KR102476213B1 - Method for selectively removing perfluorinated compound - Google Patents
Method for selectively removing perfluorinated compound Download PDFInfo
- Publication number
- KR102476213B1 KR102476213B1 KR1020210158225A KR20210158225A KR102476213B1 KR 102476213 B1 KR102476213 B1 KR 102476213B1 KR 1020210158225 A KR1020210158225 A KR 1020210158225A KR 20210158225 A KR20210158225 A KR 20210158225A KR 102476213 B1 KR102476213 B1 KR 102476213B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- perfluorinated compounds
- perfluorinated
- selective removal
- reaction
- activated carbon
- Prior art date
Links
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 title claims abstract description 250
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 143
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 236
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 136
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims abstract description 115
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 105
- 238000006056 electrooxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 99
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 22
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 22
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 19
- 239000000701 coagulant Substances 0.000 claims description 15
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims description 14
- 238000010979 pH adjustment Methods 0.000 claims description 13
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 claims description 12
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 claims description 12
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 11
- 238000011221 initial treatment Methods 0.000 claims description 8
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 6
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 5
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 4
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims description 4
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 4
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 4
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000012856 packing Methods 0.000 claims description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 4
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 claims description 3
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 claims description 3
- 230000001112 coagulating effect Effects 0.000 claims 2
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 claims 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 claims 1
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 42
- 230000008569 process Effects 0.000 description 31
- 230000008859 change Effects 0.000 description 20
- JGTNAGYHADQMCM-UHFFFAOYSA-N perfluorobutanesulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)F JGTNAGYHADQMCM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 17
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 14
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 14
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 12
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 9
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 8
- 101001136034 Homo sapiens Phosphoribosylformylglycinamidine synthase Proteins 0.000 description 7
- 102100036473 Phosphoribosylformylglycinamidine synthase Human genes 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 7
- YFSUTJLHUFNCNZ-UHFFFAOYSA-N perfluorooctane-1-sulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)F YFSUTJLHUFNCNZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 description 6
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 description 6
- SNGREZUHAYWORS-UHFFFAOYSA-N perfluorooctanoic acid Chemical compound OC(=O)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)F SNGREZUHAYWORS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 6
- 150000005857 PFAS Chemical class 0.000 description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 5
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 5
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 5
- UZUFPBIDKMEQEQ-UHFFFAOYSA-N perfluorononanoic acid Chemical compound OC(=O)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)F UZUFPBIDKMEQEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 206010074268 Reproductive toxicity Diseases 0.000 description 4
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 4
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 4
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 4
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 4
- QZHDEAJFRJCDMF-UHFFFAOYSA-N perfluorohexanesulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)F QZHDEAJFRJCDMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000007696 reproductive toxicity Effects 0.000 description 4
- 231100000372 reproductive toxicity Toxicity 0.000 description 4
- 206010007269 Carcinogenicity Diseases 0.000 description 3
- KQNSPSCVNXCGHK-UHFFFAOYSA-N [3-(4-tert-butylphenoxy)phenyl]methanamine Chemical compound C1=CC(C(C)(C)C)=CC=C1OC1=CC=CC(CN)=C1 KQNSPSCVNXCGHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 3
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 3
- 231100000260 carcinogenicity Toxicity 0.000 description 3
- 230000007670 carcinogenicity Effects 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- -1 etc.) Substances 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 230000007059 acute toxicity Effects 0.000 description 2
- 231100000403 acute toxicity Toxicity 0.000 description 2
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K aluminium trichloride Chemical compound Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 239000002802 bituminous coal Substances 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 231100000206 health hazard Toxicity 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 2
- 239000002608 ionic liquid Substances 0.000 description 2
- 239000003077 lignite Substances 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 239000003002 pH adjusting agent Substances 0.000 description 2
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 description 2
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 2
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 description 2
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 2
- 241000894007 species Species 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 239000013077 target material Substances 0.000 description 2
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 2
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 2
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 description 1
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 230000000274 adsorptive effect Effects 0.000 description 1
- 229940037003 alum Drugs 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N anthracen-1-ylmethanolate Chemical compound C1=CC=C2C=C3C(C[O-])=CC=CC3=CC2=C1 RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003830 anthracite Substances 0.000 description 1
- 231100000693 bioaccumulation Toxicity 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000711 cancerogenic effect Effects 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 231100000315 carcinogenic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 1
- 238000003843 chloralkali process Methods 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001684 chronic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 1
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 1
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 231100000040 eye damage Toxicity 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 239000010985 leather Substances 0.000 description 1
- 231100001252 long-term toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 125000000896 monocarboxylic acid group Chemical group 0.000 description 1
- 238000001728 nano-filtration Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 1
- 239000003415 peat Substances 0.000 description 1
- PXUULQAPEKKVAH-UHFFFAOYSA-N perfluorohexanoic acid Chemical compound OC(=O)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)F PXUULQAPEKKVAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002688 persistence Effects 0.000 description 1
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 1
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000155 toxicity by organ Toxicity 0.000 description 1
- 230000007675 toxicity by organ Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
- 229920003169 water-soluble polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/58—Treatment of water, waste water, or sewage by removing specified dissolved compounds
- C02F1/583—Treatment of water, waste water, or sewage by removing specified dissolved compounds by removing fluoride or fluorine compounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D21/00—Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
- B01D21/0039—Settling tanks provided with contact surfaces, e.g. baffles, particles
- B01D21/0048—Plurality of plates inclined in alternating directions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D35/00—Filtering devices having features not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00, or for applications not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00; Auxiliary devices for filtration; Filter housing constructions
- B01D35/02—Filters adapted for location in special places, e.g. pipe-lines, pumps, stop-cocks
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
- C02F1/283—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using coal, charred products, or inorganic mixtures containing them
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/40—Devices for separating or removing fatty or oily substances or similar floating material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
- C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
- C02F1/46104—Devices therefor; Their operating or servicing
- C02F1/46109—Electrodes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
- C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
- C02F1/467—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction
- C02F1/4672—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction by electrooxydation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
- C02F1/5236—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using inorganic agents
- C02F1/5245—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using inorganic agents using basic salts, e.g. of aluminium and iron
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
- C02F1/54—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using organic material
- C02F1/56—Macromolecular compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/66—Treatment of water, waste water, or sewage by neutralisation; pH adjustment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
- C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
- C02F1/46104—Devices therefor; Their operating or servicing
- C02F1/46109—Electrodes
- C02F2001/46152—Electrodes characterised by the shape or form
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
- Water Treatment By Sorption (AREA)
Abstract
Description
본 특허 문헌은 과불화화합물의 선택적 제거 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게 입상 활성탄을 이용하는 흡착 전기 산화에 의해 폐수에 함유된 미량의 과불화화합물을 선택적 및 효율적으로 제거할 수 있는 방법에 관한 것이다.This patent document relates to a method for selectively removing perfluorinated compounds, and more particularly, to a method for selectively and efficiently removing trace amounts of perfluorinated compounds contained in wastewater by adsorption electro-oxidation using granular activated carbon.
잔류성유기오염물질(POPs, Persistent organic pollutants) 중 과불화화합물(Perfluorinated compounds, PFCs)은 탄화수소 기본 골격 구조에서 수소가 불소로 치환되어 과불화(-CnF2n+1) 꼬리를 갖는 형태의 화합물로 총칭할 수 있다. 과불화화합물은 탄소를 4-15개 가지고 있을 정도로 넓은 범위의 동족체를 포함하고, 분해 및 합성 과정을 거쳐 형태를 전환하며 다양한 구조를 존재할 수 있다. 과불화화합물의 대표적인 예로는 PFCAs(Perfluorocarboxlic acid, CnF2n+1COOH) 및 PFASs(Perfluoroalkylsulfonic acid, CnF2n+1SO2OH)을 들 수 있다. Among persistent organic pollutants (POPs), perfluorinated compounds (PFCs) are compounds having a perfluorinated (-C n F2 n+1 ) tail in which hydrogen is replaced by fluorine in the hydrocarbon basic skeleton structure. can be collectively referred to as Perfluorinated compounds include a wide range of homologs that have 4 to 15 carbon atoms, and can exist in various structures by converting forms through decomposition and synthesis processes. Representative examples of perfluorinated compounds include PFCAs (Perfluorocarboxlic acid, C n F 2n + 1 COOH) and PFASs (Perfluoroalkylsulfonic acid, C n F 2n + 1 SO 2 OH).
예시적인 과불화화합물 종류에 따른 물리화학적 특징을 하기 표 1에 요약한다.Table 1 summarizes the physicochemical characteristics of exemplary perfluorochemical classes.
(g/mol)Molecular Weight
(g/mol)
(mg/L)solubility in water
(mg/L)
PFCAs
PFCAs
PFASs
PFASs
PFHxA: 퍼플루오로헥산산(Perfluorohexanoic acid)PFHxA: Perfluorohexanoic acid
PFOA: 퍼플루오로옥탄산(Perfluorooctanoic acid)PFOA: Perfluorooctanoic acid
PFNA: 퍼플루오로노난산(Perfluorononanoic acid)PFNA: Perfluorononanoic acid
PFBS: 퍼플루오로부탄 설폰산(Perfluorobutane sulfonic acid)PFBS: Perfluorobutane sulfonic acid
PFHxS: 퍼플루오로헥산 설폰산(Perfluorohexane sulfonic acid)PFHxS: Perfluorohexane sulfonic acid
PFOS: 퍼플루오로옥탄 설폰산(Perfluorooctane sulfonic acid)PFOS: Perfluorooctane sulfonic acid
일반적으로 과불화화합물은 화학적 및 열적 안정성이 높아 쉽게 분해되지 않는 난분해성 물질로 환경 및 체내에 장기간 축적될 수 있다. 또한, 과불화화합물은 일반적으로 물에 대한 용해도가 높아 수계 배출에 의한 이동 가능성이 높다. 과불화화합물은 의류, 전자, 도료등 산업 전반에 있어서 특히 코팅제 등으로 사용되고 있어 그 배출량 또한 증가 추세이다. 이와 같은 사용 및 배출량 증가에 수반하여 과불화화합물의 위해성에 대한 경각심이 높아지고 있다. 현재 주요 국가에서 먹는 물 감시항목으로 등재하여 관리 중이다. PFOS 및 PFOA에 대한 유럽화학물질청(ECHA) 위험분류 및 우려사항을 하기 표 2에 나타낸다.In general, perfluorinated compounds are non-decomposable substances that are not easily decomposed due to their high chemical and thermal stability, and can accumulate in the environment and body for a long period of time. In addition, perfluorinated compounds generally have high solubility in water and thus are highly likely to migrate due to water discharge. Since perfluorinated compounds are used as coating agents in general industries such as clothing, electronics, and paints, the amount of perfluorinated compounds is also increasing. Concomitant with this increase in use and emission, awareness of the hazards of perfluorinated compounds is increasing. Currently, it is listed as a drinking water monitoring item in major countries and is being managed. The European Chemicals Agency (ECHA) hazard classifications and concerns for PFOS and PFOA are shown in Table 2 below.
과불화화합물은 대기보다는 수계 중심으로 존재하고, 유기 탄소 함량이 높은 토양에 잔존하는 경향이 있다. 최근 과불화화합물이 환경 및 건강 측면에 미치는 유해성이 이슈화되며, 효과적인 처리 기술에 대한 연구가 이루어지고 있다. 그러나, 구조적으로 안정한 특성으로 인하여 생물학적 처리 기술의 적용의 한계가 있다.Perfluorinated compounds are mainly present in water rather than in the atmosphere and tend to persist in soils with high organic carbon content. Recently, the harmfulness of perfluorinated compounds to the environment and health has become an issue, and research on effective treatment technologies has been conducted. However, there is a limit to the application of biological treatment technology due to structurally stable characteristics.
문헌상으로 개시된 과불화화합물 제거 기술로는 오존 처리, 활성탄 흡착, 역삼투, 이온 교환, 나노 여과, 막처리, 산화 처리 등이 있으나, 이러한 기술에 의한 제거 효율은 높지 않다. 또한, 제거 효율이 높은 것으로 개시된 일부 기술의 경우에도 실증화 검토 결과에 따르면, 연속 운전에 한계가 있으며, 문헌상에 개시된 제거 효율을 실제로는 달성하지 못하는 것으로 확인되었다. 이는, 폐수에 과불화화합물이 ppt(part per trillion) 수준의 미량으로 함유되어 있어, TOC(total organic carbon) 및 이온 물질 등 농도가 높은 물질이 우선 제거되면서 과불화화합물의 제거 효율이 저하되기 때문이다. 또한, 과불화화합물이 일부 분해되더라도, 그 형태만 변경하여 다른 종류의 과불화화합물로 여전히 잔류하는 문제가 있다.Perfluorinated compound removal technologies disclosed in the literature include ozone treatment, activated carbon adsorption, reverse osmosis, ion exchange, nanofiltration, membrane treatment, and oxidation treatment, but the removal efficiency by these technologies is not high. In addition, even in the case of some technologies disclosed as having high removal efficiency, according to the results of the demonstration review, it was confirmed that there is a limit to continuous operation and that the removal efficiency disclosed in the literature is not actually achieved. This is because wastewater contains trace amounts of perfluorinated compounds at the ppt (part per trillion) level, and substances with high concentrations such as TOC (total organic carbon) and ionic substances are first removed, reducing the removal efficiency of perfluorinated compounds. to be. In addition, even if the perfluorinated compound is partially decomposed, there is a problem in that only the form of the perfluorinated compound is changed and still remains as a different type of perfluorinated compound.
과불화화합물의 제거에 있어서, 이러한 측면들을 고려할 때, 과불화화합물은 복합 오염물질에 미량 함유되는 특성을 가지므로, 범용적인 수처리 기술의 적용은 어려울 것으로 예상되며, 과불화화합물의 물질 특성으로 인하여 생물학적 처리도 적용 한계가 예상된다. 또한, 역삼투 및 이온 교환 기술의 경우 농축된 물질에 대한 처리 문제가 잔존한다.In the removal of perfluorinated compounds, considering these aspects, since perfluorinated compounds have a characteristic of being contained in a small amount in complex contaminants, it is expected that it will be difficult to apply a general-purpose water treatment technology, and due to the material characteristics of perfluorinated compounds, Biological treatment is also expected to have application limitations. Also, in the case of reverse osmosis and ion exchange technologies, the problem of handling the concentrated material remains.
이에, 다양한 물질 중 미량의 과불화화합물만을 선택적으로 및 효율적으로 제거하면서 연속 운전이 가능한 과불화화합물의 선택적 제거 기술 개발이 요구되는 실정이다.Accordingly, there is a need to develop a technology for selectively removing perfluorinated compounds capable of continuously operating while selectively and efficiently removing only trace amounts of perfluorinated compounds among various materials.
본 발명의 실시예들이 해결하려는 과제는, 폐수에 미량 함유된 과불화화합물을 선택적 및 효율적으로 제거할 수 있으며, 연속적인 공정 수행이 가능한 과불화화합물의 선택적 제거 방법을 제공하는 것이다.An object to be solved by embodiments of the present invention is to provide a method for selectively and efficiently removing perfluorinated compounds contained in a small amount of wastewater, and capable of continuously performing the process.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 과불화화합물의 선택적 제거 방법은, 복수 개의 전극 및 상기 전극 사이에 충진된 입상 활성탄을 포함하는 반응부를 포함하는 흡착 전기 산화조에서, 원수에 포함된 과불화화합물을 흡착 및 전기 산화를 통하여 산화 및 분해시키는 단계; 및 수두 조절 파이프부에 의해 상기 반응부 내의 수위를 상기 전극의 반응 높이 이상으로 유지시키는 단계를 포함할 수 있다.A method for selectively removing perfluorinated compounds according to an embodiment of the present invention for solving the above problems is, in an adsorption electro-oxidation tank including a reaction unit including a plurality of electrodes and granular activated carbon filled between the electrodes, in raw water Oxidizing and decomposing the perfluorinated compound through adsorption and electro-oxidation; and maintaining the water level in the reaction unit at or above the reaction height of the electrode by a head control pipe unit.
