119th General Meeting of the KCS

Type Poster Presentation
Area 환경에너지
Room No. 포스터발표장
Time 4월 20일 (목요일) 11:00~12:30
Code ENVR.P-505
Subject 페레이트(Fe(VI))를 이용한 산화수처리에서 요오드 이온의 반응 경로 및 요오드계 소독부산물 생성 제어 가능성
Authors 신재돈, Sebastien Allard1, 이윤호*
GIST 지구환경공학부, Korea
1Curtin University, Australia, France
Abstract 정수처리 공정에서 수중에 iodide 존재 시 다양한 산화제(오존, 염소, 클로라민)와의 반응을 통해 빠르게 HOI를 생성하게 되는데, 오존을 제외한 다른 산화제들은 HOI와의 반응성이 없거나, 매우 느리다고 알려져 있다. 이때 HOI는 수중의 용존유기물(DOM)과의 반응을 통해 아이오도포름(CHI3)과 같은 요오드 계열의 소독 부산물(I-DBPs)을 발생 시킨다. 이러한 소독 부산물 생성을 최소화하기 위해 본 연구에서는 페레이트라는 산화제의 적용가능성을 평가하였다. 페레이트와 iodide 및 HOI와의 반응속도 상수를 측정하였으며, 반응경로를 규명하였다. 페레이트와 iodide 간의 반응은 중성 pH에서 높은 속도 상수 (kapp > 10,000 M-1s-1)를 보이며, pH5이하에서는 속도상수가 더 증가하는 경향을 보였고, 반면, pH8이상에서는 반응속도상수가 급격히 감소하는 경향을 보였다. 이러한 경향은 pH에 따른 Fe(VI)의 종분화로 설명할 수 있다. 중성 pH에서 과량인 HFeO4-와 낮은 pH에서의 H2FeO4는 iodide와 높은 반응성을 보이지만, FeO42-는 iodide와 반응성이 낮기 때문에 높은 pH에서는 pH가 증가함에 따라 반응속도가 감소하는 경향을 보인다. 하지만, pH9에서 kapp가 500 M-1s-1으로 여전히 높은 반응속도상수를 보였다. 다른 산화제들은 iodide와의 반응이 빠르더라도, HOI와는 상대적으로 느리게 반응하였지만, Fe(VI)의 경우 HOI와 더 높은 반응성을 보였다. pH8.5에서 kapp가 10,000M-1s-1으로 매우 빠른 반응을 보였으며, pH8.5이하에서는 수기로 반응속도상수 측정이 불가할 정도로 빠르게 반응하였다. HOI는 페레이트에의해 iodate로 산화되는 한편, iodide가 검출되기도 하였다. 이러한 반응은 페레이트에 의해 가속화된 HOI의 불균화 반응(IO2- + HOI => IO3- + I- + H+)과 Fe(VI)와 HOI 반응 시 생성된 과산화수소에 의한 HOI의 환원반응으로 설명 가능하다. 결론적으로, Fe(VI)는 iodide 및 HOI와 높은 반응성을 가지며, 최종 부산물로 무해한 iodate를 생성하기에, 처리될 물에 iodide 존재시 Fe(VI)를 전산화제로 활용한다면, I-DBPs 생성 억제에 크게 기여 할 수 있다.
E-mail jayden@gist.ac.kr