KR102018524B1 - In-situ bioremediation system of contaminants in subsurface by aerobic and aerobes - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 지중 오염물질의 호기성 및 혐기성 미생물에 의한 현장생물학적 정화 및 모니터링 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 호기성미생물의 성장과 활동을 촉진시키기 위하여 산소를 공급함과 동시에 혐기성미생물 기질인 질산염을 주입관정을 통해 포화대수층 내로 주입하여 호기성미생물 및 혐기성미생물의 분해기작을 활성화하여 탄화수소화합물(hydrocarbon) 또는 페놀류의 오염물질을 호기 및 혐기분해하고, 지중 오염물질 오염도를 실시간 자동으로 측정하는 오염도 데이터를 기반으로 오염도를 실시간으로 모니터링하고 정화기간을 산출하기 위한 지중 오염물질의 호기성 및 혐기성 미생물에 의한 현장생물학적 정화 및 모니터링 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an in situ biological purification and monitoring system by aerobic and anaerobic microorganisms of underground pollutants, and more particularly, to supply oxynitrate as an anaerobic microorganism substrate while supplying oxygen to promote growth and activity of aerobic microorganisms. Through the injection into the saturated aquifer to activate the decomposition of aerobic and anaerobic microorganisms, aerobic and anaerobic decomposition of hydrocarbons or phenolic pollutants, and on the basis of pollution data that automatically measures soil pollutant contamination levels in real time. The present invention relates to an on-site biological purification and monitoring system by aerobic and anaerobic microorganisms of underground pollutants to monitor the pollution level in real time and to calculate the purification period.
일반적으로 오염 지역을 정화, 제거하기 위한 방법 중에서도 최근에는 가장 에너지가 적게 들며 저비용으로 토양 또는 지하수의 오염 물질을 제거, 정화하는 방법으로서, 미생물 등을 이용하여 원래의 자연 상태로 복귀시키는 생물복원(Bioremediation) 방법이 주목을 받고 있다. In general, among the methods for purifying and removing contaminated areas, it is the least energy recently and is a method of removing and purifying soil or groundwater contaminants at low cost. Bioremediation) is attracting attention.
생물복원에 의한 오염물질의 정화란 오염 지역에 잔류하는 유기화합물과 같은 환경오염 물질을 분해할 수 있는 미생물을 이용하여 탄산가스, 메탄, 수분, 무기염 및 바이오가스 등과 같은 무해한 물질로 분해하는 것이다.Purification of pollutants by bioremediation is the decomposition of harmful pollutants such as carbon dioxide, methane, water, inorganic salts and biogas using microorganisms that can decompose environmental pollutants such as organic compounds remaining in the contaminated area. .
특히, 지하 환경 내에서 생존하고 있는 토착미생물의 성장과 활동을 촉진시켜 미생물의 신진대사를 통해 특정성분의 유기물 등을 분해시킬 수 있는데, 기본적으로는 미생물에게 영양염류를 공급하면 그들의 성장과 활동을 촉진시켜 오염된 탄화수소화합물(hydrocarbon)을 제거할 수 있으며, 이러한 생물학적 처리기술은 지하수계와 비포화대를 오염시킨 탄화수소화합물을 감소, 제거하는 방법 중에서 가장 효과적이며 경제적인 방법이다.In particular, by promoting the growth and activity of indigenous microorganisms living in the underground environment, the metabolism of microorganisms can decompose organic matters of specific components. Basically, by supplying nutrients to microorganisms, It can be promoted to remove contaminated hydrocarbons, and this biological treatment technique is the most effective and economical method of reducing and removing hydrocarbon compounds contaminating groundwater systems and unsaturated zones.
종래, 생물학적 처리기술에 의한 오염물질 정화기술을 살펴 보면, 한국등록특허 10-0988393에 PCE 또는 TCE로 오염된 지하수의 복원 현장에 설치되는 관정에 위치하는 오염지하수의 현장 생물학적 복원장치로서, 상기 장치는 질소 충진 상·하 팩커(packer) 사이에 위치하고, 오염 지하수 또는 톨루엔의 유통홀이 형성되며, 톨루엔 산화 미생물 및 상기 톨루엔 산화 미생물이 흡착될 수 있는 다공성 미디어를 포함하는 반응 칼럼을 구비하는 제1 복원장치; 및, 상기 제1 복원장치와 동일구성을 갖되, 상기 제1 복원장치에 대하여 서로 대수층 수위가 부합되도록 팩커 위치를 일치시킨 제2 복원장치를 포함하며, 상기 제1 및 제2 복원장치 각각에 구비된 수중펌프에 의해 각 장치에 대응되는 대수층의 흐름 방향이 반대가 되어 대수층 순환이 가능하도록 설치되고, 상기 톨루엔은 20 ppm 내지 30ppm의 농도가 되도록 상기 유통홀을 통하여 주입된 것을 특징으로 하는 오염 지하수의 현장 생물학적 복원장치가 개발된 바 있다.Conventionally, when looking at the contaminant purification technology by biological treatment technology, in the field biological restoration device of contaminated groundwater located in the well installed in the restoration site of groundwater contaminated with PCE or TCE in Korea Patent Registration 10-0988393, the device Is a nitrogen-filled upper and lower packers (packer), the first condensed groundwater or toluene distribution hole is formed, the first column having a reaction column containing a toluene oxidizing microorganism and a porous media to which the toluene oxidizing microorganism can be adsorbed Restoring apparatus; And a second restoring device having the same configuration as the first restoring device, and having a packer position coinciding with the first restoring device so that the aquifer levels are matched with each other. The first restoring device is provided in each of the first and second restoring devices. The submerged water pump is installed to allow the aquifer circulation to be reversed by reverse flow direction corresponding to each device, and the toluene is injected through the distribution hole so as to have a concentration of 20 ppm to 30 ppm. In-situ biological recovery was developed.
또한, 한국등록특허 10-1378763에는 트리클로로에틸렌(TCE)으로 오염된 지역의 지하수 유속 및 상기 트리클로로에틸렌의 오염농도를 측정하는 단계; 상기 트리클로로에틸렌과 1차 기질인 톨루엔(Toluene)의 농도비가 1:50 ~ 1:70이 되도록 톨루엔의 투입농도를 결정하는 단계; 상기 지하수의 이동 경로 상에 호기성 공동대사(Aerobic Cometabolism)를 하는 미생물이 포괄고정된 담체가 충전된 투수성 반응벽체를 설치하는 단계; 상기 투수성 반응벽체의 일측에 설치된 기질 투입관을 통해 1차 기질인 상기 톨루엔을 상기 결정된 투입농도에 따라 과산화수소와 함께 투입하고, 이 때 상기 과산화수소의 투입농도는 70mg/L를 초과하지 않는 범위 내에서 1차 기질인 상기 톨루엔과의 농도비가 1:2 ~ 1:3이 되도록 결정하는 단계; 및 상기 투수성 반응벽체 내에서 1차 기질의 순환이 이루어지도록 상기 투수성 반응벽체의 반대측에 설치된 기질 회수관을 통해 상기 톨루엔을 흡입하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 미생물을 이용한 오염지하수의 정화방법이 공지되어 있다.In addition, Korean Patent No. 10-1378763 includes the steps of measuring the groundwater flow rate and the pollution concentration of the trichloroethylene in an area contaminated with trichloroethylene (TCE); Determining an input concentration of toluene such that a concentration ratio of the trichloroethylene and toluene as a first substrate is 1:50 to 1:70; Installing a permeable reaction wall filled with a carrier on which the microorganisms performing aerobic cometabolism are fixed and fixed on the ground water path; The toluene, which is the primary substrate, is added together with hydrogen peroxide according to the determined input concentration through a substrate input tube installed on one side of the permeable reaction wall, wherein the input concentration of hydrogen peroxide is within the range not exceeding 70 mg / L. Determining a concentration ratio of the first substrate with toluene at 1: 2 to 1: 3; And inhaling the toluene through a substrate recovery tube installed on the opposite side of the permeable reaction wall to circulate the primary substrate in the permeable reaction wall. Purification methods are known.