또한, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 과불화화합물의 선택적 제거 방법은, 원수를 전처리하는 단계; 복수 개의 전극 및 상기 전극 사이에 충진된 입상 활성탄을 포함하는 반응부를 포함하는 흡착 전기 산화조에서, 원수에 포함된 과불화화합물을 흡착 및 전기 산화를 통하여 산화 및 분해시키는 단계; 및 수두 조절 파이프부에 의해 상기 반응부 내의 수위를 상기 전극의 반응 높이 이상으로 유지시키는 단계를 포함할 수 있다.In addition, a method for selectively removing perfluorinated compounds according to another embodiment of the present invention for solving the above problems includes pre-treating raw water; oxidizing and decomposing perfluorinated compounds contained in raw water through adsorption and electro-oxidation in an adsorption electro-oxidation tank including a plurality of electrodes and a reaction unit including granular activated carbon filled between the electrodes; and maintaining the water level in the reaction unit at or above the reaction height of the electrode by a head control pipe unit.
상술한 본 발명의 실시예들에 따르면, 분해되더라도 형태가 변환되며 계속 존재하는 과불화화합물의 특성 및 미량으로 함유되는 특성을 고려하여, 과불화화합물에 대한 선택성을 높이고 연속적인 공정 수행이 가능한 과불화화합물의 선택적 제거 방법을 제공할 수 있다.According to the above-described embodiments of the present invention, a perfluorinated compound capable of increasing selectivity for a perfluorinated compound and carrying out a continuous process in consideration of the characteristics of a perfluorinated compound that continues to exist even after being decomposed and contained in a small amount, A method for selectively removing compounds can be provided.
따라서, 본 발명의 실시예들에 따르면, 폐수 중에 미량으로 존재하는 과불화화합물을 선택적 및 효율적으로 제거하여 인체 및 환경에 대한 유해한 영향을 방지할 수 있다.Therefore, according to embodiments of the present invention, it is possible to prevent harmful effects on the human body and the environment by selectively and efficiently removing perfluorinated compounds present in small amounts in wastewater.
또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 과불화화합물의 제거에 있어서 별도의 화학 약품을 이용할 필요가 없고 폐기물을 발생시키지 않아 친환경적이다.In addition, according to the embodiments of the present invention, there is no need to use separate chemicals and no waste is generated in the removal of perfluorinated compounds, which is environmentally friendly.
또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 과불화화합물 흡착 제거에 이용되는 입상 활성탄이 전기화학적으로 빠르게 재생되어 과불화화합물에 대한 안정적인 처리 효율을 확보할 수 있으며, 파과점(breakthrough point)에 도달하는 시간을 연장할 수 있어 비용 효율적으로 실제 산업 현장에 적용될 수 있다.In addition, according to the embodiments of the present invention, the granular activated carbon used for adsorption and removal of perfluorocompounds is rapidly electrochemically regenerated to secure stable treatment efficiency for perfluorocompounds and reach the breakthrough point. It can be applied to actual industrial sites in a cost-effective way because the time required to do so can be extended.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 과불화화합물의 선택적 제거 방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 과불화화합물의 선택적 제거 방법에 이용되는 과불화화합물의 선택적 제거 장치의 일례를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 과불화화합물의 선택적 제거 장치의 흡착 전기 산화조 및 수두 조절 파이프부를 상세하게 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 흡착 전기 산화조의 반응부를 상세하게 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 과불화화합물의 선택적 제거 방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 과불화화합물의 선택적 제거 방법에 이용되는 과불화화합물의 선택적 제거 장치의 일례를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 7a는 실시예 및 비교예에 있어서 BV(bed volume)에 따른 처리수의 PBFS의 농도(ng/L)를 나타내며, 도 7b는 BV에 따른 PBFS의 제거율(%)을 나타낸다.
도 8a는 본 발명의 실시예에 따른 과불화화합물의 선택적 제거 장치에 의한 처리 후 pH의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 8b는 본 발명의 실시예에 따른 과불화화합물의 선택적 제거 장치에 의한 처리 후 전기 전도도의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 8c는 본 발명의 실시예에 따른 과불화화합물의 선택적 제거 장치에 의한 처리 후 COD(Chemical oxigen demand)의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 8d는 본 발명의 실시예에 따른 과불화화합물의 선택적 제거 장치에 의한 처리 후 TOC(Total organic carbon)의 농도 변화를 나타내는 도면이다.
도 8e는 본 발명의 실시예에 따른 과불화화합물의 선택적 제거 장치에 의한 처리 후 T-N의 농도 변화를 나타내는 그래프이다.
도 8f는 본 발명의 실시예에 따른 과불화화합물의 선택적 제거 장치에 의한 처리 후 NH3-N의 농도 변화를 나타내는 그래프이다.
도 8g는 본 발명의 실시예에 따른 과불화화합물의 선택적 제거 장치에 의한 처리 후 NO3-N의 농도 변화를 나타내는 그래프이다.
도 8h는 본 발명의 실시예에 따른 과불화화합물의 선택적 제거 장치에 의한 처리 후 SO4 2-의 농도 변화를 나타내는 그래프이다.1 is a diagram schematically illustrating a method for selectively removing perfluorinated compounds according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram schematically illustrating an example of a device for selectively removing perfluorinated compounds used in a method for selectively removing perfluorinated compounds according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a detailed view of an adsorption electro-oxidation tank and head control pipe of the selective removal device for perfluorinated compounds of FIG. 2 .
FIG. 4 is a detailed view of a reaction unit of the adsorption electro-oxidation bath shown in FIG. 3 .
5 is a diagram schematically illustrating a method for selectively removing perfluorinated compounds according to another embodiment of the present invention.
6 is a diagram schematically illustrating an example of a device for selectively removing perfluorinated compounds used in a method for selectively removing perfluorinated compounds according to another embodiment of the present invention.
Figure 7a shows the concentration (ng / L) of PBFS in treated water according to BV (bed volume) in Examples and Comparative Examples, and Figure 7b shows the removal rate (%) of PBFS according to BV.
Figure 8a is a graph showing the change in pH after treatment by the device for selectively removing perfluorinated compounds according to an embodiment of the present invention.
8B is a graph showing a change in electrical conductivity after treatment by a device for selectively removing perfluorinated compounds according to an embodiment of the present invention.
8C is a graph showing a change in COD (Chemical Oxigen Demand) after treatment by the apparatus for selectively removing perfluorinated compounds according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8D is a view showing a concentration change of total organic carbon (TOC) after treatment by the apparatus for selectively removing perfluorinated compounds according to an embodiment of the present invention.
8E is a graph showing the change in TN concentration after treatment by the apparatus for selectively removing perfluorinated compounds according to an embodiment of the present invention.
Figure 8f is a graph showing the change in concentration of NH 3 -N after treatment by the device for selective removal of perfluorinated compounds according to an embodiment of the present invention.
8g is a graph showing a change in concentration of NO 3 -N after treatment by the apparatus for selectively removing perfluorinated compounds according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8H is a graph showing the concentration change of SO 4 2- after treatment by the apparatus for selectively removing perfluorinated compounds according to an embodiment of the present invention.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 다양한 실시예들이 상세히 설명된다. Hereinafter, various embodiments are described in detail with reference to the accompanying drawings.
도면은 반드시 일정한 비율로 도시된 것이라 할 수 없으며, 몇몇 예시들에서, 실시예들의 특징을 명확히 보여주기 위하여 도면에 도시된 구조물 중 적어도 일부의 비례는 과장될 수도 있다. 하기의 설명에서는 구체적인 구성요소 등과 같은 많은 특정사항들이 도시되어 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.The drawings are not necessarily drawn to scale, and in some instances, the proportions of at least some of the structures shown in the drawings may be exaggerated in order to clearly show characteristics of the embodiments. In the following description, many specific details such as specific components are shown, which are provided to help a more general understanding of the present invention, and it is common knowledge in the art that the present invention can be practiced without these specific details. It will be self-evident to those who have. And, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted.
본 발명의 실시예들은 폐수와 같은 수계에서 과불화화합물을 선택적으로 제거하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 실시예들에서, 과불화화합물의 선택적 제거는, 흡착 및 전기 산화를 통하여 직접 및 간접적으로 산화 및 분해가 동시에 이루어지는 것을 기본적인 메커니즘으로 하며, 과불화화합물 제거에 대한 선택성 및 효율성을 최대화하기 위하여 세심한 조건 설정과 함께 추가적인 공정이 부가될 수 있다.Embodiments of the present invention relate to methods for the selective removal of perfluorinated compounds from water systems such as wastewater. In the embodiments of the present invention, the basic mechanism of the selective removal of perfluorinated compounds is that oxidation and decomposition are simultaneously performed directly and indirectly through adsorption and electro-oxidation, and to maximize the selectivity and efficiency of perfluorinated compound removal. Additional processes may be added along with careful condition setting.
흡착은 액체 또는 기체 상에 존재하는 물질이 흡착제 표면으로 이동하여 농축되는 현상을 의미한다. 본 발명의 실시예들에 있어서, 흡착 전기 산화에 이용되는 흡착제는 입상 활성탄(granular activated carbon, GAC)을 포함할 수 있다. 과불화화합물의 입상 활성탄에 의한 흡착은 정전기적 인력 및 소수성 상호작용에 의해 이루어질 수 있으므로, 이를 고려하여 과불화화합물 제거에 대한 선택성 및 효율성을 높일 수 있는 조건 및 부가 공정이 설정되어야 한다.Adsorption refers to a phenomenon in which a substance present in a liquid or gas phase moves to the surface of an adsorbent and is concentrated. In embodiments of the present invention, the adsorbent used for adsorption electrooxidation may include granular activated carbon (GAC). Since the adsorption of perfluorinated compounds by granular activated carbon can be achieved by electrostatic attraction and hydrophobic interaction, conditions and additional processes that can increase the selectivity and efficiency of perfluorinated compound removal must be established in consideration of this.
등전점(isoelectric point, pHPZC) 미만의 pH에서 입상 활성탄 표면은 양전하가 우세하므로, 정전기적 인력에 의해 음이온적 성질을 나타내는 과불화화합물을 선택적으로 흡착할 수 있다. 흡착된 과불화화합물은 산화 공정에 의해 분해 및 제거될 수 있다. 이 경우, 용액의 pH가 증가하면 입상 활성탄 표면이 음전하를 띄게 되며 음이온 형태의 물질에 대한 입상 활성탄의 흡착 용량이 감소될 수 있다.Since the surface of the granular activated carbon is positively charged at a pH below the isoelectric point ( pZC ), it is possible to selectively adsorb perfluorinated compounds exhibiting anionic properties by electrostatic attraction. Adsorbed perfluorinated compounds can be decomposed and removed by an oxidation process. In this case, when the pH of the solution increases, the surface of the granular activated carbon becomes negatively charged, and the adsorption capacity of the granular activated carbon for anionic substances may decrease.
한편, 입상 활성탄의 표면에는 수산화기가 존재하지 않아 소수성을 나타내므로, 비극성 분자 및 약한 극성의 분자를 소수성 상호작용에 의해 흡착할 수 있다. 소수성 상호작용에 의한 흡착에 있어서는, 분자량이 높은 오염 물질이나 농도가 높은 오염 물질이 우선적으로 흡착되는 경향이 있으므로, 미량의 과불화화합물에 대한 선택적 흡착은 한계를 나타낼 수 있다. 또한, 소수성 상호 작용에 의한 흡착의 경우, PFSA가 PFCA보다 더 소수성을 나타내고, 긴 C-F 결합을 가진 화합물이 짧은 C-F 결합을 갖는 화합물보다 더 소수성을 나타내므로, 흡착에 의한 제거가 원활할 수 있다. 그러나, 탄소수가 많은 과불화화합물의 표면 흡착은 장치의 장기간 연속 운전의 관점에서 바람직하지 않으므로, 흡착과 함께, 산화 공정을 적용하여 과불화화합물의 저분자 구조화를 유도함으로써, 탄소수가 적은 분자로 변환시킬 수 있다. 탄소수가 적은 과불화화합물은 친수성 및 음이온적 성질을 지닐 수 있으므로, 정전기적 인력에 의해 선택적으로 입상 활성탄에 흡착될 수 있고, 산화 공정 적용에 의해 분해 및 제거될 수 있다.On the other hand, since the surface of granular activated carbon does not have hydroxyl groups and exhibits hydrophobicity, non-polar molecules and weakly polar molecules can be adsorbed by hydrophobic interaction. In adsorption by hydrophobic interaction, contaminants with a high molecular weight or high concentration tend to be preferentially adsorbed, and thus selective adsorption of small amounts of perfluorinated compounds may be limited. In addition, in the case of adsorption by hydrophobic interaction, since PFSA is more hydrophobic than PFCA, and compounds with long C-F bonds are more hydrophobic than compounds with short C-F bonds, removal by adsorption can be smooth. However, since surface adsorption of perfluorinated compounds having a high carbon number is undesirable from the viewpoint of long-term continuous operation of the device, an oxidation process is applied together with adsorption to induce a low-molecular structure of the perfluorinated compound, which can be converted into molecules having a low carbon number. can Since perfluorinated compounds having a low carbon number can have hydrophilic and anionic properties, they can be selectively adsorbed on granular activated carbon by electrostatic attraction and can be decomposed and removed by application of an oxidation process.
본 발명의 실시예들은 상기와 같은 기본적인 메커니즘에 기반하고 있으며, 이러한 과정에서, 과불화화합물 및 흡착제인 입상 활성탄의 특성을 고려하여, 과불화화합물 제거에 대한 선택성 및 효율성을 최대화하기 위하여 공정 단계 및 이용되는 장치의 구성이 달라질 수 있다. 즉, 유입되는 원수의 pH 및 SS(suspended solid)에 따라 공정 단계가 달라질 수 있다:Embodiments of the present invention are based on the basic mechanism as described above, and in this process, in consideration of the characteristics of perfluorinated compounds and granular activated carbon as an adsorbent, process steps and The configuration of the device used may vary. That is, the process steps may vary depending on the pH and SS (suspended solid) of the incoming raw water:
1) 원수의 pH가 입상 활성탄의 pHPZC 미만이고, SS가 500 ㎎/L 미만인 경우1) When the pH of raw water is less than the pH of granular activated carbon PZC and SS is less than 500 mg/L
2) 원수의 pH가 입상 활성탄의 pHPZC를 초과하고, SS가 500 ㎎/L를 초과하는 경우2) When the pH of the raw water exceeds the pH PZC of the granular activated carbon and the SS exceeds 500 mg/L
1)의 경우에는, 흡착제인 입상 활성탄의 표면에 양전하가 우세하므로, 흡착 및 전기 산화를 통하여 직접 및 간접적으로 과불화화합물의 산화 및 분해가 동시에 이루어질 수 있다.In the case of 1), since the surface of the granular activated carbon as an adsorbent is dominated by positive charges, oxidation and decomposition of the perfluorinated compound can be simultaneously performed directly or indirectly through adsorption and electro-oxidation.
2)의 경우에는, 원수의 SS 함량이 높기 때문에 전처리 없이 흡착 및 전기 산화가 이루어지는 장치 내에 투입되면 원수 내의 SS가 장치 내부에 충진되어 있는 입상 활성탄 사이에 부착되어 장비 내 전기 저항을 상승시키고, 유체의 이동을 방해하는 등 장치의 폐색이 발생하여 정상적인 작동이 어려워질 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 흡착 및 전기 산화 공정 전에 추가적인 전처리를 위한 공정을 부가할 수 있다. 또한, 원수의 pH가 입상 활성탄의 pHPZC를 초과하므로, 정전기적 인력에 의해 과불화화합물을 선택적으로 흡착하기 위하여 입상 활성탄 표면에서 양전하가 우세할 수 있도록 pH를 조정하기 위한 공정을 부가할 수 있다.In the case of 2), since the SS content of the raw water is high, when it is put into the device where adsorption and electro-oxidation are performed without pretreatment, the SS in the raw water is attached between the granular activated carbon filled inside the device to increase the electrical resistance in the device, and the fluid Blockage of the device may occur, such as interfering with the movement of the device, making normal operation difficult. In order to solve this problem, a process for additional pretreatment may be added before adsorption and electrooxidation processes. In addition, since the pH of the raw water exceeds the pH PZC of the granular activated carbon, a process for adjusting the pH can be added so that positive charges prevail on the surface of the granular activated carbon in order to selectively adsorb the perfluorinated compound by electrostatic attraction. .
