KR100712657B1 - Method for washing soils contaminated by heavy metals - Google Patents

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KR100712657B1 KR1020040118112A KR20040118112A KR100712657B1 KR 100712657 B1 KR100712657 B1 KR 100712657B1 KR 1020040118112 A KR1020040118112 A KR 1020040118112A KR 20040118112 A KR20040118112 A KR 20040118112A KR 100712657 B1 KR100712657 B1 KR 100712657B1
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    • B09CRECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C1/00Reclamation of contaminated soil
    • B09C1/02Extraction using liquids, e.g. washing, leaching, flotation
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    • A62D3/00Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances
    • A62D3/30Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances by reacting with chemical agents
    • A62D3/36Detoxification by using acid or alkaline reagents

Abstract

본 발명은 중금속 오염 토양의 세척 방법에 있어서, 세척 용액으로 0.2~1M 농도의 수산화나트륨 또는 0.2~1M 농도의 염산 또는 0.01~1M 농도의 구연산을 사용하여 중금속 오염 토양을 세척하는 단계를 1회 이상 수행하는 것을 특징으로 하는 중금속 오염 토양의 세척 방법을 제공한다. 그리고, 상기 세척 단계는 플럭이 형성되는 토양에 대하여 상기 플럭내에서 중금속이 응집 또는 흡착하도록 세척 후 세척 유출수의 pH를 4~13이 되도록 하는 것이 바람직하고, 이때 특히 비소가 응집 또는 흡착하도록 상기 세척 유출수의 pH가 5~6이 되도록 하는 것이 더욱 바람직하다. 그리고, 상기 세척 단계는 세척시 플럭이 형성되는 토양에 대하여, 1회 또는 2회 이상의 각 세척 단계에서 형성되는 플럭을 세척 후 제거하는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 방법은 상기 응집 또는 흡착, 침전 및 제거를 거친 세척 유출수를 작용기 역할을 하는 철, 알루미늄, 란탄늄, 또는 귀금속 등의 이온이 공극 또는 표면에 부착된 공극이 나노 크기인 예를 들어 규조토와 같은 다공성 매체를 이용하여 흡착하는 것이 바람직하고, 상기 토양 세척과 함께 또는 별도로 중금속 오염 토양 부근의 지하수를 상기 다공성 매체를 이용하여 흡착 처리하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다. The present invention is a method for washing heavy metal contaminated soil, at least one step of washing the heavy metal contaminated soil using a 0.2 ~ 1M sodium hydroxide or 0.2 ~ 1M hydrochloric acid or 0.01 ~ 1M concentration of citric acid as a washing solution. It provides a method for washing heavy metal contaminated soil, characterized in that performed. In addition, the washing step may be such that the pH of the washing effluent is 4 to 13 after washing so that heavy metals are aggregated or adsorbed in the flocks with respect to the soil in which the flocks are formed, and in this case, the washing is performed so that the arsenic aggregates or adsorbs More preferably, the pH of the effluent is set to 5-6. In addition, the washing step is preferably removed after washing the floc formed in each washing step once or two or more times with respect to the soil in which the floc is formed during washing. In addition, the method may be, for example, diatomaceous earth in which pores attached to the pores or surfaces of ions such as iron, aluminum, lanthanum, or noble metals, which serve as a functional group for the washing effluent, which have undergone the flocculation or adsorption, precipitation and removal, are nano-sized It is preferable to adsorb using a porous medium such as, and further comprising the step of adsorbing the groundwater in the vicinity of heavy metal contaminated soil with the porous medium together with or separately from the soil washing.

본 발명에 따른 중금속 오염 토양의 세척 방법에 의하면 토양 내에 함유되어 있는 특히 비소, 구리, 납 등의 중금속의 제거 효과가 우수하고, 나아가 경제성을 만족시킨다. 또한, 본 발명에서는 특히 나노성 다공성 매체를 이용함으로써 중금속 오염 토양 나아가 중금속 오염 토양 주변의 중금속 오염 지하수의 중금속을 탁월한 효율로 처리할 수 있다. According to the method for cleaning heavy metal contaminated soil according to the present invention, the removal effect of heavy metals such as arsenic, copper and lead, especially contained in the soil, is excellent, and further satisfies the economics. In addition, in the present invention, particularly by using a nano-porous medium, heavy metal contaminated soil and heavy metals in heavy metal contaminated groundwater surrounding heavy metal contaminated soil can be treated with excellent efficiency.

중금속오염토양, 세척유출수, 수산화나트륨, 구연산, 세척농도, 시간, 진탕비, 연속세척, 공침, pH, 플럭형성Heavy metal contaminated soil, flushing effluent, sodium hydroxide, citric acid, washing concentration, time, shaking ratio, continuous washing, coprecipitation, pH, flocculation

Description

중금속 오염 토양의 세척 방법{Method for washing soils contaminated by heavy metals}Method for washing soils contaminated by heavy metals}

도 1은 본 발명의 실험예에 따라서 비소 오염 토양에 대하여 수산화나트륨의 농도를 변화시켜가며 세척한 후 세척 유출수내에 함유되어 있는 비소의 양을 나타내는 그래프이다.1 is a graph showing the amount of arsenic contained in the effluent after washing while changing the concentration of sodium hydroxide in the arsenic contaminated soil according to the experimental example of the present invention.

도 2a는 본 발명의 실험예에 따라서 광미 토양에 대하여 수산화나트륨, 구연산, 염산을 세척제로 사용하는 경우 시간에 따른 각각의 비소 용출 이력을 나타내는 그래프로, A는 0.05M의 수산화나트륨을 사용하는 경우를 나타내고, B는 0.1M의 수산화나트륨을 사용하는 경우를 나타낸다.Figure 2a is a graph showing the arsenic elution history with time when using sodium hydroxide, citric acid, hydrochloric acid as a cleaning agent for the tailings soil according to the experimental example of the present invention, A is using 0.05M sodium hydroxide Represents a case where 0.1 M sodium hydroxide is used.

도 2b는 본 발명의 실험예에 따라서 밭 토양에 대하여 수산화나트륨, 구연산, 염산을 세척제로 사용하는 경우 시간에 따른 각각의 비소 용출 이력을 나타내는 그래프로, A는 0.05M의 수산화나트륨을 사용하는 경우를 나타내고, B는 0.1M의 수산화나트륨을 사용하는 경우를 나타낸다.Figure 2b is a graph showing the arsenic elution history with time when using sodium hydroxide, citric acid, hydrochloric acid as a cleaning agent for the field soil according to the experimental example of the present invention, when A is using 0.05M sodium hydroxide Represents a case where 0.1 M sodium hydroxide is used.

도 2c는 본 발명의 실험예에 따라서 하천 퇴적 토양에 대하여 수산화나트륨, 구연산, 염산을 세척제로 사용하는 경우 시간에 따른 각각의 비소 용출 이력을 나타내는 그래프로, A는 0.05M의 수산화나트륨을 사용하는 경우를 나타내고, B는 0.1M의 수산화나트륨을 사용하는 경우를 나타낸다.Figure 2c is a graph showing the arsenic dissolution history with time when using sodium hydroxide, citric acid, hydrochloric acid as a cleaning agent for the river sedimentation soil according to the experimental example of the present invention, A using 0.05M sodium hydroxide A case is shown and B represents a case where 0.1 M sodium hydroxide is used.

도 3은 본 발명의 실험예에 따라서 수산화나트륨의 양을 달리하여 주입한 후 변화되는 각각의 pH 조건하에서 용출된 비소의 양을 나타낸 그래프이다.3 is a graph showing the amount of arsenic eluted under each pH condition that is changed after the injection of varying the amount of sodium hydroxide according to the experimental example of the present invention.

도 4a는 본 발명의 실험예에 따라서 광미 토양에 대하여 0.2M 수산화나트륨을 사용하여 각기 다른 진탕비로 세척한 후 세척 유출수내에 함유되어 있는 비소의 양을 나타내는 그래프이다.Figure 4a is a graph showing the amount of arsenic contained in the washing effluent after washing with different shaking ratio using 0.2M sodium hydroxide for the tailings soil according to the experimental example of the present invention.

도 4b는 본 발명의 실험예에 따라서 밭 토양에 대하여 0.2M 수산화나트륨을 사용하여 각기 다른 진탕비로 세척한 후 세척 유출수내에 함유되어 있는 비소의 양을 나타내는 그래프이다.Figure 4b is a graph showing the amount of arsenic contained in the washing effluent after washing with different shaking ratio using 0.2M sodium hydroxide for the field soil according to the experimental example of the present invention.

도 4c는 본 발명의 실험예에 따라서 하천 퇴적 토양에 대하여 0.2M 수산화나트륨을 사용하여 각기 다른 진탕비로 세척한 후 세척 유출수내에 함유되어 있는 비소의 양을 나타내는 그래프이다.Figure 4c is a graph showing the amount of arsenic contained in the washing effluent after washing with different shaking ratio using 0.2M sodium hydroxide for the river sedimentation soil according to the experimental example of the present invention.

도 5a는 본 발명의 실험예에 따라서 중금속 중 구리에 대하여 산의 농도(pH 1~4의 범위) 및 진탕비를 변화시키면서 세척한 후의 제거율을 나타낸 그래프이다.Figure 5a is a graph showing the removal rate after washing with varying the acid concentration (range of pH 1 ~ 4) and shaking ratio for copper in the heavy metal according to the experimental example of the present invention.

도 5b는 본 발명의 실험예에 따라서 중금속 중 납에 대하여 산의 농도(pH 1~4의 범위) 및 진탕비를 변화시키면서 세척한 후의 제거율을 나타낸 그래프이다.Figure 5b is a graph showing the removal rate after washing with varying the acid concentration (range of pH 1 ~ 4) and shaking ratio for the lead in the heavy metal according to the experimental example of the present invention.

도 6은 본 발명의 실험예에 따라서 0.2M 수산화나트륨으로 연속 세척한 후 토양내 잔류하는 비소의 양을 나타낸 그래프이다.6 is a graph showing the amount of arsenic remaining in the soil after the continuous washing with 0.2M sodium hydroxide according to the experimental example of the present invention.

도 7은 본 발명의 실험예에 따라서 플럭 형성 중금속 오염토양에 대하여 1M 염산으로 연속 세척한 후 플럭의 유무에 따라 잔류하는 비소의 양을 나타낸 그래프이다.7 is a graph showing the amount of arsenic remaining according to the presence or absence of flocs after continuous washing with 1M hydrochloric acid for the floc-forming heavy metal contaminated soil according to the experimental example of the present invention.

도 8은 본 발명의 실험예에 따라서 산과 염기를 병행하여 세척시 발생되는 세척 유출수를 1:1로 혼합한 후 각 pH 조건에서 제거되는 비소의 농도를 나타낸 그래프이다.8 is a graph showing the concentration of arsenic removed under each pH condition after 1: 1 mixing of effluent water generated when washing with acid and base in parallel according to the experimental example of the present invention.

도 9는 본 발명의 실험예에 따라서 하천 퇴적 토양(왼쪽 그래프) 또는 밭 퇴적 토양(오른쪽 그래프)의 세척 유출수내에 함유되어 있는 다른 중금속 이온들이 각각의 pH 조건에서 상호 응집 및 침전(공침)작용으로 제거된 후, 그 세척 유출수내에 잔류하는 각 이온의 농도를 나타낸 그래프이다.FIG. 9 is a diagram illustrating the coagulation and precipitation (coprecipitation) of different heavy metal ions contained in the washing effluent of a river sediment soil (left graph) or a field sediment soil (right graph) according to the experimental example of the present invention. After removal, it is a graph showing the concentration of each ion remaining in the wash effluent.

도 10은 본 발명의 실험예에 따라서 비교적 높은 농도로 세척 유출수내에 존재하는 비소를 제거하기 위하여 주입된 철의 질량비를 나타낸 그래프이다.10 is a graph showing the mass ratio of iron injected to remove arsenic present in the washing effluent at a relatively high concentration according to the experimental example of the present invention.

도 11은 본 발명에 따른 나노성 다공성 매체의 처리 공정 개념을 나타내는 개략도이다.11 is a schematic view showing a concept of a process for treating a nanoporous porous medium according to the present invention.

도 12는 본 실험예에 따른 나노성 다공성 매체의 흡착 실험 결과를 나타내는 그래프이다.12 is a graph showing the results of the adsorption experiment of the nanoporous porous medium according to the present experimental example.

본 발명은 중금속 오염 토양의 세척 방법에 관한 것으로, 상세하게는 토양 내에 함유되어 있는 중금속, 특히 비소, 구리, 납 등과 같은 유독성 물질의 제거 효과가 탁월한 중금속 오염 토양의 세척 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for cleaning heavy metal contaminated soil, and more particularly, to a method for cleaning heavy metal contaminated soil excellent in the removal effect of toxic substances such as arsenic, copper, lead and the like contained in the soil.

휴광산 또는 폐광산의 폐석, 폐광미(鑛尾)나 그 주변 토양은 유해 중금속인 비소, 카드뮴, 구리, 납, 수은, 크롬 등을 다량 함유하고 있다.The waste-rock, waste tailings, and surrounding soils of the mines or waste mines contain large amounts of harmful heavy metals such as arsenic, cadmium, copper, lead, mercury, and chromium.

그 중 특히 비소는 주변 환경을 크게 오염시키는 독성이 강한 발암성 물질로서, 비소 오염물질을 포함하는 토양이나 물을 기반으로 한 음식물의 섭취, 비소 혼합물의 직접적 흡입, 피부 노출 등 다양한 경로에 의하여 유입되어 인체의 피부, 호흡계, 소화기계, 신경계 등 여러 기관에 걸쳐서 치명적인 독성을 나타낸다. Among them, arsenic is a highly toxic carcinogenic substance that greatly contaminates the surrounding environment, and is introduced through various routes such as ingestion of soil- or water-based foods containing arsenic pollutants, direct inhalation of arsenic mixtures, and skin exposure. It is toxic to various organs such as human skin, respiratory system, digestive system and nervous system.

한편, 비소는 자연계 내에서 무기물과 유기물의 상태로 존재하는데, 무기물에는 산화상태의 비산염[Arsenate, As(Ⅴ)] 및 상기 비산염보다 25~60배 정도 더 유독한 환원상태의 아비산염[Arsenite, As(Ⅲ)]이 있고, 유기물에는 유기 비소 화합물(As-C-) 등이 있다.On the other hand, arsenic exists in the state of inorganic and organic in nature, the inorganic arsenate [Arsenate, As (V)] in the oxidation state and reduced arsenite [Arsenite 25 to 60 times more toxic than the arsenate] , As (III)], and organic arsenic compounds (As-C-) and the like.