그러나, 상기 기술에 의한 장치와 방법은 염소계 지방족 탄소화합물들(Chlorinated Aliphatic Hydrocarbons; CAHs)을 생물반응조를 이용하여 분해반응시키고, 별도의 톨루엔을 주입함으로써 또 다른 제2차 오염의 문제가 있어 사용이 불가능하였다.However, the apparatus and method according to the above technique have the problem of further secondary pollution by decomposing and reacting chlorinated aliphatic hydrocarbons (CAHs) using a bioreactor and injecting a separate toluene. It was impossible.
또한, 한국공개특허 10-2010-0066540에 유기 및/또는 무기 오염 물질에 의해 오염된 토양의 생물적 정화 방법으로서, 상기 방법은 (a) 상기 오염된 토양에 직접 또는 간접적으로 영양분을 함유하는 천연 기질을 첨가하는 단계; (b) 약 20 % ~ 100 % 의 농포 용수량의 수분 레벨 및 약 15℃ ~ 70℃ 의 온도에서, 오염된 토양의 무산소 휴식단계; 및 (c) 상기 토양의 폭기 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 생물적 정화 방법이 공지되어 있다.In addition, according to Korean Patent Publication No. 10-2010-0066540, a method for biological purification of soil contaminated with organic and / or inorganic contaminants, the method comprising: (a) a natural or nutrient containing nutrient in the contaminated soil; Adding a substrate; (b) anoxic resting phase of the contaminated soil at a moisture level of pulp volume of about 20% to 100% and a temperature of about 15 ° C to 70 ° C; And (c) aeration of the soil is known.
그러나, 상기 방법은 영양분을 함유하는 천연 기질 (natural substrate)을 첨가함에 따라 이러한 천연기질을 별도로 분해하여야 하는 2차적인 처리과정이 필요한 문제점이 있었다.However, the method has a problem in that a secondary treatment process that requires the separate decomposition of the natural substrate by adding a natural substrate containing nutrients (natural substrate).
또한, 한국등록특허 10-1433257에는 지중(In situ) 처리에 의하여 오염 지역을 생물학적 방법으로 복원할 수 있도록 오염 지역으로 미생물 성장 기질을 주입하는 장치로서, 오염 지역의 지상 영역에 설치되어 분사 가능한 물질을 액상으로 보관하는 분사물질 저장부; 오염 지역의 지상 영역에 설치되어 미생물의 성장을 위한 기질액을 보관하는 기질 저장부; 오염 지역에 설치된 관정을 따라 설치되며, 상기 분사물질 저장부로부터 제공된 액상의 분사 물질을 기상으로 변환시키는 기화기를 구비하여, 기상 분사 물질을 공급하는 제 1 주입 라인; 상기 기질 저장부로부터 오염 지역에 설치된 관정을 따라 액상의 미생물 성장 기질을 공급하는 제 2 주입 라인; 및 상기 제 1 주입 라인 및 상기 제 2 주입 라인을 통하여 각각 공급된 상기 기상 분사 물질 및 상기 액상의 미생물 성장 기질이 배합된 상태에서 상기 미생물 성장 기질을 오염 지역으로 분사하는 주입부로서, 상기 제 1 주입라인 및 상기 제 2 주입 라인을 통하여 각각 공급된 상기 기상 분사 물질 및 상기 액상의 미생물 성장 기질을 혼합하는 배합부와, 상기 배합부를 통하여 상기 기상 분사 물질과 혼합된 상기 액상의 미생물 성장 기질을 상기 관정의 하단에 설치된 스크린을 통하여 오염 지역으로 분사하는 노즐을 포함하는 주입부를 포함하는 미생물 성장 기질을 주입하는 장치가 공지된 바 있으나, 상기 기술은 별도의 기상분사물질을 액상에서 기상으로 기화시키기 위한 기화기와 노즐을 통하여 분사하는 등 복잡한 장치가 소요되는 문제점이 있었다.In addition, Korean Patent No. 10-1433257 discloses a device for injecting microbial growth substrate into a contaminated area to restore the contaminated area by a biological method by In situ treatment. Injection material storage for storing the liquid; A substrate storage unit installed in the ground region of the contaminated area and storing the substrate liquid for the growth of microorganisms; A first injection line installed along a well installed in a contaminated area and having a vaporizer for converting the liquid injection material provided from the injection material storage unit into a gas phase, the gas supplying gaseous injection material; A second injection line for supplying a liquid microbial growth substrate along a well installed in the contaminated area from the substrate reservoir; And an injection unit for injecting the microbial growth substrate into the contaminated area in a state where the gaseous injection material and the liquid microorganism growth substrate are respectively supplied through the first injection line and the second injection line. The compounding unit for mixing the gas phase spray material and the liquid microorganism growth substrate supplied through the injection line and the second injection line, respectively, and the liquid microorganism growth substrate mixed with the gas phase spray material through the compounding unit Although a device for injecting a microorganism growth substrate including an injection unit including a nozzle for spraying a contaminated area through a screen installed at the bottom of the well has been known, the technique is for vaporizing a separate gaseous spray material from the liquid phase to the gas phase. There was a problem that complicated devices such as spraying through a carburetor and a nozzle are required. .
한편, 페놀은 석탄과 유류 정제, 합성수지 생산, 의약품 제조 등 다양한 산업체에서 대량으로 배출되고 있는데 구토, 두통, 호흡곤란뿐만 아니라 돌연변이, 기형, 발암 등 인체에 심각한 문제를 야기하는 독성의 난분해성 물질이다. Phenol is released from various industries such as coal and oil refining, synthetic resin production, and pharmaceutical manufacturing.It is a toxic, non-degradable substance that causes serious problems for humans such as vomiting, headache, dyspnea, mutations, malformations, and carcinogenesis. .
따라서, 미국 EPA (Environmental Protection Agency) 및 유럽연합(EU)에서는 페놀을 유해물질로 분류하고 있고, 우리나라 역시 페놀 및 그 유도체들을 특정유해물질로 지정하고 있다.Therefore, the US Environmental Protection Agency (EPA) and the European Union (EU) classify phenols as hazardous substances, and Korea also designates phenols and their derivatives as specific hazardous substances.
페놀이 하천수에 유입될 경우, 0.005 ppm의 저농도에서도 특유의 불쾌취를 발생시키며, 특히 상수원수의 정수에 사용되는 염소와 결합하여 독성이 강한 클로로페놀을 형성함으로써 음용 시 인체에 나쁜 영향을 주게 된다.When phenol enters river water, it causes peculiar discomfort even at low concentrations of 0.005 ppm. In particular, it combines with chlorine used for purified water to form toxic chlorophenol, which adversely affects the human body when drinking. .