상기 1) 및 2) 각각의 경우에 적용되는 과불화화합물의 선택적 제거 방법에 대해서는 이하에서 상세하게 설명한다.A method for selectively removing a perfluorinated compound applied to each case of 1) and 2) will be described in detail below.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 과불화화합물의 선택적 제거 방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a diagram schematically illustrating a method for selectively removing perfluorinated compounds according to an embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 과불화화합물의 선택적 제거 방법은 상기 1)의 경우, 즉, 원수(Win)의 pH가 흡착제의 pHPZC 미만이고, SS가 500 ㎎/L 미만인 경우에 적용될 수 있다.The method for selectively removing perfluorinated compounds shown in FIG. 1 may be applied in the case of 1) above, that is, in the case where the pH of the raw water (W in ) is less than the pH PZC of the adsorbent and SS is less than 500 mg/L.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 과불화화합물의 선택적 제거 방법은 과불화화합물의 흡착 전기 산화 및 입상 활성탄의 재생 단계(S11) 및 처리수 수집 단계(S12)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , the method for selectively removing perfluorinated compounds according to an embodiment of the present invention may include adsorption electro-oxidation of perfluorinated compounds and regeneration of granular activated carbon (S11) and treated water collection (S12). have.
과불화화합물의 흡착 전기 산화 및 입상 활성탄의 재생 단계(S11)에서, 원수(Win)로부터 과불화화합물을 흡착 및 전기 산화를 통하여 직접 및 간접적으로 산화 및 분해하고, 동시에 입상 활성탄을 재생시킬 수 있다. In the adsorption electro-oxidation of the perfluorinated compound and regeneration of the granular activated carbon (S11), the perfluorinated compound from the raw water (Win) is oxidized and decomposed directly or indirectly through adsorption and electro-oxidation, and at the same time the granular activated carbon can be regenerated. .
과불화화합물의 흡착 전기 산화 및 입상 활성탄의 재생 단계(S11)는 복수 개의 전극 및 상기 전극 사이에 충진된 입상 활성탄을 포함하는 반응부를 포함하는 흡착 전기 산화조에서 이루어질 수 있다. 입상 활성탄은 전기장에 의해 분극화되어 미소전극(microelectrode)을 형성함으로써, 각각의 입상 활성탄 표면에서 흡착된 과불화화합물의 산화 및 분해가 이루어질 수 있다. 이 때, 흡착 전기 산화 반응은 수두 조절 파이프부에 의한 수위 조절 과정이 수반되어 이루어질 수 있다.The adsorption electrooxidation of the perfluorinated compound and the regeneration of the granular activated carbon (S11) may be performed in an adsorption electrooxidation tank including a reaction unit including a plurality of electrodes and the granular activated carbon filled between the electrodes. The granular activated carbon is polarized by an electric field to form a microelectrode, so that perfluorinated compounds adsorbed on the surface of each granular activated carbon can be oxidized and decomposed. At this time, the adsorption electro-oxidation reaction may be accompanied by a water level control process by the head control pipe unit.
과불화화합물의 흡착 전기 산화 및 입상 활성탄의 재생 단계(S11)는 반응부 상부에 배치되는 인플로우 파이프에 의해 반응부에 원수를 유입하는 단계; 및 반응부 하부에 배치되는 아웃플로우 파이프에 의해 상기 반응부에서 반응이 완료된 처리수를 배출하는 단계를 더 포함할 수 있다.The adsorption electro-oxidation of the perfluorinated compound and the regeneration of the granular activated carbon (S11) include introducing raw water into the reaction unit through an inflow pipe disposed above the reaction unit; and discharging the treated water for which the reaction is completed in the reaction unit through an outflow pipe disposed below the reaction unit.
수두 조절 파이프부에 의해 상기 반응부 내의 수위를 상기 전극의 반응 높이 이상으로 유지시키는 단계는, 제1 부분 및 제2 부분을 포함하는 수두 조절 파이프부에 의해 이루어질 수 있다. 제1 부분은 수직 방향으로 배치되며, 하단은 아웃플로우 파이프에 직교하여 연결되고, 상단으로부터 공기를 통하게 할 수 있는 밸브를 포함할 수 있다. 제2 부분은 꺽인 형태를 가지며, 일단이 상기 제1 부분의 소정 높이에서 상기 제1 부분과 직교하여 연결되고, 타단은 상기 아웃플로우 파이프와 동일한 레벨에 배치될 수 있다.The step of maintaining the water level in the reaction part at or above the reaction height of the electrode by the head control pipe part may be performed by the head control pipe part including the first part and the second part. The first part is arranged in a vertical direction, the lower end is orthogonally connected to the outflow pipe, and may include a valve allowing air to flow from the upper end. The second part may have a bent shape, one end may be connected orthogonally to the first part at a predetermined height of the first part, and the other end may be disposed at the same level as the outflow pipe.
흡착 전기 산화조의 운전 중에는, 제1 부분의 상기 밸브를 열어 기압을 이용하여 반응부 내의 수위를 유지시킬 수 있다.During the operation of the adsorption electro-oxidation tank, the water level in the reaction unit may be maintained by opening the valve in the first part and using air pressure.
수두 조절 파이프부에 의해 반응부 내의 수위를 전극의 반응 높이 이상으로 유지시키는 단계는, 수두 조절 파이프부의 높이를 흡착 전기 산화조의 높이 이상으로 유지시키는 것을 포함할 수 있다. The step of maintaining the water level in the reaction unit to be equal to or higher than the reaction height of the electrode by the head control pipe unit may include maintaining the head control pipe unit to be equal to or higher than the height of the adsorption electro-oxidation tank.
수두 조절 파이프부에 의해 반응부 내의 수위를 전극의 반응 높이 이상으로 유지시키는 단계는, 수두 조절 파이프의 제2 부분의 높이를 반응부의 높이 이상이고 인플로우 파이프의 높이 이하인 범위로 유지시키는 것을 포함할 수 있다.The step of maintaining the water level in the reaction part by the head control pipe part to be equal to or higher than the reaction height of the electrode may include maintaining the height of the second part of the head control pipe within a range that is equal to or greater than the height of the reaction part and equal to or less than the height of the inflow pipe. can
본 명세서에서, 전극의 반응 높이는 전극의 반응 면적과 상호교환적으로 사용될 수 있으며, 입상 활성탄에 흡착된 과불화화합물이 전극 상에서 산화 반응에 의해 분해 및 제거될 수 있는 영역을 나타낼 수 있다.In this specification, the reaction height of the electrode may be used interchangeably with the reaction area of the electrode, and may represent a region in which perfluorinated compounds adsorbed on the granular activated carbon can be decomposed and removed by an oxidation reaction on the electrode.
과불화화합물의 흡착 전기 산화 및 입상 활성탄의 재생 단계(S11)는 전원 공급 장치에 의한 전원 공급 단계를 더 포함할 수 있다.The adsorption electro-oxidation of the perfluorinated compound and the regeneration of the granular activated carbon ( S11 ) may further include a step of supplying power by a power supply device.
본 발명의 일 실시예에 따른 과불화화합물의 선택적 제거 방법에 있어서, 과불화화합물의 흡착 전기 산화 및 입상 활성탄의 재생 단계(S11)는 7-12V의 운전 전압 및 1-2.5mA/㎠의 전류 밀도를 갖는 운전 조건 하에서 수행될 수 있다. 이와 같은 운전 조건은 과불화화합물의 선택적 및 효율적 제거를 위하여 최적의 효과를 발휘하도록 설정된 것이다.In the method for selectively removing perfluorinated compounds according to an embodiment of the present invention, the adsorption electro-oxidation of perfluorinated compounds and the regeneration of granular activated carbon (S11) are performed using an operating voltage of 7-12V and a current of 1-2.5mA/
본 발명의 일 실시예에 따른 과불화화합물의 선택적 제거 방법은 상기 입상 활성탄의 부피에 대하여 2,000배 이상의 상대 유량을 처리한 경우에, 과불화화합물에 대하여 99% 이상의 제거율을 나타낼 수 있다.The method for selectively removing perfluorinated compounds according to an embodiment of the present invention can exhibit a removal rate of 99% or more for perfluorinated compounds when processing a flow rate of 2,000 times or more relative to the volume of the granular activated carbon.
처리수 수집 단계(S12)에서, 과불화화합물의 흡착 전기 산화 및 입상 활성탄의 재생 단계(S11)에서 과불화화합물이 흡착 전기 산화에 의해 제거된 처리수를 수집할 수 있다.In the treated water collection step ( S12 ), the treated water from which the perfluorinated compound is removed by adsorption electro-oxidation and the granular activated carbon regeneration step ( S11 ) may be collected.
본 실시예에 있어서, 처리될 원수(Win)는 과불화화합물, 바람직하게 미량의 과불화화합물을 포함하는 폐수 또는 임의의 액체 매질을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 원수(Win)의 예는 반도체 폐수 또는 각종 산업 폐수(의류, 전자, 도료 등), 정화된 물 또는 하수 등을 포함할 수 있다.In this embodiment, the raw water to be treated (W in ) may include wastewater or any liquid medium containing perfluorinated compounds, preferably trace amounts of perfluorinated compounds, but is not limited thereto. Examples of the raw water (W in ) may include semiconductor wastewater or various industrial wastewater (clothing, electronics, paint, etc.), purified water, or sewage.
원수(Win)에 포함된 과불화화합물은 탄화수소 기본 골격 구조에서 수소가 불소로 치환되어 과불화(-CnF2n+1) 꼬리를 갖는 형태의 화합물로 총칭될 수 있다. 그 예는, 퍼플루오로헥산산(Perfluorohexanoic acid, PFHxA), 퍼플루오로옥탄산(Perfluorooctanoic acid, PFOA), 퍼플루오로노난산(Perfluorononanoic acid, PFNA), 퍼플루오로부탄 설폰산(Perfluorobutane sulfonic acid, PFBS), 퍼플루오로헥산 설폰산(Perfluorohexane sulfonic acid, PFHxS), 퍼플루오로옥탄 설폰산(Perfluorooctane sulfonic acid, PFOS), 또는 그 조합을 포함할 수 있다.Perfluorinated compounds included in raw water (W in ) may be collectively referred to as compounds having perfluorinated (-C n F2 n+1 ) tails in which hydrogen is substituted with fluorine in a hydrocarbon basic skeleton structure. Examples are Perfluorohexanoic acid (PFHxA), Perfluorooctanoic acid (PFOA), Perfluorononanoic acid (PFNA), Perfluorobutane sulfonic acid , PFBS), perfluorohexane sulfonic acid (PFHxS), perfluorooctane sulfonic acid (PFOS), or a combination thereof.
원수(Win)에 포함된 과불화화합물의 농도는 특히 제한되지 않으나, 일반적으로 과불화화합물은 폐수 중에 미량으로, 예를 들어, ppt 수준으로 존재할 수 있다.The concentration of the perfluorinated compound contained in the raw water (W in ) is not particularly limited, but in general, the perfluorinated compound may be present in wastewater in a trace amount, for example, at a ppt level.
본 실시예에 따른 과불화화합물의 선택적 제거 방법은 도 2에 도시된 과불화화합물의 선택적 제거 장치(100)에 의해 수행될 수 있다. 이에, 도 1 내지 도 4를 함께 참조하여, 본 실시예에 따른 과불화화합물의 선택적 제거 방법을 설명한다.The method for selectively removing perfluorinated compounds according to the present embodiment may be performed by the
도 2는 본 실시예의 과불화화합물의 선택적 제거 방법에 이용될 수 있는 과불화화합물의 선택적 제거 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.2 is a diagram schematically showing a device for selectively removing perfluorinated compounds that can be used in the method for selectively removing perfluorinated compounds according to the present embodiment.
