KR100492230B1 - Apparatus and Method for Purifying Polluted Soil by Using Heated Air - Google Patents

Apparatus and Method for Purifying Polluted Soil by Using Heated Air Download PDF

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KR100492230B1 KR10-2003-0035701A KR20030035701A KR100492230B1 KR 100492230 B1 KR100492230 B1 KR 100492230B1 KR 20030035701 A KR20030035701 A KR 20030035701A KR 100492230 B1 KR100492230 B1 KR 100492230B1
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Abstract

본 발명은 유류에 의해 고농도로 오염된 토양을 고온의 공기를 주입하여 단기간 내에 정화하여 복원할 수 있는 정화장치 및 정화방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 정화장치는, 유류에 의해 오염된 토양(1) 내에 매설되어 토양(1)에 공기를 주입하는 주입정(11)과, 상기 주입정(11)의 입구에 연결되어 주입정(11)으로 공기를 공급하는 공기주입기(12)와, 상기 주입정(11)과 상기 공기주입기(12) 사이에 설치되어, 상기 공기주입기(12)로부터 상기 주입정(11)으로 흐르는 공기를 가열하는 공기가열기(13)와, 토양(1) 내에 매립되어 상기 가열된 공기에 의하여 휘발된 유류 오염물을 외부로 안내하는 추출정(21)과, 상기 추출정(21)의 출구에 연결되어 유류 오염물을 배출시키는 공기추출기(23)를 포함한다. 본 발명에 의하면, 토양에 고온의 공기를 주입하여 토양 내에 존재하는 유류 오염물의 휘발성을 증가시킴으로써, 디젤유와 같은 저휘발성 유류 등도 짧은 기간 내에 손쉽게 제거할 수 있다.The present invention relates to a purification apparatus and a method for purifying soil that is contaminated at high concentration with oil by purifying and restoring it within a short period of time by injecting hot air. Purification apparatus according to the present invention is embedded in the soil (1) contaminated by oil and the injection well (11) for injecting air into the soil (1), connected to the inlet of the injection well (11) 11) is installed between the air injector 12 for supplying air to the injection well 11 and the air injector 12, and heats the air flowing from the air injector 12 to the injection well 11 An air heater 13, an extraction well 21 embedded in the soil 1 and guiding oil contaminants volatilized by the heated air to the outside, and connected to an outlet of the extraction well 21. And an air extractor 23 for discharging contaminants. According to the present invention, by injecting hot air into the soil to increase the volatility of oil contaminants present in the soil, low volatility oils such as diesel oil can be easily removed within a short period of time.

Description

고온의 공기를 이용한 토양 오염 정화장치 및 정화방법{Apparatus and Method for Purifying Polluted Soil by Using Heated Air} Apparatus and Method for Purifying Polluted Soil by Using Heated Air}

본 발명은 가솔린이나 디젤과 같은 유류 등에 의해 고농도로 오염된 토양 및 지하수를 복원하기 위한 정화장치 및 정화방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 오염된 토양 내에 고온의 공기를 주입하고 추출함으로써 정화기간을 단축할 수 있는 정화장치 및 정화방법에 관한 것이다. The present invention relates to a purification apparatus and a purification method for restoring soil and groundwater contaminated with high concentration by oil such as gasoline or diesel, and more particularly, to purify the purification period by injecting and extracting hot air into the contaminated soil. It relates to a purification apparatus and a purification method that can be shortened.

최근 급격한 경제성장에 따른 부작용으로서 각종의 환경오염 사고가 빈번하게 발생하고 있으며, 특히 산업활동 및 자동차 보급대수의 증가에 따라 유류 사용량이 증대되면서 주유소를 비롯한 유류 저장시설의 숫자 또한 급격히 증가하고 있으므로, 유류의 누출에 의한 토양이나 지하수의 오염사고가 증가 추세에 있다. Recently, various environmental pollution accidents occur frequently as a side effect of the rapid economic growth.In particular, the number of oil storage facilities including gas stations is rapidly increasing as oil consumption increases with increasing industrial activity and the number of automobiles supplied. Contamination of soil or groundwater due to oil leakage is on the rise.

오염된 토양 및 지하수를 복원을 위한 복원기술의 적용을 위해서는 우선적으로 오염물의 종류 및 특성과 오염부지의 수리지질학적 특성을 검토해야 하며, 복원기술별로 소요비용, 소요기간, 유지관리 용이성 등의 다양한 항목에 대한 종합적인 평가에 의하여 복원기술을 적용해야 한다. 즉, 유류에 의한 토양 및 지하수 복원을 위하여 가장 기본적으로 고려해야 할 사항들로는, 토양 및 지하수에 누출된 유류 오염물의 점성, 증기압 및 용해도 등과 같은 특성, 유류 오염물의 누출 정도, 오염물 농도, 오염된 토양 및 지하수의 수리지질학적 특성 등을 들 수 있다. In order to apply the restoration technology for restoring contaminated soil and groundwater, it is necessary to first review the types and characteristics of contaminants and the hydrogeological characteristics of the contaminated site, and the cost, duration, ease of maintenance, etc. Restoration techniques should be applied by comprehensive evaluation of the items. That is, the most basic considerations for restoring soil and groundwater by oil include characteristics such as viscosity, vapor pressure and solubility of oil pollutants leaked into soil and groundwater, degree of oil pollutant leakage, pollutant concentration, contaminated soil and Hydrogeological characteristics of groundwater; and the like.

현재까지 유류 오염물의 누출로 인한 토양 및 지하수의 오염영향을 최소로 하기 위하여 다양한 복원기술들이 개발되어 적용되고 있다. 대표적인 복원기술로는 오염 지역내의 토양을 굴착한 후 부지 밖으로 운반하여 열적처리하여 안정화하거나 매립하는 부지외(ex-suit) 복원방법을 들 수 있다.To date, various restoration techniques have been developed and applied to minimize the impact of soil and groundwater contamination due to leakage of oil pollutants. Typical restoration techniques include excavation of soil in contaminated areas, transported off site, and thermally treated to stabilize or landfill.

그러나, 이러한 부지외 복원방법은 토양의 굴착 시 오염물의 노출에 따른 위험성과, 높은 복원비용 등으로 인하여 적용에 한계가 있다. 따라서, 근래에는 부지 내에서 오염물을 바로 처리하는 부지내(in-suit) 복원방법이 사용되고 있다. 특히, 부지내 처리방법 중 유류 성분에 의해 오염된 토양을 복원하는 경우에는, 토양의 공극 사이에 존재하는 휘발성 물질을 추출하는 토양가스추출법(SVE : soil vapor extraction)이나, 토양에 공기를 주입하여 토착 미생물의 활성을 높여주거나 토양에 미생물과 영양염, 유화제 등을 주입하여 처리하는 바이오벤팅법(BV : Bio Venting) 등이 사용되어 왔다.However, these off-site restoration methods have limitations in application due to the risk of exposure to contaminants during soil excavation and high restoration costs. Therefore, in-suit restoration methods have recently been used in which contaminants are treated directly in the site. In particular, when restoring soil contaminated by oil components in the site treatment method, soil vapor extraction (SVE) extracts volatile substances present between the pores of the soil, or by injecting air into the soil. Bio Venting (BV) has been used to enhance the activity of indigenous microorganisms or to inject and treat microorganisms, nutrients, and emulsifiers in the soil.

