KR20140077142A - 여러 개의 챔버를 직렬로 연결한 형태의 지하수 라돈 저감장치 - Google Patents

여러 개의 챔버를 직렬로 연결한 형태의 지하수 라돈 저감장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20140077142A
KR20140077142A KR1020140065636A KR20140065636A KR20140077142A KR 20140077142 A KR20140077142 A KR 20140077142A KR 1020140065636 A KR1020140065636 A KR 1020140065636A KR 20140065636 A KR20140065636 A KR 20140065636A KR 20140077142 A KR20140077142 A KR 20140077142A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
groundwater
radon
air
chamber
layer
Prior art date
Application number
KR1020140065636A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101627845B1 (ko
Inventor
박영웅
Original Assignee
박영웅
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 박영웅 filed Critical 박영웅
Priority to KR1020140065636A priority Critical patent/KR101627845B1/ko
Publication of KR20140077142A publication Critical patent/KR20140077142A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101627845B1 publication Critical patent/KR101627845B1/ko

Links

Images

Abstract

공기층과 지하수층을 형성할 수 있는 챔버를 여러 개 직렬로 연결한 형태의 지하수 라돈 저감창치는, 라돈자핵종에 오염된 폐 활성탄 처리 문제 및 외부 공기 주입에 따른 지하수 오염 문제를 발생시키지 않고, 또한 활성탄 교체비용 및 전기료와 같은 유지비도 필요로 하지 않는, 가장 경제적일 수 있는 지하수 라돈 저감장치에 해당한다.

