KR100526254B1 - Reactive geosynthetics for intercepting mitigation of chlorinated organic compounds and method to prepare thereit - Google Patents

Reactive geosynthetics for intercepting mitigation of chlorinated organic compounds and method to prepare thereit Download PDF

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Abstract

본 발명에서는, 염소계 유기화합물의 환원 반응에서 전자공여체로 작용하는 0가 금속;을, 내부 또는 표면에서, 보유하는 것을 특징으로 하는 염소계 유기화합물의 이동 차단을 위한 반응성 토목섬유를 개시하고, 또한, 토목섬유의 제조 방법에 있어서, 토목섬유 표면의 일측 또는 양측에, 염소계 유기화합물의 환원 반응에서 전자공여체로 작용하는 0가 금속 또는 상기 0가 금속 및 상기 환원 반응의 촉매물질의 혼합물을 코팅하는 단계(S1-1);를 포함하는 것을 특징으로 하는 염소계 유기화합물의 이동 차단을 위한 반응성 토목섬유의 제조 방법을 개시하며, 또한, 토목섬유의 제조 방법에 있어서, 합성수지에, 염소계 유기화합물의 환원 반응에서 전자공여체로 작용하는 0가 금속 또는 상기 0가 금속 및 상기 환원 반응의 촉매물질의 혼합물을 혼합하여, 토목섬유 제조를 위한 원료로 제공하는 단계(S1-2);를 포함하는 것을 특징으로 하는 염소계 유기화합물의 이동 차단을 위한 반응성 토목섬유의 제조 방법을 개시한다. 본 발명에 따른 염소계 유기화합물의 이동 차단을 위한 반응성 토목섬유 및 그 제조 방법은, 종래의 토목섬유와 달리, 토목섬유내에 보유된 0가 금속 또는 상기 0가 금속 및 상기 환원 반응의 촉매물질의 혼합물의 반응성 물질로써 염소계 유기화합물을 빠르게 분해하여, 차수막을 통한 염소계 유기화합물질의 이동을 효과적으로 차단 또는 저감함에 따라, 지반 환경의 오염을 방지할 수 있는 효과를 달성한다.The present invention discloses a reactive geosynthetic fiber for blocking the movement of a chlorine-based organic compound, characterized in that it contains a zero-valent metal serving as an electron donor in the reduction reaction of the chlorine-based organic compound. 1. A method for preparing a geotextile, the method comprising: coating one or both sides of a surface of a geotextile with a zero-valent metal or a mixture of a zero-valent metal and a catalytic material of the reduction reaction serving as an electron donor in a reduction reaction of a chlorine-based organic compound (S1-1); Disclosed is a method for producing a reactive geosynthetic fiber for the movement blocking of the chlorine-based organic compound comprising, and in the method for producing a geotextile, reduction reaction of the chlorine-based organic compound to the synthetic resin In a mixture of a zero-valent metal or a mixture of the zero-valent metal and the catalytic material of the reduction reaction, acting as an electron donor at Discloses a method of manufacturing geosynthetic reactive for blocking movement of the chlorine-containing organic compound it comprises a; step (S1-2) which provides a raw material for the fiber manufacture. Reactive geosynthetic fibers and a method for producing the same according to the present invention for blocking the movement of chlorine-based organic compounds, a mixture of a zero-valent metal or the zero-valent metal and the catalytic material of the reduction reaction retained in the geosynthetic fiber By rapidly decomposing the chlorine-based organic compound as a reactive substance of, and effectively blocking or reducing the movement of the chlorine-based organic compound through the membrane, it is possible to achieve the effect of preventing contamination of the ground environment.

Description

염소계 유기화합물의 이동 차단을 위한 반응성 토목섬유 및 그 제조 방법{Reactive geosynthetics for intercepting mitigation of chlorinated organic compounds and method to prepare thereit} Reactive geosynthetics for intercepting mitigation of chlorinated organic compounds and method to prepare thereit}

본 발명은 염소계 유기화합물의 이동 차단을 위한 반응성 토목섬유 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 상세하게는, 토목 건설 및 환경 분야등에 사용되는 염소계 유기화합물의 이동 차단을 위한 반응성 토목섬유 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a reactive geosynthetic fiber for the movement blocking of chlorine-based organic compounds and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a reactive geotextile for the movement blocking of chlorine-based organic compounds used in civil construction and environmental fields, etc. It is about.

인구 증가 및 산업 발달로 인하여, 유기성 유해 폐기물의 발생량 및 유기성 용매류의 사용량이 급격히 증가하고 있으며, 유기성 유해 폐기물의 누출등의 부적절한 관리에 따라 지하수와 토양 등의 지반 환경 오염은 점차 심각해지고 있는 실정이다. Due to the increase in population and industrial development, the amount of organic hazardous wastes and the amount of organic solvents are rapidly increasing, and the ground environmental pollution such as groundwater and soil is getting serious due to improper management such as leakage of organic hazardous wastes. to be.

