KR100392413B1 - 기체및액체의정화방법및장치 - Google Patents

Abstract

오염된 액체와 기체를 정화하기 위한 방법에 있어서, 노즐에 의해 연속적인 표면막(31)이 형성되어 예컨대 UV램프와 같은 적절한 광원(17)에 의해 동시에 광조사된다. 상기 표면막(31)은 상기 광조사에 노출되는 낙하 또는 트리클링막(33)으로서 배출된다. 정화대상의 기체는 상기 표면막(31)을 통과하게 되고, 그러한 상태에서 기체내에 오염입자들과 다른 오염물들이 액체에 의해 흡수된다. 그러한 처리의 장점은 오염물의 분해가 기상과 액상으로 일어날 수 있다는 것이다. 기상으로 분해되지 않은 기체오염물은 액체에 의해 흡수되어 최종적으로 분해되며, 본 발명에서 액체와 기체는 동시에 처리될 수 있게 된다.

Description

기체 및 액체의 정화방법 및 장치

본 발명은 오염된 기체와 액체의 처리방법과 장치에 관한 것이다.

연속적으로 작동하는 반응기내에서 낮은 광전도율을 갖는 상당히 오염된 폐수에 UV광선을 효과적으로 조사하도록 하기 위해 DE-A-40 05 488호에는 낙하막(Falling film) 또는 유동막(Flowing film)의 사용이 개시되어 있다. 그 낙하막 반응기는 석영보호관에 의해 에워싸인 UV광사기(UV-radiator)가 동심적으로 배열된 반응기 튜브로 구성된다. 그 반응기 튜브는 상부에 처리를 위한 액체의 입구의 하부에 출구를 갖추게 된다. 그 반응기 튜브의 상단에서의 제한기(Restrictor)는 하류측이 개방된 반응기 튜브를 통해 처리를 위한 처리수가 어느 정도(正壓)으로 흐르도록 하게 된다. 그 처리수는 반응기 튜브의 내벽 아래로 낙하막의 형태로 흐르게 된다. 여기서, 상기 처리수와 석영보호관사이는 비접촉상태이다. 주변 기체와의 질량이동은 상기 막의 표면에서 일어나게 된다. DE 40 05 488호에는 휘발성 물질을 용이하게 제거하기 위해 그러한 효과를 이용하는 방안을 제안하고 있다. 상기한 반응기의 단점은 식수 또는 액체의 해독에만 적절하다는 것이다. 상기 반응기는 낙하막에 대한 공기의 접촉시간이 너무 짧고 그 상태하에서 일어나는 질량이동은 경험상 적절하기 않기 때문에 공기의 정화를 위한 사용은 고려되지 않고 있다는 것이고, 그에 따라 액상(液狀)으로부터 용이하게 휘발성 물질을 제거하기 위해 액상으로부터 기상(氣狀)으로부터 용이하게 휘발성 물질을 제거하기 위해 액상으로부터 기상(氣狀)으로의 질량이동만이 고려되고 있다.

DE-A-38 905호에는 서로 다른 방사스펙트럼의 UV램프가 동시에 사용되는 UV광원에 의해 액체 및/또는 기체의 처리를 위한 장치가 제안되어 있다. 상기 UV램프들은 관형상의 반응실내에 배치되거나 그 주변에 배치된다. 처리를 위한 매체는 반응실 구조에 따라 그 반응실을 정류 또는 역류적으로 통과하게 된다. 비록 그 장치는 액체의 처리에 적합하기는 하지만 기체의 효과적인 처리를 위한 그 유용성에는 의문점이 있다. 오염된 공기에서 발생되는 예컨대 벤젠, 톨루엔 등의 다양한 유기화합물은 대개 UV광흡수제이지만 화학적으로 극히 안전하기 때문에 부분적으로 발생가능한 최대한도는 그 유기화합물이 반응기를 통과하는 도중 분자들의 분리이다. 따라서, 매우 빈번하게 오염된 기체를 처리하는 주지의 방법은 그 기체로부터 점착성의 오염물을 제거하기 위해 웨트스테이지(Wet stage)를 적용하는 것이다. 그 웨트스테이지에서 기체는 그 오염물을 액상으로 변환시키기 위해 예컨대 라쉬그컬럼(Rasching coulmn)에서 또는 스프레이분무에 의해 액체와 접촉되는 바. 그러한 동작에는 주가적인 처리가 필요하게 된다.

