KR100414194B1 - Method of reactive materials modularaization used in the continuous permeable reactive barriers - Google Patents

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Abstract

본 발명은 카트리지화된 반응벽체를 이용한 오염된 지하수의 정화방법에 관한 것으로서, 특정한 오염성분들을 제거하거나 무해한 물질로 전환시킬 수 있는 반응물질로 구성된 반응물질 카트리지를 반응물질 카트리지를 삽입할 수 있도록 되어 있는 유도벽에 둘 이상 상호 직렬적으로 배치하는 단계; 여러 가지 오염성분으로 오염된 지하수를 상기 둘 이상의 반응물질 카트리지가 상호 직렬적으로 배치된 반응벽체를 통과시킴으로서 여러 가지 오염성분으로 오염된 지하수를 정화하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a method of purifying contaminated groundwater using a cartridgeized reaction wall, wherein a reactant cartridge composed of reactants capable of removing specific contaminants or converting them into harmless materials can be inserted. Placing at least two mutually in series in a guide wall; And purifying the groundwater contaminated with various contaminants by passing the groundwater contaminated with various contaminants through a reaction wall in which the two or more reactant cartridges are arranged in series with each other.

또한, 본 발명은 오염된 지하수의 반응벽체 정화시스템에 관한 것으로서, 반응질 카트리지와 반응물질 카트리지를 삽입할 수 있도록 되어 있는 유도벽을 포함하여 이루어지는 복수개의 게이트부 및 오염된 지하수를 게이트부로 유도할 수 있도록 설치된 복수개의 안내벽을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention relates to a reactive wall purification system for contaminated groundwater, wherein the plurality of gate portions and contaminated groundwater including guide walls configured to insert a reactive cartridge and a reactant cartridge can be used to guide the contaminated groundwater to the gate portion. It characterized in that it comprises a plurality of guide walls installed so that.

Description

반응벽체에 적용되는 반응물질의 모듈화 방법 및 그 장치{METHOD OF REACTIVE MATERIALS MODULARAIZATION USED IN THE CONTINUOUS PERMEABLE REACTIVE BARRIERS}METHOD OF REACTIVE MATERIALS MODULARAIZATION USED IN THE CONTINUOUS PERMEABLE REACTIVE BARRIERS}

본 발명은 지반에 존재하는 오염성분을 제거하는 데 사용되는 반응벽체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 여러 가지의 상이한 오염성분이 지반 내에 함께 존재하는 경우에 각 오염성분의 제거에 적합한 반응물질로 이루어지는 반응벽체를 직렬식으로 순차적으로 정렬함으로써 복합된 오염물질을 완전히 제거하도록 하며, 반응물질이 더 이상 그 기능을 발휘하지 못하는 피로점에 도달하였을 경우 쉽게 교체가 가능하도록 구성된 카트리지식 반응벽체에 관한 것이다.The present invention relates to a reaction wall used to remove contaminants present in the ground, and more particularly, to a reaction material suitable for removing each contaminant when several different contaminants are present together in the ground. The cartridge-type reaction wall is configured to completely remove the contaminants by sequentially aligning the reaction walls in series, and to be easily replaced when the reactants reach a fatigue point that no longer functions. .

종래의 오염된 지하수 정화를 위한 반응벽체 방법에 관한 기술은 크게 연속벽체형 반응벽체(continuous PRBs)와 퍼넬 및 게이트형 반응벽체(Funnel GateRPRBs)로 나누어지며 이러한 기법은 현장설치식 방법을 기본으로 하고 있다. 여기에서, 반응벽체(permeable reactive barriers) 방법이란 오염대가 존재하는 지반에 설치되며 지하수 오염대(contaminant plume)의 수리학적 흐름을 이용하여반응매질(reactive media)과 오염물질의 화학적 반응을 유도하여 오염이 제거되도록 하는 방법을 말한다.Conventional techniques for the reaction wall method for the purification of contaminated groundwater are largely divided into continuous PRBs and funnel and gate-type reaction walls (Funnel Gate R PRBs). I am doing it. Here, the reactive reactive barriers method is installed on the ground where the contaminated zone exists and contaminates by inducing the chemical reaction of reactive media and contaminants using the hydraulic flow of the contaminant plume. It says how to get rid of it.

각종 반응물질이 오염물질과 반응하는 기작은 예를 들면 다음과 같이 알려져 있었다.The mechanism by which various reactants react with contaminants is known, for example, as follows.

한편, 종래 알려진 반응물질인 영가철, 제올라이트, 고로 제강 슬래그 및 유기질토에 의한 오염성분의 제거에 관한 기작은 다음과 같다.On the other hand, the mechanisms for the removal of contaminants by the conventionally known reactants such as iron, zeolite, blast furnace steel slag and organic soil are as follows.

먼저 영가철에 의한 염화유기물의 제거 기작은 다음과 같다.First, the mechanism of eliminating chlorinated organics by zero iron is as follows.

즉, 영가철로 존재하는 철(Fe0)은 산화를 일으키며 산화환원쌍(redox couple)을 형성한다. 이는 영가 금속이 전자를 잃으며 양이온 형태로 존재하려는 경향에 의하여 자발적 산화에 의해 발생하는 부식반응과 유사하다. 철의 경우 산화환원전위는 -0.44V이다.In other words, iron (Fe 0 ), which is present as a non-ferrous iron, causes oxidation and forms a redox couple. This is similar to the corrosion reaction caused by spontaneous oxidation due to the tendency of the noble metal to lose electrons and to exist in cation form. For iron, the redox potential is -0.44V.

Fe0↔ Fe2++ 2e- 식(1)Fe0↔ Fe2++ 2e- Formula (1)

도 1은 PCE(C2Cl4, tetrachloroethylene)의 탈염소화 과정과 표준환원전위를 도식화한 도면이다. 도 1에 있어서 B에서 A로 갈 수록 탈염반응은 점점 느려지게 된다. 그리고, C 지점은 산화상태가 가장 높은 지점을 나타내고 D 지점은 산화상태가 가장 낮은 지점을 나타낸다. 도 1에서 예측할 수 있는 바와 같이, 염화유기화합물과 반응 가능한 주요 환원제는 Fe0, Fe2+, H2이다. 부식반응의 경우로는 Fe0로부터 표면에 흡착된 염화 알킬로의 직접적인 전자교환에 의한 것(식(2))이 주종을 이루나, 이외에도 부식반응으로 생성된 Fe2+의 탈염소화(식(3)), H2에 의한 탈염소화(식(4)) 또는 H2O에 의한 Fe의 작용 등이 있다. 이들 환원제에 의한 알킬 할라이드(alkyl halide: RX)의 탈염과정은 다음 식과 같이 나타낼 수 있다.1 is a diagram illustrating the dechlorination process and standard reduction potential of PCE (C 2 Cl 4 , tetrachloroethylene). In FIG. 1, the desalination reaction is gradually slowed from B to A. FIG. The point C represents the highest oxidation state and the point D represents the lowest oxidation state. As can be expected from FIG. 1, the main reducing agents capable of reacting with chlorinated organic compounds are Fe 0 , Fe 2+ , and H 2 . In the case of the corrosion reaction, mainly by direct electron exchange from Fe 0 to alkyl chloride adsorbed on the surface (Equation (2)), the dechlorination of Fe 2+ produced by the corrosion reaction (Eq. ), Dechlorination by H 2 (Formula (4)), or Fe by H 2 O. The desalination process of alkyl halides (RX) by these reducing agents can be represented by the following equation.

