WO2014084507A1 - 아임계수를 이용한 오염토양 정화장치 - Google Patents

아임계수를 이용한 오염토양 정화장치 Download PDF

Info

Publication number
WO2014084507A1
WO2014084507A1 PCT/KR2013/009466 KR2013009466W WO2014084507A1 WO 2014084507 A1 WO2014084507 A1 WO 2014084507A1 KR 2013009466 W KR2013009466 W KR 2013009466W WO 2014084507 A1 WO2014084507 A1 WO 2014084507A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
water
reactor
subcritical
contaminated soil
subcritical water
Prior art date
Application number
PCT/KR2013/009466
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
박정훈
조영태
Original Assignee
전남대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 전남대학교산학협력단 filed Critical 전남대학교산학협력단
Publication of WO2014084507A1 publication Critical patent/WO2014084507A1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
    • B09C1/02—Extraction using liquids, e.g. washing, leaching, flotation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
    • B09C1/06—Reclamation of contaminated soil thermally

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus for purifying contaminated soil, and more particularly, to an apparatus for purifying soil contaminated with chemicals such as oils, heavy metals, polycyclic aromatic hydrocarbons, gunpowder, and pesticides using subcritical water. .
  • Subcritical water called the ideal low-cost "green” solvent
  • the ideal low-cost “green” solvent has a wide range of temperatures and pressures, and the water properties vary widely under these conditions. For example, the polarity, viscosity, surface tension and the like of the water can be changed rapidly. By using these various characteristics, there is a great advantage that the effect of extracting and removing contaminants from soil without using a conventional chemical solvent.
  • water has a boiling point of 100 ° C. at 1 atmosphere. However, at high pressure, the liquid state is maintained even if the temperature is raised. Water with this condition is called subcritical water. If the temperature is raised above 374 °C, it becomes supercritical water.
  • Subcritical water used in the present invention is water in the temperature range 100 ⁇ 374 °C, pressure 4 ⁇ 400bar.
  • Soil washing technology is a technique that separates and treats contaminated soil by using an appropriate detergent to separate harmful organic pollutants bound to soil particles. It is a restoration technology that removes semi-volatile contaminants. Soil physicochemical properties affect the desorption rate, bioavailability, etc., and also affect the cleanup and restoration of contaminated soils.
  • the application of these techniques requires the selection of an appropriate cleaning agent, incurs secondary treatment costs for dissolved contaminants, and in the case of semi-volatile contaminants, the treatment time is long and inefficient.
  • the present applicant has disclosed a method for purifying contaminated soil using subcritical water of Korean Patent No. 1038686 to solve the above problems.
  • the prior art has a problem that the contaminants separated through the reactor and the separator passes through the rear pressure regulator, causing frequent clogging and failure of the rear pressure regulator.
  • the prior art has a problem that the pressure load is increased due to the internal pressure or the rear pressure regulator does not reach the target pressure.
  • the prior art has a problem that it is impossible to reuse the water extracted with subcritical water.
  • Patent Document 1 Korean Registered Patent No. 1038686 (2011.05.03)
  • an object of the present invention is to provide a soil purification apparatus using a sub-critical water that can prevent the overload of the pressure regulator and reuse the water extracted with sub-critical water.
  • Soil purification apparatus 1000 using the subcritical water of the present invention includes a water tank (10) for storing water; A pump 20 for pressurizing the water transferred from the water tank 10; A storage tank 30 for storing water transferred from the pump 20; Dispensing transfer unit 40 for distributing and transferring the water transferred from the storage tank 30 to the water tank (10) and the pressure regulator (50); A pressure regulator (50) for pressurizing or depressurizing the water transferred from the distribution transfer machine (40) to a pressure condition of a subcritical state; A preheater 60 for heating the water transferred from the pressure regulator 50 to a subcritical temperature condition to generate subcritical water (subcritical water); And a reactor (70) for removing the contaminants from the contaminated soil by passing the subcritical water transferred from the preheater (60) to the contaminated soil loaded therein to generate the purified soil.
  • the soil purification apparatus 1000 using the subcritical water is a heat exchanger 80 for cooling the subcritical water mixed with contaminants conveyed from the reactor 70 to produce water of room temperature mixed with contaminants; Specific gravity of the room temperature mixed with contaminants transported from the heat exchanger 80 is selected by the difference in specific gravity to discharge the precipitate to the outside and discharge the room temperature of the mixed water to the flow rate regulator 100 (90) ); A flow rate controller 100 which constantly adjusts the flow rate of the water at room temperature mixed with the suspended matter transferred from the specific gravity separator 90; And a density separator (110) for sorting the water at room temperature mixed with the suspended matter transported from the flow rate regulator (100) by the difference in density to discharge the suspended matter to the outside and for discharging the water at room temperature to the water tank (10). Characterized in that.
  • the reactor 70 is characterized in that it is operated in a continuous mode to pass the subcritical water transferred from the preheater 60 continuously to the contaminated soil loaded in the reactor 70.
  • the reactor 70 is characterized in that it is operated in a cycle mode for periodically passing the subcritical water transferred from the preheater 60 to the contaminated soil loaded in the reactor 70.
  • the reactor 70 is installed inside the reactor 70 and the mesh basket 71 loaded with contaminated soil, and the soil loaded on the mesh basket 71 is the preheater 60 and the heat exchanger. It characterized in that it comprises a filter 72 surrounding the predetermined portion of the mesh basket 71 so as not to be discharged to (80).
  • the mesh basket 71 is characterized in that it is installed detachably from the reactor (70).
  • the reactor 70 is in communication with the top of the reactor 70 is a reactor for drying the purified soil by discharging the steam generated by the water permeated into the purified soil loaded in the reactor 70 to the outside It characterized in that it comprises a drying valve (73).
  • the reactor 70 is a cooling coil 74-1 wound on the outer surface of the reactor 70, cooling means 74-2 for providing cooling heat to the cooling coil 74-1, and It characterized in that it comprises a cooling fan 75 is installed spaced apart from the reactor 70 by a predetermined interval.
  • the pressure regulator 50 and the preheater 60 characterized in that the water of the subcritical state having a pressure condition of 4bar to 400bar and a temperature condition of 100 to 374 degrees.
  • the specific gravity separator 90 is characterized in that it comprises a specific gravity separator discharge valve 91 in communication with the lower end of the specific gravity separator 90 to discharge the suspended matter that is not discharged to the sediment and the flow rate regulator (100).
  • the contaminated soil purification apparatus 1000 ⁇ using the subcritical water surrounds the preheater 60 and the reactor 70, and keeps the warmer 120 to heat by providing heat to the preheater 60 and the reactor 70. It characterized in that it further comprises.
  • the contaminated soil purification apparatus using subcritical water is composed of a water tank, a pump, a storage tank, and a dispensing conveyer, so that the amount of water transferred to the pressure regulator using the dispensing conveyer can be adjusted to overload the pressure regulator. There is an effect that can be prevented.
  • the contaminated soil purification apparatus using subcritical water is composed of a reactor, a heat exchanger, a specific gravity separator, a flow rate regulator, a density separator, it is possible to reuse the water extracted with subcritical water.
  • the reactor according to the present invention is configured by the reactor drying valve, there is an effect that can easily dry the purified soil loaded on the reactor.
  • the reactor according to the present invention is configured by the cooling coil, the cooling means, and the cooling fan, there is an effect that can prevent overheating of the reactor due to the subcritical water.
  • the specific gravity separator according to the present invention is configured by the specific gravity separator discharge valve, there is an effect that can easily discharge the pollutants remaining in the specific gravity separator.
  • the contaminated soil purification apparatus using subcritical water according to the present invention is configured by the warmer, the temperature of the subcritical water located inside the preheater and the reactor is effective to maintain the subcritical state of the subcritical water easily have.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a contaminated soil purification apparatus using subcritical water according to the present invention
  • Figure 2 is a schematic diagram showing a contaminated soil purification apparatus using subcritical water according to Example 1 of the present invention
  • FIG. 3 is a schematic view showing a contaminated soil purification apparatus using subcritical water according to a second embodiment of the present invention
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a contaminated soil purification apparatus using subcritical water according to the present invention.
  • the contaminated soil purification apparatus 1000 using subcritical water includes a water tank 10, a pump 20, a storage tank 30, a distribution transporter 40, and a pressure regulator 50.
  • Preheater 60, reactor 70, heat exchanger 80, specific gravity separator 90, flow rate controller 100, density separator 110 is configured to include.
  • the components for generating the subcritical water are the water tank 10, the pump 20, the storage tank 30, the distribution transfer machine 40, the pressure regulator (50), the preheater (60), the component for purifying the contaminated soil using subcritical water is a reactor (70), and the components for recycling the subcritical water mixed with contaminants back into water are heat exchangers (80), Specific gravity separator 90, flow rate regulator 100, density separator 110.
  • the water tank 10 is a water tank 10 in which water for generating subcritical water is stored. At this time, the water stored in the water tank 10 may be water having a low inorganic content or water recycled in the process.
  • the pump 20 pressurizes the water transferred from the water tank 10, and thus a detailed description thereof will be omitted since it uses a conventional industrial pump 20.
  • the storage tank 30 stores the water transferred from the pump 20. More specifically, the storage tank 30 temporarily stores (stores) the water pressurized by the pump 20.
  • the distribution transfer device 40 distributes and transfers the water transferred from the storage tank 30 to the water tank 10 and the pressure regulator 50, and may be configured as a three-way solenoid valve, but the present invention is not limited thereto.
  • the distribution transfer machine 40 may be provided with a distribution sensor (not shown) for controlling the distribution ratio of water.
  • the distribution sensor controls the rate at which the distribution transporter 40 distributes the water to the water tank 10 and the pressure regulator 50 to prevent the large amount of water from being transferred to the pressure controller 50.