Description

여러 개의 챔버를 직렬로 연결한 형태의 지하수 라돈 저감장치 {Radon Mitigation Device for Groundwater Using by Chambers Connected in Series}
본 발명의 기술분야는 지하수에 함유된 라돈의 농도를 저감하기 위한 장치에 해당한다.
지하수 라돈 저감장치에 대한 기술로는, 지하수에 녹아있는 라돈을 활성탄에 흡착시켜 제거하는 방법과 지하수에 공기를 주입하여 라돈을 대기 중으로 방출해 내는 방법으로 구분할 수 있다. 활성탄을 이용하는 방법은 라돈자핵종으로 오염된 폐 활성탄의 2차 폐기물 처리 문제를 발생시키며, 공기 주입을 이용하는 방법은 대기중에 포함된 미세먼지 등의 유해물질이 지하수를 오염시키는 문제를 발생시킬 수 있다.
본 발명에서는, 폐 활성탄과 같은 2차 폐기물을 발생시키지도 않고 또한 공기 주입에 따른 지하수 오염의 우려도 없는, 지하수 라돈 저감장치를 소개하고자 한다.
라돈을 함유하고 있는 지하수가 공기와 접촉하게 되면 지하수에 녹아있는 라돈이 공기층으로 이동하게 되는데, 밀폐용기 내에 지하수와 공기가 함께 존재할 때 라돈은 공기층과 지하수층에 각각 일정한 농도로 분배하게 된다. 공기층 공기의 라돈농도에 대한 지하수층 지하수의 라돈농도를 오스트왈드 분배계수라고 하며, 약 25℃의 온도에서 오스트왈드 분배계수는 약 0.25에 해당한다. 오스트왈드 분배계수에 근거하였을 때 공기층과 지하수층의 부피비를 약 1:1로 유지할 수 있는 챔버 1개를 사용한다면 최대 약 75% 정도의 라돈 저감 효과를 기대할 수 있을 것이라는 이론적 예측을 가능하게 한다. 또한, 공기층의 부피를 지하수층의 부피보다 크게 하면 라돈 저감 효과는 산술적으로 높아질 수 있다는 것과, 챔버를 여러 개 직렬로 연결하는 경우에는 저감 효과가 지수적으로 높아질 수 있다는 것을 수학식 1 및 표 1로부터 확인할 수 있다.
Figure pat00001
위 식에서, Co: 공기층을 형성할 수 있는 챔버에 라돈을 함유하고 있는 지하수를 천천히 주입하였을 때 챔버로부터 배출되는 지하수에 함유된 라돈의 농도, Ci: 지하수 원수에 함유된 라돈의 농도, Vw: 챔버 내부 지하수층의 부피, Va: 챔버 내부 공기층의 부피, k: 오스트왈드 분배계수, n: 공기층을 형성할 수 있는 챔버를 직렬로 연결한 갯수
공기층을 형성할 수 있는 챔버의 직렬연결 갯수에 따른 최대 라돈저감 효율
챔버의 수 1 2 3 4 5 6 7
초기농도(pCi/L) 10,000 2,500 625 156 39 10 2
처리농도(pCi/L) 2,500 625 156 39 10 2 1
계산효율(%) 75.00 93.75 98.44 99.61 99.90 99.98 99.99
주) 각각의 챔버 내에서 공기층의 부피와 지하수의 부피가 같다고 가정하고 오스트왈드 분배계수 0.25를 수학식 1에 대입하여 계산한 산술적 결과임.
표 1에 제시한 계산 결과는 각각의 챔버 내에서 공기층 공기의 라돈농도가 실외 공기에서와 같이 무시할 수 있는 정도로 낮은 수준이라고 가정하고 계산한 결과이므로 사용 초기 또는 정수기와 같이 사용량이 적은 경우에는 이와 유사한 결과를 얻을 수도 있을 것이지만, 지하수 사용량이 증가함에 따라 1개의 챔버를 사용했을 때와 유사한 처리효율을 나타내거나 또는 전혀 처리효율을 얻어내지 못할 수도 있다. 본 발명에서는, 직렬로 연결된 챔버의 공기층에 구멍을 마련하여 외기와 접한 형태의 필터를 장착하는 것을 수단으로 하여 지하수 사용량이 증가하더라도 높은 처리효율을 기대할 수 있도록 하였다.
챔버를 여러 개 직렬로 연결하는 형태의 장치를 사용하면, 라돈자핵종으로 오염된 폐기물을 발생시키는 활성탄을 사용하지 않고 또한 지하수를 오염시킬 수 있는 공기를 불어넣지도 않으면서, 지하수의 라돈농도를 저감 할 수 있는 효과를 얻어낼 수 있을 것이다.
도 1. 본 발명의 원리를 이해하기 쉽게 설명하기 위한 그림으로써, (A)는 1개의 챔버를 사용한 처리장치에 해당 될 수 있으며, (B)는 7개의 챔버를 사용한 처리장치에 해당 될 수 있다. 점선 화살표는 지하수의 흐름 방향을 나타내며, 일점쇄선은 지하수의 수면을 나타내고 있다.
도2. 6개의 격벽을 사용하여 1개의 본체 내에 7개의 챔버를 구현한 장치를 설명하기 위한 그림이다. 각각의 챔버 내부에 유입된 지하수가 공기와 충분한 시간 동안 접촉이 이루어지게 한 후 다음 챔버로 이동될 수 있도록 하기 위하여, 각각의 챔버 내부에서 유입구와 배출구를 가능한 멀리 떨어지도록 하였다. 격벽 1과 2는 본체 내부의 격벽을 좌측에서 각각 바라본 형태를 나타내며, 격벽 5와 6은 본체 내부의 격벽을 우측에서 각각 바라본 형태를 나타냈다.
도3. 도 2에서 소개한 장치의 챔버 상부에 구멍을 마련하여 외기와 직접 접하고 있는 형태로 필터를 장착한 것을 설명하기 위한 그림이며, 필터는 철망이나 지지대로 보강되어 있으며 라돈창이라고 표시하였다.
위 도면을 통하여, 공기층과 지하수층을 형성할 수 있는 여러 개의 챔버가 직렬로 서로 연결되어 있으며, 지하수의 수면 아래쪽 부분에 지하수 이동 경로만 마련하여 지하수는 인접 챔버로 이동이 가능 하지만 공기층의 공기는 인접 챔버로 이동할 수 없게 되었다는 것을 알 수 있으며, 챔버의 지하수 입구와 출구를 각각 '유입구'와 '배출구'로 표시하여 본체의 지하수 '입구'와 '출구'와 구분하였음을 알 수 있다. 도 1 및 도 2의 장치는 에어포켓의 원리에 의하여 공기층이 형성될 수 있으며, 배관 내부 지하수의 유압 조절을 통하여 에어포켓의 크기를 충분히 조절할 수 있을 것이므로 별도의 지하수 레벨 조절장치는 필요 없을 수 있으나, 도 3의 장치는 에어포켓이 형성되지 않을 것이므로 그림에는 나타내지 않았지만 별도의 지하수 레벨 조절장치가 필요할 것이다.
공개특허 10-2013-0049186의 명세서에 제시된 실험결과는 밀폐용기 내부 전체 면적에 대하여 약 0.45%를 필터로 대체하는 경우 최대 약 50% 정도의 라돈 저감 효과를 얻어낼 수 있다는 것을 소개하고 있다. 도 3의 장치에 있어서 외기와 접한 필터의 면적을 공기층의 공기와 접한 총 면적의 약 0.45% 이상이 되도록 한다면 공기층의 라돈농도는 최대 약 50% 정도까지 낮아질 수 있을 것이며, 도면 3에서와 같이 각 챔버에 장착된 창의 갯수는 2개이므로 산술적으로 계산하면 그 효과도 2배가 될 것이라는 예측을 가능하게 한다. 지하수 사용량의 증가 또는 오랜 기간 사용하여 각 챔버의 공기층 라돈농도가 상승할 수 있는 최대치에 근접한다는 가정하에 필터를 통하여 각 챔버의 공기층 라돈농도를 50% 낮출 수 있다고 한다면, 라돈 저감 효율은 표 2와 같을 것이다.
필터가 부착된 챔버의 직렬연결 갯수에 따른 라돈 저감효율 계산 결과
챔버의 수 1 2 3 4 5 6 7
초기농도(pCi/L) 10,000 5,000 2,500 1,200 625 313 156
처리농도(pCi/L) 5,000 2,500 1,250 625 313 156 78
측정효율(%) 50.00% 75.00% 87.50% 93.75% 96.88% 98.44% 99.22%
본 발명을 현장에 설치하고자 할 때에는 철망이나 지지대 등을 사용하여 외부의 충격으로부터 필터를 보호할 수 있는 조치가 필요할 것이며, 사용량에 비하여 본체의 크기가 상대적으로 작은 경우에는 처리효율은 상대적으로 낮아지게 될 것이며 또한 온도가 낮은 겨울철의 경우에도 처리효율은 여름철에 비해 낮아지게 될 것이므로, 현장 상황을 충분히 고려하여 본체의 크기, 챔버의 갯수 및 필터가 차지하는 면적 등을 최적화할 필요가 있을 것이며, 경우에 따라서는 지하수를 가온하는 장치가 필요할 수도 있을 것이다.