수계에서는 페놀을 제거하기 위해 전기화학적 분해, 열분해, 활성탄 흡착 등이 주로 이용되고 있지만 미생물을 이용하는 생물학적 처리법이 생태학적으로 유리하며, 특히 물속에 존재하는 페놀이 저농도일 때 매우 효과적인 것으로 알려져 있다. In the water system, electrochemical decomposition, pyrolysis, and activated carbon adsorption are mainly used to remove phenol, but biological treatment using microorganisms is ecologically advantageous, and is known to be particularly effective when phenol in water is low in concentration.
이에 따라, 종래 복잡하고 비경제적인 생물학적 처리시설 및 방법을 대체하고 오염지하수에 포함된 탄화수소화합물(hydrocarbon) 또는 난분해성 물질인 저농도의 페놀류를 생물학적 처리정화를 위하여 간단하고 경제적이며 지속가능한 호기성 및 혐기성 미생물에 의한 현장생물학적 정화시스템 개발이 시급하다.Accordingly, simple, economical and sustainable aerobic and anaerobic microorganisms replace biological complex facilities and methods that are conventionally complex and uneconomical, and are used for biological treatment of low concentration phenols which are hydrocarbon compounds or hardly degradable substances contained in the contaminated groundwater. It is urgent to develop an on-site biological purification system.
뿐만 아니라, 오염물질의 환경매질 내 용출 및 이동은, 비가시적이며 복잡 다양한 구조를 가지는 지하특성 때문에, 오염범위 및 오염 정도에 대한 관측과 오염물질의 거동 예측이 매우 어려우므로 오염범위 및 오염 정도에 대한 모니터링에 의한 추적감시가 필요하다.In addition, the dissolution and movement of pollutants in the environmental medium is very difficult to observe the range and degree of contamination and to predict the behavior of the pollutants due to the invisible and complex underground characteristics. Follow-up monitoring by monitoring is required.
특히, 토양·지하수의 오염물질 거동 예측과 성공적인 토양·지하수 정화를 위하여는 토양·지하수 환경에 대한 물리적(밀도, 투수성, 함수량, 확산, 유속 등), 화학적(pH, 전기전도도, 산화 환원 전위, 양이온 교환능력, 유기 탄소/질소, 유기물함량 등), 생물학적(미생물 종/군집 분포, 바이오 매스량 등) 특성을 정확하게 이해할 수 있도록 샘플링 및 모니터링하면서 그 결과에 따라 정화처리하는 것이 중요하므로, 지중오염물질의 오염범위 및 오염 정도를 추적감시할 수 있도록 지중 오염물질 오염도를 실시간 자동으로 측정하는 센서 데이터를 기반으로 오염도를 실시간으로 모니터링하기 위한 시스템 개발이 필요하다.In particular, in order to predict the pollutant behavior of soil and groundwater and to successfully clean up soil and groundwater, physical (density, permeability, water content, diffusion, flow rate, etc.), chemical (pH, electrical conductivity, redox potential) , Cation exchange capacity, organic carbon / nitrogen, organic matter content, etc.) and biological (microbial species / community distribution, biomass content, etc.) sampling and monitoring to ensure accurate understanding of the results It is necessary to develop a system for real-time monitoring of pollution levels based on sensor data that automatically measures the pollution level of underground pollutants in order to track and monitor the pollutant range and pollution level.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 호기성미생물의 성장과 활동을 촉진시키기 위하여 산소를 공급함과 동시에 혐기성미생물 기질인 질산염을 주입관정을 통해 포화대수층 내로 주입하여 호기성미생물 및 혐기성미생물의 분해기작을 활성화하여 탄화수소화합물(hydrocarbon) 또는 페놀류의 오염물질을 호기 및 혐기분해하고, 지중 오염물질 오염도를 실시간 자동으로 측정하는 오염도 데이터를 기반으로 오염도를 실시간으로 모니터링하고 정화기간을 산출하기 위한 지중 오염물질의 호기성 및 혐기성 미생물에 의한 현장생물학적 정화 및 모니터링 시스템을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.The present invention is to solve the above problems, while supplying oxygen to promote the growth and activity of aerobic microorganisms and at the same time by injecting nitrates, anaerobic microbial substrate into the saturated aquifer through the injection test to decompose the aerobic and anaerobic microorganisms Activates aerobic and anaerobic decomposition of hydrocarbon or phenolic pollutants, and monitors pollutants in real time based on pollutant data that automatically measures the pollutant levels of soil pollutants in real time. An object of the present invention is to provide an in situ biological purification and monitoring system by aerobic and anaerobic microorganisms.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위하여, 지중(In situ) 처리에 의한 탄화수소화합물(hydrocarbon) 또는 페놀류의 오염물질의 생물학적 정화처리 시스템에 있어서, 고상 혐기성 미생물기질인 고상 질산염 용해 용수공급을 위한 지하수 추출 관정 또는 공업용수 배관과; 고상 질산염 주입장치와; 상기 지하수 추출 관정 또는 공업용수 배관으로부터 주입된 지하수 또는 공업용수와 상기 고상 질산염 주입장치로부터 주입된 고상 질산염을 균질하게 교반 혼합 용해하는 질산염 용해조와; 호기성미생물의 성장과 활동을 촉진시키기 위하여 상기 질산염 용해조의 질산염 용액에 산소를 공급하기 위한 에어블로어와; 상기 질산염 용해조로부터 산소가 용존된 질산염 용액을 펌핑하여 질산염 용액희석조로 이송하는 질산염 용액이송펌프와; 상기 질산염 용액이송펌프에 의해 이송되는 질산염 용액을 추가의 용수로 희석시키기 위한 질산염 용액희석조와; 상기 질산염 용액희석조로부터 질산염 용액희석액을 주입관정으로 주입하기 위한 질산염 용액희석액 주입펌프와; 상기 질산염 용액희석액 주입펌프로부터 주입된 질산염 용액희석액을 지중으로 확산시키기 위하여 분기관으로 연결되는 복수의 질산염 용액희석액 주입관정과; 상기 복수의 질산염 용액희석액 주입관정에 연결설치되는 실시간 오염도 측정장치;를 포함하여 구성되는 지중 오염물질의 호기성 및 혐기성 미생물에 의한 현장생물학적 정화 및 모니터링 시스템을 과제의 해결수단으로 한다.In order to solve the above problems, the present invention, in the biological purification system of contaminants of hydrocarbon compounds or phenols by in situ treatment, groundwater extraction for supplying solid nitrate dissolved water which is a solid anaerobic microorganism substrate Pipe wells or industrial water pipes; Solid nitrate injectors; A nitrate dissolving tank for uniformly stirring and dissolving ground water or industrial water injected from the groundwater extraction well or industrial water pipe and solid nitrate injected from the solid nitrate injector; An air blower for supplying oxygen to the nitrate solution of the nitrate dissolving tank to promote growth and activity of aerobic microorganisms; A nitrate solution transfer pump for pumping the oxygen dissolved nitrate solution from the nitrate dissolution tank and transferring the nitrate solution to the nitrate solution dilution tank; A nitrate solution dilution tank for diluting the nitrate solution carried by the nitrate solution transfer pump with additional water; A nitrate solution diluent injection pump for injecting nitrate solution diluent from the nitrate solution dilution tank into an injection tube; A plurality of nitrate solution diluent injection tubes connected to branch pipes to diffuse the nitrate solution diluent injected from the nitrate solution diluent injection pump into the ground; An on-site biological purification and monitoring system by aerobic and anaerobic microorganisms of underground pollutants, including a real-time pollution degree measuring device connected to the plurality of nitrate solution dilution injection injection tube as a solution to the problem.