Fe0+ RX + H+↔ Fe2++ RH + X-식(2)Fe 0 + RX + H + ↔ Fe 2+ + RH + X - Formula (2)

2Fe2++ RX + H+↔ 2Fe3++ RH + X-식(3)2Fe 2+ + RX + H + ↔ 2Fe 3+ + RH + X - Formula (3)

H2+ RX ↔ RH + H++ X-식(4)H 2 + RX ↔ RH + H + + X - Formula (4)

도 2는 영가철의 부식에 따른 전자교환에 의한 염화유기물의 환원적 탈염소화를 도식화한 도면이다. 도 2A는 영가철 표면에서 직접적으로 발생하는 영가철에 의한 염화유기화합물의 환원반응을 도식화한 도면이고, 도 2B는 철이온(ferrous ion)에 의해 간접적으로 일어나는 염화유기화합물의 환원반응을, 도 2C는 촉매존재하에서 H2에 의한 염화유기화합물의 환원반응에 영가철의 역할을 도식화한 도면이다.FIG. 2 is a diagram illustrating reductive dechlorination of chlorinated organics by electron exchange due to corrosion of ductile iron. FIG. 2A is a diagram illustrating a reduction reaction of chlorinated organic compounds by zero iron, which occurs directly on the surface of ductile iron, and FIG. 2B is a reduction reaction of chlorinated organic compounds indirectly caused by ferrous ions. 2C is a diagram illustrating the role of zero iron in the reduction of chlorinated organic compounds by H 2 in the presence of a catalyst.

상기와 같은 종래의 반응벽체 방법에서는 과립형의 철가루를 별도의 처리를 하거나 다른 성분물질과 혼합하지 않고 그대로 사용하였으므로, 철가루가 가지고 있는 산화환원능(redox potential)의 한계로 인하여 대상오염물질이 PCE, TCE, DCE, VC, CT 등의 물질에 한정되며, PCBs 등과 같이 높은 산화환원능을 요하는 물질에는 적용할 수 없었다는 문제점이 있었다. 또한, 유기성분이 고농도로 포함되어있는 오염물에 대하여는 반응물질로 사용되는 철가루의 표면에너지가 부족하여 충분히 탈염을 일으킬 수가 없다는 문제점이 있었다.In the conventional reaction wall method as described above, the granular iron powder was used as it is, without being treated separately or mixed with other components, and thus, the pollutant due to the redox potential of the iron powder was limited. There is a problem that the present invention is limited to materials such as PCE, TCE, DCE, VC, and CT, and cannot be applied to materials requiring high redox capability such as PCBs. In addition, the contaminants containing a high concentration of organic components there was a problem that the surface energy of the iron powder used as the reactant is insufficient to cause sufficient desalination.

다음으로 제올라이트에 의한 영양염류 및 중금속의 제거 기작을 보면 다음과 같다.Next, the mechanism of removing nutrients and heavy metals by zeolite is as follows.

즉, 제올라이트는 이온교환 작용에 의하여 암모니아성 질소 등의 영양염류와 카드뮴, 납, 구리, 아연 등의 중금속을 오염물로부터 제거할 수 있는 것으로 알려져 있었다. 여기에서 이온교환이란 액상에 존재하는 전하를 가지는 이온이 고체상에 존재하는 같은 전하를 가지는 다른 이온과 선택적으로 교환되는 것을 의미한다. 이러한 교환반응에 의하여 특정 이온의 분리 및 제거가 가능하게 된다. 이온교환 반응은 화학양론적으로 이루어지며 교환이 이루어지는 고체의 기본구조에는 영향을 미치지 않는 특성이 있어 재생(regeneration)이 가능하다.In other words, zeolite has been known to remove nutrients such as ammonia nitrogen and heavy metals such as cadmium, lead, copper, and zinc from contaminants by ion exchange. Here, ion exchange means that an ion having a charge present in the liquid phase is selectively exchanged with another ion having the same charge present in the solid phase. This exchange reaction enables the separation and removal of specific ions. Ion exchange reactions are stoichiometric and have properties that do not affect the basic structure of the solid being exchanged, allowing for regeneration.

이온교환 기작은 액상의 특정 이온(NH4 +)과 고체상(Z)의 교환될 이온(Na+)으로만 구성된 이원계(binary system)라 가정하는 경우 제올라이트, 예를 들면 클리노프틸로라이트의 본체를 Z로 표시하면 Z내의 Na+이온과 수용액중의 NH4 +이온과의 교환반응은 다음과 같이 일어난다.If the ion exchange mechanism is assumed to be a binary system consisting only of specific ions (NH 4 + ) in the liquid phase and ions (Na + ) to be exchanged in the solid phase (Z), the body of the zeolite, for example, clinoptilolite Denotes Z, the exchange reaction between Na + ions in Z and NH 4 + ions in aqueous solution occurs as follows.

ZㆍNa++ NH4 += ZㆍNH4 ++ Na+(5)Z • Na + + NH 4 + = ZNH 4 + + Na + (5)

이온교환은 제올라이트의 포어(pore)(도 3에 도시된 포어(30) 참조)라는 곳에서 발생하며 클리노프틸로라이트의 경우 포어 크기는 4Å인 것이 알려져 있었다.Ion exchange occurs at the pore of the zeolite (see pore 30 shown in FIG. 3), and for clinoptilolite, the pore size is known to be 4 kPa.

다음으로, 고로/제강 슬래그 및 유기질토에 의한 부유물질 및 황산염의 제거에 대하여 살펴보면 다음과 같다. 고로/제강 슬래그는 각종 콜로이드성 부유물질을 여과기능을 통하여 제거하고 유기질토는 흡착능을 통하여 황산염을 제거하게 된다.Next, the removal of suspended solids and sulfates by blast furnace / steel slag and organic soil is as follows. Blast furnace / steel slag removes various colloidal suspended solids through filtration and organic soil removes sulfate through adsorption capacity.

상기와 같은 반응물질은 각각의 반응물질이 제거할 수 있는 오염성분에는 일정한 한계가 있었기 때문에 하나의 반응물질을 이용하여서는 모든 오염성분에 대하여 적용할 수 없었다는 문제점이 있었다.Such a reactant had a problem that it could not be applied to all the pollutants using a single reactant because there was a certain limit to the pollutants that each reactant can remove.

연속벽체형 반응벽체 방법에서 연속벽체는 오염대의 예상 흐름경로에 트렌치(trench)를 파고 과립형태의 철(Fe0)을 주입함으로써 설치된다. 또 다른 설치 방법은 수압파쇄(hydraulic fracturing)과 분사(jetting)에 의한 방법이 있다. 연속벽체 방법의 특징은 오염된 지하수가 유속 및 흐름에 변화를 받지 않고 자연상태로 벽체를 통과할 수 있으며 지하 대수층 내 지하수 유속과 거의 유사하게 반응벽체를 통과하므로 미접촉 또는 우회(bypass) 등의 문제가 없다.In the continuous wall type reaction wall method, the continuous wall is installed by digging a trench in the anticipated flow path of the contaminated zone and injecting granular iron (Fe 0 ). Another installation method is by means of hydraulic fracturing and jetting. The characteristic of the continuous wall method is that the contaminated groundwater can pass through the wall in a natural state without change in flow rate and flow, and because it passes through the reaction wall almost similar to the groundwater flow rate in the underground aquifer, there is a problem such as no contact or bypass. There is no.

