KR101621291B1 - Method for remediating contaminated soils by microwave - Google Patents
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Abstract
본 발명은 마이크로파를 이용한 토양오염 제거 방법에 관한 것이다. 상기 마이크로파를 이용한 토양오염 제거 방법은, 오염 토양의 함수량을 측정하는 단계; 측정된 함수량이 15% 이하일 경우 오염 토양에 수분을 공급하여 함수량을 15 내지 25%로 조절하는 단계; 오염 토양에 마이크로파를 조사하는 단계; 상기 마이크로파를 조사하는 동안 주기적으로 오염 토양에 수분을 공급하는 단계; 를 포함한다.
이러한 구성에 따르면, 마이크로파의 전력과 오염 토양의 함수량을 고려하여 효율적으로 신속하게 토양오염을 제거할 수 있는 마이크로파를 이용한 토양오염 제거 방법을 제공할 수 있다. The present invention relates to a method for removing soil contamination using microwaves. A method for removing soil contamination using microwaves includes the steps of: measuring a moisture content of a contaminated soil; Adjusting the water content to 15 to 25% by supplying water to the contaminated soil when the measured water content is 15% or less; Irradiating the contaminated soil with microwaves; Supplying water to the contaminated soil periodically while irradiating the microwave; .
According to such a configuration, it is possible to provide a method for removing soil contamination using microwaves, which can efficiently and rapidly remove soil contamination taking into consideration the power of microwave and the water content of contaminated soil.
Description
본 발명은 마이크로파를 이용한 토양오염 제거 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for removing soil contamination using microwaves.
기존의 토양오염 문제는 중금속 오염이 중심이었으나, 최근에는 유기화합물에 의한 오염 역시 큰 문제가 되고 있다. 이들은 토양 내에서 물리화학적 특성과 이동성에 따라 다른 거동을 보이는데, 유기화합물은 토양 심층부 및 지하수층까지 분포하면서 토양이나 지하수를 오염시키고 있는 것으로 나타났다. 토양오염을 유발할 가능성이 있는 시설 및 부지로는 폐기물 매립지, 유류 및 유해화학물질 저장시설, 광산지역, 과거 군부대 주둔 지역 등이 있다. Conventional soil contamination problems were mainly caused by heavy metal contamination, but recently contamination by organic compounds has also become a big problem. They show different behaviors according to physicochemical properties and mobility in the soil. Organic compounds are found to contaminate soil or groundwater by distributing to deep soil and groundwater. Facilities and sites that may cause soil contamination include waste landfills, oil and toxic chemical storage facilities, mine areas, and former military bases.
일반적으로 적용되고 있는 토양복원기술은 토양증기추출법, 생물학적 정화법, 소각, 열탈착, 화학적 산화 등이 적용되고 있으며, 이 중 열탈착 공법은 준 휘발성 물질을 단시간에 처리가 가능하고 오염토양복원에 효율적으로 적용이 가능한 공법으로 입증된 바 있다. 열탈착 공법은 특히 오염지역이 생물학적 처리기술의 적용이 어려운 고농도인 경우 타 공법에 비해 공정 운전에 대한 신뢰도가 높고 처리효율이 뛰어나며 복합 처리 연계가 수월한 공정으로 알려져 있다. Soil recovery techniques, biological purification methods, incineration, thermal desorption, chemical oxidation, etc. are applied to soil restoration techniques that are generally applied. Among them, thermal desorption method can treat quasi-volatile materials in a short time and efficiently apply to restoration of contaminated soil This has been proven by a possible method. The thermal desorption process is known to be more reliable than the other processes in that contaminated areas are difficult to apply biological treatment technology, and has a high reliability of process operation, excellent treatment efficiency and easy connection of complex treatment.
열탈착 공정은 적용되는 온도에 따라 고온 열탈착과 저온 열탈착으로 구분될 수 있으며 휘발성 물질의 열탈착 공법의 적용은 400℃ 이하에서 운전되는 저온 열탈착 방법이 경제성 측면에서 잇점이 있다고 보고된 바 있다. 열탈착 공법의 열원으로는 직가열, 열풍, 또는 마이크로파 조사 등의 방법들이 있으며, 이 중 마이크로파 가열방식은 피가열물이 발열체가 되는 내부 가열방식으로, 조사되는 에너지가 피가열물에만 흡수되므로 열효율이 높은 특징이 있다. The thermal desorption process can be classified into high-temperature thermal desorption and low-temperature thermal desorption according to the applied temperature. The application of the thermal desorption method of volatile materials has been reported to be advantageous from the viewpoint of economic efficiency. As the heat source of the thermal desorption method, there are methods such as direct heating, hot air, or microwave irradiation. Among them, the microwave heating method is an internal heating method in which the object to be heated becomes a heating body and the energy to be irradiated is absorbed only in the object to be heated. There are high features.