토양가스추출법(SVE)은 운전의 용이함 및 경제적 효과 측면에서 우수하여 오염된 토양의 복원방법으로서 가장 널리 사용되어 왔다. 그러나, 토양가스추출법에 의하여 고농도의 유류에 의한 토양오염을 복원하는 경우에는, 시간이 경과할수록 휘발성이 낮은 유류 성분비율이 증가함에 따라 아주 낮은 농도까지의 처리가 어려우며, 추출가스의 2차 처리가 필요하다는 단점이 있으며, 포화토양이나 지하수의 수위가 높은 경우에는 적용성에 한계가 있었다. 즉, 토양가스추출법을 사용하는 경우 시간에 따라 추출되는 가스의 농도가 지속적으로 감소함으로써 처리 효과가 시간이 경과할 수록 낮아지게 되는데, 이는 가스의 강제적 추출로 인하여 유류성분의 휘발화(volatilization)가 비평형상태 (kinetic limitation)를 유지함에 따라 휘발되는 가스의 양이 감소하고, 추출시간의 경과에 따라 BTEX와 같이 휘발성이 큰 성분은 초기에 제거되지만, 저휘발성 성분의 비율은 증가하게 되기 때문이다. 따라서, 토양가스추출법에 의하여 고농도 유류에 의한 토양오염을 복원하는 경우, 장기간 추출에도 불구하고 저휘발성 오염성분의 제거에 한계가 있게 된다. 또한, 유류 오염물의 분산율이 낮으므로 복원기간이 오래 걸린다는 문제점도 있다. Soil gas extraction (SVE) has been the most widely used method for restoring contaminated soil because of its ease of operation and economic effects. However, in the case of restoring soil pollution by high concentration of oil by soil gas extraction method, it is difficult to treat to very low concentration as the volatile oil component ratio increases with time, and secondary treatment of extract gas is difficult. There is a disadvantage in that it is necessary, and there is a limit in applicability when the level of saturated soil or groundwater is high. In other words, when the soil gas extraction method is used, the concentration of gas extracted continuously decreases with time, and thus the treatment effect becomes lower as time passes. This is due to the volatilization of oil components due to the forced extraction of gas. This is because the amount of gas volatilized decreases as the kinetic limitation is maintained, and the volatile components such as BTEX are initially removed, but the proportion of low volatility components increases as the extraction time elapses. . Therefore, in the case of restoring soil contamination by high concentration of oil by the soil gas extraction method, there is a limit to the removal of low volatile contaminants despite long-term extraction. In addition, there is a problem that the recovery period is long because the dispersion rate of oil contaminants is low.

그리고, 일반적으로 오염물의 증기압이 최소 70Pa이상이 되어야만 휘발에 의해서 제거할 수 있는 것으로 알려져 있는데, 디젤이나 윤활유와 같은 휘발성이 낮은 유류는 증기압이 매우 낮기 때문에 통상적인 토양가스추출법으로는 제거하기 어렵다. And, it is generally known that the vapor pressure of contaminants can be removed by volatilization at least 70 Pa or more, and low volatility oils such as diesel or lubricating oil are difficult to remove by conventional soil gas extraction methods because the vapor pressure is very low.

한편, 오염도 및 오염성분 특성에 따라서 토양가스추출법의 단점을 개선한 바이오벤팅법(BV)의 경우, 적정량의 공기를 토양 내에 주입하면 추출공정 없이 생분해만으로 유류 오염물을 제거할 수 있으므로, 지상으로 유출되는 가스가 발생하지 않아, 추출공정과 같은 재처리 공정 및 재처리 설비가 필요치 않다는 장점이 있다. 그러나, 이러한 바이오벤팅법도 복원시간이 오래 걸린다는 문제점이 있다.On the other hand, in the case of the bioventilation method (BV), which improves the disadvantages of the soil gas extraction method according to the pollution degree and the characteristics of the pollutants, when the appropriate amount of air is injected into the soil, oil contaminants can be removed by biodegradation without extraction process, and thus spilled to the ground. Since no gas is generated, a reprocessing process such as an extraction process and a reprocessing facility are not required. However, such a bio venting method also takes a long time to restore.

또한, 유류 오염물이 점토질과 같은 저투수성 토양에 존재하는 경우, 종래의 부지내(in-situ) 복원방법으로는 제거하기가 용이하지 않아, 대부분 비용이 많이 소요되는 부지외(ex-situ) 복원방법을 적용하고 있다. 이는 점토질 내에서는 가스나 물의 이동 등과 같은 물질의 전달율이 매우 낮아 오염물의 제거를 위한 물질(화학용매, 안정화물질, 공기 등)이 유류성분과 접촉하여 그 기능을 발휘할 기회가 적기 때문에, 부지내 복원방법을 사용할 경우 주입관정의 간격을 매우 가깝게 해야 한다든지, 복원에 오랜 기간이 소요되는 등의 어려움이 있기 때문이다.In addition, when oil contaminants are present in low-permeability soils such as clay, conventional in-situ restoration methods are not easy to remove, and are therefore costly ex-situ. Restoration method is applied. This is because the transfer rate of substances such as gas or water migration in clay is very low, and there is little opportunity for substances (chemical solvents, stabilizing substances, air, etc.) to remove pollutants to come into contact with oil components and to perform their functions. If the method is used, it may be difficult to close the injection wells, or to take a long time to recover.

한편, 이러한 문제점들 때문에, 최근에는 산화제 주입법이나 토양세척(soil flushing) 등의 방법이 개발되고 있으나, 현재까지 국내에는 효과성이 검증된 기술은 적용되고 있지 않은 실정이다. On the other hand, due to these problems, recently, methods such as oxidizing agent injection or soil flushing have been developed, but until now, the proven technology has not been applied in Korea.

본 발명은 상기와 같은 종래의 복원방법의 문제점들을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 고온의 공기를 토양 내에 주입 및 추출함으로써 고농도의 유류에 의해 오염된 토양과 지하수에서 오염물을 신속하게 제거할 수 있는 정화장치 및 정화방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been developed to solve the problems of the conventional restoration method as described above, by purifying the soil and groundwater contaminated by the high concentration of oil by injecting and extracting hot air into the soil can be quickly removed It is an object to provide an apparatus and a purification method.

본 발명의 또 다른 목적은 고온 공기의 주입 및 추출을 통하여 오염물을 일차로 제거한 후에, 잔류하는 오염물은 주입 공기의 온도를 조절함으로써 생물복원방법을 통하여 제거할 수 있는 정화장치 및 정화방법을 제공하는 것이다. It is still another object of the present invention to provide a purifying apparatus and a purifying method capable of removing the contaminants after the primary removal of the contaminants through the injection and extraction of hot air, by adjusting the temperature of the injection air. will be.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 정화장치는, 유류에 의해 오염된 토양 내에 매설되어 토양에 공기를 주입하는 주입정과, 상기 주입정의 입구에 연결되어 주입정으로 공기를 공급하는 공기주입기와, 상기 주입정과 상기 공기주입기 사이에 설치되어, 상기 공기주입기로부터 상기 주입정으로 흐르는 공기를 가열하는 공기가열기와, 토양 내에 매립되어 상기 가열된 공기에 의하여 휘발된 유류 오염물을 외부로 안내하는 추출정과, 상기 추출정의 출구에 연결되어 유류 오염물을 배출시키는 공기추출기를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the purification apparatus according to the present invention, the injection well is embedded in the soil contaminated by oil and injects air into the soil, and the air connected to the inlet of the injection well to supply air to the injection well An air heater installed between the injector, the injection well and the air injector, for heating the air flowing from the air injector to the injection well, and the oil contaminant embedded in soil and volatilized by the heated air to the outside. And an air extractor connected to an outlet of the extraction well to discharge oil contaminants.

