KR101982529B1

KR101982529B1 - 토양주입용 액상활성탄 제조방법

Info

Publication number: KR101982529B1
Application number: KR1020180171920A
Authority: KR
Inventors: 허자홍; 박장석; 공준; 신민철; 조보경; 황유훈; 홍정민
Original assignee: 에이치플러스에코 주식회사
Priority date: 2018-12-28
Filing date: 2018-12-28
Publication date: 2019-05-28

Abstract

본 발명은 나노사이즈로 활성탄을 분쇄하는 단계(S10); 분쇄된 활성탄, 물, 대전방지제를 포함하는 조성물을 혼합하여 액상화 하는 단계(S20):를 포함하는 것을 특징으로 하는 토양주입용 액상활성탄 제조방법에 관한 것이다.

Description

토양주입용 액상활성탄 제조방법{Method for manufacturing liquid activated carbon for soil injection}

본 발명은 토양오염 저감을 위한 지중주입용 액상활성탄의 제조방법에 관한 것이다.

토양오염의 주요 물질 중 하나인 BTEX 등은 독성을 가진 물질로써 토양 내에서 시급히 제거해야 할 필요가 있다. 오염물질이 암반 파쇄층에 진입하였을 경우에는 오염 지하수의 흐름이 균질하지 않아, 일부 지역의 경우 자연 저감의 속도보다 빠른 이동 속도를 가지게 되어 오염 지하수의 관리가 용이하지 않다.

따라서 지중 자연 저감의 촉진을 위하여 흡착 등의 메커니즘을 이용하여 오염물질의 1차적인 제어가 필요하다. 1차적인 제어를 통하여 오염물질의 유출 농도를 낮추거나, 유출 속도를 저감함으로써 후속 생물학적 분해 등이 용이할 수 있다.

한편 이러한 1차적인 제어에 있어서 상부 토양의 이용을 크게 방해하지 않으면서 토양/지하수 내의 오염물질을 효과적으로 제어하기 위해서는 소재의 지중 직접 주입이 필수적이다.

대표적인 흡착소재로는 활성탄을 고려할 수 있는데 활성탄 흡착은 광범위한 범위의 유기 오염물질을 제거 할 수 있는 기존의 가장 유용한 기술이다. 그러나 일반적으로 널리 사용되는 분말활성탄의 경우 수십-수백 마이크로미터의 크기를 가지고 있어, 토양 입자의 공극을 폐쇄시켜 지중 주입이 어려움이 있다.

대한민국 특허등록 제10-1600548호

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 지중주입의 용이성을 높이기 위한 액상활성탄 제조방법을 제공하고자 함이다.

본 발명의 토양주입용 액상활성탄 제조방법(이하 "본 발명의 제조방법"이라함)은, 나노사이즈로 활성탄을 분쇄하는 단계(S10); 분쇄된 활성탄, 물, 대전방지제를 포함하는 조성물을 혼합하여 액상화 하는 단계(S20):를 포함하는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 S10단계에서는, 건식 또는 습식분쇄에 의해 활성탄을 나노사이즈로 분쇄하는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 S10단계에서는, 개질활성탄과 비개질활성탄을 혼합하여 나노사이즈로 분쇄하는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 S20단계에서는 분쇄된 활성탄, 물, 첨가제를 포함하는 조성물을 혼합하고 비중이 액상을 형성하는 조성물보다 작거나 큰 이물질을 걸러내는 것을 특징으로 한다.

이를 위해 본 단계(S20)에서는, 유로가 형성된 격벽이 구성되어 상챔버와 하챔버로 구획되며 하챔버와 측방에서 연통하며 액상을 형성하는 조성물이 유입되는 유입관과 하챔버와 하방에서 연통하며 이물질이 배출되는 이물질배출관과 상챔버에 측방에서 연통하며 처리유체가 배출되는 배출관이 형성되는 하우징과; 상기 상챔버에서 상기 유로와 연통하고 복수의 여과로가 형성된 여과관과; 상기 이물질배출관에 연통하며 상기 하챔버 내부로 노출되되 측면에 제 1이물질유입공이 형성되며 상면에 제 2이물질유입공이 형성된 이물질포집구;를 포함하는 처리장치를 통해 비중이 액상의 조성물보다 작거나 큰 이물질을 걸러내는 것을 특징으로 한다.

