KR0171584B1 - 물로부터 용존산소를 제거하는 방법 및 장치 - Google Patents

물로부터 용존산소를 제거하는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

용존산소를 함유한 물로부터 안전하고 용이하게 산소를 제거하는 간단한 시스템을 활용하는 방법으로 초순도 물을 만든다. 이 방법은 용존산소를 함유한 물에 환원제를 용해하고 그리고 생성된 물을 자외선으로 조사하는 것으로 된다. 초순도 물은 특히 전자공업에서 세정수로서 활용된다.

Description

물로부터 용존산소를 제거하는 방법 및 장치
제1도는 본 발명 장치의 개략 단면도이고,
제2도는 환원제/원료수중 DO의 몰비와 처리수중 DO와의 관계를 나타낸 그래프이고,
제3도는 처리수중 DO의 양과 자외선 조사량과의 관계를 나타낸 그래프이고,
제4도는 수소를 환원제로 사용한 경우 처리수중 DO와 처리시간과의 관계를 조사하기 위한 실험장치의 개략 단면도이고,
제5도는 수소 이외의 환원제를 사용하는 장치의 개략 단면도이고,
제6도는 제4도의 실험장치에 의한 처리수중 DO와 처리시간과의 관계를 나타낸 그래프이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 원료수 2 : 수소
3 : 용기 4 : 자외선 조사장치
6 : 자외선 램프 7 : 원료수 펌프
8 : 수은등 9 : 석영보호관
10 : 가스확산노즐 11 : 기액분리기
13 : DO미터 15 : 원료수 파이프
16 : 약품주입펌프 19 : 수소발생기
20 : 가스투과막 22 : 진공펌프
23 : 산화촉매
본 발명은 물로부터 용존산소(이하, DO라고 한다)를 제거하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 물에 저농도(1mg/㎖이하)로 존재하는 DO를 제거하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명은 전자공업에서 사용되는 세척용수, 보일러의 공급수, 식품공업의 여러 단계에서 사용되는 용수, 일반 세정용수 등에 이용된다.
물로부터 DO를 제거하는 종래의 방법에는 물리적 방법(예를 들면, 열적 탈가스, 진공 탈가스, 질소가스로 퍼징)과 그리고 환원제의 첨가를 포함하는, 화학적 방법이 포함된다.
열적 탈가스 방법에서는 가스 함유 물을 직접 스팀과 접촉시켜 물을 가열시키고, 이로써 가스의 물중 용해도를 감소시켜 물로부터 DO를 제거한다. 이 방법은 보일러의 부식이 방지되도록 보일러 공급수로부터 DO를 제거하기 위해 다량의 물이 필요한 발전소에서 주로 사용된다.
진공 탈가스 방법에서는 냉각수의 탈가스에 주로 사용된다. 이 방법에서 사용되는 진공 탈가스용 탑은 라시 링(Raschig rings), 등으로 충전되어 있고, 이 탑에서 물을 탑정에서 분무하여 탑중의 물의 표면적을 증대시키고 또한 탑내부에 진공을 형성시켜서 물중 용존 가스를 탑외로 방출한다. 소수성 막을 통해 진공 탈가스를 실시하는 막 탈가스법은 최근에 주목을 끌고 있다. 이 방법에서는, 액상과 기상(진공)이 막에 의해 분리되기 때문에, 진공 탈가스탑의 경우와는 달리, 탑 높이는 전혀 제한받지 않는다.
또한, 물중의 질소가스의 분압을 증가시키기 위해 물에 질소가스를 취입하여, 물중의 산소 분압을 감소시킴으로써 물로부터 산소가스를 제거시키는 방법도 있다.
상기 방법은 물로부터 DO를 제거하는 물리적 방법이며, 이 방법 이외에 화학반응을 이용하는 화학적 방법이 있다. 예를 들면, 히드라진(N2H4), 아황산나트륨(Na2SO3)등과 같은 환원제를 물에 가해서 다음의 화학 반응이 일어나게 함으로써 물중의 DO를 제거할 수 있다.
N2H4+O2→ N2+2H2O
2Na2SO3+ O2→ 2Na2SO4
최근에, 반도체 집적회로의 고밀도화에 따라 이들에 사용되는 초순수 품질의 요건도 점점 엄격해지고 있다. 예를 들면, 표 1에서 보여주는 것과 같이, 이러한 물은 전해질, 미세입자, 생존미생물 등이 극히 낮은 농도로 함유할 것과 그리고 DO는 50㎍/ℓ 이하일 것이 요구되고 있다.
