KR102067529B1 - 메틸터셔리부틸에테르 분리회수에 의한 메틸터셔리부틸에테르 오염지하수 정화 및 악취제거방법 및 그 시스템 - Google Patents

메틸터셔리부틸에테르 분리회수에 의한 메틸터셔리부틸에테르 오염지하수 정화 및 악취제거방법 및 그 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 메틸터셔리부틸에테르 분리회수에 의한 메틸터셔리부틸에테르 오염지하수 정화 및 악취제거방법 및 그 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, MTBE(Methyl tertiary butyl ether; 메틸터셔리부틸에테르, 이하 MTBE)의 낮은 비등점과 물에 잘 용해되는 특성을 이용하여 MTBE로 오염된 지하수에서 MTBE를 분리시키고 분리된 MTBE 증기를 외부 노출없이 밀폐된 공간에서 별도의 물에 흡수, 용해시키는 방법으로 MTBE 및 그 악취를 제거하기 위한 메틸터셔리부틸에테르 분리회수에 의한 메틸터셔리부틸에테르 오염지하수 정화 및 악취제거방법 및 그 시스템에 관한 것이다.

Description

메틸터셔리부틸에테르 분리회수에 의한 메틸터셔리부틸에테르 오염지하수 정화 및 악취제거방법 및 그 시스템{Methyl tertiary butyl ether contaminated groundwater purification method and the system by seperation and capture of Methyl tertiary butyl ether}
본 발명은 메틸터셔리부틸에테르 분리회수에 의한 메틸터셔리부틸에테르 오염지하수 정화 및 악취제거방법 및 그 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, MTBE(Methyl tertiary butyl ether; 메틸터셔리부틸에테르, 이하 MTBE)의 낮은 비등점과 물에 잘 용해되는 특성을 이용하여 MTBE로 오염된 지하수에서 MTBE를 분리시키고 분리된 MTBE 증기를 외부 노출없이 밀폐된 공간에서 별도의 물에 흡수, 용해시키는 방법으로 MTBE 및 그 악취를 제거하기 위한 메틸터셔리부틸에테르 분리회수에 의한 메틸터셔리부틸에테르 오염지하수 정화 및 악취제거방법 및 그 시스템에 관한 것이다.
MTBE는 무연 휘발유의 첨가제로서 옥탄가를 높이고 산소 함량을 증가시킨다. 처음에는 옥탄가를 향상시켜 연료의 폭발력을 높이기 위해 사용되었다. 이러한 목적에서 사용되기 시작한 이 물질은 메탄올과 이소부텐의 결합체로서, 알코올에 섞여 있는 높은 산소 함유량 때문에 휘발유에 섞어 쓸 경우 산소 첨가제의 역할을 해서 휘발유의 불완전 연소를 줄이게 된다.(USEPA, 1997).
산소 첨가제로 이용되는 물질로는 Ethanol, TBA(Tertiary butyl alcohol), ETBE(Ethyl tertiary butyl ether), TAME(Tertiary amyl methyl ether)이 있지만 MTBE를 주로 사용하는 이유는 가격 면에서 다른 첨가제와 비교하여 80%정도가 저렴하다.
이러한 산소 첨가제를 사용함으로써 자동차 배기 가스 중의 일산화탄소를 감소시켜 결과적으로 대기 오염도를 줄이는 환경 친화적인 효과 때문에 그 사용과 생산이 급속도로 증가되었다.
미국에서는 1979년부터 MTBE가 휘발유의 옥탄가 향상제 및 산소 첨가제로 사용되기 시작하였으며, 우리나라에서도 1984년부터 쓰이기 시작했다. MTBE의 생산량은 계속 증가해서 현재까지 계속 사용되고 있으며, 1993년에는 환경보전법에 의하여 MTBE의 휘발유 배합이 의무화되었고 상당량이 휘발유에 첨가되었다.
일반적으로 소비되는 휘발유 내 MTBE 함량은 6～8% 정도이며 MTBE의 오염 확산은 연료 저장 탱크로부터의 유출, 연료 수송관으로부터의 유출, 보트 등의 수상기기의 연료로 사용되는 가솔린의 유출, 공기중의 MTBE가 비나 다른 이유로 인해 물로 유입하는 경우가 있지만, 대부분의 오염은 연료 저장 탱크에서 유출되는 것으로 보고되고 있다.
