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터널시공 시 이산화탄소(CO2)를 이용한 알칼리성 폐수의 중화처리 현장적용 연구
A Study on the Field Application of Alkaline Tunnel Wastewater to Neutralization Using CO2 원문보기

韓國地盤工學會論文集 = Journal of the Korean geotechnical society, v.36 no.8, 2020년, pp.27 - 34  

박영진 (경기대학교 산학협력단) ,  이호철 (에코엔텍(주))

초록
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터널시공 현장에서는 콘크리트와 숏크리트 및 각종 그라우팅 공법의 사용으로 다량의 알칼리성 폐수가 발생되고 있으며 하천오염을 방지하기 위해 중성화 처리를 해서 방류해야 한다. 현재는 이를 황산과 같은 강산으로 중화 처리하고 있으나 취급상의 위험이 내재 되어있다. 그 대안으로 이산화탄소(CO2) 사용이 부각되었고 다양한 실내실험 연구가 진행되어 그 가능성이 입증되고 있다. 하지만 아직 CO2의 현장 적용연구가 절대 부족하고 특히 건설현장에서는 실내 실험 결과와는 다른 특성을 보이고 있기 때문에 현장 적용이 어려운 실정이다. 이에 본 연구에서는 현장 실험을 통하여 실제 현장 적용 가능성을 검증하고자 한다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Strong alkaline waste water is generated in large quantities due to using Concrete, shotcrete and various compounds in tunnel construction sites. As the release of this alkaline waste water will contaminate the stream water, it has to be neutralized. Currently, this waste water is mainly neutralized...

주제어

#Alkaline   # $CO_2$   #Neutralization   #Tunnel   #Waste water  

표/그림 (19)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구의 목적은 터널현장에서 발생하는 알칼리폐수의 중화처리에 CO2를 적용하기 위한 실제 현장 모델을 만드는 것이다. 따라서 현장에서 발생되는 폐수의 유입량 별로 적정 CO2 투입량을 제시하여 초기에 적정한 설비의 용량 선정을 가능하게 하고 운영시 CO2투입량 기준을 제시하여 현장에서 활용이 가능하도록 함이 목적이다. Fig.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
건설 현장에서 발생하는 폐수는 무엇인가? 5 톤/일이며, 그 중 섬유염색 폐수는 약 377,000 톤/일, 화학물 질폐수 486,699 톤/일, 금속업폐수 506,864 톤/일 등 많은 양의 알칼리성 폐수가 발생되고 있다(2020환경부). 특히 건설 현장에서는 석회, 실리카, 알루미나, 산화철 등의 성분이 다량으로 혼입되어 있는 시멘트와 혼화제가 많이 사용되고 있으며 이로 인하여 강한 알칼리성 폐수를 대량으로 배출하고 있다. 알칼리성 폐수를 그대로 방류할 경우 물속에 있는 유기물질 등을 용해 또는 분해시켜 물의 자정작용을 저해하고 BOD 부하를 증가시키며 하천의 색을 변색시키는 원인이 된다.
황산이나 염산을 통해 알칼리성 폐수를 중화하는 방법의 단점은 무엇인가? 현재 알칼리폐수는 주로 황산이나 염산 등과 같은 강산을 사용하여 중화처리하고 있다. 이러한 강산을 사용할 경우 설비 부식 및 취급상의 위험이 항상 내재 되어 있다. 또한 pH 7 부근에서는 소량의 황산이 투입되더라도 pH가 급격히 떨어져 NaOH를 재주입해야 하는 문제점이 발생하기도 한다. 그리고 강화된 화학물질관리법에 의해 10% 이상의 황산은 유독물질로 지정되어 장외 영향평가 및 위험물관리자 선임 ,방호시설 설치 등 까다로운 관리방안을 충족해야 한다.
알칼리성 폐수는 어떤 문제를 일으키는가?  특히 건설 현장에서는 석회, 실리카, 알루미나, 산화철 등의 성분이 다량으로 혼입되어 있는 시멘트와 혼화제가 많이 사용되고 있으며 이로 인하여 강한 알칼리성 폐수를 대량으로 배출하고 있다. 알칼리성 폐수를 그대로 방류할 경우 물속에 있는 유기물질 등을 용해 또는 분해시켜 물의 자정작용을 저해하고 BOD 부하를 증가시키며 하천의 색을 변색시키는 원인이 된다.
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참고문헌 (10)

  1. Jee-June Song, Sung-Eun Kim, and Bae-Beom Kim (2017), "A Study on Recycling of Carbon Dioxide Alkalic Wastewater", J. of Korean Society of Enviromental Technology, Vol. 18, No. 1, pp. 33-38. 

  2. Dae-Yeop Kang, Mi-Ran Kim, Jun-Heok Lim, Tae-Yoon Lee, and Jea-Keun Lee (2016), "Neutralization of Alkaline Wastewater with $CO_2$ in a Continuous Flow Jet Loop Reactor", Korean Chem. Eng. Res., Vol. 54, No. 1, pp. 101-107. 

    원문보기 상세보기 crossref

  3. Min-Ki Son, Ho-Jin Sung, and Jea-Keun Lee (2013), "Neutralization of Synthetic Alkaline Wastewater With $CO_2$ in a Semi-batch Jet Loop Reactor", The Korean Society of Combustion, Vol. 18, No. 3, pp. 38-43. 

    원문보기 상세보기 crossref

  4. Dae-Yeop Kang (2015), "Study on the Characteristics of Struvite Crystallization and $CO_2$ Absorption in Jet Loop Reactors", Pukyong National University, a master's thesis, pp. 36-56. 

  5. Sang-Kyo Choi and Kwang-Sub Ko (2001), "Field Test Experience of Exhaust Gas Utilization Technology for Neutralizing the Alkaline WasteWater", J. of Korean Society of Enviromental Engineers, pp. 7-8. 

  6. Go-Eun Cha, Ho-Jin Sung, Jun-Heok Lim, Tae-Yoon Lee, and Jea-Keun Lee (2014), " $CO_2$ Absorption Characteristics of a Jet Loop Reactor with a Two-fluid Swirl Nozzle in an Alkaline Solution", Korean J. Chem. Eng., Vol. 31, No. 4, pp. 701-705. 

    상세보기 crossref

  7. Kim Nor Jung, Kim Young Rae, Lim Seong II, Moon Ki Bong, Kim Rae Hyun, and Jung Sii Hyun (2005), "Process Development of Carbon Dioxide ( $CO_2$ ) and Acid gas (SOx, NOx) Removal Contained in Combustion Exhaust gas Using Alkaline Wast-water", Korea Institute of Energy Research, pp. E271-E276. 

  8. Young-Rae Kim, Jong-In Dong, Ro-Jung Kim, Sung-IL Lim, and Soo-Hyun Chung (2006), "A study on the Technology (Process) for the removal of Sulfur Dioxide in Flue Gas by Using Alkaline Waste Water", Korean Society of Environmental Engineers, pp. 854-855. 

  9. Soo-Hyun Chung, Sang-Guk Kim, Seong-Soo Kim, Je-Kyung Woo, Ji-Soo Kim, and Jae-Kyun Lee (2001), "Development of $CO_2$ Separation and Industrial Utilization Technologies (Alkaline Waste Water Neutralization)", Final report, Korea Institute of Energy Research. 

  10. Current status of industrial wastewater generation and treatment, Environmental Statistics Portal (2020 Ministry of Environment). 

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