KR100415216B1

KR100415216B1 - 흡착 공정을 갖는 할로겐화 지방족 화합물 분해 방법 및흡착 수단을 갖는 분해 장치

Info

Publication number: KR100415216B1
Application number: KR10-2000-0034365A
Authority: KR
Inventors: 구리야마아끼라; 가또긴야
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 1999-06-22
Filing date: 2000-06-22
Publication date: 2004-01-16
Also published as: EP1062989A3; US6462250B1; KR20010049588A; EP1062989A2

Abstract

광조사에 의해 기능수에 존재하는 할로겐화 지방족 탄화수소 화합물을 분해하는 본 발명의 방법 및 장치에서, 분해 유닛으로부터 배기 또는 배출된 저농도로 함유된 분해를 위한 타겟 물질은 흡착 유닛에 의해 흡착되며, 정기적인 간격으로, 흡착된 타겟 물질이 흡착 유닛으로부터 배출되어 분해 유닛으로 복귀된다. 폐기물 또는 배출물 내의 타겟 물질의 농도는 환경 표준 이하로 감소될 수 있다.

Description

흡착 공정을 갖는 할로겐화 지방족 화합물 분해 방법 및 흡착 수단을 갖는 분해 장치{METHOD FOR DECOMPOSING HALOGENATED ALIPHATIC HYDROCARBON COMPOUNDS HAVING ADSORPTION PROCESS AND APPARATUS FOR DECOMPOSITION HAVING ADSORPTION MEANS}

본 발명은 할로겐화 지방족 탄화수소 화합물을 분해하는 방법과 이 방법에 사용되는 장치에 관한 것이다.

근래의 산업에 있어서는 할로겐화 지방족 탄화수소 화합물 등의 대량의 유기 화합물이 사용되어 왔으며, 이런 화합물의 폐기 처리는 심각한 문제가 되어 왔다. 특히, 폐기 할로겐화 지방족 탄화수소 화합물은 환형 공해에 큰 관심을 일으킴으로써, 이런 문제점을 해결하기 위해 많은 노력이 기울여져 왔다.

예컨대, 할로겐화 지방족 탄화수소에 속하는 트리클로로에틸렌(TCE) 및 테트라클로로에틸렌(PCE) 등의 염소화 지방족 탄화수소는 금속 부품, 반도체 부품 및 의류용 세정 용매 및 반응 용매로서 각종 산업에서 대량으로 사용되고 있다.

그러나, 돌연 변이 유발성 및 발암 유발성 등의 독성이 지적되어 왔기 때문에, 이들 사용의 완전 금지 및 폐기 용매들의 무해 처리가 요구되어 왔다. 더욱이, 자연 환경으로 이미 배출된 화합물은 강물, 지하수 및 토양을 오염시킨다. 따라서, 환경으로부터 오염물의 경제적이고 효율적인 제거를 위한 신기술의 개발이 크게 요구되며, 다양한 신기술들이 이런 적용을 위해 제시되었다.

예컨대, 염소화 지방족 탄화수소 화합물을 분해하기 위해 연소 공정이 제시되었다. 이 공정은 비교적 간단하지만, 연소 공정중에 염소화 지방족 탄화수소의 분해 생성물인 염화수소 및 염소가 다른 유기 화합물과 반응해서 폴리비페닐 염화물 및 다이옥신 등의 보다 더 큰 독성 물질을 생성할 새로운 문제가 있다. 더욱이, 고온 처리는 에너지 소비 측면에서 결점이 있다.

또한, 염소화 지방족 탄화수소를 분해하기 위해 산화제 또는 촉매를 사용하는 기술이 제시되었다. 구체적인 예로서는 오존에 의한 유해 탄화수소를 분해하는 공정(일본 특허 출원 공개 평3-38297호)과, 고온 고압하에서의 습식 산화 분해 공정 및 과산화수소 또는 철염으로의 산화 분해 공정(일본 특허 출원 공개 소60-261590호)이 포함된다.

또한, 산화제로서 차아염소산 나트륨을 사용하는 공정(미국 특허 제5,611,642호) 또는 차아염소산 나트륨 및 자외선 조사를 조합한 이용(미국 특허 제5,582,741호)이 제시되어 있다. 또한, 액체 염소화 지방족 탄화수소 내의 광촉매(산화 티타늄 등의 산화 반도체의 미립자)의 부유물이 광 조사에 의해 탄화수소를 분해하도록 알칼리성의 조건하에 마련된 공정(일본 특허 출원 공개 평7-144137호)이 제시되어 있다. 산화 백금, 알루미나 및 산화 지르코늄 등의 산화물을 이용한 촉매 산화 분해 공정(에이치. 이치무라 외 수인, 일본 특허 출원 공개 평6-31135호)이 제시되어 있다.

또한, 산화제를 사용하지 않고 기체 상태에서 자외선광으로 염소화 지방족 탄화수소 화합물을 조사함으로써 화합물을 분해하는 광분해 공정(에이치. 세키 외 수인에 의해 1995년 일본 수자원 환경 사회 및 환경 기술 연구 협회의 칸사이 부문에 의해 발행된 "오염 지하수 및 토양: 현 상태와 대응책"; 일본 특허 출원 공개 평8-243351호)이 시도되었다.

TCE 및 PCE 등의 염소화 지방족 탄화수소가 호기성 또는 무기성 미생물에 의해 분해되는 것으로 알려져 있으며, 이런 미생물 처리 등에 의해 화합물을 분해하고 자연 화경을 정화시키려는 시도가 있었다.

일본 특허 출원 공개 평5-269346호 및 평5-068845호에는 활성탄 및 제올라이트 등의 흡착제를 사용함으로써 낮은 비등점의 화합물을 제거하는 방법이 개시되어 있다. 이들 방법은 흡착제 오염을 처리하기 위한 방법에 대해서는 언급하지 않고 있다. 일본 특허출원 공개 평8-24572호에는 활성탄에 일단 흡착된 오물을 가열에 의해 제거하여 분해하는 분해 방법이 개시되어 있으며, 여기서 훈증 소독고로부터 배출된 메틸 브로마이드 함유 가스는 활성탄에 흡착되고, 가열에 의해 활성탄으로부터 제거된 메틸 브로마이드는 알루미나, 티타니아 및 지르코니아 등의 촉매가 있는 상태에서 열분해된다. 일본 특허 출원 공개 평5-290호, 평5-291호 및 평5-292호에는 다공질 철 재료에 의해 흡착된 유기염소 화합물을 열화시키는 방법이 개시되어 있으며, 여기서 수소 과산화물은 트리클로로에틸렌 등의 유기염소 화합물을 함유하는 폐수에 첨가되고, 폐수는 화합물의 흡착 산화 분해를 수행하도록 철 다공질 재료를 구비한 처리 장치 내에서 순환되어 포화 처리된다.

또한, 일본 특허 출원 공개 평5-317716호에는 다공질 촉매로 폐수를 처리하는 방법이 개시되어 있으며, 여기서 다공질 재료는 코발트, 니켈 셀륨, 은, 금, 백금, 팔라듐, 로듐, 루테늄 및 이리듐으로부터 선택된 적어도 하나의 요소를 사용하여 철 산화물을 소결함으로써 그리고 촉매, 질소 함유 또는 황 함유 습윤 산화물 또는 다공질 재료에 의해 흡착된 유기 할로겐 화합물 등의 다공질 재료를 사용함으로써 준비되어 처리가 수행된다.

상술한 바와 같이, 할로겐화 지방족 탄화수소 화합물 분해 방법은 지금까지 여러 방법으로 제안되어 있다. 그러나, 본원의 발명자들은 이들 대부분의 방법이 복잡한 분해 장치를 필요로 하고 그리고/또는 분해 산물을 해롭지 않게 처리하는 추가 공정을 필요로 하는 등의 문제를 발견 및 예견하였다. 따라서, 할로겐화 지방족 탄화수소 화합물을 분해하는 환경친화적 기술에 대한 요구가 여전히 강하다.

본 발명은 상기 요구에 기초하여 이루어진 것으로, 그 목적은 2차 환경오염을 일으키는 분해 산물을 생성할 가능성을 낮추고 환경친화적인 방법으로 할로겐화 지방족 탄화수소 화합물을 효과적으로 분해하는 방법 및 이 방법에 사용하기 위한 장치를 마련하는 것이다.

상기 목적을 얻기 위하여 연구하던 본원의 발명자들은 물을 전기 분해함으로써 얻을 수 있는 기능수, 즉 소독 효과(일본 특허 출원 공개 평1-180293호) 및 반도체 웨이퍼의 표면을 세척할 수 있는 효과(일본 특허 출원 공개 평7-51675호)를 갖는 산성수가 광 조사 하에서 할로겐화 지방족 탄화수소 화합물의 분해를 현저하게 촉진시킬 수 있다는 것을 발견하였다.

광 조사된 기능수에 의한 할로겐화 지방족 탄화수소의 분해 속도는 매우 높지만, 분해 효율은 분해 반응이 화학 반응인 경우에는 화합물의 농도가 떨어지게 됨으로써 감소하게 된다.

본원의 발명자들은 잔류 오염 농도를 예를 들어 99%에서 99.9%로, 또는 99.9%에서 99.99%로 감소시키기 위해서 필요한 시간은 상당한 차이가 있다는 것을 알게 되었다. 본원의 발명자들은 분해 장치 내에서 분해 반응이 적절한 단계에서정지하고, 배기 가스 또는 폐수 내의 오염도를 배출 기준 또는 그보다 낮게 감소시키도록 오물이 흡착되고, 흡착된 오물이 제거되어 분해 장치로 복귀하면, 잔류 오염 농도가 배출 정성 기준 수준 또는 그보다 낮도록 장시간을 필요로 하는 방식으로 한번에 감소되었을 때보다 더 높은 분해 효율을 유지할 수 있음을 알게 되었다.

따라서, 본 발명에 따르면, 광 조사에 의해 기능수 내에서 활성 화합물이 생성되는 기밀 밀봉된 반응 챔버 내에서 분해를 위해 타겟 화합물과 기능수의 활성 화합물을 접촉시키는 단계와, 반응 챔버 내에 잔존하는 타겟 화합물을 제거하는 단계와, 제거된 타겟 화합물을 흡착제를 사용하여 흡착하는 단계와, 흡착된 타겟 물질을 흡착제로부터 탈착시키는 단계와, 탈착된 타겟 물질을 반응 챔버로 환류시키는 단계를 포함하는 기능수에 의해 할로겐화 지방족 탄화수소 화합물인 타겟 물질을 분해하는 방법이 제공된다.

