초록 ▼

o 기존의 중금속 오염 토양 처리 방법인 토양세척과 동전기 기술에서 저투수성 토양에 대한 적용 한계성과 단점을 보완하기 위하여 최적화된 펄스 전원을 인가한 동전기 시스템을 개발하여 오염토양내 중금속의 이동속도를 향상시킴과 동시에 투입 전력량을 절감
o 기존의 직류전원을 이용한 동전기 기술과의 처리 효율, 처리 시간, 투입 전력량등을 비교 평가 (기존 동전기 기술 대비 에너지 효율 2배 향상)
o 토양의 특성 및 중금속 종류별 투입하는 펄스전원의 최적 파형 확보
o 고전류 밀도에서 장기간의 전극수명 확보를 위한 불용성

o 기존의 중금속 오염 토양 처리 방법인 토양세척과 동전기 기술에서 저투수성 토양에 대한 적용 한계성과 단점을 보완하기 위하여 최적화된 펄스 전원을 인가한 동전기 시스템을 개발하여 오염토양내 중금속의 이동속도를 향상시킴과 동시에 투입 전력량을 절감
o 기존의 직류전원을 이용한 동전기 기술과의 처리 효율, 처리 시간, 투입 전력량등을 비교 평가 (기존 동전기 기술 대비 에너지 효율 2배 향상)
o 토양의 특성 및 중금속 종류별 투입하는 펄스전원의 최적 파형 확보
o 고전류 밀도에서 장기간의 전극수명 확보를 위한 불용성 전극 개발(전류 밀도 $0.01A/cm^{2}$에서 15년 이상 전극 수명 확보)
o 펄스전원을 안정적으로 인가함과 동시에 전극 간격을 증가 수 있는 전극의 형태 및 전극셀의 연결 구성을 설계
o 개발된 펄스 동전기 기술을 현장 pilot plant에 적용하여 운전인자 확보 및 효율과 경제성 평가(기존 동전기 기술 : 170,000원/$m^{3}$, 펄스 동전기 70,000원/$m^{3}$)

Abstract ▼

o Characterization of contaminated soil by heavy-metals applying to pulse-powered EK treatment system
- Investigation of contaminated soil on electrical property
- Characterization of heavy-metals bonding feature in contaminated soil
o Design and manufacture of pulsed power applying to puls

o Characterization of contaminated soil by heavy-metals applying to pulse-powered EK treatment system
- Investigation of contaminated soil on electrical property
- Characterization of heavy-metals bonding feature in contaminated soil
o Design and manufacture of pulsed power applying to pulse-powered EK treatment system
- electrical circuit model building and driving specification
- Analysis of pulsed power waveform
o Development of lasting electrode against oxidation potential applying to pulse-powered EK treatment system
- Catalyst electrode development
- Acceleration test to identify electrode life time
o Study on removal efficiency of heavy-metals in contaminated soil applying to pulse-powered EK treatment system
- Manufacture of Lab. scale reactor for achievement of EK treatment test
- Estimation of performance comparison with Pulse and DC powered EK treatment system
o Estimation of removal efficiency of heavy-metals in contaminated soil from field site applying to pulse-powered EK treatment system
- Study on application to pulse-powered EK treatment system on SamGwang-mine tailing site
- Study on application to pulse-powered EK treatment system on Soha housing development site
- Study on application to pulse-powered EK treatment system on Geumwang mine tailing site
o Study on application to pulse-powered EK treatment system on bench scale reactor
- Design and manufacture of bench scale reactor
- Driving design factor from the results of bench scale reactor test
o Estimation of application to pulse-powered EK treatment system by pilot plant test on field site
- Design and manufacture of pilot plant facility
- Installation and operation of pilot plant facility on field site
- Estimation of pilot plant test results and economics considering commercialization