도 2를 참조하면, 과불화화합물의 선택적 제거 장치(100)는 흡착 전기 산화조(101), 전원 공급부(102), 수두 조절 파이프부(103) 및 처리수조(104)를 포함할 수 있다. 흡착 전기 산화조(101), 전원 공급부(102), 수두 조절 파이프부(103) 및 처리수조(104) 사이에는 연결 파이프, 밸브 및/또는 펌프 등이 구비될 수 있다.Referring to FIG. 2 , the
원수(Win)는 원수 탱크(도시되지 않음)로부터 유입 펌프에 의해 흡착 전기 산화조(101)로 전달될 수 있다.Raw water (W in ) may be transferred from a raw water tank (not shown) to the adsorption electro-
흡착 전기 산화조(101)에서, 원수(Win)에 포함된 과불화화합물을 흡착 및 전기 산화를 통하여 직접 및 간접적으로 산화 및 분해시킬 수 있다. 흡착 전기 산화조(101)에 대해서는 도 3 및 도 4을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.In the adsorption electro-
도 2는 과불화화합물의 선택적 제거 장치(100)에 포함되는 흡착 전기 산화조(101) 및 수두 조절 파이프부(103)를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 2 is a view for explaining the adsorption electro-
도 2를 참조하면, 흡착 전기 산화조(101)는 챔버(10), 인플로우 파이프(20), 반응부(30), 아웃플로우 파이프(40), 전극 집전부(50), 오버플로우 파이프(60), 드레인 파이프(70) 및 스트레이너부(80)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the adsorption
일 실시예에서, 원수(Win)는 전단에 설치된 유입 펌프에 의해 흡착 전기 산화조(101)로 도입되어 중력 여과 방식으로 처리될 수 있다.In one embodiment, raw water (W in ) may be introduced into the adsorption electro-
다른 일 실시예에서, 흡착 전기 산화조(101) 후단에 설치된 유출 펌프를 통하여 처리수(Wtreated)가 배출될 수도 있다.In another embodiment, treated water (W treated ) may be discharged through an outflow pump installed at the rear end of the adsorption electro-
챔버(10)는 흡착 전기 산화조(101)의 다른 구성요소들을 수용하고 지지하는 역할을 할 수 있으며, 그 내부에 반응부(30)를 포함할 수 있다.The
인플로우 파이프(20)는 반응부(30)에 원수(Win)를 유입하는 역할을 할 수 있다. 본 실시예에 있어서, 인플로우 파이프(20)는 반응부(30) 상부에 형성되어 있으며, 자연 유하 방식을 통하여 원수(Win)가 반응부(30)에 도입되고 수두 조절 파이프부(103)에 의해 수위가 유지될 수 있다.The
아웃플로우 파이프(40)는 반응부(30)에서 반응이 완료된 처리수를 배출하는 역할을 할 수 있다. 아웃플로우 파이프(40)는 수두 조절 파이프부(103)에 연결될 수 있다.The
전극 집전부(50)는 직류 전원 공급기와 연결하여 흡착 전기 산화조(101)로 직류 전원을 공급할 수 있으며, 반응부(30)의 액체가 오버플로우될 때 이를 수용하는 완충 역할을 할 수 있다.The electrode
오버플로우 파이프(60)는 오버플로우된 잉여 액체를 드레인 파이프(70)로 전달하는 역할도할 수 있다. 예를 들어, 전극 집전부(50)에서는 두 개의 볼트 및 너트를 이용하여 같은 극성을 지닌 전극을 서로 브릿지 연결한 후, 직류 전원 공급기와 연결하여 직류 전원을 공급할 수 있다.The
드레인 파이프(70)는 운전 종료 혹은 활성탄 교체시 잉여 액체를 배출하는 역할을 역할을 할 수 있다.The
스트레이너부(80)는 외부 및 내부로 이루어지며, 외부는 구조적 보강을 제공하는 역할을 할 수 있으며, 내부는 반응부(30)에 충진된 입상 활성탄(도 4의 도면부호 32 참조)을 지지하여 하부로 유입되는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다.The
반응부(30)는 흡착 및 전기 산화를 통하여 원수(Win)에 포함된 과불화화합물을 산화 및 분해시키고, 이와 함께 전도성 메디아인 입상 활성탄(32)을 재생시키는 역할을 할 수 있다. 반응부(30)에 대해서는 도 4를 참조하여 상세하게 설명한다.The
도 4를 참조하면, 반응부(30)는 전극(31) 및 전극(31) 사이에 충진된 입상 활성탄(32)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4 , the
반응부(30)에 도입된 원수(Win)가 충진된 입상 활성탄(32)을 지나가면서 원수(Win)에 포함된 과불화화합물이 입상 활성탄(32)에 흡착될 수 있다. 입상 활성탄(32)에의 흡착은 정전기적 인력 및/또는 소수성 상호작용에 의해 이루어질 수 있다. 입상 활성탄(32) 표면에 흡착된 과불화화합물은 체 분배 작용(screening action)에 의해 입상 활성탄(32) 내부에 형성되어 있는 공극 내에 분배될 수도 있다. 전원 공급부(도 2의 도면부호 102 참조)에 의해 공급된 전류에 의해 전극(31)에서 발생한 라디칼에 의해 입상 활성탄(32)에 흡착된 과불화화합물은 산화 과정을 거쳐 무기물 형태로, 또는 낮은 분자량 형태로 분해될 수 있다. 낮은 분자량 형태로 분해된 과불화화합물은 다시 흡착, 산화 및 분해 과정을 거쳐 무기물 형태로 분해될 수 있다. 최종적으로 분해된 산물은 가스 형태로 배출될 수 있다. 분해된 산물의 배출은 흡착 전기 산화조(101)의 뚜껑 부분에 구비된 배출구(도시되지 않음)를 통하여 이루어지거나, 또는 뚜껑 부분에 구멍을 뚫은 후 파이프(도시되지 않음)를 연결하여 배출할 수도 있다. 또한, 과불화화합물의 산화 및 분해와 동시에 입상 활성탄(32)이 재생될 수 있다. 따라서, 반응부(30)에서는 연속적으로 과불화화합물의 흡착 및 분해가 이루어질 수 있다.As the raw water (W in ) introduced into the
통상적인 전기 산화 공정은 양극 표면에서만 산화가 일어나기 때문에 넓은 전극 표면적을 요구한다. 그러나, 본 발명의 실시예들에 있어서는, 적절한 전압에서 형성된 전기장의 영향으로 전극(31) 사이에 충진된 전도성 메디아인 입상 활성탄(32)이 분극화되어 미소전극(microelectrode)을 형성하므로, 각각의 입상 활성탄(32) 표면에서 전기 산화 및 분해가 이루어질 수 있다. 따라서, 통상적인 전기 산화 공정에 비하여 현저하게 증가된 전기 산화 반응 면적을 확보할 수 있어, 과불화화합물의 제거 효율을 높일 수 있다.Conventional electro-oxidation processes require a large electrode surface area because oxidation occurs only on the surface of the anode. However, in the embodiments of the present invention, the granular activated
또한, 통상적인 전기 산화 공정은 원수(Win) 내의 전기 전도도가 낮을 경우, 전도성 확보를 위하여 추가적인 약품 투입이 요구된다. 그러나, 본 발명의 실시예들에 있어서는, 전극(31) 사이에 충진된 전도성 메디아인 입상 활성탄(32)에 의해 추가적인 약품 투입 없이도 전기 산화 및 분해에 필요한 전도성을 확보할 수 있다.In addition, in the conventional electrooxidation process, when the electrical conductivity in raw water (W in ) is low, additional chemicals are required to secure conductivity. However, in the embodiments of the present invention, the conductivity required for electrooxidation and decomposition can be secured without additional chemical input by using the granular activated
또한, 입상 활성탄(32)에 흡착된 과불화화합물이 전기적으로 산화 및 분해되는 것과 동시에 입상 활성탄(32)이 빠르게 재생될 수 있으므로, 통상적인 흡착 공정에 비해 파과점(breakthrough point)에 도달하는 시간이 늦춰지고 새로 유입되는 과불화화합물에 대한 안정적인 처리 효율을 확보할 수 있다. 파과점은 흡착제가 피흡착 물질을 흡착 제거할 수 있는 한계에 이른 상태를 나타내는 시점을 의미하는 것으로, 일반적으로 유출 농도가 유입 농도의 5-10%에 달하는 시점을 나타낼 수 있다. 본 실시예에 있어서는, 입상 활성탄(32)의 높은 재생 효율에 의해 과불화화합물의 제거 성능을 보장할 수 있는 입상 활성탄의 교체 주기가 증가할 수 있으므로, 비용 효율성을 높이고 대규모 공정에의 효과적인 적용이 가능해진다.In addition, since the granular activated
본 실시예에서, 전극(31) 및 입상 활성탄(32)은 최적화된 과불화화합물의 선택적 및 효율적인 흡착 산화 제거 효과를 발휘하도록 선택 및 조합된 것을 특징으로 한다. 즉, 입상 활성탄(32)은 큰 비표면적을 가져 과불화화합물의 전기 산화를 위한 접촉 시간을 증가시킬 수 있다. 또한, 입상 활성탄(32)의 상대적으로 낮은 전기 전도도를 보완하기 위하여, 전극(31)을 멀티 전극 구조로 형성할 수 있으며, 아울러 전극(31)의 수명 및 효율을 높이기 위하여 DSA 전극으로 형성할 수 있다.In this embodiment, it is characterized in that the
반응부(30)에 포함되는 입상 활성탄(32)은 흡착 전기 산화의 전도성 메디아로 기능하며, 입상 활성탄(32)에서 과불화화합물의 흡착, 산화 및 분해가 이루어질 수 있다. 즉, 본 실시예에 있어서, 과불화화합물의 선택적 및 효율적인 제거를 위하여, 과불화화합물의 자체의 특성, 폐수 중에 미량으로 포함되는 점, 과불화화합물 제거 방법, 및 전도성 메디아의 비표면적, 촉매활성, 안정성 등을 모두 종합적으로 고려하여, 흡착 전기 산화의 전도성 메디아로서 입상 활성탄(32)을 이용하는 것을 특징으로 한다.The granular activated
본 실시예에 따르면, 입상 활성탄(32)은 상업적으로 이용가능한 모든 입상 활성탄(32) 제품 또는 제조가능한 모든 입상의 활성탄 물질을 포함할 수 있다. 입상 활성탄(32)은 입상의 다공성 탄소로서, 내부에 1 ㎚ 내지 10 ㎛의 공극이 무수히 존재한다. 공극은 그 크기에 따라 마이크로포어(mircropore, 직경 20 Å 이하의 공극), 메조포어(mesopore, 직경 20-1000 Å의 공극) 및 매크로포어(macropore, 직경 1000 Å의 공극)로 분류될 수 있다.According to this embodiment, the granular activated
입상 활성탄(32)은 탄소질 원료를 활성화하여 제조될 수 있다. 입상 활성탄(32)의 원료의 예는 야자각, 목재, 톱밥, 목탄 등의 식물질, 유연탄, 무연탄, 이탄, 아탄, 갈탄, 역청탄 등의 석탄질, 석유잔사, 황산 슬러지, 오일카본 등의 석유질, 또는 그 조합 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 활성화 방법의 예는 가스 활성화법, 약품 활성화법, 약품 가스 병용 활성화법 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The granular activated
입상 활성탄(32)의 세부적인 특징의 일례를 하기 표 3에 나타낸다. 그러나, 본 실시예에 이용될 수 있는 입상 활성탄(32)의 특징이 이에 제한되는 것은 아니다.An example of detailed characteristics of the granular activated
입상 활성탄(32)은 흡착된 과불화화합물이 전기 산화되면서 빠르게 재생되어 파과 시점이 늦춰지고 새로 유입되는 과불화화합물에 대하여 안정적인 처리 효율을 발휘할 수 있다.The granular activated
반응부(30)에 포함되는 전극(31)은 적절한 전압의 공급에 의해 흡착 전기 산화가 이루어지도록 할 수 있다. 본 실시예에 있어서, 과불화화합물의 선택적 및 효율적인 제거를 위하여, 과불화화합물의 자체의 특성, 폐수 중에 미량으로 포함되는 점, 과불화화합물 제거 방법, 및 전극(31)의 전기촉매활성, 가동 수명 및 안정성 등을 모두 종합적으로 고려하여, 특정 구조 및 물질을 포함하는 전극(31)을 이용하는 것을 특징으로 한다.The
통상적인 전기 산화 공정은 음극 및 양극이 각각 양쪽에 배치된 전극 구조를 갖는다. 반면, 본 실시예에서, 전극(31)은 멀티 전극 구조를 가질 수 있다. 멀티 전극 구조는 양극 및 음극이 교대로 번갈아가며 배치되는 구조를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 3개의 전극을 갖는 전극(31)은 양극-음극-양극의 구조를 가질 수 있으며, 5개의 전극을 갖는 전극(31)은 양극-음극-양극-음극-양극의 구조를 가질 수 있다. 이와 같이 전극(31)이 멀티 전극 구조를 가짐으로써 전기촉매활성, 가동 수명 및 안정성 등의 특성을 향상시킬 수 있으며, 이에 따라 흡착 전기 산화의 효율성을 더욱 높일 수 있다.A typical electro-oxidation process has an electrode structure in which a cathode and an anode are respectively disposed on both sides. On the other hand, in this embodiment, the
전극(31)에 포함되는 양극 및 음극은 운전시 효율을 높이기 위하여 동일한 물질을 포함할 수 있다.An anode and a cathode included in the
일 실시예에서, 전극(31) 사이에 일 이상의 분리막(도시되지 않음)이 더 형성될 수 있다. 분리막은 전극(31) 사이에 충진된 입상 활성탄(32)을 물리적으로 분리하기 위한 것이다.In one embodiment, one or more separators (not shown) may be further formed between the
본 실시예에서, 전극(31)은 DSA(dimensionally stable anode)를 포함할 수 있다. 이와 같이, DSA를 전극(31)으로 이용함으로써 과불화화합물의 선택적 및 효율적인 제거를 더욱 향상시킬 수 있다.In this embodiment, the
DSA 전극은 물리적, 열적, 전기화학적으로 안정적인 산화 전극을 나타낸다. DSA 전극은 상대적으로 낮은 VOER(Potenital for O2 Evolution) 및 긴 수명을 갖는다. DSA 전극은 물리적, 열적, 전기화학적 안정성이 우수하며, VOER이 낮은 특징을 바탕으로, 염소-알칼리(chlor-alkali) 공정의 염소 발생 전극에 사용되었다. DSA 전극은 대부분 Ti 기판 위에 코팅을 하는 방식으로 제작되며, 코팅 전이 금속 물질로 Ru, Ir, Ta, Pb, Sn, Pt 등이 사용될 수 있다. 특히, 안정성이 좋은 IrO2 및 반응성이 좋은 RuO2이 주로 사용되었다. 전극 제조 방법의 대부분은 기판 위에 전구체를 코팅하여 열분해법을 이용하는 방법이 보고되었으며, 최근에는 IL(Ionic Liquid) 법, Pechini법, 전착법 등이 보고되었다.The DSA electrode represents an anode that is physically, thermally, and electrochemically stable. DSA electrodes have a relatively low Potenital for O 2 Evolution (VOER) and long lifetime. The DSA electrode has excellent physical, thermal and electrochemical stability and low VOER , so it was used for the chlorine generating electrode in the chlor-alkali process. Most DSA electrodes are manufactured by coating on a Ti substrate, and Ru, Ir, Ta, Pb, Sn, Pt, etc. may be used as a coating transition metal material. In particular, IrO 2 with good stability and RuO 2 with good reactivity were mainly used. Most of the electrode manufacturing methods have been reported using a pyrolysis method by coating a precursor on a substrate, and recently, an IL (Ionic Liquid) method, a Pechini method, an electrodeposition method, and the like have been reported.
본 실시예에 따르면, 전극(31)으로 이용되는 DSA는 상업적으로 이용가능한 모든 DSA 전극 또는 제조가능한 모든 DSA 전극을 포함할 수 있다.According to this embodiment, the DSA used as the
다시 도 3을 참조하여, 수두 조절 파이프부(103)에 의한 수위 조절 과정에 대하여 설명한다.Referring back to FIG. 3 , a process of adjusting the water level by the head
수두 조절 파이프부(103)는 과불화화합물의 선택적 제거 장치(100)의 운전 중에 반응부(30) 내에서 액체가 전극(31)의 반응 높이 이상의 수위를 유지하도록 하며, 반응이 완료된 액체를 처리수조(104)로 전달하는 역할을 할 수 있다.The head
본 명세서에서, 전극(31)의 반응 높이는 전극(31)의 반응 면적과 상호교환적으로 사용될 수 있으며, 입상 활성탄(32)에 흡착된 과불화화합물이 전극(31) 상에서 산화 반응에 의해 분해 및 제거될 수 있는 영역을 나타낼 수 있다.In this specification, the reaction height of the
수두 조절 파이프부(103)는 제1 부분(103-1) 및 제2 부분(103-2)을 포함할 수 있다.The head
제1 부분(103-1)은 수직 방향으로 배치되고, 하단이 흡착 전기 산화조(101)의 아웃플로우 파이프(40)에 직교하여 연결될 수 있으며, 내부에 공기를 통하게 할 수 있는 밸브(V)를 가질 수 있다. 흡착 전기 산화조(101)의 운전 중에는 밸브(V)를 열어 기압을 이용함으로써, 반응부(30) 내에서 액체가 전극(31)의 반응 높이 이상의 수위를 유지하도록 할 수 있다.The first part 103-1 is disposed in the vertical direction, the lower end can be connected orthogonally to the
수두 조절 파이프부(103)의 제1 부분(103-1)의 높이는 액체가 넘쳐 흐르는 것을 방지하기 위하여 흡착 전기 산화조(101)의 높이(H1) 이상으로 설정될 수 있다. The height of the first portion 103-1 of the head
제2 부분(103-2)은 꺾인 형태를 가질 수 있으며, 일단이 제1 부분(103-1)의 소정 높이(H3)에서 아웃플로우 파이프(40)와 반대 방향으로 제1 부분(103-1)과 직교하여 연결될 수 있으며, 타단은 아웃플로우 파이프(40)와 동일한 레벨에서 처리수조(104)와 연결될 수 있다.The second part (103-2) may have a bent shape, and one end is the first part (103-1) in the opposite direction to the outflow pipe (40) at a predetermined height (H3) of the first part (103-1). ), and the other end may be connected to the
수두 조절 파이프부(103)의 제2 부분(103-2)의 높이(H4)는 중력에 의해 액체가 통과할 수 있도록 인플로우 파이프(20)와의 수두차를 고려하여 설계되어야 하며, 또한 반응부(30)에서 전극(31)의 반응 높이(반응 면적) 이상의 수위를 유지하도록 설계되어야 한다. 따라서, 수두 조절 파이프부(103)의 제2 부분(103-2)의 높이(H4)는 반응부(30)의 높이(H3) 이상이고, 인플로우 파이프(20)의 높이(H2) 이하인 범위로 설정될 수 있다. 여기에서, 각각의 높이(H1, H2, H3, H4)는 과불화화합물의 선택적 제거 장치(100)의 바닥면을 기준으로 할 수 있다.The height H4 of the second part 103-2 of the head
다시 도 2를 참조하여, 전원 공급부(102)에 대하여 설명한다Referring again to FIG. 2, the
전원 공급부(102)는 흡착 전기 산화조(101)의 운전을 위한 전원을 공급하는 역할을 할 수 있다.The
흡착 전기 산화조(101)의 운전을 위한 전력 및 전류 밀도 조건은 과불화화합물의 흡착 전기 산화를 최적화할 수 있도록 설정되어야 한다. 적절한 전압의 적용에 의해 형성된 전기장에 의해 반응부(30)에 포함된 입상 활성탄(32)이 분극화되어 미소전극을 형성함으로써 각각의 입상 활성탄(32) 입자 표면에서 전기 산화 반응이 이루어질 수 있다. 구체적인 전력 및 전류 밀도 조건은 전극(31)의 물질 및 구조, 입상 활성탄(32)의 특성, 도입되는 원수(Win)의 유량, 체류 시간 등에 따라 적절하게 선택될 수 있다.Power and current density conditions for the operation of the adsorption electro-
일 실시예에서, 흡착 전기 산화조(101)는 과불화화합물의 흡착 전기 산화를 최적화할 수 있도록 7-12V의 전압 및 1-2.5 mA/㎠의 전류 밀도의 조건 하에서 운전될 수 있다. 이와 같은 운전 조건은 본 발명자들의 예의 연구의 결과, 과불화화합물의 특성을 고려하여, 과불화화합물의 선택적 및 효율적 제거를 위하여 최적의 효과를 발휘하도록 설정된 것이다.In one embodiment, the adsorption electro-
처리수조(104)는 흡착 전기 산화조(101)에서 흡착 전기 산화 반응이 완료된 액체를 수두 조절 파이프부(103)에 의해 전달받아 수용하는 역할을 할 수 있다.The
처리수조(104)로부터 처리수(Wtreated)가 외부로 배출될 수 있다.The treated water (W treated ) from the treated
본 실시예의 과불화화합물의 선택적 제거 방법에 따르면, 흡착 및 전기 산화를 통하여 직접 및 간접적으로 과불화화합물의 산화 및 분해가 동시에 이루어질 수 있으며, 이에 따라 과불화화합물의 선택적 및 효율적인 제거가 가능하다. 또한, 본 실시예의 과불화화합물의 선택적 제거 방법에 따르면, 별도의 약품 투입 없이 과불화화합물을 선택적으로 처리할 수 있으며, 입상 활성탄(32)이 계속 재생됨에 따라 파과 시점이 늦춰지고, 안정적인 처리 효율을 발휘할 수 있다.According to the method for selectively removing perfluorinated compounds according to the present embodiment, oxidation and decomposition of perfluorinated compounds can be simultaneously performed directly or indirectly through adsorption and electro-oxidation, and accordingly, it is possible to selectively and efficiently remove perfluorinated compounds. In addition, according to the method for selectively removing perfluorinated compounds of this embodiment, perfluorinated compounds can be selectively treated without additional chemicals, and as the granular activated
다음으로, 도 5를 참조하여 본 발명의 다른 일 실시에에 따른 과불화화합물의 선택적 제거 방법에 대하여 설명한다.Next, a method for selectively removing perfluorinated compounds according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5 .