본 발명의 다른 태양에 따르면, 기밀 밀봉 상태의 반응 챔버와, 반응 챔버에 할로겐화 지방족 탄화수소 화합물인 타겟 물질을 공급하는 수단과, 기능수 내에서 분해를 위해 활성 화합물을 생성시키도록 광을 조사하는 수단과, 반응 챔버로부터 반응 챔버 내에 잔존하는 타겟 물질을 제거하는 수단과, 흡착제로 제거된 타겟 물질을 흡착하는 수단과, 흡착제로부터 흡착된 타겟 물질을 배출하는 수단과, 반응 챔버에 배출된 타겟 물질을 환류시키는 수단을 포함하는 할로겐화 지방족 탄화수소 화합물을 분해하는 장치가 제공된다.

할로겐화 지방족 탄화수소 화합물을 분해하는 본 발명의 방법 및 장치에 따르면, 분해 유닛으로부터 배출 또는 배출된 저농도로 함유된 분해를 위한 타겟 물질은 흡착 유닛에 의해 흡착되며, 정기적인 간격으로 흡착된 타겟 물질이 흡착 유닛으로부터 배출되어 분해 유닛으로 복귀되며, 폐기물 또는 배출물 내의 타겟 물질의 농도는 환경 표준 이하로 감소될 수 있어서, 분해 용기의 크기 확대, 가동 시간의 장기화 또는 유사한 장치의 병렬 연결과 같은 열악한 가동 효율을 방지한다.

도1은 본 발명에 따른 할로겐화 지방족 탄화수소 화합물 분해 장치의 일 실시예의 개략 선도.

도2는 본 발명에 따른 할로겐화 지방족 탄화수소 화합물 분해 장치의 다른 실시예의 개략 선도.

도3은 분해 및 흡착 처리가 타겟 물질의 재충전과 함께 단속적으로 반복되는 실시예 1과 완전 분해시까지의 기간에 분해가 수행된 비교예 1에서 분해용 유리병 내의 정기적 간격으로 측정된 TCE 농도의 변화를 도시하는 그래프.

도4는 활성탄에 의한 흡착 및 배출이 수행된 실시예 2에서 TCE 함유 가스의 연속 분해 처리 중 정기적인 간격으로 측정 TCE 농도 변화를 도시하는 그래프.

도5는 활성탄에 의한 흡착 및 배출이 함께 수행된 실시예 5에서 TCE를 함유한 물의 연속 분해 처리 중 정기적인 간격으로 측정된 TCE 농도의 변화를 도시하는 그래프.

도6은 본 발명에 따른 할로겐화 지방족 탄화수소 화합물 분해 장치의 다른실시예의 개략 선도.

도7은 분해 및 흡착 처리가 타겟 물질의 재충전과 함께 단속적으로 반복된 실시예 9와 분해가 재충전 없이 수행된 비교예 3의 분해 용기 내의 규칙적 간격으로 측정된 TCE 농도 변화를 도시한 그래프.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 오염 가스 공급 수단

11 : 펌프

13 : 용기

15 : 버블러

16 : 흡착 유닛

17 : 가열 수단

18A, 18B, 28A, 28B : 디버터 밸브

20, 30 : 오염 기체 공급 유닛

21 : 펌프

23, 33 : 분해 용기

24, 34 : 조사 유닛

26, 36 : 흡착 유닛

27, 37 : 가열 수단

29 : 재순환 파이프

<기능수 - 산성 전해수>

기능수는 하나 이상의 전해질(일예로, 염화 나트륨 및 염화 칼륨)이 원수로 분해되고 그 용액이 한 쌍의 전극을 갖춘 물 탱크 내에서 전기 분해될 때 양극 근방에서 얻을 수 있다. 본 명세서에서 이용된 기능수는 1 내지 4 사이의 수소 이온 농도(pH)와, 각각의 작용 및 기준 전극으로서 플라티늄과 은-염화은을 이용하여 측정할 때 산화 환원 전위가 800 내지 1500mV 사이이고, 염소 농도가 5 내지 150㎎/ℓ 사이의 물을 나타낸다.

상술한 특성의 기능수를 마련하기 위해, 전해질, 일예로 전기 분해 전의 원수 내의 염화나트륨의 농도는 20 내지 2,000㎎/ℓ 사이인 것이 바람직하고 전해 전류는 2 내지 20A 사이인 것이 바람직하다. 그런 기능수를 얻기 위해, 임의의 상업적으로 이용 가능한 강산성 전해수 생성기(일예로, 아사히 글래스 엔지니어링(Asahi Glass Engineering)의 제품인 상표명 OASYS Bio HALF, 또는 아나모(Anamo)사의 제품인 상표명 강 전해수 생성기 모델 FW-200)이 이용될 수 있다.

양극 주위에 생성된 산성수와 음극 주위에 생성된 알칼리수의 원하지 않는혼합은 전극 쌍 사이에 격판을 제공함으로써 방지될 수 있어서, 할로겐화 지방족 탄화수소 화합물 또는 방향성 화합물을 효과적으로 분해할 수 있는 산성수를 효과적으로 얻을 수 있게 된다. 그런 격판은 적절히 이온 교환막으로 될 수 있다.

<기능수 - 혼합 전해수>

그것은 또한 2 내지 100㎎/ℓ 사이의 염소 농도와, 4 내지 10 사이의 pH값과, 각각의 작용 및 기준 전극으로서 플라티늄과 은-염화은을 이용하여 측정할 때 300 내지 1100mV 사이의 산화 환원 전위를 나타낸 유용한 기능수로 될 수 있다. 그런 기능수는 산성 전해수를 얻기 위해 산성수의 1용량을 전기 분해 중에 음극 주변에 얻어지는 알칼리수의 1용량 보다 적은 양과 혼합함으로써 얻을 수 있다.

<합성 기능수>

기능수는 전기 분해 대신에 원수 내에 하나 이상의 작용제를 용해시킴으로써 또한 준비될 수 있고, 그것은 할로겐화 지방족 탄화수소 화합물의 분해에서 전기 분해에 의해 준비된 기능수로서 효과적이다. 일예로, 그런 합성 기능수는 (0.001로부터 0.1N으로 계산된) 0.001 내지 0.1mol/ℓ의 염산과, (0.005로부터 0.02N으로 계산된) 0.005 내지 0.02mol/ℓ의 염화나트륨 및 0.0001 내지 0.01mol/ℓ의 차아염소산 나트륨을 함유한다.

또한, 2 내지 100㎎/ℓ 사이의 염소 농도와, 4 내지 10 사이의 pH값과, 각각의 작용 전극 및 기준 전극으로서 플라티늄과 은-염화은을 이용하여 측정할 때 산화 환원 전위가 300 내지 1100mV 사이인 기능수가 전기 분해 대신 하나 이상의 작용제를 용해시킴으로써 준비될 수 있다. 일예로, 그런 합성 기능수는 (0.001로부터 0.1N으로 계산된) 0.001 내지 0.1mol/ℓ의 염산과, (0.001로부터 0.1N으로 계산된) 0.001 내지 0.1mol/ℓ의 수산화 나트륨 및 0.0001 내지 0.01mol/ℓ의 차아염소산 나트륨을 함유한다. 단지 차아염소산염, 일예로 0.0001 내지 0.1mol/ℓ 사이의 농도에서 차아염소산 나트륨만을 추가함으로써 기능수를 생성할 수 있다. 4.0 보다 크지 않은 pH값과 2 ㎎/ℓ 이상의 염화물 농도를 갖는 기능수가 염산과 차아염소산염을 이용하여 준비될 수 있다.

염산 대신에 다른 무기산이나 유기산이 사용될 수 있다. 본 발명의 목적을 위해 이용될 수 있는 무기산은 플루오르수소산, 황산, 인산 및 붕산을 포함하고, 반면에 본 발명의 목적을 위해 이용될 수 있는 유기산은 초산, 포름산, 사과산, 구연산 및 수산을 포함한다. 전형적으로 N₃C₃O₃NaCl₂를 함유한 상업상 이용 가능한 약산성 분말, 일예로 클린 케미칼(Clean Chemical)사의 제품인 상표명 키노산(Kino-san 21X)도 기능수로서 이용될 수 있다.

예로부터 알 수 있는 바와 같이, 그런 작용제를 이용하여 준비된 기능수는 그 용량의 효율이 달라질 수 있기는 하지만 전기 분해에 의해 준비된 기능수와 같이 광 조사하에서 할로겐화 지방족 탄화수소 화합물을 분해하는 능력을 갖는다. 본원에서 사용되는 원수는 수돗물, 하천수 또는 해수이다. 이런 물은 6 내지 8의 pH와 최대 1 ㎎/ℓ 이하의 염소 농도를 갖는 것으로 나타나며, 할로겐화 지방족 탄화수소 화합물을 분해하는 어떠한 성능도 갖지 않는다.

<분해 대상 할로겐화 지방족 탄화수소 화합물>

본원 발명의 방법에 의해 분해 대상 할로겐화 지방족 탄화수소 화합물(이하 타겟 물질)은 할로겐 치환된 지방족 탄화수소 화합물이다. 이런 염소 치환된 물질의 특정 예로는 트리클로로메탄; 디클로로메탄; 1,1-디클로로에탄; cis-1, 2-디클로로에틸렌; trans-1, 2-디클로로에틸렌; 트리클로로에틸렌; 테트라클로로에틸렌; 및 1,1,1-트리클로로에탄이 있다.

전술한 임의의 화합물을 분해한 후, 기능수에서는 비환경친화적인 물질의 생성이 질량 스펙트럼에 의해 관측되지 않을 수 있다.

본 발명에서 "분해 대상 잔여 화합물"은 분해되지 않고 남아있는 화합물뿐만 아니라 염소 원자가 아직 제거되지 않은 중간 분해 물질(본원 발명의 최종 목표임)을 의미하는 것이다. 한편, 최종 분해 제품이 물 및 이산화탄소이지만, 이미 염소 원자를 상실한 낮은 정도의 카르복실산과 같이 pH 조절에 유용한 유기산이 분해 물질로 포함될 수 있다.

<광원>

기능수 내의 타겟 물질을 분해하기 위한 조사 광은 양호하게는 300 내지 500 ㎚, 보다 바람직하게는 350 내지 450 ㎚의 파장을 갖는다.

분해 효율 관점에서 보면, 기능수 및 타겟 물질의 혼합물에 조사되는 강도는 양호하게는 10 ㎼/㎠ 내지 10 ㎽/㎠, 보다 양호하게는 50 ㎼/㎠ 내지 5 ㎽/㎠이다. 예컨대, 365 ㎚의 피크 파장과 수백 ㎽/㎠의 강도(300 nm와 400 nm 사이의 파장 범위에서 측정됨)를 갖는 광원으로부터의 광은 실제 적용예에서 타겟 물질을 분해하기에 충분하다.

자연광(예컨대, 태양광) 또는 (수은 램프, 블랙 램프 또는 천연색 형광 램프로부터의) 인조광이 본원 발명의 목적을 위해 사용될 수 있다.