이에 더하여 상기 여과로에는 중앙부에 힌지결합이 되어 상기 여과로에서 힌지연동을 하는 응집제어바가 구성됨을 특징으로 한다.

앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 제조방법에 의해 제조되는 액상활성탄은 토양오염물질을 제거하기 위해 지중에 주입시 지중에서 광범위하게 퍼져나가 오염물질제거효율을 높일 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 제조방법을 나타내는 블록도.
도 2는 각 시료의 입도분석을 나타내는 그래프.
도 3은 각 시료의 전자현미경 분석결과를 나타내는 사진.
도 4는 각 시료의 이동성평가를 나타내는 그래프.
도 5 및 도 6은 본 발명의 제조방법에 사용되는 처리장치의 개략도.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부되는 도면을 통해 보다 상세히 설명하도록 한다.

본 발명의 토양주입용 액상활성탄 제조방법(이하 "본 발명의 제조방법"이라함)은, 나노사이즈로 활성탄을 분쇄하는 단계(S10); 분쇄된 활성탄, 물, 첨가제를 포함하는 조성물을 혼합하는 단계(S20):를 포함하는 것을 특징으로 한다.

우선 본 발명은 나노사이즈로 활성탄을 분쇄하는 단계(S10)를 갖는다. 이는 지중에 주입시 토양 입자의 공극의 폐쇄가 없도록 하여 지중주입이 용이하도록 하기 위한 것이다.

더욱 바람직하게 S10단계에서는, 건식 또는 습식분쇄에 의해 활성탄을 나노사이즈로 분쇄하도록 할 수 있는 바, 이에는 다양한 공지기술이 존재한다.

또한 본 발명에서는 상기 S10단계에서는, 개질활성탄과 비개질활성탄을 혼합하여 나노사이즈로 분쇄하는 예도 제시하고 있다. 이렇게 개질활성탄과 비개질활성탄을 혼합하여 나노사이즈로 분쇄토록 하는 이유는 다양한 종류의 오염물질의 제거가 가능하도록 하기 위한 것이다.

예로서 수산화나트륨에 침적된 활성탄을 적용하여 오염토양의 오염원중에 황화수소, 머캅탄 류 등 산성가스를 처리토록 할 수 있는 것이다. 즉 활성탄의 표면에 수산화나트륨에 의한 코팅층이 형성되도록 활성탄을 수산화나트륨에 침적시켜 형성되는 개질활성탄을 분쇄하여 토양중에서 산성가스 등의 처리가 이루어지도록 할 수 있는 것이다.

또한 인산에 침적된 활성탄을 적용하여 오염토양의 오염원 중에 암모니아, 아민류 등 염기성가스를 처리토록 할 수 있는 것이다. 즉 활성탄의 표면에 인산에 의한 코팅층이 형성되도록 활성탄을 인산에 침적시켜 형성되는 개질활성탄을 분쇄하여 토양중에서 염기성가스를 처리토록 할 수 있는 것이다.

즉 이와 같이 활성탄을 분쇄함에 있어 다양한 오염원을 처리할 수 있는 개질활성탄과 비개질활성탄을 혼합하여 나노사이즈로 분쇄토록 하여 다양한 오염원의 처리가 가능하도록 하는 것이다.

그 다음으로 분쇄된 활성탄, 물, 첨가제를 포함하는 조성물을 혼합하는 단계(S20)를 갖는다. 본 단계(S20)를 거침에 의해 액상활성탄이 제조되는 것이다. 여기서 첨가제는 대전방지제가 포함되도록 할 수 있는데 대전방지제는 나노사이즈로 분쇄된 활성탄 간의 응집을 제어토록 하기 위한 것이다.

분쇄된 활성탄, 물, 첨가제를 포함하는 조성물을 혼합하여 액상화를 하는 방법은 다양한 공지기술이 존재하는 바, 일 예로 활성탄, 물, 첨가제를 전해산성수 중에서 호모게나이저를 이용하여 3,000 내지 3,500 rpm에서 적절한 시간 동안 분쇄하면서 교반, 혼합한다.