상기한 바와 같이 치명적인 독성을 갖는 비소를 포함한 여러 중금속들이 심각한 환경 오염원으로 부각되고 있는바, 이들을 효과적으로 처리할 수 있는 기술이 절실히 요구된다.As described above, various heavy metals, including arsenic with lethal toxicity, have emerged as serious environmental pollutants. Therefore, there is an urgent need for a technology capable of effectively treating them.

종래의 처리 기술로는 일반적으로 고형화/안정화, 매립처리, 토양 객토, 유리화, 식물 정화법, 토양 세척법 등이 알려져 있다.Conventional treatment techniques are generally known as solidification / stabilization, landfilling, soil cover, vitrification, plant purification, soil washing, and the like.

그 중 토양 세척법(soil washing)은 중금속, 비휘발성 물질, 생물학적 난분해성 물질 등으로 오염되어 있는 토양을 물이나 특수 용액 등을 이용하여 물리 화학적으로 정화시키는 기법으로, 금속 오염물질, 특히 토양 유기물질이 적은 경우 복원하기 쉬운 정화 기술이다. 이와 같은 토양 세척법은 여러 형태의 오염물의 제거가 가능하며 비용이 저렴하다는 등의 장점을 가지고 있다.Among them, soil washing is a method of physicochemical purification of soil contaminated with heavy metals, nonvolatile materials, and biodegradable substances using water or special solutions. It is a purification technique that is easy to restore when there are few substances. This soil washing method has advantages such as the removal of various types of contaminants and the low cost.

그러나, 아직까지 중금속, 특히 비소의 제거 효율이 탁월하며, 나아가 경제 적인 토양 세척법은 개발된 바 없다. However, the removal efficiency of heavy metals, especially arsenic, has been excellent so far, and economical soil cleaning methods have not been developed.

한편, 특히 중금속으로 오염된 지하수 또는 토양 세척 유출수 중의 중금속 제거에 적용되는 기술로 오염원 누출 차폐 기술이나 고정화 기술이 있다.On the other hand, in particular, the technology applied to the removal of heavy metals in groundwater or soil wash runoff contaminated with heavy metals, there is a source leakage shielding technology or immobilization technology.

그러나, 이러한 기술들은 오염물질인 중금속을 분리 제거하는 정화 기술이 아니며, 특히 중금속으로 오염된 지하수는 수위, 구조물의 형태, pH 등의 현장 조건의 변동으로 유동화하여 누출될 수 있는 개연성이 상존하므로 그 적용에는 한계가 있다.However, these technologies are not a purification technology for separating and removing heavy metals, which are pollutants. Especially, groundwater contaminated with heavy metals is likely to leak due to fluidization due to fluctuations in on-site conditions such as water level, structure type, and pH. There is a limit to the application.

이러한 복원 방법은 복원 기간이 장기간 소요된다는 단점 이외에 특히 폐광산이 존재하는 고산 지역의 장기 저온 현상에 따라 기대치를 달성하기가 어렵다.In addition to the disadvantage that the restoration method requires a long restoration period, it is difficult to achieve expectations due to the long-term low temperature phenomenon in the high mountains where the abandoned mines exist.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, Therefore, the present invention has been made to solve the above problems,

본 발명의 목적은, 토양 내에 함유되어 있는 중금속, 특히 비소, 구리, 납 등과 같은 유독성 물질의 제거 효율이 뛰어나며, 경제적이고, 나아가 토양 세척 유출수나 토양 주변 지하수의 중금속 제거에도 우수한 중금속 오염 토양의 세척 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to remove heavy metals contained in soil, in particular, to remove toxic substances such as arsenic, copper, lead, etc., and to be economical, and to wash heavy metal contaminated soil which is also excellent for removing heavy metals from soil washing effluent or groundwater around the soil. To provide a way.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적은, 중금속 오염 토양의 세척 방법에 있어서, 세척 용액으로 0.2~1M 농도의 수산화나트륨 또는 0.2~1M 농도의 염산 또는 0.01~1M 농도의 구연산을 사용하여 중금속 오염 토양을 세척하는 단계를 1회 이상 수행하는 것이며, 2회 이상의 경우 각 세척 단계의 세척 용액을 같거나 또는 다르 게 하는 것을 특징으로 하는 중금속 오염 토양의 세척 방법에 의하여 달성된다.An object of the present invention as described above, in the method of washing heavy metal contaminated soil, heavy metal contaminated soil using a 0.2-1 M sodium hydroxide or 0.2-1 M hydrochloric acid or 0.01-1 M concentration citric acid as a washing solution. The washing step is performed at least once, and at least two times are achieved by the method of washing heavy metal contaminated soil, wherein the washing solution of each washing step is the same or different.

그리고, 상기 세척 단계는 세척 용액으로 상기 수산화나트륨을 사용하는 것이고, 세척 유출수의 pH가 10 이상이 되도록 세척될 토양의 pH에 대응하여 상기 수산화나트륨의 농도를 조정하는 것이며, 이 때 상기 토양은 세척시 플럭이 형성되지 않는 토양인 것이 바람직하다.And, the washing step is to use the sodium hydroxide as a washing solution, and to adjust the concentration of the sodium hydroxide corresponding to the pH of the soil to be washed so that the pH of the washing effluent is 10 or more, wherein the soil is washed It is preferable that the soil does not form a floc.

그리고, 상기 세척 단계는 상기 세척 유출수의 pH를 13 이상이 되도록 하는 것이 바람직하다.In addition, the washing step may be such that the pH of the washing effluent is 13 or more.

그리고, 상기 세척 단계에서 토양 중량에 대한 세척 용액의 진탕비를 1:5 이하로 하는 것이 바람직하다.In addition, the shaking ratio of the washing solution to the soil weight in the washing step is preferably 1: 5 or less.

그리고, 상기 세척 단계는 플럭이 형성되는 토양에 대하여 상기 플럭내에서 중금속이 응집 또는 흡착하도록 세척 후 세척 유출수의 pH를 4~13이 되도록 하는 것이 바람직하다.In addition, the washing step may be such that the pH of the washing effluent is 4 to 13 after washing so that heavy metals are aggregated or adsorbed in the flocks with respect to the soil in which the flocks are formed.

그리고, 상기 세척 단계는 상기 플럭내에서 비소가 응집 또는 흡착되도록 세척 후 세척 유출수의 pH가 5~6이 되도록 하는 것이 바람직하다.In addition, the washing step may be such that the pH of the washing effluent after washing so that arsenic is aggregated or adsorbed in the floc is 5-6.

그리고, 상기 세척 단계는 세척 시 플럭이 형성되는 토양에 대하여, 1회 또는 2회 이상의 각 세척 단계에서 형성된 플럭을 세척 후 제거하는 것이 바람직하다.In the washing step, it is preferable to remove and remove the floc formed in each washing step once or two or more times with respect to the soil in which the floc is formed during washing.

그리고, 상기 세척 단계는 세척 유출수내의 중금속을 응집 또는 흡착하여 침전 및 제거하는 단계를 더 포함하고, 상기 중금속의 제거량이 커지도록 pH를 조절하는 것이 바람직하다.And, the washing step further comprises the step of flocculating or adsorbing the heavy metal in the wash effluent to precipitate and remove, it is preferable to adjust the pH to increase the amount of heavy metal removal.

그리고, 상기 세척 단계는 세척 유출수의 pH를 4~7의 범위에서 조절하는 것이 바람직하다.And, the washing step is preferably to adjust the pH of the washing effluent in the range of 4-7.

그리고, 상기 세척 단계에서 세척 유출수의 pH를 5가 되도록 조절하는 것이 바람직하다.And, it is preferable to adjust the pH of the washing effluent in the washing step to 5.

그리고, 상기 세척 단계는 2회 이상 수행되는 연속 세척 방법이고, 각 세척 단계로부터 발생하는 각각의 세척 유출수 중 어느 둘 이상을 혼합하여 혼합된 세척 유출수로부터 중금속을 응집 또는 흡착하여, 침전 및 제거하는 단계를 더 포함하며, 상기 중금속의 제거량이 커지도록 pH를 조절하는 것이 바람직하다.In addition, the washing step is a continuous washing method performed two or more times, by mixing any two or more of each washing effluent generated from each washing step to aggregate or adsorb heavy metals from the mixed washing effluent, to precipitate and remove Further comprising, it is preferable to adjust the pH so that the removal amount of the heavy metal increases.

그리고, 상기 세척 단계는, 0.2M 염산에 의하여 토양을 세척하는 제 1 세척 단계; 제 1 단계에 의하여 세척된 토양을 1M 염산으로 세척하는 제 2 세척 단계; 및 제 2 단계에 의하여 세척된 토양을 1M 수산화나트륨으로 세척하는 제 3 세척 단계로 구성되고, 상기 제 2 단계의 세척 유출수 및 상기 제 3 단계의 세척 유출수를 1:1로 혼합한 후, 중금속을 응집 또는 흡착, 침전 및 제거하고자, 세척 유출수의 pH를 6 또는 8~9로 조절하는 것이 바람직하다.And, the washing step, the first washing step of washing the soil by 0.2M hydrochloric acid; A second washing step of washing the soil washed by the first step with 1 M hydrochloric acid; And a third washing step of washing the soil washed by the second step with 1 M sodium hydroxide, and mixing the washing effluent of the second step and the washing effluent of the third step with 1: 1, followed by For flocculation or adsorption, precipitation and removal, the pH of the wash effluent is preferably adjusted to 6 or 8-9.

그리고, 상기 방법은 상기 응집 또는 흡착, 침전 및 제거를 위하여 염화철을 추가로 투입하는 것이 바람직하다.In addition, the method is preferably added to the iron chloride for the aggregation or adsorption, precipitation and removal.

그리고, 상기 방법은 비소에 대한 철의 무게비가 1:13 이하가 되도록 염화철을 투입하는 것이 바람직하다.In the above method, it is preferable to add iron chloride so that the weight ratio of iron to arsenic is 1:13 or less.

그리고, 상기 세척 단계에서 세척 유출수의 pH가 5가 되도록 조절하고, 상기 응집 또는 흡착, 침전 및 제거를 위하여, 상기 비소 및 철의 무게비가 1:11이 되도 록 염화철을 투입하는 것이 바람직하다.And, in the washing step, the pH of the washing effluent is adjusted to 5, and for the aggregation or adsorption, precipitation and removal, it is preferable to add iron chloride so that the weight ratio of arsenic and iron is 1:11.

그리고, 상기 세척 단계에서 0.2M 농도의 수산화나트륨 또는 0.2M 농도의 염산 또는 0.5M 농도의 구연산을 사용하는 것이 바람직하다.In the washing step, it is preferable to use 0.2 M sodium hydroxide or 0.2 M hydrochloric acid or 0.5 M citric acid.

그리고, 상기 방법은 상기 응집 또는 흡착, 침전 및 제거를 거친 세척 유출수를 작용기 역할을 하는 금속 이온이 공극 또는 표면에 부착된 공극이 나노 크기를 가지는 다공성 매체를 이용하여 흡착 처리하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.The method further includes the step of adsorbing the washing effluent through the flocculation or adsorption, precipitation, and removal using a porous medium having nano-sized pores attached to the pores or surfaces of the metal ions serving as a functional group. It is preferable.

그리고, 상기 방법은 상기 토양 세척과 함께 또는 별도로 중금속 오염 토양 부근의 지하수를, 작용기 역할을 하는 금속 이온이 공극 또는 표면에 부착된 공극이 나노 크기를 가지는 다공성 매체를 이용하여 흡착 처리하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.The method further includes adsorption treatment of groundwater near heavy metal contaminated soil with or separately from the soil washing using a porous medium having nano-sized pores in which metal ions serving as functional groups or pores attached to the surface are nanosized. It is preferable to include.

먼저, 본 발명에서는 토양 세척법을 수행함에 있어서, 중금속 특히 비소의 제거 효율이 현저히 우수하고 나아가 경제적 측면에서도 우수한 토양 세척 방법을 제공한다. 이를 위하여, 우선, 본 발명에서는 비소 등의 중금속으로 오염된 토양으로부터 높은 효율로 그 중금속을 제거할 수 있는 세척 용액과 농도를 안출하였다.First, in performing the soil washing method, the present invention provides a soil washing method which is remarkably excellent in the removal efficiency of heavy metals, especially arsenic, and also in terms of economy. To this end, first, in the present invention, a cleaning solution and a concentration capable of removing the heavy metal with high efficiency from soil contaminated with heavy metals such as arsenic were devised.

상기 세척 용액으로는 0.2~1M 농도의 수산화나트륨 또는 0.2~1M 농도의 염산 또는 0.01~1M 농도의 구연산을 사용하는데, 특히, 하기 실험예로부터 확인할 수 있듯이, 상기 수산화나트륨이 특히 0.2M의 농도에서 특히 비소의 용출에 효과가 우수하며, 염산이 특히 0.2M에서, 구연산이 0.5M에서 각각 비소나 구리, 납 등의 중금속 제거 효과가 우수하다. As the washing solution, sodium hydroxide at a concentration of 0.2 to 1 M or hydrochloric acid at a concentration of 0.2 to 1 M or citric acid at a concentration of 0.01 to 1 M is used. In particular, as can be seen from the following experimental example, the sodium hydroxide is particularly used at a concentration of 0.2 M. In particular, the effect is excellent in the leaching of arsenic, hydrochloric acid is particularly excellent at 0.2M, citric acid is 0.5M in the removal of heavy metals such as arsenic, copper, lead, respectively.

나아가, 플럭이 형성되지 않는 토양의 경우에 있어서, 세척 용액으로 상기 수산화나트륨을 사용하고, 토양 세척 후 세척 유출수의 pH가 10 이상이 되도록 바람직하게는 13 이상이 되도록 세척 대상인 각종 토양에 대하여 상기 수산화 나트륨의 농도(혹은 pH)를 조정하게 되면 중금속 특히 비소 오염 토양에 대하여 중금속 특히 비소 용출을 극대화할 수 있다.Furthermore, in the case of soil where no floc is formed, the sodium hydroxide is used as a washing solution, and the hydroxide is washed against various soils to be washed so that the pH of the washing effluent after washing the soil is 10 or more, preferably 13 or more. Adjusting the concentration (or pH) of sodium can maximize the dissolution of heavy metals, especially arsenic, for heavy metals, especially arsenic-contaminated soils.