기능수 및 타겟 물질의 혼합물은 유리 또는 플라스틱으로 제조된 투명 용기를 통해 또는 직접 조사될 수 있다. 기능수는 제조 공정 중에 또는 후에 조사될 수 있다.

어쨌던, 분해를 현저히 촉진시키기 위해, 타겟 물질이 기능수 및/또는 기능수로부터 생성된 가스와 접촉하고 있는 동안에 조사가 수행되는 것이 바람직하다. 기능수를 사용하는 본 발명의 실시예에 있어서, 인체에 악영향을 미칠 수도 있는 광선(예컨대, 250 ㎚의 파장을 갖는 자외선)을 이용하는 것이 반드시 필요한 것은 아니다.

<기능수의 작용 및 그 적절한 농도>

전술한 다양한 형태의 임의의 기능수가 광 조사될 때 분해가 촉진된다. 염화나트륨과 같은 전해질을 함유한 물의 전기분해에 의해 생성된 기능수는 차아염소산 또는 차아염소산염 이온을 함유하고, 이는 타겟 물질의 분해 반응을 촉진시키는 염소 라디칼, 수소기 라디칼 및/또는 초과산화물을 생성시킨다.

전기분해에 의해 양극 주위의 생성하고 타겟 물질의 분해 공정에 참가하는 것으로 생각되는 기능수 내의 차아염소산의 양은 pH 및 염소 농도에 의해 검출될 수 있다. 또한, 전기분해에 의해 생성되고 순수한 물에 의해 희석된 기능수는 타겟 물질을 분해하기 위해 사용될 수 있다.

예컨대, (약 10 ppm까지) TCE-오염수는 1,150 mV의 산화 환원 전위 및 54㎎/ℓ의 잔류 염소 농도를 갖는 기능수에 의한 5배 이상의 희석액을 사용하여 4 시간 내에 0.03 ppm 미만으로 정화될 수 있다.

다르게는, 희석된 기능수와 동일 특징의 기능수가 직접 준비될 수 있다.

<흡착제>

재료로는, 타겟 물질을 흡착하고 필요시 이를 탈착할 수 있는 재료라면 어떠한 재료라도 사용될 수 있다. 이런 재료로서, 많은 흡착면을 갖는 다공질 재료가 일반적으로 사용된다. 예컨대, 목재 등의 키틴질 재료 또는 셀룰로오스 재료와, 제올라이트, 철 또는 알루미나의 미세 분말을 소결함으로써 제조된 다공성 금속과, 오일 흡착제 또는 방취제 등으로 종종 사용되는 활성 점토를 탄화시킴으로써 제조된 활성탄 및 활성탄 섬유가 있다.

가장 일반적으로 사용되는 흡착제들 중 하나이고 300 내지 3000 ㎟/g의 비표면적 또는 면적/중량비와 30 내지 300 Å의 기공 크기를 갖는 활성탄은 자체 중량의 10 배만큼 기체 TCE를 흡착할 수 있다. 본 발명의 발명자들에 의해 수행된 실험에 따르면, TCE 용액은 용액 내의 TCE 양의 약 400 배의 활성탄을 첨가함으로써 환경 표준을 충족시키는 0.03 ㎎/ℓ 미만 수준으로 정화될 수 있다. 또한, 본 발명자들은 TCE가 수용액 내의 유일한 용질이든지 TCE 분해 처리 이후에 TCE 및 TCE 분해 산물 모두가 용액 내에 있든 지간에 활성탄이 것의 동일한 양의 TCE를 흡착할 수 있음을 알았다.

따라서, 계산에 의하면, 수 ㎎/ℓ의 TCE를 함유한 용액이 수 백 시간 동안 10㎖/분으로 약 10g의 깨끗한 활성탄을 갖는 파이프를 통과할 때, 용리제(eluate)의 TCE 농도는 환경 정성 표준 이하에서 유지된다. 오늘날, 다양한 활성탄 섬유들이 개발되었고, 직물 또는 부직 직물로 심지어는 카트리지로 처리된 섬유로부터 제조된 활성탄 시트(sheet)가 이용 가능하다. 본 장치는 이런 종류의 활성탄을 포함한다.

전술된 흡착제에 의해 흡착되는 타겟 물질은 감소된 압력 하에 놓이거나 고온으로 가열됨으로써 흡착제로부터 용이하게 탈착되거나 회수될 수 있다. 가열 방법으로서, 흡착제의 용기를 가열하는 법, 흡착제 자체를 증기 등의 고온 매체와 접촉시키는 방법, 마이크로파를 조사하는 방법 그리고 전류를 직접 인가하는 방법 등의 방법이 있다.

흡착제의 선택은 타겟 물질의 조건에 따른다. 예컨대, 활성탄은 가스 또는 액체 내에 함유된 타겟 물질을 흡착하기 사용될 수 있다. 한편, 활성탄 이외의 제올라이트로부터 더 높은 흡착성을 기대할 수 있지만, 제올라이트는 물에 대해 더 높은 활성을 가져 물 내에 함유된 타겟 물질을 흡착하는 데 사용될 수 없다.

<방법 및 장치>

다음으로, 본 발명에 따른 기능수를 사용함으로써 타겟 물질을 분해하기 위해 사용되는 방법 및 장치를 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예에서, 기능수와 타겟 물질 사이의 접촉과 조사는 통상의 온도 및 압력에서 충분히 수행되어, 특별한 설비 및/또는 환경이 필요하지 않다.

예컨대, 타겟 물질이 기능수를 함유하는 기밀 밀봉 용기 내로 직접 도입되고 광 조사되는 것은 본 발명의 목적을 위해 충분하게 된다. 다르게는, 타겟 물질은기능수가 조사 하에 생성되는 기밀 밀봉 물탱크 내로 도입된다. 여기서, "기밀 밀봉"은 용기를 다른 유닛에 연결하는 파이프가 밸브 등에 의해 폐쇄되어, 가스 또는 액체가 외부로 누출되지 않음을 의미한다.

본 발명의 목적을 위해, 타겟 물질 분해 장치는 다음의 구성 1 내지 구성 3 중 하나일 수 있다.

구성 1: 가스 타겟 물질 함유 및 전해 또는 합성된 기능수는 분해 유닛으로 도입되어 광 조사되며, 처리 가스는 타겟 물질의 완전한 제거를 위해 흡착 유닛을 통과한 후에 외부로 배기된다.

도1은 본 발명에 따른 타겟 물질 분해 장치의 실시예의 개략 블록도이다. 도1에서, 도면 부호 13은 타겟 물질이 기상 또는 액상으로 기능수 내에 함유되고 광 조사 하에서 분해되는 활성 화합물과 접촉하게 되고 광 투과재로 제조된 분해 용기를 나타낸다. 기능수 공급 유닛(12)에서 생성된 기능수는 분해 용기(13)로 연속 제공된다. 다르게는, 분해 용기(13)에 전극이 제공될 수 있고 기능수는 기능수 공급 유닛(12)으로부터 전해물을 공급함으로써, 그리고 전극에 전압을 인가함으로써 용기(13) 내에서 생성된다. 따라서, 용기(13)는 기능수를 생성하고 타겟 물질을 분해하는 역할을 할 수 있다.

타겟 물질을 함유한 가스는 펌프(11)를 사용함으로써 오염된 가스 공급 유닛(10)으로부터 용기(13) 내의 버블러(15)를 통해 분해 용기(13)로 공급될 수 있고, 용기(13)의 내측은 광 조사 유닛(14)에 의해 조사된다. 타겟 물질을 함유한 가스는 기능수를 폭기 처리(aeration)하기 위해 펌프(11)를 사용함으로써 오염된가스 공급 유닛(10)으로부터 버블러(15)를 통해 분해 용기(13) 내의 기능수로 분사될 수 있다. 이런 폭기 처리는 타겟 물질을 함유하는 가스와 기능수로부터 생성된 가스의 기상 혼합물을 생성하고, 혼합물은 광 조사 유닛(14)에 의해 광 조사된다. 처리 가스는 가열 수단(17)(예컨대, 가열 와이어 또는 가열 파이프)이 제공된 흡착 유닛(16) 내에서 추가로 처리되고, 이후에 잔류 타겟 물질의 제거 후에 디버터 밸브(18A)로부터 배기된다. 가열 수단(17)은 전열기 와이어 또는 고온수 파이프일 수 있고, 유닛(16) 둘레에 감기거나 유닛(16) 내에 매설될 수 있다.

규칙적인 간격으로, 분해 용기(13)에서 분해되지 않고 흡착 유닛(16) 내의 흡착에 의해 농축된 타겟 물질은 디버터 밸브(18A, 18B)를 절환함으로써, 그리고 가열 수단(17)을 사용하여 흡착 유닛(16)을 가열함으로써 흡착 유닛(16)으로부터 탈착된다. 탈착된 타겟 물질은 새로운 오염 가스와 혼합되고 이후의 분해 처리를 위해 분해 용기(13)으로 공급되도록 재순환 파이프(19)를 통해 오염 가스 공급 수단(10)으로 복귀된다.

다른 구성으로서, 수단(17 내지 19)은 생략될 수 있고, 흡착 수단(16)은 주기적으로 제거되고, 제거된 유닛(16) 내의 흡착된 타겟 물질은 탈착되어 오염 가스 공급 유닛(10)으로 도입된다.

구성 2: 비희석 액체 타겟 물질(이하 액체 타겟 물질이라고 함) 또는 타겟 물질을 함유하는 액체, 및 전해 또는 합성된 기능수는 분해 유닛으로 도입되어 광 조사되며, 처리 액체는 타겟 물질의 완전한 제거를 위해 흡착 유닛을 통과한 후 외부로 배출된다.

도2는 본 발명에 따른 타겟 물질 분해 장치의 실시예의 개략 블록도이다. 도2에서, 도면 부호 23은 타겟 물질이 기상 또는 액상으로 기능수와 접촉하게 되고 광 조사 하에서 분해되는 광 투과재로 제조된 분해 용기를 나타낸다.

기능수 공급 유닛(22) 내에서 생성된 기능수는 처리 용기(23)에 연속 공급된다. 대안으로서, 분해 용기(23)에는 기능수가 생성되고 타겟 물질이 분해되는 용기로서 기능하는 한 쌍의 전극 및 전해질 공급 유닛이 구비된다.

오염 기체 공급 유닛(20)으로부터 공급된 타겟 물질을 함유하는 물은 펌프(21)의 사용에 의해 용기(23) 내에 설치된 노즐(25)을 통해 분해 용기(23) 내에 분사되지만, 용기(23)의 내부는 조사 유닛(24)에 의해 조사된다. 처리수는 가열 수단(27)이 구비된 흡착 유닛(26) 내에서 추가로 처리된 다음, 잔류 타겟 물질의 완전한 제거 후에 디버터 밸브(28A)로부터 배출된다. 가열 수단(27)은 와이어 전열기 또는 온수 파이프일 수도 있으며, 유닛(26) 둘레에 감기거나 유닛(26) 내에 일체 형성될 수도 있다.