마이크로파는 300Mhz에서 300Ghz까지의 전자파를 가지며, 가열원리는 이온 전도와 쌍극자 회전에 의한 것이다. 이온전도는 마이크로파 전기장이 매질의 자유 이온을 공격하게 되고 이들 자유이온이 이온화되지 않는 분자와 충돌하여 열이 발생되는 원리이다. 쌍극자 회전은 전기적으로 중성인 극성물질이 가지는 양극과 음극의 극이 마이크로파의 진폭변화에 따라 회전하게 되며, 이때 분자간의 마찰로 인해 물질이 가열하게 되는 원리이다. Microwave has electromagnetic wave from 300MHz to 300Ghz, and the heating principle is by ion conduction and dipole rotation. Ion conduction is a principle in which microwave electric fields attack free ions of the medium, and these free ions collide with non-ionized molecules to generate heat. The dipole rotation is a principle in which the poles of the anode and cathode of an electrically neutral polar material rotate according to the amplitude of the microwave, and the material is heated due to the friction between the molecules.
마이크로파 조사기법은 고형매질로의 우수한 투과율 및 열적 효과 발생에 따라 다른 물리적 처리법의 조사에 의한 정화기법들(예를 들어 전자빔, UV 등)에 비해 토양에의 적용성이 뛰어나고, 장비 제작 및 현장 적용이 우수하여, 고효율, 저비용 처리가 가능한 기술이다. The microwave irradiation technique has excellent applicability to the soil compared with the purification techniques (such as electron beam, UV, etc.) by irradiation with other physical treatment methods due to the excellent transmittance to the solid medium and the thermal effect, And is capable of high-efficiency and low-cost processing.
이러한 장점에도 불구하고 마이크로파를 이용한 토양오염의 효율적인 제거를 위해서는 다른 여러 조건이나 변수를 고려하고 적절한 작업환경을 설정하는 등 추가적인 연구가 필요하다.Despite these advantages, additional studies are needed to effectively remove soil contamination using microwaves, such as considering different conditions and variables and setting appropriate working conditions.
따라서, 본 발명은 상기 사정을 감안하여 발명한 것으로, 오염된 토양의 함수율, 마이크로파의 전력 등을 고려하여 효율적으로 신속하게 토양오염을 제거할 수 있는 마이크로파를 이용한 토양오염 제거 방법을 제공하고자 함에 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a method for removing soil contamination using a microwave, which can efficiently and rapidly remove soil contamination taking into consideration water content of a contaminated soil, .
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 의하면, 마이크로파를 이용한 토양오염 제거 방법은, 오염 토양의 함수량을 측정하는 단계; 측정된 함수량이 15% 이하일 경우 오염 토양에 수분을 공급하여 함수량을 15 내지 25%로 조절하는 단계; 오염 토양에 마이크로파를 조사하는 단계; 상기 마이크로파를 조사하는 동안 주기적으로 오염 토양에 수분을 공급하는 단계; 를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of removing soil contamination using microwaves, comprising: measuring a moisture content of a contaminated soil; Adjusting the water content to 15 to 25% by supplying water to the contaminated soil when the measured water content is 15% or less; Irradiating the contaminated soil with microwaves; Supplying water to the contaminated soil periodically while irradiating the microwave; .
또한, 상기 마이크로파의 전력은 300W이다.The power of the microwave is 300W.
또한, 상기 오염 토양에 마이크로파를 조사하는 단계에서, 오염 토양은 개구가 형성된 격자형 칸막이에 의해 구획된다.In addition, in the step of irradiating the contaminated soil with microwaves, the contaminated soil is partitioned by the lattice type partition having the opening formed therein.
