KR20030092654A - Apparatuses for oil absorption using hydrophobic carbonized materials, and the remediation methods for contaminated water using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 유류의 흡착능이 우수한 오염물질 제거용 고성능 흡착 신소재와 이 소재를 이용한 유류 흡착튜브장치 및 이 장치를 이용한 오염수의 정화방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 유류의 흡착능이 우수한 오염물질 제거용 고성능 흡착 신소재와, 이 소재를 이용한 수동식 유류 흡착장치와 자동식 유류 흡착장치 및 이들 장치를 이용한 오염수의 유류성분만을 선택적으로 제거하는 오염수 정화방법에 관한 것이다.The present invention relates to a high-performance adsorption new material for removing pollutants with excellent oil adsorption capacity, an oil adsorption tube device using the material, and a method for purifying contaminated water using the device. More specifically, a new high performance adsorption material for removing contaminants with excellent oil adsorption capacity, a manual oil adsorption device and an automatic oil adsorption device using the material, and a contaminant purification to selectively remove only oil components of contaminated water using these devices. It is about a method.
기존의 자유상(free phase oil)으로 오염된 오염수 및 지하수의 복원기술은 자유상을 회수할 수 있는 다양한 형태의 고가의 스키머(skimmer)를 사용하거나, 양수처리(pump & treat method)한 오염지하수를 유수 분리장치를 통과시켜 자유상 물질을 정화하는 방법을 사용하였다.Conventional free phase oil contaminated water and groundwater restoration technology uses various types of expensive skimmers or pump & treat methods to recover free phase. Groundwater was passed through an oil-water separator to purify free phase material.
오염지하수의 자유상물질을 회수하기 위한 종래의 스키머 등은 추출정당 1기씩 설치하여 장기간 운영하여야 하며, 자유상 물질뿐만 아니라 물도 함께 회수되기 때문에 별도의 유수 분리장치를 필요로 하는 문제점이 있다. 또한, 오염지역이 광범위하거나, 자유상물질의 막이 얇은 경우에는 적용할 수 없는 단점이 있다. 이러한 특징 때문에 다수의 소규모 오염지역을 동시에 복원하거나 대규모 오염지역을복원하기 위해서는 다량의 설비들이 장기간 소요되는 특성 때문에 많은 복원비용이 소요되는 문제점이 있다. 따라서, 별도의 유수 분리장치나 스키머등을 사용하지 않고 자유상으로 오염된 오염수 및 지하수로부터 자유상 물질을 효과적으로 회수할 수 있는 복원장치 및 방법이 확립되어야 할 필요성이 대두되고 있다.Conventional skimmers for recovering free phase material of contaminated groundwater have to be installed for 1 long period per extraction well, and there is a problem in that a separate oil water separation device is required because not only the free phase material but also water is recovered together. In addition, there is a disadvantage that can not be applied when the contaminated area is wide or the film of the free phase material is thin. Because of this feature, there is a problem in that a large number of facilities are required for a long time in order to restore a large number of small contaminated areas at the same time or restore a large contaminated area. Therefore, there is a need to establish a recovery apparatus and method capable of effectively recovering free phase materials from contaminated water and groundwater contaminated freely without using a separate oil-water separator or skimmer.
본 발명의 목적은 볏짚, 왕겨, 폐펄프, 톱밥, 목편(wood chip)중의 하나 이상을 선택하거나 혼합하여 300℃~400℃의 혐기적 조건에서 탄화시켜 그 표면이 친유성인 유류 흡착소재를 제조함에 있다. 본 발명의 다른 목적은 상기 유류 흡착소재를 다공성 용기에 충전시킨 유류 흡착튜브와 상기 제조된 유류 흡착튜브로부터 용출된 유류성분을 저장할 수 있도록 상기 유류 흡착튜브의 하부에 설치된 유류 저장조를 포함하여 구성되는 유류 흡착튜브장치를 제공함에 있다. 본 발명의 또 다른 목적은 상기 제조된 유류 흡착장치를 이용하여 오염수의 유류성분을 선택적으로 제거하는 오염수 정화방법에 있다.An object of the present invention is to select or mix one or more of rice straw, rice hull, waste pulp, sawdust, wood chips (carbon chip) and carbonized under anaerobic conditions of 300 ℃ ~ 400 ℃ to produce an oil adsorbent material whose surface is lipophilic It is in a ship. Another object of the present invention is configured to include an oil storage tube installed in the lower portion of the oil adsorption tube to store the oil adsorption tube filled with the oil adsorption material in the porous container and the oil components eluted from the manufactured oil adsorption tube An oil adsorption tube device is provided. Still another object of the present invention is to provide a contaminated water purification method for selectively removing oil components of contaminated water by using the oil adsorption device.
