KR100669491B1 - 준설토의 재활용 처리방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 준설토의 재활용 처리방법에 관한 것으로서, 준설토 내의 중금속을 포함한 오염물질의 함량을 낮추면서 재활용이 가능하여 자원을 효율적으로 활용할 수 있을 뿐만 아니라 준설토의 재활용에 따른 2차오염 방지에 이바지할 수 있도록 하는데 그 목적이 있으며, 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 탈수하여 건조한 준설토와 점토로 이루어지는 혼합물에 물을 첨가하여 혼합하고, 이를 소정의 형상으로 성형한 다음 소성하는 것을 특징으로 하는 준설토의 재활용 처리방법을 제공한다.

Description

준설토의 재활용 처리방법{Recycling treatment method of dredged soil}

본 발명은 준설토의 재활용 처리방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 준설토의 오염물질의 함량을 낮춤과 동시에 벽돌이나 기와 등의 제품으로 재활용이 가능하여 자원을 효율적으로 활용할 수 있을 뿐만 아니라 준설토의 재활용에 따른 2차오염 방지에 이바지할 수 있는 준설토의 재활용 처리방법에 관한 것이다.

일반적으로 호수나 강, 댐, 저수지, 하천, 연못, 항만 등의 수역에서는 오니나 모래, 자갈 등이 유입된 후 침전되어 퇴적물을 만드는 경우 많은데, 이러한 퇴적물을 제거하지 않고 그대로 방치하게 되면 상기 수역들은 그 기능을 점차 잃어버리고 심각한 수질오염을 야기하게 된다. 이로 인하여 다양한 방법을 적용하여 수역에 퇴적된 퇴적물을 준설하고 있는데, 준설된 준설토에는 유기물이나 중금속 등을 포함한 각종 오염물이 다량 함유되어 있어 준설토의 효과적인 처리방법이 요구되고 있다.

종래 준설토는 통상적으로 별도의 처리과정 없이 해양에 투기하여 처리하거 나, 매립지에 매립하여 처리하여 왔다. 그러나, 해양에 준설토를 투기하게 되면 해양오염에 따른 연안 어족자원의 고갈을 야기 시킬 수 있으며, 매립지에 준설토를 매립하게 되면 중금속을 포함한 각종 오염물질이 침출수에 함유됨에 따라 토양이나 수질오염을 가중시키게 되고, 매립지의 확보와 관리에 있어 많은 비용이 소요되는 등 많은 문제점을 가지고 있다.

그에 따라 근래에는 준설토를 매립하거나 해양에 투기하는 대신 재활용하는 방안이 모색되고 있으며, 특히 준설토에는 토사 등의 유효재원이 다량 포함되어 있어 준설토를 재활용하게 되면 경제적인 측면에서 매우 유리하게 작용되는 이점이 있다. 이와 관련하여 준설토에서 모래나 자갈 등을 분리하여 각종 공사현장에서의 골재로 사용하는 기술이 개시된 바 있다.

그러나, 상기와 같이 준설토에서 모래 등을 분리하여 건설자재로 활용하여도 분리된 모래 내부에는 다량의 중금속을 포함한 오염물질이 함유되어 있어 재활용에 따른 오염문제가 미해결 과제로 남아 있으며, 특히 모래를 분리하고 남은 잔량의 준설토 처리가 2차적인 문제로 남아 있다.

따라서 준설토를 재활용하는 과정에서 오염물질의 함량을 감소시킴과 아울러 준설토 자체를 재활용할 수 있는 근본적인 방안이 요구되고 있다. 이러한 요구에 부응하여 본 발명자는 준설토 내의 유기물이나 중금속을 포함한 오염물의 함량을 낮출 수 있으면서도 준설토 자체를 재활용할 수 있는 방법을 연구한 끝에 본 발명을 완성하였다.

이에 본 발명은 준설토 내의 중금속을 포함한 오염물질의 함량을 낮추면서 재활용이 가능하여 자원을 효율적으로 활용할 수 있을 뿐만 아니라 준설토의 재활용에 따른 2차오염 방지에 이바지할 수 있는 준설토의 재활용 처리방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 탈수하여 건조한 준설토와 점토로 이루어지는 혼합물에 물을 첨가하여 혼합하고, 이를 벽돌, 기와 또는 블록 형상으로 성형한 다음 소성하는 준설토의 재활용 처리방법에 있어서, 상기 혼합물이 점토 70∼80중량%와 준설토 20∼30중량%로 이루어지며, 소성은 1100∼1200℃에서 48시간 이상 실시하는 것을 특징으로 하는 준설토의 재활용 처리방법을 제공한다.