분해 용기(23) 내에 분해되지 않고 흡착 유닛(26) 내에 농축된 타겟 물질은 디버터 밸브(28A, 28B)를 전환시키고 가열 수단(27)에 의해 유닛(26)을 가열함으로써 흡착 유닛(26)으로부터 규칙적인 간격으로 배출된다. 배출된 타겟 물질은 재순환 파이프(29)를 통해 오염수 공급 수단(20)으로 복귀되어 새로운 오염수와 혼합되고 효율적인 분해를 위한 다른 분해 처리를 위해 분해 용기(23)로 공급된다.

변경예로서, 수단(27 내지 29)이 생략될 수도 있으며, 흡착 유닛(26)은 주기적으로 제거되며, 제거된 유닛(26) 내의 흡수된 타겟 물질은 오염 기체 공급유닛(20)으로 배출되어 도입된다.

구성 3: 액체 타겟 물질 또는 액체 함유 타겟 물질과 전해 또는 합성된 기능수는 분해 유닛으로 도입되고 광 조사되며, 처리된 액체는 흡착 유닛에 의해 제거되는 타겟 물질을 기화시키기 위해 폭기 처리되며, 그 후 처리된 액체는 타겟 물질을 함유하지 않은 상태로 외부로 배출된다.

도6은 본 발명에 따라 타겟 물질을 분해하기 위한 장치의 실시예의 개략적 블록 선도이다. 도6에서, 도면 부호 33은 광 전도 재료로 제조된 분해 처리 용기를 표시하며, 여기에서 타겟 물질은 분해수와 기체 상태 및/또는 액체 상태로 접촉하여 광조사 하에서 분해된다.

기능수 공급 유닛(32) 내에서 생성된 기능수는 처리 용기(33)에 연속 공급된다. 대안으로서, 분해 용기(33)에는 한 쌍의 전극이 구비된다. 그래서, 용기는 타겟 물질 분해를 위한 용기로서 뿐만 아니라 전극에 전압을 인가할 때의 기능수 생성을 위한 용기로서 기능한다.

액체 타겟 물질 또는 액체 함유 타겟 물질은 오염 기체 공급 유닛(30)으로부터 포트(30)를 통해 분해 처리 용기(33)로 도입될 수도 있지만, 용기(33)의 내부는 용기(33)의 일측면에 위치된 조사 유닛(34)에 의해 조사된다. 이때, 디버터 밸브(38A, 38B)의 디버터에 의해 흡착 유닛(36)에 대한 경로를 차단함으로써, 기체 순환 펌프(31)는 용기(33)의 하부에 구비된 버블러(35)를 통해 용기(33)의 상부 공간 내에서 가스를 순환시키도록 가동한다.

처리된 물이 추가로 폭기 처리된 다음, 디버터 밸브(38A, 38B)는 타겟 물질을 함유한 기체를 가열 수단(37)이 구비된 흡착 유닛(36)으로 도입하도록 절환된다. 가열 수단(37)은 와이어 전열기 또는 온수 파이프일 수도 있으며, 유닛(26) 둘레에 감기거나 유닛(26) 내에 일체 형성될 수도 있다. 잔류 타겟 물질의 완전 제거를 위한 소정 기간의 폭기 처리 흡수 후에, 물이 배출된다. 이러한 일괄 분해 처리는 반복된다. 대안으로서, 이것은 타겟 물질 및/또는 기능수가 분해 용기(33)에 연속 공급되고 용기(33)로부터의 배출수가 폭기 용기(도시 안됨)로 도입되는 연속적인 구성일 수 있으며, 여기에서 배출수는 잔류 타겟 물질을 제거하기 위해 폭기 처리된다.

분해 용기(33) 내에서 분해되지 않고 폭기 처리에 의해 증발되고 흡착 유닛(36) 내에서 흡착에 의해 농축된 타겟 물질은 디버터 밸브(38A, 38B)를 절환시키고 가열 수단(37)에 의해 흡착 유닛(36)을 규칙적인 간격으로 가열함으로써 흡착 유닛(36)으로부터 배출된다. 배출된 타겟 물질은 효율적인 분해를 이루기 위한 추가의 분해 처리를 위해 재순환 파이프(39)를 통해 분해 용기(33)로 복귀된다.

다른 구성으로서, 수단(37 내지 39)은 생략될 수도 있으며, 흡착 유닛(36)은 새로운 것으로 주기적으로 변화되며, 유닛(36)내에 흡수된 타겟 물질은 포트(30)로부터 분해 용기(33)로 별도로 배출되어 도입된다.

본 발명은 도면에 도시된 각각의 실시예를 기초로 하여 설명될 것이다.

<실시예 1>

전해 기능수를 사용한 트리클로로에틸렌의 일괄 분해

이 실시예에서, 일괄 TCE 분해 실험은 TCE 및 기능수가 들어 있고 활성탄 칼럼에 연결된 유리병 내에서 수행하였다.

우선, 양극과 음극 사이에 배열된 격막을 갖는 강산성 기능수 생성 유닛[강 전해수 생성기 (모델 FW-200): 등록상표 Amano Co. Ltd.의 제품]을 사용하여 기능수가 마련되었다. 이 장치를 사용하여 다양한 전해질 농도 및 다양한 전해 주기를 갖는 산성 기능수가 양극측에서 마련되고, 그 pH값과 산화 환원 전위는 pH 미터 TCX-90i 및 KP900-2N(등록상표, Toko Chemical Laboratories의 제품)과 TCX-90i 및 KM900-2N(등록상표, Toko Chemical Laboratories의 제품)에 의해 각각 검출되며, 염소 시험지(Avantec)에 의해 염소 농도가 검출된다. 그 결과, 전해 전류와 전해 시간 및 전해질(염화나트륨)의 농도(표준값: 1000 ㎎/ℓ)에 따라, pH값이 1.0 내지 4.0 사이에서 변화하고, 기능수의 산화 환원 전위가 800 내지 1,500 mV 사이에서 변화하고, 염소 농도가 5 내지 150 ㎎/ℓ 사이에서 변화한다. 실시예 1에서, pH 2.6, 레독스 전위 1000 mV, 잔류 염소 농도 75 ㎎/ℓ인 기능수가 TCE의 분해 실험시에 사용하기 위해 준비되었다. 550 ㎖의 기능수와 700 ㎕(약 1 g)의 액체 TCE로 된 혼합물은 완전히 혼합되어 교반에 의해서 완전히 용해된 뒤에 5.5 리터의 유리병 안에 위치된다. 병은 활성탄 칼럼이 연결된 정지 코크를 구비한 배기 포트를 갖는다. 그리고, 병 내의 내용물은 자기 교반기에 의해 교반되고, 정지 코크가 밀폐 상태에 있는 동안 그리고 조사 강도가 0.1 내지 0.4 mW/cm2인 상태에서 병에 나란히 설정된 흑광 형광 램프(10 W, 등록상표: FL10BLB, Toshiba의 제품)로부터의 광에 의해 조사된다.

분해가 15분 동안 수행된 후에 5분 동안 광을 차단함으로써 분해가 정지하고, 배기 코크가 개방되고 병 내의 액체가 3분 동안 공기 처리되어 병 내의 TCE가 배출되어 활성탄에 의해 흡착된다. 병 내에 잔류 TCE가 없는 것을 확인하고 700 μl의 액체 TCE가 분해되어 있는 500 ㎖의 다른 기능수를 약 2분 내에 병 안에 도입하고 상기 공정을 반복한다. 이 공정은 전체 80분 동안 4회 반복하였다.

주기적으로, 병 내의 가스상 TCE는 기밀 주사기를 사용하여 시료화되었고, 가스 크로마토그라피(GC-14B: 등록상표, FID 검출기를 갖는 Shimaadzu Seisakusho의 제품; DB-624 칼럼: 등록상표, JW Inc.의 제품)에 의해 병 내에 있는 시간 동안의 TCE 농도의 변화를 분석했다. 가스상 TCE 농도는 병 내의 전체 양의 TCE로 변환되었다. 여기서 얻어진 결과는 도3에 도시되어 있다.

결국, TCE로 오염된 물 또는 가스를 배기하지 않으면서 80 분 동안에 약 3.99 g의 TCE가 분해되었다.

<비교예 1>

이 실험은 TCE가 완전히 분해될 때까지 분해를 일정한 광으로 수행하는 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 방법으로 수행되었다. 그 결과, 80분 내에 약 1 g의 TCE가 완전히 분해되었다.

<실시예 2>

기능수를 사용한 TCE 오염 가스의 연속 분해 처리

가스 내의 TCE는 도1에 도시된 분해 장치를 사용하여 분해되었다.

먼저, 2.6의 pH값과 1,000 mV의 산화 환원 전위 및 75 ㎎/ℓ의 잔류 염소 농도를 갖는 기능수를 실시예 1에서처럼 강 산성수 생성 장치를 사용하여 준비하였다. 그 후, 기능수 공급 수단(12)의 펌프를 사용하여 300 ㎖의 기능수를 분해 용기(13; 높이가 100 cm이고 내경이 3 cm인 유리 튜브)에 공급했다.

그 다음에, 두 개의 흑광 형광 램프(10 W, 등록상표: FL10BLB, Toshiba의 제품)를 유리 튜브를 따라 병렬로 설정하고, 이 튜브에 0.1 내지 0.4 mW/cm2의 광 강도로 조사했다.

분해 용기(13)로부터 배기된 가스는 흡착 유닛(16)에 도입되었다. 흡착 유닛(16)은 길이가 30cm이고 내경이 3cm인 유리 칼럼이고 그 안에 입자 활성탄(Kanto Kagaku K.K.의 제품)이 10g 들어 있으며, 이를 통해 가스가 외부로 배기된다. 칼럼은 관의 가열을 위한 체결구를 갖는 가열 맨틀과 과열을 방지하기 위한 온도 센서로 이루어진 가열 수단(17)으로 덮인다. 가열 수단(17)은 활성탄의 온도를 약 95 ℃로 유지하도록 스위치 작동하도록 설정되어 있다.

오염 가스 공급 수단(10)으로서의 투과기(PB-1B, Gastec의 제품)를 사용함으로써, 체적으로 10.4 ppm인 공기 함유 TCE는 버블러(15)를 통해서 50 ㎖/min의 속도로 분해 용기(13) 내의 기능 전해수 안에 송풍된다. 분해 용기(13) 및 흡착 유닛(16)으로부터 배출된 가스의 TCE 농도는 주기적으로 검출되었다. 가스는 기밀 주사기에 의해 흡착 유닛(16)과 분해 용기(13)를 연결시키는 테프론 튜브의 디버터 밸브(18(A))와 흡착 유닛(16) 사이의 위치에 제공된 샘플링 포트로부터 채취되었다. 가스 샘플은 가스 크로마토그래피(FID 검출기를 구비한 GC-14B: 시마즈 세이사쿠쇼의 제품, DB-624: 상품명, JW의 제품) 처리를 받았다. 결과는 도4에 도시되어 있다.

