고도산화공정(AOP)

정의와 핵심 키워드

고도산화공정은 수산기 라디칼(·OH)을 현장에서 만들어 난분해성 유기물을 분해하는 기술이다.

라디칼은 불안정해서 오존, 과산화수소, 자외선을 조합해 처리 현장에서 만든다.

·OH는 산화력이 오존보다 높아 유기물을 빠르게 분해한다.

구성요소

AOP의 핵심은 산화제, 에너지원, 촉매를 조합해 ·OH를 만드는 데 있다.

산화제는 ·OH 생성의 원료이고, 에너지원은 산화제를 분해해 라디칼을 만든다.

촉매는 생성 반응 속도를 높여 같은 투입량에서 라디칼을 더 많이 얻게 한다.

예를 들어 오존과 자외선을 함께 쓰면 오존의 광분해로 ·OH가 생성된다.

펜톤 반응과 절차

펜톤 반응은 철염과 과산화수소를 반응시켜 수산기 라디칼을 만드는 반응이다.

이 반응은 pH가 낮은 조건에서 효율이 높다. 그래서 pH를 먼저 낮춘다.

반응이 끝나면 다시 중화하는 절차를 거친다.

펜톤 공정은 pH 조정 설비와 철 슬러지 처리가 함께 필요하다.

방식별 비교

방식별로 에너지원과 부산물 관리 방법이 달라서 목적에 맞게 골라야 한다.

UV/H2O2는 자외선 램프 전력이 들고, 잔류 과산화수소를 제거해야 한다.

철 슬러지를 내는 펜톤계는 재이용 방류수에 쓰기 어렵다.

처리 절차와 되먹임

고도산화는 막분리 처리수를 받는 후단의 최종 산화 단계로 배치된다.

반응 후에는 잔류 산화제와 부산물을 줄이고, 소독한 뒤 재이용수로 공급한다.

잔류 산화제 제거 단계에서는 고도산화 반응으로 되돌아가는 되먹임 흐름이 생긴다.

이 되먹임 흐름은 답안에 함께 적어야 하는 포인트다.

정리와 직접 풀기

정리하면 고도산화공정은 ·OH로 유기물을 분해하는 공정이다.

·OH는 빠르게 반응하지만 에너지 비용과 부산물 관리가 한계다.

이제 직접 풀어 보자.

정답과 마무리

정답은 아니다. ·OH는 선택성이 낮아 대부분의 유기물과 반응한다.

재이용 목적에서는 에너지 비용, 부산물, 잔류 산화제를 함께 따져 조합을 고른다.