또한, 정화장치는, 상기 추출정과 상기 공기추출기 사이에 설치되어 상기 추출정으로부터 배출되는 유류 오염물에서 수분을 분리하는 기액분리기와, 상기 공기추출기의 하류측에 설치되어, 상기 기액분리기에 의하여 수분과 분리된 기체 상태의 유류 오염물 중의 총석유계탄화수소(TPH)를 제거하는 활성탄 흡착탑을 더 포함할 수 있다.In addition, the purification apparatus is provided between the extraction well and the air extractor to separate the water from the oil contaminants discharged from the extraction well, and a gas-liquid separator is installed on the downstream side of the air extractor, The method may further include an activated carbon adsorption tower for removing total petroleum hydrocarbon (TPH) in the separated gaseous oil contaminants.

상기 주입정은 상기 토양 내의 지하수의 수면 아래까지 도달하는 깊이로 매립되고, 상기 추출정은 상기 지하수의 수면으로부터 약간 위쪽에 배치되도록 매립됨으로써, 기체 상태의 유류 뿐만 아니라, 약체 상태의 유류와 지하수도 동시에 추출할 수 있는 것이 바람직하다.The injection well is buried to a depth reaching down to the surface of the groundwater in the soil, and the extraction well is buried to be disposed slightly above the surface of the groundwater, thereby simultaneously extracting not only gaseous oil, but also weak oil and groundwater. It is desirable to be able to.

그리고, 오염물의 제거가 신속하게 이루어질 수 있도록, 상기 주입정과 상기 추출정은 오염부지 내에 소정 간격을 두고 다수 개가 설치되는 것이 바람직하다.And, it is preferable that a plurality of the injection wells and the extraction wells are installed at predetermined intervals in the contaminated site so that contaminants can be removed quickly.

한편, 본 발명에 따른 정화방법은, 공기가열기로 공기를 가열하는 단계와, 상기 가열된 공기를 오염된 토양 내에 매립된 주입정을 통하여 주입하는 단계와, 상기 가열된 공기에 의해 휘발된 유류 오염물을 토양 내에 매립된 추출정을 통하여 추출하여 제거하는 단계로 이루어진다. 여기서, 상기 공기가열기에서 가열되는 공기의 온도는 200℃∼400℃인 것이 바람직하다.On the other hand, the purifying method according to the invention, the step of heating the air with an air heater, injecting the heated air through the injection well embedded in the contaminated soil, and the oil volatilized by the heated air Extracting and removing the contaminants through the extraction well embedded in the soil. Here, the temperature of the air heated in the air heater is preferably 200 ℃ to 400 ℃.

아울러, 상술한 단계들이 완료된 후에도 잔류하는 오염물을 제거하기 위하여, 상기 공기가열기에서 공기를 100℃∼150℃로 가열하여 토양 내에 주입하여, 토양의 온도를 미생물들이 활동하기에 적합한 온도(약 30℃∼50℃)로 유지시킴으로써, 생물학적 복원방법에 의하여 잔류하는 오염물을 제거할 수 있다.In addition, in order to remove the contaminants remaining after the above-described steps, the air heater is heated to 100 ℃ ~ 150 ℃ in the soil and injected into the soil, the temperature of the soil suitable for the microorganisms activity (about 30 By maintaining the temperature at 50 ° C. to 50 ° C., the remaining contaminants can be removed by a biological restoration method.

그리고, 상기 추출정을 통하여 유류 오염물을 추출한 다음, 기액분리기에서 상기 유류 오염물을 기체 성분과 액체 성분으로 분리하고, 상기 기체 성분 중에서 총석유계탄화수소(TPH)를 활성탄 흡착탑에서 제거하는 공정을 더 수행할 수도 있다.After extracting the oil contaminants through the extraction well, the oil contaminant is separated into a gas component and a liquid component in a gas-liquid separator, and further, the total petroleum-based hydrocarbon (TPH) is removed from the gas component in an activated carbon adsorption tower. You may.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.

도 1에는 본 발명에 따른 정화장치의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.1 is a view showing a schematic configuration of a purification apparatus according to the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 정화장치는, 유류에 의해 오염된 토양(1) 내에 매설되어 토양(1)에 공기를 주입하는 주입정(11)과, 주입정(11)의 입구에 연결되어 주입정(11)으로 공기를 공급하는 공기주입기(12)와, 주입정(11)과 공기주입기(12) 사이에 설치되어, 공기주입기(12)로부터 주입정(11)으로 흐르는 공기를 가열하는 공기가열기(13)와, 토양(1) 내에 매립되어 휘발된 오염물을 외부로 안내하는 추출정(21)과, 추출정(21)의 출구에 연결되어 오염물을 배출시키는 공기추출기(23)를 구비한다.As shown in FIG. 1, the purification apparatus according to the present invention includes an injection well 11, which is embedded in soil 1 contaminated by oil and injects air into the soil 1, and the injection well 11. An air injector 12 connected to the inlet and supplying air to the injection well 11, and is installed between the injection well 11 and the air injection 12, flowing from the air injection 12 to the injection well 11. An air heater 13 for heating the air, an extraction well 21 for guiding the contaminants volatilized and embedded in the soil 1 to the outside, and an air extractor connected to the outlet of the extraction well 21 to discharge the pollutants. 23 is provided.

이러한 정화장치에서, 공기는 공기주입기(12)를 통해 도입된 후 공기가열기(13)를 통과하면서 특정한 온도까지 가열된다. 가열된 고온의 공기는 주입정(11)을 통해 오염된 토양(1) 내에 연속적으로 주입된다. 고온의 공기가 주입에 따라 토양은 가열되고, 토양 내에 존재하는 유류 성분은 휘발되게 된다. 이와 같이, 휘발된 유류 성분은 수분 및 공기와 함께 추출정(21)을 통하여 배출되는데, 이러한 배출은 공기추출기(23)에 의해 이루어진다. In this purifier, the air is introduced through the air injector 12 and then heated to a certain temperature while passing through the air heater 13. The heated hot air is continuously injected into the contaminated soil 1 through the injection well 11. As hot air is injected, the soil is heated, and oil components present in the soil are volatilized. As such, the volatilized oil component is discharged through the extraction well 21 together with moisture and air, and this discharge is made by the air extractor 23.