퍼넬 및 게이트형 반응벽체 방법에서는 안내벽(guide barrier)이 설치되어 오염된 지하수가 지반내로 흐름이 유도되도록 한다. 안내벽은 반응물질의 면적을 크게 줄임으로써 경제적인 반면 오염물의 반응물질 접촉속도를 증가시키므로 충분한 접촉이 일어날 수 있도록 벽체의 두께를 증가시켜 설치된다.In the funnel and gate type reaction wall method, guide barriers are installed to allow contaminated groundwater to flow into the ground. The guide wall is economical by greatly reducing the area of the reactants, while increasing the contact speed of the reactants of the contaminants, thereby increasing the wall thickness so that sufficient contact can occur.

이러한 방법들은 케이슨(caisson), 트렌치(trench), 트레미에 튜브(tremie tube), 심토혼합(deep soil mixing), 고압분사(high pressure jetting), 수압파쇄(hydraulic fracturing) 방법 등에 의하여 현장에서 현장토와 반응물질을적정 구성비로 혼합하는 것이었다. 따라서, 이러한 방법들은 현장에서 혼합 다짐, 적정 투수계수 유지 등의 시공상의 문제로 인하여 단일성분으로만 구성되므로 대상 오염물질이 다종의 물질을 포함하고 있을 경우 적용하기가 어려운 문제점이 있었다.These methods in situ on site by caisson, trench, tremie tube, deep soil mixing, high pressure jetting, hydraulic fracturing, etc. And reactants were mixed at the proper ratio. Therefore, these methods are difficult to apply when the target pollutants contain a variety of materials because of the construction problems such as mixing compaction, maintaining a proper permeability coefficient in the field.

또한, 반응물질이 더 이상 그 기능을 발휘하지 못하는 피로점에 도달하였을 경우 교체가 어렵고, 교체를 위하여 굴착을 하는 경우 시공기간 동안 오염 지하수가 그대로 방류되는 문제점이 있었다.In addition, when the reaction material reaches a fatigue point that no longer exhibits its function, it is difficult to replace, and when excavating for replacement, there is a problem in that contaminated groundwater is discharged as it is during construction.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 오염성분을 제거하거나 유해하지 않은 물질로 전환시킬 수 있는 반응물질로 이루어지고, 여러 가지의 상이한 오염성분이 지반 내에 함께 존재하는 경우에 각각의 오염성분을 제거하는 데 적합한 반응물질을 직렬식으로 설치하여 복합성분으로 오염된 지하수를 정화할 수 있고, 반응물질을 규격화하여 설치 및 교체가 용이한 카트리지화된 반응물질을 이용한 오염된 지하수의 정화방법 및 그 장치를 제공하고자 하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the above problems, consisting of a reactant that can remove the contaminant or convert it into a non-hazardous substance, each of which is contaminated when several different contaminants are present together in the ground A method of purifying contaminated groundwater using cartridgeized reactants that can purify contaminated groundwater with complex components by installing a series of reactants suitable for removing components and standardizing the reactants. And an apparatus thereof.

도 1은 PCE(C2Cl4, tetrachloroethylene)의 탈염소화 과정과 표준환원전위를 도식화한 도면이고,1 is a diagram illustrating a dechlorination process and a standard reduction potential of PCE (C 2 Cl 4 , tetrachloroethylene),

도 2는 영가철의 부식에 따른 전자교환에 의한 염화유기물의 환원적 탈염소화를 도식화한 도면이고,2 is a diagram illustrating the reductive dechlorination of chlorinated organics by electron exchange due to the corrosion of ferrous iron,

도 3은 포어를 포함한 제올라이트의 구조를 도시한 도면이고,3 is a view showing the structure of a zeolite including a pore,

도 4A는 본 발명의 오염된 지하수의 정화시스템의 구성을 대략적으로 나타내는 단면도이고,4A is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the contaminated groundwater purification system of the present invention;

도 4B는 도 4A의 점선으로 나타낸 반응물질 카트리지(44)와 유도벽(42)으로 구성된 게이트부의 일부분을 도시한 부분 확대도이고,FIG. 4B is a partially enlarged view showing a portion of the gate portion composed of the reactant cartridge 44 and the induction wall 42 shown by the dotted line in FIG. 4A,

도 4C는 상기 반응물질 카트리지(42)의 구조를 도시한 모식도이고,4C is a schematic diagram showing the structure of the reactant cartridge 42,

도 5, 6은 영가철, 철 및 팔라듐의 이원금속형 시스템 및 나노미터 수준의 철에 의한 탈염정도를 나타내는 도면이고,5 and 6 are diagrams showing the degree of desalination by binary metal-type systems of iron, palladium and iron at nanometer level,

도 7, 8, 9는 초기농도 20, 40, 80ppm에서 암모니아의 제거율과 교환이온의농도를 나타내는 도면이고,7, 8 and 9 are diagrams showing the removal rate of ammonia and the concentration of exchange ions at the initial concentrations of 20, 40 and 80 ppm,

도 10, 11, 12는 초기농도 10, 20, 40ppm에서 납의 제거율과 교환이온의 농도를 나타내는 도면이고,10, 11 and 12 are diagrams showing the removal rate of lead and the concentration of exchange ion at the initial concentrations of 10, 20 and 40 ppm,

도 13, 14, 15는 초기농도 10, 20, 40ppm에서 구리의 제거율과 교환이온의 농도를 나타내는 도면이다.13, 14, and 15 are diagrams showing removal rates of copper and concentrations of exchange ions at initial concentrations of 10, 20, and 40 ppm.

본 발명의 카트리지화된 반응벽체를 이용한 오염된 지하수의 정화방법은, 상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 특정한 오염성분들을 제거하거나 무해한 물질로 전환시킬 수 있는 반응물질로 구성된 반응물질 카트리지를 반응물질 카트리지를 삽입할 수 있도록 되어 있는 유도벽에 둘 이상 상호 직렬적으로 배치하는 단계; 여러 가지 오염성분으로 오염된 지하수를 상기 둘 이상의 반응물질 카트리지가 상호 직렬적으로 배치된 반응벽체를 통과시킴으로서 여러 가지 오염성분으로 오염된 지하수를 정화하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In the method of purifying contaminated groundwater using the cartridgeized reaction wall of the present invention, in order to solve the above technical problem, a reactant cartridge composed of a reactant capable of removing specific contaminants or converting into a harmless substance is used as a reactant. Placing at least two in series with each other on a guide wall adapted to insert a cartridge; And purifying the groundwater contaminated with various contaminants by passing the groundwater contaminated with various contaminants through a reaction wall in which the two or more reactant cartridges are arranged in series with each other.

또한, 본 발명의 오염된 지하수의 반응벽체 정화시스템은 상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여, 반응물질 카트리지와 반응물질 카트리지를 삽입할 수 있도록 되어 있는 유도벽을 포함하여 이루어지는 복수개의 게이트부 및 오염된 지하수을 게이트부로 유도할 수 있도록 설치된 복수개의 안내벽을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, in order to solve the above technical problem, the reactive wall purification system of contaminated groundwater according to the present invention includes a plurality of gate parts and a contaminant including a guide wall through which a reactant cartridge and a reactant cartridge can be inserted. Characterized in that it comprises a plurality of guide walls provided to guide the groundwater to the gate portion.

본 발명의 카트리지화된 반응벽체를 이용한 오염된 지하수의 정화방법 및 정화시스템에 있어서, 특정한 오염성분들 및 이들을 제거하거나 무해한 물질로 전환시킬 수 있는 반응물질의 예를 들면, 표 1에 나타낸 바와 같다.In the method and purification system for contaminated groundwater using the cartridgeized reaction wall of the present invention, specific contaminants and reactants capable of removing them or converting them into harmless substances are shown in Table 1, for example.