상기 고상 질산염 주입장치는 원통형 하우징과, 상기 하우징 내부에 회전 축설되는 스크류 샤프트 및 스크류 블레이드와, 상기 하우징 일단 상부에 설치되는 고상 질산염 저장 호퍼와, 상기 하우징 타단 하부에 설치되는 주입 슈트롤 포함하여 구성되는 것을 과제의 해결수단으로 한다.The solid nitrate injector comprises a cylindrical housing, a screw shaft and a screw blade rotated within the housing, a solid nitrate storage hopper installed at one end of the housing, and an injection stroke installed at the lower end of the housing. The solution is to solve the problem.
상기 실시간 오염도 측정장치는 상기 복수의 질산염 용액희석액 주입관정으로부터 펌핑되는 지하수를 샘플링 채취하여 저장하기 위한 1차 샘플링수조와; 상기 1차 샘플링수조로부터 펌핑되는 지하수의 이물질을 필터링하기 위한 필터프레스와; 상기 필터프레스를 거친 지하수를 저장하기 위한 2차 샘플링수조와; 상기 2차 샘플링수조로부터 지하수를 일정량 샘플링 채취하기 위한 정량펌프와; 상기 정량펌프로부터 채취된 지하수 샘플을 수용하기 위한 바이알과; 상기 지하수가 수용된 바이알에 메탄올을 투입하여 혼합되도록 하기 위한 메탄올주입노즐과; 상기 메탄올이 혼합되어 수용된 바이알을 진동시켜 지하수 및 메탄올을 균일하게 혼합되도록 하기 위한 진동장치와; 상기 진동완료된 바이알로부터 일정량 채취된 지하수 및 메탄올 혼합물이 주입되어 오염물질을 분석하기 위한 GC/MS 오염도 측정장치;를 포함하여 구성되는 것을 과제의 해결수단으로 한다.The apparatus for measuring the real-time pollution level includes: a primary sampling tank for sampling and storing groundwater pumped from the plurality of nitrate solution dilution injection wells; A filter press for filtering foreign substances in the ground water pumped from the primary sampling tank; A secondary sampling tank for storing the groundwater that has passed through the filter press; A fixed-quantity pump for sampling a predetermined amount of groundwater from the secondary sampling tank; A vial for receiving groundwater samples collected from the metering pump; A methanol injection nozzle for mixing methanol into the vial containing the ground water; A vibrator for mixing the methanol mixed with the vial to mix the groundwater and methanol; The GC / MS pollution degree measuring device for analyzing a pollutant is injected into the groundwater and methanol mixture collected from the vibrated vial is a solution to the problem.
상기 1차 샘플링수조와, 필터프레스와, 2차 샘플링수조와, 정량펌프와, 바이알은 오염도 측정이 완료된 후, 메탄올에 의해 1차 세척되고, 증류수에 의해 2차 세척되는 것을 과제의 해결수단으로 한다.The primary sampling tank, the filter press, the secondary sampling tank, the metering pump, and the vial are first washed with methanol and secondly washed with distilled water after the measurement of contamination is completed. do.
상기 실시간 오염도 측정장치로부터 측정된 일정기간의 오염도 데이터와 다음 지수함수에 의한 정화기간산출알고리즘이 반영된 프로그램에 의하여 오염도를 모니터링하고 정화기간을 산출하기 위한 정화기간 모니터링 장치를 포함하는 것을 과제의 해결수단으로 한다.And a purification period monitoring device for monitoring the pollution degree and calculating the purification period by a program in which pollution degree data for a predetermined period measured from the real-time pollution degree measuring device and a purification period calculation algorithm based on the next index function are reflected. It is done.
C: 일정기간 경과 후 지하수 오염도(mg/L)C: Groundwater contamination after a certain period of time (mg / L)
C0: 초기 지하수 오염도(mg/L)C 0 : initial groundwater contamination (mg / L)
K: 저감계수(day-1) K: Reduction Factor (day -1 )
T: 시간(day)T: day
본 발명의 지중 오염물질의 호기성 및 혐기성 미생물에 의한 현장생물학적 정화 및 모니터링 시스템은 호기성미생물의 성장과 활동을 촉진시키기 위하여 산소를 공급함과 동시에 혐기성미생물 기질인 질산염을 주입관정을 통해 포화대수층 내로 주입하여 호기성미생물 및 혐기성미생물의 분해기작을 활성화하여 탄화수소화합물(hydrocarbon)과 페놀류의 오염물질을 호기 및 혐기분해를 촉진하는 유리한 효과가 있다.In situ biological purification and monitoring system by aerobic and anaerobic microorganisms of underground pollutants of the present invention by supplying oxygen to promote the growth and activity of aerobic microorganisms and injecting nitrate, an anaerobic microbial substrate into the saturated aquifer through injection By activating the decomposition mechanism of aerobic and anaerobic microorganisms, there is an advantageous effect of promoting the aerobic and anaerobic decomposition of contaminants of hydrocarbon compounds and phenols.
특히, 본 발명의 지중 오염물질의 호기성 및 혐기성 미생물에 의한 현장생물학적 정화 및 모니터링 시스템은 지하 환경 내에서 생존하고 있는 토착미생물의 성장과 활동을 촉진시켜 미생물의 신진대사를 통해 지하수계와 비포화대를 오염시킨 탄화수소화합물(hydrocarbon)과 페놀류의 오염물질을 정화시키는 가장 효과적이며 경제적인 시스템이다.In particular, the on-site biological purification and monitoring system by aerobic and anaerobic microorganisms of the underground pollutants of the present invention promotes the growth and activity of indigenous microorganisms living in the underground environment, thereby improving the groundwater system and the unsaturated zone through the metabolism of microorganisms. It is the most effective and economical system to purify pollutants of polluted hydrocarbons and phenols.
뿐만 아니라, 본 발명의 지중 오염물질의 호기성 및 혐기성 미생물에 의한 현장생물학적 정화 및 모니터링 시스템은 지중 오염물질 오염도를 실시간 자동으로 측정하는 오염도 데이터를 기반으로 오염도를 실시간으로 모니터링하고 정화기간을 산출할 수 있는 우수한 효과가 있다.In addition, the on-site biological purification and monitoring system by aerobic and anaerobic microorganisms of the underground pollutants of the present invention can monitor the pollution degree in real time and calculate the purification period based on the pollution degree data which automatically measures the pollution level of the soil pollutants in real time. That has an excellent effect.