또한, 이때의 토양 중량에 대한 세척 용액의 부피비인 진탕비로는 하기 실험예로부터 알 수 있듯이, 예를 들어 밭 토양의 경우 1: 10 이하가 바람직하지만 하천 퇴적 토양 등 기타 토양까지 모두 고려하는 경우 용출효율과 경제성의 측면에서 1: 5 이하(예를 들어, 1:4, 1:3 등, 다만 1:3 이하에서는 세척 기계가 마모될 우려가 있다)로 하는 것이 바람직하다.In addition, as the shaking ratio, which is the volume ratio of the washing solution to the soil weight at this time, as can be seen from the following experimental example, for example, 1: 10 or less is preferable for the field soil, but it is eluted when considering all other soil such as river sedimentation soil. It is preferable to set it as 1: 5 or less (for example, 1: 4, 1: 3 etc., but there is a possibility that a washing machine may wear out in 1: 3 or less) from a efficiency and economical viewpoint.

한편, 상기한 세척 용액으로 토양을 세척하는 세척 단계는 1회 이상 수행할 수 있다. 즉, 1회로 토양을 세척하는 것이 가능함은 물론, 상기 염산 또는 수산화나트륨을 사용하는 세척 단계를 2회 이상 반복하여 세척(즉, 연속 세척)할 수 있다.Meanwhile, the washing step of washing the soil with the washing solution may be performed one or more times. That is, it is possible to wash the soil once, as well as to repeat the washing step using the hydrochloric acid or sodium hydroxide two or more times (that is, continuous washing).

이때, 하기 실험예에서 알 수 있듯이, 염산 또는 수산화나트륨을 병행한 연속 세척을 수행하면 바람직한데, 특히 소정 농도의 염산과 수산화나트륨을 병행하여 연속 세척하는 경우 비소 용출 및 자연 중화 조건의 측면에서 우수하다.At this time, as can be seen in the following experimental example, it is preferable to perform a continuous washing in parallel with hydrochloric acid or sodium hydroxide, especially in the case of continuous washing in combination with a predetermined concentration of hydrochloric acid and sodium hydroxide in terms of arsenic dissolution and natural neutralization conditions Do.

한편, 본 발명에서는 특히 플럭이 형성되는 토양에 있어서 다음과 같이 그 처리 효과가 매우 뛰어난 토양 세척 방법을 제공한다.On the other hand, the present invention provides a soil washing method excellent in the treatment effect as follows, especially in the soil in which the floc is formed.

즉, 본 발명에서는 세척시 플럭이 형성되는 토양에 대하여 비소와 같은 중금 속을 포함하는 플럭이 최대로 형성되는 조건(플럭의 표면적이 클수록 비소와 같은 중금속의 응집 또는 흡착이 커지므로 그 응집 또는 흡착이 최대가 되는 조건)으로 세척할 수 있도록 바람직하게는 pH를 조절하도록 하며, 이와 같이 형성된 플럭을 1차 세척 혹은 연속 세척시의 각 세척 단계에서 세척 후 최대한 제거하도록 한다.That is, in the present invention, a condition in which a floc including heavy metals such as arsenic is formed to a maximum with respect to the soil in which the floc is formed during washing (the larger the surface area of the floc, the greater the aggregation or adsorption of heavy metals, such as arsenic, and the aggregation or adsorption thereof. The pH is preferably adjusted to be washed under this maximum condition, and the floc thus formed is removed as much as possible after washing in each washing step during the first washing or the continuous washing.

여기서, 대상 토양에 대하여 세척 유출수의 pH를 4~13이 되도록 하고, 하기 실험예에서 알 수 있듯이, 특히 비소의 응집 또는 흡착을 위하여 세척 유출수의 pH가 5~6이 되도록 한다.Here, the pH of the washing effluent is set to 4 to 13 with respect to the target soil, and as shown in the following experimental example, the pH of the washing effluent is set to 5 to 6, in particular for flocculation or adsorption of arsenic.

또한, 본 발명에서는 상기 각 세척 단계에서 세척 유출수내의 중금속을 응집 또는 흡착, 침전 및 제거(즉, 공침)하도록 하는데, 이때 중금속의 응집 또는 흡착, 침전 및 제거량이 커지도록 pH를 조절하도록 하며, 하천 퇴적 토양이나 대표적인 일반 토양인 밭토양을 포함한 여러 대상 토양의 경우에 그 pH를 4~7정도의 범위로 조절하도록 하고, 특히 pH를 5로 조절하도록 한다. In addition, in the present invention, the heavy metal in the washing effluent is aggregated or adsorbed, precipitated and removed (that is, co-precipitation) in each washing step, wherein the pH is adjusted to increase the amount of aggregation or adsorption, settling and removal of the heavy metal, and streams. In the case of various target soils including sedimentary soil or field soil, which is a typical general soil, its pH should be controlled in the range of 4 to 7, and in particular, the pH is adjusted to 5.

나아가, 음용수에 적합한 기준을 만족시킬 필요 등을 위하여, 염화철과 같은 응집제를 추가로 첨가한다. 응집제 첨가시에는 특히 하천 퇴적 토양이나 대표적인 일반 토양인 밭토양을 포함한 여러 대상 토양에 대하여 특히 비소 및 철의 무게비가 1:13 이하, 바람직하게는 1:11이 되도록 염화철과 같은 응집제를 첨가한다.Furthermore, a coagulant such as iron chloride is further added for the purpose of satisfying the criteria suitable for drinking water. When the flocculant is added, a flocculant such as iron chloride is added such that the weight ratio of arsenic and iron is 1:13 or less, preferably 1:11, especially for various target soils including river sedimentation soil or representative soil soil.

나아가, 본 발명의 토양 세척 방법은 특히 연속 세척을 수행하는 경우에, 각 세척 단계로부터 발생하는 각각의 세척 유출수 중 어느 둘 이상을 혼합하고, 그 혼합된 세척 유출수로부터 중금속을 응집 및 침전하여 제거하도록 하며, 중금속의 제거량이 커지도록 pH를 조절하도록 한다.Furthermore, the soil washing method of the present invention mixes any two or more of each washing effluent from each washing step, especially when performing a continuous washing, and aggregates and precipitates and removes heavy metals from the mixed washing effluent. The pH is adjusted to increase the amount of heavy metal removed.

한편, 본 발명에서는 상기 세척 단계에서 세척되고, 또한 응집, 침전 및 제거 과정을 거친 세척 유출수내의 중금속을 더욱 제거하고자 공극이 나노 크기인 다공성 매체로 흡착(산화 또는 환원 흡착을 포함)하는 과정을 적용한다.On the other hand, the present invention is applied to the process of adsorption (including oxidation or reduction adsorption) to the porous medium having pores of nano-sized pores in order to further remove heavy metals in the washing effluent washed in the washing step, and also subjected to the flocculation, precipitation and removal process. do.

상술하면, 본 발명에서는 보다 저렴한 가격으로 제작 또는 합성이 가능하고 용이한 탈착으로 재이용도 가능하며, 생물학적 분해도 가능한 독성이 없는 소재를 토양 세척 유출수의 처리(하기하는 바와 같이 토양 오염 지하수에도 균등하게 적용가능하다)에 이용한다.In detail, in the present invention, the material can be manufactured or synthesized at a lower price, can be reused by easy desorption, and the non-toxic material capable of biodegradation can be evenly applied to the soil-contaminated groundwater as described below. It is possible).

상기 다공성 매체는 작용기 역할을 하는 금속 이온이 공극 또는 표면에 부착된, 공극이 나노 크기를 가지는 다공성 매체(이하, 나노성 다공성 매체로 명명한다)로서, 구체적으로 철, 알루미늄, 란타늄 등의 이온이나 금, 백금, 루테늄, 로듐, 오스뮴, 이리듐 등 귀금속 이온(소위, novel ion)이 공극이나 표면에 부착된, 공극이 나노 크기를 가지도록 한 다공성 매체이다. 상기 매체로서는 예를 들어 규조토를 사용한다.The porous medium is a porous medium having a nano-sized pore (hereinafter referred to as a nanoporous porous medium) in which metal ions serving as functional groups are attached to pores or surfaces, specifically, ions such as iron, aluminum, and lanthanum. It is a porous medium in which pores have nano-sized pores in which precious metal ions (so-called novel ions) such as gold, platinum, ruthenium, rhodium, osmium and iridium are attached to pores or surfaces. For example, diatomaceous earth is used as the medium.

나아가, 상기 나노성 다공성 매체는 비이온성 계면 활성제를 이용하여 합성하는 것도 가능하고, 계면 활성제의 형태, 온도, pH 및 관련 이온 등의 인자들의 합성 조건을 조절함으로써 우수한 흡착 효율 등을 얻을 수도 있다. In addition, the nano-porous medium may be synthesized using a nonionic surfactant, and an excellent adsorption efficiency may be obtained by controlling the synthesis conditions of factors such as surfactant type, temperature, pH, and related ions.

또한, 높은 흡착 면적을 가지는 나노성 다공성 매체는 합성 조건에 따라서 공극 크기의 조절과 함께 매우 균일한 형태로 제조할 수 있다.In addition, nanoporous media having a high adsorption area can be produced in a very uniform form with control of pore size depending on the synthesis conditions.

상기한 나노성 다공성 매체의 처리 공정의 일예를 구체적으로 살펴본다(도 11 참조). 도 11은 예를 들어 3가지 과정(phase 1, 2, 3)으로 이루어지는데, 먼저 비소와 같은 오염물질로 오염된 광미 및 토양(As-contaminated tailings and soils)을 수산화나트륨(Sodium Hydroxide)과 함께 분리 및 추출 과정(Separation & Extraction process)을 수행하는 사이클론(Cyclone)에 투입한다. 이때, 고형분(Solids)의 일부는 부유하고(Floatable), 큰 사이즈의 토양 부분(Large-size Soil compartments)이 아래쪽에 형성되며, 이는 재이용(reuse)된다(phase 1). An example of the treatment process of the nano-porous medium is described in detail (see FIG. 11). Figure 11 consists of three processes (phases 1, 2, 3), for example, firstly, as-contaminated tailings and soils contaminated with contaminants, such as arsenic, together with sodium hydroxide. It is put into Cyclone, which performs the Separation & Extraction process. At this time, some of the solids are floatable and large-size soil compartments are formed at the bottom, which are reused (phase 1).

이후, 처리된 토양은 중성화(neutralization), 응집(Coagulation) 및 침전 (Precipitation)과정을 거친 후(phase 2), 일부는 걸러지고(filtration) 일부는 나노성 다공성 매체의 흡착제(Adsorbents)를 통하여 흡착(산화 또는 환원 및 흡착도 가능하다)하는 과정(Adsorption process)를 거친다(phase 3).The treated soil is then subjected to neutralization, coagulation and precipitation (phase 2), and some are filtered and some are adsorbed through the adsorbents of the nanoporous porous medium. (Oxidation or reduction and adsorption are also possible) (Adsorption process) (phase 3).

이와 같은 나노성 다공성 매체의 이용을 통하여 세척 유출수(바람직하게는 응집 또는 흡착, 침전 및 제거를 마친 처리 공정의 후단에 설치된다)내의 중금속을 이전 과정에서의 처리 수준보다 낮은 수준(즉, 기준치 이하 또는 거의 '0'의 수준)으로 정화 처리할 수 있도록 한다.Through the use of such nanoporous media, the heavy metals in the wash effluent (preferably installed at the end of the treatment process after flocculation or adsorption, sedimentation and removal) are lower than the previous treatment level (i.e. below baseline) Or nearly zero).

나아가, 세척 유출수를 응집, 침전 및 제거시키는 것에 의하면 미세 토양 및 불순 부유물질이 거의 대부분 제거되는데, 이는 중금속 오염 지하수와 거의 동일한 성상이 된다. 따라서, 본 발명에 따른 나노성 다공성 매체를 이용한 흡착 과정은 중금속 오염 토양이 있는 현장 부근의 중금속 오염 지하수에도 마찬가지로 적용 가능하다. Furthermore, flocculation, sedimentation and removal of the effluents removes almost all of the fine soil and impurity suspended solids, which is almost identical to heavy metal contaminated groundwater. Therefore, the adsorption process using the nano-porous medium according to the present invention can be similarly applied to the heavy metal contaminated groundwater near the site where the heavy metal contaminated soil is located.

상기한 바와 같은 본 발명에 의하면 중금속 특히 비소의 제거 효율이 현저히 우수하고 나아가 경제적 측면에서도 우수하다. According to the present invention as described above, the removal efficiency of heavy metals, in particular arsenic, is remarkably excellent and further economically.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예와 실험예를 설명함으로써 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며 첨부된 특허청구범위내에서 다양한 형태의 실시예들이 구현될 수 있고, 단지 하기 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 함과 동시에 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 실시를 용이하게 하고자 하는 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by explaining preferred examples and experimental examples of the present invention. However, the present invention is not limited to the specific embodiments, and various forms of embodiments can be implemented within the scope of the appended claims, and the following examples are only common in the art while making the disclosure of the present invention complete. It is intended to facilitate the implementation of the invention to those with knowledge.

<실험 대상 시료><Sample to be tested>

대상 시료로 구리와 납으로 오염된 중금속 오염 토양을 모사하기 위하여 서울시 N지역의 야산에서 비 오염토양을 채취한 후, 인공 오염토양(구리 500mg/kg dry soil, 납 1,000mg/kg dry soil)을 제조하였고, 특히 #4체(4.75mm)를 통과하는 토양만을 실험에 사용하였다. 이를 대상 시료 1이라고 명명하였다.In order to simulate heavy metal contaminated soils with copper and lead as samples, non-contaminated soils were collected from N-san, Seoul, and artificial contaminated soils (copper 500mg / kg dry soil, lead 1,000mg / kg dry soil) were used. In particular, only soil passing # 4 (4.75 mm) was used for the experiment. This was named Target Sample 1.

한편, 비소 오염 토양의 경우 실제 오염 토양을 사용하였으며, 광미 토양, 밭 토양, 하천 퇴적 토양, 플럭 형성 중금속 오염 토양을 선정하였다. 그 각각의 비소농도는 984±16, 141±4, 17±1, 321±32mg/kg dry soil 이었다.In the case of arsenic-contaminated soil, actual contaminated soil was used, and tailings soil, field soil, river sediment soil, and floc forming heavy metal contaminated soil were selected. The respective arsenic concentrations were 984 ± 16, 141 ± 4, 17 ± 1, 321 ± 32mg / kg dry soil.

광미 토양, 밭 토양, 하천 퇴적 토양, 플럭 형성 중금속 오염 토양은 #20체(0.85mm) 이하의 토양만을 실험에 사용하였다. 플럭 형성 중금속 오염토양은 #10체(2mm)~#100체(0.15mm) 사이의 토양을 실험에 사용하였다.The tailings soils, field soils, river sedimentary soils, and floc-forming heavy metal contaminated soils were used only for soils of # 20 (0.85 mm) or less. The floc-forming heavy metal contaminated soil was used for the experiment between # 10 (2mm) and # 100 (0.15mm) soils.