  • the contaminated soil purification apparatus using subcritical water is composed of a water tank, a pump, a storage tank, and a dispensing conveyer, so that the amount of water transferred to the pressure regulator using the dispensing conveyer can be adjusted to overload the pressure regulator. There is an effect that can be prevented.
  • the pressure regulator 50 pressurizes and depressurizes the water transferred from the distribution transfer machine 40 under the pressure condition of the subcritical state.
  • the pressure condition of the subcritical state of water may be 4 bar ⁇ 400bar, more preferably 4bar ⁇ 100bar.
  • the preheater 60 generates the subcritical water by heating the water transferred from the pressure regulator 50 to the temperature condition of the subcritical state.
  • the temperature condition of the subcritical state of water may be 100 to 374 degrees, more preferably 100 to 275 degrees.
  • the reactor 70 removes the contaminants from the contaminated soil by passing the subcritical water transferred from the preheater 60 to the contaminated soil loaded therein, and generates the purified water, and the heat exchanger 80 To be discharged.
  • the reactor 70 may be operated in a continuous mode in which the subcritical water is continuously passed through the contaminated soil loaded in the reactor 70, but it is operated in a cycle mode in which the subcritical water is repeatedly passed at a predetermined time interval. desirable. This is because the operation of the reactor 70 in the periodic mode can maximize the removal rate of pollutants in the contaminated soil than operating in the continuous mode. This will be described in more detail in the following Comparative Examples and Examples.
  • the reactor 70 includes a mesh basket 71, a filter 72, a reactor drying valve 73, a cooling coil 74-1, a cooling means 74-2, and a cooling fan 75. do.
  • the mesh basket 71 is formed in a shape corresponding to the inside of the reactor 70 so that the contaminated soil is loaded and installed inside the reactor 70.
  • the mesh basket 71 is detachably installed in the reactor 70, and a door (not shown) may be installed and detached from an outer surface of the reactor 70.
  • the filter 72 covers a predetermined portion communicating with the preheater 60 and the heat exchanger 80 of the mesh basket 71 so that the contaminated soil loaded on the mesh basket 71 is not discharged to the heat exchanger 80.
  • the reactor drying valve 73 is in communication with the top of the reactor 70 serves to dry the purified soil by discharging the steam generated by the subcritical water permeated into the purified soil loaded in the metal basket to the outside.
  • the cooling coil 74-1, the cooling means 74-2, and the cooling fan 75 prevent the reactor 70 from being overheated by the subcritical water transferred from the preheater 60 and completing the purification process of the contaminated soil. After the high temperature state of the reactor 70 is configured for cooling to room temperature.
  • the cooling coil 74-1 is wound in a spring form on the outer surface of the reactor 70 and may be made of a metal material having high thermal conductivity.
  • the cooling means 74-2 is connected to both ends of the cooling coil 74-1 to conduct cold heat to both ends of the cooling coil 74-1 to provide cooling heat.
  • the cooling fan 75 is spaced apart from the reactor 70 by a predetermined distance to provide cold air to the reactor 70.
  • the reactor according to the present invention is configured by the reactor drying valve, there is an effect that can easily dry the purified soil loaded on the reactor.
  • the reactor according to the present invention is configured by the cooling coil, the cooling means, and the cooling fan, there is an effect that can prevent overheating of the reactor due to the subcritical water.
  • the specific gravity separator 90 selects water at room temperature mixed with contaminants transferred from the heat exchanger 80 by specific gravity difference, discharges sediment to the outside, and discharges water at room temperature mixed with suspended matter to the flow rate controller 100.
  • the specific gravity separator 90 may be configured to include a specific gravity separator discharge valve 91.
  • the specific gravity separator discharge valve 91 communicates with the lower end of the specific gravity separator 90 to discharge the precipitate to the outside, and also discharges the suspended matter not discharged from the specific gravity separator 90 to the flow rate regulator 100 to the outside together with the precipitate. .
  • the specific gravity separator according to the present invention is configured by the specific gravity separator discharge valve, it is possible to easily discharge the pollutants remaining in the specific gravity separator.
  • the flow rate controller 100 constantly adjusts the flow rate of the water at room temperature mixed with the suspended matter transported from the specific gravity separator 90 to constantly adjust the pressure of the water at room temperature mixed with the suspended matter transported from the specific gravity separator 90.
  • the flow rate regulator 100 may be configured as a needle valve, but the present invention is not limited thereto.
  • the density separator 110 sorts the water at room temperature mixed with the suspended matter transported from the flow rate controller 100 by the difference in density to discharge the suspended matter to the outside and discharges the water at room temperature to the water tank 10. That is, the water is recycled again.
  • the contaminated soil purification apparatus using subcritical water is composed of a reactor, a heat exchanger, a specific gravity separator, a flow rate regulator, a density separator, it is possible to reuse the water extracted with subcritical water.
  • the soil to be purified is loaded into the mesh basket 71, and a predetermined portion of the mesh basket 71 is covered with the basket filter 72, and then the mesh basket 71 and the basket filter 72 are placed in the reactor 70. Install inside.
  • the distribution transfer unit 40 may transfer some of the water transferred from the storage tank 30 back to the water tank 10 so as not to overload the pressure regulator 50.
  • the subcritical water transferred to the reactor 70 is passed through the contaminated soil loaded in the mesh basket 71 inside the reactor 70 to remove contaminants from the contaminated soil, and the subcritical water mixed with contaminants is exchanged through a heat exchanger. Transfer to 80.
  • the reactor 70 may be operated in a continuous mode or a periodic mode.
  • the reactor 70 may be cooled by the cooling coil 74-1, the cooling means 74-2, and the cooling fan 75 so that excessive temperature rise due to the subcritical water may be prevented.
  • the water at room temperature mixed with the pollutants transferred to the gravity separator 90 is sorted by specific gravity difference, and the precipitate is discharged to the outside using the gravity separator discharge valve 91, and the water at room temperature mixed with the suspended matter is discharged. Transfer to the flow rate regulator (100). At this time, in the case where the floating material is not discharged to the flow rate regulator 100, it can be discharged to the outside with the sediment using the specific gravity separator discharge valve 91.
  • the water of the room temperature mixed with the suspended matter transported to the density separator 110 is sorted by the difference in density to discharge the suspended matter to the outside and the water of normal temperature to the water tank (10).
  • the residual petroleum total hydrocarbon concentration of the contaminated soil was measured as follows. Transfer the treated soil sample (about 10 g) to a 250 ml beaker, add enough sodium sulfate, mix well, and add 100 ml of dichloromethane for GC analysis. Extract for 3 minutes using an ultrasonic extractor and filter the extract with a 5B funnel. Concentrate the extract obtained by repeating this procedure twice with a rotary evaporator until it reaches 2 ml, add 0.3 g of silica gel to the concentrated extract to remove the interfering substances, shake and leave for 5 minutes, and then place the supernatant in a 2 ml vial. Transfer was performed by gas chromatography. Analysis conditions of gas chromatography are as follows.
  • Carrier gas (helium): 2 ml / min.
  • the waste lubricant contaminated soil was prepared, the contaminants of the waste lubricant contaminated soil were extracted, the total petroleum hydrocarbon TPH concentration was measured, and the calculated results are shown in Table 1 below.
  • 10 g of the waste lubricant contaminated soil is loaded into the reactor 70 using a mesh basket 71, and in a mode (continuously passing) to the waste lubricant contaminated soil loaded on the reactor 70 having a pressure of 50 bar and a temperature of 275 degrees.
  • the TPH concentration of the contaminants remaining in the waste lubricant contaminated soil loaded on the reactor 70 was calculated. Table 1 shows.
  • waste lubricating oil contaminated soil used sandy soil contaminated with waste lubricating oil, but the present invention is not limited thereto.
  • Example 2 is a schematic diagram showing a contaminated soil purification apparatus using subcritical water according to Example 1 of the present invention.
  • the contaminated soil purification apparatus 1000 ′ using subcritical water according to the first embodiment of the present invention further includes a warmer 120.
  • the warmer 120 surrounds the preheater 60 and the reactor 70 and includes an electric heater 121 installed therein, and heats the preheater 60 and the reactor 70 by using the electric heater. It is provided to maintain the subcritical water located in the preheater 60 and the reactor 70 at the temperature of the subcritical conditions.
  • the warmer 120 is installed at one end of the preheater 60 to measure the internal temperature of the preheater 60, and is installed at one end of the reactor 70 to provide the inside of the reactor 70. It may be configured to include a second temperature sensor 123 for measuring the temperature, by using the first temperature sensor 122 and the second temperature sensor 123, inside the preheater 60 and the reactor 70. The subcritical water located can be maintained at a more precise subcritical temperature.
  • the temperature of the subcritical water located inside the preheater and the reactor is kept warm, so that the subcritical state of the subcritical water is easily maintained. There is an effect that can be.
  • FIG. 3 is a schematic view showing a contaminated soil purification apparatus using subcritical water according to a second embodiment of the present invention.
  • the contaminated soil purifying apparatus 1000 ′′ using subcritical water according to Embodiment 2 of the present invention further includes a configuration including a pair of pressure gauges 131 and 132.
  • One pair of pressure gauges (131, 132) is installed between the pressure regulator 50 and the preheater 60 to measure the pressure of the water transferred from the pressure regulator 50 to the preheater 60, the other specific gravity It is installed in the separator (90) and measures the pressure of the water at room temperature mixed with contaminants transferred from the reactor (70) to the specific gravity separator (90), if the pressure measurement value is more than 400bar to detect the operation of all components Stop it.
  • the pair of pressure gauges 131 and 132 measure the pressure of water flowing into the reactor 70 and the pressure of water flowing out of the reactor 70 (at room temperature mixed with contaminants), and the pressure measurement value is 400 bar. If abnormal, it detects this and stops the operation of all components, thereby acting to prevent the explosion of the pressure of the reactor 70 is excessively increased.
  • cooling means 75 cooling fan
  • first temperature sensor 123 second temperature sensor

