초음파 수처리 공정 개발을 위한 반응기 설계 기초 연구

Abstract

본 연구는 환경 에너지 재료 등 다양한 분야에 적용할 수 있는 , , 초음파 기술을 수처리 공정에 적용하기 위한 기초 연구로 수행되었다. 초음파 기술과 같은 고도산화처리공법은 중금속, 내분비계장애물질, 의약물질 등의 미량오염물질 처리에 효과적이어서 하천, 호소, 습지의 수질 향상에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대되고 있다. 초음파기술은 파를 기반으로 하기 때문에 본 연구에서는 적용 주파수의 파장을 이용하여 0 ∼ 4λ 구간의 수위를 1/4λ간격으로 나누어 동일한 유입에너지 조건에서 발생하는 열에너지 및 초음파 캐비테이션의 화학적 효과를 정량화하였다. 실험 결과 낮은 수위 (적은 부피)의 에너지 밀도가 높은 조건보다 높은 수위 (큰 부피)의 에너지 밀도가낮은 조건에서 열에너지 및 화학적 효과가 극대화되는 것을 확인하였다. 이러한 현상을 반응기 내부의 캐비테이션활성도 시각화를 통해 알아본 결과, 높은 수위 (큰 부피) 조건에서는 에너지 밀도가 낮음에도 불구하고 반응기 전체적으로 높은 활성도를 얻을 수 있기 때문인 것으로 확인되었다. 따라서 본 연구결과를 이용하여 초음파 기술을수처리 분야에 적용할 경우 반응성 및 에너지 효율 측면에서 적용 가능성을 보다 높일 수 있을 것으로 예상된다.