특히 국내의 경우 유류 및 유기 물질 저장 탱크가 주로 지하에 설치되어 있고 전국적으로 지하 탱크에 유류를 저장한 주유소가 대부분을 차지하고 있어 생활하는 가까운 곳에서 휘발유 유출로 인해 토양과 지하수가 MTBE로 오염될 가능성이 있으며 상당량 오염이 진행되었다고 추정할 수 있다.
이런 MTBE에 대해 국내외에서는 그 유해성 즉, 발암가능성 및 돌연변이 유도성 연구가 많이 진행되고 있으며 인간에 대한 유해성이 밝혀졌다. 이런 문제임에도 불구하고 국내에서는 이 오염물질에 대한 정화처리 연구가 미흡한 형편이다.
한편, MTBE는 Methyl Tertiary Butyl Ether의 약자로서 화학적 구조를 보면 에테르(-0-)의 한쪽에 메틸과 다른 쪽에 t-부틸이 결합되어 있는 구조이다(CH3-0-C(CH3)3).
이 화합물은 주로 메탄올과 이소부텐의 결합으로 합성되는데 산소와 t-부틸의 결합이 상대적으로 약해서 이것이 끊어지면 휘발유의 부드러운 연소를 돕는 작용기를 형성하는 것이다. MTBE의 유독성에 관해서 연구된 내용을 살펴보면 Amberg등(1999)은 MTBE 4ppm과 40ppm을 4시간 동안 사람 6명과 쥐 10마리에게 노출해 실험을 하였다. 그 결과 소변과 혈액에서 MTBE와 그 변성물들이 검출되었다.
또한, MTBE의 발암성에 대해, MTBE를 쥐에게 만성적인 호흡기 흡입을 시켰더니 콩팥에 암과 간장에 종양이 발생했고, 구강 섭취를 시킨 수컷 생식기에 관련된 Leydig 세포에 종양, 임파선암, 백혈병이 발생했다. 또한 MTBE의 이차 변성물인 포름알데히드는 기형을 유발하는 물질이기도 하다(Mennear, 1997).
그러나 냄새와 맛이 강해서 호흡기 흡입이나 구강 섭취가 사람에게 쉽게 일어나지는 않을 것으로 보았다(Mennear, 1997). 또 한 연구에서 MTBE는 쥐, 토끼의 간과 콩팥에 종양을 발생시켰고, MTBE와 그 변성물들인 formaldehyde, TBA은 DNA 근간과 변형되지 않은 재활계를 산화시켜 돌연변이 과정을 유도했다(Williams-Hilletal., 1999). 이 저자는 자신의 연구 결과가 대기 오염을 줄이는 효과로 인해 MTBE가 환경 친화적인 제품이라는 것에 대한 의미 깊은 반론이 된다고 지적했다.
음용수에서의 MTBE에 대한 연구로서, Stern 등(1997)은 사람에게 해롭지 않을 정도의 수돗물의 최대 MTBE 함량을 700~14,000 μg/L 정도로 규정을 하고, 수돗물내의 MTBE에 만성적인 노출로 인해서 인체 위험성이 클 것 같지는 않으며, 오염원과 바로 연결되어 농도가 높은 MTBE에 노출되는 것도 기간이 길지는 않을 것이라고 한다. 또한, Hartley 등(1999)에 의하면 미국의 일반적인 음용수의 MTBE 농도는 10 μg/L 이하이다. 발암 가능성 때문에 음용수로서의 최대 허용 기준을 100 μg/L으로 제시를 했으며, 관측 자료에 의해 천층 지하수를 오염시키는 MTBE는 그 오염원이 산재되어 있다고 보고했다.
그리고 MTBE는 유동적이고 지속성의 오염물이기 때문에 공공의 음용수원으로 이동할 수 있다고 보고했다. USEPA에서는 MTBE를 임시로 인체 발암 가능 물질로 분류하고 있으나 음용수 규정(법)에는 아직 포함시키지 않았다. 그러나 1997년 처음으로 맛과 냄새를 기준으로 해서 20~40 μg/L의 음용수 권고량을 발표했다(USEPA, 1997).