도 1은 본 발명의 현장생물학적 정화 및 모니터링 시스템 개념도
도 2는 본 발명의 현장생물학적 정화 및 모니터링 시스템 공정흐름도
도 3은 본 발명의 현장생물학적 정화 및 모니터링 시스템 구성도
도 4는 본 발명의 정화시스템의 고상 질산염 주입장치 구성도
도 5는 본 발명의 실시간 오염도 측정장치 구성도1 is a conceptual diagram of the field biological purification and monitoring system of the present invention
2 is a process flow chart of the field biological purification and monitoring system of the present invention
Figure 3 is a schematic diagram of the field biological purification and monitoring system of the present invention
Figure 4 is a block diagram of a solid nitrate injection device of the purification system of the present invention
5 is a block diagram of a real-time pollution degree measuring apparatus of the present invention
본 발명은, 지중(In situ) 처리에 의한 탄화수소화합물(hydrocarbon) 또는 페놀류의 오염물질의 생물학적 정화처리 시스템에 있어서, 고상 혐기성 미생물기질인 고상 질산염 용해 용수공급을 위한 지하수 추출 관정 또는 공업용수 배관과; 고상 질산염 주입장치와; 상기 지하수 추출 관정 또는 공업용수 배관으로부터 주입된 지하수 또는 공업용수와 상기 고상 질산염 주입장치로부터 주입된 고상 질산염을 균질하게 교반 혼합 용해하는 질산염 용해조와; 호기성미생물의 성장과 활동을 촉진시키기 위하여 상기 질산염 용해조의 질산염 용액에 산소를 공급하기 위한 에어블로어와; 상기 질산염 용해조로부터 산소가 용존된 질산염 용액을 펌핑하여 질산염 용액희석조로 이송하는 질산염 용액이송펌프와; 상기 질산염 용액이송펌프에 의해 이송되는 질산염 용액을 추가의 용수로 희석시키기 위한 질산염 용액희석조와; 상기 질산염 용액희석조로부터 질산염 용액희석액을 주입관정으로 주입하기 위한 질산염 용액희석액 주입펌프와; 상기 질산염 용액희석액 주입펌프로부터 주입된 질산염 용액희석액을 지중으로 확산시키기 위하여 분기관으로 연결되는 복수의 질산염 용액희석액 주입관정과; 상기 복수의 질산염 용액희석액 주입관정에 연결설치되는 실시간 오염도 측정장치;를 포함하여 구성되는 지중 오염물질의 호기성 및 혐기성 미생물에 의한 현장생물학적 정화 및 모니터링 시스템을 기술구성의 특징으로 한다.The present invention relates to a groundwater extraction well or industrial water pipe for supplying solid nitrate dissolving water, which is a solid anaerobic microorganism substrate, in a biological purification system for contaminants of hydrocarbon compounds or phenols by in situ treatment. ; Solid nitrate injectors; A nitrate dissolving tank for uniformly stirring and dissolving ground water or industrial water injected from the groundwater extraction well or industrial water pipe and solid nitrate injected from the solid nitrate injector; An air blower for supplying oxygen to the nitrate solution of the nitrate dissolving tank to promote growth and activity of aerobic microorganisms; A nitrate solution transfer pump for pumping the oxygen dissolved nitrate solution from the nitrate dissolution tank and transferring the nitrate solution to the nitrate solution dilution tank; A nitrate solution dilution tank for diluting the nitrate solution carried by the nitrate solution transfer pump with additional water; A nitrate solution diluent injection pump for injecting nitrate solution diluent from the nitrate solution dilution tank into an injection tube; A plurality of nitrate solution diluent injection tubes connected to branch pipes to diffuse the nitrate solution diluent injected from the nitrate solution diluent injection pump into the ground; The field biological purification and monitoring system by aerobic and anaerobic microorganisms of underground pollutants, including a real-time pollution degree measuring device is connected to the plurality of nitrate solution diluent injection wells characterized in that the technical configuration.
상기 고상 질산염 주입장치는 원통형 하우징과, 상기 하우징 내부에 회전 축설되는 스크류 샤프트 및 스크류 블레이드와, 상기 하우징 일단 상부에 설치되는 고상 질산염 저장 호퍼와, 상기 하우징 타단 하부에 설치되는 주입 슈트롤 포함하여 구성되는 것을 기술구성의 특징으로 한다.The solid nitrate injector comprises a cylindrical housing, a screw shaft and a screw blade rotated within the housing, a solid nitrate storage hopper installed at one end of the housing, and an injection stroke installed at the lower end of the housing. It is characterized by the technical configuration.
상기 실시간 오염도 측정장치는 상기 복수의 질산염 용액희석액 주입관정으로부터 펌핑되는 지하수를 샘플링 채취하여 저장하기 위한 1차 샘플링수조와; 상기 1차 샘플링수조로부터 펌핑되는 지하수의 이물질을 필터링하기 위한 필터프레스와; 상기 필터프레스를 거친 지하수를 저장하기 위한 2차 샘플링수조와; 상기 2차 샘플링수조로부터 지하수를 일정량 샘플링 채취하기 위한 정량펌프와; 상기 정량펌프로부터 채취된 지하수 샘플을 수용하기 위한 바이알과; 상기 지하수가 수용된 바이알에 메탄올을 투입하여 혼합되도록 하기 위한 메탄올주입노즐과; 상기 메탄올이 혼합되어 수용된 바이알을 진동시켜 지하수 및 메탄올을 균일하게 혼합되도록 하기 위한 진동장치와; 상기 진동완료된 바이알로부터 일정량 채취된 지하수 및 메탄올 혼합물이 주입되어 오염물질을 분석하기 위한 GC/MS 오염도 측정장치;를 포함하여 구성되는 것을 기술구성의 특징으로 한다.The apparatus for measuring the real-time pollution level includes: a primary sampling tank for sampling and storing groundwater pumped from the plurality of nitrate solution dilution injection wells; A filter press for filtering foreign substances in the ground water pumped from the primary sampling tank; A secondary sampling tank for storing the groundwater that has passed through the filter press; A fixed-quantity pump for sampling a predetermined amount of groundwater from the secondary sampling tank; A vial for receiving groundwater samples collected from the metering pump; A methanol injection nozzle for mixing methanol into the vial containing the ground water; A vibrator for mixing the methanol mixed with the vial to mix the groundwater and methanol; Characterized in that the technical configuration comprises a; GC / MS pollution degree measuring device for analyzing the contaminants by the injection of a mixture of ground water and methanol collected from the vibrating completed vial.
상기 1차 샘플링수조와, 필터프레스와, 2차 샘플링수조와, 정량펌프와, 바이알은 오염도 측정이 완료된 후, 메탄올에 의해 1차 세척되고, 증류수에 의해 2차 세척되는 것을 기술구성의 특징으로 한다.The primary sampling tank, the filter press, the secondary sampling tank, the metering pump, and the vial are first washed with methanol and secondly washed with distilled water after the contamination measurement is completed. do.
상기 실시간 오염도 측정장치로부터 측정된 일정기간의 오염도 데이터와 다음 지수함수에 의한 정화기간산출알고리즘이 반영된 프로그램에 의하여 오염도를 모니터링하고 정화기간을 산출하기 위한 정화기간 모니터링 장치를 포함하는 것을 기술구성의 특징으로 한다.And a purification period monitoring device for monitoring pollution levels and calculating a purification period by a program in which pollution degree data of a predetermined period measured from the real-time pollution degree measuring device and a purification period calculation algorithm based on the next index function are reflected. It is done.
C: 일정기간 경과 후 지하수 오염도(mg/L)C: Groundwater contamination after a certain period of time (mg / L)
C0: 초기 지하수 오염도(mg/L)C 0 : initial groundwater contamination (mg / L)
K: 저감계수(day-1) K: Reduction Factor (day -1 )
T: 시간(day)T: day
이하에서는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 도면을 통하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 도면에 한정되지 않는다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention.
[도 1] 내지 [도 3]을 참조하면 본 발명의 지중 오염물질의 호기성 및 혐기성 미생물에 의한 현장생물학적 정화 및 모니터링 시스템은 호기성미생물의 성장과 활동을 촉진시키기 위하여 복수의 주입관정을 통해 산소를 공급함과 동시에 혐기성미생물 기질인 질산나트륨 또는 질산칼륨의 질산염을 용수에 용해하여 주입장치 및 복수의 질산염 주입관정을 통해 포화대수층 내로 주입하여 호기성미생물 및 혐기성미생물의 분해기작을 활성화하여 탄화수소화합물(hydrocarbon)과 페놀류의 오염물질을 호기 및 혐기분해를 촉진하도록 구성된다.1 to 3, the on-site biological purification and monitoring system by aerobic and anaerobic microorganisms of the ground pollutants of the present invention is to provide oxygen through a plurality of injection wells to promote the growth and activity of aerobic microorganisms. At the same time, sodium nitrate or potassium nitrate, an anaerobic microorganism substrate, is dissolved in water and injected into the saturated aquifer through an injection device and a plurality of nitrate injection wells to activate the decomposition mechanism of aerobic and anaerobic microorganisms. It is configured to promote aerobic and anaerobic decomposition of pollutants and phenols.