상기 오염물질들 중 TCE(trichloroethylene), PCE(perchloroethylene), trichloroethane, vinyl chloride, chloroform 등의 염소계 유기 용매들은 특히 그 사용 빈도나 인체에 미치는 영향이 크므로 특별한 관리를 요한다. Among the pollutants, chlorine-based organic solvents such as trichlorethylene (TCE), perchloroethylene (PCE), trichloroethane, vinyl chloride, and chloroform require special care because they have a great influence on their frequency of use or human body.

대한민국 환경부에서도 유해화학물질관리법에 근거한 「테트라클로로에틸렌 및 트리클로로에틸렌에 대한 관리기준」을 제정하여 TCE와 PCE의 물질에 대한 관리를 강화한 바 있다<환경부고시 제2000-63호 참조>.The Ministry of Environment of the Republic of Korea has also enacted the “Management Standards for Tetrachloroethylene and Trichloroethylene” based on the Hazardous Chemical Substances Control Act to strengthen the management of TCE and PCE substances (see Ministry of Environment Notice No. 2000-63).

한편, 석유화학공업의 발달과 더불어 다양한 종류의 토목섬유 (geosynthetics)들이 생산되고 있으며, 그 대표적인 것들로는, 지오텍스타일(geotextiles), 지오멤브레인(geomembranes), 지오그리드(geogrids), 지오네트(geonets), 지오웹(geowebs), 지오매트(geomats), 지오셀(geocells), 지오파이프(geopipes), 지오컴포지트(geocomposites) 등이 있다. 이와 같은 토목섬유들은 분리, 보강, 여과, 차단, 배수의 기능을 가지며, 토목건설 및 환경분야에서 그 이용이 증가하고 있다. On the other hand, with the development of the petrochemical industry, various kinds of geosynthetics are produced, and representative ones are geotextiles, geomembranes, geogrids, and geonets. , Geowebs, geomats, geocells, geopipes, geocomposites. Such geotextiles have functions of separation, reinforcement, filtration, screening and drainage, and their use is increasing in civil construction and environment.

그러나, 종래의 토목섬유들의 이용에는 다음과 같은 문제점이 있다.However, the use of conventional geotextiles has the following problems.

즉, 염소계 유기 용매를 포함한 휘발성 유기화합물은 분배-확산 기작(partition-diffusion process)을 통해 합성수지 차수막과 같은 차수능력이 뛰어난 불투수성 토목섬유 마저도 쉽게 침투(permeation)하는 것으로 알려져 있다<Aminabhavi and Naik, 1999; Xiao et al., 1999; Joo et al., 2001 참조>.In other words, volatile organic compounds including chlorine-based organic solvents are known to easily permeate even highly impermeable geotextile fibers such as synthetic resin membranes through a partition-diffusion process (Aminabhavi and Naik, 1999). ; Xiao et al., 1999; See Joo et al., 2001>.

따라서, 토목섬유를 사용하는 경우에도, 휘발성 유기화합물의 경우, 중금속 등과 같은 무기 화합물과는 달리, 환경시설물 주변의 토양 및 지하수를 오염시킬 수 있다.Therefore, even in the case of using geotextiles, volatile organic compounds, unlike inorganic compounds such as heavy metals, can contaminate soil and groundwater around environmental facilities.

도 1은 종래의 합성수지 차수막을 통한 염소계 유기화합물의 이동을 보여주는 개략도이다.1 is a schematic view showing the movement of a chlorine-based organic compound through a conventional synthetic resin order film.

도 1에 도시된 바와 같이, 휘발성 유기화합물(VOC)은, 그 구획으로부터 증류수 구획으로, 합성수지 차수막을 통해서 픽의 제2법칙에 따라 분배-확산 기작에 의해 쉽게 확산, 침투하게 되며, 이에 따라 주변 지반 환경을 오염시킬 수 있다.As shown in FIG. 1, the volatile organic compound (VOC) is easily diffused and infiltrated from the compartment to the distilled water compartment by the distribution-diffusion mechanism according to the second law of the pick through the synthetic resin order film. May pollute the ground environment.