이상과 같이, 통상적인 열 탈가스법 또는 진공 탈-가스방법만으로 극히 낮은 농도의 DO를 이룩한다는 것은 방법의 원리에서 뿐만 아니라 이 방법의 시설규모 또는 요구되는 처리시간 때문에 곤란하다. 따라서, 예를 들면 여과형 보일러 공급수 등의 경우에는 히드라진(NH)을 투입하는 화학적 방법을 상기한 물리적 방법과 혼용하여, 공급수중의 DO를 100㎍/ℓ 이하로 감소시킨다.
그러나 화학적 방법에 의해 DO를 제거하면, DO의 양에 비해 과잉으로 가해진 화학 약품(예로서, NH, NaSO)이 잔류하게 된다. 잔류 화학약품은 이온교환처리에서 사용되는 이온교환수지에 부하되며, 더욱이 DO와 화학약품간의 반응에 의해서 형성된 SO 이온 등도 이온교환수지에 부하되게 된다.
또한 N에 의해 퍼징공정을 하는데는 많은 양의 N가스(1-2N㎥/㎥)를 사용할 필요가 있으며, 이는 경제적이지 못하다.
상술한 것과 같이, 종래의 탈가스 공정에 의해 DO의 농도를 극히 낮게하는 데는 문제가 있다. 즉, 예를 들면 대규모의 시설이 요구되며, 불순물인 이온발생이 증가하고, 많은 양의 화학약품 또는 질소가스가 요구된다.
본 발명의 목적은 적은 양의 에너지로 매우 낮은 농도의 DO를 함유하는 물, 즉, 고순도 물을 저렴하게 그리고 안정하게 얻을 수 있는 DO 제거방법과 간단한 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적과 이점은 다음의 상세한 설명과 도면으로부터 이 기술 분야에 지식을 가진자에게 명확할 것이다.
제1도는 본 발명의 장치의 한 실시예의 개략적 단면도이고,
제2도는 환원제 원료수중의 DO의 몰비와 처리수중 DO와의 관계를 보여주며,
제3도는 자외선 조사량과 처리된 물에 존재하는 DO양과의 관계를 보여주며,
제4도는 본 발명에 따라서, 처리수중에 존재하는 DO의 양과 요구되는 처리시간과의 관계를 결정하기 위해서 수소를 환원제로 사용하는 글로브 시험을 위한 실험장치의 개략 단면도이고,
제5도는 본 발명에 따라서, 수소 이외의 환원제를 사용하는 실험장치의 개략 단면도이고, 그리고
제6도는 제4도의 실험장치를 사용하는 처리수중 DO와 처리시간과의 관계를 보여주는 그래프이다.
본 발명은 DO를 함유하는 물로부터 산소를 제공하는 방법으로서, DO을 함유하는 물에 환원제를 용해하고 얻어지는 물에 자외선을 조사하는 것으로 이루어지는 제조방법을 제공한다. 본 발명의 방법에 있어서 바람직한 구체적인 조건은 다음과 같다.
(1) 환원제로서는 수소, 히드라진, 옥살산, 포름산, 아황산나트륨 그리고 아황산수소나트륨중에서 선택되는 하나이상의 환원제를 사용한다. 환원제는 DO를 함유하는 물에 첨가되는 환원제와 물중의 DO의 몰비가 1내지 5가 되는 양으로 용해시킨다.
(2) 환원제로서 사용되는 수소가스는 가스투과막을 통해서 DO를 함유하는 물에 용해시킨다.
(3)환원제로서 사용되는 수소는 물의 전기분해에 의해서 얻는다.
(4) 수소가스는 처리할 물에 용해시킨 후; 얻어진 물에 자외선을 조사해서 물로부터 DO를 제거하고; 그후 물중 미반응 용존수소는 가스투과막(진공하에서)를 통해 제거한다.
(5)수소 이외의 환원제로부터 선택된 환원제는 처리할 물에 막 여과기를 통해 용해시키고; 얻어진 물에 자외선을 조사하고; 그후 잔류 환원제는 혼합상형 이온교환 수지에 의해 제거한다.