또한, 상기 오염 토양에 마이크로파를 조사하는 단계에서, 상기 격자형 칸막이에 바이브레이터가 연결되어 상기 바이브레이터로부터 상기 격자형 칸막이로 진동이 전달된다.In addition, in the step of irradiating microwave to the contaminated soil, a vibrator is connected to the lattice type partition, and vibration is transmitted from the vibrator to the lattice type partition.
또한, 상기 주기적으로 오염 토양에 수분을 공급하는 단계에서는, 상기 격자형 칸막이를 따라 장착된 수분 공급관에 형성된 다수의 분사구를 통해 수분이 공급된다. In addition, in the step of periodically supplying moisture to the contaminated soil, water is supplied through a plurality of jetting ports formed in the water supply pipe installed along the grid-shaped partition.
본 발명에 따르면, 오염된 토양의 함수량, 마이크로파의 전력 등을 고려하여 효율적으로 신속하게 토양오염을 제거할 수 있는 마이크로파를 이용한 토양오염 제거 방법을 제공할 수 있다. According to the present invention, it is possible to provide a method for removing soil contamination using a microwave that can efficiently and quickly remove soil contamination taking into account the water content of polluted soil, electric power of microwave, and the like.
도 1은 본 발명의 실험에서 오염 토양의 함수량을 달리하여 시간의 경과에 따른 온도 상승을 나타내는 그래프이다.
도 2는 본 발명의 실험에서 마이크로파의 전력에 따른 TPH 제거량을 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 실험에서 시간의 경과에 따른 오염 토양의 함수량과 온도를 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실험에서 오염 토양 내 수분을 보충할 때 시간의 경과에 따른 오염 토양의 TPH 제거량과 온도를 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 마이크로파를 이용한 토양오염 제거 방법의 실시예를 도시하는 도면이다. FIG. 1 is a graph showing the temperature rise over time by varying the water content of the contaminated soil in the experiment of the present invention. FIG.
FIG. 2 is a graph showing the removal amount of TPH according to the power of a microwave in the experiment of the present invention. FIG.
3 is a graph showing water content and temperature of contaminated soil over time in the experiment of the present invention.
FIG. 4 is a graph showing the TPH removal amount and temperature of the contaminated soil over time when water in the contaminated soil is supplemented in the experiment of the present invention. FIG.
5 is a diagram showing an embodiment of a method for removing soil contamination using microwaves according to the present invention.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, like reference numerals refer to like elements throughout. The same reference numerals in the drawings denote like elements throughout the drawings.
본 발명에서는 오염된 토양의 함수율, 마이크로파의 전력 등을 고려하여 효율적으로 신속하게 유류오염토양의 오염을 제거할 수 있는 방법에 대한 연구를 진행하였다. In the present invention, a method for efficiently and rapidly removing contaminants from oil contaminated soil in consideration of water content of a contaminated soil, power of a microwave, and the like has been studied.
본 실험을 위해 사용된 토양시료는 50∼70 Mesh의 분포를 가진 모래질 표준토양(SIGMA-ALDRICH)을 사용하였다. 표준토양의 함수량(중량비)은 0.02 내지 0.03% 였으며 밀도는 2.63g/cm3 이였다. 표준토양의 입경분포 및 물리화학적 성상은 표 1에 나타난 바와 같다.The soil samples used for this experiment were sandy standard soil (SIGMA-ALDRICH) with a distribution of 50-70 Mesh. The water content (weight ratio) of the standard soil was 0.02 to 0.03%, the density was 2.63g / cm 3 . Table 1 shows the particle size distribution and physicochemical properties of the standard soil.
본 실험에서 사용된 열탈착 실험장치에서 마이크로파는 0∼1kW 범위에서 출력이 가능하도록 설계되었다. In the thermal desorption experiment equipment used in this experiment, the microwave was designed to be able to output in the range of 0-1 kW.
오염 토양의 석유계 총탄화수소(Total Petroleum Hydrocarbon; TPH)는 각각 16,600, 33,200, 49,800, 66,400, 그리고 83,000mg/kg이였다. 함수율에 따른 TPH의 변화를 살펴보기 위해 토양의 함수비를 단계적으로(5, 10, 15, 20, 25 그리고 30%) 조정하여 실험하였으며, 마이크로파의 전력은 각각 100, 300, 500, 700W로 적용하여 반응시킨 후 토양 내 TPH 잔류량을 분석하였다.Total petroleum hydrocarbons (TPH) of contaminated soils were 16,600, 33,200, 49,800, 66,400 and 83,000 mg / kg, respectively. In order to examine the change of TPH according to the water content, the water content of the soil was adjusted stepwise (5, 10, 15, 20, 25 and 30%) and the microwave power was applied at 100, 300, After the reaction, the residual amount of TPH in the soil was analyzed.