목차 Contents

• 환경기술개발사업 최종보고서.초록...1
• 제출문...2
• 보고서 초록...3
• 요약문...4
• SUMMARY...8
• CONTENTS...13
• 목차...15
• 표차례...17
• 그림차례...20
• 제1장 연구개발과제의 개요...25
• 제1절 연구개발의 배경 및 필요성...25
• 제2절 연구개발의 목적 및 내용...35
• 제3절 펄스 동전기 기술의 원리...36
• 제2장 국내외 기술개발 현황...37
• 제1절 국외 오염토양 처리기술 및 현황...37
• 제2절 국내 오염토양처리기술 및 현황...53
• 제3절 국내외 오염토양 처리기술에 대한 특허 분석...65
• 제3장 연구 개발 수행 내용 및 결과...74
• 제1절 펄스 동전기 기술 적용을 위한 중금속 오염 토양의 특성 조사...74
• 1. 토양의 중금속 흡착 및 탈착에 대한 특성 조사...74
• 2. 동전기 기술 적용을 위한 중금속 오염 토양의 특성 조사...83
• 제2절 펄스 동전기 기술 적용을 위한 펄스 파워의 설계 및 제작...86
• 1. 펄스파워의 개요...86
• 2. 펄스전원의 개발 현황...87
• 3. 펄스전원 제작 및 적용...89
• 4. 전기화학적 동전기반응 회로 모델 구성 및 운전 사양 확인...95
• 제3절 펄스 동전기 기술 적용을 위한 내구성 향상 불용성 촉매전극의 개발...103
• 1. 촉매 전극 개발...103
• 2. 개발 전극의 안정성 및 수명 예측 평가...117
• 제4절 중금속 오염 토양 처리를 위한 펄스 동전기의 적용성 평가...122
• 1. 실험실 규모의 동전기 오염토양 처리 장치 제작...122
• 2. 실험 방법 및 분석 방법...125
• 3. 펄스 전원방식과 기존 직류 전원방식과의 동전기 성능 비교 평가...127
• 4. 폐액내 중금속 처리 방법 도출...144
• 제5절 현장오염토양에 대한 펄스동전기 기술의 중금속 처리 효율 평가...148
• 1. 삼광광산 광미의 펄스 동전기 적용성 연구...148
• 2. 소하 택지 개발 지구 토양의 펄스 동전기 적용 실험...201
• 3. 금왕 광산 광미 토양의 펄스 동전기 적용 실험...217
• 4. 유기물질에 의한 펄스동전기효율 저하효과 평가...226
• 5. 토양 내 이온의 이동에 따른 펄스 동전기 효율 특성 평가...236
• 6. 투입 전력량에 따른 펄스 동전기 특성 평가...247
• 제6절 Bench scale 반응기 적용을 통한 펄스 동전기 기술의 설계 인자 도출...252
• 1. Bench scale 반응기의 설계 및 제작...252
• 2. Bench scale 반응기의 실험결과 및 설계 인자 도출...256
• 제7절 현장 Pilot plant 운전을 통한 펄스 동전기 기술의 상용성 평가...258
• 1. Pilot plant 설계 및 제작...258
• 2. Pilot plant 현장설치 및 운전...273
• 3. Pilot plant 실험 결과 및 최적인자 도출...281
• 4. 상용화를 위한 비용 및 경제성 평가...295
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도...300
• 제1절 연구개발 목표 대비 달성도...300
• 제2절 주요 연구개발 성과...309
• 제5장 연구개발결과의 활용계획...315
• 제1절 펄스 동전기 기술의 사업화 전망 (시장 전망)...315
• 제2절 펄스 동전기 기술의 현장 적용성 및 예상 설계...334
• 제3절 펄스 동전기 기술의 활용 계획...349
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보...350
• 제1절 세계 각국의 토양오염 환경기준 현황...350
• 제2절 미국의 오염토양 복원 사례...356
• 제3절 유럽 토양 환경 산업 동향...375
• 제7장 참고문헌...377