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이하 본 발명에 따른 준설토의 재활용 처리방법을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 준설토의 재활용 처리방법은 탈수하여 건조한 준설토와 점토 로 이루어지는 혼합물에 물을 첨가하여 혼합하고, 이를 소정의 형상으로 성형한 다음 소성하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 방법으로 준설토를 재활용하게 되면, 소성과정에서 준설토에 함유되어 있는 유기물질이 분해되어 제거됨과 아울러 중금속 등이 무해한 상태로 변화되어 소성된 물품의 사용시 용출량이 줄어들게 된다. 따라서 준설토의 재활용에 따른 2차 오염문제를 효과적으로 해소할 수 있으며, 특히 높은 강도를 갖는 물품의 제조가 가능하게 되는 이점이 있다.

여기서, 준설토는 호수나 강, 댐, 저수지, 하천, 연못, 항만 등의 수역에서 퇴적물을 준설하여 얻어진 것으로서 충분히 탈수한 다음 건조한 일반적인 것을 사용하면 되고, 점토는 벽돌이나 기와 등과 같이 점토를 주재로 하는 제품의 제조시 사용되는 일반적인 것을 사용하면 된다.

상기 준설토와 점토의 혼합물은 점토 70∼80중량%와 준설토 20∼30중량%로 이루어지는 것을 사용하게 된다. 여기서, 준설토의 함량이 20중량% 미만으로 혼합될 경우 압축강도 등에 문제점이 있으며, 준설토의 함량이 30중량%를 초과할 경우 상대적으로 점토의 함량이 줄어들어 결합력 감소에 따른 제조된 물품의 강도가 저하되는 문제점이 발생하게 되므로 상기 범위 내에서 점토와 준설토를 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.

이와 같이 준설토와 점토가 혼합된 혼합물에 물을 첨가하여 혼합하게 되는데, 물의 첨가량은 반드시 한정할 필요가 없으나, 바람직하게는 혼합 및 성형이 용이하도록 준설토와 점토의 혼합물 100중량부에 대하여 10 내지 20중량부의 비율로 첨가하는 것이 좋다.

준설토와 점토 혼합물에 물을 첨가하여 혼합한 후 성형하게 되는데, 성형은 벽돌이나 기와, 블록과 같이 점토를 주재로 하는 제품의 형상으로 하는 것이 좋다. 특히, 상기한 제품들 중에서 벽돌은 일반적으로 점토에 미분토나 마사토를 혼합한 후 성형 및 소성하여 제조되는데, 미분토나 마사토의 경우 재료의 수급이 어렵기 때문에 이를 준설토로 대체하게 되면 재료의 수급이 용이함과 아울러 재료의 구입단가를 절감할 수 있을 뿐만 아니라 폐자원을 효율적으로 재활용 할 수 있게 되어 매우 바람직하다.

성형 후에는 성형물을 소성하게 되는데, 본 발명에 따르면 상기 소성은 1100∼1200℃에서 실시하게 된다. 여기서, 소성온도가 1100℃ 미만일 경우 유기물의 분해 및 중금속의 무해한 성분으로의 변화가 충분히 이루어지지 않는다는 문제점이 있으며, 소성온도가 1200℃를 초과할 경우 고온에 의한 크랙 등의 문제점이 있으므로 상기범위 내의 온도에서 소성하는 것이 바람직하다.

이때, 소성시간이 48시간 미만일 경우 유기물의 분해와 중금속의 무해한 성분으로의 변화에 대한 충분한 효과를 얻을 수 없게 되므로 소성시간은 48시간 이상으로 하는 것이 좋다.

상기와 같은 조건하에서 소성을 실시하게 되면 준설토에 함유되어 있던 유기물이 분해되어 제거됨과 아울러 중금속 등이 무해한 상태로 변화되게 됨에 따라 성형물의 사용과정에서 중금속이 용출되는 것을 현저하게 감소시킬 수 있으며, 준설토의 재활용에 따른 2차 오염문제를 해소할 수 있고, 특히 소성을 통한 고강도의 물품을 얻을 수 있게 된다.

이하 본 발명을 하기 실시 예를 통하여 보다 상세하게 설명하기로 하나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것일 뿐, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1>

탈수하여 건조한 준설토 20Kg과 점토 80Kg으로 이루어지는 혼합물에 물 15 Kg을 첨가하여 혼합하고, 이를 벽돌로 성형한 다음 1200℃에서 48시간 소성하였다.