다음에, 결과의 혼합물을 적절한 시간 동안 침전시키고, 여과하여 슬러리와 상등액을 분리한다. 다음에, 분리된 상등액을 히팅 멘틀에서 교반하면서 60 내지 80℃정도로 가열하여 액상화가 이루어지도록 할 수 있다.

이와 같이 나노화 된 활성탄을 액상화하여 사용하는 이유는 오염토양 중에 넓게 균일하게 분산되도록 하는 것은 물론, 표면적이 증대됨에 따라 물리화학적인 흡착을 통해서 흡착될 수 있는 양이 증가하여 오염물질의 흡착성능을 배가시킬 수 있기 때문이다.

즉 액상활성탄이 오염물질을 흡착하는 흡착 메커니즘은 나노 액상화 된 상태로서 졸 상태의 활성탄이 오염토양으로 침투력이 향상되는 것이며, 활성탄의 표면은 나노 액상화 과정에서 매우 활성화된 상태로서 오염물질이 흡착가능 한 세공들 및 화학적으로 상호작용할 수 있는 작용기들을 지니고 있기 때문이고, 졸 상태이기 때문에 어느 정도의 점성을 가져 흡착된 오염물질들은 졸의 점착성으로 인해 잘 탈리되지 않고 표면에 응집하여 흡착된 상태를 오래 유지하게 되는 것이다.

이렇게 S20단계에서는 분쇄된 활성탄, 물, 첨가제를 포함하는 조성물을 혼합하여 액상화를 한 후에는 비중이 액상화 된 조성물보다 작거나 큰 이물질을 걸러내는 것이 바람직한데 액상화 된 조성물과 유사한 성상이 유지되도록 하여 오염토양으로 침투성을 극대화 하기 위한 것이다. 즉 비중이 액상화 된 조성물보다 작은 물질의 경우는 침투과정 등에서 부유하여 오염토양으로 제대로 침투가 되지 않는 문제가 있으며 비중이 액상화 된 조성물보다 큰 이물질의 경우는 충분한 침투이전에 토양에 침적되는 문제가 있을 수 있기 때문이다.

즉 다양한 성상의 활성탄이 액상으로 존재하는데 비중이 작은 활성탄의 경우 침투과정에서 부유하는 문제가 있으며 비중이 큰 활성탄의 경우 토양에 침적되는 문제가 있어 충분한 침투성이 확보되기 위해 비중이 액상화 된 조성물과 유사한 활성탄이 혼입된 액상만을 추출토록 하는 것이다.

이를 위해 본 단계(S20)에서는 도 5 및 도 6에서 도시된 처리장치(1)가 적용되도록 한다.

상기 처리장치(1)는 도 5에서 보는 바와 같이 유로(241)가 형성된 격벽(24)이 구성되어 상챔버(5)와 하챔버(4)로 구획되며 하챔버(4)와 측방에서 연통하며 혼합된 조성물이 유입되는 유입관(21)과 하챔버(4)와 하방에서 연통하며 이물질이 배출되는 이물질배출관(23)과 상챔버(5)에 측방에서 연통하며 처리유체가 배출되는 배출관(22)이 형성되는 하우징(2)과; 상기 상챔버(5)에서 상기 유로(241)와 연통하고 복수의 여과로(61)가 형성된 여과관(6)과; 상기 이물질배출관(23)에 연통하며 상기 하챔버(4) 내부로 노출되되 측면에 제 1이물질유입공(71)이 형성되며 상면에 제 2이물질유입공(72)이 형성된 이물질포집구(7);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 하우징(2)에 있어 하챔버(4)는 원통형으로서 그 내부에서 혼합된 조성물이 회류하게 된다. 상기 유입관(21)은 상기 하챔버(4)의 일측에 형성되는데 상기 하챔버(4)의 접선방향에 구성되는 것이 바람직할 것이다. 이렇게 구성됨으로써 유입관(21)으로 유입된 액상화 된 조성물(Q, 이하 "유입유체"라함)이 상기 하챔버(4) 내에서 회류하게 됨으로써 유체회전운동(hydrocyclon)과 소용돌이(vortex)가 발생하게 되는 것이다.