따라서, 매립지, 오수나 폐수 저장지, 유해화학물질(특히, 염소계 유기화합물)등의 저장시설에 합성수지 차수막과 같은 토목섬유만을 설치하는 경우에는, TCE 등의 염소계 유기 용매 유출시 주변 토양 및 지하수의 오염을 막을 수 없다. Therefore, in the case of installing only geotextiles such as synthetic resin membranes in storage facilities such as landfills, sewage or wastewater reservoirs, and hazardous chemicals (especially chlorine-based organic compounds), chlorine-based organic solvents such as TCE may cause Pollution can not be prevented.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, Therefore, the present invention has been made to solve the above problems,

본 발명의 목적은, 종래의 토목섬유와 달리, 염소계 유기화합물의 이동을 효과적으로 차단 또는 저감하여, 지반 환경의 오염을 방지할 수 있는, 염소계 유기화합물의 이동 차단을 위한 반응성 토목섬유 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention, unlike the conventional geotextiles, can effectively block or reduce the movement of chlorine-based organic compounds, which can prevent the contamination of the ground environment, reactive geotextiles for the movement blockage of chlorine-based organic compounds and a method of manufacturing the same To provide.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적은, 염소계 유기화합물의 환원 반응에서 전자공여체로 작용하는 0가 금속;을, 내부 또는 표면에서, 보유하는 것을 특징으로 하는 염소계 유기화합물의 이동 차단을 위한 반응성 토목섬유에 의해 달성된다.An object of the present invention as described above, the reactive geosynthetic fiber for the movement blocking of the chlorine-based organic compound, characterized in that it contains, on the inside or surface, a zero-valent metal that acts as an electron donor in the reduction reaction of the chlorine-based organic compound Is achieved by.

그리고, 상기 토목섬유는, 합성수지; 및 상기 0가 금속;의 혼합물을 보유하는 것이 바람직하고, 상기 토목섬유는, 그 표면에 상기 0가 금속의 코팅층을 보유하는 것이 바람직하다.And, the geotextiles, synthetic resin; And a mixture of said zero valent metal. It is preferable that said geotextile has a coating layer of said zero valent metal on its surface.

그리고, 상기 0가 금속은, 0가 철 또는 0가 아연인 것이 바람직하고, 상기 토목섬유는, 팔라디움을 더 보유하는 것이 바람직하다.The zero-valent metal is preferably zero-valent iron or zero-valent zinc, and the geosynthetic fiber further preferably contains palladium.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적은 또한, 토목섬유의 제조 방법에 있어서, 토목섬유 표면의 일측 또는 양측에, 염소계 유기화합물의 환원 반응에서 전자공여체로 작용하는 0가 금속 또는 상기 0가 금속 및 상기 환원 반응의 촉매물질의 혼합물을 코팅하는 단계(S1-1);를 포함하는 것을 특징으로 하는 염소계 유기화합물의 이동 차단을 위한 반응성 토목섬유의 제조 방법에 의해 달성된다.An object of the present invention as described above, in the method for producing geotextiles, on one side or both sides of the surface of the geosynthetic fiber, a zero-valent metal or the zero-valent metal that acts as an electron donor in the reduction reaction of a chlorine-based organic compound and the Coating the mixture of the catalytic material of the reduction reaction (S1-1); is achieved by a method for producing a reactive geotextile for blocking the movement of the chlorine-based organic compound comprising a.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적은 또한, 토목섬유의 제조 방법에 있어서, 합성수지에, 염소계 유기화합물의 환원 반응에서 전자공여체로 작용하는 0가 금속 또는 상기 0가 금속 및 상기 환원 반응의 촉매물질의 혼합물을 혼합하여, 토목섬유 제조를 위한 원료로 제공하는 단계(S1-2);를 포함하는 것을 특징으로 하는 염소계 유기화합물의 이동 차단을 위한 반응성 토목섬유의 제조 방법에 의해 달성된다.The object of the present invention as described above is also a method for producing a geotextile, in the synthetic resin, of the zero-valent metal or the zero-valent metal and the catalytic material of the reduction reaction to act as an electron donor in the reduction reaction of the chlorine-based organic compound Mixing the mixture, providing as a raw material for the production of geosynthetic fiber (S1-2); is achieved by the method for producing a reactive geotextile for blocking the movement of the chlorine-based organic compound comprising a.

그리고, 상기 제조 방법은, 상기 S1-1 단계 또는 상기 S1-2 단계에서, 0가 금속을 제공하기 위하여, 열연슬러지, 전기집진분진, 숏볼분진, 폐주물사 또는 철강슬래그의 반응물질을 이용하는 것이 바람직하고, 상기 반응물질을 0가 철과 함께 사용하는 것이 바람직하다.And, in the step S1-1 or step S1-2, in order to provide a zero-valent metal, it is preferable to use a reactant of hot rolled sludge, electrostatic dust, shot dust, waste casting sand or steel slag. It is preferable to use the reactants together with the zero valent iron.

이하, 본 발명에 따른 염소계 유기화합물의 이동 차단을 위한 반응성 토목섬유 및 그 제조 방법에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a reactive geotextile for blocking the movement of the chlorine-based organic compound according to the present invention and a manufacturing method thereof will be described in detail.