(6) 자외선 조사량은 10mW·sec/㎠이상이다.
또한 본 발명은 DO를 함유하는 물로부터 산소를 제거하는 장치로서
(a) 물 전기 분해형의 수소 발생기,
(b) 수소 발생기(a)에서 발생된 수소를 가스투과막을 통해 처리할 DO
함유 물에 용해시키는 장치,
(c) 상기 장치 (b)에서 얻은 물에 자외선을 조사하는 장치,
(d) 필요에 따라, 미반응 용존수소가 존재하는 경우, 가스 투과막을 통해 잔류 수소를 제거하는 장치, 그리고
(e) 상기 (a) 내지 (c) 또는 (a) 내지 (d)장치를 접속하는 파이프, 펌프 등과 같은 접속수단으로 이루어지는 장치를 제공하는 것이다.
물에 수소가스를 용해하는 것은 예를 들면, 자외선 램프와 보호 석영관으로 구성된 자외선 조사장치 하부에 설치된 수소 가스 용해수단(예를들면 가스 확산노즐)에 의해 수소 가스확산 파이프 또는 수소 가스확산 노즐이 내장된 수소가스 용해장치에 의해 실시될 수 있다. 수소가스를 가스 투과막을 통해 용해하는 것은 수소 가스중에 존재하는 미세입자가 막에 의해 여과될 수 있기 때문에, 초순수의 생산에 효과적이다.
자외선 램프는 파장이 400nm이하인 자외선을 발생하는 어느 광원이라도 사용될 수 있다. 광원으로서는 일반적으로 수은등이 사용된다. 수은등 이외에, 크세논 수은등, 크세논 등, 엑시머 레이저, 전자 신크로트론 등이 광원으로서 사용될 수 있다.
하기에, 첨가되는 환원제의 양과 처리된 물 중의 DO함량과의 관계에 관해 기술한다.
원료수로서 사용하기 위해, 혼합상형 이온교환수지 탑내에서 수도물을 처리하여 순수를 얻는다. 이 원료수는 DO를 약 7.3mg/㎖의 양으로 함유한다. 수소가스는 가스 투과막을 통해 원료수에 가하고, 얻어진 물은 200ℓ/hr의 속도로 자외선 조사장치로 도입한다. 첨가되는 H의 양을 조절하여 첨가된 H/원료수중의 DO의 몰비율이 1 내지 5가 되게 한다. 자외선의 조사량은 160mW·sec/㎠이었다.
첨가된 수소가스/원료수중의 DO의 몰비와 처리된 물중 DO와의 관계를 제2도에 도시하였다. 제2도에서 명확한 것과 같이, 수소가스/원료수중의 DO의 몰비가 3일 때, 처리된 물중의 DO는 실질적으로 평형에 도달한다. 따라서, 실제 적용에서는 수소가스/원료수중의 DO의 몰비가 5이하의 수준이면 충분하다.
유사하게, 펌프를 사용하여 NH용액을 0.45㎛ 막 여과기를 통해, 원료수에 투입하고, 얻어진 물을 200ℓ/hr의 속도로 자외선 조사장치에 넣는다. 첨가되는 NH의 양을 조절하여 첨가된 NH/원료수중의 DO의 몰비가 1 내지 3이 되게 한다.
그 결과를 제2도에 도시하였다. NH/원료수중 DO의 몰비가 1.5일 때, 처리된 물의 DO는 실질적으로 평형에 도달한다.
다른 환원제 즉, 옥살산, 아황산나트륨, 아황산수소나트륨 그리고 포름산을 사용한 경우 얻어진 결과는 수소가스 또는 NH를 사용한 경우의 제2도와 같았다.
상기 결과에 기초하여 환원제/원료수중 DO의 몰비는 1 내지 5이어야 된다.
하기에, 자외선 조사량과 처리된 물중 용존산소의 관계에 대해 기술한다.
원료수로 사용하기 위해, 수도물을 혼합상형 이온교환 수지탑에서 처리하여 순수를 얻는다. 원료수는 약 7.3mg/ℓ의 양으로 DO를 함유한다.
수소가스를 가스 투과막을 통해 몰비(첨가된 수소가스/원료수중의 DO) 3으로 가하고, 얻어진 물을 50/hr 내지 150/hr의 유속으로 자외선 조사장치에 넣는다.
