초록 ▼

1. 최종목표
본 연구는 토양세척기술의 개선을 위해 저에너지형 토양세척시스템을 이용한 오염토양 처리기술을 개발하는데 최종목표가 있으며, 세부 연구개발내용은 1) 저에너지형 토양세척시스템의 설계 및 제작(기존 토양세척공정의 단점을 보완할 수 있는 초미세기포와 다양한 세척제와의 결합기술개발), 2) 토양세척시스템을 통한 중금속오염토양의 최적 처리기술개발(세척제와 초미세기포를 이용한 중금속오염토양의 제거 및 최적 운전조건의 도출), 3) 토양세척후 발생되는 세척액 내 미세부유입자의 최소화 기술개발을 하고자 한다.
2. 개발내용

1. 최종목표
본 연구는 토양세척기술의 개선을 위해 저에너지형 토양세척시스템을 이용한 오염토양 처리기술을 개발하는데 최종목표가 있으며, 세부 연구개발내용은 1) 저에너지형 토양세척시스템의 설계 및 제작(기존 토양세척공정의 단점을 보완할 수 있는 초미세기포와 다양한 세척제와의 결합기술개발), 2) 토양세척시스템을 통한 중금속오염토양의 최적 처리기술개발(세척제와 초미세기포를 이용한 중금속오염토양의 제거 및 최적 운전조건의 도출), 3) 토양세척후 발생되는 세척액 내 미세부유입자의 최소화 기술개발을 하고자 한다.
2. 개발내용 및 결과
토양세척시스템에 유입 공기유량을 2 L/min 으로 고정하고 과산화수소 농도별(5, 10, 15%) 오염토양 내 TPH 농도 및 제거효율은 반응시간 30분과 120분에서 각각 4,931 mg/kg (18.9%), 4,678 mg/kg (18.9%), 4,513 mg/kg (17.7%)와 4,256 mg/kg (22.3%), 4,621 mg/kg (19.7%), 4,268 mg/kg (25.9%)를 나타내었다. Zn 제거율은 반응시간 120분에서 각각 2 L/min의 경우 16.2%, 15% H2O2의 경우 37.4%, 2 L/min + 15% H2O2의 경우 49.7%를 나타내었으며, Ni 제거율은 반응시간 120분에서 각각 2 L/min의 경우 15.8%, 15% H2O2의 경우 41.7%, 2 L/min + 15% H2O2의 경우 57.1% 를 나타내었다. 또한 Pb 제거율은 반응시간 120분에서 각각 2 L/min의 경우 12.6%, 15% H2O2의 경우 32.2%, 2 L/min + 15% H2O2의 경우 42.6% 를 나타내었다.
3. 사업성과
= 기술적 성과
기존 토양세척기술에서 마이크로나노버블(초미세기포) 발생장치를 이용한 세척장치를 적용하여 복합오염토양(중금속 및 유류오염토양)을 처리한 결과, 과산화수소를 이용한 단독 토양세척시 보다 마이크로 나노버블 발생장치를 적용한 산세척 방법의 처리효율이 높은 것으로 나타났으며, 단일 오염에 의한 토양세척방법에서 다양한 오염원에 의해 발생된 토양의 처리에서도 효과가 있는 것으로 나타나. 향후 다양한 현장에 적용이 가능할 것으로 판단된다.
= 경제적 성과
기존 산세척에서 마이크로나노버블을 이용한 산세척으로 장치를 구성함에 따라 산과 토양표면의 반응면적이 상승하고, 그에 따른 반응속도의 증가에 의해 처리시간을 효과적으로 감소시킬 수 있다. 또한 반응액의 재순환 장치를 도입하여 토양세척시 반응을 최적화하고, 투입되는 약품의 비율을 절감하여 기존처리방법보다 높은 효율의 토양세척 및 동력비와 약품비를 절감하여 녹색성장에 부합하는 기술을 개발 하였다고 사료된다.
= 사회적 성과(일자리 창출 등)
산업전반에 녹색성장 이념에 따른 에너지 효율을 위한 다양한 방안이 연구되고 있는 실정에서 보면, 본 연구는 기존 토양 산세척 장치에서 효과적인 장치의 구성과 새로운 기술, 즉 마이크로나노버블 발생장치의 도입에 의해 처리효율을 향상시켜 에너지절감과 함께 새로운 처리기술 개발에 따른 전문인력의 양성이 가능하며, 다양한 오염원에 의해 발생된 오염토양에서도 효과적인 처리가 가능함에 따라 안정적인 토양오염관리가 가능하다.
4. 향후추진계획
본 연구는 저에너지형 토양세척 시스템을 개발하여 Lab scale에서 적용성 평가를 실시 하였고, 처리효율의 향상을 연구하였다. 향후 개발된 시작품을 이용하여 Pilot scale 또는 Full scale로 장치 변경을 통하여 실증평가가 필요하며, 평가를 통한 장치의 세부적인 개선을 통하여 현장에 즉시 적용이 가능하며 compact한 장비로의 개선이 필요할 것으로 판단된다.

목차 Contents

• 개발결과의견서...1
• 최종보고요약서(초록)...2
• 목차...4
• 표목차...5
• 그림목차...6
• 제 1 장 과업의 개요 ...9
• 1.1 과 업 명 ...9
• 1.2 과업기간 ...9
• 1.3 과업의 목적 ...9
• 1.4 연구수행 흐름도 ...10
• 제 2 장 서 론 ...12
• 제 3 장 문헌연구 ...16
• 3.1 토양과 토양오염 ...16
• 3.2 토양오염 복원기술 ...20
• 3.2.1 물리.화학적 처리...27
• 3.2.2 생물학적 처리...37
• 3.3 디젤 ...51
• 3.3.1 석유탄화수소의 종류 및 특성...51
• 3.3.2 디젤의 조성 및 물리화학적 특성...54
• 3.3.3 토양내 디젤유의 거동...59
• 3.4 중금속의 화학적 성질 ...68
• 3.5 마이크로나노버블 발생장치 ...72
• 3.5.1 마이크로나노버블의 생성원리...72
• 3.5.2 마이크로나노버블의 특징...73
• 3.5.3 국내.외 연구동향...80
• 제 4 장 실험재료 및 방법 ...84
• 4.1 실험재료 ...84
• 4.2 실험장치 및 방법 ...85
• 4.2.1 마이크로나노버블 토양세척시스템...85
• 4.2.2 실험방법...86
• 4.2.3 분석방법...87
• 제 5 장 실험결과 및 고찰 ...90
• 5.1 마이크로나노버블처리 ...90
• 5.2 산세척단독처리 특성...98
• 5.3 마이크로나노버블 및 산세척 병합처리특성 ...107
• 5.4 처리 방법별 비교...114
• 제 6 장 결 론 ...121
• 제 7 장 참고문헌 ...123