보다 구체적으로, [도 3]을 참조하면, 본 발명의 지중 오염물질의 호기성 및 혐기성 미생물에 의한 현장생물학적 정화 및 모니터링 시스템은 지중(In situ) 처리에 의한 탄화수소화합물(hydrocarbon) 또는 페놀류의 오염물질의 생물학적 정화처리 시스템에 있어서, 고상 혐기성 미생물기질인 고상 질산염 용해 용수공급을 위한 지하수 추출 관정 또는 공업용수 배관과, 고상 질산염 주입장치와, 상기 지하수 추출 관정 또는 공업용수 배관으로부터 주입된 지하수 또는 공업용수와 상기 고상 질산염 주입장치로부터 주입된 고상 질산염을 균질하게 교반 혼합 용해하는 질산염 용해조와, 호기성미생물의 성장과 활동을 촉진시키기 위하여 상기 질산염 용해조의 질산염 용액에 산소를 공급하기 위한 에어블로어와, 상기 질산염 용해조로부터 산소가 용존된 질산염 용액을 펌핑하여 질산염 용액희석조로 이송하는 질산염 용액이송펌프와, 상기 질산염 용액이송펌프에 의해 이송되는 질산염 용액을 추가의 용수로 희석시키기 위한 질산염 용액희석조와, 상기 질산염 용액희석조로부터 질산염 용액희석액을 주입관정으로 주입하기 위한 질산염 용액희석액 주입펌프와, 상기 질산염 용액희석액 주입펌프로부터 주입된 질산염 용액희석액을 지중으로 확산시키기 위하여 분기관으로 연결되는 복수의 질산염 용액희석액 주입관정을 포함하여 구성된다.More specifically, referring to FIG. 3, the in situ biological purification and monitoring system by aerobic and anaerobic microorganisms of underground pollutants of the present invention is a pollutant of hydrocarbon compounds or phenols by in situ treatment. In the biological purification treatment system of the present invention, ground water extraction wells or industrial water pipes for supplying solid nitrate dissolved water, which is a solid anaerobic microorganism substrate, solid nitrate injection device, ground water or industrial water injected from the ground water extraction wells or industrial water pipes. And a nitrate dissolving tank for homogeneously stirring and mixing solid nitrate injected from the solid nitrate injector, an air blower for supplying oxygen to the nitrate solution of the nitrate dissolving tank to promote growth and activity of aerobic microorganisms, and the nitrate Oxygen-dissolved nitrates from the dissolution tank Nitrate solution transfer pump for pumping the liquid to the nitrate solution dilution tank, nitrate solution dilution tank for diluting the nitrate solution transferred by the nitrate solution transfer pump with additional water, and nitrate solution dilution solution from the nitrate solution dilution tank It comprises a nitrate solution diluent injection pump for injecting into the well, and a plurality of nitrate solution diluent injection well connected to the branch pipe to diffuse the nitrate solution diluent injected from the nitrate solution diluent injection pump into the ground.
이때, 상기 질산염 용액이송펌프와 상기 질산염 용액희석조 사이에와, 상기 질산염 용액희석액 주입펌프와 상기 질산염 용액희석액 주입관정 사이에는 적산수량계를 더 포함하여 구성될 수 있다.At this time, the nitrate solution transfer pump and the nitrate solution dilution tank, and between the nitrate solution diluent injection pump and the nitrate solution diluent injection well may be configured to further include a total flow meter.
또한. 상기 고상 질산염 주입장치는 [도 4]를 참조하면, 수평 원통형 하우징(1)과, 상기 하우징 내부에 회전 축설되는 스크류 샤프트(2) 및 스크류 블레이드(3)와, 상기 하우징 일단 상부에 설치되는 고상 질산염 저장 호퍼(4)와, 상기 하우징 타단 하부에 설치되는 주입 슈트(5)를 포함하여 구성된다.Also. Referring to FIG. 4, the solid nitrate injector includes a horizontal
상기 고상 질산염 주입장치는 주입용량이 0.1 ㎥/hr 이상인 것을 사용하는 것이 장비의 운용효율 및 정화효율 면에서 바람직하다.The solid nitrate injection device is preferably used in the injection capacity of 0.1
상기에서 사용되는 질산염은 질산나트륨 또는 질산칼륨인 것이 바람직한 바, 질산나트륨은 질산소다(Nitrate of soda)라고도 하며, 나트륨 이온과 질산 이온의 이온 결합으로 형성된 흰색의 결정이다. 천연으로 칠레의 태평양 연안에서 발견된 칠레초석을 정제하여 얻었으나 근래에는 공업적으로 질산에 탄산나트륨이나 수산화나트륨을 반응시켜 얻는다. 특히, 질산나트륨은 주로 비료로 쓰이므로 본 발명에서 혐기성 미생물 영양기질로 사용되며 아울러 비료로 사용되고, 또한, 질산칼륨은 짠 맛과 청량미가 느껴지며 냄새가 없는 물질로서 소시지, 햄, 그 밖의 식육가공품에 식품첨가물로 많이 쓰여 육류의 색을 보존하는 역할을 하며 식물에 질소를 공급하여 생장을 돕는 비료로 사용하기도 하므로 상기 질산나트륨과 질산칼륨은 환경적 문제점이 전혀 없는 것이 장점이다.The nitrate used in the above is preferably sodium nitrate or potassium nitrate. Sodium nitrate is also called sodium nitrate (Nitrate of soda), a white crystal formed by the ionic bond of sodium ions and nitrate ions. Naturally, it was obtained by refining Chilean fossils found in Chile's Pacific coast, but recently it is industrially obtained by reacting nitric acid with sodium carbonate or sodium hydroxide. In particular, since sodium nitrate is mainly used as a fertilizer, it is used as an anaerobic microbial nutrient substrate in the present invention, and also used as a fertilizer. In addition, potassium nitrate is a salty taste and a refreshing taste, and has no smell. Sausage, ham, and other processed meat products Sodium nitrate and potassium nitrate have the advantage that there is no environmental problem because it is used as a food additive in preserving the color of meat and also used as a fertilizer to support the growth by supplying nitrogen to plants.
상기와 같은 본 발명의 지중 오염물질의 호기성 및 혐기성 미생물에 의한 현장생물학적 정화 및 모니터링 시스템은 호기성/혐기성 생분해 동시유도를 위한 용존산소 및 질산성 질소를 주입함으로써 탄화수소화합물(hydrocarbon) 또는 페놀류의 오염물질을 호기 및 혐기분해를 촉진하게 된다.In situ biological purification and monitoring system of aerobic and anaerobic microorganisms of underground pollutants of the present invention as described above, by injecting dissolved oxygen and nitrate nitrogen for simultaneous induction of aerobic / anaerobic biodegradation of hydrocarbon compounds or phenols Will promote aerobic and anaerobic digestion.
