초록 ▼

가. 연구의 내용
본 연구는 유류유출 사고와 더불어 노후화 된 시설이 많이 존재하는 석유화학 공단지역에서 발생되고 있는 토양의 유류오염을 정화하는데 필요한 일련의 공정을 조사 및 평가에서 복원 후 관리까지 일관화 하여 개발하는 연구로서 다음과 같은 많은 요소기술들의 종합으로 이루어진다.
(1) 미생물제제의 개발
1차 년도에 개발된 미생물제제를 복원기술 공법에 적용 pilot scale에 서 지속적으로 평가하며, 다양한 토양 환경에 적응 가능하고, 각종 유류 형태를 분해할 수 있는 유류분해 미생물을 지속

가. 연구의 내용
본 연구는 유류유출 사고와 더불어 노후화 된 시설이 많이 존재하는 석유화학 공단지역에서 발생되고 있는 토양의 유류오염을 정화하는데 필요한 일련의 공정을 조사 및 평가에서 복원 후 관리까지 일관화 하여 개발하는 연구로서 다음과 같은 많은 요소기술들의 종합으로 이루어진다.
(1) 미생물제제의 개발
1차 년도에 개발된 미생물제제를 복원기술 공법에 적용 pilot scale에 서 지속적으로 평가하며, 다양한 토양 환경에 적응 가능하고, 각종 유류 형태를 분해할 수 있는 유류분해 미생물을 지속적으로 분리·수집하여 유류분해미생물 library를 구성하고, 이를 기초로 현장적응 능력이 우수한 맞춤형 미생물제제를 완성·상품화하였다.
2) Biopile 및 Bioaugmentation 현장 기술개발
개발된 고효율 미생물 복합제제를 Ex -situ방법 중의 하나인 Biopile 기술에 적용하여 더욱 고효율화 시키고, Bioaugmentation기술에도 이를 적극 활용하여 현장의 오염상태 및 환경에 따라 이들 단위공정을 적절하게 조합할 수 있는 효율적인 단위 공정 기술을 개발하고자 하였다. 미생물 복합제제를 이용한 Biopile 기술에서 TPH 기준으로 95% 이상 분해율을 갖는 공법을 개발하고자 하였다.
3) LTTD 기술의 개발
미국 등 선진국의 경우, LTTD 기술은 유류오염 토양에 비교적 널리적용되어 왔으나, 국내의 경우 LTTD 기술에 대한 개발이 미진한 상태이다. 본 연구에서는 적용성이 우수하며, 활용범위가 넓은 LTTD장치를 개발하는 것이 최종 목표이며, 이를 석유화학 공단의 유류 오염지역에 적용하여 기술을 검증·상업화하는 것을 최종 목표로 한다. 본 연구에서 개발되는 LTTD 기술은 생물학적인 방법으로 처리가 어려운 고농도 오염지역(8,000 ppm 이상)의 경우 전처리 및 후처리로서 활용될 수 있으며 독립된 자체의 기술로서도 의미를 갖도록 하였다.
나. 연구의 연차별 추진방법
본 연구는 개발된 기술의 현장적용성 평가 및 실제 현장적용이 이루어지는 과제의 특성상 3개년에 걸쳐 수행되었으며 1~3차년도의 연구내용을 살펴보면 아래와 같다.
1) 1차 년도
○ 석유화학공단 주？ 토양 실태조사와 simulation model 확보 및 틀 완성
- Simulation을 위한 통합 package tool의 제작
○ 유류오염토양 복원을 위한 미생물 제제의 개발
- 복합미생물 제제의 개발 및 효율평가
- 유류제거율 90%이상 균주확보
○ 유류오염 토양복원을 위한 단위공정의 개발
- Biopile
- Bioaugmentation
- LTTD
- Biofilter
- Phytoremediation
○ 단위공정의 조합을 통한 합리적인 복원기술의 선정
2) 2차 년도
○ 유류오염의 예측·평가 및 공정선정 simulation의 연계모델의 구축
- 1차년도에 작성된 simulator를 기초로 하여 유류오염의 예측·평가 및 공정 선정을 할 수 있는 simulator의 통합관리시스템의 개발
○ 미생물제제의 고효율화
- Biopile 및 Bioaugmentation에 적용
- 유류분해 library를 기초로 한 고효율 미생물제제의 개발
○ 공정의 현장적용 가능성 평가
- LTTD기술의 현장적용 가능성 평가
- Biopile기술의 현장적용 가능성 평가
- Bioaugmentation기술의 현장적용 가능성 평가
3) 3차년도
○ 미생물 제제의 상품화 및 기술이전
○ Biopile의 현장적용
- 다양한 토양특성에 적용가능한 설계 및 운전인자 도출
○ LTTD 기술의 현장적용
○ 단위기술의 경제성 비교 및 설계·운전지침서의 작성