도 5에 도시된 과불화화합물의 선택적 제거 방법은 전술한 2)의 경우, 즉, 원수(Win)의 pH가 흡착제의 pHPZC를 초과하고, SS가 500 ㎎/L 를 초과하는 경우에 적용될 수 있다. 도 5에 도시된 실시예는 도 1에 도시된 실시예와 비교하여, 흡착 및 전기 산화 공정 전에 추가적인 전처리 공정을 더 포함하는 점에 있어서 차이가 있다. 추가적인 전처리는 응집, 침전, 여과 및 pH 조정으로 이루어진 군으로부터 선택되는 일 이상을 포함할 수 있다.The method for selectively removing perfluorinated compounds shown in FIG. 5 is applied in the case of 2) described above, that is, when the pH of the raw water (W in ) exceeds the pH PZC of the adsorbent and the SS exceeds 500 mg/L. can The embodiment shown in FIG. 5 is different from the embodiment shown in FIG. 1 in that it further includes an additional pretreatment process before adsorption and electrooxidation processes. The additional pretreatment may include one or more selected from the group consisting of flocculation, precipitation, filtration and pH adjustment.
도 5에 도시된 실시예에서는 추가적인 전처리로 응집, 침전, 여과 및 pH 조정 단계를 모두 포함하나, 다른 실시예에서는 응집, 침전, 여과 및 pH 조정 단계로부터 선택되는 일 이상을 선택적으로 포함할 수도 있다.In the embodiment shown in FIG. 5, the additional pretreatment includes all steps of coagulation, precipitation, filtration, and pH adjustment, but in another embodiment, one or more selected from the steps of coagulation, precipitation, filtration, and pH adjustment may be optionally included. .
본 실시예에 따른 과불화화합물의 선택적 제거 방법은 응집 단계(S23), 침전 단계(S24), 1차 처리수 수집 단계(S25), 여과 단계(S26), pH 조정 단계(S27), 과불화화합물의 흡착 전기 산화 단계(S21) 및 2차 처리수 수집 단계(S22)를 포함할 수 있다. The method for selectively removing perfluorinated compounds according to this embodiment includes coagulation step (S23), precipitation step (S24), primary treated water collection step (S25), filtration step (S26), pH adjustment step (S27), perfluorination It may include an adsorption electro-oxidation step of the compound (S21) and a secondary treatment water collection step (S22).
응집 단계(S23)에서, 원수(Win)에 포함된 높은 함량의 SS에 의한 흡착 전기 산화조(201)의 폐색을 방지하기 위하여 SS를 응집시킬 수 있다.In the aggregation step (S23), the SS may be agglomerated to prevent clogging of the adsorption electro-
응집 단계(S23)는 알루미늄계 응집제, 고분자 응집제, 또는 그 조합을 포함하는 응집제를 이용하여 수행될 수 있다.The aggregation step (S23) may be performed using an aluminum-based coagulant, a polymer coagulant, or a coagulant including a combination thereof.
침전 단계(S24)에서, 응집 단계(S23)에서 응집된 응집체를 침전시킬 수 있다.In the precipitation step (S24), the aggregates aggregated in the aggregation step (S23) may be precipitated.
침전 단계(S24)는 경사판을 이용하여 수행될 수 있다. 일례로, 침전 단계는 수면적 부하를 40 m/hr 내지 60 m/hr로 조절하도록 설정된 면적을 갖는 경사판을 이용하여 수행될 수 있다.The settling step (S24) may be performed using an inclined plate. For example, the settling step may be performed using an inclined plate having an area set to adjust the surface load to 40 m/hr to 60 m/hr.
1차 처리수 수집 단계(S25)에서, 응집 및 침전 반응이 이루어진 1차 처리수를 수집할 수 있다.In the primary treated water collection step (S25), the primary treated water that has undergone coagulation and precipitation reactions may be collected.
여과 단계(S26)에서, 1차 처리수 수집 단계(S25)에서 수집된 1차 처리수로부터 침전된 응집체를 여과할 수 있다.In the filtration step (S26), aggregates precipitated from the primary treated water collected in the primary treated water collection step (S25) may be filtered.
여과 단계(S26)는 당해 기술분야에 공지된 다양한 여과 방법 중 적절한 방법을 선택하여 수행될 수 있다.The filtration step (S26) may be performed by selecting an appropriate method among various filtration methods known in the art.
pH 조정 단계(S27)에서, 여과 단계(S26)에서 여과된 1차 처리수의 pH를 소정 범위 내로 조절할 수 있다. pH 조정 단계(S27)에서 1차 처리수의 pH는 후속 공정인 흡착 전기 산화의 효율성을 위하여 pH 6.5-8의 범위로 조절될 수 있다. pH의 조정은 1차 처리수의 pH에 따라 적절한 pH 조정제를 이용하여 이루어질 수 있다.In the pH adjustment step (S27), the pH of the primary treated water filtered in the filtration step (S26) may be adjusted within a predetermined range. In the pH adjustment step (S27), the pH of the primary treatment water may be adjusted in the range of pH 6.5-8 for the efficiency of adsorption electro-oxidation, which is a subsequent process. Adjustment of the pH may be performed using an appropriate pH adjuster according to the pH of the primary treated water.
일 실시예에서, 여과 단계(S26)에서 여과된 1차 처리수의 pH가 상기 범위 내인 경우에는 pH 조정 단계(S27)가 생략될 수 있다.In one embodiment, when the pH of the primary treatment water filtered in the filtration step (S26) is within the above range, the pH adjustment step (S27) may be omitted.
과불화화합물의 흡착 전기 산화 및 입상 활성탄의 재생 단계(S11)는 복수 개의 전극 및 상기 전극 사이에 충진된 입상 활성탄을 포함하는 반응부를 포함하는 흡착 전기 산화조에서 이루어질 수 있다. 입상 활성탄은 전기장에 의해 분극화되어 미소전극(microelectrode)을 형성함으로써, 각각의 입상 활성탄 표면에서 흡착된 과불화화합물의 산화 및 분해가 이루어질 수 있다. 이 때, 흡착 전기 산화 반응은 수두 조절 파이프부에 의한 수위 조절 과정이 수반되어 이루어질 수 있다.The adsorption electrooxidation of the perfluorinated compound and the regeneration of the granular activated carbon (S11) may be performed in an adsorption electrooxidation tank including a reaction unit including a plurality of electrodes and the granular activated carbon filled between the electrodes. The granular activated carbon is polarized by an electric field to form a microelectrode, so that perfluorinated compounds adsorbed on the surface of each granular activated carbon can be oxidized and decomposed. At this time, the adsorption electro-oxidation reaction may be accompanied by a water level control process by the head control pipe unit.
과불화화합물의 흡착 전기 산화 및 입상 활성탄의 재생 단계(S11)는 반응부 상부에 배치되는 인플로우 파이프에 의해 반응부에 원수를 유입하는 단계; 및 반응부 하부에 배치되는 아웃플로우 파이프에 의해 상기 반응부에서 반응이 완료된 처리수를 배출하는 단계를 더 포함할 수 있다.The adsorption electro-oxidation of the perfluorinated compound and the regeneration of the granular activated carbon (S11) include introducing raw water into the reaction unit through an inflow pipe disposed above the reaction unit; and discharging the treated water for which the reaction is completed in the reaction unit through an outflow pipe disposed below the reaction unit.
수두 조절 파이프부에 의해 상기 반응부 내의 수위를 상기 전극의 반응 높이 이상으로 유지시키는 단계는, 제1 부분 및 제2 부분을 포함하는 수두 조절 파이프부에 의해 이루어질 수 있다. 제1 부분은 수직 방향으로 배치되며, 하단은 아웃플로우 파이프에 직교하여 연결되고, 상단으로부터 공기를 통하게 할 수 있는 밸브를 포함할 수 있다. 제2 부분은 꺽인 형태를 가지며, 일단이 상기 제1 부분의 소정 높이에서 상기 제1 부분과 직교하여 연결되고, 타단은 상기 아웃플로우 파이프와 동일한 레벨에 배치될 수 있다.The step of maintaining the water level in the reaction part at or above the reaction height of the electrode by the head control pipe part may be performed by the head control pipe part including the first part and the second part. The first part is arranged in a vertical direction, the lower end is orthogonally connected to the outflow pipe, and may include a valve allowing air to flow from the upper end. The second part may have a bent shape, one end may be connected orthogonally to the first part at a predetermined height of the first part, and the other end may be disposed at the same level as the outflow pipe.
흡착 전기 산화조의 운전 중에는, 제1 부분의 상기 밸브를 열어 기압을 이용하여 반응부 내의 수위를 유지시킬 수 있다.During the operation of the adsorption electro-oxidation tank, the water level in the reaction unit may be maintained by opening the valve in the first part and using air pressure.
수두 조절 파이프부에 의해 반응부 내의 수위를 전극의 반응 높이 이상으로 유지시키는 단계는, 수두 조절 파이프부의 높이를 흡착 전기 산화조의 높이 이상으로 유지시키는 것을 포함할 수 있다. The step of maintaining the water level in the reaction unit to be equal to or higher than the reaction height of the electrode by the head control pipe unit may include maintaining the head control pipe unit to be equal to or higher than the height of the adsorption electro-oxidation tank.
수두 조절 파이프부에 의해 반응부 내의 수위를 전극의 반응 높이 이상으로 유지시키는 단계는, 수두 조절 파이프의 제2 부분의 높이를 반응부의 높이 이상이고 인플로우 파이프의 높이 이하인 범위로 유지시키는 것을 포함할 수 있다.The step of maintaining the water level in the reaction part by the head control pipe part to be equal to or higher than the reaction height of the electrode may include maintaining the height of the second part of the head control pipe within a range that is equal to or greater than the height of the reaction part and equal to or less than the height of the inflow pipe. can
과불화화합물의 흡착 전기 산화 및 입상 활성탄의 재생 단계(S21)는 전원 공급 장치에 의한 전원 공급 단계를 더 포함할 수 있다.The adsorption electro-oxidation of the perfluorinated compound and the regeneration of the granular activated carbon ( S21 ) may further include a step of supplying power by a power supply device.
본 발명의 일 실시예에 따른 과불화화합물의 선택적 제거 방법에 있어서, 과불화화합물의 흡착 전기 산화 및 입상 활성탄의 재생 단계(S21)는 7-12V의 운전 전압 및 1-2.5mA/㎠의 전류 밀도를 갖는 운전 조건 하에서 수행될 수 있다. 이와 같은 운전 조건은 과불화화합물의 선택적 및 효율적 제거를 위하여 최적의 효과를 발휘하도록 설정된 것이다.In the method for selectively removing perfluorinated compounds according to an embodiment of the present invention, the adsorption electro-oxidation of perfluorinated compounds and the regeneration of granular activated carbon (S21) are performed using an operating voltage of 7-12V and a current of 1-2.5mA/
본 발명의 일 실시예에 따른 과불화화합물의 선택적 제거 방법은 상기 입상 활성탄의 부피에 대하여 2,000배 이상의 상대 유량을 처리한 경우에, 과불화화합물에 대하여 99% 이상의 제거율을 나타낼 수 있다.The method for selectively removing perfluorinated compounds according to an embodiment of the present invention can exhibit a removal rate of 99% or more for perfluorinated compounds when processing a flow rate of 2,000 times or more relative to the volume of the granular activated carbon.
2차 처리수 수집 단계(S22)에서, 과불화화합물의 흡착 전기 산화 및 입상 활성탄의 재생 단계(S21)에서 과불화화합물이 흡착 전기 산화에 의해 제거된 2차 처리수를 수집할 수 있다.Secondary treated water from which perfluorinated compounds are removed by adsorption electrooxidation in step S21 of adsorption electrooxidation of perfluorinated compounds and regeneration of granular activated carbon in step S22 of collecting secondary treated water may be collected.
도 5에 도시된 실시예의 단계 S21 및 S22는 도 1에 도시된 단계 S11 및 S12에 대응할 수 있다.Steps S21 and S22 of the embodiment shown in FIG. 5 may correspond to steps S11 and S12 shown in FIG.
도 5에 도시된 과불화화합물의 선택적 제거 방법은 도 6에 도시된 과불화화합물의 선택적 제거 장치(200)를 이용하여 수행될 수 있다. 이에, 도 5 및 도 6을 함께 참조하여, 본 실시예에 따른 과불화화합물의 선택적 제거 방법을 설명한다. 도 1 내지 도 4와 관련하여 설명된 내용에 대해서는 반복을 피하기 위하여 그 상세한 설명을 생략한다.The method of selectively removing perfluorinated compounds shown in FIG. 5 may be performed using the
도 6은 본 실시예의 과불화화합물의 선택적 제거 방법에 이용될 수 있는 과불화화합물의 선택적 제거 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.6 is a diagram schematically showing a device for selectively removing perfluorinated compounds that can be used in the method for selectively removing perfluorinated compounds according to the present embodiment.
도 6을 참조하면, 과불화화합물의 선택적 제거 장치(200)는 응집조(205), 침전조(206), 1차 처리수조(207), 여과조(208), pH 조정조(209), 흡착 전기 산화조(201), 전원 공급부(202), 수두 조절 파이프부(203) 및 2차 처리수조(204)를 포함할 수 있다. 응집조(205), 침전조(206), 1차 처리수조(207), 여과조(208), pH 조정조(209), 흡착 전기 산화조(201), 전원 공급부(202), 수두 조절 파이프부(203) 및 2차 처리수조(204) 사이에는 연결 파이프, 밸브 및/또는 펌프 등이 구비될 수 있다.Referring to FIG. 6, the
원수(Win)는 원수 탱크(도시되지 않음)로부터 유입 펌프에 의해 응집조(205)로 전달될 수 있다.Raw water (W in ) may be delivered to the
응집조(205)는 원수(Win)에 포함된 높은 함량의 SS에 의한 흡착 전기 산화조(201)의 폐색을 방지하기 위하여 SS를 응집시키는 역할을 할 수 있다.The
응집조(205)에서의 응집 반응은 응집제를 이용하여 이루어질 수 있다. 바람직하게, 응집제는 알루미늄계 응집제, 고분자 응집제, 또는 그 조합을 포함할 수 있다.The coagulation reaction in the
알루미늄계 응집제의 예는 폴리염화알루미늄(poly aluminum chloride, PACl), 알럼(alum), 또는 그 조합을 포함할 수 있다.Examples of aluminum-based coagulants may include poly aluminum chloride (PACl), alum, or combinations thereof.
고분자 응집제는 분자량에 따라 저중합도 및 고중합도로 구분될 수 있으며, 각각 양이온성, 음이온성, 비이온성으로 분류될 수 있다. 고분자 응집제의 예는 수용성 고분자, 폴리아크릴산, 폴리아크릴아미드, 폴리비닐알코올, 또는 그 조합을 포함할 수 있다.Polymer coagulants can be classified into low polymerization degree and high polymerization degree according to molecular weight, and can be classified into cationic, anionic, and nonionic, respectively. Examples of polymer coagulants may include water-soluble polymers, polyacrylic acid, polyacrylamide, polyvinyl alcohol, or combinations thereof.