상기 광미 토양, 밭 토양, 하천 퇴적 토양, 플럭 형성 중금속 오염 토양을 각각 대상 시료 2, 3, 4, 5라고 명명하였다.The tailings soils, field soils, river sedimentary soils, and floc-forming heavy metal contaminated soils were named as target samples 2, 3, 4, and 5, respectively.

표 1은 상기 대상 시료 1~5의 pH, 입자밀도(particle density), 유효경 (effective size d10), 균등계수(uniformity coefficient, Cu), 유기물 함량(organic content), 양이온 치환용량(cation exchange capacity, CEC)을 분석한 것을 나타낸다.Table 1 shows pH, particle density, effective size (effective size d 10 ), uniformity coefficient (Cu), organic content, and cation exchange capacity of the target samples 1-5. , CEC).

항 목Item 대상 시료1 (인공오염 토양)Sample 1 (artificially contaminated soil) 대상 시료2 (광미 토양)Target Sample 2 (Tailed Soil) 대상 시료3 (밭 토양)Sample 3 (field soil) 대상 시료4 (하천 퇴적 토양)Target sample 4 (river sedimentation soil) 대상 시료5 (플럭 형성 토양)Sample 5 (Floated Soil) pHpH 4.44.4 2.502.50 6.186.18 6.76.7 8.48.4 입자밀도 (g/cm3)Particle Density (g / cm 3 ) 2.482.48 1.821.82 1.671.67 2.242.24 2.382.38 유효경, d10 (mm)Effective diameter, d 10 (mm) 0.180.18 0.330.33 0.340.34 0.220.22 0.150.15 균등계수, CuUniformity Factor, Cu 8.898.89 6.966.96 2.652.65 2.32.3 5.55.5 유기물 함량 (%)Organic matter content (%) 1.61.6 3.33.3 1.01.0 1.01.0 5.45.4 양이혼 치환용량(meq/100g)Divorce Divorce Capacity (meq / 100g) 4.084.08 21.321.3 8.28.2 6.16.1 15.415.4 구리 (mg/kg dry soil)Copper (mg / kg dry soil) 500500 -- -- -- -- 납 (mg/kg dry soil)Lead (mg / kg dry soil) 1,0001,000 33 2121 99 -- Arsenic (mg/kg dry soil)Arsenic (mg / kg dry soil) -- 984984 141141 1717 321321

상기 표1과 같이 준비된 대상 시료를 바탕으로 다음 실험을 수행하였다. 이하 각 실험예를 도면을 참조하여 상술한다.Based on the target sample prepared as shown in Table 1, the following experiment was performed. Hereinafter, each experimental example will be described in detail with reference to the drawings.

<실험예1 - 수산화나트륨을 세척 용액으로 한 경우의 농도 영향 측정>Experimental Example 1 Measurement of Concentration Effect When Sodium Hydroxide was Used as Wash Solution

상기 대상 시료2(광미 토양), 대상 시료3(밭 토양), 대상 시료4(하천 퇴적 토양)의 각각에 대하여 그 시료를 추출하여 수산화나트륨을 농도 0.05M, 0.2M, 0.3M, 0.5M, 0.75M, 1M로 선정하여 세척 실험을 수행하여, 세척 후 잔존하는 비소 를 토양오염공정시험방법에 의하여 측정하였다. The sample was extracted for each of the sample 2 (the tailings soil), the sample 3 (the field soil), and the sample 4 (the river sedimented soil), and the sodium hydroxide concentration was 0.05M, 0.2M, 0.3M, 0.5M, 0.75M, 1M was selected to carry out a washing experiment, the arsenic remaining after washing was measured by the soil pollution process test method.

구체적으로, 250ml 삼각 플라스크에 10g의 토양과 수산화나트륨 용액 200ml를 혼합한 후 온도를 20±0.5℃로 유지하여 300rpm에서 6시간 동안 진탕하였으며 상등액을 12ml씩 분취하여 여과 등을 거친 후 해당 시료를 분석하였다. Specifically, 10 g of soil and 200 ml of sodium hydroxide solution were mixed in a 250 ml Erlenmeyer flask, and the temperature was maintained at 20 ± 0.5 ° C., which was shaken at 300 rpm for 6 hours. The supernatant was collected by 12 ml, filtered, and analyzed. It was.

도 1은 본 발명의 실험예에 따라서 비소 오염 토양에 대하여 수산화나트륨의 농도를 변화시켜가며 세척한 후 세척 유출수내에 함유되어 있는 비소의 양을 나타내는 그래프이다.1 is a graph showing the amount of arsenic contained in the effluent after washing while changing the concentration of sodium hydroxide in the arsenic contaminated soil according to the experimental example of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 대상 시료2(광미 토양)의 경우에는 수산화나트륨의 농도가 0.1M에서 비소 용출이 높았으며 0.2M로 증가됨에 따라 비소의 용출이 급격히 증가되었다. 나아가, 그 이상의 농도에서는 용출 효율이 유사한 것을 알 수 있었다. As shown in FIG. 1, in the case of sample 2 (tailings soil), arsenic elution was high at 0.1 M, and arsenic elution rapidly increased as 0.2 M. Furthermore, it was found that the elution efficiency was similar at higher concentrations.

한편, 대상 시료3(밭 토양)과 대상 시료4(하천 퇴적 토양)의 경우에도 0.2M 일 때, 비소 용출이 최대 효율을 보였으나, 수산화나트륨의 농도가 그 이상으로 증가되면 비소 용출 효율이 다소 감소되는 추세를 보였다. On the other hand, in case of the sample 3 (field soil) and the sample 4 (river sedimentary soil), arsenic elution showed the highest efficiency at 0.2M, but if the concentration of sodium hydroxide was increased to more than that, the arsenic elution efficiency was slightly increased. The trend was decreasing.

나아가, 하기 실험예 6의 연속 세척 실험에서도 확인할 수 있듯이, 세척 후 토양의 잔류 비소 농도는 대상 시료2(광미 토양)의 경우 수산화나트륨 0.2M 적용시 최소값(138mg/kg)을 보였고, 대상 시료3(밭 토양)과 대상 시료4(하천 퇴적 토양)의 경우에도 0.2M에서 최소값(21mg/kg, 4mg/kg)을 나타내었으며, 그 이상의 농도에서도 유사한 값들을 보였다(도 6 참조). Furthermore, as can be seen from the continuous washing experiment of Experimental Example 6, the residual arsenic concentration of the soil after washing showed a minimum value (138 mg / kg) when applying 0.2 M sodium hydroxide in the target sample 2 (tailings soil). In the case of (field soil) and sample 4 (river sediment soil), the minimum value (0.2 mg / kg, 4 mg / kg) was shown at 0.2 M, and similar values were also observed at higher concentrations (see FIG. 6).

따라서, 비소 농도 제거 효율을 고려하고 동시에 사용량 증가에 따른 경제성 감소를 고려할 때 3가지 대상 시료의 토양 모두 수산화나트륨 0.2M의 농도가 가장 우수함을 알 수 있었다. 나아가, 하기할 플럭 형성을 고려하는 경우 1M 이하의 농도로 사용하는 것이 효율 및 경제성에 있어서 바람직하다.Therefore, when considering the arsenic concentration removal efficiency and at the same time considering the economical decrease according to the increase in the usage, it was found that the concentration of 0.2M sodium hydroxide was the best in all three soils. Further, when considering the formation of flocs to be described below, it is preferable to use at a concentration of 1 M or less in terms of efficiency and economy.

<실험예2 - 세척 시간의 영향 측정>Experimental Example 2-Measurement of Influence of Cleaning Time

실험예2-1 : 수산화나트륨만을 사용하여 실험실 규모에서 측정한 경우Experimental Example 2-1: When measured at a laboratory scale using only sodium hydroxide

상기 대상 시료2(광미 토양), 대상 시료3(밭 토양), 대상 시료4(하천 퇴적 토양) 각각에 대하여 시료를 추출하여 수산화나트륨에 의한 비소 용출이 평형에 도달하는 시간을 알아보았다.Samples were extracted for each of the sample 2 (the tailings soil), the sample 3 (the field soil), and the sample 4 (the river sedimented soil) to determine the time for the arsenic leaching by sodium hydroxide to reach equilibrium.

한편, 염산 및 구연산(citric acid)을 각각 0.05M과 0.1M으로 적용하여 그 세척 결과를 수산화나트륨과 비교하였으며, 증류수에 의해 용출되는 비소의 양도 확인하였다.On the other hand, hydrochloric acid and citric acid (citric acid) was applied to 0.05M and 0.1M, respectively, and the washing results were compared with sodium hydroxide, and the amount of arsenic eluted by distilled water was also confirmed.

각 시간별(1, 2, 3, 6, 14, 24h) 상등액을 10ml씩 분취하였으며, 실험은 500ml 삼각 플라스크에 15g의 토양과 300ml의 세척 용액을 혼합한 후, 온도를 20±0.5℃로 유지하며 300rpm의 진탕 속도에서 24시간 동안 교반기(shaker)를 이용하여 진탕하였다. 10 ml of supernatant was collected for each hour (1, 2, 3, 6, 14, 24h). The experiment was performed by mixing 15 g of soil and 300 ml of washing solution in a 500 ml Erlenmeyer flask, and maintaining the temperature at 20 ± 0.5 ° C. Shaking was carried out using a shaker for 24 hours at a shaking speed of 300 rpm.

도 2a는 본 발명의 실험예에 따라서 대상 시료2(광미 토양)에 대하여 수산화나트륨, 구연산, 염산을 세척제로 사용하는 경우 시간에 따른 각각의 비소 용출 이력을 나타내는 그래프로, A는 0.05M의 수산화나트륨을 사용하는 경우를 나타내고, B는 0.1M의 수산화나트륨을 사용하는 경우를 나타낸다. Figure 2a is a graph showing the arsenic elution history with time when using sodium hydroxide, citric acid, hydrochloric acid as a cleaning agent for the target sample 2 (tailings soil) according to the experimental example of the present invention, A is a hydroxide of 0.05M The case where sodium is used is shown and B shows the case where 0.1 M sodium hydroxide is used.

도 2b는 본 발명의 실험예에 따라서 대상 시료3(밭 토양)에 대하여 수산화나트륨, 구연산, 염산을 세척제로 사용하는 경우 시간에 따른 각각의 비소 용출 이력을 나타내는 그래프로, A는 0.05M의 수산화나트륨을 사용하는 경우를 나타내고, B는 0.1M의 수산화나트륨을 사용하는 경우를 나타낸다. Figure 2b is a graph showing the arsenic elution history with time when using sodium hydroxide, citric acid, hydrochloric acid as a cleaning agent for the sample 3 (field soil) according to the experimental example of the present invention, A is a hydroxide of 0.05M The case where sodium is used is shown and B shows the case where 0.1 M sodium hydroxide is used.

도 2c는 본 발명의 실험예에 따라서 대상 시료4(하천 퇴적 토양)에 대하여 수산화나트륨, 구연산, 염산을 세척제로 사용하는 경우 시간에 따른 각각의 비소 용출 이력을 나타내는 그래프로, A는 0.05M의 수산화나트륨을 사용하는 경우를 나타내고, B는 0.1M의 수산화나트륨을 사용하는 경우를 나타낸다.Figure 2c is a graph showing the arsenic elution history with time when using sodium hydroxide, citric acid, hydrochloric acid as a cleaning agent for the sample 4 (river sediment soil) according to the experimental example of the present invention, A is 0.05M The case where sodium hydroxide is used is shown, B shows the case where 0.1 M sodium hydroxide is used.

도 2a 내지 도 2c에 도시된 바와 같이, 대상 시료2(광미 토양)의 경우 수산화나트륨이 구연산이나 염산에 비하여 10~20배, 대상 시료3(밭 토양)의 경우 수산화나트륨이 구연산보다 약 1.2배 정도 우수하였으며, 대상 시료4(하천 퇴적 토양)의 경우 구연산이 수산화나트륨과 비슷하거나 다소 우세하였다. 그러나, 대상 시료4(하천 퇴적 토양)의 경우 구연산과 수산화나트륨의 가격을 고려하면 수산화나트륨이 보다 경제적일 것으로 판단되었다. As shown in Fig. 2a to 2c, in the case of the target sample 2 (tailings soil), sodium hydroxide is 10 to 20 times compared to citric acid or hydrochloric acid, and in the case of the target sample 3 (field soil), sodium hydroxide is about 1.2 times than citric acid Citric acid was comparable to or slightly superior to sodium hydroxide in sample 4 (river sedimentary soil). However, for sample 4 (river sedimentary soil), sodium hydroxide was considered more economical considering the price of citric acid and sodium hydroxide.

한편, 증류수에 의한 비소의 용출량은 대상 시료2(광미 토양)가 12mg/kg, 대상 시료3인 밭 토양이 14mg/kg, 대상 시료4인 하천 퇴적 토양이 6mg/kg의 농도로 모든 경우에 대하여 미미한 것으로 나타났다. On the other hand, the amount of arsenic leached by distilled water was 12 mg / kg in sample 2 (tailings soil), 14 mg / kg in field soil of sample 3 and 6 mg / kg in river sediment soil in sample 4, respectively. It appeared to be insignificant.

나아가, 대상 시료2(광미 토양)와 대상 시료3(밭 토양)에 대하여 수산화나트륨의 농도 0.05M과 0.1M의 비소 용출 패턴을 비교하여 보면, 초기의 용출량이 0.05M 보다 0.1M에서 더 큰 것으로 나타났으며 약 6시간 후에는 비소의 용출량이 거의 일정하였고 90% 이상의 용출 효과를 보였다. 대상 시료4(하천 퇴적 토양)의 경우에도 약 6시간 이후에 비소 용출량이 거의 일정하였다. Furthermore, comparing the arsenic elution patterns of sodium hydroxide concentrations of 0.05M and 0.1M for sample 2 (tailings soil) and sample 3 (field soil), the initial elution was greater at 0.1M than 0.05M. After about 6 hours, the amount of leaching of arsenic was almost constant and the dissolution effect was over 90%. Even in subject sample 4 (river sedimentary soil), the amount of arsenic leaching was almost constant after about 6 hours.

실험예2-2 : 연속 세척에 의하여 pilot 규모에서 측정한 경우Experimental Example 2-2: Measurement at the pilot scale by continuous washing

본 실험은 Pilot 규모에서의 연속 토양 세척 장비를 이용하여 현장 적용실험을 수행한 결과에 따른 잔류 비소 농도를 측정한 것이다.This experiment is to measure the residual arsenic concentration according to the results of the field application experiment using the continuous soil washing equipment at the pilot scale.