뿐만 아니라, MTBE가 포함된 연료를 사용한 집단에서 두통, 현기증, 구토 등 증상이 있었으며 MTBE가 노출된 작업장에서 근무하던 노동자는 목이 타는 느낌, 기침, 구토, 현기증, 방향감각 상실 증상이 있었고, 설사, 열, 식은땀, 피부염증, 근육통, 피로, 실신, 호흡곤란 증상이 관찰되기도 하였다.
또한, MTBE는 극소량으로도 독특하고 불쾌한 맛과 냄새를 유발하며, 다른 탄화수소보다 극성이 커서 물에 쉽게 용해되는 인화성 무색 액체로서, 물에 대한 용해도는 25 ℃에서 51 g/L로서 일반적인 탄화수소 보다 30배 정도 높고, BTEX 보다는 200∼1600배 정도 더 크다. 그러나, MTBE는 지하수내에서 이동이 빠르며 방향족보다 흡착상수가 낮아서, 토양 중의 유기물질이나 토양입자에 잘 흡착이 되지 않는다.
특히, MTBE는 생물학적으로 지하 미생물에 의해 잘 분해되지 않는 성질이 있으며, 폭기 또는 분해 과정으로도 물속에서 제거되지 않으며, 끓는점이 매우 낮아(55.2 ℃) 상온에서도 휘발성이 있는 무색액체이고, 점도가 낮고 가연성이며 공기와 혼합하여 폭발성이 있고, 비중도 낮아(Density : 0.7404 g/㎤) 물보다 가벼우나 증기는 공기보다 무겁기 때문에 지면을 따라 확산하고 밀폐공간이나 저지대에 축적되면 폭발 등의 위험이 있을 수 있다.
상기와 같은 MTBE의 성질 때문에 MTBE로 오염된 지하수를 정화처리하는 기술이 개발되고 있으나, 현재까지 크게 효과적인 기술개발은 미흡한 실정이고, 적용할 수 있는 기술들을 살펴 보면, Air Sparging (공기분사기술), Soil Vapor Extraction (SEV, 토양증기추출법), Multi-Phase Extraction (MPE, 다중상 추출법), In situ Bioremediation (현장 생물학적 정화기술), In situ Chemical Oxidation (현장 화학적 산화기술), Groundwater Pump-and-Treat (지하수 추출 및 처리기술) 등이 있으나, 상기 기술들은 일반적으로 대규모 오염현장에서 적용할 수 있는 기술들로써 넓은 공간과 부지를 필요로 하기 때문에 현장이 협소하고 주택가, 빌딩 등이 밀집된 현장에서는 적용이 곤란한 문제점이 있었다.
아울러, 종래 개발된 MTBE정화기술들을 살펴 보면, 한국공개특허 10-2010-0082117(공개일자 2010년07월16일)에 토양과 지하수에 잔류하면서 환경을 오염시키는 석유계 화학물질중 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, 자일렌(상기 네 가지 석유계 화학물질을 총칭하여 BTEX라고 한다) 및 메틸 tert-부틸 에테르(Methyl tert-butyl ether, MTBE)의 혐기적인 분해속도를 향상시키기 위하여 전자 수용체를 공급하는 방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는, BTEX와 MTBE로 오염된 토양과 지하수에 존재하는 혐기성 분해 미생물이 오염물질인 BTEX와 MTBE를 전자공여체로 사용하고 질산염(NO3 - ), 황산염(SO4 2- ), 3가 철염(Fe3 +) 등을 전자수용체로 사용하게 하여 분해속도를 획기적으로 향상시키는 오염정화방법이 공지되었으며, 이 방법에 따르면, 다량의 공기와 영양물질 및 분해 미생물을 외부에서 공급하는 호기성 오염정화 방법과는 달리, 자연에 존재하는 미생물을 이용하고 소량의 전자수용체만을 공급함으로써 오염정화를 가능하게 하여 오염정화의 경제성을 증진시킬 수 있다는 장점이 공지되었다.