또한, 도면에서 보는 바와 같이 하챔버(4)의 하면은 중심으로 갈수록 직경이 좁아지도록 경사구배를 형성함이 바람직한데 이는 회류에 의한 원심력에 의해 하챔버 측벽 쪽에서 하강하는 입자(S1)가 이하에서 설명할 이물질포집구(7) 방향으로 용이하게 미끄러지게 하는 것 뿐만 아니라 직경이 작아짐에 따라 그 유속이 커짐을 이용하여 하챔버(4)의 하방향으로 갈수록 소용돌이 속도를 크게 하여 입자(S2)가 이물질포집구(7)로 용이하게 유입될 수 있도록 하기 위함이다.

상기 이물질포집구(7)는 하챔버(4)의 하면의 중심부에 형성되는 것으로서 이 또한 하방향으로 갈수록 직경이 작아지는 역원추형의 형상으로서 이물질배출관(23)과 연통된다.

또한, 상기 이물질포집구(7) 상부에는 상기 하챔버(4)의 하면에서 돌출되는 원추형의 형상으로 구성되는데, 측면에 제 1이물질유입공(71)이 형성되며 상면에 제 2이물질유입공(72)이 형성됨으로써 제 2이물질유입공(72)이 도 5에서 보는 바와 같이 소용돌이의 중앙의 코어(C)를 잡아주는 역할을 하는 것이다. 또한 제 1이물질유입공(71)은 도 5에서 보는 바와 같이 하챔버(4)의 하면을 타고 이동하는 입자(S1)가 이물질포집구(7)로 이동하는 통로가 되는 것이다.

상기 상챔버(5)의 경우도 원통형으로 구성하되, 상기 하챔버(4) 상부에 구성되는 것으로 상기에서 언급한 바와 같이 격벽(24)에 의해 분할되는 것이다.

상기 상챔버(5) 내부에는 상기 유로(241)와 연통하고 복수의 여과로(61)가 형성된 여과관(6)이 형성된다.

상기 격벽(24)은 중심방향 즉 여과관(6)이 구성된 방향으로 상향경사구배가 형성되는 원추형으로 구성됨이 바람직하다. 이렇게 구성됨으로써 여과관(6)을 통과한 처리유체(Q1)가 상기 격벽(24)을 타고 유출관(22)으로 유출되기 용이하도록 하는 것이며, 하챔버(4)에서는 원추형의 격벽(24)에 의해 상방향으로 갈수록 직경이 작아지고, 이러한 형상으로 인해 회류의 속도가 빨라져서 여과관(6) 내에서 회류속도가 빨라짐에 따라 처리속도도 빨라지는 것이다.

이하에서는 도 5를 참조하여 처리장치(1)의 작동상태를 설명한다.

도 5에서 보는 바와 같이 유입관(21)은 하챔버(4)의 접선방향으로 구성됨에 의해 유입관(21)을 통해 입수된 유입유체(Q)는 어떠한 동력도 없이 자연스럽게 회류를 형성한다.

이러한 회류에 의해 유입유체(Q)보다 비중이 큰 입자(S1)의 이동경로는 원심력에 의해 하챔버(4)의 측벽으로 이동하여 하챔버(4)의 하면을 타고 이물질포집구(7)로 유출되는데 제 1이물질유입공(71) 또는 코어(C)의 흡입력에 의해 제 2이물질유입공(72)으로 유출되어 이물질배출관(23)으로 이동하는 것이다. 여기서 유입유체보다 비중이 큰 입자(S1)는 이물질은 물론 활성탄의 경우도 흡착 등에 의해 유입유체보다 비중이 큰 경우 이에 해당하는 것이다.

이러한 회류는 소용돌이를 발생시키고 이러한 소용돌이의 중앙에는 접선유속보다 2배 이상의 속도로 회전하는 코어(C)부분이 발생하게 되는 바, 이러한 코어(C)는 상기 여과관(6)의 상면에 형성되는 개구로부터 제 2이물질유입공(72)까지 연결되는 공동구로서 하방향으로 강력한 흡입력이 발생되는 부분이다.