자외선 조사량은 UV 광도측정기 CM2503(IWASAKI BLECTRIC CO., 제품)로 측정하여 254nm에서 640 내지 21mW·sec/㎠이었다. 자외선 조사량과 처리된 물중 DO의 관계를 제3도에 도시하였다. 제3도로부터 명확한 것 같이, 자외선 조사량은 10mW·sec/ℓ 이상이여야 된다. 자외선 조사의 상한량은 처리된 물중에 잔존하는 산소의 허용수준과 산소제거장치의 경제성을 고려하여 결정된다.
본 발명자들이 연구한 바로는, DO를 함유하는 물중에 수소가스를 용해하고, 얻어진 물에 자외선을 조사하였을 때에 물중의 DO함량이 감소된다는 사실을 다른 논문에서는 찾아볼 수 없었다.
본 발명의 방법에서 일어나는 반응에 대해 아직까지 해명되고 확인되지는 않았으나, 다음과 같은 반응이 본 발명의 방법에서 일어나는 것으로 추정된다.
즉, 광자가 가스원자와 충돌하면, 원자는 여기된 상태를 경과하여 이온화한다. 기저상태와 이온화상태 사이에 다수의 여기상태가 존재한다.
공명과 여기 전위는 수소의 경우는 11.2V이고, 산소의 경우는 5V이다. 최소 여기전위는 상기한 전위보다 더 적을 수 있다.
자외선을 조사하면, 낮은 여기 전위의 산소가 여기상태로 되고 그리고 다음 반응이 진행되는 것으로 추정된다.
상기 식에서 (O)*는 여기 상태의 산소원자를 나타낸다.
DO는 H2와 반응해서 물(H2O)이 된다. 이것이 불순물의 증가를 초래하지는 않는다. 따라서, 특히 본 발명의 방법으로 초순도 물을 생산할 경우에도, 물의 품질이 저하되지 않는 큰 장점이 있다.
말할 필요도 없이, 자외선은 살균 효과가 있다. 따라서, 본 발명의 방법에 의하면 DO의 제거 뿐만 아니라 또한 물의 살균도 된다.
DO를 함유한 물을 환원제와 혼합하면, 물중의 DO 농도는 DO와 환원제의 반응에 의해 감소되나, 반응이 상온에서 실시될 경우에는 반응효율이 매우 낮아진다.
자외선은 파장이 400nm일 때 에, 약 300KJ/몰의 에너지를 가지며, 파장이 300nm일 때에, 약 400KJ/몰이고, 파장이 200nm일 때에 약 600KJ/몰을 가진다. 한편, 환원제의 해리 에너지는 약 300-450KJ/몰로서, 예를 들면 히드라진(N2H4)와 이것의 중간 반응생성물의 에너지 값을 표 2에 표시하였다. 따라서, 자외선을 조사하면 환원제에 충분한 에너지를 부여할 수 있다. 또한 물중의 산소도 자외선 조사에 의해 부분적으로 여기되는 것으로 추정된다.
따라서 환원제를 가하고, 그후 자외선을 조사함으로써, DO와 환원제간의 반응이 충분히 촉진되어 DO가 효과적으로 제거될 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 물로부터 DO를 제거하는 장치로서,
물의 전기분해에 의한 수소발생용 수소발생기와;
가스 투과막을 통해, 수소 발생기로부터 공급되는 수소를 처리할 산소 함유 물에 용해하는 장치와;
처리할 수소용존 물에 자외선을 조사하는 장치를 포함하여 이루어지는 장치를 제공한다.
본 발명은 또한, 상술한 장치들 이외에, 가스투과막을 통해 미반응 용존수소를 제거하는 장치를 제공한다.
즉, 본 발명은 물의 전기 분해에 의해 발생된 수소를 사용하여, 안전하고 용이하게 물로부터 DO를 제거하는 개선된 장치를 제공한다.
