KR100796931B1 - 활성탄을 이용한 지하수에 포함된 라돈 저감화 방법 - Google Patents

Abstract

활성탄을 이용하여 지하수에 녹아있는 라돈을 제거하기 위한 방법에 있어서, 활성탄의 이용효율을 극대화한 본 발명을 통하여 지하수를 사용하는 전원주택 거주자 또는 단독주택에 살고 있는 사람들이 비교적 저렴한 비용으로 라돈에 의한 발암 위험으로부터 보호받을 수 있게 되었다.

지하수, 라돈, 활성탄, 식수, 폐암, 위암

Description

활성탄을 이용한 지하수에 포함된 라돈 저감화 방법 {The Method For Radon Reduction In The Underground Water By Using The Activated Carbon}

'도 1'은 활성탄을 이용하여 라돈 제거의 목적을 달성할 수 있는 여러 장치를 설명하기 위한 그림으로써, 'A'는 물에 포함된 독성 유기화합물을 제거하기 위해 일반적으로 사용되고 있는 하우징의 기본적인 구조로써 활성탄의 흡착능력에 의한 유독성 유기화합물뿐만 아니라 부수적으로 라돈 제거 효과도 있다고 할 수 있다. 'B'는 지하수에서 라돈을 제거하기 위한 목적으로 개발된 처리장치로써 공기에 의한 희석 효과와 활성탄에 의한 흡착효과를 동시에 이용하기 위한 장치이며, 'C'는 본 발명을 구현하기 위한 장치로써 지하수에 포함된 라돈을 제거하기 위한 기존의 방법을 개선한 장치에 해당한다.

'도 2'는 지하수를 사용하는 주택을 설명하기 위한 그림으로써, 'D'는 양수펌프와 배관만으로 구성된 라돈 저감화 시공을 하지 않은 주택의 지하수 공급계통을 나타내며, 'E'는 양수펌프와 배관 및 '도 1'의 'C'에 해당하는 하우징으로 구성된 라돈 저감화 시공을 한 주택의 지하수 공급계통을 나타낸다.

최근 라돈에 대한 관심의 증가, 국민소득 증대 및 경제적으로 여유 있는 사람들 중에 복잡하고 오염된 도시를 탈피하여 전원생활을 즐기려는 사람들이 늘어나고 있는 것과 비례하여 식수용으로 사용되는 지하수의 라돈에 의한 오염 여부를 측정하는 빈도가 높아져 가고 있으며, 측정결과를 발표한 보도자료에 의하면 국내 지하수의 약 10% 정도가 라돈에 의해 오염되었다고 하며, 일부 지역의 지하수에서는 식수로 사용하기에 적합하지 않은 1리터당 수천피코큐리의 라돈이 검출되었다고 한다. 라돈은 폐암 및 위암을 유발시키는 발암물질로써 호흡기를 통해 유입되는 경우에는 폐암을 그리고 소화기관을 통해 유입되는 경우 위암의 원인이 된다고 할 수 있으며, 오염된 지하수를 식수로 사용하는 경우 위암의 발생 가능성이 커지게 되며 또한, 오염된 지하수를 식수로 사용하지 않고 생활용수로 사용한다고 하더라도 실내 공기의 2차 오염에 의한 폐암 가능성이 커질 수 있다. 이에 따라 미국환경보호청(USEPA)에서는 공기 및 음용수 중의 라돈농도 관리기준치를 각각 4pCi/L 및 300pCi/L로 설정하여 이를 초과하는 경우 낮출 것을 권고하고 있다.

라돈은 반감기가 3.82일에 해당하는 불활성 가스상의 방사성 물질이므로 지하수 채취 후 방사능이 완전히 붕괴 되어 소멸 되어 없어지는 시간까지 충분히 방치시켜 사용하던가, 폭기 등 강제로 공기를 주입하여 물속에 녹아있는 라돈을 실외 공기 중으로 방출시켜 사용하던가, 또는 라돈 흡착성능이 우수한 활성물질을 사용하는 방법들이 적용가능한 일반적인 기술이라 할 수 있으며, 활용의 예를 들어 이 를 설명하자면 '도 1'의 'A'와 같이 물에 포함된 독성 유기화합물을 제거하기 위해 널리 사용되고 있는 하우징을 사용할 수 있으며 또한 'B'와 같이 공기에 의한 희석 효과와 활성탄에 의한 흡착효과를 동시에 이용하기 위한 '라돈 제거 장치' 등록특허 10-0451058(2004.09.21)를 이용할 수도 있다.