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

본 발명은 물이 저장되는 수조; 상기 수조로부터 이송된 물을 가압하는 펌프; 상기 펌프로부터 이송된 물을 저류하는 저류조; 상기 저류조로부터 이송된 물을 상기 수조와 압력조절기로 분배이송하는 분배이송기; 상기 분배이송기로부터 이송된 물을 아임계 상태의 압력조건으로 가압 또는 감압하는 압력조절기 상기 압력조절기로부터 이송된 물을 아임계 상태의 온도조건으로 가열하여 아임계수(아임계 상태의 물)를 생성하는 예열기; 및 상기 예열기로부터 이송된 아임계수를 내부에 적재된 오염토양에 통과시켜 오염토양에서 오염물질을 제거하여 정화토양을 생성하는 반응기;를 포함하는 것을 특징으로 한다

Description

아임계수를 이용한 오염토양 정화장치
본 발명은 오염토양을 정화하는 장치에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게, 유류, 중금속류, 다환방향족탄화수소류, 화약류, 농약류 등의 화학물질로 오염된 토양을 아임계수를 이용하여 정화하는 장치에 관한 것이다.
이상적인 녹색용매(ideal low-cost "green" solvent)로 불리우는 아임계수(subcritical water)는 넓은 범위의 온도와 압력을 가지고 있으며, 이들 조건에서 물의 특성은 다양하게 변화한다. 예를 들어, 물의 극성, 점성, 표면장력 등의 특성을 급격히 변화시킬 수 있다. 이들 다양한 특성을 이용하여 기존의 화학용매를 사용하지 않고 토양으로부터 오염물질의 추출 제거효과를 가져올 수 있는 큰 장점이 있다.
일반적으로 물은 1 대기압에서 끓는점이 100℃이다. 그러나 고압상태에서는 온도를 올려도 액체상태를 유지한다. 이러한 상태를 가진 물을 아임계수라고 한다. 온도를 374℃이상으로 올리면 초임계수 상태로 된다. 본 발명에서 사용되는 아임계수(subcritical water)란 온도 100 ~ 374℃, 압력 4 ~ 400bar 범위의 물이다. 또한, 아임계수의 온도에 따른 유전상수(ε)는 2 ~ 50 범위 이내로 메탄올(ε= 32)및 에탄올(ε= 24) 등 유기용매와 비슷하기 때문에 아임계수와 비슷한 용해특성을 갖는다. 상온 상압상태 물의 유전상수는 ε= 79로 이 상태에서 물에 용해되지 않는 물질도 아임계 상태에서 용해, 추출될 수 있다.
해상에서의 원유유출과 선박전복사고로 인한 기름유출과 전국 주유소 및 유류저장탱크의 유출로 인한 토양오염이 빈번히 발생하고 있다. 이러한 오염토양에서 분자량이 크고 휘발성이 없는 고분자성 유류 및 벤젠고리가 두 개 이상으로 이루어진 화합물인 다환방향족탄화수소는 잔류성과 축적성을 가지고 있으며 난분해성 물질이다. 유류 및 PAHs로 오염된 토양을 환경 친화적으로 복원하기 위해서 생물학적인 방법과 물리화학적 방법이 많이 활용되고 있다.
종래 오염된 토양으로부터 유기 오염물질을 처리하는 주된 기술에는 토양세척, 증기추출 등의 방법이 있다. 토양세척 기술은 오염된 토양을 적절한 세척제를 사용하여 토양입자에 결합되어 있는 유해 유기오염물질을 분리시켜 처리하는 기법이고, 증기추출은 불포화 수층에서 토양을 진공펌프로 진공상태로 만들어 토양으로부터 휘발성, 준휘발성 오염물질을 제거하는 복원기술이다. 토양의 물리화학적 특성이 오염물질의 탈착속도, 생물학적 이용성 등에 영향을 미치며, 또한 오염토양의 정화 및 복원에도 영향을 미친다. 이러한 기술들을 적용 할 경우 적절한 세척제 선택이 필요하며, 용해된 오염물질에 대한 2차 처리 비용이 발생할 수 있으며, 준 휘발성 오염물질들인 경우 처리시간이 길어지고 비효율적인 단점이 있다.
또한, 이들 처리방법들은 고농도로 오염된 토양처리에 한계가 있으며, 고농도 오염토양은 일반적으로 소각처리를 한다. 소각처리의 경우 고비용으로 처리가 되며, 소각 후 대기 오염 방지를 위한 복잡한 처리시설이 요구된다.
이에 대해, 국내ㅇ외의 대학, 연구소, 산업체에서는 식품가공, 고분자 물질의 분해, 폐기물을 처리하기 위한 초(아)임계 유체에 의한 산화반응에 대한 연구가 많이 진행되었다. 초(아)임계 유체 내에 산소, 과산화수소 등을 첨가함으로써 산화반응을 극대화시킬 수 있다. 그러나 초(아)임계 유체 내에서 산화반응은 산화반응 장치에 대한 부식성이 증가하여 추출 및 반응 용기가 파괴되는 요인이 될 수 있고 부식방지를 위한 장치의 비용을 증가시킬 수 있다. 또한, 산화분해 반응에서 생성된 물질들로 인한 2차 처리도 필요한 상황이다. 반면에 산화반응을 억제한 아임계수에 의한 추출에서는 일정 압력을 유지하는 조건에서 물을 고온으로 증가시켜 유전상수 및 극성이 감소된 아임계수를 이용하여 토양 내 오염물질들을 효과적으로 추출한다. 이는 산화반응과 달리 환경 내 오염물질을 추출하는데 있어 사용되는 유기 용매량을 획기적으로 줄일 수 있고, 유기오염물의 분해를 최소화시키고, 처리 후 과정이 단순한 특징이 있는 토양 정화 방법이다. 유기성 오염물질로 오염된 토양을 환경 친화적으로 복원하기 위해서 기존 방법들의 한계를 극복하고, 순수한 물을 이용하여 오염물질을 제거하고, 잔류성 오염물질의 제거 효율을 높이고, 경제적으로 처리할 수 있도록 아임계수를 이용한 토양정화장치에 대한 개발이 여전히 요구되고 있다.
이에 대해 본 출원인은 한국등록특허 제1038686의 아임계수를 이용한 오염토양 정화 방법을 개시하여 상술한 문제점을 해결하려고 하였다.
그러나 종래기술은 반응기 및 분리기를 통해 분리된 오염물질이 후방 압력조절기를 통과하면서 후방 압력조절기의 막힘과 고장이 잦은 문제점이 있다.
또한, 종래기술은 후방 압력조절기가 목표압력에 도달하지 못하거나 내부 막힘으로 인해 압력 부하가 증가되는 문제점이 있다.
특히, 종래기술은 아임계수로 추출된 물의 재사용이 불가능한 문제점이 있다.
따라서 상술한 문제점을 해결하기 위한 다양한 아임계수를 이용한 토양정화장치의 개발이 필요한 실정이다.
(선행기술문헌)
(특허문헌 1) 한국등록특허 제1038686호 (2011.05.03)
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 압력조절기의 과부하를 방지할 수 있고 아임계수로 추출된 물의 재사용이 가능한 아임계수를 이용한 토양정화장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 아임계수를 이용한 토양정화장치(1000)는 물이 저장되는 수조(10); 상기 수조(10)로부터 이송된 물을 가압하는 펌프(20); 상기 펌프(20)로부터 이송된 물을 저류하는 저류조(30); 상기 저류조(30)로부터 이송된 물을 상기 수조(10)와 압력조절기(50)로 분배이송하는 분배이송기(40); 상기 분배이송기(40)로부터 이송된 물을 아임계 상태의 압력조건으로 가압 또는 감압하는 압력조절기(50); 상기 압력조절기(50)로부터 이송된 물을 아임계 상태의 온도조건으로 가열하여 아임계수(아임계 상태의 물)를 생성하는 예열기(60); 및 상기 예열기(60)로부터 이송된 아임계수를 내부에 적재된 오염토양에 통과시켜 오염토양에서 오염물질을 제거하여 정화토양을 생성하는 