Fenton's reaction are difficult to apply in the field due to the low pH requirements for the reaction and the loss of reactivity caused by the precipitation of iron (II) at neutral pH. Moreover, Fenton-like reactions using iron mineral instead of injection of iron ion as a catalyst are operated to get high removal result at low pH. Because hydroxyl radical can generate at the surface of iron mineral, there are competition with a lot of hydroxide at around neutral pH. On the other side, to operate Fenton's reaction series at neutral pH, modified Fenton reaction is suggested. The complexes, composed by iron ions (ferrous ion or ferric ion)-chelating agent, could be acted as a catalyst and presented in the solution at neutral pH. However, modified Fenton reaction requires a lot of hydrogen peroxide. Accordingly, the purpose of this experiment was to effectively combine Fenton-like reaction and modified Fenton reaction for extending application of Fenton's reaction. i.e., injecting chelating agents in Fenton-like reaction at around neutral pH is increasing the concentration of dissolved iron ion and highly promoting the oxidation effect. 2,4,6-trinitrotoluene (TNT) was used as a probe compound for comparing reaction efficiencies in this study. If the concentration of dissolved iron ion in combined Fenton process were existed more than 0.1 mM, the total TNT removal were increased. Magnetite-NTA system showed the best TNT removal (76%) and Magnetite-EDTA system indicated about 56% of TNT removal. The results of these experiments proved more promoted 40-60% of TNT removal than Fenton-like reaction's.

일반적으로 Fenton 반응 공정을 실제 오염토양에 적용하기에는 다소 무리가 있다. 그 이유로 대표적인 Fenton 반응공정인 고전적인 Fenton 반응은 낮은 pH에서 우수한 처리효율을 보이고 있기 때문이다. 또한, 철이온의 투입을 대신하여 철광석을 이용하는 Fenton-like 반응도 철광석 표면에서 hydroxyl radical을 생성하나 높은 pH에서는 다량의 수산화물과의 경쟁반응으로 인하여 그 활성이 상당히 감소되어진다. 이러한 단점을 보완하기 위하여 중성영역의 pH에서 철이온-chelating agent의 복합체를 촉매로 사용하는 modified Fenton 반응이 제시 되어지고 있다. 이 처리방식의 경우에는 다량의 철이온의 투입이 요구되어진다. 따라서, 본 실험에서는 Fenton-like 반응과 modified Fenton 반응의 효율적인 접목으로 중성영역에서의 chelating agent의 투입으로 철광석으로부터 철이온을 용출하여 복합체를 형성함으로 혼합 Fenton 공정에서 부가적인 촉매로 사용되어짐으로 오염물 처리효율을 크게 향상시킨 기법 개발을 진행하였다. 2,4,6-Trinitrotoluene은 본 실험에서 오염원으로 사용하였으며, chelating agent에 의해 용출된 철이온이 약 0.1 mM 이상일 경우 Fenton-like 반응에 비하여 상당히 좋은 제거효율을 보였다. 혼합 Fenton 공정의 최대제거효율은 magnetite-NTA 시스템으로써 약 76%의 제거효율과 magnetite-EDTA의 경우 약 56%로서 이는 Fenton-like 반응에 비하여 약 40-60% 정도의 제거효율이 향상된 결과이다.

Keywords: Combined Fenton's reaction;Fenton-like reaction;Modified Fenton reaction;Dissolved iron ion;And 2,4,6-trinitrotoluene;

Keywords: 혼합 Fenton 반응공정;유사펜톤반응;변형펜톤반응;용존 철이온;