본 발명에 따른 염소계 유기화합물의 이동 차단을 위한 반응성 토목섬유 및 그 제조 방법은, 토목섬유가 상기 0가 금속 또는 상기 0가 금속과 촉매물질을 보유하게 됨에 따라, 토목섬유의 이용시에도 염소계 유기 용매로 인한 지반 환경의 오염을 방지할 수 있는 효과를 달성함을 그 기술적 사상의 바탕으로 한다.Reactive geosynthetic fibers and a method for producing the same according to the present invention for blocking the movement of chlorine-based organic compounds, as the geosynthetic fibers contain the zero-valent metal or the zero-valent metal and a catalyst material, the chlorine-based organic solvent even when the geo-fiber is used It is based on the technical idea to achieve the effect of preventing the pollution of the ground environment.

본 발명에서는 0가 철 또는 0가 아연과 같은 0가 금속의 산화반응을 이용한 염소계 유기 화합물의 탈염소 반응(dechlorination)을 기초로 하는데, 그 반응 메카니즘은 예를 들어 다음 화학식1과 같다.In the present invention, based on the dechlorination of chlorine-based organic compounds using the oxidation reaction of a zero-valent metal such as zero-valent iron or zero-valent zinc, the reaction mechanism is as shown in the following formula (1), for example.

Fe0 + RCl + H+ → Fe2+ + RH + Cl_ Fe0 + RCl + H + → Fe 2+ + RH + Cl _

상기 반응은, 0가 금속중 0가 철이 산화되면서, 염소계 유기화합물(RCl)이 환원되는 탈염소반응으로서, 0가 철은 상기 반응에서 전자공여체로 작용한다. The reaction is a dechlorination reaction in which chlorine-based organic compounds (RCl) are reduced while zero valent iron is oxidized in the zero valent metal, and the zero valent iron acts as an electron donor in the reaction.

따라서, 종래의 일반적인 토목섬유에 0가 금속을 보유하게 하는 경우, 인간과 환경에 유해도가 높은 염소계 유기화합물은 유해도가 없거나 휠씬 적은 유기화합물(RH)로 바뀌게 되며, 상기 0가 금속의 반응물질은 토목섬유의 내부 또는 표면에 고정적으로 보유되어 있으므로 비산하거나 지하수를 따라 이동하지 않게 된다.Therefore, in the case of having a zero-valent metal in a conventional general geosynthetic fiber, the chlorine-based organic compound having high harmfulness to humans and the environment is changed into an organic compound (RH) having little or no harmfulness, and the reaction of the zero-valent metal. The substance is held fixed on the inside or surface of the geotextile, so it does not scatter or travel along groundwater.

상기 0가 금속의 반응물질이 토목섬유 표면에서 고정화되는 경우에는, 일단 종래의 일반적인 토목섬유를 제조한 후, 그 표면의 일측 또는 양측에 상기 0가 금속을 코팅하여 코팅층을 형성할 수 있다(S1-1). When the reactant of the zero-valent metal is immobilized on the surface of the geosynthetic fiber, once the conventional general geotextile is manufactured, the zero-valent metal may be coated on one or both sides of the surface to form a coating layer (S1). -One).

한편, 상기 0가 금속의 반응물질이 토목섬유 내부에서 고정화되는 경우에는, 토목섬유의 제조시부터, 0가 금속과 토목섬유의 원료인 합성수지를 혼합한 원료로서 토목섬유를 제조할 수 있다(S1-2).On the other hand, when the reaction material of the zero-valent metal is immobilized inside the geosynthetic fiber, it is possible to manufacture geosynthetic fiber as a raw material mixed with a synthetic resin which is a raw material of the zero-valent metal and geosynthetic fiber from the production of the geosynthetic fiber (S1). -2).

도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 표면 또는 내부에 0가 철 입자를 보유하는 반응성 토목섬유(합성수지 차수막)의 예들을 나타내는 개략도이다.Figure 2 is a schematic diagram showing examples of reactive geosynthetic fibers (synthetic resin lining) having zero-valent iron particles on its surface or in accordance with one embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 합성수지 차수막의 표면의 일측 또는 양측에 0가 철의 코팅층이 형성될 수 있으며[(a) 또는 (b)의 경우], 합성수지와 0가 철 입자가 완전 혼합되어 합성수지 차수막을 구성할 수도 있다[(c)의 경우]. As shown in FIG. 2, a zero-valent iron coating layer may be formed on one or both sides of the surface of the synthetic resin order film [(a) or (b)], and the synthetic resin and the zero-valent iron particles may be completely mixed with the synthetic resin. It is also possible to construct a liner film (in case of (c)).