본 실시예에서, 알루미늄계 응집제 및 고분자 응집제는 상업적으로 이용가능한 제품 중 적절한 것을 선택하여 이용할 수 있다.In this embodiment, an aluminum-based coagulant and a polymer coagulant may be appropriately selected from among commercially available products.
침전조(206)는 응집조(205)에서 응집된 응집체를 침전시키는 역할을 할 수 있다.The
일례로, 침전조(206)는 부지 면적을 최소화하기 위하여 경사판을 이용할 수 있으며, 수면적 부하를 40 m/hr 내지 60 m/hr로 조절하도록 그 면적을 설정할 수 있다.For example, the
1차 처리수조(207)는 응집 및 침전 반응이 이루어진 1차 처리수를 수용하는 역할을 할 수 있다.The primary treated
여과조(208)는 1차 처리수로부터 침전된 응집체를 여과하는 역할을 할 수 있다. 1차 처리수는, 1차 처리수조(207)로부터 이송 펌프에 의해 여과조(208)로 전달될 수 있다.The
여과조(208)에서 이루어지는 여과는 공지된 다양한 방식의 여과 중에서 공정 조건 등에 따라 적절한 방식을 선택하여 이용할 수 있다.Filtration performed in the
pH 조정조(209)는 여과조(208)를 거친 1차 처리수의 pH를 소정 범위 내로 조절하는 역할을 할 수 있다. pH 조정조(209)에서 1차 처리수의 pH는 후속 공정인 흡착 전기 산화의 효율성을 위하여 pH 6.5-8의 범위로 조절될 수 있다. pH의 조정은 1차 처리수의 pH에 따라 적절한 pH 조정제를 이용하여 이루어질 수 있다.The
일 실시예에서, 여과조(208)를 거친 1차 처리수의 pH가 상기 범위 내인 경우에는 pH 조정조(209)를 거치지 않을 수 있다.In one embodiment, when the pH of the primary treated water that has passed through the
이어서, 흡착 전기 산화조(201)에서 과불화화합물의 흡착 전기 산화 반응이 이루질 수 있으며, 과불화화합물의 흡착 및 전기 산화를 통하여 직접 및 간접적으로 산화 및 분해가 동시에 수행될 수 있다. 또한, 과불화화합물의 흡착 전기 산화와 함께 입상 활성탄(도 4의 도면부호 32 참조)의 재생이 이루어져, 안정적인 처리 효율을 발휘할 수 있다.Subsequently, an adsorption electrooxidation reaction of the perfluorinated compound may be performed in the adsorption
흡착 전기 산화조(201), 전원 공급부(202), 수두 조절 파이프부(203) 및 2차 처리수조(204)는 각각 도 2 내지 도 4에 도시된 실시예에 있어서 설명된 흡착 전기 산화조(101), 전원 공급부(102), 수두 조절 파이프부(103) 및 처리수조(104)에 대응할 수 있다.The adsorption electro-
도 6에 도시된 실시예에 있어서는, 원수(Win)에 대한 전처리를 위한 전처리조로, 응집조(205), 침전조(206), 1차 처리수조(207), 여과조(208) 및 pH 조정조(209)를 모두 포함하나, 다른 실시예에 있어서는, 이들 중 일 이상을 포함할 수 있다.In the embodiment shown in FIG. 6, as a pretreatment tank for pretreatment of raw water (W in ), a
본 실시예의 과불화화합물의 선택적 제거 방법에 따르면, 흡착 및 전기 산화를 통하여 직접 및 간접적으로 과불화화합물의 산화 및 분해가 동시에 이루어질 수 있으며, 이에 따라 과불화화합물의 선택적 및 효율적인 제거가 가능하다. 또한, 본 실시예의 과불화화합물의 선택적 제거 방법에 따르면, 원수의 SS 함량이 높고 pH가 흡착제의 pHPZC를 초과하는 경우에, 특정 전처리에 의해 장치의 폐색을 방지하고 과불화화합물의 흡착 전기 산화의 선택성 및 효율성을 더욱 높일 수 있다. 또한, 본 실시예의 과불화화합물의 선택적 제거 장치(200)에 따르면, 별도의 약품 투입 없이 과불화화합물을 선택적으로 처리할 수 있으며, 입상 활성탄(32)이 계속 재생됨에 따라 파과 시점이 늦춰지고, 안정적인 처리 효율을 발휘할 수 있다.According to the method for selectively removing perfluorinated compounds according to the present embodiment, oxidation and decomposition of perfluorinated compounds can be simultaneously performed directly or indirectly through adsorption and electro-oxidation, and accordingly, it is possible to selectively and efficiently remove perfluorinated compounds. In addition, according to the method for selectively removing perfluorinated compounds of this embodiment, when the SS content of the raw water is high and the pH exceeds the pH PZC of the adsorbent, clogging of the device is prevented by a specific pretreatment, and electro-oxidation of perfluorinated compounds is adsorbed. selectivity and efficiency can be further increased. In addition, according to the
이하, 본 발명을 실험예에 기초한 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명한다. 그러나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐이며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by examples based on experimental examples. However, the following examples are merely illustrative of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to the following examples.
[실시예][Example]
1. 과불화화합물의 선택적 제거 방법에 이용되는 장치의 운전 조건1. Operating conditions of equipment used in selective removal of perfluorinated compounds
원수의 pH 및 SS 함량에 따라 도 1 또는 도 5에 나타내어진 과불화화합물의 선택적 제거 방법을 이용하여 원수를 처리함으로써 과불화화합물의 처리 효율을 평가하였다. The treatment efficiency of perfluorinated compounds was evaluated by treating the raw water using the method for selectively removing perfluorinated compounds shown in FIG. 1 or 5 according to the pH and SS content of the raw water.
과불화화합물의 선택적 제거 방법에 이용되는 장치의 운전 조건은 다음과 같다.The operating conditions of the device used in the method for selectively removing perfluorinated compounds are as follows.
1) 유량: 1000L/hr1) Flow: 1000L/hr
2) 입상 활성탄 부피: 500L2) Granular activated carbon volume: 500L
3) 체류 시간: 20 min - 60 min3) Residence time: 20 min - 60 min
4) 전력 조건: 운전 전압 7-12V, 전류 밀도 1-2.5mA/㎠4) Power conditions: operating voltage 7-12V, current density 1-2.5mA/cm2
5) 전극: 멀티 전극 구조의 DSA 전극5) Electrode: DSA electrode with multi-electrode structure
6) 입상 활성탄 조건6) Granular activated carbon conditions
95 이상8×30 mesh
95 or higher
2. 과불화화합물의 선택적 제거 효율 평가2. Evaluation of selective removal efficiency of perfluorinated compounds
선택적으로 제거되는 과불화화합물의 목표 물질은 퍼플루오로부탄 설폰산(PFBS)으로 하였다. PFBS의 구조는 하기와 같다.The target material of the perfluorinated compound to be selectively removed was perfluorobutane sulfonic acid (PFBS). The structure of PFBS is as follows.
PFBS는 다른 PFAS와 같이 가장 안정적인 물질 중 하나이며, 이는 C-F 결합과 F2CF-SO3 결합의 높은 열역학적인 안정성에 기인한다. PFBS는 PFOS의 사용을 대체하는 물질로 반도체 산업, 페인트/도료 산업, 도금 산업 등에서 사용되며, 카펫, 가죽, 가구, 자동차 등에 있어서 얼룩 방지제 등의 용도로 사용되고 있다. PFBS는 난분해성 물질로 일반적인 화학적 및 생물학적 처리 방법으로는 제거되지 않는 것으로 알려져 있다.PFBS is one of the most stable materials, like other PFAS, due to the high thermodynamic stability of the C–F bond and the F2CF–SO3 bond. PFBS is a material that replaces the use of PFOS and is used in the semiconductor industry, paint/paint industry, and plating industry, and is used as a stain inhibitor in carpets, leather, furniture, and automobiles. It is known that PFBS is a non-degradable material and cannot be removed by general chemical and biological treatment methods.
PFBS와 같은 단쇄(short chain) PFAS는 보통 용액 상의 입자성 물질에 결합하여 존재하는 장쇄(long chain) PFAS와 달리 대부분 용액 내부에 존재하며, 이로 인하여 수중 환경에서 장거리 이동이 가능하므로 인간에 노출될 수 있는 확률이 더 높다. 또한, 대부분의 연구에서, 장쇄 PFAS 종보다 PFBS와 같은 단쇄 PFAS 종이 느린 흡착 속도를 갖는 것으로 보고되었다.Short-chain PFAS, such as PFBS, are mostly present in solution, unlike long-chain PFAS, which usually exist bound to particulate matter in solution, and thus can move over long distances in the aquatic environment, so they are not exposed to humans. There is a higher probability of being able to In addition, most studies have reported that short-chain PFAS species, such as PFBS, have slower adsorption rates than long-chain PFAS species.
이러한 측면들을 고려하여, 본 실험예에서는 PFBS를 제거 대상인 과불화화합물을 대표하는 목표 물질로 정하였다.Considering these aspects, in this experimental example, PFBS was set as a target material representing perfluorinated compounds to be removed.
반도체 공정에서 배출되는 폐수를 입상 활성탄 부피 500L, 유입수 유량 1000L/hr, 운전 전압 7-12V, 전류 25A, 양극의 표면적 15,000 ㎠의 조건 하에서 본 발명의 과불화화합물의 선택적 제거 장치에 의해 처리한 후, 목표 과불화화합물인 PBFS의 제거율을 평가하였다.Wastewater discharged from the semiconductor process is treated by the selective removal device for perfluorinated compounds of the present invention under the conditions of a granular activated carbon volume of 500L, an influent flow rate of 1000L/hr, an operating voltage of 7-12V, a current of 25A, and an anode surface area of 15,000 cm2. , the removal rate of PBFS, the target perfluorinated compound, was evaluated.
도 7a는 BV(bed volume)에 따른 처리수의 PBFS의 농도(ng/L)를 나타내며, 도 7b는 BV에 따른 PBFS의 제거율(%)을 나타낸다. 도 7a 및 도 7b에서 비교예는 반도체 폐수 처리에 통상적으로 사용되는 일반 활성탄조를 이용한 Lab test 결과를 나타내며, 실시예는 본 발명의 과불화화합물의 선택적 제거 방법을 이용하여 흡착 전기 산화 공정을 수행한 결과를 나타낸다. 도 7a 및 도 7b에 나타내어진 BV는 활성탄 부피 당 유입수의 주입 유량을 나타내는 것으로(주입 유량/활성탄 부피), 충전된 부피의 활성탄에 의해 처리할 수 있는 유입수의 유량을 의미할 수 있다.7A shows the concentration (ng/L) of PBFS in treated water according to BV (bed volume), and FIG. 7B shows the PBFS removal rate (%) according to BV. In FIGS. 7A and 7B, Comparative Examples show lab test results using a general activated carbon tank commonly used for semiconductor wastewater treatment, and Examples perform an adsorption electro-oxidation process using the selective removal method of perfluorinated compounds of the present invention. shows a result. BV shown in FIGS. 7A and 7B represents the injection flow rate of influent per activated carbon volume (injection flow rate/activated carbon volume), and may mean the flow rate of influent that can be treated by the filled volume of activated carbon.
도 7a 및 도 7b를 참조하면, 활성탄에 의한 흡착만을 이용하는 비교예의 경우, BV 증가에 따라 처리수 내의 PBFS의 농도가 증가하여, 제거율이 저하되었다. 반면, 실시예의 경우, 시험된 시점까지의 BV에서 PFBS의 제거율이 100%로 확인되었다.Referring to FIGS. 7A and 7B , in the case of a comparative example using only adsorption by activated carbon, the concentration of PBFS in the treated water increased as the BV increased, resulting in a decrease in removal rate. On the other hand, in the case of the examples, the removal rate of PFBS in BV up to the time point tested was confirmed to be 100%.
이후, 본 발명에 따른 과불화화합물의 선택적 제거 장치의 장기간 운전 중 PBFS의 농도를 변화를 확인하기 위하여 장치의 운전을 계속하였다. 결과적으로, 약 1,000,000L 이상의 유입수를 처리하였으며, 이는 충전되어 있는 입상 활성탄의 부피 500L를 고려할 때 약 2,400배 정도의 상대 유량을 처리한 것을 나타낼 수 있다. 이와 같은 장기간 운전의 경우에도, 본 발명의 과불화화합물의 선택적 제거 방법은 목표 과불화화합물인 PFBS에 대하여 99% 이상의 제거율을 나타내었다. 반면, 동일한 상대 유량을 처리했을 때, 비교예인 일반 활성탄조를 이용한 경우에는 PFBS에 대하여 약 50% 정도의 제거율을 나타내어, 본 발명에 비하여 현저하게 낮은 효율을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.Then, during the long-term operation of the apparatus for selectively removing perfluorinated compounds according to the present invention, the operation of the apparatus was continued to confirm the change in the concentration of PBFS. As a result, about 1,000,000 L or more of influent was treated, which can indicate that about 2,400 times the relative flow rate was treated when considering the volume of 500 L of the filled granular activated carbon. Even in the case of such a long-term operation, the method for selectively removing perfluorinated compounds of the present invention showed a removal rate of 99% or more for PFBS, which is a target perfluorinated compound. On the other hand, when the same relative flow rate was processed, it was confirmed that the case of using a general activated carbon tank as a comparative example showed a removal rate of about 50% with respect to PFBS, indicating a significantly lower efficiency than that of the present invention.
따라서, 본 발명의 과불화화합물의 선택적 제거 방법을 이용하는 경우, 장시간 운전시 입상 활성탄의 파과점) 도달 기간이 일반 활성탄에 의한 흡착을 이용하는 비교예에 비하여 훨씬 더 연장될 수 있다. 결과적으로, 본 발명의 과불화화합물의 선택적 제거 방법에 있어서 과불화화합물의 제거 성능을 보장할 수 있는 입상 활성탄의 교체 주기가 증가할 수 있으므로, 비용 효율성을 높이고 대규모 공정에의 효과적인 적용이 가능해진다.Therefore, in the case of using the method for selectively removing perfluorinated compounds according to the present invention, the period of reaching the breakthrough point of the granular activated carbon during long-term operation can be much longer than that of the comparative example using adsorption by general activated carbon. As a result, in the selective removal method of perfluorinated compounds of the present invention, since the replacement cycle of the granular activated carbon capable of ensuring the removal performance of perfluorinated compounds can be increased, cost efficiency can be increased and effective application to large-scale processes is possible. .
3. 유입수의 특성에 대한 영향 및 다른 오염물질에 대한 제거 효율 평가3. Evaluate the effect on influent characteristics and removal efficiency for other pollutants
본 발명의 과불화화합물의 선택적 제거 방법을 이용한 처리 공정에 있어서 과불화화합물 외에 다른 오염물질에 대한 영향 및 유입수의 특성에 대한 영향을 평가하였다. 전술한 2의 경우와 마찬가지로 반도체 공정에서 배출되는 폐수를 입상 활성탄 부피 500L, 유입수 유량 1000L/hr, 운전 전압 7-12V, 전류 25A, 양극의 표면적 15,000 ㎠의 조건 하에서 본 발명의 과불화화합물의 선택적 제거 방법에 의해 처리한 후, 하기 항목에 대하여 평가하였다.In the treatment process using the selective removal method for perfluorocompounds of the present invention, effects on other contaminants other than perfluorocompounds and on the characteristics of influent were evaluated. As in the case of 2 above, the wastewater discharged from the semiconductor process was selectively treated with the perfluorinated compound of the present invention under the conditions of a granular activated carbon volume of 500L, an influent flow rate of 1000L/hr, an operating voltage of 7-12V, a current of 25A, and an anode surface area of 15,000 cm2. After treatment by the removal method, the following items were evaluated.