Abstract ▼

The remediation technology for contaminated soil has been commercialized mainly in USA by each unit process. However, it is not proper to employ these processes directly to contaminated soil in our country, and the technical transfer need huge amount of expenses. In addition, the technical transfer

The remediation technology for contaminated soil has been commercialized mainly in USA by each unit process. However, it is not proper to employ these processes directly to contaminated soil in our country, and the technical transfer need huge amount of expenses. In addition, the technical transfer is often to be limited to the bounded items of instrument that can reverse effect to the development new technology by own research,
The present situation of remediation technology is in the beginning stage in our country, and microbial development has been the main focus. In this respect, the total remediation technology is not much studied, and most of the main stream in remediation project has been proceed by imported technology.

목차 Contents

• 표지...1
• 제출문...3
• 요약문...4
• Summary...18
• Contents...21
• 제목차례...29
• 표차례...37
• 그림차례...42
• 제1장 서론...54
• 제1절 연구의 배경 및 필요성...54
• 제2절 연구의 목표...57
• 제3절 연구내용 및 범위...59
• 1. 1차 년도...59
• 2. 2차 년도...60
• 3. 3차 년도...60
• 제4절 기술개발 추진체계...61
• 제2장 국내외 기술개발 현황...62
• 제1절 국내외 관련기술의 현황...62
• 1. 오염지역의 범위 및 실태 평가 기술...62
• 2. 토양오염복원과 관련된 미생물제제 개발 분야...63
• 3. 오염토양의 복원 공법 관련 기술...73
• 가. 차폐처리...73
• 나. 고화처리...74
• 다. 가열처리...74
• 라. 토양세정기술...75
• 마. 전극분리...75
• 바. 토양굴착...76
• 사. 토양증기추출...76
• 아. 지하수양수...77
• 자. PFIP법 (Pneumatic Fracturing Iron Powder)...77
• 차. 생물복원(Bioremediation)...78
• 4. 유류오염 토양 복원과 관련된 시장 전망...80
• 가. 국내의 시장 규모 및 전망...80
• 나. 국외의 시장 규모 및 전망...80
• 제2절 연구결과가 국내외에서 차지하는 위치...83
• 1. 미생물제제 개발 분야...83
• 2. 전처리기술(LTTD)...84
• 3. 복원기술(Biopile, Bioaugmentation)...84
• 제3절 해외과학기술 정보...88
• 제3장 연구 개발수행 내용 및 결과...93
• 제1절 기술개발...93
• 1. 토양오염평가 및 예측 Simulator개발...93
• 가. 유류오염 토양의 실태조사...93
• (1) 연구 목표...93
• (2) 연구 방법...93
• (3) 연구 결과...97
• 나. 토양오염평가 및 예측 Simulator 개발...105
• (1) 연구 목표...105
• (2) 연구 방법...105
• 다. 연구수행 내용 및 결과...106
• (1) 3DFATMIC...116
• (2) CHEMFLO...118
• (3) MODFLOW...119
• (4) RITZ(Regulatory and Investigative Treatment Zone Model)...121
• (5) RAAS(Remedial Action Assessment System) & ReOpt(Remediation Option)...123
• 2. 미생물제제개발...126
• 가. 연구 목표...126
• (1) 1차년도...126
• (2) 2차년도...127
• (3) 3차년도...127
• 나. 연구방법...128
• (1) 기존 미생물제제 확보 및 미생물의 분리...128
• (2) 유류분해 미생물의 분리 및 동정...129
• (3) 동정된 유류분해 미생물의 배양 특성 조사...133
• (4) 유류 분해세균 및 미생물제제의 유류분해 분해능 조사...134
• (5) 유류분해 미생물의 유류분해 기작에 관한 연구...136
• (6) 유류 분해 균종의 library 구성...137
• (7) 대량 배양조건 확립 및 제제화...139