이렇게 소성된 시험체 벽돌을 파쇄 및 체가름하여 국내 폐기물관리법에서 제시한 용출시험방법으로 오염물질의 함량을 분석하였으며, 아울러 토목재료시험법에 의한 방법으로 압축강도를 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

<실시예 2>

탈수하여 건조한 준설토 30Kg과 점토 70Kg으로 이루어지는 혼합물에 물 15Kg을 첨가한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 벽돌을 제조하고, 제조된 벽돌의 오염물질의 함량과 압축강도를 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

<실시예 3>

탈수하여 건조한 준설토 40Kg과 점토 60Kg으로 이루어지는 혼합물에 물 15Kg을 첨가한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 벽돌을 제조하고, 제조된 벽돌의 오염물질의 함량과 압축강도를 상기 실시예 1과 동일한 방 법으로 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

<실시예 4>

탈수하여 건조한 준설토 50Kg과 점토 50Kg으로 이루어지는 혼합물에 물 15Kg을 첨가한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 벽돌을 제조하고, 제조된 벽돌의 오염물질의 함량과 압축강도를 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

<실시예 5>

탈수하여 건조한 준설토 60Kg과 점토 40Kg으로 이루어지는 혼합물에 물 15Kg을 첨가한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 벽돌을 제조하고, 제조된 벽돌의 오염물질의 함량과 압축강도를 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

<실시예 6>

소성온도를 1100℃에서 실시한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 벽돌을 제조하고, 제조된 벽돌의 오염물질의 함량과 압축강도를 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

<실시예 7>

소성온도를 1000℃에서 실시한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 벽돌을 제조하고, 제조된 벽돌의 오염물질의 함량과 압축강도를 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

<실시예 8>

소성온도를 1300℃에서 실시한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 벽돌을 제조하고, 제조된 벽돌의 오염물질의 함량과 압축강도를 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

<비교예 1>

준설토의 오염물질의 용출량을 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

구분	압축강도 (kg/㎠)	오염물질 용출량
		COD (㎎/g)	T-N (㎎/g)	Zn (㎍/g)	Cd (㎍/g)	Hg (㎍/g)	Pb (㎍/g)	Cr (㎍/g)	Cu (㎍/g)
실시예 1	250	ND	ND	6.0	ND	ND	2.1	ND	ND
실시예 2	250	ND	ND	8.2	ND	ND	1.8	ND	ND
실시예 3	230	ND	ND	9.4	ND	ND	1.9	ND	ND
실시예 4	214	ND	ND	15.8	0.1	ND	3.8	0.6	1.0
실시예 5	168	ND	ND	14.8	ND	ND	4.1	0.2	0.8
실시예 6	210	ND	ND	8.0	ND	ND	3.0	ND	ND
실시예 7	160	ND	ND	10.8	0.2	ND	4.8	0.1	0.5
실시예 8	220	ND	ND	4.5	ND	ND	1.8	ND	ND
비교예 1	-	9.46	0.51	16.10	0.40	ND	5.90	0.32	0.81

상기 표 1에서 보는 바와 같이 본 발명에 따라 준설토와 점토를 혼합하여 이를 벽돌로 성형한 후 소성한 실시예 1 내지 8의 경우 준설토의 용출량을 나타낸 비교예 1에 비하여 오염물질의 용출량이 크게 감소되었음을 알 수 있다.

특히, 실시예 1 내지 8중에서도 준설토와 점토의 혼합비를 본 발명의 범위내로 한 실시예 1과 실시예 2 및 소성온도를 본 발명의 범위내로 한 실시예 6의 경우가 혼합비와 소성온도를 바람직한 범위 밖으로 실시한 다른 실시예에 비하여 용출량이 감소되었음을 확인할 수 있다.

상기에서 설명한 바와 같이 본 발명은 벽돌이나 기와, 또는 블록 등과 같은 점토를 주재로 하는 제품의 제조과정에서 준설토를 활용함으로서 준설토 내의 중금속을 포함한 오염물질의 함량을 낮추면서 재활용이 가능하여 자원을 효율적으로 활용할 수 있을 뿐만 아니라 준설토의 재활용에 따른 2차오염 방지에 이바지할 수 있는 준설토의 재활용 처리방법을 제공하는 유용한 효과가 있다.

Claims (4)

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2. 탈수하여 건조한 준설토와 점토로 이루어지는 혼합물에 물을 첨가하여 혼합하고, 이를 벽돌, 기와 또는 블록 형상으로 성형한 다음 소성하는 준설토의 재활용 처리방법에 있어서,

   상기 혼합물이 점토 70∼80중량%와 준설토 20∼30중량%로 이루어지며, 소성은 1100∼1200℃에서 48시간 이상 실시하는 것을 특징으로 하는 준설토의 재활용 처리방법.
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