반응기(70);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 아임계수를 이용한 토양정화장치(1000)는 상기 반응기(70)로부터 이송된 오염물질이 혼합된 아임계수를 냉각하여 오염물질이 혼합된 상온의 물을 생성하는 열교환기(80); 상기 열교환기(80)로부터 이송된 오염물질이 혼합된 상온의 물을 비중차이에 의해 선별하여 침전물을 외부로 배출하고 부유물이 혼합된 상온의 물을 유속조절기(100)로 배출하는 비중선별기(90); 상기 비중선별기(90)로부터 이송된 부유물이 혼합된 상온의 물의 유속을 일정하게 조절하는 유속조절기(100); 및 상기 유속조절기(100)로부터 이송된 부유물이 혼합된 상온의 물을 밀도차이에 의해 선별하여 부유물을 외부로 배출하고 상온의 물을 상기 수조(10)로 배출하는 밀도분리기(110);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 반응기(70)는 상기 예열기(60)로부터 이송된 아임계수를 상기 반응기(70)의 내부에 적재된 오염토양에 연속적으로 통과시키는 연속모드로 작동되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 반응기(70)는 상기 예열기(60)로부터 이송된 아임계수를 상기 반응기(70)의 내부에 적재된 오염토양에 주기적으로 통과시키는 주기모드로 작동되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 반응기(70)는 상기 반응기(70)의 내부에 설치되며 오염토양이 적재되는 메쉬바스켓(71)과, 상기 메쉬바스켓(71)에 적재된 오염토양이 상기 예열기(60)와 열교환기(80)로 배출되지 않도록 상기 메쉬바스켓(71)의 소정 부분을 둘러싸는 필터(72)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 메쉬바스켓(71)은 상기 반응기(70)에서 탈착 가능하게 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 반응기(70)는 상기 반응기(70)의 상단과 연통되어 상기 반응기(70)의 내부에 적재된 정화토양에 스며든 물에 의해 발생하는 증기를 외부로 배출하여 정화토양을 건조하는 반응기건조밸브(73)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 반응기(70)는 상기 반응기(70)의 외면에 감기는 냉각코일(74-1)과, 상기 냉각코일(74-1)에 냉열을 제공하는 냉각수단(74-2)와, 상기 반응기(70)와 일정간격 이격되어 설치되는 냉각팬(75)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 압력조절기(50)와 예열기(60)에 의해, 4bar 내지 400bar의 압력조건과 100도 내지 374도의 온도조건을 가진 아임계 상태의 물이 생성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 비중선별기(90)는 상기 비중선별기(90)의 하단과 연통되어 침전물과 유속조절기(100)로 배출되지 못한 부유물을 배출하는 비중선별기배출밸브(91)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 아임계수를 이용한 오염토양 정화장치(1000`)는 상기 예열기(60)와 반응기(70)를 둘러싸며, 상기 예열기(60)와 반응기(70)에 열을 제공하여 보온하는 보온기(120);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 본 발명에 따른 아임계수를 이용한 오염토양 정화장치는 수조, 펌프, 저류조, 및 분배이송기가 구성됨으로써, 분배이송기를 이용하여 압력조절기로 이송되는 물의 양의 조절이 가능하여 압력조절기의 과부하를 방지할 수 있는 효과가 있다.
특히, 본 발명에 따른 아임계수를 이용한 오염토양 정화장치는 반응기, 열교환기, 비중선별기, 유속조절기, 밀도분리기가 구성됨으로써, 아임계수로 추출된 물의 재사용이 가능한 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 반응기는 반응기건조밸브가 구성됨으로써, 반응기에 적재된 정화토양을 용이하게 건조할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 반응기는 냉각코일, 냉각수단, 및 냉각팬이 구성됨으로써, 아임계수로 인한 반응기의 과열을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 비중선별기는 비중선별기배출밸브가 구성됨으로써, 비중선별기에 잔류하는 오염물질을 용이하게 배출할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 아임계수를 이용한 오염토양 정화장치는 보온기가 구성됨으로써, 예열기와 반응기의 내부에 위치하는 아임계수의 온도가 보온되어 아임계수의 아임계 상태가 용이하게 유지될 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 아임계수를 이용한 오염토양 정화장치를 나타낸 개략도
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 아임계수를 이용한 오염토양 정화장치를 나타낸 개략도
도 3은 본 발명의 실시예 2에 따른 아임계수를 이용한 오염토양 정화장치를 나타낸 개략도
이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.
첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명에 따른 아임계수를 이용한 오염토양 정화장치를 나타낸 개략도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 아임계수를 이용한 오염토양 정화장치(1000)는 수조(10), 펌프(20), 저류조(30), 분배이송기(40), 압력조절기(50), 예열기(60), 반응기(70), 열교환기(80), 비중선별기(90), 유속조절기(100), 밀도분리기(110)를 포함하여 구성된다.
이러한 본 발명에 따른 아임계수를 이용한 오염토양 정화장치(1000)에 있어서, 아임계수를 생성하는 구성요소는 수조(10), 펌프(20), 저류조(30), 분배이송기(40), 압력조절기(50), 예열기(60)이며, 아임계수를 이용하여 오염토양을 정화하는 구성요소는 반응기(70)이며, 오염물질이 혼합된 아임계수를 다시 물로 재활용하는 구성요소는 열교환기(80), 비중선별기(90), 유속조절기(100), 밀도분리기(110)이다.
수조(10)는 아임계수를 생성하기 위한 물이 저장되는 수조(10)이다. 이 때, 수조(10)에 저장된 물은 무기물질이 함량이 낮은 물 또는 공정 내에서 재활용 되는 물일 수 있다.
펌프(20)는 수조(10)로부터 이송된 물을 가압하며, 통상의 산업용 펌프(20)를 사용하므로 이하 상세한 설명은 생략한다.
저류조(30)는 펌프(20)로부터 이송된 물을 저류한다. 좀 더 상세하게, 저류조(30)는 펌프(20)에 의해 가압된 물을 임시적으로 저류(저장)한다.