추출정(21)과 공기추출기(23) 사이에는 기액분리기(22)가 설치되어 추출정(21)으로부터 배출된 오염물질에서 수분을 분리한다. 그리고, 공기추출기(23)의 하류측에는 활성탄 흡착탑(7)이 설치되어, 기액분리기(22)에서 수분과 분리된 기체 상태의 오염물질 중의 총석유계탄화수소(TPH)를 제거한다.A gas-liquid separator 22 is installed between the extraction well 21 and the air extractor 23 to separate moisture from contaminants discharged from the extraction well 21. An activated carbon adsorption tower 7 is installed downstream of the air extractor 23 to remove total petroleum hydrocarbon (TPH) in the gaseous contaminants separated from the water in the gas-liquid separator 22.

상술한 바와 같이, 디젤유와 같은 저휘발성 물질은 토양 내에서 토양가스추출법(SVE)으로는 제거가 쉽지 않다. 그런데, 유류 오염물은 온도가 올라갈수록 휘발성이 증가된다. 따라서, 본 발명에서는, 유류 오염물의 휘발성을 증가시켜 토양(1) 및 지하수(2)로부터 손쉽게 제거하기 위하여, 공기가열기(13)에 의하여 가열된 고온의 공기를 주입정(11)을 통하여 토양(1) 및 지하수(2) 내에 주입하는 것이다. 실험결과에 의하면, 주입정(11)을 통하여 주입되는 공기의 온도는 200℃∼400℃ 범위에서 선택되는 것이 바람직하다.As described above, low volatility materials such as diesel oil are not easy to remove by soil gas extraction (SVE) in the soil. However, oil contaminants increase volatility with increasing temperature. Therefore, in the present invention, in order to increase the volatility of the oil contaminants to easily remove from the soil (1) and ground water (2), the hot air heated by the air heater 13 through the injection well (11) (1) and ground water (2). According to the test result, the temperature of the air injected through the injection well 11 is preferably selected in the range of 200 ℃ to 400 ℃.

한편, 토양(1)에 고온의 공기를 주입 후 휘발된 가스성분을 추출하기 위하여 고려하여야 할 사항은, 누출된 과도한 유류의 누적으로 인하여 대부분 지하수(2)의 수위 위쪽 토양의 공극에 유류가 포화되어 유동성상태(free liquid)로 존재한다는 점이다. 이러한 유류는 적은 영역에서 아주 높은 농도를 보이므로 신속하게 제거되어야만 한다. 그러나, 단순 추출에 의한 오염물 제거 방법으로는 불포화층 토양 내의 휘발된 가스성분만을 제거할 수 있을 뿐이므로, 유동성이 있는 액체상태의 유류나 지하수위가 높은 경우에는 적용성에 제한이 있게된다. 따라서, 본 발명에서는 이러한 문제점을 해결할 수 있도록, 액체상태의 유류와 지하수를 동시에 추출하는 기술(dual phase extraction)을 이용한다. On the other hand, in order to extract the volatilized gas component after injecting hot air into the soil 1, most of the oil is saturated in the air gap of the ground water level of the groundwater 2 due to the accumulation of excessive oil leakage. That is, it exists in a free liquid state. These oils have very high concentrations in small areas and must be removed quickly. However, in the method of removing contaminants by simple extraction, only the volatilized gas components in the unsaturated layer soil can be removed, so that the applicability is limited in the case of high fluid oil or groundwater level. Therefore, in order to solve this problem, the present invention utilizes a dual phase extraction technique for simultaneously extracting liquid oil and groundwater.

이를 위하여, 도 1에 도시된 바와 같이, 주입정(11)은 지하수(2)의 수면 아래까지 도달하도록 매립하고, 추출정(21)은 지하수(2)의 수면으로부터 약간 위쪽에 배치되도록 매립함으로써, 액체상태의 유류와 지하수를 동시에 추출한다. 이 밖에도, 주입정(11) 및 추출정(21)을 모두 토양(1) 내의 지하수(2)의 수면 부근이나 그 이하까지 도달될 수 있는 깊이로 매립하는 것도 가능할 것이다. To this end, as shown in Figure 1, the injection well 11 is buried to reach below the water surface of the ground water 2, the extraction well 21 is buried to be disposed slightly above the water surface of the ground water (2) At the same time, both liquid oil and groundwater are extracted. In addition, it will be possible to embed both the injection well 11 and the extraction well 21 to a depth that can reach near or below the water surface of the groundwater 2 in the soil 1.

이와 같이, 주입정(11)과 추출정(21)의 매립 깊이를 지하수(2) 수면 근처 또는 그 이하로 함으로써, 불포화 및 포화된 토양에서 유동성 유류(free product)를 제거하고, 지하수의 수위를 낮추고, 공기의 투과계수를 증가시킬 수 있으므로, 추출에 의한 운전효과를 극대화할 수 있다. 또한, 공기의 공급을 원활히 하여 미생물에 의한 유류오염물의 분해를 촉진할 수도 있다. In this way, the buried depth of the injection well 11 and the extraction well 21 is set at or near the surface of the groundwater 2 to remove free products from the unsaturated and saturated soil, and to reduce the groundwater level. Lower and increase the air permeation coefficient, it is possible to maximize the driving effect by the extraction. In addition, it is possible to facilitate the supply of air to promote the decomposition of oil contaminants by microorganisms.

도 2는 본 발명에 따른 정화장치를 오염부지에 설치하는 경우, 주입정(11) 및 추출정(21)의 배치형태를 나타낸 평면도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 정화장치를 적용할 때는, 주입정(11)과 추출정(21)을 오염부지 내에 소정 간격으로 여러 개를 설치하여, 고온 공기의 주입 및 추출을 신속하게 함으로써, 유류 성분의 오염물을 신속하게 제거하는 것이 바람직하다. 주입정(11) 및 추출정(21)의 필요한 설치 개수는 현장실험을 통해 도출된 영향반경(A)으로부터 산출한다.2 is a plan view showing the arrangement of the injection well 11 and the extraction well 21 when the purification apparatus according to the present invention is installed in a contaminated site. As shown in Figure 2, when applying the purification apparatus according to the present invention, by installing a plurality of injection wells 11 and extraction wells 21 at predetermined intervals within the contaminated site, the injection and extraction of hot air By doing so quickly, it is desirable to quickly remove contaminants of oil components. The required number of installations of the injection well 11 and the extraction well 21 is calculated from the influence radius A derived through field experiments.

또한, 본 발명에서는, 이상에서 설명한 바와 같이 토양 내에 고온의 공기를 주입하고 휘발된 오염물을 추출하는 가스추출 공정을 통하여 일차적으로 대부분의 유류 오염물을 제거한 다음에, 제거되지 않고 잔류하는 유류 오염물을 추가로 제거하기 위하여, 후속 공정으로서 생물복원방법을 이용한다. In addition, in the present invention, as described above, most oil contaminants are first removed through a gas extraction process of injecting hot air into the soil and extracting volatilized contaminants, and then adding oil contaminants remaining without being removed. In order to remove it, the bioremediation method is used as a subsequent process.