표 3은 각각에 사용된 세척 용액의 종류 및 농도, 진탕비, 회전 속도와 측정 결과를 나타낸다(* 단위 : mg/kg dry soil).Table 3 shows the type and concentration of the washing solution used, the shaking ratio, the rotational speed and the measurement result (* unit: mg / kg dry soil).

세척 용액 구성Wash Solution Composition 진탕비(g:mL)Shaking ratio (g: mL) 1, 2 세척부 회전 속도(rpm) 1, 2 cleaning part rotation speed (rpm)                                              상 1차: 24 2차 :10Phase 1: 24 2nd: 10 중 1차:12 2차:51st: 12 2nd: 5 하 1차:6 2차:2.51st: 6 2nd: 2.5 염산 1M(2차 세척) + 수산화나트륨 1M(3차 세척) - 1차 세척은 0.2M 염산1M hydrochloric acid (second wash) + sodium hydroxide 1M (third wash)-the first wash is 0.2M hydrochloric acid 1:31: 3 1.99±0.20* 1.99 ± 0.20 * 1.81±0.20* 1.81 ± 0.20 * 1.81±0.02* 1.81 ± 0.02 * 세척시간Cleaning time 1회: 6분 2회: 3분 3회: 3분1 time: 6 minutes 2 times: 3 minutes 3 times: 3 minutes 1회: 6분 2회: 4분 3회: 4분1 time: 6 minutes 2 times: 4 minutes 3 times: 4 minutes 1회: 7분 2회: 5분 3회: 5분1 time: 7 minutes 2 times: 5 minutes 3 times: 5 minutes 1:51: 5 -- -- 1.33±0.33* 1.33 ± 0.33 * 세척시간Cleaning time 1회: - 2회: - 3회: -Episode 1:-Episode 2:-Episode 3:- 1회: - 2회: - 3회: -Episode 1:-Episode 2:-Episode 3:- 1회: 6분 2회: 4분 3회: 4분1 time: 6 minutes 2 times: 4 minutes 3 times: 4 minutes 염산 0.2M(2차 세척) + 수산화나트륨 1M(3차 세척) - 1차 세척은 0.2M 염산 0.2 M hydrochloric acid (second wash) + 1 M sodium hydroxide (third wash)-0.2 M hydrochloric acid for the first wash                                              1:51: 5 -- -- 3.54±0.10* 3.54 ± 0.10 *

표 2에 나타난 바와 같이, 각 회전속도(상, 중, 하)에 따라서 1차, 2차 3차로 나누어 세척한 후의 토양내 비소농도를 분석한 결과, 토양을 투입한 최초 시간 부터 모든 토양이 토출된 각각의 세척 시간에 따른 결과는 모두 기준 농도(6mg/kg) 이하였다.As shown in Table 2, as a result of analyzing the arsenic concentration in the soil after washing by dividing the first, second and third by the rotational speed (up, middle, down), all soils are discharged from the first time The results with each washing time were below the baseline concentration (6 mg / kg).

<실험예3 - 수산화나트륨을 세척 용액으로 한 경우에 세척 유출수의 pH에 따른 중금속 용출과 관련한 세척제의 농도(혹은 pH)의 영향 측정>Experimental Example 3 Determination of the Effect of the Concentration (or pH) of the Detergent on Heavy Metal Elution According to the pH of the Washing Effluent with Sodium Hydroxide as the Washing Solution

중금속 오염 토양에 대하여 세척제의 농도(혹은 pH)를 조정한 후 용출되는 중금속의 농도를 알아보고자 다음과 같은 실험 절차에 의하여 실험을 실시하였다. In order to determine the concentration of heavy metal eluted after adjusting the concentration (or pH) of the cleaning agent for heavy metal contaminated soil, the experiment was carried out by the following experimental procedure.

(1) 용량이 1,000mL인 삼각플라스크에 토양과 증류수를 투입한 후 진탕하였다.(1) The soil and distilled water were added to a Erlenmeyer flask with a volume of 1,000 mL, followed by shaking.

(2) 진탕된 세척 유출수의 pH와 중금속 농도를 측정하였다.(2) The pH and heavy metal concentration of the shaken effluent were measured.

(3) 소량의 수산화나트륨을 주입시키며 6시간 간격으로 진탕하였다.(3) A small amount of sodium hydroxide was injected and shaken at 6 hour intervals.

(4) 세척 유출수의 pH와 중금속 농도를 측정하였다. (4) The pH and heavy metal concentration of the effluent were measured.

(5) 대상 시료2(광미 토양)의 진탕비(토양[g] : 증류수[mL])는 1 : 10 (80g : 800mL)으로, 대상 시료3(밭 토양)과 대상 시료4(하천 퇴적 토양)의 경우에는 각각 1 : 5 (150g : 750mL)로 하였다.(5) The shaking ratio (soil [g]: distilled water [mL]) of sample 2 (tailings soil) was 1: 10 (80 g: 800 mL), and sample 3 (field soil) and sample 4 (river sediment soil). ) Was 1: 5 (150 g: 750 mL), respectively.

도 3은 본 발명의 실험예에 따라서 수산화나트륨의 양을 달리하여 주입한 후 변화되는 각각의 pH 조건하에서 용출된 비소의 양을 나타낸 그래프이다.3 is a graph showing the amount of arsenic eluted under each pH condition that is changed after the injection of varying the amount of sodium hydroxide according to the experimental example of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 대상 시료 3가지 모두 pH 10 이상에서 비소 용출량이 증가되었으며, pH 13 이상에서는 비소가 지속적으로 용출되는 것을 알 수 있었다. 따라서 비소 오염토양에 대하여 비소의 용출을 극대화하기 위한 세척제의 pH는 10 이상(나아가, 13 이상)의 범위에서 우수한 것을 알 수 있었다.As shown in FIG. 3, all three of the sample samples increased arsenic elution at pH 10 or higher, and it was found that arsenic was continuously eluted at pH 13 or higher. Therefore, the pH of the cleaning agent for maximizing the dissolution of arsenic with respect to arsenic contaminated soil was found to be excellent in the range of 10 or more (more, 13 or more).

<실험예4 - 수산화나트륨을 세척 용액으로 한 경우의 진탕비에 따른 영향 측정>Experimental Example 4-Measuring the Effect of Shaking Ratio with Sodium Hydroxide as the Washing Solution

진탕비 선정 실험은 대상 시료3(밭 토양) 및 대상 시료4(하천 퇴적 토양)에 대하여 수산화나트륨 농도 0.2M(이 농도는 하기할 연속 세척법에 효과에 근접한다), 운전시간 6시간을 바탕으로 효율적이고 경제적인 진탕비를 알아보았다.Shaking ratio selection experiments were based on sodium hydroxide concentration of 0.2M for sample 3 (field soil) and sample 4 (river sedimentary soil) (this concentration is close to the effect of the following continuous washing method) and 6 hours of operation time. As a result, we found efficient and economic concussion costs.

본 실험에서는 온도를 20±0.5℃로 유지시키고, 300rpm에서 토양(g)과 세척 용액(ml)의 비율을 1 : 3, 1 : 5, 1 : 10, 1 : 20, 1 : 30으로 변경하며 적용하였다. In this experiment, the temperature was maintained at 20 ± 0.5 ℃, and the ratio of soil (g) and washing solution (ml) was changed to 1: 3, 1: 5, 1:10, 1:20, 1:30 at 300rpm. Applied.

도 4a는 본 발명의 실험예에 따라서 대상 시료2(광미 토양)에 대하여 0.2M 수산화나트륨을 사용하여 각기 다른 진탕비로 세척한 후 세척 유출수내에 함유되어 있는 비소의 양을 나타내는 그래프이다.Figure 4a is a graph showing the amount of arsenic contained in the washing effluent after washing with different shaking ratio using 0.2M sodium hydroxide for the target sample 2 (tailings soil) according to the experimental example of the present invention.

도 4b는 본 발명의 실험예에 따라서 대상 시료3(밭 토양)에 대하여 0.2M 수산화나트륨을 사용하여 각기 다른 진탕비로 세척한 후 세척 유출수내에 함유되어 있는 비소의 양을 나타내는 그래프이다.Figure 4b is a graph showing the amount of arsenic contained in the washing effluent after washing with different shaking ratio using 0.2M sodium hydroxide for the target sample 3 (field soil) according to the experimental example of the present invention.

도 4c는 본 발명의 실험예에 따라서 대상 시료4(하천 퇴적 토양)에 대하여 0.2M 수산화나트륨을 사용하여 각기 다른 진탕비로 세척한 후 세척 유출수내에 함유되어 있는 비소의 양을 나타내는 그래프이다.Figure 4c is a graph showing the amount of arsenic contained in the washing effluent after washing with different shaking ratio using 0.2M sodium hydroxide for the sample 4 (river sediment soil) according to the experimental example of the present invention.

도 4a 내지 도4c에 도시된 바와 같이, 대상 시료3(밭 토양)은 진탕비 1 : 10 에서 비소의 용출 효율이 진탕비 1 : 5에 비해 증가하였지만 증가율이 그다지 크지 않았다. As shown in FIGS. 4A to 4C, the dissolution efficiency of arsenic in the sample 3 (field soil) increased from shaking ratio 1:10 to shaking ratio 1: 5, but the increase rate was not very large.

대상 시료4(하천 퇴적 토양)의 경우 진탕비 1 : 5에서 최대의 용출 효율을 보였으며, 진탕비가 커짐에 따라 비소 용출 효율이 감소하였다. For sample 4 (river sedimentary soil), the maximum elution efficiency was shown at shaking ratio 1: 5, and the arsenic leaching efficiency decreased as the shaking ratio increased.

결국, 2가지 대상 시료의 토양에 대하여 측정한 결과 토양 세척법 적용시 장비의 마모 방지와 효율적인 측면 및 경제성을 고려한 진탕비로 1 : 5가 우수한 것을 알 수 있었다(한편, 1:3 이하에서는 세척 기계가 마모될 우려가 있다).In conclusion, as a result of measuring the soils of the two target samples, it was found that 1: 5 was excellent due to the agitation ratio in consideration of the wear prevention, the efficient aspect, and the economical efficiency of the soil washing method. May wear out).

나아가, 본 실험에서는 특히 2가지 토양만을 대상 시료로 하였지만, 하천 퇴적 토양이나 밭 토양 이외의 토양의 경우에도 1:5 및 그 이하의 범위에서 융출 효율이 우수한 것을 확인할 수 있었다(이 경우에도 1:3 이하에서는 세척 기계가 마모될 우려가 있다).In addition, in this experiment, only two soils were used as samples, but in the case of soils other than river sedimentation or field soils, it was confirmed that the melting efficiency was excellent in the range of 1: 5 and below (also in this case 1: Below 3, the washing machine may be worn).

<실험예5 - 세척 용액으로 구연산을 이용한 경우의 구리와 납이 함유된 중금속 오염 토양에 대한 농도 및 진탕비의 영향 측정>Experimental Example 5 Determination of the Effect of Concentration and Shake Ratio on Heavy Metal Contaminated Soil Containing Copper and Lead when Citric Acid was Used as Washing Solution

구리 500mg/kg dry soil 및 납 1,000mg/kg dry soil에 대하여 구연산 세척제의 농도는 최대 농도를 100mM로 하여 10, 30, 50, 100mM의 4가지 수준을 적용하였으며, 진탕비는 1 : 3, 1 : 4, 1 : 5, 1 : 6의 4가지 경우를 적용하였다. For the 500 mg / kg dry soil and 1,000 mg / kg dry soil, four concentrations of citric acid cleaners were applied: 10, 30, 50, and 100 mM with a maximum concentration of 100 mM. Four cases: 4, 1: 5, and 1: 6 were applied.

실험 조건은 100mL 삼각플라스크에 토양 10gTlr을 넣고 적량의 세척제를 주입한 후, 상온에서 24시간 동안 진탕을 하였다.Experimental conditions were put 10gTlr of soil in a 100mL Erlenmeyer flask, a suitable amount of detergent was injected, and shaken at room temperature for 24 hours.

토양환경보전법에서는 정화작업을 실시해야하는 오염농도의 40%(60% 정화 수 준)정도를 우려기준으로 설정하고 있는 바, 본 실험에서는 목표 정화 수준을 60% 정화 수준 보다 약간 높은 70% 정도로 잠정 설정하였다.The Soil Environment Conservation Act sets 40% (60% purification level) of the pollutant concentration to be purged as the standard of concern. In this experiment, the target purification level is tentatively set to 70%, slightly higher than 60%. It was.

도 5a는 본 발명의 실험예에 따라서 중금속 중 구리에 대하여 산의 농도(pH 1~4의 범위) 및 진탕비를 변화시키면서 세척한 후의 제거율을 나타낸 그래프이고, 도 5b는 본 발명의 실험예에 따라서 중금속중 납에 대하여 산의 농도(pH 1~4의 범위) 및 진탕비를 변화시키면서 세척한 후의 제거율을 나타낸 그래프이다.Figure 5a is a graph showing the removal rate after washing with varying the acid concentration (range of pH 1 ~ 4) and shaking ratio for copper in heavy metals according to the experimental example of the present invention, Figure 5b is an experimental example of the present invention Therefore, it is a graph showing the removal rate after washing with varying the acid concentration (range of pH 1-4) and shaking ratio with respect to the lead in heavy metals.

도 5a 및 5b에 도시된 바와 같이, 동일 진탕비에 대하여는 세척제의 농도가 증가될수록 세척효율도 향상되나, 목표 정화수준을 70% 정도로 보았을 때, 납의 경우 구연산 50mM에 진탕비 1 : 5를 적용할 때의 72%와 구연산 100mM에 진탕비를 1 : 4를 적용할 때의 76%가 적합함을 알 수 있었다. As shown in Figure 5a and 5b, for the same shaking ratio, the washing efficiency is improved as the concentration of the cleaning agent is increased, but when the target purification level is about 70%, in the case of lead, the shaking ratio 1: 5 to the citric acid 50mM 72% of cases and 76% of citric acid were found to be suitable for shaking ratio of 1: 4.

그러나, 세척제의 투여량을 2배로 증가시키는 것보다는 물을 조금 더 사용하는 것이 경제성에 부합되므로 구연산 50mM에 진탕비 1 : 5를 적용하는 경우가 납 1,000mg/kg dry soil로 오염시킨 토양에 대하여 가장 우수한 토양 세척 조건임을 알 수 있었다. However, it is economical to use a little more water than doubling the amount of detergent, so the application of shaking ratio 1: 5 to 50mM citric acid is required for soil contaminated with lead 1,000mg / kg dry soil. It was found to be the best soil washing condition.