TPH 분석은 토양오염공정시험법에 준하여 토양에 소량의 추출용매(DCM-Dichloro methane, Junsei Chemical, Japan)를 주입하여 TPH를 추출한 후 가스 크로마토그래피(Gas Chromatography, GC-17A, Shimazu, Japan)를 이용하여 추출액을 분석하였다.TPH analysis was performed by gas chromatography (GC-17A, Shimazu, Japan) after extracting TPH with a small amount of extraction solvent (DCM-Dichloro methane, Junsei Chemical, Japan) And analyzed the extract.
실험 결과, 인위적으로 수분이 공급된 표준토양의 온도변화와 수분공급이 되지 않은 표준토양에서 온도변화는 뚜렷한 차이가 나타났다. Experimental results showed that the temperature changes of artificially moistened standard soil and the temperature changes of standard soil without water supply were significantly different.
인위적 수분의 첨가가 없는 표준토양(0.03% 이하의 함수율)에서 100∼700W로 마이크로파가 5분 동안 공급되었을 때 토양시료의 최종온도가 50℃에서 105℃로 측정되었다. 700W를 제외하고 온도가 100℃를 넘지 못하였으며 최종온도에 도달하기까지 토양 내 온도의 상승이 완만하게 증가하는 양상을 나타내었다. The final temperature of the soil sample was measured at 50 ° C to 105 ° C when microwave was supplied for 5 minutes at 100-700W in standard soil (water content below 0.03%) without artificial water addition. Except for 700W, the temperature did not exceed 100 ℃ and the rise of temperature in the soil gradually increased until the final temperature was reached.
토양 내 함수량을 20%로 조정하여 마이크로파를 5분 동안 조사하였을 때, 최종 온도의 변화는 수분이 공급되지 않은 경우와 차이가 나지 않았으나, 온도의 상승이 반응 초반부터 급격히 나타나며 2분 이내 최종온도에 도달하는 것을 볼 수 있었다. 이는 마이크로파를 조사함에 따라 극성을 가지는 물 분자가 회전하게 되며, 이때 분자간의 마찰로 인해 물질이 가열되는 원리에 의한 것으로 유류오염 토양의 마이크로파 조사를 통한 열탈착 처리를 수행하기 위해서는 토양의 함수량이 매우 중요한 변수라는 것을 나타낸다. When the microwave was irradiated for 5 minutes by adjusting the water content in the soil to 20%, the change of the final temperature was not different from that of the case where the water was not supplied, but the temperature rise rapidly appeared from the beginning of the reaction, I could see reaching. This is due to the principle that water molecules having polarity are rotated by the irradiation of microwave and the material is heated due to the friction between the molecules. In order to perform thermal desorption treatment through microwave irradiation of oil contaminated soil, the water content of the soil is very important Variable.
마이크로파 조사에 의한 오염 토양의 처리에 있어서 적정 함수량을 산출하기 위해 5∼30%로 조성된 수분함량을 가지는 표준토양을 일정한 전력으로 마이크로파를 조사하였다. In the treatment of contaminated soil by microwave irradiation, standard soil with moisture content of 5 ~ 30% was irradiated with microwave at constant power to calculate the proper water content.
도 1은 본 발명의 실험에서 오염 토양의 함수량을 달리하여 시간의 경과에 따른 온도 상승을 나타내는 그래프이다. FIG. 1 is a graph showing the temperature rise over time by varying the water content of the contaminated soil in the experiment of the present invention. FIG.
도 1에 나타난 바와 같이 함수량이 25%인 경우까지는 토양 내 수분함량이 증가할수록 온도의 상승이 가파르게 나타났으나 그 이상의 함수량을 가질 경우 토양 내 온도의 상승이 오히려 저하되는 양상을 나타내었다. 따라서 마이크로파 적용에 있어서 적정 함수량은 15 내지 25%, 바람직하게는 20%인 것으로 판단되었다. As shown in FIG. 1, until the water content was 25%, the increase of the temperature was steeply increased as the water content in the soil increased, but the increase of the temperature in the soil was rather lowered when the water content was higher. Therefore, it was determined that the optimum water content in microwave application was 15 to 25%, preferably 20%.