본 발명의 상기 목적은 본 발명자들은 유류와 오염물질의 흡착능이 우수하고 재생능과 내구성이 뛰어난 오염물질 제거용 고성능 흡착 신소재를 제공하고, 이 소재를 이용하여 자유상(free phase oil) 오염물질을 흡착하여 제거할 수 있는 수동식 유류 흡착튜브장치와 펌프가 설치된 자동식 유류 흡착튜브장치를 제공할 뿐만 아니라, 이들 장치를 이용한 오염수를 정화방법을 제공함으로써 달성하였다.The object of the present invention is to provide a high-performance adsorption new material for removing pollutants with excellent adsorption capacity of oil and pollutants, and excellent regeneration and durability, by using this material to free phase oil contaminants In addition to providing a manual oil adsorption tube device that can be removed by adsorption and an automatic oil adsorption tube device equipped with a pump, it has been achieved by providing a method for purifying contaminated water using these devices.
도 1은 본 발명에 의한 원통형, 사각형, 디스크 형태의 유류 흡착튜브의 부분 파단도이다.1 is a partial rupture view of an oil adsorption tube having a cylindrical, rectangular, or disc shape according to the present invention.
도 2는 본 발명에 의한 수동식 유류 흡착튜브장치 구성도이다.2 is a block diagram of a passive oil adsorption tube apparatus according to the present invention.
도 3은 본 발명에 의한 자동식 유류 흡착튜브장치 구성도이다.3 is a block diagram of an automatic oil adsorption tube apparatus according to the present invention.
도 4는 본 발명에 의한 탄화온도변화에 따른 유류 흡착소재의 유류 및 물 흡착량 변화를 나타낸 그래프이다.Figure 4 is a graph showing the oil and water adsorption amount change of the oil adsorption material according to the carbonization temperature change according to the present invention.
도 5는 본 발명에 의한 수동식 유류 흡착튜브장치를 이용한 자유상물질의 회수량 변화를 나타낸 그래프이다.5 is a graph showing a change in recovery amount of free phase materials using a manual oil adsorption tube apparatus according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
1. 원통형, 사각형, 디스크 형태의 다공성 용기 2. 유류 흡착소재1. Cylindrical, rectangular, disc shaped porous containers 2. Oil adsorption material
3. 손잡이 4. 유류 흡착튜브3. Handle 4. Oil adsorption tube
5. 유류 저장조 6. 공기관5. Oil reservoir 6. Air line
7. 주름관 8. 수중펌프7. Corrugated pipe 8. Submersible pump
본 발명은 볏짚, 왕겨, 폐펄프, 톱밥, 목편(wood chip)등과 같은 천연물질을 단독으로 또는 혼합하여 200∼600℃의 탄화로에서 혐기적 조건에서 탄화시켜 탄화물질의 표면을 친유성으로 개질시켜 유류성분만을 흡착할 수 있는 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 유류 흡착용 천연소재(이하 "유류 흡착소재")를 제조하고 최적의 친유성 소재 제조온도가 300~400℃임을 밝히는 단계; 유류 흡착소재를 다공된 용기에 충전시켜 오염수로부터 유류성분만을 선택적으로 소재층에 흡착되도록 고안된 원통형, 사각형, 디스크 형태의 유류 흡착튜브와, 상기 유류 흡착튜브로부터 용출된 유류성분을 저장할 수 있도록 설치되고 저장조의 압력을 대기압과 같게 조절해 주기 위한 공기관를 포함하는 저장조를포함하도록 구성된 수동식 유류 흡착튜브장치와; 상기 유류 흡착튜브장치가 오염수의 수위와 관계없이 항상 유막과 수면사이에 위치할 수 있도록 하기 위해 유류 흡착튜브와 유류 저장조의 연결 부위를 신축성 있는 주름관으로 구성된 것을 특징으로 하는 수동식 유류 흡착튜브장치와; 상기 수동식 유류 흡착튜브장치의 유류 저장조 내부에 저장된 유류를 회수할 수 있는 펌프가 설치된 것을 특징으로 하는 자동식 유류 흡착튜브장치를 제공한다.In the present invention, natural materials such as rice straw, rice hulls, waste pulp, sawdust, wood chips, etc. alone or mixed and carbonized under anaerobic conditions in a carbonization furnace at 200-600 ° C. to modify the surface of the carbonized material to be lipophilic. Preparing a natural material for oil adsorption (hereinafter referred to as "oil adsorption material"), which has a function of adsorbing only oil components and reveals an optimum lipophilic material manufacturing temperature of 300 to 400 ° C; The oil adsorption