한편, 상기 0가 철 또는 0가 아연등의 0가 금속을 사용하는 경우, 팔라디움을 반응 촉매로서 함께 사용하는 것이 바람직하다.On the other hand, in the case of using a zero-valent metal such as zero-valent iron or zero-valent zinc, it is preferable to use palladium together as a reaction catalyst.

즉, 예를 들어 0가 철과 팔라디움의 합금, 0가 아연과 팔라디움의 합금등과 같이, 0가 금속의 반응성 물질 및 촉매의 결합체를 이용하는 경우에 염소계 유기 화합물의 탈염소 반응을 더욱 효율적으로 수행할 수 있다. That is, the dechlorination reaction of the chlorine-based organic compound is more efficiently performed when using a combination of a reactive material of a zero metal and a catalyst such as an alloy of zero iron and palladium, an alloy of zero zinc and palladium, and the like. can do.

또한, 본 발명이 기초하는 탈염소 반응에 있어서, 0가 금속을 제공하기 위하여, 열연슬러지, 전기집진분진, 숏볼분진, 폐주물사, 철강슬래그(고로슬래그 및 제강슬래그)등의 물질이 반응물질로 사용될 수 있으며, 이들 반응물질을 0가 철과 함께 사용할 수 있고, 앞서 설명한 바와 같이, 팔라디움과 같은 촉매와 함께 사용하는 것이 더욱 바람직하다. In addition, in the dechlorination reaction based on the present invention, in order to provide a zero-valent metal, materials such as hot rolled sludge, electrostatic dust, shot ball dust, waste foundry sand, steel slag (blast furnace slag and steelmaking slag) are used as reactants. It is possible to use these reactants with zero valent iron, and as described above, it is more preferred to use with catalysts such as palladium.

상기와 같이 제작된 반응성 토목섬유는 차수시설이나 연직 차수벽, 또는 배수시설에 설치되어 염소계 유기화합물을 분해하게 된다.The reactive geosynthetic fiber prepared as described above is installed in a water treatment facility, a vertical water order wall, or a drainage facility to decompose chlorine-based organic compounds.

이와 같이, 본 발명에 따른 반응성 토목섬유는, 0가 금속과 같은 반응물질을 지반 환경 분야에서 널리 사용되고 있는 토목섬유에 부착시킨 것이고, 이를 염소계 유기화합물로 오염된 지하수나 토양에 포설하면, 반응물질이 토목섬유에 고정되어 비산하거나 이동할 염려가 없으면서도, 반응물질과 접촉한 염소계 유기화합물은 탈염소 반응에 의해 무해한 물질로 분해된다.As described above, the reactive geotextile according to the present invention attaches a reactant such as a zero-valent metal to a geotextile widely used in the field environment, and when it is installed in groundwater or soil contaminated with chlorine-based organic compounds, the reactant The chlorine-based organic compounds that come into contact with the reactants are decomposed into harmless substances by dechlorination without being feared to scatter or move because they are fixed to the geotextile.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니며 첨부된 특허청구범위내에서 다양한 형태의 실시예들이 구현될 수 있고, 단지 하기 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 함과 동시에 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 실시를 용이하게 하고자 하는 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by explaining preferred embodiments of the present invention. However, the present invention is not limited to the following examples, and various forms of embodiments can be implemented within the scope of the appended claims, and the following examples are only common in the art while making the disclosure of the present invention complete. It is intended to facilitate the implementation of the invention to those with knowledge.

[실시예]EXAMPLE

본 실시예에서 사용된 반응기는 가로 14.6cm, 세로 14cm, 높이 13cm의 스텐레스 강(stainless steel) 재질로 제작하였다The reactor used in this example was made of stainless steel material having a width of 14.6 cm, a length of 14 cm, and a height of 13 cm.

도 3a는 본 발명의 일실시예에 따른 반응성 토목섬유(합성수지 차수막)의 성능을 실험하기 위한 실험 장치를 나타내는 개략도이고, 도 3b는 도 3a의 실험장치중 반응조간 연결 부위를 확대해서 나타내는 개략도이다. Figure 3a is a schematic diagram showing an experimental device for experimenting the performance of the reactive geosynthetic fiber (synthetic resin order film) according to an embodiment of the present invention, Figure 3b is a schematic diagram showing an enlarged connection of the reaction tank in the experimental apparatus of Figure 3a .

도 3a에 도시된 바와 같이, 두 개의 반응조(11, 12)에 각각 대상 염소계 유기화합물의 수용액 반응조(11)와 증류수 반응조(12)를 채운 후에, 자기 교반기(15)에 의하여 자기 막대(14)를 회전시켜 반응을 수행하였고, 0가 철/팔라디움 합금이 일면에 코팅된 반응성 토목섬유(13) 차수막을 통한 유기물질의 물질 이동을 측정하였다. As shown in FIG. 3A, after filling the two reactors 11 and 12 with the aqueous solution reactor 11 and the distilled water reactor 12 of the target chlorine-based organic compound, respectively, the magnetic rod 14 by the magnetic stirrer 15. The reaction was carried out by rotating, and the mass transfer of the organic material through the reactive geosynthetic fiber 13 liner coated with one surface of the zero-valent iron / palladium alloy was measured.