본 발명의 개선된 시스템은,
(1) 물의 전기 분개에 의해 수소를 발생하기 위한 수소 발생기;
(2) 상기에서 얻은 수소를 가스 투과막을 통해, 처리될 DO함유 물중에 용해하기 위한 수소 용해장치;
(3) 상기에서 얻은 물에 자외선을 조사하는 장치;
(4) 미반응 용존수소가 존재할 경우, 가스 투과막을 통해 과잉수소를 제거하는 장치; 그리고
(5) 상기 (1) 내지 (3)의 장치 또는 (1) 내지 (4)의 장치를 접속하는 파이프, 펌프 등을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
수소 발생기는 물의 전기 분해에 의해서 요구되는 양의 수소를 발생하는 어느 장치라도 될 수 있다. 예를 들면, 알칼리 수용액을 사용하는 전기분해 장치, 고체 폴리머 전해질 수용액을 사용하는 전기분해 장치 그리고 고체산화물 전해질 수용액을 사용하는 전기분해 장치를 사용할 수 있다. 수소발생기는 바람직하게는 부식성 용액(예를 들면, 알칼리용액)을 사용하지 않고 보수유지가 용이하게 실시될 수 있는, 고체 폴리머 전해질 수용액을 사용하는 전기분해장치이다.
가스 투과막은 수소, 산소, 질소, 스팀과 같은 가스는 통과시키나, 물은 통과시키지 않는 막이다. 실리콘 고무, 폴리(에틸렌테트라플루오라이드). 폴리올레핀. 폴리우레탄등으로 만든 소수성 막이 사용될 수 있다. 막은 통상 직경이 20㎛ 이하인 구멍을 가지나, 직경이 0.01∼1㎛ 인 구멍을 가지는 막이 널리 사용된다.
수소 용해장치는 상술한 가스 투과막의 한 쪽으로 물이 통과하고, 다른 한쪽은 수소에 의해 가압되어 물이 수소에 용해되는 장치이다. 이 장치는 가스확산 노즐 등과 비교할 때에, 수소를 효과적으로 용해시킬 수 있다.
과잉 수소 제거장치는 상술한 가스 투과막의 한쪽으로 물을 통과시키고 다른 한쪽은 진공펌프로 진공을 만들어 물로부터 과잉의 수소를 제거하는 장치로 구성된다.
본 발명의 DO 제거장치는 다음과 같이 작동한다.
수소 용해장치에서, 수소는 가스 투과막을 경유하여 물에 용해하기 때문에, 기포가 생기지 않으며, 도입된 수소의 양은 물중의 용존 수소의 양과 같게 되어 수소의 물에 대한 용해 효율은 실질적으로 100%가 된다.
즉, 수소 용해장치로부터 과잉의 수소가 방출되지 않으므로 결과적으로 가스 분리탑이 필요없게 된다. 또한 용존 수소의 양은, 예를 들면 물질과 사용하는 막의 넓이로 조절할 수 있다.
물의 전기분해에 의한 수소 발생기에서, 수소는 전기적 조절에 의해 수소 용해장치에서 용해에 필요한 양으로 용이하게 발생될 수 있다. 따라서, 수소는 DO를 함유하는 물에 필요한 양으로 공급될 수 있다.
이와 같이, 물의 전기분해에 기초하는 수소발생기와 가스투과막을 사용하는 수소 용해장치를 혼용함으로써 첨가되는 수소의 양을 용이하게, 안정하게, 그리고 안전하게 조절할 수 있다.
과잉 수소 제거장치에서, 자외선 조사후에 잔류하는 용존수소를 제거할 수 있다. 즉, 수소 가스는 다른 가스와 비교할 때에 분자량이 매우 작으므로, 가스투과막을 통해 액상에서 진공쪽으로 용이하게 이동하여 제거될 수 있다. 통상, 수소는 가스 투과속도가 산소보다 5∼20배 빠르다.
[실시예]
본 발명을 더욱 상세히 설명하기 위해 실시예와 비교실시예를 하기에 기술한다. 그러나 본 발명이 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
수도물을 강산성 음이온 이온교환수지(Dowex HCR-W2, Dow Chem.제품)와 강알칼리성 양이온 이온교환수지(Dowex SBR-P, Dow Chem.제품)의 혼합물로 충전된, 세칭 혼합상형 탈염탑에서 처리하여 순수로 만들었다.
