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디젤오염토양 마이크로파 처리 시 TPH의 제거 특성
The Characteristics of TPH Removals by Microwave Radiation for Diesel Contaminated Soil 원문보기

대한환경공학회지 = Journal of Korean Society of Environmental Engineers, v.35 no.11, 2013년, pp.776 - 780  

정승우 (서울과학기술대학교 환경공학과.폐자원 바이오매스 에너지화센터) ,  이태진 (서울과학기술대학교 환경공학과.폐자원 바이오매스 에너지화센터)

초록
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본 연구에서는 마이크로파 조사를 통하여 디젤오염토양의 TPH (Total Petroleum Hydrocarbon) 제거양상을 살펴보고자 하였다. 건조토양을 마이크로파로 조사하였을 때 토양 내 온도의 상승은 완만하였으나 수분이 공급된 상태에서 온도 상승이 급격하게 나타났다. 함수량이 20% 이내 범위에서는 수분함량이 증가할수록 온도가 상승하였으나 20% 이상에서는 오히려 온도가 저하되었다. 100~700 W의 전력량으로 마이크로파를 조사한 후 각각의 TPH의 제거량을 확인하였을 때 300 W 이상의 범위에서는 전력량이 높아짐에도 TPH 제거량에 차이가 많지 않았다. 초기 수분량 20%에서 마이크로 조사 시 최종 TPH 제거량은 60%로 나타났으나 추가적으로 수분을 공급하여 토양 내 함수량을 일정하게 유지하였을 때 약 25%의 TPH 제거 증대효과가 나타났다. 이는 마이크로파를 이용할 때 반응이 지속됨에 따라 수분손실과 더불어 온도가 감소하므로 토양 내 함수량을 유지하는 것이 효율적인 TPH제거를 위해 중요한 요인이 될 수 있다는 것을 나타낸다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

TPH degrdation patterns in diesel contaminated soil was investigated with microwave radiation. When microwave radiation on the soil was applied, temperature increment of the aridic soil was quite low, but temperature in the moist soil was dramatically increased even if short period of running time. ...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 본 연구에서는 휘발성 유기화합물인 디젤로 오염된 토양을 복원하는데 있어서 마이크로파의 적용성을 확보하기 위해 최적 마이크로파의 전력량(Watt)을 도출하고자 하였다. 특히 일정 전력의 마이크로파 적용 시 토양 내 함수량에 따른 오염토양의 TPH 농도 변화 양상을 살펴봄으로서 보다 효과적인 마이크로파 적용 열탈착 처리기술의 적용 방법을 제시하고자 하였다.
  • 마이크로파 조사가 진행되는 동안 토양 내 수분을 보충하여 토양 내 함수량을 일정하게 유지하였을 때 토양 내 TPH 탈착이 효과적으로 나타나는지 확인하기 위한 추가적인 실험을 실시하였다. 토양의 초기 함수비는 20%로 하였고 300 W의 전력이 공급되어졌으며, 초기 TPH 농도를 약 17,000 mg/kg로 설정하였다.
  • 본 연구에서는 마이크로파를 조사하여 오염토양 내 TPH가 효과적으로 탈착시킬 수 있는 조건을 확보하기 위해 마이크로파의 출력 및 토양의 함수비 등을 달리하여 TPH 제거량을 측정하여 보았다. 결론적으로 나타난 결과를 살펴보면 마이크로파를 조사하였을 때 건조토양에서는 온도가 완만하게 증가하였으나 수분이 함유되었을 때 급격한 온도의 상승이 관찰되었으며 이는 오염토양 처리를 위한 마이크로파 조사 적용 시 함수량이 매우 중요한 인자로 작용한다는 것을 알 수 있었다.
  • 따라서 본 연구에서는 휘발성 유기화합물인 디젤로 오염된 토양을 복원하는데 있어서 마이크로파의 적용성을 확보하기 위해 최적 마이크로파의 전력량(Watt)을 도출하고자 하였다. 특히 일정 전력의 마이크로파 적용 시 토양 내 함수량에 따른 오염토양의 TPH 농도 변화 양상을 살펴봄으로서 보다 효과적인 마이크로파 적용 열탈착 처리기술의 적용 방법을 제시하고자 하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
토양오염을 유발할 가능성이 있는 지역은 무엇이 있는가? 이들은 토양 내에서 물리화학적 특성과 이동성에 따라 다른 거동을 보이는데, 유기화합물은 토양 심층부 및 지하수층까지 분포하면서 토양이나 지하수를 오염시키고 있는 것으로 나타났다. 토양오염을 유발할 가능성이 있는 시설 및 부지로는 폐기물매립지, 유류 및 유해화학물질 저장시설, 광산지역, 과거 군부대 주둔지역등이 있다.
열탈착 공법이 타 공법에 비해 신뢰도가 높은 경우는 어떤 오염지역인가? 일반적으로 적용되고 있는 토양복원기술은 증기추출법,생물학적 정화법, 소각, 열탈착, 화학적 산화 등이 적용되고 있으며,1,2) 이 중 열탈착 공법은 준 휘발성 물질을 단시간에 처리가 가능하고 오염토양복원에 효율적으로 적용이 가능한 공법으로 입증된 바 있다.3) 특히 오염지역이 생물학적 처리기술의 적용이 어려운 고농도인 경우 타 공법에 비해 공정 운전에 대한 신뢰도가 높고 처리효율이 뛰어나며 복합 처리 연계가 수월한 공정으로 알려져 있다.4,5)
유기화합물은 어떤 특성으로 토양 또는 지하수를 오염시키는가? 기존의 토양오염 문제는 중금속 오염이 중심이었으나,최근에는 유기화합물에 의한 오염 역시 큰 문제가 되고 있다. 이들은 토양 내에서 물리화학적 특성과 이동성에 따라 다른 거동을 보이는데, 유기화합물은 토양 심층부 및 지하수층까지 분포하면서 토양이나 지하수를 오염시키고 있는 것으로 나타났다. 토양오염을 유발할 가능성이 있는 시설 및 부지로는 폐기물매립지, 유류 및 유해화학물질 저장시설, 광산지역, 과거 군부대 주둔지역등이 있다.
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참고문헌 (13)