그러므로 비중이 유입유체보다 작은 입자(S2)의 이동경로의 경우에는 비중이 유입유체보다 큰 입자(S1)의 이동경로와 반대로 구심력에 의해 중앙으로 이동하면서 수면을 향하게 되는데 결국 코어(C)에 도달하여 하방향 흡입력에 의해 이물질포집구(7)로 유출되는 것이다.

여기서 비중이 유입유체보다 작은 입자(S2)는 이물질은 물론 활성탄의 경우도 유입유체보다 비중이 작은 경우 이에 해당하는 것이다.

또한, 비중이 유입유체와 비슷한 입자(S3)의 이동경로는 유입유체(Q)의 흐름에 따라 이동하게 되는데, 상기 여과관(6)의 내부로 유입되어 유체의 흐름에 따라 부유하다가 여과로(61)를 통해 상챔버(5)로 유입되는 것이다.

이 과정에서 활성탄 간 응집에 의해 형성되는 플럭은 걸러지게 되어 이러한 입자는 결국 코어(C)에 도달하여 이물질포집구(7)로 유출되는 것이다. 즉 여과관(6)에서는 입자의 크기에 따른 선별이 이루어지도록 하는 것이다.

또한 본 발명에서는 도 6에서 보는 바와 같이 상기 여과관(6)에 응집제어바(8)가 구성되도록 하여 여과로(61)에서 상기 응집제어바(8)의 탄성복원에 의한 힌지연동에 의해 응집된 활성탄을 쪼개도록 하여 유체에 활성탄의 혼입률을 높이도록 하는 예를 제시하고 있다. 즉 활성탄 활용율을 높이도록 하는 것이다.

상기 응집제어바(8)는 상기 여과로(61)에서 중앙부에 힌지결합(81)이 되어 상기 여과로(61)에서는 힌지연동을 하는 몸체(82)와, 힌지결합(81) 양측에서 상기 몸체(82)에서 측방향으로 각각 돌출되어 상기 몸체(82)의 힌지연동시 여과관(6)에 접하는 스프링단(83)으로 구성됨을 특징으로 한다.

이렇게 구성되어 상기 여과로(61)로 유체가 유동시 상기 몸체(82)는 힌지연동을 하게 되는 것이며, 이러한 힌지연동과정에서 상기 스프링단(83)이 여과로(61) 양측의 여과관(6)을 타격하면서 상기 스프링단(83)의 탄성복원력에 의해 상기 몸체(82)는 시소운동을 하게 되는 것이다. 이렇게 몸체(82)의 시소운동에 의해 유체에 진동에너지가 부과되도록 하는 것이며 이러한 진동에너지는 플럭화 된 활성탄을 쪼개도록 하여 그 만큼 활성탄이 이물질배출관(23)으로 배출되는 량을 줄여 활성탄의 활용율을 높이도록 하는 것이다.

상기와 같이 상챔버(5)로 유입된 유체(Q1)는 배출관(22)을 통해 배출되는데 이러한 유체(Q1)에는 특히 비중이 유입유체와 유사한 활성탄만이 혼입되어 있어 주입과정에서 부유 또는 침적이 제어되는 것이다.

이러한 유체(Q1)를 오염토양에 주입하는 경우 그 침투력이 배가되는 것이다. 즉 혼입된 활성탄이 부유하거나 침적되지 않고 유체와 동시에 오염토양에 침투되어지는 것이다.

하기에서는 실험예에 의해 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

<활성탄분말의 분쇄>

석탄 기반 분말 활성탄(PAC)를 비드 밀을 이용해 분쇄하였다. 건식 분쇄를 위해서 Fritsch 사의 Planetary Micro Mill, Pulverisette 7 기종을 사용하였다. 이 때 사용한 비드는 zirconium oxide 재질의 1 mm 비드를 사용하였고, 약 800 rpm의 교반 속도로 총 밀링 시간 72시간 동안 분쇄되었다.