지하수 중에 포함된 라돈을 제거하기 위한 기존의 기술에 있어서, '도 1' 'A' 기술을 이용하고자 하는 경우는 그 기술이 본래 불활성가스의 라돈을 제거하기 위한 것이 아니라 독성 유기물을 흡착제거하기 위한 기술로써 처리하고자 하는 지하수가 활성탄의 하단부를 주로 흐르게 될 것이며 상단부에 위치한 활성탄은 그 활성능력이 다하지 않았음에도 불구하고 독성 유기화합물에 비해 흡착되는 정도가 낮은 라돈의 특성상 흡착성능 저하가 빠르게 나타날 수 있게 되어 활성탄 재충전 또는 하우징을 교체하는데에 따르는 비용 및 고가 자원에 해당하는 활성탄의 낭비를 초래할 수 있으며, '도 1' 'B'의 기술은 공기가 외부에서 유입되어야 하는 구조이며 또한 지하수가 중력에 의해 활성탄을 통과하여 하부로 내려가는 구조이므로 라돈 이외의 오염물질을 포함하는 공기의 유입에 의한 지하수의 오염이 우려될 뿐만 아니라 단위 시간당 처리해야하는 지하수의 양이 많은 경우에는 채널링에 의한 활성탄 이용효율 감소 및 필요한 만큼의 처리수를 그때그때 공급할 수 없는 문제가 발생할 수 있으며, 경우에 따라서는 공기를 포함하고 있어야 할 챔버 내부까지 수위가 차오르게 될 수 있으며 이런 경우에는 장치가 제 성능을 발휘할 수 없게 되므 로 본 장치 외에 부가적으로 수위를 제어하기 위한 전자적인 자동제어장치를 필요로 한다. 또한, '도 1' 'B'의 장치를 이용하여 지하구조물 내에서 지하수를 처리하는 경우에는 깨끗한 공기의 공급뿐만 아니라 공기와 함께 방출된 라돈을 적절하게 실외로 배출할 수 있는 부차적인 환경이 조성되어야 하며 그렇지 못한 때에는 공기의 희석효과에 의한 처리 기능은 기대할 수 없게 될 것이다. 또한, 'A'와 'B'의 장치는 모두 활성탄 필터 앞면에 입자상의 불순물이 쌓이게 되면 활성탄의 성능은 저하되지 않았다고 하더라도 필터 막힘에 의한 하우징 교체 또는 장치를 분해해서 불순물을 제거해야 하는 불편함도 있다고 할 수 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에서는, '도 1'의 'A'와 같이 지하수의 흐름을 하부에서 상부로 흐르게 하되 '도 1'의 'C'와 같이 챔버 내부를 프리챔버(Pre Chamber) 영역, 활성탄 충전 영역, 및 백챔버(Back Chamber) 영역으로 구분한 하우징을 사용하여, 하우징의 상단부에만 처리수의 출구와 연결된 구멍을 뚫어 지하수와 활성탄의 접촉효율을 높일 수 있도록 하였으며, 처리 전의 유체에 포함된 고 비중의 불순물과 충전 영역의 활성물질의 부스러기들이 중력에 의해 '하우징' 하단의 프리챔버에 쌓이도록 하여 '하우징'에서 고체상의 물질이 배관으로 유입되지 못하도록 하였으며, 프리챔버에 누적된 이물질들은 프리챔버 하단에 부착된 드레인밸브를 통하여 주기적으로 배출시킬 수 있도록 하였다. 다음은 본 발명의 실시 예에 해당하며 본 발명은 이에 한정되지 않는다.

<실시예>

'도 1'의 'C'와 같은 구조의 하우징의 활성탄 충전영역에 부직포 주머니에 담겨 밀봉한 입자상의 활성탄 20kg을 주입한 후 '도 2'의 'E'와 같이 지하수 공급라인에 연결한 다음 20ℓ/min의 유속으로 펌핑(Pumping) 하면서 처리 전 지하수에 녹아 있는 라돈농도와 처리 후 지하수에 잔류하는 라돈농도를 측정한 후 라돈 제거 효율(%, (처리전농도-처리후농도)*100/처리전농도)을 계산하였으며, 그 결과 80% 이상의 라돈을 제거할 수 있음을 확인하였다.

본 발명으로 인하여, 지하수를 사용하는 전원주택 거주자 또는 단독주택에 살고 있는 사람들이 비교적 저렴한 비용으로 라돈에 의한 발암 위험으로부터 보호받을 수 있게 되었다.

Claims (1)

1. 활성탄을 이용한 지하수에 포함된 라돈 저감화 방법에 있어서,

   프리챔버(Pre Chamber) 영역, 활성탄 충전 영역, 및 백챔버(Back Chamber) 영역으로 구분한 하우징을 사용하되 프리챔버 영역이 하단부에 위치하고 중간에 활성탄 충전 영역 그리고 상단부가 백챔버 영역으로 구성된 하우징을 사용하는 것을 특징으로 하는, 활성탄을 이용한 지하수에 포함된 라돈 저감화 방법

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