토양 및 지하수 복원에 적용되는 전통적인 생물복원방법으로는 토양에 적용되는 바이오벤팅법(Bio Venting)과 지하수에 적용하는 공기분산법(Air Sparging)이 있다. 이 방법들은 오염현장의 토종 미생물(Indigenous microorganism)의 활성도를 증가시키는 공학적 제어를 통하여 오염물질을 분해하는 방법으로서, 가스추출 공정에서 제거하지 못한 휘발성이 낮고 헨리(Henry) 상수가 작은 유류물질을 제거하는데 효과적이다. 즉, 바이오벤팅법의 경우 적정유량의 공기를 토양이나 지하수에 주입하면 추출정 없이도 생분해만으로 유류오염물을 제거할 수 있는데, 이는 지상으로 유출되는 가스가 발생하지 않으므로 기액분리기나 활성탄 흡착탑과 같은 재처리시설과 그에 따른 공정이 필요치 않다는 것을 의미한다. 따라서, 본 발명에서는 가스추출 공정으로 제거하지 못한 저농도 유류 오염물을 재처리 공정이 필요 없는 생물복원방법인 바이오벤팅법 혹은 공기분산법을 이용하여 처리함으로써, 토양의 복원기간을 크게 단축시킬 수 있다.Conventional bioremediation methods for soil and groundwater restoration include bioventing applied to soil and air sparging applied to groundwater. These methods are used to decompose pollutants through engineering controls that increase the activity of indigenous microorganisms at the polluting site. They remove oils with low volatility and low Henry's constants that could not be removed in the gas extraction process. It is effective to In other words, in the case of the bio venting method, when an appropriate amount of air is injected into the soil or groundwater, oil contaminants can be removed by biodegradation without extracting wells. This is because no gas is discharged to the ground, and reprocessing such as gas-liquid separator or activated carbon adsorption tower is performed. This means no facilities and subsequent processes are required. Therefore, in the present invention, by treating the low-concentration oil contaminants that are not removed by the gas extraction process by using the bio-venting method or the air dispersion method, which is a biological restoration method that does not require a reprocessing process, the restoration period of the soil can be greatly shortened.

구체적으로, 주입정(11)을 통하여 토양(1) 및 지하수(2)에 200℃∼400℃의 고온 공기를 주입하여 증기추출공정을 수행한 다음에, 생물복원 공정으로서 주입정(11)을 통하여 100℃∼150℃의 중온의 공기를 토양(1) 및 지하수(2)에 주입한다. 이 정도 범위의 중온 공기를 주입하면 토양을 미생물 분해의 적정온도인 30℃∼40℃ 정도로 유지할 수 있으므로, 미생물 활동이 촉진되어 복원시간을 단축시킬 수 있다. Specifically, the hot water of 200 ° C. to 400 ° C. is injected into the soil 1 and the ground water 2 through the injection well 11 to perform a vapor extraction process, and then the injection well 11 is used as a biorecovery process. The medium temperature air of 100 degreeC-150 degreeC is inject | poured into the soil 1 and groundwater 2 through this. By injecting mesophilic air in this range, the soil can be maintained at about 30 ° C. to 40 ° C., which is an appropriate temperature for microbial decomposition, so that the microbial activity can be promoted and the recovery time can be shortened.

이하, 본 발명의 적용을 위하여 수행한 각종의 실험 결과들에 대하여 설명한다 .Hereinafter, various experimental results performed for the application of the present invention will be described.

<증기압과 오염물의 제거 효과와의 관계에 관한 실험>Experiment on the relationship between the vapor pressure and the removal effect of contaminants

일반적으로, 상온(25℃)에서 토양가스추출법(SVE)에 의한 오염물 제거효과의 평가는 오염물의 증기압이 70Pa 이상이 되는 경우에 효과가 있다고 알려져 있다. 온도에 따른 디젤범위 오염물의 포화증기압 변화를 실험에 의하여 측정한 결과가 아래의 표 1에 정리되어 있다.In general, it is known that the evaluation of the pollutant removal effect by the soil gas extraction method (SVE) at room temperature (25 ° C.) is effective when the vapor pressure of the pollutant becomes 70 Pa or more. The experimental results of the saturated steam pressure change of diesel pollutants with temperature are summarized in Table 1 below.

온도(oC)Temperature ( oC ) 각 오염성분의 포화증기압 (Pa)Saturated vapor pressure of each pollutant (Pa) n-C10n-C10 n-C12n-C12 n-C13n-C13 n-C15n-C15 n-C16n-C16 n-C17n-C17 2121 120.97120.97 11.1311.13 3.783.78 -- -- -- 3030 307.71307.71 33.4333.43 11.2111.21 -- -- -- 4040 990.23990.23 111.49111.49 36.1536.15 3.383.38 0.690.69 -- 5050 1371.551371.55 172.08172.08 58.4558.45 6.736.73 2.042.04 -- 6060 2078.182078.18 431.31431.31 157.29157.29 18.6518.65 6.466.46 0.880.88 8080 2546.622546.62 744.86744.86 304.43304.43 52.4852.48 21.8521.85 8.868.86 100100 3198.993198.99 1455.451455.45 1045.561045.56 297.89297.89 133.53133.53 58.9858.98

표 1에서 알 수 있듯이, 상온에 가까운 21℃에서 디젤범위의 오염성분들(DROs) 중 오직 n-C10만이 증기압 120.97Pa로서 토양가스추출법(SVE)에 의해 효과적으로 제거되며, 나머지 오염성분들은 포화증기압이 70Pa 이하이므로 토양가스추출법에 의해 제거될 수 없다. 한편, 온도의 상승에 따라 각 오염물 성분의 증기압은 점차 증가하게 된다. 즉, 온도가 40℃인 경우, n-C12의 증기압은 111.49Pa까지 증가하게 되므로 토양가스추출법에 의하여 용이하게 제거할 수 있게 된다. 또한, 온도가 60℃인 경우에는 n-C13(tridecane)까지 용이하게 제거할 수 있게 된다. As can be seen from Table 1, only n-C10 among the DROs in the diesel range at 21 ° C. close to room temperature is effectively removed by soil gas extraction (SVE) with a vapor pressure of 120.97 Pa. The remaining pollutants are saturated steam pressure. Since it is 70 Pa or less, it cannot be removed by the soil gas extraction method. On the other hand, as the temperature rises, the vapor pressure of each contaminant component gradually increases. That is, when the temperature is 40 ℃, since the vapor pressure of n-C12 is increased to 111.49Pa can be easily removed by the soil gas extraction method. In addition, when the temperature is 60 ℃ can be easily removed to n-C13 (tridecane).

즉, 표 1에서는, 공기의 주입 및 추출에 의한 토양가스추출법으로 상온에서 제거되지 않는 디젤범위의 오염성분들은 온도가 증가함에 따라 탄소수가 적은 순서대로 제거되며, 대략 100℃의 온도에서 대부분의 오염성분이 제거될 수 있다는 것을 보여주고 있다. That is, in Table 1, contaminants in the diesel range that are not removed at room temperature by the soil gas extraction method by injecting and extracting air are removed in order of low carbon number as the temperature increases, and most of the contaminants at a temperature of about 100 ° C It is shown that the component can be removed.

한편, 위 실험결과로부터 추정할 때, 탄소수가 18개 ∼ 22개 범위의 오염물(C18 ∼ C22)에 대해서는 온도를 100℃ 이상으로 증가시켜야 보다 효과적으로 토양가스추출법에 의하여 제거할 수 있을 것이다. On the other hand, when estimated from the above experimental results, for the contaminants (C18 ~ C22) of 18 to 22 carbon number to increase the temperature to more than 100 ℃ will be able to be removed more effectively by the soil gas extraction method.