또한, 논문 "MTBE로 오염된 지하수 복원을 위한 유사 펜톤 반응 적용 가능성 연구"(2003. 12., 한양대학교 대학원 화학공학과)에서 지하수에 오염된 MTBE를 효과적으로 제거하기 위한 화학적 처리의 가능성 여부를 판단하기 위하여 과산화수소가 촉매화된 철 이온과 반응하여 발생하는 hydroxyl radical의 강력한 산화력을 이용한 Fenton 공정이 연구되었으며, MTBE의 in-situ remediation을 위하여 철광석을 철 이온 대신 촉매로 이용하는 Fenton-like reaction 역시 여러 가지의 실 험을 통하여 그 적합성이 평가되었고, Fe(II) 이온을 이용하는 classical Fenton reaction을 이용하여 MTBE를 처리한 결과 반응시작 30분 이내에 99%의 오염 물을 제거하는 등 뛰어난 제거효율을 얻을 수 있으며, 철광석을 사용하는 Fenton-like reaction을 이용한 경우에서도 classical Fenton reaction 보다는 그 효율이 떨어지나, 68%라는 상당한 제거효율을 얻을 수 있으므로 MTBE의 in-situ remediation의 가능성이 확인된 연구결과가 제시되었다.
또한, 논문 "UV/H2O2 process를 이용한 BTEX 및 MTBE 오염된 지하수 처리에 관한 연구"(2008. 8., 한양대학교 대학원 화학공학과)에서 BTEX 및 MTBE 로 오염된 지하수를 복원하는데 효과적인 공정으로 오염원의 주입량 39.5mL/min 와 총 반응시간 40min 이후에는 BTEX 및 MTBE 을 실시간으로 계획된 목표 처리용량을 처리할 수 있는 system으로서, 유류로 오염된 지하수 복원에 광범위하게 적용되고 있는 pump and treatment 처리 기법을 실제 현장에 적용하여 오염 지하수를 최단시간에 실시간으로 처리할 수 있는 photo oxidation-Continuous Stirred Tank Reactor(CSTR) 공정이 개발되었다.
또한, 논문 "전자빔/오존을 이용한 MTBE 오염 지하수 처리에 관한 연구"(2008. 6.30. 연세대학교 산학협력단)에서는 전자빔 조사, 오존 및 과산화수소를 혼합하여 지하수내의 MTBE가 95% 이상 제거될 수 있다는 연구결과가 제시되어 있다
또한, 논문 "지하수/토양 중 MTBE 관리방안 연구 최종보고서"(2007. 11., 환경부)에서는 연료첨가제로 사용되는 MTBE의 지하수/토양 오염실태조사 결과 및 지하수/토양 중의 MTBE 관리의 필요성이 제기됨에 따라 MTBE의 종합적인 관리방안이 제시되기도 하였다.
그러나, 상기 특허기술 또는 논문들은 MTBE를 제거, 정화할 수 있는 이론적인 실험들에 국한된 것일 뿐, 실제 MTBE로 오염된 지하수를 현장에서 적용할 수 있는 시스템은 아니어서 상용화가 불가능한 것이었으므로 최근까지도 MTBE를 제거할 수 있는 현장기술은 개발된 바 없다..
[특허문헌 001] 한국공개특허 10-2010-0082117(공개일자 2010년07월16일)
[논문 001] "MTBE로 오염된 지하수 복원을 위한 유사 펜톤 반응 적용 가능성 연구"(2003. 12., 한양대학교 대학원 화학공학과) [논문 002] "UV/H2O2 process를 이용한 BTEX 및 MTBE 오염된 지하수 처리에 관한 연구"(2008. 8., 한양대학교 대학원 화학공학과) [논문 003] "전자빔/오존을 이용한 MTBE 오염 지하수 처리에 관한 연구"(2008. 6.30. 연세대학교 산학협력단) [논문 004] "지하수/토양 중 MTBE 관리방안 연구 최종보고서"(2007. 11., 환경부)
본 발명은 상기 종래 문제점들을 해결하기 위하여, MTBE(Methyl tertiary butyl ether; 메틸터셔리부틸에테르, 이하 MTBE)의 낮은 비등점과 물에 잘 용해되는 특성을 이용하여 MTBE로 오염된 지하수에서 MTBE를 분리시키고 분리된 MTBE 증기를 외부 노출없이 밀폐된 공간에서 별도의 물에 흡수, 용해시키는 방법으로 MTBE 및 그 악취를 제거할 수 있는 메틸터셔리부틸에테르 분리회수에 의한 메틸터셔리부틸에테르 오염지하수 정화 및 악취제거방법 및 그 시스템을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위하여, MTBE가 혼입되어 있는 오염수를 56∼58℃로 가온하여 MTBE만을 기체상태로 증발토록 하여 오염된 지하수에서 분리시키는 단계와; 상기 기체상태로 증발되는 MTBE는 음압상태에서 외부로의 노출없이 밀폐 관로를 통해 흡인하여 MTBE를 15~25℃의 물에 접촉시켜 물에 용해시키는 단계와; 상기 MTBE가 용해된 물을 폐수처리하는 단계;를 포함하는 메틸터셔리부틸에테르 분리회수에 의한 메틸터셔리부틸에테르 오염지하수 정화 및 악취제거방법을 과제의 해결수단으로 한다.