도 2는 본 발명의 실험에서 마이크로파의 전력에 따른 TPH 제거량을 나타내는 그래프이다. FIG. 2 is a graph showing the removal amount of TPH according to the power of a microwave in the experiment of the present invention. FIG.
마이크로파 전력에 따른 디젤 오염된 토양의 열탈착 양상을 살펴보기 위해 표준토양에 디젤을 인위적으로 주입하여 TPH 초기 농도를 16,600, 33,200, 그리고 66,400mg/kg으로 맞춘 후 전력량을 100, 300, 500, 700W로 공급하고 5분 동안 마이크로파를 조사하여 각각의 TPH의 제거량을 확인하였다. In order to investigate the thermal deterioration behavior of diesel contaminated soil according to microwave power, diesel was artificially injected into standard soil to adjust the initial concentration of TPH to 16,600, 33,200, and 66,400 mg / kg, and then the power was changed to 100, 300, 500 and 700W And the removal amount of each TPH was confirmed by irradiating with microwave for 5 minutes.
도 2에 나타나는 바와 같이 모든 농도에서 낮은 범위의 전력량이(100∼300W) 공급되었을 때 공급되는 전력량 대비 TPH 제거량이 확연히 차이가 있었으나, 300∼700W가 공급되는 영역에서는 전력의 공급이 늘어남에도 TPH 제거량에 차이가 크지 않음을 알 수 있었다. As shown in FIG. 2, the TPH removal amount was significantly different from the amount of power supplied when a low amount of power (100 to 300 W) was supplied at all the concentrations. However, in the region where 300 to 700 W was supplied, The difference is not significant.
따라서, 적정 전력량을 선정하기 위한 본 실험의 경우 경제성을 고려하였을 때 300W 이상에서는 소모된 전력에 비해 그 제거 농도의 차이가 크지 않음에 따라 300W가 최적 조건인 것을 확인할 수 있었다. Therefore, when the economic efficiency is considered in this experiment, it is confirmed that 300W is the optimal condition for the optimum power amount because the difference in the removal power is not large compared to the power consumed at 300W or more.
도 3은 본 발명의 실험에서 시간의 경과에 따른 오염 토양의 함수량과 온도를 나타내는 그래프이다. 3 is a graph showing water content and temperature of contaminated soil over time in the experiment of the present invention.
본 실험에서는 오염 토양의 마이크로파 적용이 함수율과 직접적인 상관관계가 있음을 고려하여 마이크로파 조사가 진행되는 과정에서 토양의 함수량과 온도의 변화 양상을 시간에 따라 관찰하여 보았다. In this experiment, considering the direct correlation of the application of microwave to contaminated soil, we observed the changes of water content and temperature in the course of microwave irradiation over time.
토양의 초기 함수비는 20%로 하였고 300W의 전력이 공급되었으며 초기 TPH를 약 33,000 mg/kg로 설정하였다. 도 3에 나타난 바와 같이 초기 20%의 함수량은 반응이 지속됨에 따라 점진적으로 낮아졌으며 반응이 지속된 6분 후 토양 내 온도는 150℃까지 상승한 후 감소하였다. 토양 내 TPH는 반응이 시작한 초기에 급속한 제거양상을 보이다가 약 60%의 최종 제거율을 보이며 평형상태에 도달한 것을 알 수 있다. The initial water content of the soil was 20%, 300W of power was supplied, and the initial TPH was set at about 33,000 mg / kg. As shown in FIG. 3, the water content of the initial 20% was gradually lowered as the reaction continued, and the temperature in the soil increased to 150 ° C after 6 min. TPH in the soil showed rapid removal at the beginning of the reaction and showed a final removal rate of about 60% and reached equilibrium.