그리고, 본 발명에서는, 대부분의 오염성분을 토양가스추출법에 의하여 제거시킨 후, 토양 내에 잔류하고 있는 분자량이 큰 C18 ~ C22범위의 오염물은, 미생물의 활성이 가장 높은 수준으로 온도를 상승시켜, 미생물에 의하여 생물학적으로 분해함으로써 제거한다.In the present invention, after removing most of the contaminants by the soil gas extraction method, the contaminants in the C18 to C22 range having a large molecular weight remaining in the soil raise the temperature to the highest level of the activity of the microorganisms, By biologically decomposing.

<디젤 유류의 온도에 따른 휘발율 변화에 관한 실험>Experiment on Volatilization Rate with Temperature of Diesel Oil

온도에 따른 오염물의 휘발율에 의한 제거 경향을 살펴보기 위한 예비 실험 결과를 도면 3 내지 도 5에 도시하였다. 본 실험은 바이알(Vial)에 토양 5g을 넣고, 이 토양을 디젤범위 오염성분인 C10, C12, C14 및 C15가 농도 50,000mg/kg의 비율이 되도록 오염시킨 후, 25℃, 50℃ 및 80℃에서 정해진 시간동안 방치한 다음, 시간별로 채취하여 토양 내의 오염물을 분석한 결과이다. 즉, 본 실험은 각 온도에서의 오염물의 휘발에 의한 효과를 살펴본 것으로서, 도 3 내지 도 5에서는 공기의 흐름에 의한 분산(advection)에 의한 효과는 없이 휘발만의 효과를 나타내었다.The preliminary experimental results for examining the removal trend by the volatilization rate of the contaminants with temperature are shown in FIGS. 3 to 5. In this experiment, 5 g of soil was put into a vial, and the soil was contaminated to have a concentration of 50,000 mg / kg of C10, C12, C14, and C15 in the diesel range, and then 25 ° C, 50 ° C, and 80 ° C. This is the result of analyzing the contaminants in the soil after leaving for a predetermined time in and then collected by time. That is, the present experiment looked at the effect of volatilization at each temperature, and in Figures 3 to 5 showed only the effect of volatilization without the effect of the dispersion (advection) by the flow of air.

도 3은 상온(25℃)에서의 디젤범위 오염물의 휘발제거 경향을 나타낸 그래프이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 25℃의 상온에서는 토양 내 오염물인 C10, C12의 제거율이 1∼2일(24∼48시간)이 경과한 이후에는 어느 정도 제거하고 있음을 알 수 있다. 이는 25℃에서 C10, C12의 증기압이 120.11Pa 정도이기 때문에 휘발에 의한 제거효과를 어느 정도 얻을 수 있기 때문이다. 그러나, 국내의 경우 토양의 온도가 25℃로 유지되는 시기가 적은 점을 감안할 때, 휘발효과의 진행속도는 다소 느릴 것이라고 예상할 수 있다. 한편, 휘발성이 낮은 C14, C16의 경우는 상온에서의 휘발에 의한 제거율이 아주 낮은 것을 알 수 있다. 이는 디젤의 대부분을 차지하고 있는 저휘발성 물질을 상온에서 휘발에 의하여 제거하는 데 많은 문제가 있음을 보여준다. Figure 3 is a graph showing the volatilization removal trend of diesel range contaminants at room temperature (25 ℃). As shown in Figure 3, it can be seen that at room temperature of 25 ℃ the removal rate of the contaminants C10, C12 in the soil is removed to some extent after 1 to 2 days (24 to 48 hours). This is because the vapor pressure of C10 and C12 at 25 ° C. is about 120.11 Pa, so that the effect of volatilization can be obtained to some extent. However, considering that the soil temperature is kept at 25 ° C in Korea, the progress of volatilization effect may be slow. On the other hand, in the case of C14 and C16 with low volatility, the removal rate by volatilization at normal temperature is very low. This shows that there are many problems in removing low-volatile materials, which occupy most of diesel, by volatilization at room temperature.

도 4는 50℃의 온도에서의 디젤범위 오염물의 휘발제거 경향을 나타낸 그래프이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 고농도 유류가 존재하는 토양의 경우 50℃의 온도에서도 모든 성분의 제거율이 그다지 높지는 않음을 알 수 있다. 즉, 디젤 오염물이 비수성상 액체(NAPL: Nonaqueous Phase Liquids)로 존재하는 경우에 온도를 높임으로써 휘발에 의한 제거효과를 올릴 수 있으나, 온도가 50℃ 정도인 경우에는 기대만큼의 효과를 얻기는 부족한 것이다.4 is a graph showing the volatilization tendency of diesel range contaminants at a temperature of 50 ° C. As shown in Figure 4, in the case of the soil having a high concentration of oil even at a temperature of 50 ℃ it can be seen that the removal rate of all components is not very high. In other words, when diesel contaminants are present as nonaqueous phase liquids (NAPL), the removal effect by volatilization can be increased by increasing the temperature, but when the temperature is about 50 ° C., the effect as expected is insufficient. will be.

도 5는 80℃의 온도에서의 디젤범위 오염물의 휘발제거 경향을 나타낸 그래프이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 80℃의 온도에서 1∼2일 사이에 C10 ~ C14는 거의 제거가 되었으며, C16의 경우는 성분이 남아 있으나 3일 후에는 휘발에 의해 완전히 제거됨을 알 수 있다. 5 is a graph showing the volatilization removal trend of diesel pollutants at a temperature of 80 ° C. As shown in FIG. 5, between 1 and 2 days at a temperature of 80 ° C., C10 to C14 were almost removed, and in the case of C16, the components remained but were completely removed by volatilization after 3 days.

이상의 실험 결과에 비추어 볼 때, 유류에 의한 토양오염 대책기준인 농도 5,000mg/kg의 10배로 오염된 농도 50,000mg/kg의 오염토양의 온도를 80℃로 유지하는 경우 수일 내 대부분의 오염성분을 제거할 수 있음을 알 수 있다. 결론적으로, 오염성분들의 증기압 증가에 의한 휘발제거 효과는 온도와 비례하여 나타나고 있으며, 신속한 오염성분의 제거를 위해서는 토양의 온도가 80℃ 이상으로 되어야 할 것이다.In view of the above test results, most of the contaminants in a few days are maintained when the soil temperature of the contaminated soil at the concentration of 50,000 mg / kg is contaminated by 10 times the concentration of 5,000 mg / kg, the soil pollution prevention standard by oil. It can be seen that it can be removed. In conclusion, the volatilization effect by increasing the vapor pressure of pollutants is shown in proportion to the temperature, the soil temperature should be above 80 ℃ for the rapid removal of pollutants.