1) pH의 변화1) Change in pH
2) 전기 전도도의 변화2) change in electrical conductivity
3) COD(Chemical oxigen demand)의 변화: CODcr로 평가함3) Change in COD (Chemical Oxigen Demand): Evaluated by COD cr
4) TOC(Total organic carbon)의 농도 변화4) Concentration change of TOC (Total organic carbon)
5) T-N의 농도 변화5) T-N concentration change
6) NH3-N의 농도 변화 6) Change in the concentration of NH 3 -N
7) NO3-N의 농도 변화7) NO 3 -N concentration change
8) SO4 2-의 농도 변화8) Change in concentration of SO 4 2-
평가 결과를 도 8a 내지 도 8g에 나타낸다.The evaluation results are shown in Figs. 8A to 8G.
도 8a를 참조하면, 원수의 평균 pH는 약 4.8이었으며, 본 발명의 과불화화합물의 선택적 제거 방법에 의한 처리 후에 약 4.1로 감소하였다.Referring to FIG. 8A, the average pH of the raw water was about 4.8, and decreased to about 4.1 after treatment by the method for selectively removing perfluorinated compounds according to the present invention.
도 8b를 참조하면, 원수의 평균 전기 전도도는 7.0 mS/㎝이었으며, 본 발명의 과불화화합물의 선택적 제거 방법에 의한 처리 후에도 변동 없이 7.0 mS/㎝이었다. 따라서, 본 발명의 과불화화합물의 선택적 제거 방법은 원수의 전기 전도도에는 영향을 미치지 않는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 8B, the average electrical conductivity of the raw water was 7.0 mS/cm, and was 7.0 mS/cm without change even after treatment by the method for selectively removing perfluorinated compounds according to the present invention. Therefore, it can be confirmed that the method for selectively removing perfluorinated compounds according to the present invention does not affect the electrical conductivity of raw water.
도 8c를 참조하면, CODcr의 경우 원수에서의 평균 농도는 69 ㎎/L이었으나, 본 발명의 과불화화합물의 선택적 제거 방법에 의한 처리 후에 약 36 ㎎/L로 감소하였다. 따라서, 본 발명의 과불화화합물의 선택적 제거 방법은 과불화화합물 제거에 대한 높은 선택성 및 효율성을 나타내는 것과 함께, COD 감소에도 영향을 미치는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 8c, the average concentration of COD in raw water was 69 mg/L, but decreased to about 36 mg/L after treatment by the method for selectively removing perfluorinated compounds according to the present invention. Therefore, it can be confirmed that the method for selectively removing perfluorinated compounds according to the present invention exhibits high selectivity and efficiency for removing perfluorinated compounds, and also affects COD reduction.
도 8d를 참조하면, TOC의 경우 원수 및 처리수에서의 농도가 약 531 ㎎/L로 나타나, 본 발명의 과불화화합물의 선택적 제거 방법에 의해 거의 영향을 받지 않음을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 8D, in the case of TOC, the concentration in raw water and treated water was about 531 mg/L, confirming that it was hardly affected by the method for selectively removing perfluorinated compounds according to the present invention.
도 8e를 참조하면, T-N의 경우 원수에서의 평균 농도는 약 771 ㎎/L이었으며, 본 발명의 과불화화합물의 선택적 제거 방법에 의한 처리 후에 약 826 ㎎/L로 증가하는 경향을 나타내었다.Referring to FIG. 8E, in the case of T-N, the average concentration in raw water was about 771 mg/L, and showed a tendency to increase to about 826 mg/L after treatment by the selective removal method for perfluorinated compounds of the present invention.
도 8f를 참조하면, NH3-N의 경우 원수에서의 평균 농도가 약 604 ㎎/L이었으며, 본 발명의 과불화화합물의 선택적 제거 방법에 의한 처리 후에 약 621 ㎎/L로 증가하는 경향을 나타내었다. NH3-N의 농도 변화는 도 8e에 나타낸 T-N과 유사한 패턴을 나타내었는데, 이는 T-N 유발 물질의 대부분이 NH3-N으로 구성되어 있기 때문인 것으로 보인다.Referring to FIG. 8f, in the case of NH 3 -N, the average concentration in raw water was about 604 mg/L, and showed a tendency to increase to about 621 mg/L after treatment by the method for selectively removing perfluorinated compounds of the present invention. was The concentration change of NH 3 -N showed a pattern similar to that of TN shown in FIG .
도 8g를 참조하면, NO3-N의 경우 총 질소 중 차지하는 비중이 매우 낮았으며, 원수에서의 평균 농도가 0.3 ㎎/L이었으며, 본 발명의 과불화화합물의 선택적 제거 방법에 의한 처리 후에 일부 제거되지만 총 질소 농도 변화에 미치는 영향은 미미한 것으로 판단되었다.Referring to FIG. 8G, in the case of NO 3 -N, the proportion of total nitrogen was very low, and the average concentration in raw water was 0.3 mg/L. However, the effect on the total nitrogen concentration change was judged to be insignificant.
도 8h를 참조하면, SO4 2-의 경우 원수에서의 평균 농도가 3053 ㎎/L이었며, 본 발명의 과불화화합물의 선택적 제거 방법에 의한 처리 후에 3064 ㎎/L로 약간 증가하였다.Referring to FIG. 8H, the average concentration of SO 4 2- in raw water was 3053 mg/L, and slightly increased to 3064 mg/L after treatment by the method for selectively removing perfluorinated compounds according to the present invention.
본 발명의 과불화화합물의 선택적 제거 방법을 이용한 처리에 의한 pH, 전기 전도도, COD, TOC, T-N, NH3-N, NO3-N, SO4 2- 등의 일반 오염물질에 대한 저감 효율을 분석한 결과, 도 8a 내지 도 8h에 나타내어진 바와 같이, COD를 제외한 다른 일반 오염물질의 제거 패턴을 확인하기는 어려웠다.Reduction efficiency for general pollutants such as pH, electrical conductivity, COD, TOC, TN, NH 3 -N, NO 3 -N, SO 4 2- by treatment using the selective removal method for perfluorinated compounds of the present invention As a result of the analysis, as shown in FIGS. 8A to 8H , it was difficult to confirm the removal pattern of other general contaminants except for COD.
이상의 실험 결과로부터, 본 발명의 과불화화합물의 선택적 제거 방법에 의하면, 다른 오염물질에 비하여 매우 높은 선택성 및 높은 효율로 과불화화합물을 제거 처리할 수 있음을 확인할 수 있다. 또한, 본 발명의 과불화화합물의 선택적 제거 방법은 장치의 장시간의 운전에 의해 동일한 상대 유량을 처리한 경우에 일반적인 활성탄 흡착에 비하여 과불화화합물에 대한 높은 제거 성능을 유지할 수 있어 파과점 도달 시간이 연장되어, 비용 효율성을 더욱 높일 수 있음을 확인할 수 있다.From the above experimental results, it can be confirmed that the method for selectively removing perfluorinated compounds of the present invention can remove perfluorinated compounds with very high selectivity and high efficiency compared to other contaminants. In addition, the method for selectively removing perfluorocompounds according to the present invention can maintain high removal performance for perfluorocompounds compared to general activated carbon adsorption when the same relative flow rate is processed by long-term operation of the device, so that the time to reach the breakthrough point is reduced. It can be confirmed that it can be extended, and the cost efficiency can be further increased.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예들에 따라 구체적으로 기록되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.Although the technical idea of the present invention has been specifically written according to the above preferred embodiments, it should be noted that the above embodiments are for explanation and not for limitation. In addition, those skilled in the art will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical spirit of the present invention.
100, 200: 과불화화합물의 선택적 제거 장치
101, 201: 흡착 전기 산화조 102, 202: 전원 공급부
103, 203: 수두 조절 파이프부 104: 처리수조
204: 2차 처리수조 205: 응집조
206: 침전조 207: 1차 처리수조
208: 여과조 209: pH 조정조
10: 챔버 20: 인플로우 파이프
30: 반응부 40: 아웃플로우 파이프
50: 전극 집전부 60: 오버플로우 파이프
70: 드레인 파이프 80: 스트레이너부
31: 전극 32: 입상 활성탄100, 200: selective removal device for perfluorinated compounds
101, 201: adsorption electro-
103, 203: head control pipe part 104: treated water tank
204: secondary treatment tank 205: flocculation tank
206: sedimentation tank 207: primary treatment tank
208: filtration tank 209: pH adjustment tank
10: chamber 20: inflow pipe
30: reaction part 40: outflow pipe
50: electrode collector 60: overflow pipe
70: drain pipe 80: strainer part
31: electrode 32: granular activated carbon
Claims (38)
양극과 음극이 서로 교대로 배치된 멀티 전극 구조를 갖는 DSA(dimensionally stable anode) 전극 및 상기 DSA 전극 사이에 충진된 입상 활성탄을 포함하는 반응부를 포함하는 흡착 전기 산화조에서, 원수에 포함된 과불화화합물을 흡착 및 전기 산화를 통하여 산화 및 분해시키는 단계; 및
수두 조절 파이프부에 의해 상기 반응부 내의 수위를 상기 DSA 전극의 반응 높이 이상으로 유지시키는 단계를 포함하는
과불화화합물의 선택적 제거 방법.
As a method for selectively removing perfluorinated compounds,
In an adsorption electro-oxidation tank including a dimensionally stable anode (DSA) electrode having a multi-electrode structure in which anode and cathode are alternately disposed and a reaction unit including granular activated carbon filled between the DSA electrodes, perfluorination contained in raw water oxidizing and decomposing the compound through adsorption and electro-oxidation; and
Maintaining the water level in the reaction unit above the reaction height of the DSA electrode by the head control pipe unit
Method for selective removal of perfluorinated compounds.
상기 과불화화합물은 탄화수소 기본 골격 구조에서 수소가 불소로 치환되어 과불화(-CnF2n+1) 꼬리를 갖는 형태의 화합물을 포함하는
과불화화합물의 선택적 제거 방법.
According to claim 1,
The perfluorinated compound includes a compound having a perfluorinated (-C n F2 n+1 ) tail in which hydrogen is substituted with fluorine in a hydrocarbon basic skeleton structure.
Method for selective removal of perfluorinated compounds.
상기 과불화화합물의 선택적 제거 방법은 상기 입상 활성탄의 등전점(pHPZC) 미만의 pH를 갖고, SS(suspended solid) 함량이 500 ㎎/L 미만인 원수에 대하여 적용되는
과불화화합물의 선택적 제거 방법.
According to claim 1,
The method for selectively removing perfluorinated compounds is applied to raw water having a pH less than the isoelectric point (pH PZC ) of the granular activated carbon and a suspended solid (SS) content of less than 500 mg/L.
Method for selective removal of perfluorinated compounds.
상기 과불화화합물의 선택적 제거 방법은 7-12V의 운전 전압 및 1-2.5mA/㎠의 전류 밀도를 갖는 운전 조건 하에서 수행되는
과불화화합물의 선택적 제거 방법.
According to claim 1,
The method for selectively removing perfluorinated compounds is performed under operating conditions with an operating voltage of 7-12V and a current density of 1-2.5 mA/cm 2 .
Method for selective removal of perfluorinated compounds.
상기 과불화화합물의 선택적 제거 방법은 상기 입상 활성탄의 부피에 대하여 2,000배 이상의 상대 유량을 처리한 경우에, 과불화화합물에 대하여 99% 이상의 제거율을 나타내는
과불화화합물의 선택적 제거 방법.
According to claim 1,
The method for selectively removing perfluorinated compounds exhibits a removal rate of 99% or more for perfluorinated compounds when processing a relative flow rate of 2,000 times or more with respect to the volume of the granular activated carbon.
Method for selective removal of perfluorinated compounds.
상기 반응부 상부에 배치되는 인플로우 파이프에 의해 상기 반응부에 원수를 유입하는 단계; 및
상기 반응부 하부에 배치되는 아웃플로우 파이프에 의해 상기 반응부에서 반응이 완료된 처리수를 배출하는 단계를 더 포함하는
과불화화합물의 선택적 제거 방법.
According to claim 1,
introducing raw water into the reaction unit through an inflow pipe disposed above the reaction unit; and
Further comprising the step of discharging the treated water for which the reaction has been completed in the reaction unit by an outflow pipe disposed below the reaction unit.
Method for selective removal of perfluorinated compounds.
상기 수두 조절 파이프부에 의해 상기 반응부 내의 수위를 상기 DSA 전극의 반응 높이 이상으로 유지시키는 단계는, 제1 부분 및 제2 부분을 포함하는 수두 조절 파이프부에 의해 이루어지며,
상기 제1 부분은 수직 방향으로 배치되며, 하단은 상기 아웃플로우 파이프에 직교하여 연결되고, 상단으로부터 공기를 통하게 할 수 있는 밸브를 포함하며,
상기 흡착 전기 산화조의 운전 중에는, 상기 제1 부분의 상기 밸브를 열어 기압을 이용하여 상기 반응부 내의 수위를 유지시키는
과불화화합물의 선택적 제거 방법.
According to claim 6,
The step of maintaining the water level in the reaction unit at or above the reaction height of the DSA electrode by the head control pipe unit is performed by a head control pipe unit including a first part and a second part,
The first part is disposed in a vertical direction, the lower end is connected orthogonally to the outflow pipe, and includes a valve allowing air to flow from the upper end,
During the operation of the adsorption electro-oxidation tank, the valve of the first part is opened to maintain the water level in the reaction unit using atmospheric pressure.
Method for selective removal of perfluorinated compounds.
상기 수두 조절 파이프부에 의해 상기 반응부 내의 수위를 상기 DSA 전극의 반응 높이 이상으로 유지시키는 단계는, 상기 수두 조절 파이프부의 높이를 상기 흡착 전기 산화조의 높이 이상으로 유지시키는 것을 포함하는
과불화화합물의 선택적 제거 방법.
According to claim 7,
Maintaining the water level in the reaction unit by the head control pipe unit to be equal to or higher than the reaction height of the DSA electrode includes maintaining the head control pipe unit to be equal to or higher than the height of the adsorption electro-oxidation tank.
Method for selective removal of perfluorinated compounds.
상기 제2 부분은 꺽인 형태를 가지며, 일단이 상기 제1 부분의 소정 높이에서 상기 제1 부분과 직교하여 연결되고, 타단은 상기 아웃플로우 파이프와 동일한 레벨에 배치되며,
상기 수두 조절 파이프부에 의해 상기 반응부 내의 수위를 상기 DSA 전극의 반응 높이 이상으로 유지시키는 단계는, 상기 수두 조절 파이프의 상기 제2 부분의 높이를 상기 반응부의 높이 이상이고 상기 인플로우 파이프의 높이 이하인 범위로 유지시키는 것을 포함하는
과불화화합물의 선택적 제거 방법.
According to claim 7,
The second part has a bent shape, one end is connected orthogonally to the first part at a predetermined height of the first part, and the other end is disposed at the same level as the outflow pipe,
The step of maintaining the water level in the reaction part by the head control pipe part to be equal to or greater than the reaction height of the DSA electrode, the height of the second part of the head control pipe being equal to or greater than the height of the reaction part and the height of the inflow pipe. Including keeping it in the range of
Method for selective removal of perfluorinated compounds.
상기 DSA 전극 사이에 배치되는 분리막을 더 포함하는
과불화화합물의 선택적 제거 방법.
According to claim 1,
Further comprising a separator disposed between the DSA electrodes
Method for selective removal of perfluorinated compounds.
상기 입상 활성탄은 4-30 메쉬(mesh)의 크기, 4-10의 등전점(pHPZC), 650-1500 ㎡/g의 비표면적 및 0.35-0.55 g/cc의 충진 밀도를 갖는
과불화화합물의 선택적 제거 방법.
According to claim 1,
The granular activated carbon has a size of 4-30 mesh, an isoelectric point (pH PZC ) of 4-10, a specific surface area of 650-1500 m 2 / g and a packing density of 0.35-0.55 g / cc
Method for selective removal of perfluorinated compounds.
상기 입상 활성탄은 전기장에 의해 분극화되어 미소전극(microelectrode)을 형성함으로써, 각각의 입상 활성탄 표면에서 흡착된 과불화화합물의 산화 및 분해가 이루어지는
과불화화합물의 선택적 제거 방법.
According to claim 1,
The granular activated carbon is polarized by an electric field to form a microelectrode, thereby oxidizing and decomposing the perfluorinated compound adsorbed on the surface of each granular activated carbon.
Method for selective removal of perfluorinated compounds.