결국, TCE가 분해 용기(13) 내에서 분해되었지만, 용기로부터 배출된 가스 내의 TCE 수준이 검출 한계(약 0.05 ppm(vol.)) 아래였던 것을 단지 5분동안이었다. 그 후, 수준은 약 0.1 ppm(vol.)까지 상승하였다. 한편, 흡착 유닛으로부터 배출된 가스의 TCE 농도는 시작된 후 60분동안 검출 한계 아래였다.

실험 시작후 60분동안, 투과기로부터의 TCE-함유 가스 생성이 계속되는 동안, 디버터 밸브(18(A))는 가스를 흡착 유닛(16)으로부터, 공기를 투과기로 송출하는 압축기로 다시 송출하도록 절환되었다. 동시에, 칼럼 둘레에 감긴 가열 맨틀의 전기 공급원이 켜졌다.

결국, 1 ppm의 TCE를 포함하는 가스는 약 20분동안 칼럼으로부터 배출되었고, 가스는 디버터 밸브(18A, 18B))와 오염 가스 공급 수단(10)을 거쳐 분해를 위해 분해 용기(13)로 환류되었다. 30분 탈착후, 흡착 유닛(16)으로부터 배출된 가스의 TCE 농도는 거의 대부분의 흡착된 TCE가 활성탄으로부터 탈착되었음을 지시하는 0.1ppm(vol.)으로 떨어진다. 그 후, 가열 맨틀이 절환 오프되고, 10분 후, 흡착 유닛으로부터의 가스의 TCE 농도가 검출 한계보다 낮게 될 때, 디버터 밸브(18A)는 칼럼으로부터 외부로 가스를 배출하기 위해 절환된다.

따라서, 흡착 유닛이 분해 용기 하류에 부착되고, 임의의 시간 동안의 분해-흡착 공정과 탈착-환류-분해 공정이 반복되면, 배기 가스의 TCE 수준을 검출 한계보다 낮게 유지하면서 TCE의 연속 분해를 달성한다. 한편, 단지 분해 용기가 사용되면, 배기 가스에서의 TCE 농도는 5분 내에서 검출 한계보다 위로 상승한다.

<비교예 2>

본 예에서, 도1의 흡착 유닛(16)의 입구 및 펌프(11)는 투과기로부터 생성된 TCE 함유 가스를 흡착 유닛으로 도입한다.

결국, 40분 내에, 흡착 유닛(16)으로부터의 배기 가스의 TCE 농도는 활성탄으로부터의 누출이 생성하는 약 0.01 ppm으로 된다.

<실시예 3>

내부에 전극을 갖는 분해 용기에서 TCE 오염 가스의 연속 분해 처리

기능수 공급 수단(12)이 도1에 도시되고 실시예 1에 사용된 장치로부터 제거되었으며, 한쌍의 백금판(4㎝×1㎝)이 1 ㎝의 간격(도시 안됨)으로 분해 용기(13)의 바닥판에 마련되었다. 양 판은 전원에 와이어 연결되며, 약 300 ㎖(1000 ㎎/ℓ)의 식염수가 용기(13)에 공급되었다.

상기와 같은 장치를 사용함으로써, 실시예 2에서와 유사한 실험이 수행되었다. 즉, 흑광 형광 램프가 켜졌으며, TCE 함유 공기가 투과기로부터 공급되었으며, 동시에, 전원이 전압을 전극에 공급하기 위해 켜졌다. 전류가 장치로의 최대 공급이 2A로 제어될 때 전압은 약 30V였다.

실시예 2에서와 동일 결과가 얻어지고, 기능수 생성 장치에 의해 생성된 기능수와 한 쌍의 전극을 구비한 분해 용기 내에서 생성된 기능수는 분해-흡착 공정과 탈착-환류 공정이 반복될 때 검출 한계보다 낮게 연소 가스의 TCE 레벨을 유지하면서 TCE의 연속 분해를 가능하게 한다.

<실시예 4>

합성 기능수를 갖춘 TCE-오염 공기의 연속 분해 처리

실시예 2에서의 전기 분해된 기능수 생성 장치[도1에서의 공급 수단(12)]는 1 리터(l)의 유리병 및 펌프와 대체된다. 다양한 수용액들이 각각 (0.001 내지 0.1 N으로부터 계산된) 0.001 내지 0.1 mol/ℓ의 HCl과, (0.005 내지 0.02 N으로부터 계산된) 0.005 내지 0.02 mol/ℓ의 Nacl과, 0.001 내지 0.01 mol/ℓ의 차아염소산 나트륨을 함유하도록 마련된다. 이런 용액들의 pH는 1.0 내지 4.0 내에서, 산환-환원 전위는 800 내지 1,500 mV 내에서 그리고, 잔류 염소 농도는 5 내지 150 ㎎/ℓ 내에서 각각 변경될 수 있다. 따라서, 이런 예에서는 pH는 2.3이고, 산화 환원 전위는 1,180 mV이고 잔류 염소 농도는 105 ㎎/ℓ 인 0.006 N HCl, 0.014 N Nacl, 0.002 mol/ℓ 차아염소산염을 함유한 용액이 마련된다. 유리병 내에 마련된 이런 용액의 약 300 ㎖는 펌프에 의해서 분해 용기(13)로 공급된다.

분해 실험은 이런 장치에 의해 실시예 2와 동일한 방법으로 수행된다.

대부분 실시예 2에서와 동일한 결과가 얻어지고, 기능수 생성 장치에 의해 생성된 기능수와 분해 용기 내에 충전된 합성 기능수는 분해 흡착 및 탈착 환류 공정이 반복될 때 검출 한계보다 낮은 연소 가스의 TCE 레벨을 유지하면서 TCE의 연속 분해를 가능하게 한다.

<실시예 5>

전해 기능수에 의한 TCE 오염수의 연속 분해 처리

TCE의 연속 분해는 도2에 도시된 분해 장치를 사용함으로써 전기 분해된 기능수로 달성될 수 있다. 우선, 2.6의 pH와, 1,000 mV의 산화 환원 전위와, 75 ㎎/ℓ의 잔류 염소 농도를 갖는 기능수는 실시예 2에서처럼 강한 산성 기능수 생성 장치(22)를 사용함으로써 마련된다. 그 뒤, 기능수는 펌프에 의해 10 ㎖/min의 속도로 (높이 100 ㎝, 내경 3 ㎝의 유리 튜브인) 분해 용기(23) 내로 공급되고, 상기 출구 포트는 약 40 ㎝의 물 레벨을 유지하도록 조절된다.

실시예 2에서처럼, 두 개의 비가시 광선 형광 램프는 상기 유리 튜브를 비추기 위해 이 유리 튜브를 따라 설치된다. 분해 용기(23)로부터 배출된 물은 유리 칼럼을 관통하도록 유리 칼럼에 안내된다. 상기 칼럼은 10 g의 입상 활성 탄소를 함유하고, 가열 멘틀과 열감지기는 이 칼럼을 감는다.

다음으로, 증류수(10 ㎎/ℓ) 내의 TCE 용액은 오염수 공급 수단(20)으로 공급되고, 펌프에 의해 10 ㎖/min의 속도로 분해 용기(23)로 더 공급된다. 분해 용기(23)와 흡착 유닛(26)에서의 배출물의 TCE 농도는 일정 간격으로 검출된다.

상기 액체의 TCE 농도는 다음과 같이 검출된다. 상기 10 ㎖의 액체는 디버터 밸브(28A)와 흡착 유닛(26)을 연결하는 테프론 튜브에 제공된 것과, 분해 용기(23)와 흡착 유닛(26)을 연결하는 테프론 튜브에 구비된 것, 두 개의 표본 추출 포트로부터 기밀 시린지를 통해 표본 추출된다. 각각의 표본은 27 ㎖의 유리병 내에 놓여지고, 테프론 윤곽 부틸기 고무 멈춤쇠로 밀착 밀봉되고, 30분 동안 23.5 ℃에서 보관된다. 병 내의 가스 상에는 가스 크로마토그래피(FID 검출기를 구비한 GC-14B: 시마드즈 세이사쿠쇼의 제품; DB-624 칼럼: 상표명, JW 제품)가 적용되었다. 변화 결과는 도5에 도시되어 있다.

TCE가 분해 용기 내에서 분해되더라도, 용기로부터 배출된 액체 내의 TCE 수준이 배출 정성 표준(0.03 ㎎/ℓ)보다 낮아진 것은 단지 처음의 5분이었다. 그 후수준은 약 0.05 ㎎/ℓ로 상승되었다. 한편, 흡착 유닛으로부터 배출된 액체의 TCE 농도는 120분동안 배출 정성 표준보다 일정하게 낮았다.

실험 개시로부터 120분 후, 디버터 밸브(28A, 28B)는 노즐(25)을 통한 펌프(21)에 의해 액체를 흡착 유닛(26)으로부터 다시 분해 용기(23)로 전송하도록 절환되었다. 동시에, 칼럼 둘레에 감겨진 가열 맨틀의 전원이 켜졌다.

그 결과, 1 ㎎/ℓ TCE를 최상으로 포함하는 액체가 약 30분 동안 흡착 칼럼으로부터 배출되고, 액체는 분해 용기(23)로 다시 공급된다. 흡착 유닛(26)으로부터 배출된 액체의 TCE 농도가 약 40분의 배출후에 0.1 ㎎/ℓ로 떨어질 때, 흡착된 모든 TCE가 활성탄으로부터 배출된 것으로 생각되고 가열 맨틀이 꺼졌다. 10분 후에, 흡착 유닛으로부터의 액체의 TCE 농도가 0.03 ㎎/ℓ 이하가 될 때, 디버터 밸브(28A, 28B)는 물을 흡착 유닛으로부터 배출하도록 그리고 오염수가 공급 유닛(20)으로부터 분해 용기(23)로 공급되도록 절환되었다.

시험 결과는 다음과 같다. 분해 용기만 사용하면, 배출 TCE 농도는 5분 내에 배출 정성 표준보다 상승될 것이다. 그러나, 흡착 유닛이 분해 용기 하류에 부가되고 소정 주기동안 분해-흡착 및 탈착-환류 공정이 반복되면, 배출 TCE 수준을 배출 표준보다 낮게 유지하면서 TCE를 연속 분해할 수 있다.

<실시예 6>

전극이 설치된 분해 용기 내의 물의 TCE의 연속적 분해

도5에 도시된 장치에서, 분해 용기(23)의 하부에서 1 cm의 간격으로 한 쌍의 백금 판(4 cm x 1 cm)이 제공되었다(도시안됨). 각 판은 전원으로 배선되고, 기능수 공급 수단(22)을 이용하여 1000 ㎎/ℓ의 식염수의 약 1000 ㎖가 용기(23)로 공급되었다.