상기 MTBE를 물에 접촉시켜 물에 용해시키는 단계에서는 기체상태로 이동하는 MTBE의 물과의 접촉시간 및 접촉면적을 극대화하도록 수중의 산기관을 통해 미세기포로 만들어 수중분사하여 물에 용해시키는 것을 과제의 해결수단으로 한다.
상기 수중분사된 미세기포가 수중체류시간이 연장되도록 하기 위하여 일정 간극으로 복수개 적층된 플레이트를 통과하는 것을 과제의 해결수단으로 한다.
상기 수중분사된 미세기포 중 물에 용해되지 않은 잔류 MTBE의 재분사를 위하여 건조장치 및 흡인펌프를 경유하여 산기관을 통해 미세기포로 재분사되도록 하는 것을 과제의 해결수단으로 한다.
또한, 본 발명은, MTBE가 혼입되어 있는 오염수를 56∼58℃로 가온하여 MTBE만을 기체상태로 증발토록 하여 오염된 지하수에서 분리시키기 위한 MTBE분리조와;상기 기체상태로 증발되는 MTBE를 음압상태에서 외부로의 노출없이 밀폐 관로를 통해 흡인하여 MTBE를 15~25℃의 물에 접촉시켜 물에 용해시키기 위한 흡수조;를 포함하는 메틸터셔리부틸에테르 분리회수에 의한 메틸터셔리부틸에테르 오염지하수 정화 및 악취제거 시스템을 과제의 해결수단으로 한다.
상기 흡수조는 기체상태로 이동하는 MTBE의 물과의 접촉시간 및 접촉면적을 극대화하도록 미세기포로 만들어 수중분사하기 위한 수중의 산기관을 구비하는 것을 과제의 해결수단으로 한다.
상기 흡수조 수중에는 분사된 미세기포가 수중체류시간이 연장되도록 하기 위하여 일정 간극으로 복수개 적층된 플레이트를 구비하는 것을 과제의 해결수단으로 한다.
상기 흡수조 상부에는 수중분사된 미세기포 중 물에 용해되지 않은 잔류 MTBE의 재분사 순환을 위하여 건조장치 및 흡인펌프를 구비하여 산기관을 통해 미세기포로 재분사되도록 하는 것을 과제의 해결수단으로 한다.
본 발명에 따른 메틸터셔리부틸에테르 분리회수에 의한 메틸터셔리부틸에테르 오염지하수 정화 및 악취제거방법 및 그 시스템은 MTBE(Methyl tertiary butyl ether; 메틸터셔리부틸에테르, 이하 MTBE)의 낮은 비등점과 물에 잘 용해되는 특성을 이용하여 MTBE로 오염된 지하수에서 MTBE를 분리시키고 분리된 MTBE 증기를 외부 노출없이 밀폐된 공간에서 별도의 물에 흡수, 용해시키는 방법으로 MTBE 및 그 악취를 제거할 수 있으므로 고가의 활성탄 흡착장치 사용을 대체할 수 있고 활성탄을 계속해서 교체해야하는 문제점을 개선하여 비용절감에도 큰 효과가 있으며, 저렴한 비용으로 영구적 사용이 가능할 뿐만 아니라, 악취요인이 근본적으로 제거되는 획기적인 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 메틸터셔리부틸에테르 분리회수에 의한 메틸터셔리부틸에테르 오염지하수 정화 및 악취제거방법 및 그 시스템 전체공정도
본 발명은, MTBE가 혼입되어 있는 오염수를 56∼58℃로 가온하여 MTBE만을 기체상태로 증발토록 하여 오염된 지하수에서 분리시키는 단계와; 상기 기체상태로 증발되는 MTBE는 음압상태에서 외부로의 노출없이 밀폐 관로를 통해 흡인하여 MTBE를 15~25℃의 물에 접촉시켜 물에 용해시키는 단계와; 상기 MTBE가 용해된 물을 폐수처리하는 단계;를 포함하는 메틸터셔리부틸에테르 분리회수에 의한 메틸터셔리부틸에테르 오염지하수 정화 및 악취제거방법을 기술구성의 특징으로 한다.
