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영어

Ultrasound technology can be applied in various fields including environmental, energy, and material engineeringprocesses. In this study the effect of liquid height/volume on calorimetric energy and sonochemical oxidation wasinvestigated as one of the basic steps for the design of water/wastereater treatment sonoreactors. The liquid heightwas increased from 0 to 4 λ by 1/4λ and it was found that both calorimetric energy and sonochemical oxidationwere significantly increased at relatively high liquid height/volume where the power density was relatively low. Thesonochemiluminescence (SCL) images for the visualization of the activity of cavitation also showed that larger andmore stable active zone was formed with high SCL intensity at high liquid height/volume. Therefore, it was revealedthat sonoreactors　for water/wasterwater treatment could be significantly effective in terms of removal efficiency andenergy consumption.

한국어

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.