표 1. 오염성분과 이들을 정화할 수 있는 반응물질의 예Table 1. Examples of Pollutants and Reactants That Can Purify Them

반응물질Reactant 대상오염물질Target pollutant 영가철제강 부산물(열연슬러지, 전기집진분진)철강 부산물(폐주물사, 숏볼분진)Yeongga Iron and Steel By-Products (Hot-rolled Sludge, Electrostatic Dust) 염화유기물류: PCE, TCE, PCBs 등중금속류: Cr6+영양염류 : 나이트라이트(nitrite), 나이트레이트(nitrate)Organic chlorides: PCE, TCE, PCBs, etc. Heavy metals: Cr 6+ Nutrients: nitrite, nitrate 제올라이트(zeolite) 및 제강부산물(고로 슬래그, 제강 슬래그)Zeolites and steelmaking by-products (blast furnace slag, steelmaking slag) 중금속류: Cd, Zn, Pb, CN, As, Hg 등영양염류: 암모니아Heavy metals: Cd, Zn, Pb, CN, As, Hg, etc. Nutrients: Ammonia 부식토, 풍화토, 폐석회, 석회암Humus, Weathered Soil, Waste Lime, Limestone 중금속류: Cd, Zn, Pb, CN, As, Hg 등설페이트류: SO4 2- Heavy metals: Cd, Zn, Pb, CN, As, Hg, etc. Sulfates: SO 4 2- 제강부산물(고로 슬래그, 제강 슬래그)Steelmaking by-products (blast furnace slag, steelmaking slag) 부유물질Suspended solids

상기 표 1에서, PCE는 C2Cl4, tetrachloroethylene을, TCE는 C2HCl3, trichoroethylene을, PCBs는 polychlorinated biphenyls을 나타낸다.In Table 1, PCE represents C 2 Cl 4 , tetrachloroethylene, TCE represents C 2 HCl 3, trichoroethylene, and PCBs represent polychlorinated biphenyls.

상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 오염된 지하수의 정화방법 및 정화시스템에 의하여 정화될 수 있는 오염물질의 종류는 염화유기화합물류, 영양염류, 중금속류 및 황산염류 등의 지반오염 인자들이다. 이들에 관하여 이하 상세히 설명한다.As shown in Table 1, the types of contaminants that can be purified by the method and the purification system of contaminated groundwater of the present invention are ground pollution factors such as chloride organic compounds, nutrients, heavy metals and sulfates. These will be described in detail below.

염화유기화합물류는 PCE, TCE, DCE(C2H2Cl2, dichloroethylene), VC(C2H3Cl, vinyl chloride), CT(CCl4, carbon tetrachloride), 트리클로로메탄(trichloromethane(CHCl3)),디클로로메탄(dichloromethane(CH2Cl2)), 클로로메탄(chloromethane(CH3Cl)), PCBs 등의 염화유기물로서, 영가철(Fe0)의 부식과정에서 발생되는 전자(electron)에 의하여 Cl-이온이 H+이온으로 대체되는 환원적 탈염소화(reductive dehalogenation) 반응을 통하여 에탄(ethane) 등의 무해물질로 변화된다.Chlorinated organic compounds include PCE, TCE, DCE (C 2 H 2 Cl 2 , dichloroethylene), VC (C 2 H 3 Cl, vinyl chloride), CT (CCl 4 , carbon tetrachloride), trichloromethane (CHCl 3 )), Dichloromethane (CH 2 Cl 2 ), chloromethane (CH 3 Cl), PCBs and other organic chlorides, such as PCBs, to the electron (electron) generated during the corrosion process of ferrous iron (Fe 0 ) Therefore, Cl ions are converted into harmless substances such as ethane through a reductive dehalogenation reaction in which the Cl ions are replaced with H + ions.

영양염류 및 중금속류는 암모니아성 질소, 아질산성 질소, 질산성 질소 등의 영양염류와 카드뮴, 납, 구리, 아연 등의 중금속으로 제올라이트에 의한 이온교환 기작에 의하여 제거된다.Nutrients and heavy metals are nutrients such as ammonia nitrogen, nitrite nitrogen, and nitrate nitrogen, and heavy metals such as cadmium, lead, copper, and zinc, and are removed by ion exchange mechanism by zeolite.

부유물질 및 황산염류는 각종 콜로이드성 부유물질과 황산염류로서 고로 또는 전기로 슬래그의 여과 기능에 의하여 부유물질이 제거되고, 부식토 및 유기점토와 같은 유기질토의 흡착능에 의하여 황산염류가 제거된다. 또한, 고로 또는 제강 슬래그에 부착하여 서식하는 미생물에 의하여 질소가 제거되고, 고로 또는 제강 슬래그의 주성분 CaO와 인의 반응에 따른 정석 탈인기작에 의하여 인 등의 영양염류의 농도가 저감되기 때문에 처리되는 오염된 지하수가 통과하는 반응벽체의 후면에 설치되는 제올라이트 카트리지에 충격부하를 저감시키는 특징이 있다.Floating materials and sulfates are various colloidal floating materials and sulfates, and the floating materials are removed by the filtration function of the blast furnace or the furnace slag, and the sulfates are removed by the adsorption capacity of organic soil such as humus and organic clay. In addition, the nitrogen is removed by the microorganisms inhabiting the blast furnace or steelmaking slag and the concentration of nutrients such as phosphorus is reduced by the crystallization dephosphorization mechanism caused by the reaction of CaO and phosphorus of the blast furnace or steelmaking slag. It is characterized in that the impact load is reduced on the zeolite cartridge installed on the rear surface of the reaction wall through which the groundwater passes.

본 발명의 카트리지화된 반응벽체를 이용한 오염된 지하수의 정화방법 및 정화시스템에 있어서, 상기 반응물질 카트리지는 부직포로 양측면이 쌓여진 스틸울 사이에 반응물질 셀이 위치하고, 유도벽에 삽입될 때 유도벽과 접속하는 양말단은 유도벽과 상보적인 요철부를 갖는 것을 특징으로 한다.In the method and purification system for contaminated groundwater using the cartridgeized reaction wall of the present invention, the reactant cartridge is a non-woven fabric with a reactant cell located between steel wool piled on both sides, and the induction wall when inserted into the induction wall. The sock end connected with and is characterized in that it has a concave-convex portion complementary to the guide wall.

이에 따라, 상기 반응물질 카트리지는 지반 내 오염상황에 따라서 그 오염성분을 제거하기에 적합한 반응물질 카트리지를 설치할 수 있으며, 동일 지역에서도 시간에 따라서 오염성분이 변하는 경우에도 간단히 반응물질 카트리지만을 교환함으로써 대응할 수 있다.Accordingly, the reactant cartridge may be equipped with a reactant cartridge suitable for removing the contaminant according to the contamination situation in the ground, even if the pollutant changes in the same region over time, simply by replacing only the reactant cartridge Can be.

또한, 반응물질 카트리지가 노후하여 교체하여야 할 때에도 반응벽체 전체를 교환하는 것이 아니라 해당 반응물질 카트리지만을 교체하면 된다. 따라서, 반응물질 카트리지 교체시에도 오염된 지하수가 정화과정 없이 곧바로 통과하는 것을 최소화할 수 있다.In addition, when the reactant cartridge needs to be replaced due to aging, only the corresponding reactant cartridge needs to be replaced, not the entire reaction wall. Therefore, even when the reactant cartridge is replaced, the contaminated groundwater can be minimized to pass through immediately without purification.