각 반응조(11, 12)는 용액을 채우는 과정이나 장시간의 실험동안 발생할 수 있는 기포의 배출을 위하여 상부가 부풀어 오른 형태로 설계하였다. Each reactor (11, 12) was designed in the form of a bulging top for the discharge of bubbles that can occur during the process of filling the solution or a long experiment.

그리고, 도 3b에 도시된 바와 같이, 반응조(11, 12)간의 연결은, 볼트와 너트(16) 및 상용되고 있는 가스켓 중에 휘발성 유기물질에 대한 안정성이 가장 좋은 가스켓중의 하나로 알려진 니트릴 가스켓(nitrile gasket)(17)으로 하였다. And, as shown in Figure 3b, the connection between the reaction tank (11, 12), the nitrile gasket (nitrile) known as one of the best gaskets for the volatile organic material among the bolts and nuts 16 and gaskets are commercially available. gasket) 17.

실험이 장시간 계속될 경우 발생할 수 있는 생물학적 분해를 대비해, 모든 실험 장비는 고온, 고압에서 멸균 후에 사용했으며, 각 반응기에 투입될 용액의 경우에도 살균제로 NaN3를 0.005wt% 주입하였다. 또한, 온도 영향을 배제하기 위해 상기 반응조는 약 20℃의 항온실로 유지하였다.In preparation for the biodegradation that may occur if the experiment is continued for a long time, all the experimental equipment was used after sterilization at high temperature and high pressure, and in the case of the solution to be added to each reactor, 0.005 wt% NaN 3 was injected as a disinfectant. In addition, the reactor was maintained in a constant temperature room at about 20 ° C. to rule out temperature effects.

두 개의 샘플링 포트(sampling port)(18)에서 같은 양의 시료를 동시에 채취하고, 시간의 흐름에 따른 각 반응기에서의 농도 변화를 가스크로마토그래피로 분석하였다.The same amount of samples were taken at the same time from two sampling ports 18, and the concentration change in each reactor over time was analyzed by gas chromatography.

도 4는 본 실시예에 따른 0가 철/팔라디움 합금의 반응성 분말을 일면에 코팅한 반응성 토목섬유 및 종래의 일반적인 HDPE 토목섬유를 이용한 염소계 유기화합물의 이동 특성을 비교한 결과를 도시한 그래프이다. Figure 4 is a graph showing the result of comparing the movement characteristics of the chlorine-based organic compound using a reactive geosynthetic fiber coated with a reactive powder of a zero-valent iron / palladium alloy according to the present embodiment and a conventional HDPE geotextile.

도 4의 실험에서는, 초기농도 100 ㎎/ℓ의 TCE 용액으로 50일 실험기간 동안 각 토목섬유의 분배-확산 현상을 관찰하였다. In the experiment of FIG. 4, the distribution-diffusion phenomenon of each geotextile was observed during a 50-day experiment with a TCE solution having an initial concentration of 100 mg / l.

도 4에 도시된 바와 같이, 일반 토목섬유 차수막의 경우(HDPE로 표시된 점들), 30일이 경과하였을 때, 분배와 확산에 의해 약 45 ㎎/ℓ의 TCE농도에서 평형을 이루었다. As shown in FIG. 4, in the case of the general geotextile lining (dots marked HDPE), after 30 days, equilibration was achieved at a TCE concentration of about 45 mg / l by distribution and diffusion.

반면, 반응성 토목섬유 차수막의 경우(Pd/Fe로 표시된 점들), 30일이 경과하였을 때, TCE가 포함된 TCE 반응조에서는 반응성물질과의 탈염소화반응에 의해 1 ㎎/ℓ의 TCE 농도가 검출되었고, 증류수가 포함된 증류수 반응조에서는 TCE의 반응성차수막을 통한 이동이 저해되어 TCE 농도가 검출되지 않았다. On the other hand, in the case of reactive geosynthetic membranes (dots labeled Pd / Fe), after 30 days, TCE concentration of 1 mg / l was detected in the TCE reactor containing TCE by dechlorination reaction with the reactive substance. In the distilled water reaction tank containing distilled water, the TCE concentration was not detected because the movement through the reactive order membrane of TCE was inhibited.