본 발명의 목적은 기체 및/또는 액체의 정화에 적절하면서 상기한 결점들을 해결하도록 된 방법을 제공하는 것이다. 또한 본 발명은 그러한 처리를 수행하기 위한 반응기를 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 그 목적은 상기한 종류의 방법에 의해 달성되는 바, 반응기내에는 노즐에 의해 점착성의 표면막이 형성되는 한편 기체는 그 표면막을 통과함에 따라 기상으로부터 액상으로의 질량이동이 일어날 수 있게 된다. 노즐에 의해생성되는 액막은 정화를 위한 기체가 그 점착성 막의 손상없이 가압되어지는 밀폐된 표면막의 형태이거나 충격막의 형태이다. 기체의 통과는 주로 그 표면막의 에지(Edge)구역에서 일어날 수 있고, 그 상태에서 상기 표면막은 실제로 기체와 액체의 완전한 접촉이 가능하도록 하는 미소한 세공여과기로서 작용하게 된다.

본 발명은 광조사에 의해 기상으로 분해되지 않는 오염물을 처리액체와의 접촉에 의해 실제로 완전하게 액체로 변화시킬 수 있는 장점을 갖게 된다. DE-A-4005 488호에 비해, 본 발명에 따른 방법은 액체 및/또는 기체의 처리에 적합하게 된다. 대부분의 경우에 오염물은 실제 오염공기 또는 폐수로 발생된다.

유리하게, 기체와 액체는 연속적으로 광조사되고, 연속적인 광조사의 결과로서도 기상으로 분해되지 않는 오염물이 액상으로 분해될 수 있다. 대개 제거할 오염물은 기상 및 액상에서 다른 반응도를 갖게 됨에 따라 정화효과는 실제기체와 (세정)액체의 광조사에 의해 향상될 수 있다. 또한, 액상에서 일어나는 분해에 기인해서 액체내의 오염물의 낮은 용해도만으로도 그 오염물들이 기체의 흐름으로부터 광점위하게 제거되도록 하기에 충분하게 된다. 오염물들은 연속적으로 분해되기 때문에 액체는 새로운 오염물의 반복적인 흡수가 가능하게 된다. 따라서, 액체의 흡수용량 또는 포화에는 실제적으로 결코 도달되지 않게 된다.

스프레이 노즐과 라쉬그컬럼에 의해 기체와 액체 사이에 접촉이 일어나고 노광이 실제적으로 불가능한 종래의 방법에 비해, 본 발명에 따른 방법에서 오염물은 감손없는 광조사에 적용됨에 따라 최적의 광조사가 보증되게 된다.

바람직하게, 기체는 낙하막의 역류방향으로 공급되고, 이어 그 기체는 표면막을 통과하기 이전에 미리 그 표면막에 접촉될 수 있다. 반응기내에는 바람직하게 회전하는 표면막이 형성된다. 그 회전표면막은 입자들이 외향으로 이송되고 그 상태에서 기체가 그 액체와 반복적으로 접촉가능하도록 기체흐름이 표면막과의 접촉 이전에 미리 회전하게 되기 때문에 특히 유리하게 된다. 반경방향으로 유동하는 회전표면막을 형성하기 위한 방법과 노즐은 EF-A-0 204 709호에 개시되어 있는 바, 그 내용은 본 발명에도 연관된다. EP-A-0 204 709의 방법에 비해 본 발명에서 오염물은 기체로부터 제거되지 않고 커다란 크기로 분해-미리 기상으로 또는 최소한 액상으로 됨에 따라 세정액체의 처리 또는 어떠한 후속 처리의 필요성도 배제된다. 낙하, 유동 또는 트리클링(Trickling) 막은 채용되는 광조사에 대한 낮은 전송율을 갖는 혼탁한 액체의 경우에도 강렬하게 조사되어 충격스크린 또는 표면스크린(막)상애서 뿐만 아니라 전체의 유동시간중에도 분해될 수 있다는 이점을 갖게 되는 바, 그 액체내에서 오염물은 비교적 높은 농도를 갖고서 존재할 수도 있다.

바람직하게, 기체 및/또는 액체에 대해서는 시약 또는 광조사에 의해 활성화됨과 더불어 최소한 어느 정도의 오염물과 액상으로 접촉가능한 예컨대 산소와 같은 화합물과 혼합되고, 그에 따라 본 발명의 효율은 더욱 증대될 수 있다. 산소 대신에 오존발생기의 필요없이 종종 오염된 공기인 기체흐름에서 광조사에 의해 오존이 형성되도록 할 수도 있다. 그 형성된 오존은 기상의 불포화유기화합물과 미리 반응할 수 있게 된다. 또 다른 장점은 형성된 오존이 표면막에 의해 기체흐름으로부터 제거될 수 있다는 것이다. 또한 오존은 물속에서 강산화성 물질을 형성하게 된다. 액체에 대해서는 광조사에 의해 활성화가능한 화합물의 첨가가 유리하게 된다. 이러한 종류의 화합물은 예컨대 UV광조사에 의해 극히 반응적인 히드록실 래디컬을 형성하는 과산화 수소이다. 이러한 래디컬은 대부분의 유기분자들을 침식하게 된다. 철 또는 망간염과 같은 결정체들이 유기오염물의 분해를 촉진시키기 위해 액체에 첨가될 수 있다.

바람직하게, 액체는 순환하게 되고, 그에 따라 소량의 액체로도 처리를 수행하기에 충분하게 된다. 오염된 액체 또는 시약이 반응기 내부를 순환하는 액체에 연속적으로 또는 간헐적으로 첨가될 수 있다. 또한 오염된 기체와 오염된 액체가 동시에 처리되는 것도 가능하게 된다. 이는 종종 오염이 오염공기 뿐만 아니라 폐수로 되기 때문에 예컨대 페인트산업과 같은 다양한 산업에 유리하게 될수 있다. 바람직하게, 기체흐름은 부분적으로 순환될 수도 있는 바, 이는 기체내의 오염물의 용해도가 기상에서 낮거나 기체성 오염물의 액상으로의 변환이 표면막을 통과하는 도중에 어떠한 이유에 의해 불완전하게 되는 경우에 상정될 수있다. 다른 이점은 액체내의 오염물의 농도가 판정되고 그 판정에 기초하여 상기 오염된 기체 및/또는 오염된 액체의 공급 및 배출 및/또는 다수의 액체 및/또는 기체의 경로 및/또는 광조사강도가 조절되며 적용가능한 경우 통제되는 상태이면 달성되게 되고, 이는 경화처리의 완전한 자동제어가 가능하도록 하게 된다. 액체의 공급 및/또는 배출 또는 다수의 액체의 경로는 예컨대 최소한 1개소 이상 바람직하게 3개소 즉 입구, 출구 및 그 사이에서의 액체 및 기체의 광흡수 또는 광방사등의 선택적인 측정에 의해 통제 될 수 있고, 많은 경우에 하나 이상의 반응기를 사용할 필요는 없게 된다. 또한 선택적으로 또는 추가적으로 광원의 강도는 그러한 통제에 의해 조정될 수 있다. 선택적인 광사기들이 처리의 최적회를 위해 채용되고, 그 광사기들은 제거할 오염물들에 대해 최적화된 방사스펙트럼을 갖게 된다. 마찬가지로 pH, 산화/환원전위, 전도성, 온도 등의 다른 특성들이 측정될 수있고 그 신호들은 처리를 통제하기 위해 적용된다.

또한, 본 발명은 액체이송수단과 연계되는 노즐이 컨테이너 또는 반응기 벽 및 노즐사이에서 첨착성 표면막을 형성하도록 제공됨과 더불어 반응기는 기체가 표면막을 통과하도록 하는 입구와 출구를 갖춘 것에 특징을 갖고서 상기 방법을 실행하기 위해 청구항 제 11항에 따른 장치에도 관련된다. 이 장치는 오염된 액체와 기체의 처리에 동등하게 적합하다는 이점을 갖게 되고, 노즐의 적용은 광방사가 감손되지 않는다는 상당한 장점을 갖게 된다. 예컨대 노즐은 일정한 압력하에 액체가 통과되도록 하는 환형상 간극을 갖추게 된다. 따라서, 얇은 표면막이 형성되어 기체가 반응기를 통과하는 경로를 지나도록 하게 된다. 바람직하게, 기체는 낙하막에 역류하는 방향으로 컨테이너에 도입된다. 유리하게, 노즐은 외향적으로 만곡된 출구, 예컨대 트럼펫형상으로 되도록 넓어지는 출구를 갖춘 회전적이고 대칭이면서 대체로 페어(Pear)형상의 내부공간을 갖추게 되고, 공급라인 또는 입구는 노즐 내부공간내로 접선적으로 유도된다. 점착성 충격표면막은 예컨대 EP-A-0204 709로부터 주지된 종류의 스핀노즐에 의해 형성될 수 있다. 기체는 실제 마이크로필터와 같은 상기 표면막을 통과하게 되고, 그에 따라 실제로 액체에 대한 기체의 완전한 접촉이 가능하게 된다. 이 노즐의 장점은 형성된 표면막이 매우 안정적이어서 기체흐름이 비교적 높다는 사실에 있다. 또한 표면막을 형성하는 액체의 양은 비교적소량이다. 또, 막의 회전에 의해 기체내의 오염입자들이 컨테이너벽을 향해 외향적으로 이송되어 유동막 액체에 의해 흡수된다. 라쉬그컬럼에 비해 고체들은 EP-A-0 204 709호의 노즐에 체류할 수 없게 되고 소정시간 후 그 노즐을 막지는 않게 되고, 그에 따라 긴 서비스기간이 확보될 수 있게 된다.

바람직하게, 반응기는 관형상이고 노즐은 그 관내에 집중적으로 배치된다. 이상적으로, 길게 신장되는 (UV)광원은 전체의 반응기를 통과하여 연장됨에 따라 그 광원을 통과하는 기체가 광조사에 의해 연속적으로 노출된다. 이는 침액 웰(Well)이 필요한 제 2전류리이드선에 의한 광투과의 일부를 흡수하도록 사용되지 않는 대신 상부와 저부에서 개량된 UV반응기를 사용함으로써 제 2리이드선과 상기 침액 웰의 하부로 냉각제(공기 또는 질소)를 이동시키기 위해 필요한 파이프 흡수 작용에 기인하는 에너지 손실을 초래함없이 UV-반응기내에서 최고의 가능한 광조사 강도를 적용할 수 있게 됨을 의미하게 된다.

또한, 광원이 노즐 축상에 배치되는 것이 바람직하게 되는 바, 이는 소형의 반응기 구조를 제공하게 된다. 또한 광원은 어느 장소에나 존재가능하기 때문에, 즉 데드공간(Dead space)이 존재하지 않기 때문에 반응기는 물의 소독에 대해 양호하게 되어 반응기내에서 박테리아 네스트(Nests)가 형성될 수는 없게 된다. 그러나, 반응기 외측에 광원을 배치하는 것과 투광재질로 제조된 반응기 벽을 사용하는 것은 아주 가능성이 있게 된다. 또한 다수의 노즐이 반응기 튜브내에서 중첩적으로 배치되어 제공되는 것도 가능하게 된다. 반응기 효율은 다수의 표면막을 형성함으로써 더욱 증가될 수 있다. 바람직하게, 액체를 수거해서 각 노즐을 연속적으로 통과하도록 하기 위한 수단이 제공된다. 또 다른 개량은 반응기 내벽이 광반사코팅을 갖추게 되면 달성될 수 있다. 예컨대 반응기는 투광재료, 예컨대 UV광조사의 경우에 석영으로 형성되는 반응기 외벽상에서 예컨대 오염된 액체의 추가적인 공급을 위한 제 2트리클링막이 연속적으로 조사될 수 있게 되고, 그에따라 정화처리효율도 증대될 수 있게 된다. 그에 대해, 하우징 또는 재킷(Jacket)이 제공되어 반응기를 에워싸서 오염된 액체를 공급하기 위한 환형상공간을 형성할 수도 있게 된다. 2개의 컨테이너 사이의 거리는 광조사된 액체층의 두께를 결정하게 된다. 그 층의 두께는 제거할 오염물의 화합비 및 농도와 광원의 강도에 따라 선택 및 통제될 수 있다. 바람직하게, 외부컨테이너는 반사내벽을 갖춘 스테인레스강으로 형성된다.

바람직한 일실시예는 다수의 튜브를 결합하여 하나의 튜브 또는 반응기 번들(Bundle)을 구성하게 되고, 그에 따라 반응기의 용량은 실제로 증대될 수 있다. 바람직하게, 낙하하는 액체를 위한 집수반이 제공되어 액체이송사단과 연통된다. 따라서, 액체는 실제 필요에 따라 빈번하게 사용될 수 있다. 기체입구와 기체출구 사이를 접속함에 따라 기체는 반응기를 통해 반복적으로 이송된다는 이점이 있다. 바람직하게, 액체의 공급 및/또는 광조사에 의해 활성화가능한 과산화 수소와 같은 화합물의 첨가를 위해 공급라인이 제공된다. 따라서, 대개 유기화합물인 화합물의 가속화된 분해가 액체내에서 달성될 수 있다.

본 발명에 따른 방법과 그 방법에 실행을 위한 장치는 식수, 산업폐수의 정제 및/또는 소독뿐만 아니라 기체 또는 액체의 방취에 적합하게 된다.

이하, 본 발명의 예시적인 실시예들에 대해 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 수직단면으로 도시된 노즐과 광원을 갖추고서 원주형 튜브로 이루어진 반응기의 기본적인 도면.

도 2는 2개의 노즐을 갖춘 다른 예시적인 실시예를 도식적으로 나타낸 도면.

도 3은 네스트를 형성하도록 결합된 다수의 관형상 반응기로 이루어진 반응기의 사시도.

도 4는 도 3에 도시된 반응기의 평면도.

도 5는 도 3의 반응기를 갖춘 정제장치의 개략도.

도 6은 2중 재킷을 갖춘 반응기의 예시적인 실시예를 모식적으로 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 반응기(11)는 본질적으로 노즐(15)과 광원(17)이 내측에 배치된 튜브(13)로 구성된다. 상기 노즐(15)은 저부가 확장되어 트럼펫형상의 출구(21)를 형성하는 페어형상의 내부공간(19)을 갖추게 된다. 상기 노즐의 형상은 벨(Bell)의 형상과 대비될 수도 있다. 액체가 상기 노즐(15)내로 이송되도록 통과하는 라인 또는 입구(23)는 내부공간(19)으로 접선적으로 유도된다. 예컨대 상기 액체가 일정한 압력하에 상기 내부공간(19)내로 펌핑되는 경우 상기 노즐(15)의 내벽(25)상에는 점착성의 회전하는 액체층(27)이 형성된다. 이 상태에서 상기 층(27)의 액체는 상기 노즐(15)의 네크(Neck)를 통과하여 외향적으로 만곡된 출구(21)로 이동하게 되어, 원심력의 작용에 의해 회전축(29)에 대해 실제로 직각방향으로 편향되게 된다. 그 상태에서, 상기 노즐(15)과 튜브(13)의 사이에는 정화를 위한 기체가 통과하는 연속적인 표면막(31)이 형성된다. 따라서, 점착성 표면막(31)은 적절한 노즐, 특히 EP-A-0 204 709호에 설명된 스핀노즐에 의해 형성함으로써 기체입구(47)를 통과하여 상기 튜브(13)로 흐르는 기체의 흐름이 그 표면막(31)을 통과해야만 하고 기체성 오염물들의 액체로의 변환이 일어날 수 있도록 하는 것이 중요한 점이다. 또한 광원(17)은 상기 노즐의 아래에 연장되기 때문에 광흡수 오염물들은 실제 기상에서 그 광원(17)에 의해 방사되는 에너지를 흡수하여 최소한 부분적으로 분해된다. 잔여의 오염물은 표면막(31)의 통과시 세정액에 의해 상당히 흡수되고, 상기 정화된 기체의 흐름은 기체출구(49)를 통해 반응기(11)에서 배출된다. 이어, 상기 표면막(31)에 남겨지는 오염물들과 함께 액체는 상기 튜브내벽(35)을 따라 낙하 또는 트리클링막(33)의 형태로 아랫방향으로 흐르게 된다. 그 상태에서 상기 액체는 상기 광조사에 추가적으로 노출됨에 따라 오염물의 광대한 분해가 실행될 수 있게 된다. 분해효과를 증대시키기 위해 상기 반응기내벽(35)은 추가적으로 반사코팅을 갖도록 할 수도 있다. 상기 반응기의 하부에서의 출구(34)에 의해 상기 액체는 상기 반응기로부터 제거될 수 있거나 펌프(69)에 의해 노즐(15)로 재차 펌핑될 수 있다.

선택적인 방사대역을 발진하기 위한 예컨대 수은 고압램프 또는 금속할로겐 램프등의 광원(17)은 바람직하게 노즐(15)에 대해 동심적으로 배치되어 그 노즐(15)을 통해 연장된다. 이 장점은 상기 내부공간(19)에 유입되는 액체가 그 액체에 첨가되는 예컨대 과산화 수소와 같은 산화체를 활성화시키기 위해 미리 광조사될 수 있다는 것이다. 상기 램프(17)는 폐쇄된 투광보호관(37)내에 수용된다. 냉각제를 의한 입구 및 출구꼭지(39,41)도 상기 보호관(37)내로 도입된다. 또한, 상기 램프(17)에 대한 전기리이드선(43,45)도 상기 보호된(37)을 통과하게 된다. 도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 표면막(31)은 보호관(37)에 접촉되지 않게 된다. 그 이점은 전자(電磁)광조사에 대한 보호관(37)의 투명도가 장시간의 작동주기 후에도 분해반응에 의해 감손되지 않는다는 것이다.

정화될 기체(51)의 흐름은 하부의 기체입구(47)를 통해 튜브(13)내로 유입되고, 상기 표면막(31)을 통과하고나서 상부의 기체출구(49)를 통해 배출된다. 상기 기체의 정압은 표면막(31)이 작동중에 실재로 지속되도록 조정되게 된다.

도 2는 광원(17) 또는 그 광원(17)을 에워싸는 보호관(37)에 2개의 노즐(15,15')이 제공되는 점만이 상기 제 1반응기와 차이를 갖는 다른 반응기(11')를 도식적으로 나타낸다. 물론, 동일한 다수의 노즐(15)이 제공될 수도 있다. 연속적으로 또는 일렬로 배치된 노즐들은 정화대상의 기체의 흐름이 액체에 반복적으로 접촉된다는 장점을 제공하게 된다. 특정한 일실시예는 예컨대 상측의 노즐(15)로부터 하향적으로 흐르는 액체가 그 하측의 노즐(15')상의 튜브내벽상에 배치된 집수구(도시 생략)내에 집수되어 그 하측의 노즐(15')내로 라인(도시 생략)을 경유해서 펌프에 의해 펌핑되는 경우에 달성되게 된다. 따라서, 액체는 거의 캐스케이드(Cascade)형태의 스테이지에서 정화되어 액체의 순도가 노즐로부터 노즐까지의 사이에서 증가되게 된다.

도 3과 도 4는 다수의 반응기 튜브로 이루어진 반응기(53)를 나타낸다.

상기 튜브(13)들은 상호 결합되어 다공의 금속판(59)에 의해 함께 유지되는반응기 또는 튜브 결합체(55)를 형성하게 된다. 튜브 결합체(55) 자신은 원주형 재킷(57)내에 배치되고, 상기 반응기(53)는 높은 공기처리량을 가능하게 하며 그에 따라 높은 정화능력을 갖게 된다.

도 5는 반응기 결합체(55)로 집수반(63)을 갖춘 정화장치를 예시적으로 나타탠다. 상기 집수반(63)은 밸브(65)를 포함하는 라인(67)을 경유하여 펌프(69)에 접속된다. 그 펌프(69)는 반응기(53)의 외부로 흐르는 액체를 라인(71)을 경유 하여 노즐(15)로 이송하게 되고, 그에 따라 연속적인 액체순환이 실현된다. 추가적인 액체가 밸브(75)를 포함하는 공급라인(73)을 경유하여 공급될 수 있거나 그 산화체가 첨가될 수 있다. 상기 밸브(78)는 액체를 배출하는 작용을 하게 된다.

도 6에 도식적으로 도시된 반응기(11" )는 반응기 하우징(81)내에 수납된다. 처리대상의 액체가 부분적으로 취해지는 간극 또는 환형상 공간(85)이 상기 반응기 하우징 재킷과 튜브(13')의 사이에 제공된다. 상기 튜브(13')는 투광재료로 형성됨에 따라 환형상 공간(85)을 통해 흐르는 액체도 작동중에 광조사된다. 균일한 낙하막이 환형상 공간(85)을 형성할 수 있도록 하기 위해 상기 하우징(81)은 그 상부에서 확장되어 리저버(83)를 형성하기 된다.

상기 반응기는 다음과 같이 사용된다: 예컨대 물과 같은 액체가 펌프(69)에 의해 집수반(63)으로부터 라인(67,71)을 경유하여 노즐(15)로 이송되고, 상기 노즐(15)은 반응기(53; 도 5)내에서 연속적인 액체커튼을 형성하게 된다. 상기 물은 튜브내벽을 따라 그 아래의 집수반(63)내로 낙하막의 형태로 흐르게 된다. 그와 동시에, 바람직하게 수은 고압 또는 저압램프에 의한 광원(17)이 스위칭ON된다. 또한, 오염공기 또는 폐수를 소독하기 위한 알파, 감마-광사기와 같은 다른 광원의 사용도 가능하게 된다.

정화할 기체흐름은 바람직하게 반응기내로 하부로부터 표면막을 통해, 즉 낙하막에 대해 역류방향으로 유입된다. 상기 반응기를 통하는 경로상에서 상기 기체흐름(51)은 광원(17)에 의해 조사됨에 따라 오염물들은 미리 기상으로 분해되거나 마이크로-유기물이 무해하게 될 수 있다. 오염물 또는 기체로부터의 분해생성물들은 표면막(31)과의 후속적인 접촉에 의해 액상으로 변화되는 바, 그 액상은 동시적인 광조사 또는 예컨대 강산화체 또는 광조사시에 활성화가능한 예컨대 과산화 수소등의 화합물과 같은 적절한 시약과의 반응에 의해 분해된다. 상기 전체의 분해처리는 광흡수성을 판정하기 위한 선택적인 측정에 의해 제어된다. 그 측정은 바람직하게 다수의 개소, 즉 반응기의 입구와 출구 및 그 사이에서 실행된다. 측정신호는 자동화처리에서 액체와 기체의 전송 및 혹은 광조사 강도의 제어에 적용된다.

요약하자면, 기상 또는 액상으로 발생될 수 있는 오염물의 분해를 위한 효율은 유동하는 표면막, 특히 관형상 반응기의 경로를 차단하는 회전하는 표면막에 의해 증가된다는 것이 명백해지게 된다. 기체가 반응기를 통과함에 따라 액체와 기체의 효과적인 접촉이 이루어짐으로써 질량이동이 일어날 수 있게 된다. 반응기와 노즐의 형상은 그 사용된 노즐이 실제로 반응기 내부공간을 2부분으로 분할하는 점착성의 안정한 표면막을 형성함과 더불어 기체가 상기 표면막 또는 반응기를 통과하는 경로상에서 그 에지구역을 통과하도록 하는 것이 제공되면 상기한 실시 예들로부터 변형될 수 있다.

Claims (23)

1. 액체가 낙하막(33)의 형태로 반응기벽의 아래로 흐르며 전자광조사에 의해 동시에 노출되도록 해서 반응기(11; 11' ; 11" ;53)내에서 오염된 기체 및 액체를 처리하는 방법에 있어서, 상기 반응기내에는 노즐(15)에 의해 점착성 표면막(31)이 형성되고, 상기 기체는 그 표면막(31)을 통과하도록 해서 기체성 상태로부터 액상으로 질량이동이 일어날 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 기체 및 액체의 정화방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 기체와 액체는 동시에 광조사되는 것을 특징으로 하는 기체 및 액체의 정화방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 기체는 낙하막(33)에 대해 역류방향으로 공급되는 것을 특징으로 하는 기체 및 액체의 정화방법.
4. 제 1항에 있어서, 상기 반응기(11;11' ; 11" ;53)내에는 회전하는 표면막이 형성되는 것을 특징으로 하는 기체 및 액체의 정화방법.
5. 제 1항에 있어서, 하나 이상의 시약 또는 광조사에 의해 활성화가능하고 오염물과의 접촉에 의해 기상 또는 액상으로 반응기 가능한 화합물이 상기 기체 또는액체에 첨가되는 것을 특징으로 하는 기체 및 액체의 정화방법.
6. 제 1항에 있어서, 상기 액체는 순환되는 것을 특징으로 하는 기체 및 액체의 정화방법.
7. 제 1항에 있어서, 상기 기체의 흐름은 부분적으로 순환되는 것을 특징으로 하는 기체 및 액체의 정화방법.
8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한항에 있어서, 상기 오염물의 농도가 측정되고, 그 측정에 기초하여

   - 오염된 기체 및 오염된 액체의 공급 및 배출 또는

   - 다수의 액체 및 기체의 경로 또는

   - 광조사 강도가 제어되어 통제가능하도록 하는 것을 특징으로 하는 기체 및 액체의 정화방법.
9. 제 8항에 있어서, 액체의 흡수성 및 기체의 흡수성이 입구, 출구 또는 그 사이에서 선택적으로 측정되는 것을 특징으로 하는 기체 및 액체의 정화방법.
10. 제 8항에 있어서, pH, 산화/환원전위, 전도성 및 온도와 같은 다른 처리 파라미터가 측정되어 정화처리의 제어와 통제에 적용되는 것을 특징으로 하는 기체및 액체의 정화방법.
11. 반응기(11;11' ; 11" ;53)와 전자광조사에 의해 반응기 내부의 광조사를 위해 상기 반응기 내부 또는 그 주위에 배치된 하나 이상의 광원(17), 액체를 위한 상부 입구(23)와 하부 출구(34), 상기 액체를 입구(23)로 펌핑하는 이송수단(69)을 구비해서 오염된 기체 및 액체의 처리를 위한 장치에 있어서, 상기 반응기(11:11' ;11" ;53)내에는 상기 액체이송수단과 연통하는 노즐(15)이 배치되어 반응기 내벽(35)과 노즐의 사이에서 점착성 표면막(31)을 발생하게 되고, 상기 반응기(11:11';11" ;53)는 상기 기체가 표면막(31)을 통해 통과하도록 입구와 출구(47,49)를 갖추어 구성된 것을 특징으로 하는 기체 및 액체의 정화장치.
12. 제 11항에 있어서, 상기 노즐(15)은 외향적으로 만곡된 출구(21)을 구비한 회전적이면서 동심축인 페어형상의 내부공간(19)을 갖추게 되고, 상기 노즐내부공간(19)내로 액체공급라인(23)이 접선으로 유도되는 것을 특징으로 하는 기체 및 액체의 정화장치.
13. 제 11항에 있어서, 상기 반응기(11;11';11" ;53)는 수직방향으로 배치된 튜브(13)로 형성되고, 상기 노즐(15)은 상기 튜브내에 동심적으로 배치된 것을 특징으로 하는 기체 및 액체의 정화장치.
14. 제 11항에 있어서, 상기 광원(17)은 상기 노즐(15)의 축상에 배치된 것을 특징으로 하는 기체 및 액체의 정화장치.
15. 제 11항에 있어서, 상기 반응기(11')내에는 상호 중첩된 다수의 노즐 (15, 15')이 배치된 것을 특징으로 하는 기체 및 액체의 정화장치.
16. 제 15항에 있어서, 상기 액체를 집수하여 각 노즐(15)을 통해 연속적으로 통과시키는 수단이 구비된 것을 특징으로 하는 기체 및 액체의 정화장치.
17. 제 11항에 있어서, 상기 반응기는 투광재료로 형성된 것을 특징으로 하는 기체 및 액체의 정화장치.
18. 제 11항에 있어서, 상기 액체를 공급하기 위한 환형상 공간을 형성하도록 상기 튜브(13')를 에워사는 반응기 하우징(81)이 설치된 것을 특징으로 하는 기체 및 액체의 정화장치.
19. 제 11항에 있어서, 상기 반응기 내벽(35)은 광반사코팅을 갖춘 것을 특징으로 하는 기체 및 액체의 정화장치.
20. 제 11항에 있어서, 다수의 튜브가 결합되어 튜브 또는 반응기 결합체(55)를형성하는 것을 특징으로 하는 기체 및 액체의 정화장치.
21. 제 11항에 있어서, 상기 반응기로부터 흐르는 액체에 대한 집수반(63)이 설치되고, 그 집수반(63)은 액체이송수단(69)과 연통되는 것을 특징으로 하는 기체 및 액체의 정화장치.
22. 제 11항에 있어서, 상기 기체를 순환시키기 위해 기체입구(47)와 기체출구(49)의 사이에 접속이 이루어진 것을 특징으로 하는 기체 및 액체의 정화장치.
23. 제 11항 내지 제 22항중 어느 한 항에 있어서, 액체를 공급하기 위한 공급라인 및 광조사에 의해 활성화가능한 화합물의 첨가를 위한 공급라인(71)이 설치된 것을 특징으로 하는 기체 및 액체의 정화장치.

Images