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유류오염토양 처리를 위한 컬럼식 토양세정기술 평가
Evaluation of Soil Flushing Column Test for Oil-contaminated Soil Treatment 원문보기

청정기술 = Clean technology, v.23 no.3, 2017년, pp.302 - 307  

강희천 ((재)환경기술정책연구원) ,  한병기 (강원대학교 지구환경시스템공학과) ,  김정대 (한림성심대학교 보건환경과) ,  서승원 ((주)동명엔터프라이즈) ,  신철호 ((재)서해환경과학연구소) ,  박준석 (강원대학교 지구환경시스템공학과)

초록
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본 연구는 오염현장에서 채취한 유류오염토양을 in situ 토양세정법으로 정화시 기술 적용성을 평가하기 위한 컬럼식 실험이다. 실험에 사용한 오염토양의 토성은 사토(sand)이었으며, 초기 TPH 오염농도는 $9,369mg\; kg^{-1}$이었다. 세정용액으로 0.1% Tween-80을 사용하였으며, 반응기로는 아크릴 원형컬럼과 유리 시린지컬럼을 사용하였다. 아크릴 원형컬럼 실험에서 0.1% Tween-80을 1 PV 주입하였을 때 토양 TPH의 35%가 제거되었고 이후 5 PV까지도 제거효율이 약 40% 정도로 큰 증가가 나타나지 않았으나 7 PV 주입하였을 때 약 60%가 제거되었다. 아크릴 원형컬럼 대신 유리 시린지컬럼을 사용하여 체류시간을 증가시키자 5 PV까지는 아크릴 원통컬럼을 사용한 경우보다 제거효율이 전반적으로 약 3 ~ 12% 높았으나 7 PV을 모두 주입하였을 때의 제거효율은 약 60%로 서로 차이가 없었다. 단독 alum과 alum+polymer 혼합응집제를 사용하여 폐세정액을 응집처리한 결과 최적 주입농도는 두 경우 모두 $150mg\;L^{-1}$인 것으로 나타났다. 응집처리한 Tween-80 폐세정액에 Tween-80을 0.1% 농도로 새로 용해하여 재사용 세정을 실시한 결과의 제거효율은 41.0%로 재사용하지 않은 0.1% Tween-80의 32.0% 보다 약 9% 높게 나타났다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study was conducted to evaluate the feasibility of in situ soil flushing for TPH-contaminated soil remediation with column test. The soil texture of the soil was sand and the initial TPH concentration was $9,369mg\; kg^{-1}$. 0.1% Tween-80 was selected as surfactant solution. And the...

주제어

#토양세정   #컬럼식 실험   #계면활성제  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 국내 토양의 토성은 대체적으로 미사토가 많아 오염토양 역시 이러한 토성을 갖는 경우가 대부분이며, 아직까지 in situ 토양세정을 이용한 현장정화기술의 적용사례와 기술축적은 매우 미미한 상황이다. 본 연구는 실제 오염현장에서 채취한 유류오염토양을 in situ 토양세정법으로 정화시 기술 적용성을 평가하기 위하여 실시되었다. 회분식 선행 연구에서는 적정 계면활성제의 종류와 최적 주입농도를 결정한 바가 있으며[5], 이를 바탕으로 본 연구에서는 실제 오염토양에 적용하기 위한 컬럼식 연구를 실시하였다.