한편, 본 발명의 지중 오염물질의 호기성 및 혐기성 미생물에 의한 현장생물학적 정화 및 모니터링 시스템에서 사용되는 실시간 오염도 측정장치는 [도 5]에 도시한 바와 같이, 상기 복수의 질산염 용액희석액 주입관정으로부터 펌핑되는 지하수를 샘플링 채취하여 저장하기 위한 1차 샘플링수조와, 상기 1차 샘플링수조로부터 펌핑되는 지하수의 이물질을 필터링하기 위한 필터프레스와, 상기 필터프레스를 거친 지하수를 저장하기 위한 2차 샘플링수조와, 상기 2차 샘플링수조로부터 지하수를 일정량 샘플링 채취하기 위한 정량펌프와, 상기 정량펌프로부터 채취된 지하수 샘플을 수용하기 위한 바이알과, 상기 지하수가 수용된 바이알에 메탄올을 투입하여 혼합되도록 하기 위한 메탄올주입노즐과, 상기 메탄올이 혼합되어 수용된 바이알을 진동시켜 지하수 및 메탄올을 균일하게 혼합되도록 하기 위한 진동장치와, 상기 진동완료된 바이알로부터 일정량 채취된 지하수 및 메탄올 혼합물이 주입되어 오염물질을 분석하기 위한 GC/MS 오염도 측정장치를 포함하여 구성된다.On the other hand, the real-time pollution degree measuring device used in the on-site biological purification and monitoring system by aerobic and anaerobic microorganisms of underground pollutants of the present invention is pumped from the plurality of nitrate solution diluent injection well as shown in FIG. A primary sampling tank for sampling and storing ground water, a filter press for filtering foreign substances of ground water pumped from the primary sampling tank, a secondary sampling tank for storing ground water having passed through the filter press, and A metering pump for sampling a predetermined amount of groundwater from a secondary sampling tank, a vial for accommodating groundwater samples collected from the metering pump, a methanol injection nozzle for mixing methanol into the vial containing the groundwater; The methanol is mixed to vibrate the received vial And a vibration device to be uniformly mixed with sewage and methanol, is injected into the ground water and the methanol mixture is collected from the vibration amount is complete, the vial comprises a GC / MS contamination measuring apparatus for analyzing pollutants.
상기 GC/MS 오염도 측정장치는, 일반적으로, 가스크로마토그래프(GC)/질량분석기(Mass Spectrometer, MS)로서 유기화합물의 정성 및 정량 분석이 가능한 분석장치이다. GC의 컬럼에서 분리된 분자는 진공상태의 MS에서 이온화되어 분자구조가 깨지는데, 각 물질마다 고유한 질량 스펙트럼을 가지게 되므로 이를 이용하여 어떤 성분이 얼마나 함유되어 있는지 알수 있다.The GC / MS contamination measuring device is generally a gas chromatograph (GC) / mass spectrometer (MS) is an analyzer capable of qualitative and quantitative analysis of organic compounds. The molecules separated in the column of the GC are ionized in a vacuum MS to break the molecular structure, and each substance has its own mass spectrum, so it can be used to determine how many components are contained.
상기 GC/MS 오염도 측정장치를 이용하여 오염물질의 오염도를 측정하기 위하여는 측청샘플의 전처리가 필요한데, 이를 위하여 본 발명에서는 상기 복수의 질산염 용액희석액 주입관정으로부터 펌핑되는 지하수를 샘플링 채취하여 저장하기 위한 1차 샘플링수조와, 상기 1차 샘플링수조로부터 펌핑되는 지하수의 이물질을 필터링하기 위한 필터프레스와, 상기 필터프레스를 거친 지하수를 저장하기 위한 2차 샘플링수조와, 상기 2차 샘플링수조로부터 지하수를 일정량 샘플링 채취하기 위한 정량펌프와, 상기 정량펌프로부터 채취된 지하수 샘플을 수용하기 위한 바이알과, 상기 지하수가 수용된 바이알에 메탄올을 투입하여 혼합되도록 하기 위한 메탄올주입노즐과, 상기 메탄올이 혼합되어 수용된 바이알을 진동시켜 지하수 및 메탄올을 균일하게 혼합되도록 하기 위한 진동장치에 의하여 측청샘플을 전처리하게 된다.In order to measure the contamination level of the pollutants using the GC / MS pollution degree measuring device, pretreatment of the side samples is required. A primary sampling tank, a filter press for filtering foreign substances in the groundwater pumped from the primary sampling tank, a secondary sampling tank for storing the groundwater having passed through the filter press, and a predetermined amount of groundwater from the secondary sampling tank. A metering pump for sampling and sampling, a vial for accommodating groundwater samples collected from the metering pump, a methanol injection nozzle for injecting methanol into the vial containing the groundwater, and a vial in which the methanol is mixed Vibration to uniformly mix groundwater and methanol Pre-treatment of the side samples by the vibration device to ensure that.
이때, 상기 1차 샘플링수조와, 필터프레스와, 2차 샘플링수조와, 정량펌프와, 바이알은 오염도 측정이 완료된 후, 메탄올에 의해 1차 세척되고, 증류수에 의해 2차 세척되어 선 측정된 오염도를 배제하고, 향후 측정되는 측청샘플의 정확한 오염도를 측정할 수 있게 된다.At this time, the first sampling tank, the filter press, the second sampling tank, the metering pump, and the vial are first washed with methanol, and then secondly washed with distilled water, and then the measured contamination is measured. Except for this, it is possible to measure the exact contamination level of the measured side samples.
아울러, 본 발명의 지중 오염물질의 호기성 및 혐기성 미생물에 의한 현장생물학적 정화 및 모니터링 시스템은 상기 실시간 오염도 측정장치로부터 측정된 일정기간의 오염도 데이터와 다음 지수함수에 의한 정화기간산출알고리즘이 반영된 프로그램에 의하여 오염도를 모니터링하고 정화기간을 산출하기 위한 정화기간 모니터링 장치를 포함하여 구성되어 목표로 하는 정화기간을 산출할 수 있다.In addition, the on-site biological purification and monitoring system of aerobic and anaerobic microorganisms of the underground pollutants of the present invention by the program reflecting the purification period calculation algorithm based on the pollutant data for a certain period and the next index function measured from the real-time pollution measurement device It can be configured to include a purification period monitoring device for monitoring the pollution degree and to calculate the purification period can calculate the target purification period.
C: 일정기간 경과 후 지하수 오염도(mg/L)C: Groundwater contamination after a certain period of time (mg / L)
C0: 초기 지하수 오염도(mg/L)C 0 : initial groundwater contamination (mg / L)
K: 저감계수(day-1) K: Reduction Factor (day -1 )
T: 시간(day)T: day
즉, 과거 일정기간 경과 후 지하수 오염도(mg/L)(C)와 초기 지하수 오염도(mg/L)(C0)로부터 저감계수(day-1)(K)를 산출한 후, 일정기간(day) 후의 오염도를 산출할 수 있으며, 이를 지수함수에 의한 그래프로 출력하여 상기 그래프로부터 정화목표 오염도를 설정하고 상기 정화목표 오염도를 달성하기 위한 기간을 정화기간 으로 산출할 수 있다.In other words, after calculating the reduction factor (day -1 ) (K) from the groundwater pollution level (mg / L) (C) and the initial groundwater pollution level (mg / L) (C 0 ) after a certain period of time in the past, ), The degree of pollution can be calculated, and this can be output as a graph by an exponential function to set the degree of purification target pollution from the graph and to calculate the period for achieving the degree of purification pollution as the purification period.