또한, 상기 반응물질은 셀은 흙과 반응물질을 적정한 무게비로 혼합하여 충진하는 방법에 의하여 제조되는 반응물질을 기본으로하는 벽체이다.In addition, the reactant is a wall based on the reactant manufactured by a method of mixing and filling the soil with the reactant at an appropriate weight ratio.

본 발명의 카트리지화된 반응벽체를 이용한 오염된 지하수의 정화방법은 상기와 같은 반응물질 카트리지를 서로 직렬적으로 배치하고 여기에 오염된 지하수를 적용하여 통과시킴으로써 오염된 지하수를 정화한다.In the method of purifying contaminated ground water using the cartridgeized reaction wall of the present invention, the contaminated ground water is purified by placing the reactant cartridges in series with each other and applying the contaminated ground water thereto.

도 4는 본 발명에 따른 일 실시예를 나타내는 도면이다. 도 4는 복수의 카트리지 및 복수 게이트 반응벽체 시스템에 관한 실시예이다. 그러나, 본 발명은 여기에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 카트리지화된 둘 이상의 카트리지 및 단일 게이트 반응벽 시스템이 채택되어질 수도 있다.4 is a view showing an embodiment according to the present invention. 4 is an embodiment of a plurality of cartridges and a plurality of gate reaction wall systems. However, the present invention is not limited thereto, and for example, two or more cartridgeized cartridges and a single gate reaction wall system may be employed.

표 2는 도 4에 나타낸 각 게이트의 카트리지 구성 및 그 적용예를 예시적으로 나타낸 것이다. 따라서, 본 발명은 여기에 한정되는 것은 아니고 오염지반의 상황에 따라 적정 반응물질 카트리지를 혼합 구성함으로써 각기 다른 오염물질로 오염된 지하수를 효과적으로 정화할 수 있다.Table 2 exemplarily shows a cartridge configuration of each gate shown in FIG. 4 and an application example thereof. Therefore, the present invention is not limited thereto, and the groundwater contaminated with different pollutants can be effectively purified by mixing the appropriate reactant cartridges according to the situation of the soil.

표 2. 도 1에 나타낸 각 게이트의 카트리지 구성 및 그 적용예Table 2. Cartridge configuration and application examples of each gate shown in FIG.

게이트 구분Gate separator 적용범위Coverage 카트리지 구성Cartridge configuration 1One 매립지침출수농업폐수Landfill Leachate Agricultural Wastewater 1차 슬래그제올라이트2차 슬래그Primary slag zeolite Secondary slag 22 폐광산산성폐수Abandoned Mine Acid Wastewater 1차 슬래그유기질토(organoclay)2차 슬래그Primary slag organoclay Secondary slag 33 산업시설군사시설가축폐수Industrial Facility Military Facility Livestock Wastewater 1차 슬래그철 및 제강 또는 철강 부산물(열연 슬러지 및 주물사)2차 스래그Primary slag iron and steel or steel by-products (hot rolled sludge and foundry sand) Secondary slag 44 저농도의 질소, 인 오염지반Low concentration of nitrogen and phosphorus 슬래그Slag 55 복합성분으로 오염된 지반Ground Contaminated with Complex Components 1차 슬래그철 및 제강 또는 철강 부산물(열연 슬러지 및 주물사)유기질토제올라이트2차 슬래그Primary slag iron and steel or steel by-products (hot rolled sludge and foundry sand) organic earth zeolite secondary slag

도 4A는 본 발명의 오염된 지하수의 정화시스템의 구성을 대략적으로 나타내는 단면도이다. 도 4A에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 게이트부는 반응물질 카트리지(44)와 상기 반응물질 카트리지(44)를 삽입할 수 있도록 되어 있는 유도벽(42)으로 구성된다. 상기 반응물질 카트리지(44)와 상기 유도벽(42)은, 반응물질 카트리지(44)에 설치된 요철부 예를 들면, 고리와 유도벽(42)에 설치된 이와 상보적인 요철부 예를 들면, 반응물질 카트리지 고정용 소켓을 구비하는 것에 의해서 고정 및 설치되어진다. 오염된 지하수는 화살표 방향(46)으로 흘러 들어와 일부는 직접적으로 각각 직렬적으로 배치된 반응물질 카트리지(44)를 통과하게 되고 일부는 안내벽(40)에 의하여 반응불질 카트리지(44)를 통과하도록 유도되어진다.4A is a schematic cross-sectional view of the configuration of a contaminated groundwater purification system of the present invention. As can be seen in FIG. 4A, the gate portion is composed of a reactant cartridge 44 and a guide wall 42 through which the reactant cartridge 44 can be inserted. The reactant cartridge 44 and the guide wall 42 may be provided with uneven parts, for example, a ring and a complementary uneven part, provided with a ring and a guide wall 42, for example, a reactant. It is fixed and installed by having a cartridge fixing socket. The contaminated groundwater flows in the direction of the arrow 46 so that some pass directly through each of the reactant cartridges 44 arranged in series, and some pass through the reaction depletion cartridge 44 by the guide wall 40. Derived.

도 4B는 도 4A의 점선으로 나타낸 반응물질 카트리지(44)와 유도벽(42)으로 구성된 게이트부의 일부분을 도시한 부분 확대도이다. 도 4B에 나타낸 바와 같이, 상기 유도벽(42)에는 반응물질 카트리지(44)를 고정시킬 수 있는 요철부, 즉 소켓이 설치되어 있다. 도 4C는 상기 반응물질 카트리지(42)의 구조를 도시한 모식도이다. 도 4C에서 볼 수 있는 바와 같이, 각 카트리지는 중심부위에 반응물질을 포함하여 이루어지는 반응벽체 물질(52)이 위치되고, 상기 반응벽체 물질(52)의 전면과 후면에 부직포(56)(non-wonven geotextile)로 양쪽이 쌓여진 강철울(steel wool)(58)로 쌓여진 구조를 갖는다. 또한, 상기 각 카트리지(44)의 좌우 측면에는 상기 유도벽(42)에 삽입되어질 수 있도록 요철부, 즉 유도벽(42)에 설치된 소켓(50)과 상보적인 구조를 갖는 고정부(54)가 설치되어 있다. 상기 카트리지(44)의 부직포(56)에 쌓여진 강철울(steel wool)(58) 부위는 부유물질을 여과하는 기능과 강철울에 의한 유기염화물을 정화할 수 있는 기능을 함께 가지고 있다. 또한, 카트리지(44)와 카트리지(44) 사이의 간격을 최소화시키는데 효과적인 물질이다.FIG. 4B is a partially enlarged view showing a portion of the gate portion composed of the reactant cartridge 44 and the induction wall 42 shown by the dotted line in FIG. 4A. As shown in Fig. 4B, the guide wall 42 is provided with an uneven portion, that is, a socket, for fixing the reactant cartridge 44. 4C is a schematic diagram showing the structure of the reactant cartridge 42. As can be seen in FIG. 4C, each cartridge has a reaction wall material 52 including a reactant on a central portion thereof, and a nonwoven fabric 56 (non-wonven) on the front and rear surfaces of the reaction wall material 52. It has a structure stacked with steel wool 58 stacked on both sides with geotextile. In addition, the left and right sides of each cartridge 44, the fixing portion 54 having a structure complementary to the concave-convex portion, that is, the socket 50 installed in the guide wall 42 so that it can be inserted into the guide wall 42 It is installed. The steel wool 58 portion of the cartridge 44 stacked on the nonwoven fabric 56 has a function of filtering suspended matter and a function of purifying organic chloride by steel wool. It is also an effective material for minimizing the gap between the cartridge 44 and the cartridge 44.