습식 분쇄를 위해서는 Netzsch Premier Technologies 사의 MiniCer Horizontal Bead Mill을 사용하였다. 1 mm의 강철 비드를 사용하였으며, 3935 rpm의 교반 속도로 총 밀링 시간 7시간 동안 분쇄되었다. 200g의 PAC의 분취량을 약 800g의 탈 이온수에 부유시키고, 추가 물(수 백 그램)을 첨가하여 분쇄하는 동안 점도를 감소시켰다.

슬러리는 3935 rpm의 교반기 속도로 총 밀링 시간 7 시간 동안 기계를 통해 재순환시켰다.

<입도분석>

건식 및 습식 방법으로 분쇄가 완료된 활성탄을 물과 대전방지제에 혼합 및 교반하여 액상활성탄을 제조하였다.

분쇄 전 분말활성탄(일반 PAC)과 비교를 위하여 입도 분석을 실시하였다. 도 2에서 보는 바와 같이 일반 분말활성탄(첫번째 그래프)은 1-100마이크론의 입도분포로 평균 37.58미크론의 입자 크기를 나타냈다.

그래프에서도 나타나듯이 10-100마이크론의 부피차지가 가장 컸고 d50은 32.01마이크론이다. 건식 액상활성탄(두번째 그래프)은 분쇄 전과 비교하여 0.5-1마이크론의 입자 분포가 다소 증가했음을 볼 수 있다.

평균 입자의 크기는 4.08 마이크론으로 일반 분말 활성탄 보다 약 90% 확연하게 줄어들었음을 볼 수 있었고 d50은 3.043미크론이다. 습식 액상활성탄(세번째 그래프)은 d50은 4.85미크론을 보이며 앞에 건식방법으로 분쇄되었던 활성탄보다 약간 큰 경향이 나타나긴 했지만, 분쇄 전에 비하여 입도가 크게 감소하였음을 알 수 있다.

<전자현미경 분석>

분쇄 전후의 활성탄의 모습을 관찰하기 위하여 주사전자현미경을 통해 분석하였다. 도 3에서 보는 바와 같이 일반 PAC(첫번째 사진)는 수십 마이크론으로 입자가 분포되어 있어 SEM을 촬영할 때 천 배 확대가 최대였다.

사진을 보면 활성탄의 입자크기가 고르지 않았으며, 10-20마이크론의 입자가 대부분이고 거친 표면과 매끈한 표면이 섞여서 관찰되었다. 액상활성탄의 경우에는 그 입경이 크게 작아져 더 높은 배율로 분석이 가능하였다.

건식 액상활성탄을 만 배로 확대하여 촬영한 경우(두번째 사진) 대부분이 1 마이크론 내외로 구성되어 있었으며 평균 1-5마이크론의 활성탄이 뭉쳐져 큰 5-10마이크론 크기의 입자로 나타났다는 것을 입증할 수 있었다.

습식 액상 활성탄(세번째 사진)의 경우에도 대부분이 1 마이크론 이하의 크기로, 건식 액상 활성탄과 유사한 결과를 보였다. 이처럼 개별 입자는 1 마이크론 이하이지만 입도 분석 결과에서 더 큰 결과가 나오는 것은 분쇄된 미세한 활성탄 입자들간의 상호작용으로 인하여 응집현상이 나타났기 때문이라고 판단할 수 있다.

<비표면적 및 공극분석>

다음은 활성탄의 비표면적과 공극의 크기를 평가해보았다. 하기 표 1에서 보면 일반 활성탄(분쇄전)은 775.85 [m2g-1]의 비표면적을 보이고 이 때의 공극 부피는 0.4225 [cm3g-1]이었다.

건식 및 액상 활성탄의 경우 비표면적 및 공극 부피가 증가하는 것으로 나타났는데, 건식 액상활성탄의 경우에는 비표면적과 공극 부피가 각각 781.7 [m2g-1] 및 0.6374 [cm3g-1]이었으며, 습식 액상활성탄의 경우에는 923.1 [m2g-1] 및 1.334 [cm3g-1]로 측정되었다.

이 비표면적인 공극 분석 결과에서는 습식 액상활성탄의 비표면적과 공극 부피의 증가가 가장 확연하게 나타나, 분쇄가 효과적임을 나타내었다.