이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make various modifications and changes without departing from the essential characteristics of the present invention. Accordingly, the drawings disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these drawings. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
Claims (5)
고상 혐기성 미생물기질인 고상 질산염 용해 용수공급을 위한 지하수 추출 관정 또는 공업용수 배관과;
고상 질산염 주입장치와;
상기 지하수 추출 관정 또는 공업용수 배관으로부터 주입된 지하수 또는 공업용수와 상기 고상 질산염 주입장치로부터 주입된 고상 질산염을 균질하게 교반 혼합 용해하는 질산염 용해조와;
호기성미생물의 성장과 활동을 촉진시키기 위하여 상기 질산염 용해조의 질산염 용액에 산소를 공급하기 위한 에어블로어와;
상기 질산염 용해조로부터 산소가 용존된 질산염 용액을 펌핑하여 질산염 용액희석조로 이송하는 질산염 용액이송펌프와;
상기 질산염 용액이송펌프에 의해 이송되는 질산염 용액을 추가의 용수로 희석시키기 위한 질산염 용액희석조와;
상기 질산염 용액희석조로부터 질산염 용액희석액을 주입관정으로 주입하기 위한 질산염 용액희석액 주입펌프와;
상기 질산염 용액희석액 주입펌프로부터 주입된 질산염 용액희석액을 지중으로 확산시키기 위하여 분기관으로 연결되는 복수의 질산염 용액희석액 주입관정과;
상기 복수의 질산염 용액희석액 주입관정에 연결설치되는 실시간 오염도 측정장치;를 포함하여 구성되되,
상기 고상 질산염 주입장치는 원통형 하우징과, 상기 하우징 내부에 회전 축설되는 스크류 샤프트 및 스크류 블레이드와, 상기 하우징 일단 상부에 설치되는 고상 질산염 저장 호퍼와, 상기 하우징 타단 하부에 설치되는 주입 슈트를 포함하여 구성되고,
상기 실시간 오염도 측정장치는 상기 복수의 질산염 용액희석액 주입관정으로부터 펌핑되는 지하수를 샘플링 채취하여 저장하기 위한 1차 샘플링수조와;
상기 1차 샘플링수조로부터 펌핑되는 지하수의 이물질을 필터링하기 위한 필터프레스와;
상기 필터프레스를 거친 지하수를 저장하기 위한 2차 샘플링수조와;
상기 2차 샘플링수조로부터 지하수를 일정량 샘플링 채취하기 위한 정량펌프와;
상기 정량펌프로부터 채취된 지하수 샘플을 수용하기 위한 바이알과;
상기 지하수가 수용된 바이알에 메탄올을 투입하여 혼합되도록 하기 위한 메탄올주입노즐과;
상기 메탄올이 혼합되어 수용된 바이알을 진동시켜 지하수 및 메탄올을 균일하게 혼합되도록 하기 위한 진동장치와;
상기 진동완료된 바이알로부터 일정량 채취된 지하수 및 메탄올 혼합물이 주입되어 오염물질을 분석하기 위한 GC/MS 오염도 측정장치;를 포함하고,
상기 1차 샘플링수조와, 필터프레스와, 2차 샘플링수조와, 정량펌프와, 바이알은 오염도 측정이 완료된 후, 메탄올에 의해 1차 세척되고, 증류수에 의해 2차 세척되며,
상기 실시간 오염도 측정장치로부터 측정된 일정기간의 오염도 데이터와 다음 지수함수에 의한 정화기간산출알고리즘이 반영된 프로그램에 의하여 오염도를 모니터링하고 정화기간을 산출하기 위한 정화기간 모니터링 장치를 포함하되, 상기 정화기간산출알고리즘이 반영된 프로그램은, 일정기간 경과 후 지하수 오염도(mg/L)(C)와 초기 지하수 오염도(mg/L)(C0)로부터 저감계수(day-1)(K)를 산출한 후, 일정기간(day) 후의 오염도를 산출한 후, 이를 지수함수에 의한 그래프로 출력하여 상기 그래프로부터 정화목표 오염도를 설정하고 상기 정화목표 오염도를 달성하기 위한 기간을 정화기간으로 산출하는 것을 특징으로 하는 지중 오염물질의 호기성 및 혐기성 미생물에 의한 현장생물학적 정화 및 모니터링 시스템
C: 일정기간 경과 후 지하수 오염도(mg/L)
C0: 초기 지하수 오염도(mg/L)
K: 저감계수(day-1)
T: 시간(day)In the biological purification system of contaminants of hydrocarbon compounds or phenols by in situ treatment,
A groundwater extraction well or industrial water pipe for supplying solid nitrate dissolved water which is a solid anaerobic microorganism substrate;
Solid nitrate injectors;
A nitrate dissolving tank for uniformly stirring and dissolving ground water or industrial water injected from the groundwater extraction well or industrial water pipe and solid nitrate injected from the solid nitrate injector;
An air blower for supplying oxygen to the nitrate solution of the nitrate dissolving tank to promote growth and activity of aerobic microorganisms;
A nitrate solution transfer pump for pumping the oxygen dissolved nitrate solution from the nitrate dissolution tank and transferring the nitrate solution to the nitrate solution dilution tank;
A nitrate solution dilution tank for diluting the nitrate solution carried by the nitrate solution transfer pump with additional water;
A nitrate solution diluent injection pump for injecting nitrate solution diluent from the nitrate solution dilution tank into an injection tube;
A plurality of nitrate solution diluent injection tubes connected to branch pipes to diffuse the nitrate solution diluent injected from the nitrate solution diluent injection pump into the ground;
It is configured to include; real-time pollution degree measuring device is connected to the plurality of nitrate solution dilution injection injection
The solid nitrate injector includes a cylindrical housing, a screw shaft and a screw blade rotated and disposed inside the housing, a solid nitrate storage hopper installed at one end of the housing, and an injection chute installed at the lower end of the housing. Become,
The apparatus for measuring the real-time pollution level includes: a primary sampling tank for sampling and storing groundwater pumped from the plurality of nitrate solution dilution injection wells;
A filter press for filtering foreign substances in the ground water pumped from the primary sampling tank;
A secondary sampling tank for storing the groundwater that has passed through the filter press;
A fixed-quantity pump for sampling a predetermined amount of groundwater from the secondary sampling tank;
A vial for receiving groundwater samples collected from the metering pump;
A methanol injection nozzle for mixing methanol into the vial containing the ground water;
A vibrator for mixing the methanol mixed with the vial to mix the groundwater and methanol;
And a GC / MS pollution degree measuring device for analyzing a pollutant by injecting a groundwater and methanol mixture collected from the vibrating-completed vial.
The first sampling tank, filter press, the second sampling tank, the metering pump, and the vial are first washed with methanol and secondly washed with distilled water after the contamination measurement is completed.
And a purification period monitoring device for monitoring pollution levels and calculating a purification period by a program in which pollution degree data of a predetermined period measured from the real-time pollution degree measuring device and a purification period calculation algorithm based on a next index function are reflected, and calculating the purification period. The program reflecting the algorithm calculates the reduction factor (day -1 ) (K) from the groundwater contamination (mg / L) (C) and the initial groundwater pollution (mg / L) (C 0 ) after a certain period of time. After calculating the pollution degree after the day (day), and outputs it as a graph by the exponential function to set the purification target pollution degree from the graph and calculate the period for achieving the purification target pollution degree as the purification period In situ biological purification and monitoring system by aerobic and anaerobic microorganisms of materials
C: Groundwater contamination after a certain period of time (mg / L)
C 0 : initial groundwater contamination (mg / L)
K: Reduction Factor (day -1 )
T: day
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