상기 카트리지(44)의 반응벽체에 포함되는 반응물질의 함량은 오염된 지하수를 정화시키기 위하여 투과시킬 때 시간이 지남에 따라 투수율을 떨어뜨려 간극을막을 수 있는 가능성을 보이지 않는 범위내에서 최고의 함량이 포함되도록하는 것이 가장 바람직하다. 이는 반응물질의 함량이 많으면 많을 수록 반응효율이 높아지나 투수율 감소에 의한 반응효율 감소에 의하여 상쇄되기 때문이다. 일반적으로 상기 반응벽체는 영가철 또는 열연 슬러지가 흙과 혼합되고 상기 영가철 또는 열연슬러지는 5∼20중량%로 함유되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하기로는 약 30중량%로 함유되는 것이다. 또한, 반응물질이 제올라이트인 경우 상기 제올라이트는 흙과 혼합되고 상기 제올라이트는 약 5∼30중량%로 함유되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하기로는 약 30중량%로 함유되는 것이다. 반응물질이 폐석회 또는 석회암인 경우 상기 폐석회 또는 석회암이 흙과 혼합되고 상기 폐석회 또는 석회암이 5∼10중량%로 함유되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하기로는 약 10중량%로 함유되는 것이다. 반응물질이 숏볼분진 또는 폐주물사인 경우 상기 숏볼분진 또는 폐주물사가 흙과 혼합되고 상기 숏볼분진 또는 폐주물사는 약5∼30중량%로 함유되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하기로는 약 30중량%로 함유되는 것이다. 상기 반응물질의 최대 함량 중량%를 초과하여 포함되어지게 되면 시간이 지남에 따라 반응벽체의 투수계수가 감소하게 되어 정화효율이 현저하게 저하되고, 최소 함량 중량% 미만으로 포함되어지게 되면 반응물질의 절대적인 양이 부족하여 정화효율이 낮아지게 된다.The content of the reactant contained in the reaction wall of the cartridge 44 is the highest content within the range that does not show the possibility of closing the gap by reducing the permeability over time when permeate to purify the contaminated ground water It is most desirable to be included. This is because the higher the content of the reactant, the higher the reaction efficiency, but is offset by the decrease in the reaction efficiency due to the decrease in permeability. In general, the reaction wall is preferably contained in the iron or hot-rolled sludge is mixed with soil and the iron or hot-rolled sludge is 5 to 20% by weight, more preferably about 30% by weight. In addition, when the reactant is zeolite, the zeolite is mixed with soil, and the zeolite is preferably contained in an amount of about 5 to 30% by weight, more preferably about 30% by weight. When the reactant is waste lime or limestone, the waste lime or limestone is mixed with soil and preferably contained 5 to 10% by weight of the waste lime or limestone, more preferably about 10% by weight. When the reactant is shot dust or waste foundry sand, the shot dust or waste foundry sand is mixed with soil, and the shot dust or waste foundry sand is preferably contained in an amount of about 5 to 30% by weight, and more preferably, about 30% by weight. . When included in excess of the maximum content% by weight of the reactant decreases the permeability coefficient of the reaction wall over time to significantly reduce the purification efficiency, if included in less than the minimum content% by weight of the reactant Absolute amount is insufficient and purification efficiency is lowered.

한편, 반응물질이 고로슬래그, 제강 슬래그, 부식토 또는 풍화토로부터 선택되어지는 것일 때에는 흙과의 혼합하지 않고 반응벽체를 제조하게 된다.On the other hand, when the reactant is selected from blast furnace slag, steelmaking slag, humus soil or weathered soil, the reaction wall is produced without mixing with soil.

본 발명의 오염된 지하수의 반응벽체 정화시스템에 있어서, 상기 안내벽(40)은 오염된 지하수를 게이트부로 유도할 수 있도록 하는 것으로서 불투수성의 재질로 만들어진 차수벽이다. 본 발명의 안내벽(40)은 폐석회와 벤토나이트를 중량부 20 : 80으로 혼합하여 적용함으로써 폐자원을 자원화할 수 있다.In the reactive wall purification system of contaminated ground water of the present invention, the guide wall 40 is an order wall made of impermeable material to guide the contaminated ground water to the gate portion. Guide wall 40 of the present invention can be used to recycle waste resources by mixing waste lime and bentonite in a weight portion 20:80.

실시예Example

실시예 1Example 1

염화유기 화합물로 오염된 지하수의 정화방법.Method of purifying groundwater contaminated with chloride organic compounds.

본 실시예에서는 카트리지화된 반응벽체에 의한 오염된 지하수의 정화효율을 평가하기 위하여, 철 및 철과 팔라듐으로 구성된 폭 1m, 깊이 0.5m, 두께 0.01m의 반응벽체를 설치하고, 여기에 PCE 및 TCE의 농도가 100 μM인 수용액을 각각 통과시켰다. 상기의 반응물질은 투수계수 측정결과 5cm/hr, 동수구배 1/50으로서 산정된 다시(darcy) 유속 0.1cm/hr의 10배에 해당하는 1cm/hr를 지하수 최대 유속으로 고려하였다. 이는 강우 및 주변환경의 영향으로 인하여 평균유속에 비해 훨씬 빠르게 오염지하수가 반응물질내로 유입될 때에도 충분히 정화가 가능한가를 평가하기 위한 것이었다.In this embodiment, in order to evaluate the purification efficiency of contaminated groundwater by the cartridgeized reaction wall, a reaction wall having a width of 1m, a depth of 0.5m, and a thickness of 0.01m consisting of iron, iron, and palladium is installed, where PCE and Each aqueous solution with a concentration of 100 μM TCE was passed through. The reaction material was considered as the maximum groundwater flow rate of 1cm / hr, which corresponds to 10 times the darcy flow rate of 0.1cm / hr calculated as permeability coefficient 5cm / hr, 1/50 of the hydraulic gradient. The purpose of this study was to evaluate whether the groundwater could be sufficiently purified even when the groundwater flowed into the reactants much faster than the average flow rate due to the effects of rainfall and the surrounding environment.

PCE, TCE의 농도 분석은 가스 크로마토그래피(6890 series, Hewlett Packard Co. 미국)로 분석하였다. 다음의 표 3은 가스 크로마토그래피의 분석조건을 나타낸 것이다.The concentration analysis of PCE, TCE was analyzed by gas chromatography (6890 series, Hewlett Packard Co. USA). Table 3 below shows the analysis conditions of gas chromatography.

표 3. 가스 크로마토그래피의 분석 조건Table 3. Analytical Conditions for Gas Chromatography

칼럼column HP-5(필름 두께: 0.32㎛, 길이 : 30m)HP-5 (film thickness: 0.32㎛, length: 30m) 검출기Detector ECD(electron capture detector)Electron capture detector (ECD) 캐리어 가스Carrier gas 질소(검사 : 99.9995%)Nitrogen (Inspection: 99.9995%) 가스 유속Gas flow rate 20 psi20 psi 검출기 온도Detector temperature 280 ℃280 ℃ 칼럼 온도Column temperature 1분 동안 40℃ 그후 2분 동안 8℃/min으로 90℃40 ° C. for 1 minute and 90 ° C. at 8 ° C./min for 2 minutes

PCE 및 TCE의 농도가 100 μM인 수용액을 본 실시예의 카트리지화된 반응벽체를 이용한 오염된 지하수의 정화방법을 적용한 결과를 도 5, 6에 나타내었다.5 and 6 show the results of applying the method of purifying contaminated ground water using the cartridgeized reaction wall of this example in an aqueous solution having a concentration of 100 μM for PCE and TCE.