material is filled in a porous container so that the oil adsorption tube of cylindrical, square, and disk shape designed to selectively adsorb only the oil components from the contaminated water to the material layer and the oil components eluted from the oil adsorption tubes are installed. A passive oil adsorption tube device configured to include a reservoir for controlling the pressure of the reservoir equal to atmospheric pressure; Passive oil adsorption tube device, characterized in that the oil adsorption tube device is composed of a flexible corrugated tube connecting portion of the oil adsorption tube and the oil storage tank so that the oil adsorption tube and the water reservoir can always be located regardless of the level of contaminated water and ; It provides an automatic oil adsorption tube device, characterized in that the pump is installed that can recover the oil stored in the oil storage tank of the manual oil adsorption tube device.
이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명 유류 흡착소재는 볏짚, 왕겨, 폐펄프, 톱밥, 목편(wood chip)등의 천연물질을 단독으로 또는 혼합하여 200∼600℃의 탄화로에서 혐기적 조건에서 탄화시켜 탄화물질의 표면의 물리적 성질을 친유성으로 개질시켜 유류성분만을 흡착하도록 제작하고, 온도 별로 유류흡착능과 수분흡착율을 조사함으로써 최적의 친유성 소재의 제조온도가 300~400℃임을 알 수 있다.The oil adsorption material of the present invention is the physical properties of the surface of the carbonized material by carbonization under anaerobic conditions in a carbonization furnace of 200 ~ 600 ℃ alone or mixed with natural materials such as rice straw, rice husk, waste pulp, sawdust, wood chips It can be seen that the production temperature of the lipophilic material is 300 ~ 400 ℃ by modifying the lipophilic to produce only the oil components, and by examining the oil adsorption capacity and water adsorption rate for each temperature.
본 발명 유류 흡착튜브장치는 상기 제조된 유류 흡착소재를 원통형, 사각형, 디스크형의 다공성 용기에 충전시킴으로써 제조된 유류 흡착튜브, 유류 흡착튜브를 통해 흡착된 유류성분을 저장할 수 있는 저장조, 공기가 통할 수 있는 공기관, 유류 흡착튜브가 오염수 수위 변동과 관계없이 흡착튜브가 항상 유막과 수면사이에 위치할 수 있도록 유류 흡착튜브와 유류 저장조 사이를 연결한 신축성 있는 주름관으로 구성된 수동식 유류 흡착튜브장치와 상기 수동식 유류 흡착튜브장치에 유류저장조에 저장된 유류를 배출할 수 있는 펌프를 설치한 자동식 유류흡착 튜브장치가 있다. 상기 제작된 수동식 유류 흡착튜브장치와 자동식 유류 흡착튜브장치의 유류 흡착튜브는 오염수로부터 유류성분만을 선택적으로 흡착한다.The oil adsorption tube device of the present invention is an oil adsorption tube prepared by filling the prepared oil adsorption material into a cylindrical, rectangular, disk-type porous container, a storage tank capable of storing oil components adsorbed through the oil adsorption tube, and air passage. Manual oil adsorption tube device consisting of a flexible corrugated pipe connected between the oil adsorption tube and the oil reservoir so that the air tube, the oil adsorption tube, and the oil adsorption tube are always located between the oil film and the water surface regardless of the fluctuation of the contaminated water level. There is an automatic oil adsorption tube device in which a pump for discharging oil stored in an oil storage tank is installed in a manual oil adsorption tube device. The oil adsorption tube of the above-described manual oil adsorption tube apparatus and automatic oil adsorption tube apparatus selectively adsorbs only oil components from contaminated water.