Claims (2)

  1. 지하수 라돈 저감장치에 있어서,
    공기층과 지하수층을 형성할 수 있는 챔버를 2개 이상 직렬로 연결하되, 지하수층 경계의 아래쪽 부분에만 지하수 이동 경로를 마련하여 지하수는 인접 챔버로 이동이 가능 하지만 공기층의 공기는 인접 챔버로 이동할 수 없도록 한 것을 특징으로 하는, 지하수 라돈 저감장치
  2. 청구항 1에 있어서,
    챔버 상부에 구멍을 마련하여 외기와 직접 접하고 있는 형태로 필터를 추가로 장착한 것을 특징으로 하는, 지하수 라돈 저감장치


KR1020140065636A 2014-05-30 2014-05-30 여러 개의 챔버를 직렬로 연결한 형태의 지하수 라돈 저감장치 KR101627845B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140065636A KR101627845B1 (ko) 2014-05-30 2014-05-30 여러 개의 챔버를 직렬로 연결한 형태의 지하수 라돈 저감장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140065636A KR101627845B1 (ko) 2014-05-30 2014-05-30 여러 개의 챔버를 직렬로 연결한 형태의 지하수 라돈 저감장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140077142A true KR20140077142A (ko) 2014-06-23
KR101627845B1 KR101627845B1 (ko) 2016-06-13