상기 장치를 이용해서, 실시예 5에서와 같은 유사한 실험이 실시되었다. 즉, 흑광 형광 램프가 켜지고, TCE 함유 물이 용기(23)로 공급되고 동시에 백금 전극들에 전압을 인가하도록 전원이 켜졌다. 전압은 전류가 장치의 상한 공급인 2 A로 제어될 때 약 30 V 이었다.

실시예 5와 동일 결과가 얻어졌으며, 기능수 생성 장치에 의해 생성된 기능수뿐만 아니라 한 쌍의 전극이 설치된 분해 용기 내에 생성된 기능수에 의해 TCE의 연속적인 분해가 가능해졌고 분해-흡착 공정 및 탈착-환류 공정을 반복함으로써 배출 TCE 수준을 배출 정성 표준보다 낮게 유지할 수 있었다.

<실시예 7>

합성 기능수를 이용한 물 내의 TCE의 연속 분해

도2에 도시된 분해 장치에서, 실시예 5에 사용된 전해 기능수 생성 장치 대신 기능수 공급 수단(22)으로서 1리터의 병과 펌프가 사용되었다. 개별적으로, 실시예4에서와 같이, 0.006mol/ℓ(0.006N으로 계산됨)의 HCl, 0.014mol/ℓ(0.014N으로 계산됨)의 NaCl, 0.002mol/ℓ(0.002N으로 계산됨)의 차아염소산염이 마련되고, 이의 pH는 2.3이고 산화 환원 전위는 1180mV이고 잔여 염소 농도는 105㎎/ℓ이었다. 기능수가 펌프에 의해 10㎖/min의 속도로 분해 용기(23)에 공급되었다.

이 장치를 사용해서 분해 실험은 실시예5에서와 동일 방식으로 실시되었다.

실시예5에서와 동일한 결과가 얻어졌고, 이는 기능수 생성 장치에 의해 생산된 기능수 뿐만 아니라 분해 용기 내에 채워진 합성 기능수는 배출 정량 기준 보다 더 낮은 배출수의 TCE 수준을 유지시키는 동안 분해-흡수 공정 및 탈착-환류 공정을 반복함으로써 TCE의 연속 분해를 가능하게 만든다는 것을 보여주었다.

<실시예8 >

흡착제로서 제올라이트를 사용한 기상 TCE 일괄 분해

도1에 도시된 분해 장치의 가열 수단(17)이 제거되고 흡착 유닛 내의 활성화된 탄소가 특정 제올라이트[상표명: 레인보우 샌드(Rainbow Sand), 산꼬 고교 가부시끼 가이샤(Sanko Kogyo K.K.)의 제품] 10g으로 대체되었다는 것을 제외하고는 실시예2에서와 동일한 장치를 사용해서 5시간 동안 분해 실험이 실시되었다. 분해 실험 동안, 흡수체 유닛(16)으로부터의 배기 가스의 TCE 농도는 검출 한도 아래로 일정하였다. 한편, 분해 용기(13)로부터의 배기 가스의 TCE 농도는 최초 2시간 동안 약 0.1ppm이었지만, 그후 점증하여 5시간 후, 즉 실험의 종결시에는 약 10ppm(vol.) 만큼 높아져서 기능수의 비활성화를 나타내고 있었다 .

이 시점에서, 투과기의 밸브는 차단되고, 펌프(11)는 공기를 함유한 TCE의 공급을 정지하도록 잠궈지고, 흑광 형광 램프는 스위치가 끊어져서, 그 결과 분해가 종료되었다. 그 후, 흡착 유닛(16)은 이 장치로부터 제거되어 흡착 유닛의 일 단부는 폐쇄되고 타 단부는 흡입 펌프에 연결되었다. 제올라이트에 의해 흡수된 TCE는 흡입 펌프에 의해 탈착되어 냉각 파이프 내에서 약 0℃까지 냉각되어 액상 TCE로 복원되었다. 복원된 액상 TCE는 약 0.1㎕이었다. 복원된 TCE는 투과기로 돌아가고 흡착 유닛(16)이 장치에 부착되고, 분해 용기(13) 내의 기능수는 신선한기능수로 교체되었다. 이어서, 투과기의 밸브를 개방하고 펌프(11)를 작동하고 형광 램프의 스위치를 켬으로써 TCE 분해가 다시 시작되었다.

추가 5시간 주행 동안, TCE는 흡착 유닛으로부터의 배기 가스에서 검출되지 않았고, 이는 제올라이트로부터 복원된 TCE가 아무런 문제없이 분해되었고, 분해되지 않은 미량의(trace) TCE는 제올라이트를 함유한 흡착 유닛에 의해 흡수되었다는 것을 보여주었다.

<실시예 9>

전해 기능수를 사용한 액상 TCE의 일괄 분해

액상 TCE의 일괄 분해가 도6에 도시된 분해 장치를 사용함으로써 전해 기능수로 실시되었다. 먼저, 2.6의 pH 값을 갖는 기능수, 1,000mV의 산화 환원 전위 및 75㎎/ℓ의 잔여 염소 농도를 갖는 기능수가 실시예2에서와 같은 강산성 기능수 생성 장치(32)를 사용하여 마련되었다. 이어서, 기능수는 약 40cm의 수준을 달성하도록 분해 용기(33)(높이 100cm, 내경 3cm의 유리 튜브)에 공급되었다.

장치는 용기의 상부 공간의 가스가 가스 디버터 밸브(38), 가스 순환 펌프(39) 및 버블러(35)를 경유하여 용기의 하부로 가스 순환 펌프(31)에 의해 순환될 때 상부 및 하부 밸브 중 하나가 개방되지 않으면 용기의 가스 및 기능수가 포화되어 기밀 밀봉 상태로 교반되어 분해 용기(33)가 기밀되는 구조를 가진다.

본 실시예에 있어서, TCE의 흡착은 다음과 같이 수행되었다. 가스 디버터 밸브(A, B)는 흡착 유닛을 통하는 분해 용기 유동으로부터 가스를 생성하도록 절환되었다. 흡착 유닛은 도2에서와 같이 과립 활성탄을 포함하는 유리 튜브, 가열 덮개 및 열 센서로 구성되었다. 가스의 TCE는 흡착 유닛의 활성탄과, 디버터 밸브(38B)를 경유하여 순환 파이프(39)를 통과하는 가스에 의해 흡수되었다.

먼저, 액체 TCE 490㎖(약 700㎎)은 공급 포트(30)로부터 분해 용기(33) 내로 도입되었다. 도2에서와 같은 용기(30) 옆에 설치된 비가시광선 형광 램프는 조사용으로 온 상태로 절환되었고, 밸브(38A, B)는 유닛(36)으로부터 가스를 차단하도록 절환되었고, 가스를 순환시키고 분해 용기(33)의 내용물을 포화시키도록 가스 순환 펌프(31)를 작동시켜 분해가 수행되었다.

TCE가 분해 용기에서 분해되었지만, 분해 용기의 잔류 TCE는 분해 20분 후에 초기 응축물의 약 1/200이었고, 분해 용기로부터의 배기 가스의 TCE 수준은 0.03 ㎎/ℓ의 표준 배출 특성보다 컸다. 20분의 분해 후에, 디버터 밸브(38A, B)는 분해 용기(33)의 내용물을 포화시키도록 절환되고, 용기(33)의 잔류 TCE는 흡착 유닛(36)의 활성탄에 의해 흡착되도록 배출되었다. 분해 용기(33)의 액체 TCE 응축물이 0.03㎎/ℓ 이하가 될 때, 디버터 밸브(38A, B)는 반대로 절환되고 분해 용기의 상부 및 하부 밸브는 배출하도록 개방되었다. 그 후, 기능수 및 액체 TCE는 분해 공정을 반복하도록 분해 용기(33)로 다시 이송되었다. 공정은 총 10회 반복되었다.

분해 용기의 가스 TCE 응축물은 다음과 같이 측정되었다. 가스는 디버터 밸브(38A)와 분해 용기(33)를 연결시키는 테프론 튜브의 중간에 제공되는 샘플링 포트로부터 기밀 주사기에 의해 채취되었고 도5에서와 같이 측정되게 되었다. 도7은 시작하여 측정 결과로부터 계산된 50분까지의 분해 용기의 전체 TCE 량의 변화를도시한다.

일괄 TCE 분해가 100회 순환된 이후에, 비가시광선 램프(34)는 오프 상태로 절환되고 분해 용기의 액체는 배출되었다.

그 후, 분해 용기(33)는 새로운 기능수에 의해 충만되었고 펌프의 전원과 가열 덮개(36)의 전원은 흡착 유닛에서 활성탄을 재생성하도록 온 상태로 절환되었다. 30분 재생성 후에, 가스와 액체 상태의 TCE 응축물로부터 계산된 분해 용기의 총 TCE량은 약 500㎎이었고, 이는 활성탄에 의해 흡착된 전체 TCE의 배출로 표시되었다. 이 지점에서, 펌프(31)와 가열 덮개(37)의 전원은 오프 상태로 절환되고 비가시광선 형광 램프는 20분 동안 온 상태로 절환되었다. 이 지점에서, 분해 용기의 TCE 응축물은 약 5㎎이었다. 그 후, 펌프(31)는 용기(33)에서 액체를 포화시키도록 5분동안 작동되었고, 내용물은 TCE 응축물이 표준 배출 특성 하에 있음을 확신한 후에 하부 밸브로부터 배출되었다.

실험 결과는 분해 용기만이 사용될 때 TCE는 20분 내에 완전히 분해되지 않고 분해 용기의 액체 및 가스는 용기로부터 바로 배출될 수 없다는 것을 도시한다. 그러나, 흡착 유닛이 분해 용기 하류에 부가되고 임의의 시간 동안에 분해-흡착 공정과 탈착-환류 공정이 반복된다면, TCE-오염 폐기물을 배출하지 않고 50.5 시간 내에 약 70g의 TCE를 분해하는 것이 가능하다. 또한, 활성탄이 재생될 수 있다는 것을 보여주었다.

<비교예 3>

분해 실험은 TCE 분해가 TCE 오염수를 보급하지 않고 연속 조사로 80분 동안수행된 점을 제외하면 실시예 7과 동일한 방법으로 수행되었다. 결과는 도7에 도시되어 있다.

결국, 대전된 TCE가 80분 내에 모두 분해될 수는 없다.