본 발명은 유류 흡착튜브장치를 이용한 자유상 오염수 정화 방법은 첫 번째로 지하수 추출정(또는 오염수)에 유류 흡착튜브를 투입하여 지하수(또는 오염수)로부터 자유상물질을 유류 흡착소재에 흡착시키는 단계와; 자유상 물질로 포화 흡착된 튜브를 회수하여 진공장치에 주입하여 튜브에 흡착된 자유상 물질을 제거하는 튜브 재생단계와; 재생된 튜브를 지하수 추출정(또는 오염수)에 재투입하여 유류를 제거시키는 단계로 구성된 지하수(또는 오염수) 정화방법을 제공한다.In the present invention, the free-phase contaminated water purification method using the oil adsorption tube device firstly adsorbs the free-phase material from the ground water (or contaminated water) to the oil adsorption material by putting the oil adsorption tube into the ground water extraction well (or contaminated water). Making a step; A tube regeneration step of recovering the tube saturated with the free phase material and injecting the same into a vacuum device to remove the free phase material adsorbed on the tube; Provided is a groundwater (or contaminated water) purification method comprising the step of re-injecting the regenerated tube into the groundwater extraction well (or contaminated water) to remove the oil.
두 번째로 지하수 추출정(또는 오염수)에 유류 흡착튜브장치를 투입하여 지하수(또는 오염수)로부터 자유상물질을 유류 흡착소재에 흡착시키는 단계와; 유류흡착 소재에 흡착된 자유상 물질이 중력에 의해 소재층을 통과하여 저장조로 모이는 단계와; 저장조가 포화될 경우 유류 흡착튜브장치를 회수하여 유류 저장조의 유류를 제거하는 유류 튜브장치 재생단계와; 재생된 튜브장치를 지하수 추출정(또는 오염수)에 재투입하여 유류를 제거시키는 단계로 구성된 지하수(또는 오염수) 정화방법을 제공한다.Secondly, injecting an oil adsorption tube device into the groundwater extraction well (or contaminated water) to adsorb the free phase material from the groundwater (or contaminated water) to the oil adsorption material; Collecting the free phase material adsorbed on the oil adsorption material through the material layer by gravity to be collected in a storage tank; Regenerating the oil tube device to recover the oil adsorption tube device when the reservoir is saturated to remove oil from the oil reservoir; Provided is a groundwater (or contaminated water) purification method comprising the step of re-introducing the regenerated tube device to the groundwater extraction well (or contaminated water) to remove the oil.
세 번째로 지하수 추출정(또는 오염수)에 유류 흡착튜브장치를 투입하여 지하수(또는 오염수)로부터 자유상 물질을 유류 흡착소재에 흡착시키는 단계와; 유류흡착 소재에 흡착된 자유상 물질이 중력에 의해 소재층을 통과하여 유류 저장조로 모이는 단계와; 유류 저장조에 유류가 일정높이까지 자유상으로부터 회수될 때 장착된 펌프가 자동 작동하여 회수된 자유상물질을 배출함으로써 지속적으로 자유상물질을 제거시키는 단계로 구성된 지하수(또는 오염수) 정화방법을 제공한다.Thirdly, injecting an oil adsorption tube device into the groundwater extraction well (or contaminated water) to adsorb the free phase material from the groundwater (or contaminated water) to the oil adsorption material; Collecting the free phase material adsorbed on the oil adsorption material through the material layer by gravity to be collected in the oil storage tank; Provides a groundwater (or contaminated water) purification method consisting of a step of continuously removing the free phase material by automatically operating the pump installed when the oil is recovered from the free phase to a certain height in the oil reservoir. do.