Family

ID=51129181

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140065636A KR101627845B1 (ko) 2014-05-30 2014-05-30 여러 개의 챔버를 직렬로 연결한 형태의 지하수 라돈 저감장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101627845B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210038088A (ko) * 2019-09-30 2021-04-07 한국지질자원연구원 온천수 라돈 저감시스템

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3716226B2 (ja) * 2001-04-18 2005-11-16 三菱マテリアル資源開発株式会社 揮発性有機化合物の除去システム
KR100715798B1 (ko) * 2006-03-15 2007-05-08 주식회사 한국종합기술 하천수, 호소수, 하수 등의 노천수 정화장치
KR100915867B1 (ko) * 2009-04-10 2009-09-07 김동현 라돈제거장치
KR101151633B1 (ko) * 2009-12-23 2012-06-08 한국지질자원연구원 대용량 및 고함량 지하수 라돈 저감장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3716226B2 (ja) * 2001-04-18 2005-11-16 三菱マテリアル資源開発株式会社 揮発性有機化合物の除去システム
KR100715798B1 (ko) * 2006-03-15 2007-05-08 주식회사 한국종합기술 하천수, 호소수, 하수 등의 노천수 정화장치
KR100915867B1 (ko) * 2009-04-10 2009-09-07 김동현 라돈제거장치
KR101151633B1 (ko) * 2009-12-23 2012-06-08 한국지질자원연구원 대용량 및 고함량 지하수 라돈 저감장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210038088A (ko) * 2019-09-30 2021-04-07 한국지질자원연구원 온천수 라돈 저감시스템

Also Published As

Publication number Publication date
KR101627845B1 (ko) 2016-06-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN203061547U (zh) 地下水铬污染场地综合修复系统
CN110792468B (zh) 一种煤矿井下循环脉冲注气驱替抽采瓦斯系统
CN107159698B (zh) 一种三维井淋洗联合稳定化原位修复重金属污染土壤的方法
KR101627845B1 (ko) 여러 개의 챔버를 직렬로 연결한 형태의 지하수 라돈 저감장치
EP3336853B1 (en) Apparatus for filtering radioactive materials
CN207294214U (zh) 注射型可渗透反应墙污水处理模块及其处理装置
CN203184332U (zh) 铬渣污染土壤修复装置
JP2017032494A (ja) 原子力発電所の中央制御室における運転員の待避設備
CN204247022U (zh) 生物过滤与低温等离子体一体化的废气处理设备
CN205832866U (zh) 一种voc废气处理装置
CN205110351U (zh) 一种可挥发性污染物污染土壤修复装置
CN103058456B (zh) 一种基于uv氧化光解修复地下水中多氯联苯的装置及方法
CN205095582U (zh) 一种用于工业降低粉尘的废砂扬尘处理系统
CN207418497U (zh) 废水除渣装置
CN205974153U (zh) 一种新型水生观赏植物用水处理设备
CN105502806B (zh) 一种基于等离子体和多组sbr反应池的高效除药系统及方法
Street et al. Construction and measurements of an improved vacuum-swing-adsorption radon-mitigation system
RU135938U1 (ru) Установка для газогидратной очистки воздуха от газа радона
CN204174003U (zh) 一种工业废水净化箱
CN209773054U (zh) 一种污染土壤撬装式修复设备
CN205575866U (zh) 一种多介质自降解型污水处理装置
KR20200004093A (ko) 미세먼지 차단을 위한 부유식 구조체
CN207286999U (zh) 一种除尘塔
CN106334409A (zh) 土壤修复中挥发性有机气体的气相抽提净化系统
KR20180076711A (ko) 방사성 기체 및 먼지제거가 가능한 친환경 환기장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right