나노여과와 고급 산화 공정(AOPs)의 결합은 비용 효율적인 폐수 처리의 시너지 전략을 제시하지만, 나노여과 농축액에서 용존 유기물(DOM) 농축의 기계적 효과가 AOP 효율성에 미치는 영향은 여전히 불분명합니다. 본 연구에서는 고해상도 질량 분광 분석을 활용하여 자외선/펜톤 처리 중 나노여과막 농축(NMC)이 이차 돼지 폐수 유출물의 DOM 분해에 미치는 영향을 분자 수준에서 체계적으로 탐구했습니다. 연구 결과, 나노여과막은 낮은 산화 정도(0.1 < O/C <0.5)를 가진 DOM 분자를 선택적으로 농축했으며, 이러한 분자들은 산화적 분해에 매우 취약하고 급성 독성과 긍정적인 상관관계를 나타냈습니다. 그 결과, 체적 감소율(VRF)이 4 및 8인 농축액에 대해 자외선/펜톤 처리가 이차 유출물보다 각각 6.4% 및 8.4% 더 높은 DOC 제거 효율을 나타냈으며, 급성 독성의 명백한 감소가 동반되었습니다. 또한, 자외선/펜톤 공정은 불포화 DOM을 수화 작용과 수산화 등의 잠재적인 반응을 통해 생분해 가능한 지방족 화합물(H/C > 1.5)로 전환하여 공기 중 생물 분해 동안 DOC 제거를 증가시켰습니다. 본 연구는 NMC로 강화된 AOP 성능과 산화 후 생분해성 개선을 뒷받침하는 기계적 증거를 제공하며, 혼합 처리 공정을 최적화하기 위한 분자적 틀을 제공합니다.
Key Points
- 나노여과막은 낮은 산화 정도를 가진 DOM 분자를 선택적으로 농축하여 산화적 분해에 취약합니다.
- UV/Fenton 처리는 체적 감소율(VRF)이 4 및 8인 농축액에 대해 DOC 제거 효율을 이차 유출물보다 6.4% 및 8.4% 높이달성하였고, 급성 독성을 명백히 감소시켰습니다.
- UV/Fenton 공정은 불포화 DOM을 생분해 가능한 지방족 화합물로 전환해 공기 중 생물 분해 동안 DOC 제거를 증가시켰습니다.