius Red, 반응성 염료인 Reactofix Supra Blue 및 염기성 염료인 Apollo Blue를 대상으로 하여 막상의 계면활성제(Span 80)와 담체(Aliquat 336 or D2EHPA)의 농도, 내수상의 counter ion(Na2SO4) 농도, 그리고 에멀젼 투여량 등을 변화시키며 염료 제거 실험을 행하였다. 반응 5분 후에 추출 평형에 도달하였으며, 각 염료에 대하여 색소 성분의 95% 이상을 제거할 수 있었다. 제막 조건에 가장 큰 영향을 미치는 인자는 담체의 농도로서 일정량 이상의 담체는 막의 물질 전달 저항을 증가시켜 색도 제거 효과를 감소시킴을 알 수 있었다. 또한, 막상의 계면활성제의 양, 내수상의 counter ion의 양 및 투여 에멀젼의 양은 평형 도달 후의 최종 색도보다는 추출 속도에 더 큰 영향을 미침을 알 수 있었다. 실제 염색 폐수를 에멀젼 액막으로 2단계 처리한 결과 550nm에서의 흡광도를 초기 0.53에서 10분 후 0.03까지 낮출 수 있었다.

Greenhouse gas (GHG) emissions from dye wastewater treatment processes were estimated by analysing their mass and energy balances, which were then used as baseline information for environmental assessment. The total GHG emissions from dye wastewater treatment plants were divided into direct emissions from the treatment processes and indirect ones from electricity usage. The amounts of CO2, CH4 and N2O emissions were calculated according to the Intergovernmental Panel on Clime Change (IPCC) guideline for the GHG target management system. For 3 years between 2011 and 2013, direct and indirect emissions were on average 8,742.7 and 7,892.0 Ton.CO2eq/year, respectively, with the former exhibiting 52.6 %. Also, compared to 2012, in 2013, the eco-efficiency indicator by the GHG emissions was found to be more than 1, suggesting that environmental quality was effectively improved.

To treat chromaticity contained in effluents of dyeing wastewater efficiently, potent dye-degrading microorganisms were isolated from influent water, aeration- tank sludge, recycle water and settling-tank sludge located in leather and dyeing treatment plant. Six potent strains were finally isolated and identified as Comamonas testosteroni, Methylobacteriaceae bacterium, Stenotrophomonas sp., Kluyveromyces fragilis, Ascomycetes sp. and Basidiomycetes sp. When Basidiomycetes sp. was inoculated into ME medium containing basal mixed-dyes, 93% of color was removed after 8 days incubation. In the same experiment, the 1:1 mixed culture of Basidiomycetes sp. and photosynthetic bacterium exhibited 88% of color removal; however, it showed better color removal for single-color dyes. The aeration-tank and settling-tank samples revealed higher color removal (95-96%) for black dyes. The settling-tank sample also revealed higher color removal on basal mixed-dyes, which resulted in 90% color removal after 6-h incubation. From the above results, it is expected to achieve a higher color removal using the mixed microorganisms that were isolated from aeration-tank and settling-tank samples.

The degradation of Rhodamine B (RhB) in water was investigated in laboratory-scale experiments, using five advanced oxidation processes (AOPs): UV/H2O2, fenton, photo-fenton, UV/TiO2, UV/TiO2/H2O2. The photodegradation experiments were carried out in a fluidized bed photoreactor equipped with an immersed 32 W UV-C lamp as light source. Initial decolorization rate and COD removal efficiency were evaluated and compared. The results obtained showed that the initial decolorization rate constant was quite different for each oxidation process. The relative order of decolorization was: photo-fenton > UV/TiO2/H2O2 > fenton > UV/H2O2 > UV/TiO2 > UV > H2O2. The relative order of COD removal was different from decolorization: photo-fenton ≒ UV/TiO2/H2O2 > UV/TiO2 > fenton > UV/H2O2. The photo-fenton and UV/TiO2/H2O2 processes seem to be appropriate for decolorization and COD removal of dye wastewater.

Dye wastewater was treated by using an electrochemical oxidation process. Various combinations of electrodes such as carbon, Al and Fe were investigated. In this study, electrode material, electrolyte concentration, electrode distance, current density, and pH value were found to have significant effect on both pollutant removal efficiency and current efficiency in electrochemical oxidation process. After electrolysis for 40min with carbon/Al, it was observed that COD, T-N, NH4+ -N and color of treated wastewater were reduced from 580㎎/ℓ to 145㎎/ℓ, 67.2㎎/ℓ to 26.8㎎/ℓ, 46.8㎎/ℓ to 1.4㎎/ℓ, and 4200 Pt-Co units to 336 Pt-Co units, respectively. The optimal conditions of the electrooxidation process to treat the wastewater for this study were found to be such as : current density ; 16.67mA/㎠, electrode distance ; 2.5cm, pH value ; 5.0 and carbon/Al electrode.