  1. Kostecki, P. T. and Calabrese, E. J. "Petroleum contaminated soil : remediation technique, environmental fate, risk assessment, Chelsea MI, Lewis Publishers(1989). 

  2. Bricka, R. M., Williford, C. W. and Jones, L. W. "Heavy metal soil contaminated at U.S. army installations : proposed research and strategy for technology development, technical report IRRP-94-1, U.S. army corps of engineers(1994). 

  3. EPA Website, http://www.westgov.org/wga/publicat/lttdweb.htm., Low temperature thermal desoption(2005). 

  4. Percin, P. R. "Application of thermal desoption technologies to hazardous waste sites," J. Hazard. Mater., 40, 203-209 (1995). 

  5. Lighty, J. S., Pershing D. W., Cundy, V. A. and Linz, D. G., "Characterization of thermal desorption phenomena for the cleanup of contaminated soil," Waste, Manag., 8, 225-237 (1998). 

  6. NATO/CCMS., Pilot study on research, "Development and evaluation of remedial action technologies for contaminated soil and groundwater," Summary report on the NATO/CCMS, pp. 15-20(1996). 

  7. Ha, S.-A. and Yeom, H.-K., "The evaluation of drying characteristics and energy consumption by microwave treatment for oil contaminated soil," J. Kor. Soc. Waste Manag., 27 (6), 467-475(2010). 

  8. Moon, K.-W., Kim, W.-H., Lee, B.-C. and Kim, D.-C., "Microwave remediation of soils contaminated by volatile organic chemicals," J. Kor. Soc. Environ. Health, 22(3), 116-122(1996). 

  9. Cravotto, G., Carlo, S. D., Ondruschka, B., Tumiatti, V. and Roggero, C. M., "Decontamination of soil containing POPs by the combined action of solid fenton-like reagents and microwaves," Chemosphere, 69, 1326-1329(2007). 

  10. Li, D., Zhang, Y., Quan, X. and Zhao Y., "Microwave thermal remediation of crude oil contaminated soil enhanced by carbon fiber," J. Environ. Sci., 21, 1290-1295(2009). 

  11. Kim, Y.-K., "Remediation of oily contaminated soil using the thermal characteristic of microwave," J. Kor. Soc. Environ. Adm., 15(3), 155-161(2009). 

  12. Jeong, S. and Choi, H., "Removal of semi-volatile soil organic contaminants with microwave and additives," J. Soil Groundwater Env., 18(1), 67-77(2013). 

  13. MOE (Ministry of Environment), Standard Methods for Examination of Soil(2009). 

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