<디젤 제거 칼럼 실험><Diesel Removal Column Experiment>

한편, 온도에 따른 유류 오염물의 토양 내 제거 특성을 알아보기 위하여 다음과 같은 실험 장치를 구성하였다. 각 컬럼에 공기를 유입하였으며, 각 컬럼과 펌프 사이에 실험 유량 조건인 100 ∼ 200 mL/min의 공기 유량을 유지하기 위해 유량 조절 밸브를 설치하였다. 그리고, 1회 실험에 3개의 컬럼을 실험 할 수 있도록 설치하였다. 각 실험에 사용된 토양은 공사현장에서 직접 채취한 화강풍화토이며, 디젤은 주유소에서 구입하여 사용하였다. 토양은 30번 체를 통과한 시료를 함수비(含水比)가 약 10%가 유지되도록 처리하였으며, 토양 11g에 20㎕의 디젤을 균일하게 혼합하여 이를 각 컬럼 안에 충진하였다. 0.38의 공극률과 총석유계탄화수소(TPH) 기준 16,000mg/kg으로 각각 25℃, 85℃, 105℃, 125℃의 조건(실제 토양의 온도는 각각 25℃, 71℃, 91℃, 115℃ 였다)에서, 1일차는 100mL/min의 공기 유량으로, 2일차는 200mL/min의 공기 유량으로 각 온도 조건마다 2일간씩 실험을 실시하였는데, 예외적으로 125℃ 온도 조건에서는 시간이 오염물 제거에 미치는 영향을 알아보고자 3일간 실험을 실시하였다. 디젤(총석유계탄화수소(TPH))의 농도 분석은 토양 전량, 즉 11g을 메틸렌 클로라이드(methylene chloride) 35mL과 함께 40mL의 바이알(vial)에 담아 20분간 초음파 분해(sonication)에 의해 추출한 후, 필터링(filtering)하여 검액으로 1㎕를 시린지로 채취하여 기체크로마토그래프(GC : Gas Chromatograph)분석을 실시하였다. 이러한 실험에 대한 결과를 도 6에 나타내었다.On the other hand, in order to determine the removal characteristics of oil pollutants in the soil according to the temperature was configured the following experimental apparatus. Air was introduced into each column, and a flow control valve was installed to maintain an air flow rate of 100 to 200 mL / min, which is an experimental flow rate condition, between each column and the pump. And, it was installed to be able to experiment three columns in one experiment. The soil used in each experiment was granite weathered directly from the construction site, and diesel was purchased from a gas station. Soil was treated to maintain a water content of about 10% of the sample passed through the sieve 30, and uniformly mixed 20μl of diesel in 11g of soil was filled in each column. Porosity of 0.38 and 16,000 mg / kg of total petroleum hydrocarbon (TPH) conditions were 25 ° C, 85 ° C, 105 ° C, and 125 ° C respectively (the actual soil temperatures were 25 ° C, 71 ° C, 91 ° C, and 115 ° C, respectively). ), Two days were conducted for each temperature condition on day 1 with air flow rate of 100 mL / min and day 2 on air flow rate of 200 mL / min. The experiment was conducted for 3 days. The analysis of the concentration of diesel (TPH) was carried out by sonication for 20 minutes in a total volume of soil, that is, 11 g in 40 mL of vial with 35 mL of methylene chloride, followed by filtering. After filtering, 1 μl of the sample was taken with a syringe, and subjected to Gas Chromatograph (GC) analysis. The results for this experiment are shown in FIG. 6.

도 6에 도시된 바와 같이, 상온(25℃)에서는 시간과 공기 유량에 관계없이 디젤의 제거율이 10% 미만이었으나, 온도가 증가함에 따라서 1일 동안에 80%까지 디젤의 제거율이 증가하였으며, 공기 유량이 200mL/min으로 증가한 2일차의 디젤의 제거율은 10% 미만이었다. 만약, 총석유계탄화수소(TPH) 농도를 10,000mg/kg라고 가정하였을 때, 토양의 온도가 120℃ 이상이면, 초기에 80% 제거율에 해당되는 토양오염 우려 기준치 농도인 2,000mg/kg를 만족할 수 있을 것이라 예측된다. 한편, 최고 온도 조건인 115℃에서는 3일차까지 진행되었고, 이 때의 디젤 제거율은 99.3%로 거의 대부분의 디젤 성분이 제거됨을 알 수 있다. As shown in FIG. 6, at room temperature (25 ° C.), the removal rate of diesel was less than 10% irrespective of time and air flow rate, but as the temperature was increased, the removal rate of diesel was increased to 80% in one day, and the air flow rate was increased. The removal rate of diesel on Day 2, which increased to 200 mL / min, was less than 10%. If the total petroleum hydrocarbon (TPH) concentration is assumed to be 10,000 mg / kg, if the soil temperature is 120 ° C or higher, the soil contamination concern standard concentration of 2,000 mg / kg, which corresponds to the 80% removal rate, may be initially satisfied. It is expected to be. On the other hand, at the maximum temperature condition 115 ℃ proceeded to the third day, at this time the diesel removal rate is 99.3%, it can be seen that most of the diesel components are removed.

이상과 같은 본 발명에 의하여 유류에 의해 오염된 토양 및 지하수를 복원하는 경우 다음과 같은 여러 가지의 장점이 있다.When restoring the soil and ground water contaminated by oil by the present invention as described above there are a number of advantages.

첫째, 복원기간의 단축 및 저휘발성 오염물의 제거율 향상을 들 수 있다. 상술한 바와 같이, 디젤유나 윤활유와 같은 저휘발성 유류는 증기압이 매우 낮으므로, 종래의 토양가스추출법(SVE) 등에 의하면 복원기간도 오래 소요될 뿐만 아니라 완전하게 제거할 수도 없었다. 그러나, 본 발명에 의하면, 고온의 공기를 이용하여 휘발성 오염물들의 휘발화를 촉진시킬 뿐만 아니라 저휘발 오염물들의 증기압도 증가시켜 휘발성을 증가시키게 되므로, 오염된 토양의 복원시간을 단축하고 저휘발성 오염물들의 제거율도 향상시킬 수 있다.First, the restoration period can be shortened and the removal rate of low volatility contaminants can be improved. As described above, low-volatile oils such as diesel oil and lubricating oil have a very low vapor pressure, and according to the conventional soil gas extraction method (SVE) and the like, the restoration period takes a long time and cannot be completely removed. However, according to the present invention, since the use of high temperature air not only promotes volatilization of volatile contaminants, but also increases the vapor pressure of low volatile contaminants, thereby increasing volatility, thereby reducing the recovery time of contaminated soil and The removal rate can also be improved.

둘째, 저투수성 토양에 존재하는 유류의 효과적으로 제거할 수 있다. 즉, 본 발명에서와 같이, 고온 공기를 점토질 토양에 주입할 경우 고온에 의하여 수분함량이 감소하고 토양의 공극이 증가하는 특성을 보이게 되므로, 공기 등과 오염물과의 접촉기회가 증가하게 된다. 또한, 비휘발성 오염물들의 점성이나 토양에의 잔류성이 감소하게 되어 이동성이 증가하게 되므로, 추출 등과 같은 물리적 처리뿐만 아니라 공기공급이 가장 중요한 생물복원공정의 효율을 크게 증가시키게 된다. Second, oil can be effectively removed from low permeability soils. That is, as in the present invention, when hot air is injected into the clay soil, the water content decreases due to the high temperature and the pore of the soil is increased, thereby increasing the contact opportunity with air and contaminants. In addition, since the viscosity of the non-volatile contaminants and the residual in the soil is reduced, the mobility is increased, thereby greatly increasing the efficiency of the biological restoration process, where air supply is the most important as well as physical treatment such as extraction.