나아가, 동일한 이유에서 구리의 경우도 구연산 50mM에 진탕비 1 : 5를 적용할 때를 구리 500mg/kg dry soil로 오염시킨 토양에 대하여 가장 우수한 토양 세척 조건임을 알 수 있었다.Furthermore, for the same reason, copper was found to be the best soil washing condition for soil contaminated with copper 500mg / kg dry soil when applying the shaking ratio 1: 5 to citric acid 50mM.

<실험예6 - 연속 세척 실험>Experimental Example 6-Continuous Washing Experiment

연속 토양 세척 실험은 상기 3가지 대상 시료 토양에 대한 세척 효율을 보다 향상시킬 수 있는 방안을 모색하기 위하여 수행하였다. Continuous soil washing experiments were conducted to find ways to further improve the washing efficiency of the three target soils.

본 실험에서는 특히 수산화나트륨 0.2M을 이용하여 각 토양에 대해 가장 효과적인 진탕비인 1 : 10, 1 : 5 그리고 1 : 5로 연속 토양세척 실험을 실시하였다. In this experiment, we performed the continuous soil washing experiments with the most effective shaking ratio of 1: 10, 1: 5 and 1: 5 using sodium hydroxide 0.2M.

6시간 간격으로 연속 토양세척 실험은 총 5회에 걸쳐 실시하였으며, 각 회차에 따라 세척 후 잔존하는 비소의 양을 토양오염공정시험방법으로 추출한 후 분석, 비교하였다. 온도를 20±0.5℃로 유지하며 300rpm에서 6시간 동안 교반기로 교반하였다. Continuous soil washing experiments were conducted five times at 6-hour intervals, and the amount of arsenic remaining after washing was extracted by soil contamination process test method and analyzed and compared according to each cycle. The temperature was kept at 20 ± 0.5 ° C. and stirred with a stirrer at 300 rpm for 6 hours.

도 6은 본 발명의 실험예에 따라서 0.2M 수산화나트륨으로 연속 세척한 후 토양내 잔류하는 비소의 양을 나타낸 그래프이다.6 is a graph showing the amount of arsenic remaining in the soil after the continuous washing with 0.2M sodium hydroxide according to the experimental example of the present invention.

도 6에 도시한 바와 같이, 대상 시료2(광미 토양), 대상 시료3(밭 토양), 대상 시료4(하천 퇴적 토양)에 대하여 토양오염공정시험방법을 이용한 초기 비소 오염농도를 바탕으로 3가지 대상 시료의 토양에 대한 1차 세척시 각각 104, 29 그리고 3mg/kg로 감소하여 약 90, 80, 82%의 제거 효율을 보였으며, 대상 시료2(광미 토양)은 총 5차까지 세척한 결과 잔존하는 비소의 농도는 거의 일정하였다. As shown in FIG. 6, three target samples 2 (tailings soil), target sample 3 (field soil), and target sample 4 (river sedimentation soil) based on the initial arsenic contamination concentration using the soil contamination process test method were used. In the first washing of the soil of the sample, it decreased to 104, 29 and 3mg / kg, respectively, and showed removal efficiency of about 90, 80, 82%, and the sample 2 (tailings soil) was washed up to 5 times. The concentration of arsenic remaining was almost constant.

한편, 대상 시료3(밭 토양)의 경우에는 3차 세척 후 비소의 농도가 토양환경보전법의 우려기준 나지역(20mg/kg)에 만족되는 농도(18mg/kg)를 보였으며, 총 5차 세척 후의 농도가 8mg/kg로 우려기준 가지역(6mg/kg)에 가까운 농도(6mg/kg)로 94%가 세척되었다. On the other hand, in the case of subject sample 3 (field soil), the concentration of arsenic after the third washing showed a concentration (18 mg / kg) that satisfies the Concern Standard of the Soil Environment Conservation Act (20 mg / kg). The subsequent concentration was 8 mg / kg and 94% was washed at a concentration (6 mg / kg) close to the baseline of concern (6 mg / kg).

대상 시료4(하천 퇴적 토양)은 1차 세척 후 농도가 우려지준 가지역의 농도에 적합한 농도(약 3mg/kg)로 존재하였으며, 총 5차 세척 후의 농도는 약 1mg/kg로 94%가 세척되었다. The sample 4 (river sedimentary soil) was present at a concentration (approximately 3 mg / kg) suitable for the concentration of the branches after the first washing, and the concentration after the fifth washing was about 1 mg / kg, which was 94% washed. It became.

이상의 실험 결과를 종합해보면, 대상 시료2(광미 토양)은 총 5차 연속 토양 세척한 결과 90~92%의 처리효율은 보여지나, 토양환경보전법의 기준에는 적합하지 않았다. In summary, the sample 2 (tailings soil) showed 90 ~ 92% treatment efficiency after 5 consecutive soil washing, but did not meet the standard of soil environmental conservation method.

이는 대상 시료2(광미 토양)이 미세 토양으로 존재하여 비표면적이 크기 때문에 비소가 다량 흡착되어 있는 영향과 연속추출법에 의한 결과(하기할 표 2 참조)에서 보여지는 바와 같이, 대부분의 비소가 가장 용출되기 어려운 부분 즉, 결정물에 존재하기 때문인 것으로 추정된다. This is because most of the arsenic is the most arsenic, as shown in the effect of the large amount of arsenic because the sample 2 (the tailings soil) is present as fine soil and has a large specific surface area. It is presumed that this is because it exists in a part which is difficult to elute, that is, in a crystal.

대상 시료3(밭 토양)의 경우에는 우려기준 나지역에 적합하였으며, 총 5차 연속 토양 세척한 결과 우려지역 가지역에 근접한 농도를 보였다. 대상 시료4(하천 퇴적 토양)는 1차 세척시 우려기준 가지역에 적합한 토양임을 알 수 있다. In case of sample 3 (field soil), it was suitable for the area of concern criteria, and the concentration was close to the area of concern area after the fifth consecutive soil washing. Target sample 4 (river sedimented soil) can be seen that the soil is suitable for the area of concern in the first washing.

<실험예7 - 플럭 형성시의 pH 영향 측정>Experimental Example 7-Measurement of pH Effect on Formation of Flux

전체 중량의 94% 정도를 차지하는 cut-off size로 #100체(0.15mm)로 정하고 수산화나트륨 0.2, 1M과 염산 0.1, 0.2, 1M을 이용하여 세척실험을 수행하였다.Cut-off size accounting for 94% of the total weight was set to # 100 (0.15mm) and washing experiments were performed using 0.2, 1M sodium hydroxide and 0.1, 0.2, 1M hydrochloric acid.

실험조건은 300mL 삼각 플라스크에 20g의 토양과 100mL의 세척용액을 혼합한 후, 온도를 20±0.5℃로 유지하며 300rpm에서 6시간 동안 진탕하였다.Experimental conditions were mixed 20g soil and 100mL washing solution in a 300mL Erlenmeyer flask, and the temperature was maintained at 20 ± 0.5 ℃ and shaken at 300rpm for 6 hours.

세척후 상등수의 pH를 측정하였으며, 형성된 플럭은 미세유량펌프를 이용하여 채취하였다.After washing, the pH of the supernatant was measured, and the formed floc was collected using a microfluidic pump.

플럭의 비소 농도를 파악하기 위하여 100±5℃에서 6시간 건조시킨 후 토양 공정시험법에 의거하여 전처리한 다음 분석하였다. In order to determine the arsenic concentration of the flocs were dried for 6 hours at 100 ± 5 ℃ and then pretreated according to the soil process test method and analyzed.

표 3은 플럭 형성을 최대로 하는 실험 결과를 나타내는 것으로, 0.2M 및 1M 수산화나트륨 주입시 및 0.1M, 0.2M 및 1M 염산 주입시 형성된 플럭의 비소 농도와 세척 유출수의 pH를 각각 측정한 결과이다.Table 3 shows the experimental results for maximizing the floc formation, and measured the arsenic concentration of the formed floc and the pH of the washed effluent during the injection of 0.2M and 1M sodium hydroxide and the injection of 0.1M, 0.2M and 1M hydrochloric acid, respectively. .

수산화나트륨 Sodium hydroxide                                              염산 Hydrochloric acid                                              0.2M0.2M 1M1M 0.1M0.1M 0.2M0.2M 1M1M pHpH 12.912.9 13.313.3 6.26.2 5.95.9 0.60.6 As conc. [mg/kg dry soil]As conc. [mg / kg dry soil] 418418 147147 990990 1,8061,806 245245

표 3에 나타난 바와 같이, 0.2M과 1M 수산화나트륨 주입시 형성된 플럭의 비소 농도는 각각 약 418, 147mg/kg dry soil 이었으며, 세척 유출수의 pH는 각각 약 12.9, 13.3임을 알 수 있었다. As shown in Table 3, the arsenic concentrations of the flocs formed during the injection of 0.2M and 1M sodium hydroxide were about 418 and 147 mg / kg dry soil, respectively, and the pH of the effluent was about 12.9 and 13.3, respectively.

염산 1M의 경우에는 약 245mg/kg dry soil (pH 0.6)의 농도를 보였다. 0.1M과 0.2M 염산에 대하여는 비소의 농도가 각각 990, 1,086mg/kg dry soil 이었으며, 세척 유출수의 pH는 각각 6.2, 5.9로 측정되었다. In the case of 1M hydrochloric acid, the concentration of about 245mg / kg dry soil (pH 0.6) was shown. For 0.1M and 0.2M hydrochloric acid, the concentrations of arsenic were 990 and 1,086 mg / kg dry soil, respectively, and the pH of the effluent was measured to be 6.2 and 5.9, respectively.

이와 같이 토양세척시 생성되는 플럭은 pH 5 ~ 6의 범위에서 비소를 다량 응집하여 비교적 고농도로 존재하는 것을 알 수 있었으며, 토양세척시 형성되는 플럭을 효율적으로 활용 제거하면 세척효율을 보다 높일 수 있음을 알 수 있었다.Thus, the floc produced during soil washing was found to exist in a relatively high concentration by agglomerating a large amount of arsenic in the pH range of 5 to 6, and the washing efficiency can be improved by efficiently removing and removing the floc formed during soil washing. And it was found.

<실험예8 - 플럭 형성 중금속 오염 토양의 연속 세척 방법>Experimental Example 8-Continuous Cleaning Method of Contaminated Soil Contaminated Heavy Metals>

플럭 형성 중금속 오염 토양에 대하여 연속 세척 방법 적용 실험은 세척효율 을 보다 향상시킬 수 있는 방안을 모색하기 위하여 수행되었다. Experiments on the application of the continuous cleaning method to floc-forming heavy metal contaminated soils were conducted to find ways to improve the cleaning efficiency.

대상 토양에 대하여 최초 토양 세척법 적용시 세척 유출수내에 플럭이 형성되는 것을 육안으로 관찰 할 수 있었다. When the first soil washing method was applied to the soil, the formation of flocs in the effluent was observed visually.

따라서, 연속세척기법 실험은 플럭의 유무에 따라서 실험을 수행하였으며, 대상 토양의 cut-off size 는 #100체 크기로 하였다. Therefore, the experiment was conducted according to the presence or absence of floc, and the cut-off size of the soil was # 100 sieve size.

토양세척시 발생되는 플럭의 유무에 따라서 연속 토양세척을 6시간 간격으로 총 5회에 걸쳐 수행하였으며, 각 회차에 따라 세척후 잔류하는 비소농도를 분석하였다. Continuous soil washing was carried out five times at intervals of six hours according to the presence or absence of the floc generated during soil washing. The residual arsenic concentration after washing was analyzed according to each round.

1M 염산을 이용하여 진탕비 1 : 5, 온도는 20±0.5℃로 유지하며 300rpm에서 6시간 동안 진탕하였다. Shaking ratio 1: 5 using 1M hydrochloric acid, the temperature was maintained at 20 ± 0.5 ℃ and shaken for 6 hours at 300rpm.

각 단계마다 발생되는 플럭을 제거하지 않고 실시한 실험은 상기 실험조건과 같으며, 플럭을 제거하며 수행한 실험의 경우에는 각 단계마다 형성되는 플럭을 물로 세척하여 제거하였다.Experiments performed without removing the flocs generated in each step are the same as the above experimental conditions, and in the case of the experiment performed by removing the flocs, the floc formed in each step was removed by washing with water.

도 7은 본 발명의 실험예에 따라서 플럭 형성 중금속 오염토양에 대하여 1M 염산으로 연속 세척한 후 플럭의 유무에 따라 잔류하는 비소의 양을 나타낸 그래프이다.7 is a graph showing the amount of arsenic remaining according to the presence or absence of flocs after continuous washing with 1M hydrochloric acid for the floc-forming heavy metal contaminated soil according to the experimental example of the present invention.

도 7에 도시된 바와 같이, 형성되는 플럭을 제거하지 않고 세척을 하면 5회 연속세척 단계까지 잔류하는 비소의 농도가 약 9mg/kg dry soil을 보였으나, 플럭을 제거하며 연속세척한 경우에는 3회 세척시 약 6.7 mg/kg dry soil, 4회와 5회 반복 세척시 각각 약 3.9, 3.3mg/kg dry soil이 되어 토양환경보전법 가지역 우려 기준(6mg/kg dry soil)에 적합한 농도조건이 됨을 알 수 있었다. As shown in Figure 7, when the washing without removing the formed flocs, the concentration of arsenic remaining up to five consecutive washing step showed about 9mg / kg dry soil, but in the case of continuous washing to remove the floc 3 It is about 6.7 mg / kg dry soil when washed twice, and about 3.9 and 3.3 mg / kg dry soil when washed 4 times and 5 times, respectively. It could be known.

결과적으로 플럭을 형성하는 중금속 오염토양에 존재하는 비소를 제거하고자 할 경우 세척효율의 향상을 위하여 플럭 제거가 필수적인 것을 알 수 있었다.As a result, it was found that in order to remove arsenic present in the heavy metal contaminated soil that forms the flocs, floc removal is essential for improving the cleaning efficiency.

<실험예8 - 산과 염기를 병행한 연속 세척 방법>Experimental Example 8 Continuous Washing Method Concurrently Acid and Base

본 실험은 플럭이 최대로 형성되는 0.2M 염산을 이용하여 1단계 세척을 한 다음 세척된 토양에 대하여 2단계 세척을 하였다. In this experiment, a one-step wash using 0.2M hydrochloric acid with the largest flocs was formed, followed by a two-step wash on the washed soil.