분배이송기(40)는 저류조(30)로부터 이송된 물을 수조(10)와 압력조절기(50)로 분배이송하며, 3방향솔레노이드밸브로 구성될 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니한다.
또한, 분배이송기(40)는 물의 분배비율을 제어하는 분배센서(미도시)가 설치될 수 있다.
분배센서는 분배이송기(40)가 물을 수조(10)와 압력조절기(50)로 분배하는 비율을 제어하여 압력조절기(50)로 많은 양의 물이 이송되는 것을 방지한다.
이에 따라, 본 발명에 따른 아임계수를 이용한 오염토양 정화장치는 수조, 펌프, 저류조, 및 분배이송기가 구성됨으로써, 분배이송기를 이용하여 압력조절기로 이송되는 물의 양의 조절이 가능하여 압력조절기의 과부하를 방지할 수 있는 효과가 있다.
압력조절기(50)는 분배이송기(40)로부터 이송된 물을 아임계 상태의 압력조건으로 가압 및 감압한다. 여기에서, 물의 아임계 상태의 압력조건은 4 bar ~ 400bar 일 수 있으며, 좀 더 바람직하게는 4bar ~ 100bar 일 수 있다.
예열기(60)는 압력조절기(50)로부터 이송된 물을 아임계 상태의 온도조건으로 가열하여 아임계수를 생성한다. 여기에서, 물의 아임계 상태의 온도 조건은 100 ~ 374 도일 수 있으며, 좀 더 바람직하게는 100 ~ 275도 일 수 있다.
반응기(70)는 예열기(60)로부터 이송된 아임계수를 내부에 적재된 오염토양에 통과시켜 오염토양에서 오염물질을 제거하여 정화토양을 생성하며, 오염물질이 혼합된 아임계수를 열교환기(80)로 배출한다.
또한; 반응기(70)는 아임계수를 반응기(70)의 내부에 적재된 오염토양에 연속적으로 통과시키는 연속모드로 작동될 수 있으나, 아임계수를 일정 시간 간격을 두고 반복적으로 통과시키는 주기모드로 작동되는 것이 바람직하다. 이는 반응기(70)가 주기모드로 작동되는 것이 연속모드로 작동되는 것보다 오염토양의 오염물질제거비율을 극대화할 수 있기 때문이다. 이에 대해서는, 하기 비교예 및 실시예에 좀 더 상세히 설명하기로 한다.
또한, 반응기(70)는 메쉬바스켓(71), 필터(72), 반응기건조밸브(73), 냉각코일(74-1), 냉각수단(74-2), 냉각팬(75)를 포함하여 구성된다.
메쉬바스켓(71)은 반응기(70)의 내부에 대응하는 형태로 형성되어 오염토양이 적재되어 반응기(70)의 내부에 설치된다. 또한, 메쉬바스켓(71)은 반응기(70)에서 탈착 가능하게 설치되는데, 반응기(70)의 외표면에 도어(미도시)가 설치되어 탈착될 수 있다.
필터(72)는 메쉬바스켓(71)에 적재된 오염토양이 열교환기(80)로 배출되지 않도록 메쉬바스켓(71)의 예열기(60) 및 열교환기(80)와 연통된 소정 부분을 덮는다.
반응기건조밸브(73)는 반응기(70)의 상단과 연통되어 금속바스켓에 적재된 정화토양에 스며든 아임계수에 의해 발생하는 증기를 외부로 배출하여 정화토양을 건조하는 역할을 한다.
냉각코일(74-1), 냉각수단(74-2), 냉각팬(75)은 반응기(70)가 예열기(60)로부터 이송된 아임계수에 의해 과열되는 것을 방지하고, 오염토양의 정화공정완료 후 고온 상태에 있는 반응기(70)를 상온상태로 냉각하기 위한 구성이다.
냉각코일(74-1)은 반응기(70)의 외면에 스프링형태로 감기며, 열전도율이 높은 금속재질로 이루어질 수 있다.
냉각수단(74-2)는 냉각코일(74-1)의 양단과 연결되어 냉각코일(74-1)의 양단에 냉열을 열전도하여 냉열을 제공한다.
냉각팬(75)은 반응기(70)와 일정간격 이격되어 반응기(70)에 냉풍을 제공한다.
이에 따라, 본 발명에 따른 반응기는 반응기건조밸브가 구성됨으로써, 반응기에 적재된 정화토양을 용이하게 건조할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 반응기는 냉각코일, 냉각수단, 및 냉각팬이 구성됨으로써, 아임계수로 인한 반응기의 과열을 방지할 수 있는 효과가 있다.
비중선별기(90)는 열교환기(80)로부터 이송된 오염물질이 혼합된 상온의 물을 비중차이에 의해 선별하여 침전물을 외부로 배출하고, 부유물이 혼합된 상온의 물을 유속조절기(100)로 배출한다
또한, 비중선별기(90)는 비중선별기배출밸브(91)를 포함하여 구성될 수 있다.
비중선별기배출밸브(91)는 비중선별기(90)의 하단과 연통되어 침전물을 외부로 배출하고, 비중선별기(90)로부터 미처 유속조절기(100)로 배출되지 못한 부유물도 침전물과 함께 외부로 배출한다.
이에 따라, 본 발명에 따른 비중선별기는 비중선별기배출밸브가 구성됨으로써, 비중선별기에 잔류하는 오염물질을 용이하게 배출할 수 있는 효과가 있다.
유속조절기(100)는 비중선별기(90)로부터 이송된 부유물이 혼합된 상온의 물의 유속을 일정하게 조절하여 비중선별기(90)로부터 이송된 부유물이 혼합된 상온의 물의 압력을 일정하게 조절한다. 이 때, 유속조절기(100)는 니들밸브로 구성될 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니한다.
밀도분리기(110)는 유속조절기(100)로부터 이송된 부유물이 혼합된 상온의 물을 밀도차이에 의해 선별하여 부유물을 외부로 배출하고 상온의 물을 수조(10)로 배출한다. 즉, 물이 다시 재활용되는 것이다.
이에 따라, 본 발명에 따른 아임계수를 이용한 오염토양 정화장치는 반응기, 열교환기, 비중선별기, 유속조절기, 밀도분리기가 구성됨으로써, 아임계수로 추출된 물의 재사용이 가능한 효과가 있다.
이하, 본 발명에 따른 아임계수를 이용한 오염토양 정화장치(1000)를 이용하여 오염토양을 정화하는 방법에 대해 설명하기로 한다.
1)정화대상 오염토양을 메쉬바스켓(71)에 적재하고 메쉬바스켓(71)의 소정부분을 바스켓필터(72)로 덮은 다음, 메쉬바스켓(71)과 바스켓필터(72)를 반응기(70)의 내부에 설치한다.
2)수조(10)에 저장된 물을 펌프(20)로 가압하여 순차적으로 저류조(30), 분배이송기(40), 압력조절기(50)로 이송한다. 이 때, 분배이송기(40)는 압력조절기(50)에 과부하가 걸리지 않도록 저류조(30)로부터 이송된 물 중 일부를 다시 수조(10)로 이송할 수 있다.
3)압력조절기(50)로 이송된 물을 아임계 상태의 압력조건으로 가압 또는 감압하여 예열기(60)로 이송한다.
4)예열기(60)로 이송된 물을 아임계 상태의 온도조건으로 가열하여 아임계수를 생성하여 반응기(70)로 이송한다.
5)반응기(70)로 이송된 아임계수를 반응기(70) 내부의 메쉬바스켓(71)에 적재된 오염토양에 통과시켜 오염토양에서 오염물질을 제거하고, 오염물질이 혼합된 아임계수를 열교환기(80)로 이송한다. 이 때, 반응기(70)는 연속모드나 주기모드로 작동될 수 있다. 또한, 반응기(70)는 아임계수에 의한 과도한 온도 상승이 방지될 수 있도록 냉각코일(74-1), 냉각수단(74-2), 냉각팬(75)에 의해 냉각될 수 있다.
6)열교환기(80)로 이송된 오염물질이 혼합된 아임계수를 냉각하여 오염물질이 혼합된 상온의 물을 생성한 다음, 비중선별기(90)로 이송한다.