반응 후 토양의 함수율은 5% 이내였으며, 온도는 최고 150℃에서 100℃이하로 낮아졌고, 최종 TPH 제거율은 약 60%로 나타났다. 이는 마이크로파의 조사에 따라 물분자의 회전마찰에 의해 온도의 상승이 일어나고, 상승한 온도에 의해 디젤과 같은 휘발성 유기물질의 탈착이 일어남을 상기할 때, 마이크로파 조사와 더불어 수분의 증발이 일어나고 함수율이 낮아짐에 따라 온도도 낮아지고 이에 따라 토양 내 TPH 탈착이 더 이상 진행되지 않았음을 보여준다. 따라서, 보다 효과적인 TPH 제거를 위해 토양 내 함수량을 일정하게 유지하여 주는 것이 중요하다는 것을 알 수 있었다. After the reaction, the water content of the soil was within 5%, the temperature was decreased from 100 ℃ to 150 ℃, and the final TPH removal rate was about 60%. When it is recalled that the temperature rises due to the rotating friction of water molecules due to the irradiation of microwaves and the desorption of volatile organic substances such as diesel occurs due to the rising temperature, water evaporation occurs and the water content becomes lower , Indicating that TPH desorption in the soil did not proceed any further. Therefore, it is important to maintain a constant water content in the soil for more effective removal of TPH.
도 4는 본 발명의 실험에서 오염 토양 내 수분을 보충할 때 시간의 경과에 따른 오염 토양의 TPH 제거량과 온도를 나타내는 그래프이다. FIG. 4 is a graph showing the TPH removal amount and temperature of the contaminated soil over time when water in the contaminated soil is supplemented in the experiment of the present invention. FIG.
마이크로파 조사가 진행되는 동안 토양 내 수분을 보충하여 토양 내 함수량을 일정하게 유지하였을 때 토양 내 TPH 탈착이 효과적으로 나타나는지 확인하기 위한 추가적인 실험을 진행하였다. 토양의 초기 함수비는 20%로 하였고 300W의 전력이 공급되었으며, 초기 TPH 농도를 약 17,000 mg/kg로 설정하였다. During the microwave irradiation, additional experiments were carried out to confirm whether TPH desorption in the soil was effective when the water content in the soil was kept constant by replenishing the water in the soil. The initial water content of the soil was 20%, the power of 300W was supplied, and the initial TPH concentration was set at about 17,000 mg / kg.
마이크로파 조사 시간이 일정 시간을 지나면서 발생되는 열에 의해 토양 내 함수율이 떨어지므로 매 1분마다 추가적인 수분의 공급으로 토양의 함수율이 20%가 유지될 수 있도록 하면서 TPH의 변화 양상을 살펴보았다. As the moisture content of the soil decreased due to the heat generated by microwave irradiation over a certain period of time, the variation of TPH was observed while maintaining the water content of the soil at 20% by supplying additional water every 1 minute.
도 4에 나타난 바와 같이 마이크로파 조사 후 약 5분이 지나면서 약 50%의 TPH 제거량을 나타내며 정상상태에 도달하는 것으로 관찰되었으나, 추가적인 수분이 공급됨에 따라 약 75% TPH의 제거가 완료되어 25%의 추가적인 TPH 제거가 진행되었음을 알 수 있었다. As shown in FIG. 4, about 5 minutes after the microwave irradiation, about 50% of the TPH removal amount was observed to reach the steady state. However, as the additional moisture was supplied, about 75% TPH removal was completed and 25% It was found that the TPH removal proceeded.
이는 마이크로파를 조사하고 주기적으로 수분을 공급하여 오염 토양의 함수량을 일정하게 유지함에 따라 오염 토양 내 TPH의 탈착을 유도할 수 있는 온도가 지속적으로 유지되어 TPH 제거 효율이 상승할 수 있음을 의미한다. This means that as the water content of the contaminated soil is constantly maintained by irradiating the microwave and periodically supplying water, the temperature for inducing desorption of TPH in the contaminated soil is continuously maintained, which means that the TPH removal efficiency can be increased.
실시예Example
이하에서는, 상기의 실험 결과를 바탕으로 본 발명의 마이크로파를 이용한 토양오염 제거 방법을 설명하기로 한다. 도 5는 본 발명의 마이크로파를 이용한 토양오염 제거 방법의 실시예를 도시하는 도면이다. Hereinafter, a method for removing soil contamination using microwaves according to the present invention will be described based on the above experimental results. 5 is a diagram showing an embodiment of a method for removing soil contamination using microwaves according to the present invention.
먼저, 오염 토양(1)의 함수량을 측정한다. 이때, 오염 토양(1)은 유류로 오염된 토양이 될 수 있다. First, the water content of the contaminated soil (1) is measured. At this time, the contaminated soil (1) may be soil contaminated with oil.