2단계 세척에 이용되는 세척제는 0.2M과 1M 염산 그리고 1M 수산화나트륨이 사용되었다. The cleaning agent used for the two-stage washing was 0.2M, 1M hydrochloric acid and 1M sodium hydroxide.

3단계 세척의 경우에는 2단계에 세척된 토양에 대하여 2단계 세척에 사용된 세척제와 적용농도를 병행하여 연속세척하였다. In the case of the three-stage washing, the soil washed in the two-stage washing was continuously washed in parallel with the washing agent used in the two-stage washing and the application concentration.

실험 조건은 6시간 간격으로 세척을 실시하였으며, 온도는 20±0.5℃로 유지하며 300rpm에서 6시간 동안 진탕하였다. Experimental conditions were washed every 6 hours, the temperature was maintained at 20 ± 0.5 ℃ and shaken for 6 hours at 300rpm.

또한, 산과 염기를 병행하여 연속 세척시 발생되는 세척 유출수내에 함유되어 있는 비소를 응집 및 침전 처리하고자 세척 유출수를 1 : 1의 비로 혼합을 하였으며, 산을 이용하여 pH를 조정후 세척 유출수에 함유되어 있는 비소 농도를 알아보았다.In addition, in order to coagulate and precipitate the arsenic contained in the washing effluent generated during continuous washing by combining acid and base, the washing effluent was mixed at a ratio of 1: 1. After adjusting the pH using acid, the effluent contained in the washing effluent Arsenic concentration was determined.

산염기 세척제를 병행하여 연속 세척한 실험 결과가 표 4에 나타나 있다. 또한, 토양 세척시 발생되는 세척 유출수를 이용한 자연 중화 조건을 도출하고자 최종 세척 유출수의 pH를 측정한 결과를 나타내었다. Table 4 shows the results of the continuous washing in combination with the acidic group cleaner. In addition, the results of measuring the pH of the final effluent to derive natural neutralization conditions using the effluent generated during the soil wash.

실험예8Experimental Example 8 1단계 세척1st step cleaning 2단계 세척Two stage wash 3단계 세척3-step washing As conc. [mg/kg dry soil]As conc. [mg / kg dry soil] pHpH 실험예8-1Experimental Example 8-1 0.2M 염산0.2M hydrochloric acid 1M 수산화나트륨1M sodium hydroxide 1M 염산1M hydrochloric acid 4.04.0 0.45±0.050.45 ± 0.05 0.2M 염산0.2M hydrochloric acid 11.111.1 3.52±0.053.52 ± 0.05 1M 수산화나트륨1M sodium hydroxide 8.78.7 13.52±0.0513.52 ± 0.05 실험예8-2Experimental Example 8-2 1M 염산1M hydrochloric acid 1M 수산화나트륨1M sodium hydroxide 1.51.5 13.25±0.0513.25 ± 0.05 0.2M 수산화나트륨0.2M Sodium Hydroxide 2.12.1 12.77±0.0512.77 ± 0.05 0.2M 염산0.2M hydrochloric acid 6.26.2 0.93±0.050.93 ± 0.05 실험예8-3Experimental Example 8-3 0.2M 염산0.2M hydrochloric acid 1M 수산화나트륨1M sodium hydroxide 5.55.5 13.45±0.0513.45 ± 0.05 1M 염산1M hydrochloric acid 5.15.1 0.30±0.050.30 ± 0.05 0.2M 염산0.2M hydrochloric acid 9.69.6 0.86±0.050.86 ± 0.05

표 4에서 알 수 있듯이, 실험예8-1의 실험중 잔류 비소량이 가장 낮은 것은 2단계에서 수산화나트륨 1M과 3단계에서 염산 1M을 병행 세척하는 방식이었으며, 약 4.0mg/kg dry soil의 농도를 보였으며, 최종 pH는 0.45±0.05로 측정되었다. As can be seen from Table 4, the lowest residual arsenic in the experiment of Experimental Example 8-1 was a method of washing the sodium hydroxide 1M in parallel and 1M hydrochloric acid in the third step, the concentration of about 4.0mg / kg dry soil The final pH was determined to be 0.45 ± 0.05.

실험예8-2의 실험중에서는 2단계에서 염산 1M로 세척한 토양에 대하여 3단계에서 수산화나트륨 1M과 0.2M을 병행 세척하는 방식이 각각 약 1.5, 2.1mg/kg dry soil로 거의 비슷한 농도를 보였다. 이때의 pH는 각각 13.25±0.05, 12.77±0.05로 측정되었다.In the experiment of Experimental Example 8-2, the method of washing the sodium hydroxide 1M and 0.2M in parallel with the soil washed with 1M hydrochloric acid in the second step was about 1.5 and 2.1 mg / kg dry soil, respectively. Seemed. The pH at this time was measured to be 13.25 ± 0.05 and 12.77 ± 0.05, respectively.

실험예8-3의 실험중에서는 2단계에서 염산 0.2M로 세척한 다음 3단계에서 수산화나트륨 1M과 염산 1M을 병행 세척하는 방식이 각각 약 5.5(pH 13.45±0.05), 5.1(pH 0.30±0.05)mg/kg dry soil로 거의 비슷한 농도를 보였으나, 세척 유출수에 의한 자연 중화 조건을 고려하여 유출수 혼합 실험에서는 제외하였다. In the experiment of Experimental Example 8-3, washing with 0.2M hydrochloric acid in step 2 and washing with sodium hydroxide 1M and hydrochloric acid in 1 step in parallel was about 5.5 (pH 13.45 ± 0.05) and 5.1 (pH 0.30 ± 0.05, respectively). The mg / kg dry soil showed almost the same concentration, but was excluded from the runoff mixing experiment in consideration of the natural neutralization condition by the wash runoff.

한편, 자연 중화를 위한 기본 운전 조건 도출을 위하여 실험예8-1, 8-2, 8-3 방법 중 잔류 비소농도가 낮은 8-2 및 8-3 방법의 세척 단계에 따라 발생되는 세척 유출수를 1:1, 1:2, 1:3의 조건으로 혼합하였다. 그 pH를 측정한 결과가 표 5에 나타나 있다.Meanwhile, in order to derive basic operating conditions for natural neutralization, the effluents generated by the washing steps of the 8-2 and 8-3 methods having low residual arsenic concentrations among the Experimental Examples 8-1, 8-2, and 8-3 methods were Mixing was carried out under conditions of 1: 1, 1: 2, 1: 3. The results of measuring the pH are shown in Table 5.

세척 용액 Washing solution                                              pHpH 1:1(산:염기)1: 1 (acid: base) 1:2(산:염기)1: 2 (acid: base) 1:3(산:염기)1: 3 (acid: base) 1M 염산1M hydrochloric acid 1M 수산화나트륨1M sodium hydroxide 9.53±0.059.53 ± 0.05 12.82±0.0512.82 ± 0.05 12.84±0.0512.84 ± 0.05 0.2M 수산화나트륨0.2M Sodium Hydroxide 0.76±0.050.76 ± 0.05 1.06±0.051.06 ± 0.05 1.43±0.051.43 ± 0.05 0.2M 염산0.2M hydrochloric acid 1M 수산화나트륨1M sodium hydroxide 13.03±0.0513.03 ± 0.05 13.14±0.0513.14 ± 0.05 13.17±0.0513.17 ± 0.05

표 5에 나타난 바와 같이, 실험예 8-2의 방법 중 염산 1M과 수산화나트륨 1M의 세척 유출수를 1 : 1의 조건으로 혼합하는 경우 pH 9.53±0.05로 pH 7에 가장 근접한 결과를 얻을 수 있었다. As shown in Table 5, when the effluent of 1M hydrochloric acid and 1M sodium hydroxide in the method of Experimental Example 8-2 was mixed under the conditions of 1: 1, pH 9.53 ± 0.05 was the closest result to pH 7.

도 8은 본 발명의 실험예에 따라서 산과 염기를 병행하여 세척시 발생되는 세척 유출수를 1:1로 혼합한 후 각 pH 조건에서 제거되는 비소의 농도를 나타내는 그래프이다.8 is a graph showing the concentration of arsenic removed under each pH condition after 1: 1 mixing of the effluents generated when washing with acid and base in parallel according to the experimental example of the present invention.

도 8에 도시된 바와 같이, 1 : 1의 비로 혼합된 세척 유출수에 산을 주입하여 pH를 조정한 후 잔류하는 비소의 농도를 분석한 결과, pH 6과 8~9의 범위에서 음용수 기준(50ppb)에 적합하게 되는 것을 알 수 있었다.As illustrated in FIG. 8, after adjusting the pH by injecting acid into the washing effluent mixed at a ratio of 1: 1, the concentration of arsenic remaining was analyzed. As a result, drinking water standards (50 ppb) were in the range of pH 6 and 8-9. It seemed to fit).

따라서, 세척 유출수에 의한 잔류 비소량(1.5mg/kg dry soil)과 자연 중화 기본 운전 조건(최종 pH 9.53±0.05)을 고려한 산 및 염기 세척은 1M 염산과 1M 수산화나트륨을 병행하여 세척하는 방식 및 발생되는 세척 유출수 처리를 위한 pH 조건으로 6이 적합한 것을 알 수 있었다.Therefore, the acid and base washes considering the residual arsenic (1.5 mg / kg dry soil) by the effluent and the natural neutralization basic operating conditions (final pH 9.53 ± 0.05) are performed by washing 1M hydrochloric acid and 1M sodium hydroxide in parallel. It was found that 6 is suitable as a pH condition for the generated washing effluent.

<실험예9 - 세척 유출수의 pH 및 응집제 첨가량의 영향 측정>Experimental Example 9-Measurement of the Effect of pH and Coagulant Addition of Washing Effluent

먼저, 상기 세척 용액 실험에서 밝혀진 바와 같이 비소 오염 토양에 상대적으로 용출력이 탁월한 세척 용액인 수산화나트륨을 0.2M의 농도와 1 : 5의 진탕비, 그리고 20±0.5℃의 온도 조건에서 300rpm의 교반속도로 6시간 동안 진탕하였다.First, as shown in the washing solution experiment, sodium hydroxide, a washing solution having an excellent dissolving power in arsenic-contaminated soil, was stirred at a concentration of 0.2 M, a shaking ratio of 1: 5, and a temperature of 300 rpm at a temperature of 20 ± 0.5 ° C. Shake for 6 hours at speed.

여기서, 실험 대상 시료는 대상 시료3(밭토양) 및 대상 시료4(하천 퇴적 토양)이다. 진탕된 세척 유출수는 상등액을 0.45㎛ 여지로 여과한 후 갈색병에 담아 4℃에서 냉장 보관하였으며, 침전 실험을 위해 자 테스트(jar test)를 실시하였다. Here, the test target sample is the target sample 3 (field soil) and the target sample 4 (river sedimentation soil). The shaken effluent was filtered to 0.45 ㎛ for supernatant and then stored in a brown bottle refrigerated at 4 ℃, a jar test was carried out for the precipitation experiment.

상기 시료 즉, 대상 시료3(밭 토양) 및 대상 시료4(하천 퇴적 토양)의 세척 유출수에 함유된 비소 및 여러 가지 금속 성분의 초기 농도를 표 6에 나타내었으며, 초기 세척 유출수와 비소 침전 실험에 따른 비소 및 여러 가지 금속 성분의 농도를 각각 ICP-OES와, AAS(Atomic Absorption Spectrometer, Model : AA-6402F, SHIMADZU)를 이용하여 분석하였다. The initial concentrations of arsenic and various metals contained in the washed effluents of the sample, that is, the sample 3 (field soil) and the sample 4 (river sedimentary soil), are shown in Table 6. The concentrations of arsenic and various metal components were analyzed using ICP-OES and AAS (Atomic Absorption Spectrometer, Model: AA-6402F, SHIMADZU), respectively.

AlAl SiSi MnMn FeFe AsAs pHpH 대상 시료3 (밭 토양)Sample 3 (field soil) 136.1136.1 107.9107.9 5.05.0 45.345.3 73.973.9 13.09±0.0513.09 ± 0.05 대상 시료4 (하천 퇴적토양)Sample 4 (river sediment) 27.327.3 32.332.3 -- 0.30.3 2.92.9 13.29±0.0513.29 ± 0.05

구체적으로, 본 실험에서는 300ml 비이커에 250ml의 하천퇴적 토양과 밭 토양의 세척 유출수를 주입한 다음, 초기 pH를 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 , 11 그리고 12로 조절하여 침전에 따른 비소의 제거 효율을 관찰하였다. Specifically, in this experiment, 250 ml of river sediment and field soil effluent were injected into a 300 ml beaker, and then the initial pH was set to 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, and 12. By adjusting, the removal efficiency of arsenic due to precipitation was observed.

세척 유출수의 pH 조절을 위하여 pH 미터(Model : DP-880)를 사용하였으며, 마이크로 피펫으로 미량의 질산(65%) 원액을 주입하여 pH의 변화를 관찰하였는데, 산 주입에 따른 부피 오차는 5% 이내이었다. A pH meter (Model: DP-880) was used to adjust the pH of the effluent, and a small amount of nitric acid (65%) stock solution was injected into the micropipette to observe the change in pH. It was soon.

이와 같이, pH를 조절한 후 30분간 정치시켰으며 20ml의 시료를 분취한 다음, 0.45㎛ 여지를 사용하여 여과한 여과액의 비소 및 여러 가지 금속 성분을 분석하였다. As such, after adjusting the pH, the mixture was allowed to stand for 30 minutes, and 20 ml of the sample was collected and analyzed for arsenic and various metal components of the filtrate using 0.45 μm of filtrate.

도 9a(왼쪽 그래프)는 본 발명의 실험예에 따라서 하천 퇴적 토양의 세척 유출수내에 함유되어 있는 다른 중금속 이온들이 각각의 pH 조건에서 상호 응집 및 침전(공침)작용으로 제거된 후, 그 세척 유출수내에 잔류하는 각 이온의 농도를 나타낸 그래프이고, 도 9b(오른쪽 그래프)는 본 발명의 실험예에 따라서 밭 퇴적 토양의 세척 유출수내에 함유되어 있는 다른 중금속 이온들이 각각의 pH 조건에서 상호 응집 및 침전(공침)작용으로 제거된 후, 그 세척 유출수내에 잔류하는 각 이온의 농도를 나타낸 그래프이다.FIG. 9A (left graph) shows that other heavy metal ions contained in the washing effluent of the river sedimentation soil are removed by mutual coagulation and precipitation (coprecipitation) at respective pH conditions in accordance with the experimental example of the present invention. 9B (right graph) is a graph showing the concentration of each remaining ion, the other heavy metal ions contained in the washing effluent of the field sedimentation soil coagulation and precipitation (coprecipitation) at each pH condition according to the experimental example of the present invention After removal by the action, a graph showing the concentration of each ion remaining in the washing effluent.