7)비중선별기(90)로 이송된 오염물질이 혼합된 상온의 물을 비중차이에 의해 선별하여, 침전물을 비중선별기배출밸브(91)를 이용하여 외부로 배출하고 부유물이 혼합된 상온의 물을 유속조절기(100)로 이송한다. 이 때, 유속조절기(100)로 배출되지 못한 부유물이 발생한 경우, 비중선별기배출밸브(91)를 이용하여 침전물과 함께 외부로 배출할 수 있다.
8)유속조절기(100)로 이송된 부유물이 혼합된 상온의 물의 유속을 일정하게 조절하여 밀도분리기(110)로 이송한다.
9)밀도분리기(110)로 이송된 부유물이 혼합된 상온의 물을 밀도차이에 의해 선별하여 부유물을 외부로 배출하고 상온의 물을 수조(10)로 배출한다.
이하 발명에 따른 아임계수를 이용한 오염토양 정화장치(1000)를 이용하여 오염토양을 정화하는 방법의 실시형태를 비교예 및 실시예를 통하여 상세히 설명한다.
[오염물질의 측정방법]
폐윤활유 오염토양을 아임계수 처리 장치로 처리한 후 오염된 토양의 잔류 석유계총탄화수소 농도는 다음과 같이 측정하였다. 처리장치에서 처리된 토양 시료(약 10g)를 250ml의 비이커에 옮긴 후 충분량의 무수황산나트륨을 넣어 잘 섞은 다음, GC분석용 디클로로메탄 100ml를 넣는다. 초음파추출기를 이용하여 3분간 추출을 하고 추출액을 5B여지를 깐 깔때기로 걸러낸다. 이런 조작을 2회 반복하여 얻은 추출액을 회전증발농축기로 2ml이 될 때까지 농축하고 방해물질의 제거를 위하여 농축된 추출액에 실리카겔 0.3g을 넣고 5분간 진탕하고 정치시킨 후 상등액을 2ml의 바이얼에 옮겨 기체크로마토그래피로 분석을 하였다. 기체크로마토그래피의 분석조건은 다음과 같다.
-분석조건-
검출기 : 불꽃이온화검출기(FID)
컬럼 : DB-5(30m * 0.32mm * 0.25μm)
온도 : 45℃(2분)->[10℃/분]->310℃(25분)
시료주입구 온도: 280℃
검출기 온도: 300℃
운반가스(헬륨): 2ml/분.
[비교예]
폐윤활유 오염토양을 준비하고, 폐윤활유 오염토양의 오염물질을 추출하여 석유계 총탄화수소 TPH 농도를 측정하고, 계산된 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
[실시예1]
폐윤활유 오염토양 10g을 반응기(70)에 메쉬바스켓(71)을 이용하여 적재하고, 압력이 50bar이고 온도가 275도인 반응기(70)에 적재된 폐윤활유 오염토양에 (연속적으로 통과시키는) 모드로 90분동안 통과시킨 후, 반응기(70)의 온도와 압력을 모두 상온, 상압으로 조절한 후, 반응기(70)에 적재된 폐윤활유 오염 토양에 잔류된 오염물질의 TPH 농도를 계산한 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
[실시예2]
폐윤활유 오염토양 10g을 반응기(70)에 메쉬바스켓(71)을 이용하여 적재하고, 압력이 50bar이고 온도가 275도인 반응기(70)에 적재된 폐윤활유 오염토양에 (일정 시간 간격을 두고 반복적으로 통과시키는) 주기모드로 90분 동안 통과시킨 후, 반응기(70)의 온도와 압력을 모두 상온, 상압으로 조절한 후, 반응기(70)에 적재된 폐윤활유 오염 토양에 잔류된 오염물질의 TPH 농도를 계산한 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
표 1
폐윤활유 오염토양
추출시간(분) TPH 농도(mg/kg) 제거율(%)
비교예(대조군) - 69917
실시예1(연속모드) 90 43326 38
실시예2(주기모드) 90 7111 90
상기 표 1에서 확인되는 바와 같이, 폐윤활유 오염 토양은 동일한 시간동안 주기모드로 처리하는 것이 연속모드로 처리하는 것보다 제거율이 크게 증가하는 것으로 판단된다.
이 때, 폐윤활유 오염 토양은 폐윤활유로 오염된 사양토를 이용하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니한다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 아임계수를 이용한 오염토양 정화장치를 나타낸 개략도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예 1에 다른 아임계수를 이용한 오염토양 정화장치(1000`)는 보온기(120)를 더 포함하는 구성이 개시된다.
보온기(120)는 예열기(60)와 반응기(70)를 둘러싸며, 내부에 설치되는 전기히터(121)를 포함하여 구성되며, 전기히터를 이용하여 예열기(60)와 반응기(70)에 열을 제공하여 예열기(60)와 반응기(70)의 내부에 위치하는 아임계수를 아임계 조건의 온도로 유지시킨다.
또한, 보온기(120)는 예열기(60)의 일단에 설치되어 예열기(60)의 내부온도를 측정하는 제1온도센서(122)와, 반응기(70)의 일단에 설치되어 반응기(70)의 내부온도를 측정하는 제2온도센서(123)를 포함하여 구성될 수 있으며, 제1온도센서(122)와 제2온도센서(123)를 이용하여, 예열기(60)와 반응기(70)의 내부에 위치하는 아임계수를 좀 더 정확하게 아임계 조건의 온도로 유지시킬 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 실시예 1에 따른 아임계수를 이용한 오염토양 정화장치는 보온기가 구성됨으로써, 예열기와 반응기의 내부에 위치하는 아임계수의 온도가 보온되어 아임계수의 아임계 상태가 용이하게 유지될 수 있는 효과가 있다.
도 3은 본 발명의 실시예 2에 따른 아임계수를 이용한 오염토양 정화장치를 나타낸 개략도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예 2에 따른 아임계수를 이용한 오염토양 정화장치(1000``)는 한 쌍의 압력게이지(131, 132)를 더 포함하는 구성이 개시된다.
한 쌍의 압력게이지(131, 132)는 하나가 압력조절기(50)와 예열기(60) 사이에 설치되어 압력조절기(50)로부터 예열기(60)로 이송되는 물의 압력을 측정하고, 나머지 하나가 비중선별기(90)에 설치되어 반응기(70)로부터 비중선별기(90)로 이송되는 오염물질이 혼합된 상온의 물의 압력을 측정하여, 그 압력측정값이 400bar 이상이면 이를 감지하여 모든 구성요소의 작동을 중단시킨다.
즉, 한 쌍의 압력게이지(131, 132)는 반응기(70)로 유입되는 물의 압력과 반응기(70)로부터 유출되는 (오염물질이 혼합된 상온의) 물의 압력을 측정하여 그 압력측정값이 400bar이상이면 이를 감지하여 모든 구성요소의 작동을 중단시켜, 반응기(70)의 압력이 과도하게 상승하여 폭발하는 것을 방지하는 역할을 한다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
(부호의 설명)
1000, 1000`, 1000`` : 본 발명의 아임계수를 이용한 오염토양 정화장치
10 : 수조
20 : 펌프
30 : 저류조
40 : 분배이송기
50 : 압력조절기
60 : 예열기
70 : 반응기
71 : 메쉬바스켓 72 : 필터
73 : 반응기건조밸브 74-1 : 냉각코일
74-2 : 냉각수단 75 : 냉각팬
80 : 열교환기
90 : 비중선별기
91 : 비중선별기배출밸브
100 : 유속조절기
110 : 밀도분리기
120 : 보온기
121 : 전기히터
122 : 제1온도센서 123 : 제2온도센서
131, 132 : 압력게이지