이 순수를 원료수(1)로 사용하였다. 이 순수 1ℓ를 제4도에 도시한 장치의 유효용적이 약 1ℓ인 용기(3)에 수집하였다. 인조 석영으로 만든 보호관(9)을 통해 용기(3)의 중심에 설치된 100w(전력소비) 전압수은등(8)을 켜고, 보호관 하부에 설치된 수소가스 확산노즐(10)을 통해 수소가스를 100N-㎖/분의 유속으로 용기내에 취입하였다. 제4도에서, 4, 11은 기-액분리기를 나타내며; 12는 펌프를 나타내고, 13은 DO미터를 나타낸다.
제6도는, DO함량과 처리시간과의 관계를 보여주는 것이다. 실시예 1의 결과는 곡선 A로 표시하였으며, 여기서 DO는 약 9분의 처리시간에서 50㎍/ℓ 이하로 감소되었다.
[비교예 1]
실시예 1에서와 같은 방법으로 동일한 순수 1ℓ을 수집하였다. 수소가스를 취입하지 않고 저압수은등을 켰다. DO의 감소는 처리시간 30분 후에도 매우 적었다.
[비교예 2]
실시예 1과 같은 방법으로 동일한 순수 1ℓ을 수집하였다. 저압 수은등을 켜지 않고 H가스를 100 N-㎖/분의 유속으로 취입하였다. 결과를 제6도의 곡선 C로 표시했으며, DO는 처리시간 30분 후에 약 100㎍/ℓ로 감소하였다.
[실시예 2]
수도물을 혼합상형 이온교환수지탑으로 처리하여 순수를 얻어, 이 순수를 원료수(1)로 사용하였다. 원료수는 약 8,00㎍/ℓ의 DO를 함유하였다.
순수(1)를 제5도에 도시한 장치의 용기(3)에 원료수 펌프(7)을 사용하여 용기(3)의 하부에 설치된 원료수 파이프(15)로부터 공급하였다. 약품주입 펌프(16)을 사용하여, 원료수 파이프(15)에 연결된 약품 충전파이프(17)로부터 원료수 파이프(15)에 히드라진 10mg/ℓ을 도입하였다. 또한, 보호관(9)을 통해 용기(3)의 중심에 설치된 저압수은등(8)을 켜서, 용기(3)내에 도입된 원료수(1)에 자외선을 조사하였다. 용기(3)의 출구에서 나온 물을 혼합 상형 이온교환수지 칼럼(18)에 통과시켜 물중 잔류 히드라진을 제거시켰다. 이와 같이 처리된 물의 DO를 DO미터(13)에 의해 측정하였다. 처리된 물(6)중의 DO는 표 3에 표시하였다. 실시예 2에서, DO를 100㎍/ℓ보다 적은 양으로 함유하는 처리된 물을 소량의 전력으로 얻을 수 있었다.
[실시예 3]
실시예 2에서와 같은 실험장치를 사용하여, 약 60mg/ℓ의 옥살산을 약품주입펌프(16)를 사용하여 넣었다. 그리고 저압수은등(8)을 켜서 자외선을 조사하였다. 얻어진 처리수의 DO를 표 3에 표시하였다.
[실시예 4]
실시예 2에서와 같은 실험장치를 사용하여, 약품주입펌프(16)에 의해 약 80mg/ℓ의 아황산나트륨을 투입하고, 그리고 저압수은등(8)을 켜서 자외선을 조사하였다. 얻어진 처리수의 DO를 표 3에 표시하였다.
[실시예 5]
실시예 2와 같은 실험장치를 사용하여 약품 주입펌프(16)에 의해 약 500mg/ℓ의 포름산을 투입하고, 저압수은등(8)을 켜서 자외선을 조사하였다. 얻어진 처리수의 DO를 표 3에 표시하였다.
[비교예 3]
실시예 2에서와 같은 실험장치를 사용하여, 동일한 순수를 저압수은등(8)을 켜지 않고 히드라진과 접촉시켰다. 얻어진 처리수의 DO를 표 3에 표시하였다. 비교예 3에서, DO의 감소는 매우 적었다.
[비교예 4]
실시예 3에서와 같은 실험장치를 사용하여, 동일한 순수를 저압수은등(8)을 켜지 않고 옥살산과 접촉시켰다. 얻어진 처리수의 DO를 표 3에 표시하였다. 비교예 4에서, DO의 감소는 매우 적었다.
[비교예 5]
실시예 4에서와 같은 실험장치를 사용하여, 동일한 순수를 저압수은등(8)을 켜지 않고 아황산나트륨과 접촉시켰다. 얻어진 처리수의 DO를 표 3에 표시하였다. 비교예 5에서, DO의 감소는 실시예 4에 비해 적었다.