가설 설정

  • 폐수를 응집하여 처리할 때 가장 적합한 응집제의 종류, 첨가량, 첨가 조건 등을 판단하기 위해 Jar test를 실시하는데 이 실험에 미치는 영향은 주로 pH와 응집제의 농도이다[4]. 그러나 실제 오염토양 복원 현장에서는 pH를 조절하는 것이 번거롭고 쉽지 않기 때문에 본 실험에서는 작업 특성을 고려하여pH 조절을 하지 않았다. 초기 758.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
토양세척 기술의 장점은 무엇인가? 토양세정(soil flushing)은 첨가제(알코올, 착염물질, 산․염기 용액 또는 계면활성제 등 오염물질 종류에 따라 다름)가 함유된 세정용액을 관정을 통하여 토양공극 내에 주입하여 오염물질 용해도를 증대시키고 토양에 흡착된 오염물질을 탈착시킨 후 수용액상이나 자유상 형태로 지상으로 추출하여 처리하는 물리/화학적 지중처리(in situ) 기술이다[1-5]. 토양 세정 기술은 세정액을 사용한다는 점에서 짧은 시간 내에 토양복원이 가능하고 비교적 경제성이 우수한 장점이 있는 토양세척(soil washing) 기술과 처리 메카니즘이 유사하다[6].
세정용액인 계면활성제나 용매는 어떻게 포집되는가? 특히 계면활성제는 계면의 자유에너지를 낮출 뿐만 아니라 계면의 성질을 현격히 변화시키며 물에 대해 용해성이 적은 물질을 열역학적으로 안정한 상태로 용해시킬 수 있는 중요한 화학물질이다[4,7,8]. 세정용액은 중력이나 외부력에 의해 이동되며 세정부산물 또한 추출정을 통해 포집된다. 세정 후 세정용액은 비용절감을 위하여 재이용하는 것이 바람직하다[4, 7,8].
토양세정은 어떤 기술인가? 토양세정(soil flushing)은 첨가제(알코올, 착염물질, 산․염기 용액 또는 계면활성제 등 오염물질 종류에 따라 다름)가 함유된 세정용액을 관정을 통하여 토양공극 내에 주입하여 오염물질 용해도를 증대시키고 토양에 흡착된 오염물질을 탈착시킨 후 수용액상이나 자유상 형태로 지상으로 추출하여 처리하는 물리/화학적 지중처리(in situ) 기술이다[1-5]. 토양 세정 기술은 세정액을 사용한다는 점에서 짧은 시간 내에 토양복원이 가능하고 비교적 경제성이 우수한 장점이 있는 토양세척(soil washing) 기술과 처리 메카니즘이 유사하다[6].
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참고문헌 (13)

  1. Ministry of Environment (Korea), "Guideline for Remediation Technology of Oil-Contaminated Soil,"Research Report, 2007. 

  2. Park, J.-S., "Treatment of Contaminated Soil Using Soil Flushing," Geoenv. Eng., 6(1), 27-32 (2005). 

  3. Choi, S.-I., So, J.-H., and Cho, C.-H., "A Study on the Basic Characteristics of In-Situ Soil Flushing Using Surfactant," Korean Soc. Soil and Groundwater Environ., 7(4), 87-91 (2002). 

  4. Park, J.-U., Park, J.-S., Shin, C.-H., Won, C.-H., and Kim, S.-H., "Treatment of Diesel-contaminated Soil and Flushed-Solution Using Soil Flushing Process and Coagulation," Korean Soc. Waste Manage., 21(6), 588-597 (2004). 

  5. Kang, H.-C., Kim, J.-D., Han, B.-G., Seo, S.-W., Shin, C.-H., and Park, J.-S., "Fundamental Study for Feasibility on Soil Flushing for TPHs-contaminated Soil Treatment," J. Korean Oil Chem.'s Soc., 32(4), 740-747 (2015). 

    원문보기 상세보기 crossref

  6. Ahn, S.-K., Kim, C., Lee, J.-M., Lee, G.-C., Shon, Z.-H., Jung, B.-G., and Yoon, T.-K., "Removal Characteristics of Lead-contaminated Soil at Military Shooting Range by Using Soil Washing Process," Clean Technol., 18(4), 390-397 (2012). 

    원문보기 상세보기 crossref

  7. Kim, K.-H., "A Study on Determination of Cleansing Agent for TPH Contaminated Soil," Master Thesis, Woosong University, Daejeon, 2010. 

  8. Kim, D.-H., "Flushing of Petroleum-contaminated Soil Using Mixed Surfactants," Master Thesis, Kyungsung University, Busan, 2010. 

  9. Eweis, J. B., Ergas, S. J., Chang, D. P. Y., and Schroeder, E. D., Bioremediation Principles, McGraw-Hill Co., Malaysia, 1998, pp. 26-27. 

  10. Park, J.-J., "The Characteristics of Soil Remediation by Soil Flushing System Using PVDs," J. Korean Environ. Res. & Reveg. Technol., 10(5), 76-86 (2007). 

  11. Son, B.-H., Lim, B.-S., Oa, S.-W., and Lee, B.-H., "Selection of Surfactant and Operation Scheme for Improved Efficiency of In-situ Soil Flushing Process," J. Korean Soc. Water Qual., 22(5), 824-830 (2006). 

  12. Cho, D., and Kim, H.-S., "Kinetics of in situ Surfactant Soil Flushing at Moderate Washing Conditions," Korean J. Chem. Eng., 19(5), 783-790 (2002). 

    상세보기 crossref

  13. Yoo, J.-C., Kwak, S.-J., Lee, J.-S., Jeon, P.-Y., Park, E.-R., and Baek, K.-T., "Remediation of Metal-Contaminated Soil Combined with In-Situ Soil Mixing and Soil Flushing Process," J. Korean Soc. Environ. Technol., 17(1), 1-10 (2016). 

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