네 번째로 지하수 추출정(또는 오염수)에 유류 흡착튜브장치를 투입하여 지하수(또는 오염수)로부터 자유상물질을 유류 흡착소재에 흡착시키는 단계와; 유류 흡착소재에 흡착된 자유상 물질이 중력에 의해 소재층을 통과하여 유류 저장조로 모이는 단계와; 유류 저장조에 유류가 일정높이까지 자유상으로부터 회수될 때 장착된 펌프가 자동 작동하여 회수된 자유상물질을 배출함으로써 지속적으로 자유상물질을 제거시키는 단계로 구성된 지하수(또는 오염수) 정화방법과 동시에 지하수의 유동성을 향상시키기 위해 유류 흡착튜브장치의 하부에서 지하수를 양수처리하여 제거함으로써 지하수의 흐름구배를 촉진시켜 자유상물질의 제거성능을 향상시키는 것을 특징으로 하는 오염수 정화방법을 제공한다.Fourthly, injecting an oil adsorption tube device into the groundwater extraction well (or contaminated water) to adsorb the free phase material from the groundwater (or contaminated water) to the oil adsorption material; Collecting the free phase material adsorbed on the oil adsorption material through the material layer by gravity to be collected in the oil storage tank; At the same time as the groundwater (or contaminated water) purification method consisting of the step of continuously removing the free phase material by automatically operating the pump mounted when the oil is recovered from the free phase to a certain height in the oil reservoir. The present invention provides a method for purifying polluted water, which improves the removal performance of free phase materials by promoting the flow gradient of groundwater by pumping and removing groundwater from the lower part of the oil adsorption tube device to improve the fluidity of the groundwater.
따라서, 본 발명 유류 흡착소재(친유성 탄화소재)를 이용한 유류 흡착튜브장치 및 이를 이용한 오염수 정화기술은 적은 인력과 장비로 넓은 오염 지역 및 다수오염지역의 동시 관리가 가능하고, 소규모부터 대규모의 오염원까지 폭넓게 적용이 가능하며 오염물질 회수가 용이할 뿐만 아니라, 별도의 유수분리 장치가 불필요하고, 용도에 따라 수동 및 자동화 적용이 가능하며 저렴한 비용으로 처리 복원이 가능한 이점을 제공한다.Therefore, the oil adsorption tube device using the oil adsorption material (lipophilic carbonaceous material) of the present invention and the contaminated water purification technology using the same are capable of simultaneously managing a large contaminated area and a large number of contaminated areas with little manpower and equipment. It can be applied to a wide range of contaminants, facilitates contaminant recovery, eliminates the need for a separate oil and water separation device, can be applied manually and automatically, and can be restored at low cost.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 유류 흡착튜브, 수동식 유류 흡착 튜브장치, 자동식 유류 흡착튜브장치 및 이를 이용한 자유상 오염물질의 제거방법을 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, an oil adsorption tube, a manual oil adsorption tube device, an automatic oil adsorption tube device, and a free phase contaminant removal method using the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1는 본 발명에 의한 원통형, 사각형, 디스크 형태의 유류 흡착튜브의 부분 파단도이며, 도 2는 본 발명에 의한 수동식 유류 흡착튜브장치이며, 도 3는 자동식 유류 흡착튜브장치의 바람직한 실시예의 개략적인 구성도이다.1 is a partial rupture view of an oil adsorption tube having a cylindrical, rectangular, or disk shape according to the present invention, FIG. 2 is a manual oil adsorption tube device according to the present invention, and FIG. 3 is a schematic diagram of a preferred embodiment of an automatic oil adsorption tube device. Phosphorus composition diagram.
본 발명의 유류 흡착튜브는 다공성 원통형, 사각형, 디스크 형태의 용기(1), 자유상 물질을 선택적으로 흡착하는 유류 흡착소재층(2)과 손잡이(3)로 구성되어 있다. 또한, 본 발명의 수동식 유류 흡착튜브장치는 자유상 유류를 흡착하는 유류 흡착튜브(4), 흡착튜브를 통해 흡착된 유류 성분이나 친유성 오염 물질성분을 저장할 수 있는 저장조(5) 및 흡착튜브에 포화 흡착된 유류가 중력에 의해 저장조로 쉽게 흘러 내려갈 수 있도록 저장조의 압력을 대기압과 같게 조절해주는 공기관(6)으로 구성되거나, 유류 흡착튜브(4)가 오염수나 지하수 수위 변동과 관계없이 항상 자유상의 유막과 수면사이에 위치할 수 있도록 유류 흡착튜브(4)와 저장조(5) 사이를 연결한 신축성 있는 주름관(7)으로 구성되어 있다. 또한, 본 발명의 자동식 유류흡착 튜브장치는 상기 수동식 유류 흡착장치 저장조(5)의 내부 또는 외부에 장착된 수중펌프(8)로 구성되어 있다.The oil adsorption tube of the present invention is composed of a porous cylindrical, rectangular, disk shaped container (1), an oil adsorption material layer (2) and a handle (3) for selectively adsorbing free phase materials. In addition, the passive oil adsorption tube device of the present invention includes an oil adsorption tube (4) for adsorbing free phase oil, a reservoir (5) and an adsorption tube for storing an oil component or a lipophilic contaminant component adsorbed through the adsorption tube. It consists of an air tube (6) that regulates the pressure of the reservoir equal to atmospheric pressure so that saturated adsorbed oil can easily flow down into the reservoir by gravity, or the oil adsorption tube (4) is always free It is composed of a flexible corrugated pipe (7) connected between the oil adsorption tube (4) and the reservoir (5) so as to be located between the oil film and the water surface. In addition, the automatic oil adsorption tube device of the present invention is composed of a submersible pump 8 mounted inside or outside the manual oil adsorption device reservoir 5.