Claims (11)

  1. 물이 저장되는 수조(10);
    상기 수조(10)로부터 이송된 물을 가압하는 펌프(20);
    상기 펌프(20)로부터 이송된 물을 저류하는 저류조(30);
    상기 저류조(30)로부터 이송된 물을 상기 수조(10)와 압력조절기(50)로 분배이송하는 분배이송기(40);
    상기 분배이송기(40)로부터 이송된 물을 아임계 상태의 압력조건으로 가압 또는 감압하는 압력조절기(50);
    상기 압력조절기(50)로부터 이송된 물을 아임계 상태의 온도조건으로 가열하여 아임계수(아임계 상태의 물)를 생성하는 예열기(60); 및
    상기 예열기(60)로부터 이송된 아임계수를 내부에 적재된 오염토양에 통과시켜 오염토양에서 오염물질을 제거하여 정화토양을 생성하는 반응기(70);를 포함하는 것을 특징으로 하는 아임계수를 이용한 오염토양 정화장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 아임계수를 이용한 오염토양 정화장치(1000)는
    상기 반응기(70)로부터 이송된 오염물질이 혼합된 아임계수를 냉각하여 오염물질이 혼합된 상온의 물을 생성하는 열교환기(80);
    상기 열교환기(80)로부터 이송된 오염물질이 혼합된 상온의 물을 비중차이에 의해 선별하여 침전물을 외부로 배출하고 부유물이 혼합된 상온의 물을 유속조절기(100)로 배출하는 비중선별기(90);
    상기 비중선별기(90)로부터 이송된 부유물이 혼합된 상온의 물의 유속을 일정하게 조절하는 유속조절기(100); 및
    상기 유속조절기(100)로부터 이송된 부유물이 혼합된 상온의 물을 밀도차이에 의해 선별하여 부유물을 외부로 배출하고 상온의 물을 상기 수조(10)로 배출하는 밀도분리기(110);를 포함하는 것을 특징으로 하는 아임계수를 이용한 오염토양 정화장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 반응기(70)는
    상기 예열기(60)로부터 이송된 아임계수를 상기 반응기(70)의 내부에 적재된 오염토양에 연속적으로 통과시키는 연속모드로 작동되는 것을 특징으로 하는 아임계수를 이용한 오염토양 정화장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 반응기(70)는
    상기 예열기(60)로부터 이송된 아임계수를 상기 반응기(70)의 내부에 적재된 오염토양에 주기적으로 통과시키는 주기모드로 작동되는 것을 특징으로 하는 아임계수를 이용한 오염토양 정화장치.
  5. 제2항에 있어서, 상기 반응기(70)는
    상기 반응기(70)의 내부에 설치되며 오염토양이 적재되는 메쉬바스켓(71)과, 상기 메쉬바스켓(71)에 적재된 오염토양이 상기 예열기(60)와 열교환기(80)로 배출되지 않도록 상기 메쉬바스켓(71)의 소정 부분을 둘러싸는 필터(72)를 포함하는 것을 특징으로 하는 아임계수를 이용한 오염토양 정화장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 메쉬바스켓(71)은
    상기 반응기(70)에서 탈착 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 아임계수를 이용한 오염토양 정화장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 반응기(70)는
    상기 반응기(70)의 상단과 연통되어 상기 반응기(70)의 내부에 적재된 정화토양에 스며든 물에 의해 발생하는 증기를 외부로 배출하여 정화토양을 건조하는 반응기건조밸브(73)를 포함하는 것을 특징으로 하는 아임계수를 이용한 오염토양 정화장치.
  8. 제5항에 있어서, 상기 반응기(70)는
    상기 반응기(70)의 외면에 감기는 냉각코일(74-1)과, 상기 냉각코일(74-1)에 냉열을 제공하는 냉각수단(74-2)와, 상기 반응기(70)와 일정간격 이격되어 설치되는 냉각팬(75)을 포함하는 것을 특징으로 하는 아임계수를 이용한 오염토양 정화장치.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 압력조절기(50)와 예열기(60)에 의해, 4bar 내지 400bar의 압력조건과 100도 내지 374도의 온도조건을 가진 아임계 상태의 물이 생성되는 것을 특징으로 하는 아임계수를 이용한 오염토양 정화장치.
  10. 제2항에 있어서, 상기 비중선별기(90)는
    상기 비중선별기(90)의 하단과 연통되어 침전물과 유속조절기(100)로 배출되지 못한 부유물을 배출하는 비중선별기배출밸브(91)를 포함하는 것을 특징으로 하는 아임계수를 이용한 오염토양 정화장치.
  11. 제2항에 있어서, 상기 아임계수를 이용한 오염토양 정화장치는
    상기 예열기(60)와 반응기(70)를 둘러싸며, 상기 예열기(60)와 반응기(70)에 열을 제공하여 보온하는 보온기(120);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 아임계수를 이용한 오염토양 정화장치.
PCT/KR2013/009466 2012-11-30 2013-10-23 아임계수를 이용한 오염토양 정화장치 WO2014084507A1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120137805A KR101339775B1 (ko) 2012-11-30 2012-11-30 아임계수를 이용한 오염토양 정화장치
KR10-2012-0137805 2012-11-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014084507A1 true WO2014084507A1 (ko) 2014-06-05