상기 MTBE를 물에 접촉시켜 물에 용해시키는 단계에서는 기체상태로 이동하는 MTBE의 물과의 접촉시간 및 접촉면적을 극대화하도록 수중의 산기관을 통해 미세기포로 만들어 수중분사하여 물에 용해시키는 것을 기술구성의 특징으로 한다.
상기 수중분사된 미세기포가 수중체류시간이 연장되도록 하기 위하여 일정 간극으로 복수개 적층된 플레이트를 통과하는 것을 기술구성의 특징으로 한다.
상기 수중분사된 미세기포 중 물에 용해되지 않은 잔류 MTBE의 재분사를 위하여 건조장치 및 흡인펌프를 경유하여 산기관을 통해 미세기포로 재분사되도록 하는 것을 기술구성의 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, MTBE가 혼입되어 있는 오염수를 56∼58℃로 가온하여 MTBE만을 기체상태로 증발토록 하여 오염된 지하수에서 분리시키기 위한 MTBE분리조와;상기 기체상태로 증발되는 MTBE를 음압상태에서 외부로의 노출없이 밀폐 관로를 통해 흡인하여 MTBE를 15~25℃의 물에 접촉시켜 물에 용해시키기 위한 흡수조;를 포함하는 메틸터셔리부틸에테르 분리회수에 의한 메틸터셔리부틸에테르 오염지하수 정화 및 악취제거 시스템을 기술구성의 특징으로 한다.
상기 흡수조는 기체상태로 이동하는 MTBE의 물과의 접촉시간 및 접촉면적을 극대화하도록 미세기포로 만들어 수중분사하기 위한 수중의 산기관을 구비하는 것을 기술구성의 특징으로 한다.
상기 흡수조 수중에는 분사된 미세기포가 수중체류시간이 연장되도록 하기 위하여 일정 간극으로 복수개 적층된 플레이트를 구비하는 것을 기술구성의 특징으로 한다.
상기 흡수조 상부에는 수중분사된 미세기포 중 물에 용해되지 않은 잔류 MTBE의 재분사 순환을 위하여 건조장치 및 흡인펌프를 구비하여 산기관을 통해 미세기포로 재분사되도록 하는 것을 기술구성의 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예 및/또는 도면을 통하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시예 및/또는 도면에 한정되지 않는다.
[도 1]을 참조하여 설명하면, 본 발명의 메틸터셔리부틸에테르 분리회수에 의한 메틸터셔리부틸에테르 오염지하수 정화 및 악취제거방법은, MTBE가 혼입되어 있는 오염수를 56∼58℃로 가온하여 MTBE만을 기체상태로 증발토록 하여 오염된 지하수에서 분리시키는 단계와; 상기 기체상태로 증발되는 MTBE는 음압상태에서 외부로의 노출없이 밀폐 관로를 통해 흡인하여 MTBE를 15~25℃의 물에 접촉시켜 물에 용해시키는 단계와; 상기 MTBE가 용해된 물을 폐수처리하는 단계;를 포함하여 구성된다.
즉, 상기 MTBE의 비등점은 55.2 ℃ 이므로 악취요인의 MTBE가 혼입되어 있는 오염수를 56∼58℃로 가온하여 MTBE만을 기체상태로 증발토록 하여 오염된 지하수에서 분리시킨다.
