100 ℃ - 374 ℃의 온도범위에서 22.1 MPa의 압력하에 물은 아임계수(Subcritical water)라는 액체상태로 존재하게 된다. 아임계수 상태에서의 물은 분자간의 수소결합이 약해지며, 유전상수, 점성, 표면장력 등 유기용매와 유사한 특성을 지니게 되는데, 이러한 특성을 이용하여 원유로 오염된 쿠웨이트 토양으로부터 오염물질을 추출하는 연구를 실험실 규모 아임계수 장치를 통하여 수행하였다. 쿠웨이트 기름호수들 중 Burgan oil field에서 채취한 고농도로 오염된 원유오염토양을 가지고 실험을 진행하였으며, 오염토양은 양질사토의 토성을 띄고 있으나, 유분의 점성으로 인하여 토양들이 뭉치는 현상이 나타났다. 10 ...
100 ℃ - 374 ℃의 온도범위에서 22.1 MPa의 압력하에 물은 아임계수(Subcritical water)라는 액체상태로 존재하게 된다. 아임계수 상태에서의 물은 분자간의 수소결합이 약해지며, 유전상수, 점성, 표면장력 등 유기용매와 유사한 특성을 지니게 되는데, 이러한 특성을 이용하여 원유로 오염된 쿠웨이트 토양으로부터 오염물질을 추출하는 연구를 실험실 규모 아임계수 장치를 통하여 수행하였다. 쿠웨이트 기름호수들 중 Burgan oil field에서 채취한 고농도로 오염된 원유오염토양을 가지고 실험을 진행하였으며, 오염토양은 양질사토의 토성을 띄고 있으나, 유분의 점성으로 인하여 토양들이 뭉치는 현상이 나타났다. 10 mesh(2 mm)로 체거름을 한 결과, 체거름 된 토양과 뭉친 입자는 약 1:3(w:w)의 무게 비율로 섞여있었으며, 뭉친 입자에서는 체거름 된 토양보다 오염도가 높을 것으로 예상되어 시료를 체거름 토양, 뭉친 입자 그리고 원토양으로 나누어 추출을 진행하였다. 원토양의초기농도는 체거름 토양 17,100 mg/kg, 뭉친 입자 27,800 mg/kg 그리고 원토양은 19,800 mg/kg이었다. 오염토양을 금속 추출용기에 넣은 후, 반응기 내부에 적재 후 아임계수를 추출용기로 유입하였다. 아임계수 추출장치의 운용인자는 추출온도, 추출시간, 추출유속이었다. 추출 후 토양에 대한 분석은 환경부 고시 토양오염공정시험기준 석유계총탄화수소-기체크로마토그래피 분석법에 따라 진행하였다. 추출 실험 결과 체거름 토양, 뭉친 입자, 원토양에 대한 추출 온도변화에 대한 유류 제거율은 150 ℃에서 각각 18 %, 8 %, 26 %였고, 300 ℃에서 94 %, 80 %, 89 %로 온도가 상승할수록 제거율이 증가되었다. 추출 시간 변화에 대한 실험결과, 60 분에서 각각 63 %, 69 %, 73 %였고, 120 분에서 71 %, 77 %, 86 %로 추출시간을 늘릴수록 제거율이 증가되었다. 추출 유속 변화에 대한 실험 결과 1.0 mL/분에서 각각 63 %, 69 %, 74 %의 제거율을 보였으며, 2.0 mL/분에서 56 %, 59%, 72 %로 유속이 빠르게 흐를수록 제거율이 낮아지는 경향을 보였다. 아임계수를 사용한 원유오염토양의 정화는 저분자성 물질에 대해서 상대적으로 쉽게 정화처리가 가능하였다. 보다 높은 유류 제거효율을 위해 고분자성 물질에 대해서는 온도를 높여줄수록, 추출 시간을 늘릴수록 제거율이 증가되었으며, 또한 유속을 적절히 조절하여 아임계수와 유기오염물 간의 접촉시간을 늘려 충분히 반응이 일어날 수 있도록 해야한다.
100 ℃ - 374 ℃의 온도범위에서 22.1 MPa의 압력하에 물은 아임계수(Subcritical water)라는 액체상태로 존재하게 된다. 아임계수 상태에서의 물은 분자간의 수소결합이 약해지며, 유전상수, 점성, 표면장력 등 유기용매와 유사한 특성을 지니게 되는데, 이러한 특성을 이용하여 원유로 오염된 쿠웨이트 토양으로부터 오염물질을 추출하는 연구를 실험실 규모 아임계수 장치를 통하여 수행하였다. 쿠웨이트 기름호수들 중 Burgan oil field에서 채취한 고농도로 오염된 원유오염토양을 가지고 실험을 진행하였으며, 오염토양은 양질사토의 토성을 띄고 있으나, 유분의 점성으로 인하여 토양들이 뭉치는 현상이 나타났다. 10 mesh(2 mm)로 체거름을 한 결과, 체거름 된 토양과 뭉친 입자는 약 1:3(w:w)의 무게 비율로 섞여있었으며, 뭉친 입자에서는 체거름 된 토양보다 오염도가 높을 것으로 예상되어 시료를 체거름 토양, 뭉친 입자 그리고 원토양으로 나누어 추출을 진행하였다. 원토양의초기농도는 체거름 토양 17,100 mg/kg, 뭉친 입자 27,800 mg/kg 그리고 원토양은 19,800 mg/kg이었다. 오염토양을 금속 추출용기에 넣은 후, 반응기 내부에 적재 후 아임계수를 추출용기로 유입하였다. 아임계수 추출장치의 운용인자는 추출온도, 추출시간, 추출유속이었다. 추출 후 토양에 대한 분석은 환경부 고시 토양오염공정시험기준 석유계총탄화수소-기체크로마토그래피 분석법에 따라 진행하였다. 추출 실험 결과 체거름 토양, 뭉친 입자, 원토양에 대한 추출 온도변화에 대한 유류 제거율은 150 ℃에서 각각 18 %, 8 %, 26 %였고, 300 ℃에서 94 %, 80 %, 89 %로 온도가 상승할수록 제거율이 증가되었다. 추출 시간 변화에 대한 실험결과, 60 분에서 각각 63 %, 69 %, 73 %였고, 120 분에서 71 %, 77 %, 86 %로 추출시간을 늘릴수록 제거율이 증가되었다. 추출 유속 변화에 대한 실험 결과 1.0 mL/분에서 각각 63 %, 69 %, 74 %의 제거율을 보였으며, 2.0 mL/분에서 56 %, 59%, 72 %로 유속이 빠르게 흐를수록 제거율이 낮아지는 경향을 보였다. 아임계수를 사용한 원유오염토양의 정화는 저분자성 물질에 대해서 상대적으로 쉽게 정화처리가 가능하였다. 보다 높은 유류 제거효율을 위해 고분자성 물질에 대해서는 온도를 높여줄수록, 추출 시간을 늘릴수록 제거율이 증가되었으며, 또한 유속을 적절히 조절하여 아임계수와 유기오염물 간의 접촉시간을 늘려 충분히 반응이 일어날 수 있도록 해야한다.
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