상기 과불화화합물을 흡착 및 전기 산화를 통하여 산화 및 분해시키는 단계에 의해, 상기 과불화화합물의 산화 및 분해와 동시에 상기 입상 활성탄이 재생되는
과불화화합물의 선택적 제거 방법.
According to claim 1,
By the step of oxidizing and decomposing the perfluorinated compound through adsorption and electro-oxidation, the granular activated carbon is regenerated simultaneously with the oxidation and decomposition of the perfluorinated compound.
Method for selective removal of perfluorinated compounds.
원수를 전처리하는 단계;
양극과 음극이 서로 교대로 배치된 멀티 전극 구조를 갖는 DSA(dimensionally stable anode) 전극 및 상기 DSA 전극 사이에 충진된 입상 활성탄을 포함하는 반응부를 포함하는 흡착 전기 산화조에서, 원수에 포함된 과불화화합물을 흡착 및 전기 산화를 통하여 산화 및 분해시키는 단계; 및
수두 조절 파이프부에 의해 상기 반응부 내의 수위를 상기 DSA 전극의 반응 높이 이상으로 유지시키는 단계를 포함하는
과불화화합물의 선택적 제거 방법.
As a method for selectively removing perfluorinated compounds,
Pre-treating raw water;
In an adsorption electro-oxidation tank including a dimensionally stable anode (DSA) electrode having a multi-electrode structure in which anode and cathode are alternately disposed and a reaction unit including granular activated carbon filled between the DSA electrodes, perfluorination contained in raw water oxidizing and decomposing the compound through adsorption and electro-oxidation; and
Maintaining the water level in the reaction unit above the reaction height of the DSA electrode by the head control pipe unit
Method for selective removal of perfluorinated compounds.
상기 전처리 단계는,
원수에 포함된 고형물을 응집시키는 응집 단계;
응집된 응집체를 침전시키는 침전 단계;
침전된 응집체를 여과하는 여과 단계; 및
여과된 1차 처리수의 pH를 조정하는 pH 조정 단계로부터 선택되는 일 이상을 포함하는
과불화화합물의 선택적 제거 방법.
According to claim 14,
In the preprocessing step,
A coagulation step of coagulating solids contained in raw water;
a precipitation step of precipitating aggregated aggregates;
a filtration step of filtering out the precipitated aggregates; and
Including at least one selected from the pH adjustment step of adjusting the pH of the filtered primary treatment water
Method for selective removal of perfluorinated compounds.
상기 과불화화합물은 탄화수소 기본 골격 구조에서 수소가 불소로 치환되어 과불화(-CnF2n+1) 꼬리를 갖는 형태의 화합물을 포함하는
과불화화합물의 선택적 제거 방법.
According to claim 14,
The perfluorinated compound includes a compound having a perfluorinated (-C n F2 n+1 ) tail in which hydrogen is substituted with fluorine in a hydrocarbon basic skeleton structure.
Method for selective removal of perfluorinated compounds.
상기 과불화화합물의 선택적 제거 방법은 상기 입상 활성탄의 등전점(pHPZC)을 초과하는 pH를 갖고, SS(suspended solid) 함량이 500 ㎎/L을 초과하는 원수에 대하여 적용되는
과불화화합물의 선택적 제거 방법.
According to claim 14,
The method for selectively removing perfluorinated compounds is applied to raw water having a pH exceeding the isoelectric point (pH PZC ) of the granular activated carbon and having a suspended solid (SS) content exceeding 500 mg/L.
Method for selective removal of perfluorinated compounds.
상기 과불화화합물의 선택적 제거 방법은 7-12V의 운전 전압 및 1-2.5mA/㎠의 전류 밀도를 갖는 운전 조건 하에서 수행되는
과불화화합물의 선택적 제거 방법.
According to claim 14,
The method for selectively removing perfluorinated compounds is performed under operating conditions with an operating voltage of 7-12V and a current density of 1-2.5 mA/cm 2 .
Method for selective removal of perfluorinated compounds.
상기 과불화화합물의 선택적 제거 방법은 상기 입상 활성탄의 부피에 대하여 2,000배 이상의 상대 유량을 처리한 경우에, 과불화화합물에 대하여 99% 이상의 제거율을 나타내는
과불화화합물의 선택적 제거 방법.
According to claim 14,
The method for selectively removing perfluorinated compounds exhibits a removal rate of 99% or more for perfluorinated compounds when processing a relative flow rate of 2,000 times or more with respect to the volume of the granular activated carbon.
Method for selective removal of perfluorinated compounds.
상기 응집 단계에서, 상기 흡착 전기 산화조의 폐색을 방지하기 위하여 원수에 포함된 SS(suspended solid)를 응집시키는
과불화화합물의 선택적 제거 방법.
According to claim 15,
In the coagulation step, coagulating SS (suspended solid) contained in the raw water to prevent clogging of the adsorption electrooxidation tank
Method for selective removal of perfluorinated compounds.
상기 응집 단계는 알루미늄계 응집제, 고분자 응집제, 또는 그 조합을 포함하는 응집제를 이용하여 수행되는
과불화화합물의 선택적 제거 방법.
According to claim 15,
The coagulation step is performed using an aluminum-based coagulant, a polymer coagulant, or a coagulant comprising a combination thereof.
Method for selective removal of perfluorinated compounds.
상기 침전 단계는 경사판을 이용하여 수행되는
과불화화합물의 선택적 제거 방법.
According to claim 15,
The precipitation step is performed using an inclined plate
Method for selective removal of perfluorinated compounds.
상기 침전 단계는 수면적 부하를 40 m/hr 내지 60 m/hr로 조절하도록 설정된 면적을 갖는 경사판을 이용하여 수행되는
과불화화합물의 선택적 제거 방법.
According to claim 15,
The settling step is performed using an inclined plate having an area set to adjust the surface load to 40 m / hr to 60 m / hr
Method for selective removal of perfluorinated compounds.
상기 pH 조정 단계에서, 1차 처리수의 pH는 pH 6.5-8의 범위로 조절되는
과불화화합물의 선택적 제거 방법.
According to claim 15,
In the pH adjustment step, the pH of the primary treated water is adjusted in the range of pH 6.5-8
Method for selective removal of perfluorinated compounds.
상기 반응부 상부에 배치되는 인플로우 파이프에 의해 상기 반응부에 원수를 유입하는 단계; 및
상기 반응부 하부에 배치되는 아웃플로우 파이프에 의해 상기 반응부에서 반응이 완료된 처리수를 배출하는 단계를 더 포함하는
과불화화합물의 선택적 제거 방법.
According to claim 14,
introducing raw water into the reaction unit through an inflow pipe disposed above the reaction unit; and
Further comprising the step of discharging the treated water for which the reaction has been completed in the reaction unit by an outflow pipe disposed below the reaction unit.
Method for selective removal of perfluorinated compounds.
상기 수두 조절 파이프부에 의해 상기 반응부 내의 수위를 상기 DSA 전극의 반응 높이 이상으로 유지시키는 단계는, 제1 부분 및 제2 부분을 포함하는 수두 조절 파이프부에 의해 이루어지며,
상기 제1 부분은 수직 방향으로 배치되며, 하단은 상기 아웃플로우 파이프에 직교하여 연결되고, 상단으로부터 공기를 통하게 할 수 있는 밸브를 포함하며,
상기 흡착 전기 산화조의 운전 중에는, 상기 제1 부분의 상기 밸브를 열어 기압을 이용하여 상기 반응부 내의 수위를 유지시키는
과불화화합물의 선택적 제거 방법.
According to claim 25,
The step of maintaining the water level in the reaction unit at or above the reaction height of the DSA electrode by the head control pipe unit is performed by a head control pipe unit including a first part and a second part,
The first part is disposed in a vertical direction, the lower end is connected orthogonally to the outflow pipe, and includes a valve allowing air to flow from the upper end,
During the operation of the adsorption electro-oxidation tank, the valve of the first part is opened to maintain the water level in the reaction unit using atmospheric pressure.
Method for selective removal of perfluorinated compounds.
상기 수두 조절 파이프부에 의해 상기 반응부 내의 수위를 상기 DSA 전극의 반응 높이 이상으로 유지시키는 단계는, 상기 수두 조절 파이프부의 높이를 상기 흡착 전기 산화조의 높이 이상으로 유지시키는 것을 포함하는
과불화화합물의 선택적 제거 방법.
The method of claim 26,
Maintaining the water level in the reaction unit by the head control pipe unit to be equal to or higher than the reaction height of the DSA electrode includes maintaining the head control pipe unit to be equal to or higher than the height of the adsorption electro-oxidation tank.
Method for selective removal of perfluorinated compounds.
상기 제2 부분은 꺽인 형태를 가지며, 일단이 상기 제1 부분의 소정 높이에서 상기 제1 부분과 직교하여 연결되고, 타단은 상기 아웃플로우 파이프와 동일한 레벨에 배치되며,
상기 수두 조절 파이프부에 의해 상기 반응부 내의 수위를 상기 DSA 전극의 반응 높이 이상으로 유지시키는 단계는, 상기 수두 조절 파이프의 상기 제2 부분의 높이를 상기 반응부의 높이 이상이고 상기 인플로우 파이프의 높이 이하인 범위로 유지시키는 것을 포함하는
과불화화합물의 선택적 제거 방법.
The method of claim 26,
The second part has a bent shape, one end is connected orthogonally to the first part at a predetermined height of the first part, and the other end is disposed at the same level as the outflow pipe,
The step of maintaining the water level in the reaction part by the head control pipe part to be equal to or greater than the reaction height of the DSA electrode, the height of the second part of the head control pipe being equal to or greater than the height of the reaction part and the height of the inflow pipe. Including keeping it in the range of
Method for selective removal of perfluorinated compounds.
상기 DSA 전극 사이에 배치되는 분리막을 더 포함하는
과불화화합물의 선택적 제거 방법.
According to claim 14,
Further comprising a separator disposed between the DSA electrodes
Method for selective removal of perfluorinated compounds.
상기 입상 활성탄은 4-30 메쉬(mesh)의 크기, 4-10의 등전점(pHPZC), 650-1500 ㎡/g의 비표면적 및 0.35-0.55 g/cc의 충진 밀도를 갖는
과불화화합물의 선택적 제거 방법.
According to claim 14,
The granular activated carbon has a size of 4-30 mesh, an isoelectric point (pH PZC ) of 4-10, a specific surface area of 650-1500 m 2 / g and a packing density of 0.35-0.55 g / cc
Method for selective removal of perfluorinated compounds.
상기 흡착 전기 산화조에서, 상기 입상 활성탄은 전기장에 의해 분극화되어 미소전극(microelectrode)을 형성함으로써, 각각의 입상 활성탄 표면에서 흡착된 과불화화합물의 산화 및 분해가 이루어지는
과불화화합물의 선택적 제거 방법.
According to claim 14,
In the adsorption electrooxidation tank, the granular activated carbon is polarized by an electric field to form a microelectrode, whereby the perfluorinated compound adsorbed on the surface of each granular activated carbon is oxidized and decomposed.
Method for selective removal of perfluorinated compounds.
상기 흡착 전기 산화조에서, 과불화화합물의 산화 및 분해와 동시에 상기 입상 활성탄이 재생되는
과불화화합물의 선택적 제거 방법.According to claim 14,
In the adsorption electro-oxidation tank, the granular activated carbon is regenerated simultaneously with the oxidation and decomposition of the perfluorinated compound.
Method for selective removal of perfluorinated compounds.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020210158225A KR102476213B1 (en) | 2021-11-17 | 2021-11-17 | Method for selectively removing perfluorinated compound |
CN202211377585.XA CN116143243A (en) | 2021-11-17 | 2022-11-04 | Apparatus and method for selectively removing perfluorinated compounds |
US18/052,896 US20230150843A1 (en) | 2021-11-17 | 2022-11-04 | Device and method for selectively removing perfluorinated compound |
TW111142399A TW202323200A (en) | 2021-11-17 | 2022-11-07 | Device and method for selectively removing perfluorinated compound |
EP22206411.5A EP4183751A1 (en) | 2021-11-17 | 2022-11-09 | Device and method for selectively removing perfluorinated compound |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020210158225A KR102476213B1 (en) | 2021-11-17 | 2021-11-17 | Method for selectively removing perfluorinated compound |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR102476213B1 true KR102476213B1 (en) | 2022-12-13 |
Family
ID=84439244
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020210158225A KR102476213B1 (en) | 2021-11-17 | 2021-11-17 | Method for selectively removing perfluorinated compound |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102476213B1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20060005023A (en) * | 2004-07-12 | 2006-01-17 | 한국생산기술연구원 | Electro-coagulation activated carbon filtration system |
JP2010234250A (en) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Daikin Ind Ltd | Method for decomposing fluorine-containing organic compound |
US20100270218A1 (en) * | 2009-04-24 | 2010-10-28 | Korzeniowski Jan A | Syphon Filtration System |
US20200171409A1 (en) * | 2018-11-30 | 2020-06-04 | Onvector Llc | System and method for water treatment including granular activated carbon regeneration |
KR20200074485A (en) * | 2018-12-17 | 2020-06-25 | 대구한의대학교산학협력단 | Equipment of Advanced Wastewater Treatment using Eletrolysis-adsorption filtration |
-
2021
- 2021-11-17 KR KR1020210158225A patent/KR102476213B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20060005023A (en) * | 2004-07-12 | 2006-01-17 | 한국생산기술연구원 | Electro-coagulation activated carbon filtration system |
JP2010234250A (en) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Daikin Ind Ltd | Method for decomposing fluorine-containing organic compound |
US20100270218A1 (en) * | 2009-04-24 | 2010-10-28 | Korzeniowski Jan A | Syphon Filtration System |
US20200171409A1 (en) * | 2018-11-30 | 2020-06-04 | Onvector Llc | System and method for water treatment including granular activated carbon regeneration |
KR20200074485A (en) * | 2018-12-17 | 2020-06-25 | 대구한의대학교산학협력단 | Equipment of Advanced Wastewater Treatment using Eletrolysis-adsorption filtration |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Wang et al. | In situ electrochemical generation of reactive chlorine species for efficient ultrafiltration membrane self-cleaning | |
EP1997782B1 (en) | An apparatus, a system and a treatment method for organic compounds included in waste water | |
US11312646B2 (en) | Method to remediate effluents containing metals complexed with organic and/or inorganic species | |
US6554977B2 (en) | Electrolytic wastewater treatment apparatus | |
KR101842552B1 (en) | Electrolytic Carbon Filter and Equipment of Water Treatment using the same | |
CN102583889B (en) | Wastewater treatment method and wastewater treatment system | |
US20210171369A1 (en) | Methods of removing contaminants from a solution, and related systems | |
ALSamman et al. | Arsenic oxidation and its subsequent removal from water: An overview | |
CN101891331B (en) | Integrated treatment device for active carbon adsorption and electrochemical regeneration and use method thereof | |
Burakov et al. | New carbon nanomaterials for water purification from heavy metals | |
KR102476213B1 (en) | Method for selectively removing perfluorinated compound | |
KR102476223B1 (en) | Device for selectively removing perfluorinated compound | |
EP4183751A1 (en) | Device and method for selectively removing perfluorinated compound | |
Banchon et al. | Chemical interactions to cleanup highly polluted automobile service station wastewater by bioadsorption-coagulation-flocculation | |
Khan et al. | Hazardous wastewater treatment by low‐cost sorbent with in situ regeneration using hybrid solar energy‐electrochemical system | |
KR100617479B1 (en) | Electro-Coagulation Activated Carbon Filtration System | |
Mameda et al. | Electrochemical membrane technology for fouling control | |
Sun et al. | Enhanced permeability and removal efficiency for phenol and perfluorooctane sulphonate by a multifunctional CNT/Al2O3 membrane with electrochemical assistance | |
Xu et al. | Electrosorption of heavy metals with capacitive deionization: Water reuse, desalination and resources recovery | |
JP4416458B2 (en) | Method for treating waste water containing cyanide | |
CN1139541C (en) | Process for equipment for deeply treating organic waste water | |
Bouaziz et al. | A comparative study for the electrochemical regeneration of adsorbents loaded with methylene blue | |
Amin et al. | Electrochemical Techniques Applied for Industrial Wastewater Treatment: A Review | |
US20230031927A1 (en) | Faradic porosity cell | |
US20230009842A1 (en) | Faradic porosity cell |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
N231 | Notification of change of applicant | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |