벤젠으로 오염된 지하수 처리를 위한 충전탑 설계

소개글

1절 설계과제의 배경 및 목적
오염 물질들이 자연 환경 중에 배출되는 것은 불가피한 일로 보여 진다. 제품을 생산하거나 사용할 때, 또한 폐기물을 처리 및 처분할 때 등 오염 물질들은 환경 중에 배출 된다. 이렇게 환경 중으로 배출된 오염 물질들은 수많은 자연적, 인위적인 인자들에 영향을 받으며 이동되어진다. 이렇게 이동 되어진 오염물질은 토양을 오염시키고 그 속에 사는 생물들 뿐 만 아니라 수질을 오염시켜 생태계 및 인간에게 극심한 피해를 주게 된다. 아래는 오염물질들로 인한 토양오염 및 수질 즉 지하수 오염에 대하여 서술하여 그 피해가 얼마나 환경에 영향을 주는 지에 대해 나타내었다. 토양은 물, 공기에 비해 그 조성이 복잡하여 유해물질에 대한 반응도 다양하게 나타난다. 특히 토양은 완충능력을 지니고 있어 오염물질의 이동이 완만하며 이에 따라 토양오염으로 인한 피해가 나타나기 까지는 상당한 시일이 소요된다. 토양오염으로 인한 피해는 오염토양의 섭취나 휘산 되는 가스의 흡입에 의한 직접 피해보다는 일본에서 발생하였던 이따이이따이병이나 미국의 러브컨넬사건에서 나타난 것과 같이 오염식품이나 오염 지하수의 섭취를 통해 주로 나타난다. 토양 오염의 특징은 다음과 같이 나타낼 수 있다. 토양오염은 유독물저장시설 등 원재료의 누출이나 비위생 폐기물의 매립에 의해 토양이 침출수에 의해 직접 오염되는 경우와 사업장에서 배출되는 오염물질이 공기나 물을 통해 토양으로 유입되어 오염되는 오염경로의 다양성을 가지고 있으며, 토양은 자체가 완충력이 커 오염물질이 축적되기 쉽고, 또한 오염물질의 이동이 느려 수십 년 전의 행위에 의한 오염이 존재할 가능성이 있다. 이러한 오염으로 인한 피해는 식물이나 토양생물의 생육에는 직접적으로 나타나지만, 사람의 건강에는 주로 물, 대기, 식품의 오염을 통하여 간접적이고 만성적인 형태로 나타난다. 오염의 영향은 수질오염과 대기오염이 광역적으로 나타나는데 비해 토양오염은 매체의 특성상 국지적으로 나타난다. 그리고 오염 대부부분이 눈에 보이지 않아 오염물질을 분석하기 전에는 오염정도를 인지하기 어렵고, 토양 중 유해물질의 축적과 환경영양의 작용 기작이 복잡하여 토양 중 유해물질의 축적량과 물, 대기, 식물체 등 타 환경으로의 이행량과의 사이에 일정한 양의 관계가 나타나지 않는 경우가 많다.

목차

Ⅰ. 서론
1절 설계과제의 배경 및 목적
2절 오염에 대한 사례
3절 오염에 대한 현황 및 실태
4절 오염문제의 동향
5절 설계과제의 범위 및 방법

II. 이론적 배경
1절 벤젠으로 오염된 지하수량 및 유량 계산방법
2절 충전탑 설계 계산 방법
3절 손실수두 값 계산 방법
4절 충전탑 구조 및 기능
5절 충전제의 종류 및 특징, 선택
6절 벤젠 가스량 계산 방법
7절 물탱크 용량 결정

III. 설계 방법
1절 벤젠의 음용수 기준치
2절 벤젠 오염수의 유량을 처리할 수 있는 펌프종류(모터) 및 가격
3절 각종 처리 공정 비교 및 선택
4절 충전탑 시설의 부수장치 조사 및 가격
5절 벤젠 가스량 사업장 대기오염 기준치(환경부 대기 시행령)
6절 후처리 공정 조사 및 비교
7절 물탱크 가격

IV. 결과 및 고찰
1절 충전제 rasching ring 가격
2절 충전탑 설계인자 값
3절 충전탑 및 탈기장치 도면
4절 설치비, 운영비 산정

V. 결론
1절 전체내용 요약
2절 결론 및 발전사항
3절 보안 및 건의 사항

VI. 참고문헌

VII. 부록

본문내용

5절 설계과제의 범위 및 방법
과제의 목적은 앞서 말한 유해폐기물 오염의 정화이며 이 정화를 하기 위한 설계의 범위 및 방법에 관련하여 기술 하도록 하겠다.
유해폐기물 처리에 관한 사항으로는 먼저 물리화학적공정과 생물학적공정 안정화와 고형화, 연소공정 등 이 있는데 이번 과제를 통해서 다룰 범위는 물리 화학적공정이며 주중에서도 탈기(air stripping)에 관한 부분이다.
탈기는 휘발성 화합물로 오염된 물에 공기를 접촉시켜 물에 있는 휘발성 화합물을 분리하는 공정이다. 탈기는 낮은 농도의 휘발성 화합물 정화에 적합한 공정으로, 오염된 지하수를 정화하는 데 많이 사용된다. 탈기 공정은 충전탑, 쟁반탑, 분사시스템, 분산 포기, 기계 포기 등의 방법으로 행해 질 수 있다.
여기서 우리는 설계방법 중 지하수 정화에 많이 사용되는 충전탑을 선택하여 설계 할 것이며 이 충전탑을 사용하여 오염물질을 제거하고 이를 통하여 설계에 대한 문제 해결을 이루어 낸다.
이를 위해서는 많은 사항이 고려되어야 할 것이며, 유해폐기물 중에서도 벤젠을 처리하고, 벤젠을 처리하기 위한 충전탑의 설계를 통해 도출된 설계의 과정 및 해결 방안을 명시하고 나타냄으로써 어떻게 설계가 진행이 되고 문제를 풀어 나갔는지를 기술할 것이다.
설계 과제의 문제는 다음과 같다.

약 5년전 유조탱크 전복사고로 약 40m3의 벤젠이 유출되어 비제한 대수층(unconfined (or water table) aquifer)로 흘러들었다. 전체 유출된 벤젠 중 약 20m3가 대수층으로 유입된 것으로 추정하고 있으며 현재 오염된 대수층의 벤젠 농도는 6.5㎎/ℓ로 조사되었다. 또한 조사에서 밝혀진 사항은 오염된 지하수층의 벤젠 농도는 일정하고, 비제한 대수층을 15.0m 두께의 타원형으로 오염시킨 것으로 추정한다. 지하수층의 수리전도도(K)는 3.6 x 10-4m/sec이며, 오염수 지역에 2개의 Pumping well을 시공하여 병렬로 오염수를 pumping하면 전체 지하수 오염지역을 cover 할수 있다고 가정한다. 2개의 pumping well은 지름이 20cm이고 pumping 유량은 동일하며 집수정에서 drawdownn은 12m로 측정되었다.

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