따라서, 반응성 토목섬유 차수막은 반응성 물질에 의한 염소계 유기화합물의 빠른 분해와 염소계 유기화합물의 느린 이동을 유도하여 염소계 유기화합물질의 이동을 효과적으로 저감 또는 차단할 수 있음을 알 수 있다. Accordingly, it can be seen that the reactive geosynthetic membrane can effectively reduce or block the movement of chlorine-based organic compounds by inducing rapid decomposition of chlorine-based organic compounds and slow movement of chlorine-based organic compounds by reactive materials.

그러므로, 본 발명에 따른 반응성 토목섬유 차수막은 그 실현가능성이 매우 높고, 오염지하수의 이동 차단을 위한 연직차수시설, 폐기물 매립지의 차수시설 등의 지반 환경분야에 다양하게 적용될 수 있으며, 유해화학물질관리법의 「테트라클로로에틸렌 및 트리클로로에틸렌에 대한 관리기준」준수를 위해서 유용하게 이용될 수 있다.Therefore, the reactive geosynthetic membrane according to the present invention is highly feasible, and can be applied to a variety of ground environmental fields such as a vertical drainage facility for blocking the movement of contaminated groundwater and a drainage facility of a waste landfill. It can be usefully used for complying with "the management criteria for tetrachloroethylene and trichloroethylene".

본 발명에 따른 염소계 유기화합물의 이동 차단을 위한 반응성 토목섬유 및 그 제조 방법은, 종래의 토목섬유와 달리, 토목섬유내에 보유된 0가 금속 또는 상기 0가 금속 및 상기 환원 반응의 촉매물질의 혼합물의 반응성 물질로써 염소계 유기화합물을 빠르게 분해하여, 차수막을 통한 염소계 유기화합물질의 이동을 효과적으로 차단 또는 저감함에 따라, 지반 환경의 오염을 방지할 수 있는 효과를 달성한다. Reactive geosynthetic fibers and a method for producing the same according to the present invention for blocking the movement of chlorine-based organic compounds, a mixture of a zero-valent metal or the zero-valent metal and the catalytic material of the reduction reaction retained in the geosynthetic fiber By rapidly decomposing the chlorine-based organic compound as a reactive substance of, and effectively blocking or reducing the movement of the chlorine-based organic compound through the membrane, it is possible to achieve the effect of preventing contamination of the ground environment.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다. Although the present invention has been described in connection with the above-mentioned preferred embodiments, it is possible to make various modifications or variations without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the appended claims will cover such modifications and variations as fall within the spirit of the invention.

도 1은 종래의 합성수지 차수막을 통한 염소계 유기화합물의 이동을 나타내는 개략도,1 is a schematic diagram showing the movement of a chlorine-based organic compound through a conventional synthetic resin order film,

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 반응성 토목섬유의 예들을 나타내는 개략도, Figure 2 is a schematic diagram showing examples of reactive geotextiles according to an embodiment of the present invention,

도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 반응성 토목섬유(합성수지 차수막)의 성능을 실험하기 위한 실험 장치를 나타내는 개략도,Figure 3a is a schematic diagram showing an experimental apparatus for experimenting the performance of the reactive geosynthetic fiber (synthetic resin lining) according to an embodiment of the present invention,

도 3b는 도 3a의 실험장치중 반응조간 연결 부위를 확대해서 나타내는 개략도, Figure 3b is a schematic diagram showing an enlarged reaction joint connection site of the experimental apparatus of Figure 3a,

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 0가 철/팔라디움 합금의 반응성 분말을 일면에 코팅한 반응성 토목섬유 및 종래의 일반적인 HDPE 토목섬유를 이용한 염소계 유기화합물의 이동 특성을 비교한 결과를 도시한 그래프이다. Figure 4 is a graph showing the results of comparing the movement characteristics of the chlorine-based organic compound using a reactive geosynthetic fiber coated with a reactive powder of a zero-valent iron / palladium alloy according to an embodiment of the present invention and a conventional HDPE geotextile to be.

*주요 도면 부호의 간단한 설명** Short description of the major reference marks *

10 : 성능 실험 장치 11 : 염소계 유기화합물 반응조10: performance test apparatus 11: chlorine-based organic compound reactor

12 : 증류수 반응조 13 : 반응성 토목섬유 차수막 12 distilled water reactor 13 reactive geosynthetic membrane

14 : 자기 막대 15 : 자기 교반기 14 magnetic rod 15 magnetic stirrer

16 : 볼트 및 너트 17 : 니트릴 가스켓16 bolt and nut 17 nitrile gasket

Claims (10)