상기 본 발명의 유류 흡착튜브는 원통형이나 사각형, 디스크 등의 다양한 형태를 사용할 수 있으며, 용기(1)의 천공크기는 2-5mm가 적합하며 용기의 재질은 용매나 유류에 견딜 수 있는 금속재질이나 플라스틱 재질을 사용할 수 있다. 용기의 크기와 유류 흡착소재의 충전량은 처리용량에 따라 자유롭게 조절이 가능하다. 유류 흡착튜브에 의한 자유상 물질의 선택적 제거는 유류 흡착튜브에 충전시킨 표면특성이 소수성인 유류 흡착소재가 물은 흡착하지 않고 자유상 물질만을 흡착함으로써 가능하다.The oil adsorption tube of the present invention can be used in various forms such as cylindrical, square, disk, the perforation size of the container (1) is suitable 2-5mm and the material of the container is a metal material that can withstand solvents or oil or Plastic material can be used. The size of the vessel and the filling amount of the oil adsorption material can be freely adjusted according to the processing capacity. The selective removal of the free phase material by the oil adsorption tube is possible by adsorbing only the free phase material without adsorption of water by the oil adsorption material having a hydrophobic surface property filled in the oil adsorption tube.
이하, 본 발명의 구체적인 구성을 실시 예와 도면을 들어 상세히 설명하지만, 본 발명의 권리범위가 하기 실시 예에만 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the specific configuration of the present invention will be described in detail with reference to the embodiments and drawings, but the scope of the present invention is not limited only to the following examples.
실시예 1 : 본 발명 친유성 유류 흡착소재의 제조와 최적 제조온도의 확인Example 1 Preparation of the Invention Lipophilic Oil Adsorption Material and Confirmation of Optimum Manufacturing Temperature
볏짚, 왕겨, 폐펄프, 톱밥, 및 목편(wood chip)을 혼합한 것을 회전식 탄화장치에서 질소가스를 공급하여 혐기적 조건을 유지하면서 탄화온도를 200∼600℃로 변화시켜 20분 동안 탄화시켰다. 여러 온도에서 탄화과정을 통해 얻은 친유성 유류흡착 소재의 유류흡착능과 수분흡착능을 조사하였다(도 4). 유류흡착능은 디젤유를 사용하여 조사하였다. 유류 흡착소재의 유류흡착량은 200∼400℃까지 28g/g으로 변화가 없었고, 400℃ 이상의 탄화조건에서 감소하였다. 반면, 수분 흡착율은 200℃에서 1g/g으로 측정되다 300℃이후의 온도에서는 0.2g/g이하로 나타나지 않았다. 결과적으로 유류 흡착량은 많으면서 수분을 흡착하지 못하는 300∼400℃사이의 온도가 최적의 친유성 소재의 제조온도임을 밝혔다.Rice straw, rice husk, waste pulp, sawdust, and wood chips were mixed in a rotary carbonization apparatus and supplied with nitrogen gas to change the carbonization temperature to 200-600 ° C. while maintaining anaerobic conditions and carbonized for 20 minutes. The oil adsorption capacity and water adsorption capacity of the lipophilic oil adsorption material obtained through the carbonization process at various temperatures were investigated (FIG. 4). Oil adsorption capacity was investigated using diesel oil. The oil adsorption amount of the oil adsorption material was unchanged to 28 g / g from 200 to 400 ° C, and decreased under carbonization conditions of 400 ° C or higher. On the other hand, the moisture adsorption rate was measured at 1 g / g at 200 ° C. and did not appear below 0.2 g / g at temperatures after 300 ° C. As a result, it was found that the temperature between 300 and 400 ° C., which is high in oil adsorption and unable to adsorb moisture, is the optimum temperature for manufacturing lipophilic materials.