• (8) 개발된 미생물제제의 특성 및 보존성 시험...140
• (9) 유류분해 미생물의 적용성 평가를 위한 Lab Scale의 Biopile Unit 제작...140
• (10) 미생물 적응성 측정...142
• (11) 담체 탐색 및 토양첨가제의 혼합에 의한 효과 분석...143
• (12) 미생물 제제의 현장 적용을 위한 조건에 관한 연구...143
• (13) Monitoring...145
• 다. 연구내용 및 결과...146
• (1) 기존 미생물제제 확보 및 미생물의 분리...146
• (2) 1차 유류분해 미생물의 분리 및 동정...149
• (3) 동정된 유류분해 미생물의 배양 특성 조사...159
• (4) 유류 분해세균의 유류분해 특성 및 분해능 조사...163
• (5) 2차 유류분해 미생물의 분리 및 동정...167
• (6) 유류분해 미생물의 유류분해 기작에 관한 연구...176
• (7) 미생물의 대량배양 및 제제화...180
• (8) 미생물제제의 분해효율 평가...181
• (9) 유류분해 균주 Library 구성...196
• (10) 개발된 미생물제제의 특성 및 보존성 시험...203
• (11) 미생물제제 적용공법의 효율화 및 미생물제제 고효율화...209
• 라. 기존제제와 차별성 및 경제성 평가...240
• 마. 소결...241
• 3. Bioaugmentation...243
• 가. 연구목표...243
• 나. 연구방법...244
• (1) Bioaugmentation의 설계...244
• (2) 주입 및 추출장비...246
• (3) Bioaugmentation 반응조...247
• (4) 주입 및 추출정, 모니터링 정의 설치...247
• (5) 복원기간의 설정...248
• (6) 산소소비속도의 측정...248
• 다. 연구내용 및 결과...249
• (1) Lab-scale Bioaugmentation...249
• (2) Pilot-scale Bioaugmentation...259
• 라. 소 결...269
• 4. Biopile...271
• 가. 연구목표...271
• 나. 연구방법...273
• (1) Bunker A유...273
• (2) 원유(Crude oil)...280
• 다. 연구내용 및 결과...282
• (1) Bunker A유...282
• (2) 원유(Crude oil)...298
• 라. 소 결...308
• 5. LTTD 기술개발...310
• 가. 연구 목표...310
• 나. 연구방법...311
• (1) LTTD 기술 공정의 선정...311
• (2) LTTD 장치의 설계 및 제작...324
• 다. 연구내용 및 결과...338
• (1) Lab 실험을 통한 LTTD의 분해효율 평가...338
• (2) LTTD장치의 성능평가...349
• 라. 소결...374
• 제2절 기술개발 적용...376
• 1. Biopile 기술적용...376
• 가. 벙커A유...376
• (1) 연구방법...377
• (2) 연구 결과...381
• 나. Crude-Oil 처리...400
• (1) 연구 개요...400
• (2) 적용결과...405
• 다. 설계지침 및 경제성평가...416
• (1) Biopile 설계 지침...416
• (2) 경제성 평가...437
• 라. 소 결...443
• 2. LTTD...444
• 가. 개요...449
• (1) 토양특성 평가...449
• (2) 오염물질 특성 평가...455
• 나. 실험 및 결과...457
• (1) Bunker A 유에 대한 적용실험...458
• (2) 원유 (Crude Oil)...461
• 다. 소 결...472
• 라. 경제성평가...474
• (1) 영향인자...474
• (2) 경제성 평가요소...477
• (3) 상용화를 위한 비용분석 및 경제성 평가...479
• 제4장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도...491
• 제1절 연구개발목표 달성도...491
• 1. 미생물 복합제제 개발...491
• 2. 각 단위 공정...492
• 가. Biopile...492
• 나. Bioaugmentation...494
• 다. Biofilter...495
• 라. Phytoremediation...495
• 3. LTTD...496
• 제2절 대외 기여도...501
• 1. 미생물제제 분야...501
• 2. 공법 적용분야...502
• 3. LTTD...503
• 제5장 연구개발결과의 활용계획...504
• 제1절 연구목표 및 내용...504
• 제2절 연구성과 현황(연구종료시점까지)...505
• 제3절 기술이전 및 연구결과 활용계획...505
• 1. 당해연도 활용계획...505
• 2. 활용방법...506
• 가. 주 사업범위: 석유화학 공단 대상...506
• 나. 주 사업내용...507
• 3. 차 년도이후 활용계획...507
• 제4절 기대효과...507
• 제5절 사업화에 관한 의견...508
• 1. 실증화 사업의 필요성...508
• 2. 실증화사업의 내용...509
• 3. 신기술 지정신청 기간...509
• 4. 실증화 사업의 규모 및 소요비용...509
• 제6절 문제점 및 건의사항...509
• 제6장 참고문헌...510
• 부록 1-연구자료...523
• 부록 2-가 Phytoremediation...535
• 부록 2-나 후처리 기술 개발(Biofilter)...562
• 부록 3. Simulator 모사결과...575