도 5, 6에 나타낸 바와 같이, 잔류 PCE 및 TCE의 농도는 영가철, 나노미터 수준의 철, 철 및 팔라듐의 이원금속 시스템을 사용한 경우 모두 시간이 지나감에 따라 감소하였으나, 철 및 팔라듐의 이원금속 시스템을 사용한 경우가 가장 효과적으로 감소하였다.As shown in Figs. 5 and 6, the concentrations of residual PCE and TCE decreased over time with binary metal systems of iron, iron and palladium at zero valent iron, nanometer levels, but with binary and iron palladium. The use of metal systems decreased most effectively.

실시예 2Example 2

영양염류 및 중금속류로 오염된 지하수의 정화방법.Method of purifying groundwater contaminated with nutrients and heavy metals.

본 실시예에서는 제올라이트를 포함하여 구성된 폭 1m, 깊이 0.5m, 두께 0.01m의 반응벽체를 설치하고, 여기에 오염물질인 NH4 +(20,40,80 ppm)과 Pb2+(10, 20, 40 ppm), Cu2+(10, 20, 40 ppm) 수용액을 통과시켰다. 상기 반응물질의 투수계수 측정결과 3cm/hr, 동수구배 1/40으로서 산정된 다시(darcy) 유속 0.075cm/hr의 10배에 해당하는 0.75cm/hr를 지하수 최대 유속으로 고려하였다.In this embodiment, a reaction wall having a width of 1m, a depth of 0.5m, and a thickness of 0.01m including zeolite is installed, and NH 4 + (20,40,80 ppm) and Pb 2+ (10, 20), which are pollutants, are installed therein. , 40 ppm), Cu 2+ (10, 20, 40 ppm) aqueous solution was passed through. As a result of measuring the permeability coefficient of the reactant, 0.75 cm / hr corresponding to 10 times the darcy flow rate of 0.075 cm / hr, which was calculated as 3 cm / hr and the hydraulic gradient 1/40, was considered as the maximum groundwater flow rate.

오염물질의 농도 분석은 암모니아의 경우 이온 크로마토그래피(DX500, Dinex, USA), 중금속의 경우에는 ICP-AES(inductive plasma-atomic emission spectrometer, ICPS-1000IV, Shimadzu, Japan)로 분석하였다.Contaminant concentrations were analyzed by ion chromatography (DX500, Dinex, USA) for ammonia and ICP-AES (inductive plasma-atomic emission spectrometer, ICPS-1000IV, Shimadzu, Japan) for heavy metals.

오염물질인 NH4 +의 농도가 20,40,80 ppm인 수용액에 본 실시예의 카트리지화된 반응벽체를 이용한 정화방법을 적용한 결과를 도 7, 8, 9에 나타내었다.7, 8, and 9 show the results of applying the purification method using the cartridgeized reaction wall of the present example to an aqueous solution having a concentration of NH 4 + , which is a pollutant, at 20,40,80 ppm.

오염물질인 Pb2+의 농도가 10, 20, 40 ppm인 수용액에 본 실시예의 카트리지화된 반응벽체를 이용한 정화방법을 적용한 결과를 도 10, 11, 12에 나타내었다.10, 11, and 12 show the results of applying the purification method using the cartridgeized reaction wall of the present example to an aqueous solution having a concentration of 10, 20, and 40 ppm of Pb 2+ as a pollutant.

오염물질인 Cu2+의 농도가 10, 20, 40 ppm인 수용액에 본 실시예의 카트리지화된 반응벽체를 이용한 정화방법을 적용한 결과를 도 13, 14, 15에 나타내었다.13, 14 and 15 show the results of applying the purification method using the cartridgeized reaction wall of the present example to an aqueous solution having a concentration of 10, 20 and 40 ppm of Cu 2+ as a pollutant.

도 7∼15에 나타낸 바와 같이, 반응벽체를 통과한 수용액 속에는 오염물질인 중금속의 농도는 줄어든 대신 이와 서로 교환되는 Na+이온과 Ca2+이온의 농도는 점차로 증가하였다. 오염된 중금속의 제거율에 있어서도 NH4 +와 Pb2+의 경우에는 주어진 농도범위에 대하여 20시간 이내에 거의 100%의 제거율을 나타내었다. 반면, Cu2+의 경우에는 적용된 농도와는 상관없이 거의 일정하게 약 8ppm 만이 제거되었다.As shown in Figures 7 to 15, the concentration of heavy metals, which are contaminants, decreased in the aqueous solution that passed through the reaction wall, but the concentrations of Na + ions and Ca 2+ ions exchanged with each other gradually increased. In the case of the removal of contaminated heavy metals, the removal rate of NH 4 + and Pb 2+ was almost 100% within 20 hours for the given concentration range. On the other hand, in the case of Cu 2+ , only about 8 ppm was removed almost constant regardless of the applied concentration.

본 발명의 카트리지화된 반응벽체를 이용한 오염된 지하수의 정화방법 및 정화시스템에 따르면, 여러 가지 오염물질로 오염된 지하수를 효과적으로 정화할 수 있다.According to the method and purification system for contaminated groundwater using the cartridgeized reaction wall of the present invention, the groundwater contaminated with various contaminants can be effectively purified.

또한, 오염물질로 오염된 지하수가 시간의 경과에 따라 그 오염물질의 조성이 변화하는 경우에도 효과적으로 정화할 수 있다.In addition, groundwater contaminated with contaminants can be effectively purified even if the composition of the contaminants changes over time.

Claims (12)