실시예 2 : 유류 흡착튜브를 이용한 자유상 오염 지하수의 정화Example 2 Purification of Free-Phase Contaminated Groundwater Using Oil Adsorption Tubes
유류로 오염된 지하수 추출정(직경 20cm, 깊이 11m, 지하수위 8m, 자유상 물질 두께 15cm)에 흡착 튜브(직경 15cm, 길이 30cm, 유류 흡착소재 충전량 550g)를 투입하여 지하수로부터 자유상물질의 제거성능을 평가하였다. 흡착튜브 투입 후 약 10분 내지∼5시간 사이에 흡착튜브를 회수하였다. 회수된 유류 흡착튜브는 진공장치(직경 20cm, 길이 40cm)에 주입하여 튜브에 흡착된 자유상물질을 제거한 후 재생된 튜브를 지하수 추출정에 재투입하여 반복적으로 유류를 추출정으로부터 제거하였다. 흡착튜브를 재생하여 약 10회 반복 사용한 경우에도 유류 흡착량은 약 7,200-7,750g 의 자유상 물질을 흡착하는 것을 확인하였다.Absorption tube (diameter 15cm, length 30cm, oil adsorption material filling amount 550g) is put into the groundwater extraction well (20cm diameter, 11m depth, 8m ground water level, 15cm thickness) contaminated with oil to remove free phase material from groundwater. The performance was evaluated. The adsorption tube was recovered between about 10 minutes and 5 hours after the adsorption tube was added. The recovered oil adsorption tube was injected into a vacuum apparatus (20 cm in diameter and 40 cm in length) to remove free phase material adsorbed on the tube, and the regenerated tube was reintroduced into the groundwater extraction well to repeatedly remove the oil from the extraction well. Even when the adsorption tube was regenerated and used repeatedly for about 10 times, the amount of oil adsorption was confirmed to adsorb about 7,200-7,750 g of free phase material.
실시예 3 : 수동식 유류 흡착튜브장치를 이용한 자유상 오염 지하수의 정화Example 3 Purification of Free-Phase Contaminated Groundwater Using a Manual Oil Suction Tube Apparatus
상기 실시예 2의 유류 흡착튜브(직경 15cm, 길이 30cm, 유류 흡착소재 충전량 550g)에 유류 저장조(저장조 부피 5리터)를 장착하여 수동식 유류 흡착튜브장치를 제작하고, 상기 유류 흡착튜브장치의 유류 흡착튜브와 저장조를 주름관으로 연결한 유류 흡착튜브장치를 제작하였다. 상기 주름관을 갖는 수동식 유류 흡착튜브장치를 사용하여 지하수로부터 흡착되어 유류 저장조에 회수된 자유상 물질의 양을 도 5에 도시하였다. 진공펌프가 부착되지 않는 수동식 튜브장치는 약 23분 동안에 걸쳐 1250g의 자유상 유류물질을 흡착·회수하였다. 유류 저장조에는 중력 침강에 의해 유류성분만이 회수되었고, 물은 유류흡착 튜브를 통과하지 못하는 것이 관찰되었다. 따라서, 유류 흡착튜브를 이용한 자유상 물질의 흡착장치가 매우 효율적임을 확인하였다.An oil storage tank (5 liters of reservoir volume) was mounted on the oil adsorption tube (15 cm in diameter, 30 cm in length, 550 g of oil adsorption material filling amount) of Example 2 to manufacture a manual oil adsorption tube device, and the oil adsorption of the oil adsorption tube device An oil adsorption tube device was manufactured in which a tube and a reservoir were connected by a corrugated pipe. The amount of free phase material adsorbed from groundwater using the passive oil adsorption tube apparatus having the corrugated pipe and recovered in the oil reservoir is shown in FIG. 5. The passive tube device without a vacuum pump adsorbed and recovered 1250 g of free phase oil material over about 23 minutes. In the oil reservoir, only oil components were recovered by gravity settling, and water was observed not to pass through the oil adsorption tube. Therefore, it was confirmed that the adsorption device of the free phase material using the oil adsorption tube is very efficient.