<실시예 10>

전극이 제공된 분해 용기 내에서의 액체 TCE의 일괄 분해

도6에 도시된 장치에는 한 쌍의 백금판(4 ㎝ ×1 ㎝)이 (도시되지 않은) 1 ㎝의 간격으로 분해 용기(33)의 저부 부분에 제공되었다. 한 쌍의 백금판은 전원에 배선되었고, 1000 ㎎/ℓ인 약 1000 ㎖의 염류가 기능수 공급 수단(32)을 사용함으로써 용기(33)로 이송되었다.

상기 장치에 의해, 490 ㎖의 액체 TCE가 실시예 9에서와 같이 용기(33)로 공급된 것과 동시에, 흑광 형광 램프(34) 및 순환 펌프(31)가 턴-온되었고, 소정 전압을 백금 전극에 인가하도록 전원이 턴-온되었다. 전압은 상기 장치의 상한 공급값인 2A로 전류가 제어될 때 30V이었다.

실시예 9에서와 거의 동일한 결과가 얻어졌고, 상기 결과는 기능수 생성 장치에 의해 생성된 기능수 뿐만 아니라 한 쌍의 전극이 제공된 분해 용기 내에서 생성된 기능수도 분해-흡착 공정 후 탈착-환류를 반복함으로써 TCE 오염수를 배출하지 않고 연속적인 TCE의 분해를 가능하게 한다는 것을 보여주었다. 또한, 상기 결과는 활성탄이 재생될 수 있다는 것을 보여주었다.

<실시예 11>

합성 기능수에 의한 액체 TCE의 일괄 분해

도6에 도시된 분해 장치에서는 5ℓ 유리병 및 펌프가 실시예 9에서 사용된 기능성 전해수 생성 장치 대신에 기능수 공급 수단(32)으로서 사용되었다. 별도로, 도4에서와 같이, (0.006 N으로부터 계산된) 0.006 mol/ℓHCl, (0.014 N으로부터 계산된) 0.014 mol/ℓ NaCl, 0.002 mol/ℓ 차아염소산염을 함유한 용액이 준비되었고, 그 pH는 2.3이었고, 산화 환원 준위는 1180 ㎷이었고, 잔류 염소 농도는 105 ㎎/ℓ이었다. 기능수는 유리병 내에 놓여져 펌프에 의해 분해 용기(33)로 이송되었다. 매 30분 주기의 종료시, 용기(33)의 내용물은 배출되고 새로운 기능수가 펌프에 의해 용기(33) 내의 40 ㎝의 수위까지 공급되었다.

상기 장치를 사용함으로써, 분해 실험은 실시예 9에서와 동일한 방법으로 흑광 형광 램프(34) 및 순환 펌프(31)를 켠 상태로 수행되었다.

실시예 9에서와 거의 동일한 결과가 얻어졌고, 상기 결과는 기능수 생성 장치에 의해 생성된 기능수뿐만 아니라 분해 용기 내에 충전된 합성 기능수도 분해-흡착 공정과 탈착-환류 공정을 반복함으로써 TCE 오염부를 배출하지 않고 TCE의 분해를 가능하게 한다는 것을 보여주었다. 또한, 상기 결과는 활성탄이 재생될 수 있다는 것을 보여주었다.

<실시예 12>

기능성 전해수에 의해 TCE 오염수의 일괄 처리

TCE 오염수의 일괄식 분해 처리는 도6에 도시된 분해 장치를 사용함으로써 전해 기능수에 의해 수행되었다. 먼저, 2.6의 pH 값, 1,000 mV의 산화 환원 전위, 75 ㎎/ℓ의 잔류 염소 농도를 갖는 기능수가 실시예 2에서와 같이 강산성 기능수생성 장치(2)에 의해 준비되었다. 그 후, 기능수는 펌프에 의해 약 20 cm의 수위까지 (100 cm의 높이 및 3 cm의 내경을 갖는 유리관인) 분해 용기(33)로 이송되었다.

다음에, TCE 용액(1000 ㎎/ℓ)이 공급 포트(30)로부터 40 cm의 수위까지 분해 용기(33)로 도입되고, 밸브가 폐쇄되었다. 그 후, 흑광 형광 램프가 조사를 위해 켜졌고, 가스 순환 펌프(31)가 예9와 같이 30분의 주기로 TCE를 분해하도록 작동되었다. 결국, 분해-흡착 공정과 탈착-환류 공정의 반복에 의해 TCE 오염수를 외부로 배출하지 않고, TCE 오염수와 전해 기능수의 혼합물을 함유하는 분해 용기를 사용하여 TCE를 분해하는 것이 가능한 것으로 나타났다. 또한, 활성탄이 재생될 수 있다는 것도 나타났다.

<실시예 13>

전해 용기를 사용하는 TCE 오염수 일괄 처리

도6에 도시된 장치에 대해, 한 쌍의 백금판(4 cm × 1 cm)이 (도시 안된) 1 cm의 간격으로 분해 용기(33)의 저부에 제공되었다. 2개의 판은 전기 공급원에 전선으로 연결되었다.

상기 장치를 사용함으로써, TCE 용액(1000 ㎎/ℓ)이 40 cm의 수위까지 분해 용기(33)로 도입되었고, 분말 NaCl이 1000 ㎎/ℓ의 농도로 첨가되었으며, 밸브는 폐쇄되었다. 그 후, 흑광 형광 램프가 조사를 위해 켜졌고, 가스 순환 펌프(31)가 작동되었으며, 동시에 전기 공급원이 백금 전극으로 전압을 인가하도록 켜졌다. 그러므로, TCE 분해는 예9와 같이 30분의 주기로 수행되었다. 전압은 장치의 최고공급값인 2A로 제어된 때 약 30V이었다.

결국, 분해-흡착 공정과 탈착-환류 공정의 반복에 의해, TCE 오염수를 배출하지 않고, 기능수 생성 장치에 의해 생성된 기능수를 사용하지 않지만 기능수를 제위치에 생성시키도록 내부에 한 쌍의 전극이 제공된 분해 용기를 사용하여 TCE를 분해하는 것이 가능한 것으로 나타났다. 또한, 활성탄이 재생될 수 있다는 것도 나타났다.

<실시예 14>

합성 기능수를 포함한 TCE 오염수의 일괄 처리

도6에 도시된 장치를 사용하여, TCE 용액(1000 ㎎/ℓ)이 40 cm의 수위까지 분해 용기(33)로 도입된 후, 염산, 염화나트륨 및 차아염소산 나트륨이 (0.006 N으로부터 계산된) 0.006 mol/ℓ HCl, (0.014 N으로부터 계산된) 0.014 mol/ℓ NaCl, 0.002 mol/ℓ의 차아염소산염을 함유한 용액을 얻기 위해 첨가되었고 밸브는 폐쇄되었다. 그 후, 흑광 형광 램프가 조사를 위해 켜졌고, 가스 순환 펌프(31)가 작동되었다. 따라서, TCE 분해는 실시예 9와 같이 30분 주기로 수행되었다.

결국, 분해-흡착 공정 및 탈착-환류 공정의 반복에 의해 TCE 오염수를 외부로 배출하지 않고, 기능수 생성 장치에 의해 생성된 기능수를 사용하지 않지만 각각의 시간에 기능수와 동일하도록 제조된 차아염소산 나트륨 및 NaCl을 포함한 오염수를 공급하여 TCE 오염수를 분해하는 것이 가능한 것으로 나타났다. 또한, 활성탄이 재생될 수 있다는 것도 나타났다.

본 발명의 방법 및 장치에 따르면, 분해 유닛으로부터 배출 또는 배출된 저농도로 함유된 분해를 위한 타겟 물질은 흡착 유닛에 의해 흡착되며, 정기적인 간격으로 흡착된 타겟 물질이 흡착 유닛으로부터 배출되어 분해 유닛으로 복귀되며, 폐기물 또는 배출물 내의 타겟 물질의 농도는 환경 표준 이하로 감소될 수 있어서, 분해 용기의 크기 확대, 가동 시간의 장기화 또는 유사한 장치의 병렬 연결과 같은 열악한 가동 효율을 방지한다.

Claims

기능수를 사용하여 할로겐화 지방족 탄화수소 화합물인 타겟 물질을 분해하는 방법에 있어서,

광 조사에 의해 기능수 내에 활성 화합물이 생성되는 기밀 밀봉된 반응 챔버 내에서 분해를 위해 타겟 화합물과 기능수의 활성 화합물을 접촉시키는 단계와,

반응 챔버 내에 잔존하는 타겟 화합물을 제거하는 단계와,

제거된 타겟 화합물을 흡착제를 사용하여 흡착하는 단계와,

상기 흡착제로부터 상기 흡착된 타겟 물질을 탈착시키는 단계와,

탈착된 타겟 물질을 상기 반응 챔버로 환류시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 타겟 물질은 가스에 함유되며, 잔존하는 타겟 물질은 반응 챔버로부터 가스를 배기시킴으로서 제거되며, 배기 가스는 흡착제와 접촉되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 타겟 물질은 액체에 함유되며, 잔존하는 타겟 물질은 반응 챔버로부터 가스를 배기시킴으로서 제거되며, 배기 가스는 흡착제와 접촉되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 각각의 단계는 연속 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 흡착된 타겟 물질은 고온 매체를 가열하거나 흡착제 또는 흡착제를 함유한 용기에 접촉시킴으로써 탈착되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 흡착된 타겟 물질은 흡착제 또는 흡착제를 함유한 용기의 압력을 감압시킴으로써 탈착되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 타겟 물질은 기상 할로겐화 지방족 탄화수소 혼합물에 있는 상태이며,