다음에, 측정된 함수량이 15% 이하일 경우 오염 토양(1)에 수분을 공급하여 함수량을 15 내지 25%, 바람직하게는 20%로 조절한다. 오염 토양(1)의 함수량은 통상 15% 이하인 경우가 대부분이며, 만일 측정된 함수량이 25%를 초과할 경우에는 수분 공급없이 마이크로파 조사를 진행하거나 일정 시간 동안 건조시켜 함수량이 25% 이하가 되게 한 후 마이크로파 조사를 진행할 수 있다. Next, when the measured water content is 15% or less, water is supplied to the contaminated soil (1) to adjust the water content to 15 to 25%, preferably to 20%. The water content of the contaminated soil (1) is usually 15% or less. If the measured water content exceeds 25%, the microwave irradiation is performed without water supply or the water content is reduced to 25% or less by drying for a predetermined time Microwave irradiation can be performed.
이때, 오염 토양(1)은 개구(111)가 형성된 격자형 칸막이(110)에 의해 구획될 수 있다. 이러한 격자형 칸막이(110)에 의해 다수의 구획된 공간(S)이 형성되고, 각각의 구획된 공간(S)에는 오염 토양(1)이 구획되어 위치된다. 개구(111)는 각각의 구획된 공간(S)을 통한 오염 토양(1)의 이동을 가능하게 하고, 다른 가스의 이동을 가능하게 한다. 개구(111)의 크기나 수는 당업자가 적절히 선택할 수 있다. 예를 들어, 개구(111)의 지름은 수 mm에서 수 cm까지 될 수 있다. At this time, the contaminated
격자형 칸막이(110)에는 연결부(115)를 통해 수분 공급관(120)이 장착될 수 있다. 이러한 수분 공급관(120)은 각각의 구획된 공간(S)을 둘러싸도록 위치되어, 전체 수분 공급관(120)을 통해 수분의 공급이 가능하도록 하나로 연결된 유로를 형성하게 된다. 수분 공급관(120)에는 오염 토양(1)에 수분을 공급하기 위한 분사구(121)가 다수 개 형성될 수 있다. 각각의 분사구(121)는 구획된 공간(S)으로 물을 분사할 수 있도록 구획된 공간(S)의 중앙을 향하도록 형성된다. The
오염 토양(1)에 수분을 공급할 때는, 수분 공급관(120)에 형성된 각각의 분사구(121)를 통해 전체적으로 골고루 수분을 공급할 수 있게 된다. When moisture is supplied to the contaminated
다음에, 오염 토양(1)에 마이크로파를 조사한다. 마이크로파의 전력은 상기 실험 결과에 따라 300W가 될 수 있다. 오염 토양(1)은 격자형 칸막이(110)에 의해 구획되어 각각의 독립된 공간 속에 분리되어 위치되므로 마이크로파의 조사가 효율적으로 이루어질 수 있고, 격자형 칸막이(110)에 형성된 개구(111)를 통해 수분이나 가스의 배출이 원활하게 될 수 있다. Next, the contaminated
오염 토양(1)에 마이크로파를 조사하는 동안, 격자형 칸막이(110)에는 바이브레이터(130)가 연결될 수 있다. 이러한 바이브레이터(130)로부터 격자형 칸막이(110)로 진동이 전달되고, 이러한 진동은 구획된 공간(S)에 위치하는 오염 토양(1)으로 전달될 수 있다. 오염 토양(1)으로 전달되는 진동은 마이크로파를 조사하는 동안 토양 입자를 흔들면서 토양 입자들 사이에 공간이 생기게 하여 마이크로파의 조사와 수분이나 가스의 배출이 원활하게 이루어지게 한다. While irradiating the contaminated
다음에, 마이크로파를 조사하는 동안 주기적으로 오염 토양(1)에 수분을 공급한다. 예를 들어, 마이크로파를 조사하는 동안 1 내지 3분 간격으로 오염 토양(1)에 수분을 공급할 수 있다. 오염 토양(1)에 수분을 주기적으로 공급함으로써 오염 토양(1)의 함수량을 15 내지 25%, 바람직하게는 20% 수준으로 유지할 수 있다. Next, water is supplied to the contaminated soil (1) periodically while irradiating the microwave. For example, water can be supplied to the contaminated
이때, 수분 공급관(120)에 형성된 각각의 분사구(121)를 통해 오염 토양(1)에 전체적으로 골고루 수분을 공급할 수 있다. 또한, 분사구(121)를 통해 오염 토양(1)에 수분을 공급하는 동안 격자형 칸막이(110)로 진동이 전달되어, 이러한 진동이 분사구(121) 및 오염 토양(1)으로 전달되도록 할 수 있다. 분사구(121)로 전달되는 진동은 분사구(121)의 분사방향을 약간씩 변경시켜 수분이 오염 토양(1)으로 골고루 전달되도록 할 수 있다. 또한, 오염 토양(1)으로 전달되는 진동은 마이크로파를 조사하는 동안 토양 입자를 흔들면서 토양 입자들 사이에 공간이 생기게 하여 마이크로파의 조사와 수분이나 가스의 배출이 원활하게 될 수 있다. At this time, the
