플라즈마를 이용한 수처리

2011/07/19 16:45

 
  저번 컨텐츠에 이어서 이번에는 플라즈마를 이용한 수처리 기술에 대해서 소개해 보자
. 우리가 흔히 알고 있는 수처리 공법에는 염소소독을 들 수 있다. 필자가 고등학교 때 수처리에 관하여 수업을 들을 때 만 해도 염소소독에 대해서 배웠다. 염소소독처리는 염소와 물이 만나 강한 산화가 발생하며 하이포아염소산이 생성된다. 하이포아염소산은 불안정한 성질 때문에 쉽게 분해되는데 이때 발생기 산소를 생성한다. 이 산소는 미생물의 세포에 쉽게 침투해 미생물을 죽이는데 이것이 바로 염소소독이다.



  위 반응식에서 유리잔류염소(Cl2(aq), HOCl, OCl-)가 물의 소독을 가능하게 하는 것들이다. 하지만 염소소독에는 단점이 있는데 바로 발암물질이 생성될 가능성을 가지고 있다. 예를 들어 물속에 메탄과 같은 오염물질이 포함되어 있을 경우 트리할로메탄과 같은 발암물질이 생성된다.

  염소소독 이외에 오존소독법을 소개 할 수 있다. 여기서 오존소독법이 플라즈마를 이용한 수처리의 한 예라고 볼 수 있다. 왜냐하면 오존은 산소분자(O2)에 산소원자(O)한 개가 결합된 형태로 이 또한 플라즈마이기 때문이다. 간단히 오존소독법을 설명하자면 산화를 이용한 소독으로 오존은 불안정하여 산소로 돌아가려는 경향이 크다. 때문에 오존이 산소로 변하면서 떨어져 나온 산소원자(O)가 주변의 물질과 결합하여 그 물질을 산화시키는 것이다. 이때 그 물질에 붙어 있는 세균등을 산화시키는 과정을 통해 살균효과를 얻는 것이다.

  오존소독법은 어떻게 보면 플라즈마의 간접적 이용이라 볼 수 있다. 지금부터 직접적인 플라즈마 수처리 공법에 대해 알아보자
  수처리에 사용된 플라즈마 생성방법은 1990년대 초 전자빔 공법에서 1990년대 후반 방전 공법으로 전환 되었다. 전자빔 공법은 전자가속기를 사용하여 가스 안에 전자빔을 주입하는 방법으로 폐수처리에 이용 시 전자빔에 의해 이온화되어 발생된 플라즈마를 폐수에 주입하는 방법이다. 방전 공법은 전자빔의 단점을 해결하고자 만든 것으로 전자빔 없이 코로나 방전만으로도 뛰어난 제거 효과가 있다는 것을 발견된 이후 연구 되었다.
 


  위의 사진은 수중에서 물과의 전로를 차단하여, 단락 및 아크를 억제하고 안정적인 수중 플라즈마를 발생하고 있는 고밀도 수중 플라즈마 방전장치의 모습이다. 다시 말해 수중 또는 수표면에서 고전압 펄스방전을 발생 시키면 다양한 물리,화학적 과정들이 시작되어 UV(자외선), shock waves, H+, O, OH, H2O2등 다양한 화학적 활성 종들이 생성되고 물에 쉽게 용해되어 오염물질을 제거한다.



  플라즈마 공법은 오존처리의 단점과 재래식 산화처리 공정의 한계를 극복하기 위한 방안으로 수중에서 일반 산화제보다 훨씬 강력한 산화력을 가진 OH 라디컬의 생성을 촉진시켜 오존, 과산화수소, 자외선 등을 결합하여 오염된 물을 정수 할 수 있는 처리법인 고급산화처리법(AOP)이 수처리에 효과적인 것으로 평가되었다. 여기서 고밀도 플라즈마 처리 공법은 플라즈마 단위 공정 만으로도 AOP기술의 효과를 나타낼 수 있고, 수질오염 처리에 매우 효과적인 모습을 보여준다.
 

Comment
 

  지금까지 수처리에 사용되는 플라즈마에 대해 살펴 보았다. 고등학교 때 배운 것을 수처리 공법으로 염소소독법과 오존소독법 정도였다. 지금은 플라즈마를 이용하여 수처리를 하는 공법을 알아보았는데, 조사하던 중에 현재는 수처리에 막분리 공정이 연구의 중심에 서 있는 것을 알았다. 특정한 크기의 물질을 분리할 수 있는 미세공을 가진 분리막을 이용하여 오염물질을 제거하는 것이 분리막 공법이다. 분리막은 연료전지에서 들어본 것이 다인데, 수처리에서도 쓰이고 있다는 것을 처음 알았다.
 

  
 
 

Reference
 

1. 미래환경(Future Eco) : www.ecofuture.co.kr

2. 다음카페 (아스트랄풀) : http://cafe.daum.net/astralpool

3. SERI 경제포커스 (213) : 수처리 기술의 진화와 시사점

4. [HWP]수처리기술개발동향 

5. [MIRINAE]플라즈마 응용기술 -친환경 ET산업을 중심으로- 


 

ecoroko.prime 녹색기술 , , , , , ,

Trackback Address: http://www.ecoroko.com/trackback/539 관련글 쓰기
  1. La qualité de premier plan, la performance clefs à l’heure actuelle par votre intrinsèque. Ll a les Shox nike et à vous aider à le Dri nike Fit dévier un objet géocroiseur en sueur et vos objectifs sera sous peu. Quelle que soit votre savoir quel est l’objectif de formation nike et, s’il est un mode de vie. Suivre votre préparation à la vie active, les vêtements NikeFit.
    Vibram Shoes can stimulating the muscles in your feet and lower legs will not only make you stronger and healthier, it improves your balance, agility and proprioception.Five finger shoes is a shoe unique designed for barefoot running. It allows us to go back to the beginning, the way we were supposed to live.Great Athletic Shoes By Vibram FiveFingers,Best Suited For Running, Light Trekking, and Water Sports.
    The new Vibram FiveFingers Bikila offers a closed speed lace system to accommodate a wider foot or higher instep.Vibram Shoes shares the same revolutionary platform as the Bikila.Vibram FiveFingers Sale more and more populary.
    Cette chaussure libérées comme nike SB 2012, la collecte de l’automne que nous avons pu le constater, des chaussures Ji cuir noir velours un canevas l’identité et la conception teinture, certains des ?uvres d’art magnifiques remarquable. Qu’il n’y ait pas plus connus est à l’heure actuelle, vous pouvez compter sur nous vous toutes nouvelles informations actualisées dès que possible les. Aper?u de voir les chaussures vidéo. Si vous avez justement votre vivant au sein de l’union européenne, un ZhiShouKeRe james assortir de septembre, il y a un mois, l’affrontement dans votre immense. NikeStoreEurope annoncé par DiaoMing, modèles, les écotechnologies et les caractéristiques de couleur blanche, magnifique, Yao noir sur la cassitérite et mince de fleurs.