Family

ID=49987944

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2013/009466 WO2014084507A1 (ko) 2012-11-30 2013-10-23 아임계수를 이용한 오염토양 정화장치

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101339775B1 (ko)
WO (1) WO2014084507A1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101578058B1 (ko) * 2014-12-30 2015-12-17 (주)이엔플러스 아임계수를 이용한 오염토양 정화장치
KR20170011271A (ko) 2015-07-22 2017-02-02 전남대학교산학협력단 아임계수를 이용한 오염토양 정화 및 유류 회수 장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020053896A (ko) * 2000-12-26 2002-07-06 손재익 황산 및 황산염 첨가물을 이용한 아임계 및 초임계수내에서의 셀룰로오스의 연속분해방법
KR100847058B1 (ko) * 2007-12-10 2008-07-18 하상안 오염토양 정화시스템
KR20090018403A (ko) * 2007-08-17 2009-02-20 유진환경산업 주식회사 감압증류를 이용한 음식물 쓰레기의 폐수 처리장치 및 폐수처리방법
KR100950696B1 (ko) * 2009-07-30 2010-03-31 주식회사케이에스티 토양의 오염물질 세척장치

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3801793B2 (ja) 1998-10-15 2006-07-26 オルガノ株式会社 有機成分の回収装置
JP3913126B2 (ja) 2002-06-25 2007-05-09 ダイダン株式会社 超臨界または亜臨界流体を用いた洗浄装置
JP2006239540A (ja) 2005-03-02 2006-09-14 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 有機廃棄物の連続湿式酸化処理における処理対象液の圧力保持装置及び圧力制御方法
KR101038686B1 (ko) 2010-11-24 2011-06-03 전남대학교산학협력단 아임계수를 이용한 오염 토양 정화 장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020053896A (ko) * 2000-12-26 2002-07-06 손재익 황산 및 황산염 첨가물을 이용한 아임계 및 초임계수내에서의 셀룰로오스의 연속분해방법
KR20090018403A (ko) * 2007-08-17 2009-02-20 유진환경산업 주식회사 감압증류를 이용한 음식물 쓰레기의 폐수 처리장치 및 폐수처리방법
KR100847058B1 (ko) * 2007-12-10 2008-07-18 하상안 오염토양 정화시스템
KR100950696B1 (ko) * 2009-07-30 2010-03-31 주식회사케이에스티 토양의 오염물질 세척장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR101339775B1 (ko) 2013-12-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5674424A (en) Thermal heating blanket in-situ thermal desorption for remediation of hydrocarbon-contaminated soil
US5405579A (en) Decontamination of polluted soils
CA2468720C (en) Thermal remediation process
US4715965A (en) Method for separating and recovering volatilizable contaminants from soil
US4948511A (en) Method for extracting dissolved organic pollutants from aqueous streams
US6110361A (en) Integrated soil and fluid decontamination system
RU2308997C2 (ru) Плазменный процесс и соответствующее оборудование для удаления углеводородов, содержащихся в осадке из резервуаров для хранения нефти, и/или для обработки отходов, содержащих углеводороды
AU727756B2 (en) Process and apparatus for treating process streams from a system for separating constituents from contaminated material
EP0247894B1 (en) Method and apparatus for treating waste containing organic contaminants
WO1992018214A2 (en) System and method for removing a volatile component from a matrix
WO2014084507A1 (ko) 아임계수를 이용한 오염토양 정화장치
WO1993006946A1 (en) Removal of volatile contaminants from granular materials
WO1998018577A1 (en) Treatment of contaminated particulate material by low-temperature thermal desorption with indirect heating
WO2015072740A1 (ko) 용매 추출을 이용한 슬러지와 폐수를 포함하는 유기폐액의 처리방법
US5622641A (en) Method for in-situ reduction of PCB-like contaminants from concrete
WO2012070806A2 (ko) 아임계수를 이용한 오염 토양 정화 방법 및 장치
CN113577975A (zh) 一种异位间接热解吸过程中的有机污染物废气处理方法
KR101038686B1 (ko) 아임계수를 이용한 오염 토양 정화 장치
KR20170011271A (ko) 아임계수를 이용한 오염토양 정화 및 유류 회수 장치
KR101276118B1 (ko) 아임계수를 이용한 오염 토양 정화 방법
WO2018199529A2 (ko) 다이옥신, 농약, 유류 등 유기물 및 휘발성 중금속에 오염된 토양정화를 위한 지중분사 및 부상물의 지상포집 처리방법 및 처리장치
CN109290352B (zh) 一种POPs污染土壤的热脱附修复处理装置及方法
US5964045A (en) Method and apparatus for the purification of oil-containing and water-containing roll scale sludge
Renoldi et al. Thermal desorption of a PAH-contaminated soil: a case study
KR101009758B1 (ko) 이동식 정화공정설비를 이용한 폴리염화비페닐류(PCBs) 처리방법

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13859528

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 13859528

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1