상기 방법은,

타겟 물질로 기능수를 폭기 처리하는 단계와,

기상 타겟 물질과 기능수로부터 생성된 가스를 광 조사시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 기능수는 차아염소산염 이온을 함유한 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 기능수는 전해질을 함유한 물이 전기 분해될 때 양극 근처에 생성된 산성수인 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 기능수는 전해질을 함유한 물이 전기 분해될 때 양극 근처에 생성된 산성수와 음극 근처에 생성된 알칼리수의 혼합물인 것을 특징으로 하는 방법.
제10항에 있어서, 상기 혼합물은 산성수와 알칼리성수를 1:1 보다 크지 않은 비율로 혼합시킴으로써 얻어진 것을 특징으로 하는 방법.
제9항에 있어서, 상기 전해질은 염화나트륨과 염화칼륨중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제8항에 있어서, 기능수는 차아염소산염 수용액인 것을 특징으로 하는 방법.
제13항에 있어서, 상기 차아염소산염은 차아염소산 나트륨과 차아염소산 칼륨 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 방법.
제8항에 있어서, 상기 기능수는 무기산 또는 유기산을 추가로 함유한 것을 특징으로 하는 방법.
제15항에 있어서, 상기 무기산 또는 유기산은 염산, 플루오르화 수소산, 황산, 인산, 보론산, 아세트산, 포름산, 말산, 구연산 및 옥살산으로 구성된 그룹으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 기능수는 1 내지 4 사이의 수소이온 농도(pH)와, 800 내지 1,500 mV 사이의 산화 환원 전위(작용 전극: 백금 전극, 기준 전극:은-염화은)와, 5 내지 150 ㎎/ℓ 사이의 염소 농도를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 기능수는 4 내지 10 사이의 수소이온 농도(pH)와, 300 내지 1,100 mV 사이의 산화 환원 전위(작용 전극: 백금 전극, 기준 전극:은-염화은)와, 2 내지 100 ㎎/ℓ 사이의 염소 농도를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 광은 300 내지 500 nm 사이의 파장 범위의 광을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제19항에 있어서, 상기 광은 350 내지 450 nm 사이의 파장 범위의 광을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 조사 강도는 10 ㎼/㎠ 내지 10 ㎽/㎠ 사이인 것을 특징으로 하는 방법.
제21항에 있어서, 조사 강도는 50 ㎼/㎠ 내지 5 ㎽/㎠ 사이인 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 할로겐화 지방족 탄화수소 혼합물은 염소로 치환된 할로겐화 지방족 탄화수소 혼합물인 것을 특징으로 하는 방법.
제23항에 있어서, 상기 할로겐화 지방족 탄화수소 혼합물은 트리클로로메탄, 디클로로메탄, 1,1,1-트리클로로에탄, 클로로에틸렌, cis-1,2-디클로로에틸렌, trans-1,2-트리클로로에틸렌 및 테트라클로로에틸렌중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 흡착제는 다공질 표면을 갖는 고체 재료인 것을 특징으로 하는 방법.
제25항에 있어서, 상기 다공질 흡착제는 활성탄, 활성탄 섬유, 실리카 겔, 제올라이트, 다공질 금속 및 활성 백토로 된 그룹으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 방법.
기밀 밀봉 상태의 반응 챔버와,

반응 챔버에 할로겐화 지방족 탄화수소 화합물인 타겟 물질을 공급하는 수단과,

반응 챔버에 기능수를 공급하는 수단과,

기능수 내에서 분해를 위해 활성 화합물을 생성하도록 광을 조사하는 수단과,

반응 챔버로부터 반응 챔버 내에 잔존하는 타겟 물질을 제거하는 수단과,

제거된 타겟 물질을 흡착제로 흡착하는 수단과,

흡착된 타겟 물질을 흡착제로부터 탈착시키는 수단과,

탈착된 타겟 물질을 반응 챔버로 환류시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 할로겐화 지방족 탄화수소 화합물 분해 장치.
제27항에 있어서, 상기 타겟 물질은 가스에 함유되며, 잔존하는 타겟 물질을 제거하는 수단은 반응 챔버로부터의 배출 수단이며, 배기된 가스를 흡착하는 수단은 상기 배출물을 흡착제와 접촉시키기 위한 수단인 것을 특징으로 하는 할로겐화 지방족 탄화수소 화합물 분해 장치.
제27항에 있어서, 상기 타겟 물질은 액체에 함유되며, 잔존하는 타겟 물질을 제거하는 수단은 반응 챔버로부터의 배출 수단이며, 배출된 액체를 흡착하는 수단은 상기 배출물을 흡착제와 접촉시키기 위한 수단인 것을 특징으로 하는 할로겐화 지방족 탄화수소 화합물 분해 장치.
제27항에 있어서, 상기 흡착된 타겟 물질을 탈착시키기 위한 수단은 흡착제 또는 흡착제를 함유한 용기를 가열하기 위한 수단이거나, 흡착제 또는 흡착제를 함유한 용기와 고온 매체를 접촉시키기 위한 수단인 것을 특징으로 하는 할로겐화 지방족 탄화수소 화합물 분해 장치.
제27항에 있어서, 상기 흡착된 타겟 물질을 탈착시키기 위한 수단은 흡착제 또는 흡착제를 함유한 용기의 압력을 저감시키기 위한 수단인 것을 특징으로 하는 할로겐화 지방족 탄화수소 화합물 분해 장치.
제27항에 있어서, 상기 타겟 물질은 기상 할로겐화 지방족 탄화수소 혼합물 상태이며,

상기 장치는,

기상 타겟 물질로 기능수를 폭기 처리하기 위한 수단과,

기상 타겟 물질과 기능수로부터 생성된 가스를 광 조사시키기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 할로겐화 지방족 탄화수소 화합물 분해 장치.
제27항에 있어서, 상기 기능수는 차아염소산염 이온을 함유한 것을 특징으로 하는 할로겐화 지방족 탄화수소 화합물 분해 장치.
제27항에 있어서, 상기 기능수는 전해질을 함유한 물이 전기 분해될 때 양극 근처에 생성된 산성수인 것을 특징으로 하는 할로겐화 지방족 탄화수소 화합물 분해 장치.
제27항에 있어서, 상기 기능수는 전해질을 함유한 물이 전기 분해될 때 양극 근처에 생성된 산성수와 음극 근처에 생성된 알칼리수의 혼합물인 것을 특징으로 하는 할로겐화 지방족 탄화수소 화합물 분해 장치.
제35항에 있어서, 상기 혼합물은 산성수와 알칼리성수를 1:1 보다 크지 않은 비율로 혼합시킴으로써 얻어진 것을 특징으로 하는 할로겐화 지방족 탄화수소 화합물 분해 장치.
제34항에 있어서, 상기 전해질은 염화 나트륨과 염화 칼륨중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 할로겐화 지방족 탄화수소 화합물 분해 장치.
제33항에 있어서, 상기 기능수는 차아염소산염 수용액인 것을 특징으로 하는 할로겐화 지방족 탄화수소 화합물 분해 장치.
제38항에 있어서, 상기 차아염소산염은 차아염소산 나트륨과 차아염소산 칼륨중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 할로겐화 지방족 탄화수소 화합물 분해 장치.
제33항에 있어서, 상기 기능수는 무기산 또는 유기산을 추가로 함유한 것을 특징으로 하는 할로겐화 지방족 탄화수소 화합물 분해 장치.
제40항에 있어서, 상기 무기산 또는 유기산은 염산, 플루오르수소산, 황산, 인산, 보론산, 아세트산, 포름산, 말산, 구연산 및 옥살산으로 구성된 그룹으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 할로겐화 지방족 탄화수소 화합물 분해 장치.
제27항에 있어서, 상기 기능수는 1 내지 4 사이의 수소이온 농도(pH)와, 800 내지 1,500 mV 사이의 산화 환원 전위(작용 전극: 백금 전극, 기준 전극:은-염화은)와, 5 내지 150 ㎎/ℓ 사이의 염소 농도를 갖는 것을 특징으로 하는 할로겐화 지방족 탄화수소 화합물 분해 장치.
제27항에 있어서, 상기 기능수는 4 내지 10 사이의 수소이온 농도(pH)와, 300 내지 1,100 mV 사이의 산화 환원 전위(작용 전극: 백금 전극, 기준 전극:은-염화은)와, 2 내지 100 ㎎/ℓ 사이의 염소 농도를 갖는 것을 특징으로 하는 할로겐화 지방족 탄화수소 화합물 분해 장치.
제27항에 있어서, 상기 광은 300 내지 500 nm 사이의 파장 범위의 광을 포함하는 것을 특징으로 하는 할로겐화 지방족 탄화수소 화합물 분해 장치.
제44항에 있어서, 상기 광은 350 내지 450 nm 사이의 파장 범위의 광을 포함하는 것을 특징으로 하는 할로겐화 지방족 탄화수소 화합물 분해 장치.
제27항에 있어서, 조사 강도는 10 ㎼/㎠ 내지 10 ㎽/㎠ 사이인 것을 특징으로 하는 할로겐화 지방족 탄화수소 화합물 분해 장치.
제46항에 있어서, 조사 강도는 50 ㎼/㎠ 내지 5 ㎽/㎠ 사이인 것을 특징으로 하는 할로겐화 지방족 탄화수소 화합물 분해 장치.
제27항에 있어서, 상기 흡착제는 다공질 표면을 갖는 고체 재료인 것을 특징으로 하는 할로겐화 지방족 탄화수소 화합물 분해 장치.
제48항에 있어서, 상기 다공질 흡착제는 활성탄, 활성탄 섬유, 실리카 겔, 제올라이트, 다공질 금속 및 활성 백토로 된 그룹으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 할로겐화 지방족 탄화수소 화합물 분해 장치.
제7항에 있어서, 상기 기상 타겟 물질은 버블러를 통해 기능수로 도입된 것을 특징으로 하는 방법.
제32항에 있어서, 상기 기능수를 기상 타겟 물질로 폭기 처리하는 수단은 버블러를 포함한 것을 특징으로 하는 할로겐화 지방족 탄화수소 화합물 분해 장치.
할로겐화 지방족 탄화수소 화합물인 타겟 물질을 분해하는 방법이며,

반응 챔버 내에서 분해를 위해 타겟 물질과, 기능수로부터 광조사에 의해 생성되는 활성 화합물을 접촉시키는 단계와,

반응 챔버 내에 잔존하는 타겟 물질을 제거하는 단계와,

타겟 물질을 농축시키는 단계와,

타겟 물질을 반응 챔버로 환류시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
할로겐화 지방족 탄화수소 화합물인 타겟 물질을 분해하는 장치이며,

타겟 물질의 분해를 위한 반응 챔버와,

반응 챔버로 타겟 물질을 공급하기 위한 공급 도관과,

반응 챔버 내에 잔존하는 타겟 물질을 제거하기 위한 진공 도관과,

진공 도관에 의해 이송되는 타겟 물질을 농축시키고, 타겟 물질을 반응 챔버로 환류시키도록 반응 챔버 또는 공급 도관과 유체 연통되어 있는 흡착 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
할로겐화 지방족 탄화수소 화합물인 타겟 물질을 분해하는 방법이며,

반응 챔버 내에서 분해를 위해 타겟 물질과, 기능수로부터 광조사에 의해 생성되는 활성 화합물을 접촉시키는 단계와,

분해되지 않은 타겟 물질과 분해된 타겟 물질을 함유한 가스를 반응 챔버로부터 배출하는 단계와,

가스로부터 분해되지 않은 타겟 물질을 추출하는 단계와,

추출된 분해되지 않은 타겟 물질을 반응 챔버로 환류시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
할로겐화 지방족 탄화수소 화합물인 타겟 물질을 분해하는 장치이며,

타겟 물질의 분해를 위한 반응 챔버와,

반응 챔버로 타겟 물질을 공급하기 위한 공급 도관과,

분해되지 않은 타겟 물질과 분해된 타겟 물질을 함유한 가스를 반응 챔버로부터 배출하기 위한 배출 도관과,

배출 도관에 의해 배출된 가스로부터 분해되지 않은 타겟 물질을 추출하고, 추출된 분해되지 않은 타겟 물질을 반응 챔버로 환류시키도록 반응 챔버와 유체 연통되어 있는 추출기를 포함하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.