다음, 기체상태로 증발되는 MTBE는 음압상태에서 외부로의 노출없이 밀폐 관로를 통해 흡인되도록 함으로써 악취원인을 근본적으로 차단하고 이를 별도의 흡수조로 이동하여 물에 용해시킨다.
특히, MTBE는 물에 대한 용해도가 일반 탄화수소 보다 약 30배 높아 물에 잘 녹는 특성을 이용하여 기체상태로 이동하는 MTBE를 흡수조에서 산기관을 통해 미세기포로 만들고, 플레이트를 통과하면서 물과의 접촉시간을 최대한 높이도록 하면서 물에 용해되도록 한다.
이때, 상기 MTBE를 물에 접촉시켜 물에 용해시키는 단계에서 기체상태로 이동하는 MTBE의 물과의 접촉시간 및 접촉면적을 극대화하도록 수중의 산기관을 통해 미세기포로 만들어 수중분사하여 물에 용해시키는 것이 바람직하며, 또한, 상기 수중분사된 미세기포가 수중체류시간이 연장되도록 하기 위하여 일정 간극으로 복수개 적층된 플레이트를 통과하는 것이 바람직하다.
다음으로, 상기 MTBE가 용해된 물은 장시간 사용 후 농도가 높아지게 되면 폐수처리업체 또는 하폐수처리장 등으로 최종 처리토록 하여 악취발생 요인인 MTBE를 완전하게 제거시키게 된다.
아울러, 상기 수중분사된 미세기포 중 물에 용해되지 않은 잔류 MTBE의 재분사를 위하여 건조장치 및 흡인펌프를 경유하여 산기관을 통해 미세기포로 재분사되도록 하여 잔류 MTBE를 완전히 제거할 수 있다.
한편, [도 1]을 참조하면, 본 발명의 메틸터셔리부틸에테르 분리회수에 의한 메틸터셔리부틸에테르 오염지하수 정화 및 악취제거 시스템은 MTBE가 혼입되어 있는 오염수를 56∼58℃로 가온하여 MTBE만을 기체상태로 증발토록 하여 오염된 지하수에서 분리시키기 위한 MTBE분리조와;상기 기체상태로 증발되는 MTBE를 음압상태에서 외부로의 노출없이 밀폐 관로를 통해 흡인하여 MTBE를 15~25℃의 물에 접촉시켜 물에 용해시키기 위한 흡수조;를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 흡수조는 기체상태로 이동하는 MTBE의 물과의 접촉시간 및 접촉면적을 극대화하도록 미세기포로 만들어 수중분사하기 위한 수중의 산기관을 구비한다.
또한, 상기 흡수조 수중에는 분사된 미세기포가 수중체류시간이 연장되도록 하기 위하여 일정 간극으로 복수개 적층된 플레이트를 구비하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 흡수조 상부에는 수중분사된 미세기포 중 물에 용해되지 않은 잔류 MTBE의 재분사 순환을 위하여 건조장치 및 흡인펌프를 구비하여 산기관을 통해 미세기포로 재분사되도록 할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및/또는 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및/또는 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (8)

  1. 메틸터셔리부틸에테르(MTBE, Methyl tertiary butyl ether)가 혼입되어 있는 오염수를 56∼58℃로 가온하여 메틸터셔리부틸에테르(MTBE, Methyl tertiary butyl ether)만을 기체상태로 증발토록 하여 오염된 지하수에서 분리시키는 단계와; 상기 기체상태로 증발되는 메틸터셔리부틸에테르(MTBE, Methyl tertiary butyl ether)는 음압상태에서 외부로의 노출없이 밀폐 관로를 통해 흡인하여 메틸터셔리부틸에테르(MTBE, Methyl tertiary butyl ether)를 15~25℃의 물에 접촉시켜 물에 용해시키는 단계와; 상기 메틸터셔리부틸에테르(MTBE, Methyl tertiary butyl ether)가 용해된 물을 폐수처리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 메틸터셔리부틸에테르 분리회수에 의한 메틸터셔리부틸에테르 오염지하수 정화 및 악취제거방법