	분쇄 전	건식 액상	습식 액상
비표면적 [m²g^-1]	7775.9	781.7	923.1
공극 [cm³g^-1]	0.4225	0.6374	1.334

<이동성 평가>

컬럼실험을 통하여 액상활성탄의 이동성 평가를 진행하였다. Sea sand를 채운 컬럼에 하향식으로 활성탄과 물을 섞은 용액을 7mL/min 속도로 주입하였다. 5분을 주기로 시료를 채취하여 유출수의 부유물질을 측정하였다.

활성탄과 물의 유입 농도를 5% (50,000mg/L)로 하여 실험을 진행하였으나, 습식 액상 활성탄(WET MOBILITY)을 제외하고는 컬럼이 폐색되어 이동이 되지 않는 현상이 발생하였다. 따라서 분쇄 전 활성탄과 건식 액상 활성탄은 0.5% (5000mg/L)로 농도를 줄여 실험하였다.

실험 결과는 도 4에서 도시하고 있다. 그래프는 시간당 유출되는 활성탄의 양을 나타내었다. 아래 그래프의 면적을 구하여 주입한 양과 비교하면 유출된 %를 구할 수 있다.

습식 액상 활성탄의 경우 농도가 50,000mg/L로 높았음에도 불구하고 짧은 시간 안에 컬럼을 모두 통과하였으나, 분쇄 전 활성탄(PAC MOBILITY)은 19.2%, 건식 활성탄(DRY MOBILITY)은 25.7%만 이동하였다.

이와 같은 결과를 보아 습식 활성탄의 이동성이 매우 뛰어난 것으로 볼 수 있었고 분쇄 전 활성탄보다 건식 활성탄의 이동성이 더 나은 것을 볼 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정해져야만 할 것이다.

1 : 처리장치 2 : 하우징
4 : 하챔버 5 : 상챔버
6 : 여과관 7 : 이물질포집부
8 : 응집제어바

Claims

나노사이즈로 활성탄을 분쇄하는 단계(S10); 및
분쇄된 활성탄, 물, 대전방지제를 포함하는 조성물을 혼합하여 액상화 하는 단계(S20):를 포함하되,
S20단계에서는,
분쇄된 활성탄, 물, 첨가제를 포함하는 조성물을 혼합하여 액상화 하고 비중이 액상을 형성하는 조성물보다 작거나 큰 이물질을 걸러내도록 하는 과정을 포함하며,
상기 비중이 액상을 형성하는 조성물보다 작거나 큰 이물질을 걸러내도록 하는 과정에서는,
유로가 형성된 격벽이 구성되어 상챔버와 하챔버로 구획되며 하챔버와 측방에서 연통하며 액상을 형성하는 조성물이 유입되는 유입관과 하챔버와 하방에서 연통하며 이물질이 배출되는 이물질배출관과 상챔버에 측방에서 연통하며 처리유체가 배출되는 배출관이 형성되는 하우징과; 상기 상챔버에서 상기 유로와 연통하고 복수의 여과로가 형성된 여과관과; 상기 이물질배출관에 연통하며 상기 하챔버 내부로 노출되되 측면에 제 1이물질유입공이 형성되며 상면에 제 2이물질유입공이 형성된 이물질포집구;를 포함하는 처리장치가 적용됨을 특징으로 하는 토양주입용 액상활성탄 제조방법.
제 1항에 있어서,
S10단계에서는, 건식 또는 습식분쇄에 의해 활성탄을 나노사이즈로 분쇄하는 것을 특징으로 하는 토양주입용 액상활성탄 제조방법.
제 1항에 있어서,
S10단계에서는, 개질활성탄과 비개질활성탄을 혼합하여 나노사이즈로 분쇄하는 것을 특징으로 하는 토양주입용 액상활성탄 제조방법.
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제 1항에 있어서,
상기 여과로에는, 중앙부에 힌지결합이 되어 상기 여과로에서는 힌지연동을 하는 몸체와, 힌지결합 양측에서 상기 몸체에서 측방향으로 각각 돌출되어 상기 몸체의 힌지연동시 여과관에 접하는 스프링단으로 구성되는 응집제어바가 형성됨을 특징으로 하는 토양주입용 액상활성탄 제조방법.