셋째, 토양 및 지하수의 온도 증가에 의한 유류의 미생물학적 분해의 증가를 꾀 할 수 있다. 공기나 토양의 온도는 유류 오염물을 분해하는 미생물의 활성도에 큰 영향을 끼치는 매우 중요한 인자이다. 일반적으로 온도가 증가할수록 분해율은 증가하게 되는데 통상 온도가 10℃ 증가할 때 활성도는 2배 이상 증가하는 것으로 알려져 있다. 따라서, 고온 공기를 주입함으로써 휘발에 의한 효과증대 이외에 미생물에 의한 분해를 기대할 수 있다. 또한, 고온 공기를 이용하여 생물복원방법을 수행하는 경우에도 주입하는 공기나 토양의 온도를 미생물 활성도가 가장 양호한 온도로 조절함으로써, 유류 오염물의 분해율을 증가시켜 복원기간을 크게 단축시킬 수 있다. Third, it is possible to increase the microbiological decomposition of oil by increasing the temperature of the soil and ground water. Air or soil temperature is a very important factor that greatly affects the activity of microorganisms that break down oil pollutants. In general, as the temperature increases, the decomposition rate increases, but when the temperature increases by 10 ° C, the activity is known to increase more than two times. Therefore, by injecting hot air, decomposition by microorganisms can be expected in addition to the effect of volatilization. In addition, even when performing the bioremediation method using hot air by adjusting the temperature of the air or soil to be injected to the temperature of the best microbial activity, it is possible to increase the decomposition rate of oil contaminants to significantly shorten the recovery period.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 토양이 누출된 유류에 의하여 고농도로 오염되어 있는 경우, 고온의 공기를 토양에 주입하고, 이에 의해 휘발된 오염물을 추출하여 신속하게 제거하고, 그 다음 농도가 일정 수준 이하로 유지되면 온도를 중온으로 조절하여 생물복원방법을 이용함으로써, 토양복원기간을 크게 단축시킬 수 있으며 안정적으로 오염물을 제거할 수 있다. As described above, according to the present invention, when the soil is contaminated at high concentration by the leaked oil, hot air is injected into the soil, thereby extracting and removing the volatilized contaminants quickly, and then If the temperature is kept below a certain level, by adjusting the temperature to medium temperature and using the biological restoration method, the soil restoration period can be greatly shortened and the pollutants can be stably removed.

특히, 본 발명에 의하면, 유류 오염물 중 디젤과 같이 저휘발성 성분의 제거 효율을 높일 수 있으며, 고농도의 유동성 유류(free product)를 동시에 제거할 수 있다.In particular, according to the present invention, it is possible to increase the removal efficiency of low volatile components, such as diesel, in oil contaminants, and to remove high concentrations of free fluid at the same time.

이상에서는 본 발명의 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능할 것이다.In the above, certain preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made by those skilled in the art without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. will be.

도 1은 본 발명에 따른 정화장치의 개략적인 구성도.1 is a schematic configuration diagram of a purification apparatus according to the present invention.

도 2는 도 1의 정화장치의 주입정 및 추출정의 배치 상태를 나타낸 평면도.Figure 2 is a plan view showing the arrangement of the injection well and extraction well of the purification device of FIG.

도 3은 상온에서의 디젤 오염물의 휘발제거 경향을 나타낸 그래프.Figure 3 is a graph showing the trend of volatilization of diesel contaminants at room temperature.

도 4는 50℃의 온도에서 디젤 오염물의 휘발제거 경향을 나타낸 그래프.Figure 4 is a graph showing the volatilization of diesel contaminants at a temperature of 50 ℃.

도 5는 80℃의 온도에서 디젤 오염물의 휘발제거 경향을 나타낸 그래프.5 is a graph showing the volatilization tendency of diesel contaminants at a temperature of 80 ℃.

도 6은 공기 주입 온도와 시간에 따른 토양 내 디젤 오염물의 제거율을 나타낸 그래프.Figure 6 is a graph showing the removal rate of diesel contaminants in soil over time and air injection temperature.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

11 : 주입정 12 : 공기주입기11: injection well 12: air injector

13 : 공기가열기 21 : 추출정13: air heater 21: extraction well

22 : 기액분리기 23 : 공기추출기22: gas-liquid separator 23: air extractor

24 : 활성탄 흡착탑24: activated carbon adsorption tower

Claims (8)

유류에 의해 오염된 토양(1) 내에 매설되어 토양(1)에 공기를 주입하는 주입정(11);An injection well 11 embedded in the soil 1 contaminated by oil and injecting air into the soil 1; 상기 주입정(11)의 입구에 연결되어 주입정(11)으로 공기를 공급하는 공기주입기(12);An air injector 12 connected to the inlet of the injection well 11 and supplying air to the injection well 11; 상기 주입정(11)과 상기 공기주입기(12) 사이에 설치되어, 상기 공기주입기(12)로부터 상기 주입정(11)으로 흐르는 공기를 가열하는 공기가열기(13);An air heater (13) installed between the injection well (11) and the air injector (12) to heat air flowing from the air injection (12) to the injection well (11); 토양(1) 내에 매립되어 상기 가열된 공기에 의하여 휘발된 유류 오염물을 외부로 안내하는 추출정(21); 및An extraction well 21 embedded in soil 1 to guide oil contaminants volatilized by the heated air to the outside; And 상기 추출정(21)의 출구에 연결되어 유류 오염물을 배출시키는 공기추출기(23)를 포함하며,It is connected to the outlet of the extraction well 21 includes an air extractor 23 for discharging oil contaminants, 상기 주입정(11)은 상기 토양 내의 지하수(2)의 수면 아래까지 도달하는 깊이로 매립되어 있으며, 상기 추출정(21)은 상기 지하수(2)의 수면으로부터 약간 위쪽에 배치되도록 매립된 것을 특징으로 하는 정화장치.The injection well 11 is buried to a depth reaching down to the water surface of the groundwater 2 in the soil, the extraction well 21 is embedded to be disposed slightly above the water surface of the groundwater (2) Purifier made with. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 추출정(21)과 상기 공기추출기(23) 사이에 설치되어 상기 추출정(21)으로부터 배출되는 유류 오염물에서 수분을 분리하는 기액분리기(22); 및A gas-liquid separator 22 installed between the extraction well 21 and the air extractor 23 to separate water from oil contaminants discharged from the extraction well 21; And 상기 공기추출기(23)의 하류측에 설치되어, 상기 기액분리기(22)에 의하여 수분과 분리된 기체 상태의 유류 오염물 중의 총석유계탄화수소(TPH)를 제거하는 활성탄 흡착탑(7)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정화장치.Installed on the downstream side of the air extractor 23, further comprises an activated carbon adsorption tower (7) for removing the total petroleum-based hydrocarbon (TPH) in the gaseous oil contaminants separated from the water by the gas-liquid separator 22 Purifier, characterized in that. 삭제delete 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, The method according to claim 1 or 2, 상기 주입정(11)과 상기 추출정(21)은 오염부지 내에 소정 간격을 두고 다수 개가 설치된 것을 특징으로 하는 정화장치.Purification apparatus characterized in that the injection well (11) and the extraction well (21) are provided in a plurality at predetermined intervals in the contaminated site. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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