상술한 바와 같이, 본 발명의 마이크로파를 이용한 토양오염 제거 방법에 따르면, 오염 토양(1)에 마이크로파를 조사하는 동안 주기적으로 수분을 공급함으로써 오염 토양(1)의 함수량을 일정하게 유지시켜 가장 효율적이면서도 신속하게 토양오염을 제거할 수 있다. 또한, 오염 토양(1)의 개구(111)가 형성된 격자형 칸막이(110)에 의해 구획되고 바이브레이터(130)에 의해 진동이 오염 토양(1)으로 전달되어, 마이크로파의 조사와 수분이나 가스의 배출이 원활하게 이루어질 수 있다. As described above, according to the method for removing soil contamination using microwaves of the present invention, water is periodically supplied to the contaminated
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention will be.
1 : 오염 토양
110 : 격자형 칸막이
111 : 개구
115 : 연결부
120 : 수분 공급관
121 : 분사구
130 : 바이브레이터1: Contaminated soil
110: Grid type partition
111: opening
115: Connection
120: water supply pipe
121:
130: Vibrator
Claims (5)
오염 토양의 함수량을 측정하는 단계;
측정된 함수량이 15% 이하일 경우 오염 토양에 수분을 공급하여 함수량을 15 내지 25%로 조절하는 단계;
오염 토양에 마이크로파를 조사하는 단계;
상기 마이크로파를 조사하는 동안 주기적으로 오염 토양에 수분을 공급하는 단계;
를 포함하고,
상기 오염 토양에 마이크로파를 조사하는 단계에서, 오염 토양은 개구(111)가 형성된 격자형 칸막이(110)에 의해 다수의 구획된 공간(S)이 형성되도록 구획되고, 상기 격자형 칸막이(110)에 바이브레이터(130)가 연결되어 상기 바이브레이터(130)로부터 상기 격자형 칸막이(110)로 진동이 전달되고,
상기 주기적으로 오염 토양에 수분을 공급하는 단계에서는, 각각의 상기 구획된 공간(S)을 둘러싸도록 상기 격자형 칸막이(110)에 연결부(115)를 통해 수분 공급관(120)이 장착되고, 상기 수분 공급관(120)에 형성된 다수의 분사구(121)를 통해 상기 구획된 공간(S)의 중앙을 향해 수분이 공급되는 마이크로파를 이용한 토양오염 제거 방법.A method for removing soil contamination using microwaves,
Measuring the water content of the contaminated soil;
Adjusting the water content to 15 to 25% by supplying water to the contaminated soil when the measured water content is 15% or less;
Irradiating the contaminated soil with microwaves;
Supplying water to the contaminated soil periodically while irradiating the microwave;
Lt; / RTI >
In the step of irradiating the contaminated soil with microwaves, the contaminated soil is partitioned into a plurality of divided spaces S by the lattice type partition 110 having the openings 111, The vibrator 130 is connected to transmit vibrations from the vibrator 130 to the grid-shaped partition 110,
The moisture supply pipe 120 is installed in the grid-shaped partition 110 through the connection part 115 so as to surround the partitioned space S, A method for removing soil contamination using microwaves, wherein water is supplied toward a center of the divided space (S) through a plurality of injection ports (121) formed in a supply pipe (120).
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| KR101621291B1 true KR101621291B1 (en) | 2016-05-16 |
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Cited By (1)
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| 초단파(마이크로파)와 첨가제를 이용한 오염토양 내 준휘발성 유기오염물질 제거. 지하수토양환경. 2013.* |
Cited By (1)
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