반응벽체를 이용한 오염된 지하수의 정화방법에 있어서, 특정한 오염성분들을 제거하거나 무해한 물질로 전환시킬 수 있는 반응물질을 포함하여 이루어지는 반응물질 카트리지를 상기 반응물질 카트리지를 삽입할 수 있도록 되어 있는 유도벽에 둘 이상 상호 직렬적으로 배치하는 단계;A method for purifying contaminated groundwater using a reaction wall, comprising: a reactant cartridge comprising a reactant capable of removing specific contaminants or converting it into a harmless substance on an induction wall into which the reactant cartridge can be inserted. Placing at least two in series with each other; 여러 가지 오염성분으로 오염된 지하수를 상기 둘 이상의 반응물질 카트리지가 상호 직렬적으로 배치된 반응벽체를 통과시킴으로서 여러 가지 오염성분으로 오염된 지하수를 정화하는 단계;Purifying groundwater contaminated with various contaminants by passing the groundwater contaminated with various contaminants through a reaction wall having the two or more reactant cartridges arranged in series with each other; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 카트리지화된 반응벽체를 이용한 오염된 지하수의 정화방법.Method for purifying contaminated ground water using a cartridgeized reaction wall, characterized in that comprising a. 제1항에 있어서, 상기 반응물질 카트리지를 삽입할 수 있도록 되어 있는 유도벽은 반응물질 카트리지의 양말단에 설치된 요철부와 상보적인 요철부를 갖는 것에 의하여 반응물질 카트리지를 삽입하거나 제거할 수 있는 것을 특징으로 하는 카트리지화된 반응벽체를 이용한 오염된 지하수의 정화방법.The method according to claim 1, wherein the guide wall through which the reactant cartridge can be inserted can insert or remove the reactant cartridge by having an uneven portion complementary to the uneven portion installed on the sock end of the reactant cartridge. A method of purifying contaminated groundwater using a cartridgeized reaction wall. 제1항에 있어서, 상기 반응물질 카트리지는 부직포로 양측면이 쌓여진 스틸울 사이에 반응물질 셀이 위치하고, 유도벽에 삽입될 때 유도벽과 접속하는 양말단은 유도벽과 상보적인 요철부를 갖는 것을 특징으로 하는 카트리지화된 반응벽체를이용한 오염된 지하수의 정화방법.The method of claim 1, wherein the reactant cartridge is a non-woven fabric, the reaction cell is located between the steel wool is stacked on both sides, the sock end connected to the guide wall when inserted into the guide wall has a concave-convex portion complementary to the guide wall. A method of purifying contaminated groundwater using a cartridgeized reaction wall. 제1항에 있어서, 상기 반응물질은 영가철, 열연 슬러지, 전기집진분진, 숏볼분진, 폐주물사, 제올라이트, 고로 슬래그, 제강슬래그, 부식토, 풍화토, 폐석회, 석회암 중에서 선택되어지는 것을 특징으로 하는 카트리지화된 반응벽체를 이용한 오염된 지하수의 정화방법.[Claim 2] The cartridge according to claim 1, wherein the reactant is selected from ductile iron, hot rolled sludge, electrostatic dust, shot ball dust, waste foundry sand, zeolite, blast furnace slag, steelmaking slag, humus, weathered soil, waste lime, and limestone. A method of purifying contaminated groundwater using oxidized reaction walls. 반응물질 카트리지와 상기 반응물질 카트리지를 삽입할 수 있도록 되어 있는 유도벽을 포함하여 이루어지는 게이트부 및 오염된 지하수를 게이트부로 유도할 수 있도록 설치된 안내벽을 포함하여 이루어지는 카트리지화된 반응벽체를 이용한 오염된 지하수의 반응벽체 정화시스템.Contaminated using a cartridgeized reaction wall comprising a gate portion comprising a reactant cartridge and a guide wall adapted to insert the reactant cartridge, and a guide wall installed to guide the contaminated groundwater to the gate portion. Reaction wall purification system of groundwater. 제5항에 있어서, 상기 반응물질 카트리지는 부직포로 양측면이 쌓여진 스틸울 사이에 반응물질 셀이 위치하고, 유도벽에 삽입될 때 유도벽과 접속하는 양말단은 유도벽과 상보적인 요철부를 갖는 것을 특징으로 하는 카트리지화된 반응벽체를 이용한 오염된 지하수의 반응벽체 정화시스템.The method of claim 5, wherein the reactant cartridge is a non-woven fabric, the reaction cell is located between the steel wool is stacked on both sides, the sock end connected to the induction wall when inserted into the induction wall has a concave-convex portion complementary to the induction wall. Reactive wall purification system of contaminated groundwater using a cartridgeized reaction wall. 제5항에 있어서, 상기 반응물질은 영가철, 열연슬러지, 전기집진분진, 숏볼분진, 폐주물사, 제올라이트, 고로슬래그, 제강스래그, 부식토, 풍화토, 폐석회, 석회암 중에서 선택되어지는 것을 특징으로 하는 카트리지화된 반응벽체를 이용한오염된 지하수의 반응벽체 정화시스템.The method of claim 5, wherein the reactant is selected from among duct iron, hot rolled sludge, electrostatic dust, shot ball dust, waste casting sand, zeolite, blast furnace slag, steelmaking slag, humus, weathered soil, waste lime, limestone Reaction wall purification system of contaminated groundwater using cartridgeized reaction wall. 제5항에 있어서, 상기 반응물질 카트리지와 상기 반응물질 카트리지를 삽입할 수 있도록 되어 있는 유도벽은 각각 고리와 이와 상보적인 요철부를 가진 반응물질 카트리지 고정용 소켓을 구비하는 것을 특징으로 하는 카트리지화된 반응벽체를 이용한 오염된 지하수의 반응벽체 정화시스템.6. The cartridgeized cartridge as claimed in claim 5, wherein the guide wall into which the reactant cartridge and the reactant cartridge can be inserted is provided with a hook for fixing the reactant cartridge having a ring and complementary recesses. Reaction wall purification system of contaminated groundwater using reaction wall. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반응물질 카트리지는 반응벽체 물질의 전면과 후면에 부직포로 양쪽이 쌓여진 강철울로 쌓여지고, 좌우측면에는 상기 유도벽에 삽입되어질 수 있도록 요철부를 갖는 것을 특징으로 하는 카트리지화된 반응벽체를 이용한 오염된 지하수의 정화방법.According to any one of claims 1 to 4, wherein the reactant cartridge is stacked on the front and rear of the reaction wall material of the steel wool stacked on both sides of the non-woven fabric, and the left and right sides are to be inserted into the guide wall A method of purifying contaminated groundwater using a cartridgeized reaction wall, characterized in that it has a portion. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반응벽체는 영가철 또는 열연 슬러지가 흙과 혼합된 것으로서 상기 영가철 또는 열연슬러지가 5∼20중량%로 함유되는 것, 폐석회 또는 석회암이 흙과 혼합된 것으로서 상기 폐석회 또는 석회암이 5∼10중량%로 함유되는 것으로부터 선택되어지는 것을 특징으로 하는 카트리지화된 반응벽체를 이용한 오염된 지하수의 정화방법.The reaction wall according to any one of claims 1 to 4, wherein the reaction wall is a mixture of ductile iron or hot rolled sludge with soil and contains 5 to 20% by weight of the ductile iron or hot rolled sludge, waste lime or limestone. A method for purifying contaminated groundwater using a cartridgeized reaction wall, characterized in that the waste lime or limestone is mixed with the soil and is selected from 5 to 10% by weight. 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반응물질 카트리지는 반응벽체 물질의 전면과 후면에 부직포로 양쪽이 쌓여진 강철울로 쌓여지고, 좌우측면에는 상기 유도벽에 삽입되어질 수 있도록 요철부를 갖는 것을 특징으로 하는 카트리지화된 반응벽체를 이용한 오염된 지하수의 반응벽체 정화시스템.According to any one of claims 5 to 8, wherein the reactant cartridge is stacked in a steel wool stacked on both sides of the non-woven fabric on the front and rear surfaces of the reaction wall material, the left and right sides to be inserted into the induction wall so as to be uneven Reactive wall purification system of contaminated groundwater using a cartridgeized reaction wall, characterized in that having a portion. 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반응벽체는 영가철 또는 열연 슬러지가 흙과 혼합된 것으로서 상기 영가철 또는 열연슬러지가 5∼20중량%로 함유되는 것, 폐석회 또는 석회암이 흙과 혼합된 것으로서 상기 폐석회 또는 석회암이 5∼10중량%로 함유되는 것으로부터 선택되어지는 것을 특징으로 하는 카트리지화된 반응벽체를 이용한 오염된 지하수의 반응벽체 정화시스템.The reaction wall according to any one of claims 5 to 8, wherein the reaction wall is a mixture of ductile iron or hot rolled sludge with soil and contains 5 to 20% by weight of the ductile iron or hot rolled sludge, waste lime or limestone. A reaction wall purification system for contaminated groundwater using a cartridgeized reaction wall, wherein the waste lime or limestone is mixed with the soil and selected from 5 to 10% by weight.
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