염소계 유기화합물의 환원 반응에서 전자공여체로 작용하는 0가 금속;을, 내부 또는 표면에서, 보유하는 것을 특징으로 하는 염소계 유기화합물의 이동 차단을 위한 반응성 토목섬유.Reactive geotextile for blocking the movement of the chlorine-based organic compound, characterized in that it contains a zero-valent metal that acts as an electron donor in the reduction reaction of the chlorine-based organic compound. 제 1 항에 있어서, 상기 토목섬유는, According to claim 1, wherein the geotextile, 합성수지; 및 상기 0가 금속;의 혼합물을 보유하는 것을 특징으로 하는 염소계 유기화합물의 이동 차단을 위한 반응성 토목섬유.Synthetic resins; And a zero valent metal. Reactive geotextile for blocking the movement of chlorine-based organic compounds, characterized in that it holds a mixture of. 제 1 항에 있어서, 상기 토목섬유는, According to claim 1, wherein the geotextile, 그 표면에 상기 0가 금속의 코팅층을 보유하는 것을 특징으로 하는 염소계 유기화합물의 이동 차단을 위한 반응성 토목섬유.Reactive geotextile for blocking the movement of the chlorine-based organic compound, characterized in that having a coating layer of the zero-valent metal on the surface. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 0가 금속은, The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the zero-valent metal, 0가 철 또는 0가 아연인 것을 특징으로 하는 염소계 유기화합물의 이동 차단을 위한 반응성 토목섬유.Reactive geotextile for blocking the movement of chlorine-based organic compounds, characterized in that 0 valent iron or 0 valent zinc. 제 4 항에 있어서, 상기 토목섬유는, The method of claim 4, wherein the geotextile, 팔라디움을 더 보유하는 것을 특징으로 하는 염소계 유기화합물의 이동 차단을 위한 반응성 토목섬유.Reactive geotextile for blocking the movement of chlorine-based organic compounds, characterized in that it further contains palladium. 토목섬유의 제조 방법에 있어서, In the manufacturing method of geotextiles, 토목섬유 표면의 일측 또는 양측에, 염소계 유기화합물의 환원 반응에서 전자공여체로 작용하는 0가 금속을 코팅하는 단계(S1-1)를 포함하는 것을 특징으로 하는 염소계 유기화합물의 이동 차단을 위한 반응성 토목섬유의 제조 방법.Reactive civil engineering for blocking the movement of chlorine-based organic compounds comprising the step (S1-1) coating on the one or both sides of the surface of the geosynthetic fiber, the zero valent metal acting as an electron donor in the reduction reaction of the chlorine-based organic compound Method of making fibers. 토목섬유의 제조 방법에 있어서, In the manufacturing method of geotextiles, 합성수지에, 염소계 유기화합물의 환원 반응에서 전자공여체로 작용하는 0가 금속을 혼합하여, 토목섬유 제조를 위한 원료로 제공하는 단계(S1-2)를 포함하는 것을 특징으로 하는 염소계 유기화합물의 이동 차단을 위한 반응성 토목섬유의 제조 방법.Blocking the movement of the chlorine-based organic compound, comprising the step (S1-2) of mixing a 0-valent metal acting as an electron donor in the reduction reaction of the chlorine-based organic compound to the synthetic resin, as a raw material for the production of geotextiles Method for producing a reactive geotextile for. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 제조 방법은, The method according to claim 6 or 7, wherein the manufacturing method is 상기 S1-1 단계 또는 상기 S1-2 단계에서, 상기 0가 금속 및 상기 환원 반응의 촉매물질의 혼합물을 이용하는 것을 특징으로 하는 염소계 유기화합물의 이동 차단을 위한 반응성 토목섬유의 제조 방법.In step S1-1 or step S1-2, a method for producing a reactive geotextile for blocking the movement of the chlorine-based organic compound, characterized in that using a mixture of the zero-valent metal and the catalytic material of the reduction reaction. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 제조 방법은, The method according to claim 6 or 7, wherein the manufacturing method is 상기 S1-1 단계 또는 상기 S1-2 단계에서, 0가 금속을 제공하기 위하여, 열연슬러지, 전기집진분진, 숏볼분진, 폐주물사 또는 철강슬래그의 반응물질을 이용하는 것을 특징으로 하는 염소계 유기화합물의 이동 차단을 위한 반응성 토목섬유의 제조 방법.In the step S1-1 or the step S1-2, in order to provide a zero-valent metal, the movement blocking of the chlorine-based organic compound, characterized in that the reaction material of hot rolled sludge, electrostatic dust, shot ball dust, waste foundry sand or steel slag Method for producing a reactive geotextile for. 제 9 항에 있어서, 상기 제조 방법은, The method of claim 9, wherein 상기 반응물질을 0가 철과 함께 사용하는 것을 특징으로 하는 염소계 유기화합물의 이동 차단을 위한 반응성 토목섬유의 제조 방법.Method for producing a reactive geotextile for blocking the movement of the chlorine-based organic compound, characterized in that using the reactant with zero valent iron.
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