초록
하수 슬러지를 펜톤 산화공정으로 처리하는 새로운 VFAs 생산 공정을 연구하였다. 과산화수소와 촉매인 $Fe^{2+}$의 적정농도를 실험하고, 최적 반응온도 및 반응시간에 대한 기초 자료를 얻고자 하였다. 기존의 과산화수소를 액상산화제로 사용한 공정보다 저농도의 $Fe^{2+}$를 촉매로 사용하는 펜톤 산화공정으로 과산화수소의 사용량을 대폭 감소시키고도 VFAs 생성량이 4배 정도 증가하는 결과를 얻었다. 과산화수소와 $Fe^{2+}$의 적정 농도는 각각 0.62 M과 0.007M 이었다. VFAs 생성반응은 초기 1분 이내에서 빠르게 진행되었으며 생성된 VFAs의 일부가 초산과 $CO_2$로 분해되는 연속반응의 특성이 나타났다. 경제성을 감안하면 반응온도는 $25^{\circ}C$, 반응시간은 10분 정도가 적절한 반응조건으로 생각된다. 초기 pH $3{\sim}6.3$에서 VFAs의 생성에 미치는 pH의 영향은 관찰되지 않았다.
A new VFAs production process from sewage sludge using Fenton's oxidation was investigated. Optimum concentrations of $H_2O_\;and\;Fe^{2+}$ as well as optimum reaction temperature for VFAs production were studied. In the presence of $Fe^{2+}$ as catalyst, the VFAs formation rate increased about 4 times compared to $H_2O_2$ oxidation process without $Fe^{2+}$. Optimum concentrations of $H_2O_2$ and $Fe^{2+}$ were 0.62 M and 0.007 M, respectively. VFAs formation reaction proceeded rapidly within 1 min and VFAs formed degraded partly to acetic acid and $CO_2$, which exhibited series reaction characteristics. Based on the economic aspect, reaction temperature of $25^{\circ}C$ and 10 min of reaction time were thought to be proper reaction conditions. The effect of initial pH in the range of $3{\sim}6.3$ on the VFAs formation was not observed.