대량의 유류가 누출된 지하수나 오염수로부터 단 시간내에 대량의 유류를 흡착·제거함으로써 유류의 확산으로 인한 환경피해를 최소화할 수 있는 고속 유류흡착장치를 개발하기 위해 주름관을 갖는 수동식 유류 흡착튜브장치에 진공펌프를 장착한 결과 도 5에 도시한 바와 같이 1250g의 자유상 유류물질을 약 3분이내에 흡착·회수할 수 있었다. 즉, 진공펌프를 부착함으로써 유류 흡착튜브 장치의 유류 회수능력을 약 8배 가량 향상시킬 수 있었다.Manual oil adsorption tube device with corrugated pipe to develop high speed oil adsorption device that can minimize environmental damage by oil diffusion by adsorbing and removing large amount of oil from groundwater or contaminated water leaking large amount of oil in a short time As a result of the vacuum pump installed in the pump, as shown in FIG. 5, 1250 g of free phase oil was able to be adsorbed and recovered within about 3 minutes. That is, by attaching a vacuum pump, the oil recovery capacity of the oil adsorption tube device was improved by about eight times.
실시예 4 : 자동식 유류 흡착튜브장치를 이용한 자유상 오염 지하수의 정화Example 4 Purification of Free-Phase Contaminated Groundwater Using Automatic Oil Suction Tube Apparatus
상기 실시예 3의 수동식 유류 흡착튜브장치의 상기 유류 저장조의 내·외부에 유류가 15~17cm의 높이로 포집되면 유류를 자동으로 배출할 수 있는 펌프가 부착되어 있는 자동식 유류 흡착튜브장치를 이용하여 지하수로부터 자유상 오염물질제거능을 조사한 결과를 표 2에 제시하였다. 약 30일 동안 운전하는 동안 지하수 추출정으로부터 약 352 리터의 자유상 물질을 자동으로 회수가 가능하였고, 자유상 물질을 회수함에 따라 유층이 얇아진 약 10일 경과 후부터는 소량의 지하수가 유류 흡착튜브를 통해 유입되기 시작하였으나 15일경에는 전체 회수된 유류량의 2.2%, 30일경에는 7.6% 에 불과하였다. 따라서, 자동식 유류 흡착튜브장치를 이용하여 추출정으로부터 유류성분만을 효율적으로 제거할 수 있음을 확인하였다.When the oil is collected at a height of 15 to 17 cm inside and outside the oil storage tank of the manual oil adsorption tube device of Example 3, using an automatic oil adsorption tube device having a pump for automatically discharging the oil. Table 2 shows the results of free phase pollutant removal from groundwater. During operation for about 30 days, about 352 liters of free phase material could be recovered automatically from the groundwater extraction well, and after about 10 days of thinning the oil layer as the free phase material was recovered, It started to flow in, but it was only 2.2% of the recovered oil by 15 days and 7.6% by 30 days. Therefore, it was confirmed that only the oil component can be efficiently removed from the extraction well using the automatic oil adsorption tube device.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명 유류 흡착소재는 유류의 흡착능이 우수하므로, 이를 이용하여 제작된 본 발명 유류 흡착튜브장치는 오염수의 유류를 효율적으로 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 장치들을 이용한 본 발명 오염수의 유류 정화방법은 넓은 오염 지역 및 다수 오염지역의 동시 관리를 적은 인력과 장비로 가능하게 한다. 또한, 오염물질의 회수가 용이하고, 별도의 유수 분리장치가 불필요하며, 용도에 따라 수동 및 자동화 적용이 가능할 뿐만 아니라 복원비용이 매우저렴한 유류 오염수 및 지하수 복원 기술을 제공하므로, 유류 오염수 및 오염 지하수 복원에 널리 활용 가능한 환경 산업상 유용한 발명이다.As described above, the oil adsorption material of the present invention has excellent oil adsorption capacity, and thus, the oil adsorption tube device of the present invention manufactured by using the oil adsorption tube can efficiently remove oil of contaminated water, The oil purification method of the contaminated water of the invention enables simultaneous management of large and multiple contaminated areas with less manpower and equipment. In addition, it is easy to recover pollutants, separate oil-water separation device is not necessary, and manual and automated application is possible depending on the use, and oil contaminated water and groundwater restoration technology with very low restoration cost is provided. It is a useful invention for the environmental industry that can be widely used for restoring contaminated groundwater.
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