  2. 제1항에 있어서,
    상기 메틸터셔리부틸에테르(MTBE, Methyl tertiary butyl ether)를 물에 접촉시켜 물에 용해시키는 단계에서는 기체상태로 이동하는 메틸터셔리부틸에테르(MTBE, Methyl tertiary butyl ether)의 물과의 접촉시간 및 접촉면적을 극대화하도록 기체상태로 이동하는 메틸터셔리부틸에테르(MTBE, Methyl tertiary butyl ether)를 수중의 산기관을 통해 수중분사하여 미세기포로 만들어 물에 용해시키는 것을 특징으로 하는 메틸터셔리부틸에테르 분리회수에 의한 메틸터셔리부틸에테르 오염지하수 정화 및 악취제거방법
  3. 제2항에 있어서,
    상기 수중분사된 미세기포가 수중체류시간이 연장되도록 하기 위하여 일정 간극으로 복수개 적층된 플레이트를 통과하는 것을 특징으로 하는 메틸터셔리부틸에테르 분리회수에 의한 메틸터셔리부틸에테르 오염지하수 정화 및 악취제거방법
  4. 제2항에 있어서,
    상기 수중분사된 미세기포 중 물에 용해되지 않은 잔류 기체상태의 메틸터셔리부틸에테르(MTBE, Methyl tertiary butyl ether)를 건조장치 및 흡인펌프를 경유하여 산기관을 통해 미세기포로 재분사되도록 하는 것을 특징으로 하는 메틸터셔리부틸에테르 분리회수에 의한 메틸터셔리부틸에테르 오염지하수 정화 및 악취제거방법
  5. 메틸터셔리부틸에테르(MTBE, Methyl tertiary butyl ether)가 혼입되어 있는 오염수를 56∼58℃로 가온하여 메틸터셔리부틸에테르(MTBE, Methyl tertiary butyl ether)만을 기체상태로 증발토록 하여 오염된 지하수에서 분리시키기 위한 메틸터셔리부틸에테르(MTBE, Methyl tertiary butyl ether)분리조와;상기 기체상태로 증발되는 메틸터셔리부틸에테르(MTBE, Methyl tertiary butyl ether)를 음압상태에서 외부로의 노출없이 밀폐 관로를 통해 흡인하여 메틸터셔리부틸에테르(MTBE, Methyl tertiary butyl ether)를 15~25℃의 물에 접촉시켜 물에 용해시키기 위한 흡수조;를 포함하는 것을 특징으로 하는 제1항 내지 제4항중 어느 한 항에 따른 메틸터셔리부틸에테르 분리회수에 의한 메틸터셔리부틸에테르 오염지하수 정화 및 악취제거방법을 사용하는 시스템
  6. 제5항에 있어서,
    상기 흡수조는 기체상태로 이동하는 메틸터셔리부틸에테르(MTBE, Methyl tertiary butyl ether)의 물과의 접촉시간 및 접촉면적을 극대화하도록 기체상태로 이동하는 메틸터셔리부틸에테르(MTBE, Methyl tertiary butyl ether)를 미세기포로 만들어 수중분사하기 위한 수중의 산기관을 구비하는 것을 특징으로 하는 메틸터셔리부틸에테르 분리회수에 의한 메틸터셔리부틸에테르 오염지하수 정화 및 악취제거방법을 사용하는 시스템
  7. 제6항에 있어서,
    상기 흡수조 수중에는 분사된 미세기포가 수중체류시간이 연장되도록 하기 위하여 일정 간극으로 복수개 적층된 플레이트를 구비하는 것을 특징으로 하는 메틸터셔리부틸에테르 분리회수에 의한 메틸터셔리부틸에테르 오염지하수 정화 및 악취제거방법을 사용하는 시스템
  8. 제6항에 있어서,
    상기 흡수조 상부에는 수중분사된 미세기포 중 물에 용해되지 않은 잔류 기체상태의 메틸터셔리부틸에테르(MTBE, Methyl tertiary butyl ether)를 재분사 순환을 위하여 건조장치 및 흡인펌프를 구비하여 산기관을 통해 잔류 기체상태의 메틸터셔리부틸에테르(MTBE, Methyl tertiary butyl ether)를 미세기포로 재분사되도록 하는 것을 특징으로 하는 메틸터셔리부틸에테르 분리회수에 의한 메틸터셔리부틸에테르 오염지하수 정화 및 악취제거방법을 사용하는 시스템
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