[비교예 6]
실시예 5에서와 같은 실험장치를 사용하여, 동일한 순수를 저압수은등(8)을 켜지 않고 옥살산과 접촉시켰다. 얻어진 처리수의 DO를 표 3에 표시하였다. 비교예 6에서, DO의 감소는 매우 적었다.
[비교예 7]
실시예 2에서와 같은 실험장치를 사용하여, 동일한 순수를 어떠한 환원제도 투입하지 않고, 저압수은등(8)을 켜고 통과시켰다. 비교예 7에서는 표 4에 도시한 것과 같이, DO가 실질적으로 감소되지 않았다.
[실시예 6]
제1도에서, 수소발생기(19)는 고체 폴리머 전해질 수용액을 사용하여 물을 전기분해 하는 장치이다. 이것은 발생되는 수소의 양을 전기적으로 조절할 수 있고, 그리고 수소의 필요량을 용이하게 발생시킬 수 있다.
그후, 수소발생기(19)에서 발생된 수소(2)는 막(20)을 통해 수소용해용기(3)에 공급되어 DO를 함유하는 원료수(1)중에 수소를 용해시킨다. 예를 들면, 약 1mg/ℓ의 양으로 DO를 함유하고, 유속이 150ℓ /시간인 원료수를 처리할 경우에는 막 면적이 0.4㎡ 인 중공 폴리우레탄 막을 가스투과막(20)으로 사용하여, 8㎖/분의 양으로 수소를 발생시켜 요구되는 수소량을 공급하였다. 이 경우에, 수소는 산소 대응량에 비해 비교적 약간 과잉으로 용해되었다.
다음에, 수소 용존 출발수(5)는 자외선 조사장치(4)에 도입되어 DO와 수소가 반응하여 DO가 제거되었다. 그후, DO가 제거된 물은 과잉수소 제거장치(21)로 도입되고, 여기서 대응량보다 약간 과잉으로 첨가된 것에 기인하여 물에 잔류한 용존수소가 진공펌프(22)에 의해 가스투과막(20)을 통해 제거되어, DO가 함유되지 않은 처리수가 얻어졌다.
진공펌프(22)로부터 방출된, 수소를 함유하는 폐가스(25)는 매우 적으나, 수소발생기에서 생성된, 주로 산소로 구성된 가스(24)와 산화촉매(23)상에서 혼합되어, 처리되었다.

Claims (7)

  1. 수소를 물중 용존산소 1몰당 1∼5몰의 양으로 가한 후, 총 자외선 조사량으로 10mW·sec/㎠ 이상을 조사하는 것을 특징으로 하는 물중 용존산소의 제거방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기한 수소가 가스투과막을 통해 처리될 산소 함유물에 용해되는 것을 특징으로 하는 제거방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기한 수소가 물의 전기분해에 의해 수소발생기로부터 발생되는 것을 특징으로 하는 제거방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기한 수소가 물의 전기분해에 의해 수소발생기로부터 발생되는 것을 특징으로 하는 제거방법.
  5. 제1항 내지 제4항중의 어느 한 항에 있어서, 상기한 용존 산소를 함유하는 물에 수소를 가하고 얻어진 물에 자외선을 조사하여 물로부터 용존산소를 제거한 후에, 가스투과막을 통해 물로 부터 미반응 용존수소를 제거하는 것을 특징으로 하는 제거방법.
  6. 물로부터 용존 산소를 제거하기 위한 장치에 있어서, 물의 전기분해에 의해 수소를 발생하기 위한 수소발생기와; 가스투과막을 통해서 처리될 산소함유물에 상기 수소 발생기로부터 공급되는 수소를 용해하는 장치와; 수소 함유물에 자외선을 조사하는 장치를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 물로부터 용존 산소를 제거하기 위한 장치에 있어서, 물의 전기분해에 의해 수소를 발생하기 위한 수소발생기; 상기 수소발생기로부터 공급되는 수소를 가스투과막을 통해, 처리될 산소함유 물에 용해하는 장치와; 상기 수소함유물에 자외선을 조사하는 장치와; 미반응된 용존수소를 가스투과막을 통해 제거하는 장치를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 장치.
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