도 9에 도시된 바와 같이, 알칼리 세척 후, 대상 시료 3(밭 토양) 및 대상 시료 4(하천 퇴적 토양)의 세척 유출수에 알루미늄이 철에 비해 상대적으로 높은 농도를 나타내고 있으며, 이는 알루미늄의 용해성이 높은 pH 조건에서 철에 비하여 상대적으로 높은데서 연유된 것으로 추정된다. 이와 같이 용해된 금속 성분들은 적절한 pH 조건에 의하여 침전물 형성이 유도되어 줄어든다. As shown in FIG. 9, after alkali washing, aluminum shows relatively higher concentrations in iron than in iron in the effluents of sample 3 (field soil) and sample 4 (river sedimentary soil). It is presumed to be relatively high compared to iron at high pH conditions. The dissolved metal components thus induce sediment formation due to appropriate pH conditions.

한편, 대상 시료4(하천 퇴적 토양)와 대상 시료3(밭 토양)에 대한 알루미늄과 철의 제거량이 각각 5~7, 4~7의 pH 조건에서 가장 높게 나타났다. On the other hand, the removal amount of aluminum and iron for Sample 4 (river sediment) and Sample 3 (field soil) were the highest at pH values of 5-7 and 4-7, respectively.

pH의 5의 조건에서 대상 시료4(하천 퇴적 토양) 및 대상 시료3(밭 토양)의 세척 유출수의 비소 농도가 각각 0.02(약 99%), 26.4(약 66%)mg/L로 가장 높은 침전 제거 효율을 보였으나, pH 7의 조건에서는 비소와 흡착 경쟁을 일으키는 규소(Si)의 제거 효율이 가장 높았다. 따라서, pH 5의 조건이 2가지 토양 세척 유출수의 비소 침전 제거를 위한 가장 우수한 pH로 판단되었다. The highest precipitation of arsenic concentrations in the washed effluents of sample 4 (river sediment) and sample 3 (field soil) was 0.02 (about 99%) and 26.4 (about 66%) mg / L, respectively, at a pH of 5 Although removal efficiency was shown, the removal efficiency of silicon (Si), which causes adsorption competition with arsenic, was the highest at pH 7 conditions. Therefore, the pH 5 condition was determined to be the best pH for arsenic precipitation removal of the two soil wash effluents.

대상 시료4(하천 퇴적 토양)의 세척 유출수는 단지 pH 조절만으로 비소의 잔류 농도가 음용수 기준에 적합하게 되는 것을 알 수 있었다. The effluent of subject sample 4 (river sedimented soil) was found to have a residual pH of arsenic just by adjusting the pH to meet the drinking water standard.

그러나, 고농도의 비소가 함유되어 있는 대상 시료3(밭 토양)의 세척 유출수의 경우에는 대상 시료4(하천 퇴적 토양)의 세척 유출수에 비하여 pH 조정에 따른 알루미늄의 비소 제거량이 약 8배정도 낮기 때문에 단지 pH 조정에 의한 처리 이외에 응집제 첨가에 의한 침전처리가 요구된다. However, in the case of washing effluent of sample 3 (field soil) containing high concentration of arsenic, the arsenic removal amount of aluminum due to pH adjustment is about 8 times lower than that of sample 4 (river sediment soil). In addition to treatment by pH adjustment, precipitation treatment by addition of a flocculant is required.

이에 따라, 응집제 예를 들어, 염화철(FeCl3) 첨가에 대한 실험을 실시하였다. Accordingly, experiments were carried out for the addition of a flocculant, for example iron chloride (FeCl 3 ).

대상 시료3(밭 토양)의 세척 유출수에 대한 pH 선정 실험결과를 바탕으로 500ml 비이커에 여과지(0.45㎛)를 통과한 여액 300ml를 넣은 후, 비소 제거의 최적 pH 조건인 5로 조절하였다. Based on the results of the pH selection experiment on the washed out effluent of Sample 3 (field soil), 300 ml of the filtrate passed through the filter paper (0.45 μm) was placed in a 500 ml beaker, and then adjusted to 5, which is an optimum pH condition for arsenic removal.

FeCl3의 최적 첨가량 선정을 위하여 비소(As)와 철(Fe)의 질량비를 각각 1 : 1, 1 : 3, 1 : 5, 1 : 8, 1 : 10, 1 : 12 그리고 1 : 20에 해당하는 양으로 FeCl3을 주입하였다. The mass ratios of arsenic (As) and iron (Fe) are 1: 1, 1: 3, 1: 5, 1: 8, 1: 10, 1: 12 and 1: 20 for selecting the optimal amount of FeCl 3 FeCl 3 was injected in the amount.

자 테스트(Jar test)의 실험 절차는 다음과 같았다. The experimental procedure of the Jar test was as follows.

(1) 세척 유출수에 각기 다른 양의 FeCl3을 주입하였다.(1) Different amounts of FeCl 3 were injected into the washing effluent.

(2) 그 후, 100rpm을 유지하며 5분간 급속 교반하였다.(2) Then, it stirred rapidly for 5 minutes, maintaining 100 rpm.

(3) 그 후, pH 5를 유지하며 40rpm에서 60분간 완속 교반하였다(3) Then, the mixture was stirred slowly at 40 rpm for 60 minutes while maintaining pH 5.

(4) 그 후, 20분간 정치 후 20ml의 시료를 분취, 0.45㎛ 여지를 이용하여 여과한 다음, 여액의 비소를 분석하였다. (4) Then, after 20 minutes of standing, a 20 ml sample was aliquoted and filtered using a 0.45 µm filter, followed by analysis of arsenic in the filtrate.

도 10은 본 발명의 실험예에 따라서 비교적 높은 농도로 세척 유출수내에 존재하는 비소를 제거하기 위하여 주입된 철의 질량비를 나타내는 그래프이다.10 is a graph showing the mass ratio of iron injected to remove arsenic present in the washing effluent at a relatively high concentration according to the experimental example of the present invention.

도 10에 도시된 바와 같이, 1 : 11(비소 : 철)의 비율에서 비소의 농도가 음용수 기준에 적합함을 알 수 있었다. As shown in FIG. 10, it was found that the concentration of arsenic at a ratio of 1: 11 (arsenic: iron) was suitable for drinking water standards.

<실험예 10 - 나노성 다공성 매체의 적용>Experimental Example 10 Application of Nanoporous Media

나노성 다공성 매체의 제조방법Method for preparing nano porous media

(1) 철과 란탄늄의 각 금속 전구체는 주어진 농도에서 증류수에 녹였다 : 금속을 녹인 용액의 최종 부피는 15mL이었다. (1) Each metal precursor of iron and lanthanum was dissolved in distilled water at a given concentration: the final volume of the solution in which the metal was dissolved was 15 mL.

(2) 10g의 건조된 규조토(diatomite)는 500mL 테프론 병(Teflon bottle)에 넣었다. (2) 10 g of dried diatomite was placed in a 500 mL Teflon bottle.

(3) 1mL 철과 란탄늄 전구체 용액을 1mL 마이크로 피펫을 이용해서 규조토에 떨어뜨렸다. (3) A 1 mL iron and lanthanum precursor solution was dropped onto diatomaceous earth using a 1 mL micro pipette.

(4) 뚜껑을 덮은 후, 테프론 병을 보아텍스 믹서(vortex mixer)에 넣고, 철 용액과 규조토가 균일하게 혼합되어 미디어에 붉은색 변화가 관찰될 수 있는 3000rpm에서 5분간 급속 교반하였다.(4) After the lid was closed, the Teflon bottle was placed in a vortex mixer, and stirred rapidly at 3000 rpm for 5 minutes at which the iron solution and the diatomaceous earth were uniformly mixed so that a red change in the media could be observed.

(5)1mL의 금속 전구체 용액을 주입하는 것을 금속 용액 부피와 규조토의 질량(g)이 1.5:1이 될 때까지 반복하였다.(5) Injection of 1 mL of metal precursor solution was repeated until the volume of metal solution and mass (g) of diatomaceous earth were 1.5: 1.

(6) 고형분(solids)을 하룻 동안 상온에서 건조시킨다. (7) 상온에서 1.0℃/min으로 온도가 증가하도록 프로그램 된 오븐에서 하소(calcination) 시켰다. (6) The solids are dried at room temperature for one day. (7) Calcination was performed in an oven programmed to increase the temperature from room temperature to 1.0 ° C./min.

그 후, 고형분은 진공 챔버(vacuum chamber)에 보관하였다. 컨덕티비티가 증류수와 근접하게 나올 때 까지 고형분을 세척하였다. 컨덕티비티 실험을 위해, 0.02g의 각 매체를 5mL의 증류수에 넣어 10분 동안 교반 후, 0.45㎛ 여지로 여과한다. 여과액의 컨덕티비티는 철과 란탄늄 이온이 침출하는지 가늠할 수 있는 컨덕턴스 미터(YSI model 32)로 분석하였다.Thereafter, the solids were stored in a vacuum chamber. The solids were washed until the conductivity came close to distilled water. For conductance experiments, 0.02 g of each medium was placed in 5 mL of distilled water, stirred for 10 minutes, and filtered to 0.45 μm. The conductance of the filtrate was analyzed with a conductance meter (YSI model 32) to determine if iron and lanthanum ions leached.

실험방법Experiment method

칼럼 실험은 비소로 오염된 토양에 대하여 토양세척기법 적용시 발생되는 비소 함유 세척 유출수세척 유출수, 각 흡착 매체에 의한 비소 제거 효율을 파악하고자 실시되었다. The column experiments were conducted to determine the arsenic-contained effluent washing effluent and the arsenic removal efficiency by each adsorption medium for arsenic-contaminated soil.

침전 단계에서 비소 제거의 최고 효율은 pH 5.0에서 얻어졌는데, 컬럼 테스트에서 50ppb의 비소를 포함하는 유입수의 pH는 5.0이었다. The highest efficiency of arsenic removal in the precipitation step was obtained at pH 5.0, where the pH of the influent containing 50 ppb of arsenic in the column test was 5.0.

3개의 유리 칼럼(1.5cm 내경과 15cm 길이)에 1.5g의 Fe(25%), La(50%), AAFS-50 이 균일하게 분포하도록 조심스레 채웠다. Three glass columns (1.5 cm inner diameter and 15 cm length) were carefully filled to uniformly distribute 1.5 g of Fe (25%), La (50%), and AAFS-50.

두번째 칼럼 실험 단계에서는, 유입수에 500ppb의 비산염(arsenate) 또는 아비산염(arsenite)을 포함하는 지표, 지하수의 대표 pH인 6.5에서 실험하였다. In the second column experimental phase, the test was performed at a typical pH of groundwater, 6.5, containing 500 ppb of arsenate or arsenite in the influent.

이 실험을 통하여 지하수의 일반적인 pH범위에서 각 매체들의 흡착능도 파악할 수 있었다. Through this experiment, the adsorption capacity of each medium in the general pH range of groundwater was also found.

이 실험에서 3min의 높은 EBCT가 설정되었다. 각 흡착제의 겉보기 밀도는 다른 유속과 동일한 EBCT(empty bed contact time)에서 측정되었다. In this experiment a high EBCT of 3 min was set. The apparent density of each adsorbent was measured at the same empty bed contact time (EBCT) as the other flow rates.

칼럼은 비소 오염수가 통과하기 전, 수 공극 부피(pore volume)를 증류수로 플러싱(flushing) 하였다. 합성된 비소 용액을 12L 자(jar)에서 칼럼 바닥까지 공급하기 위해서 연동 펌프를 사용하였다.The column was flushed with distilled water prior to passing through the arsenic contaminated water. A peristaltic pump was used to feed the synthesized arsenic solution from 12L jar to the bottom of the column.

실험결과Experiment result

도 12는 실험 결과를 보여주는 그래프로[La(50%)-, Fe(25%)-규조토, 및 AAFS-50의 비소 칼럼 실험 (조건: pH=6.5, 농도.=500ppb, 미디어 매스=1.5g, EBCT=3.3분)], 아비산염(arsenite) 실험에서 동일한 조건에서의 각 매체의 비소 제거를 보여주었다. 12 is a graph showing experimental results [Ar (50%)-, Fe (25%)-diatomaceous earth, and arsenic column experiments of AAFS-50 (conditions: pH = 6.5, concentration. = 500 ppb, media mass = 1.5 g) , EBCT = 3.3 min)], and arsenite experiments showed arsenic removal of each medium under the same conditions.

도 12를 참조하면, 실험에서, AAFS-50은 아비산염(arsenite)보다 높은 비산염(arsenate)(350BV below 50㎍/L) 제거 능력을 보였다. 그러나 규조토에 담지된 금속 산화물은 더 좋은 효율을 나타내었다. 약 1,100과 2,100BV은 Fe(25%)-diatomite에 의해 10과 50㎍/L 이하로 처리되었으나, La(50%)-diatomite는 유출수 를 10㎍/L이하로 ~300BV를 처리하여 1,100BV을 처리하는Fe(25%)-diatomite 보다 처리량이 적음에도 불구하고 5,000BV동안 50㎍/L농도 이상으로 되지 않았다. Referring to FIG. 12, in the experiment, AAFS-50 showed higher arsenate (350BV below 50 μg / L) removal ability than arsenite. However, metal oxides supported on diatomaceous earth showed better efficiency. About 1,100 and 2,100 BV were treated with Fe (25%)-diatomite to less than 10 and 50µg / L, while La (50%)-diatomite treated 1 ~ 100BV by treating ~ 300 BV with less than 10µg / L of effluent. Despite lower throughput than Fe (25%)-diatomite treated, it did not go above 50 μg / L concentration during 5,000 BV.

이 결과를 바탕으로, BV를 처리 유출수 부피로 계산하면, Fe(25%)-규조토는 AAFS-50보다 25.7배 높은 값을 보였다. 비록 La(50%)-규조토의 유량 데이터는 나타나지 않았으나, 5,000BV이후 초기 유속의 20%대로 감소되었는데 공극 막힘 현상이 일어남을 알 수 있다. 이 문제는 LaAsO4(lanthanum arsenate)의 주요한 침전에 의해 나타났을 것이다.Based on these results, when calculating BV as treated effluent volume, Fe (25%)-diatomaceous earth was 25.7 times higher than AAFS-50. Although no flow data for La (50%)-diatomaceous earth was shown, it was reduced to 20% of the initial flow rate after 5,000 BV, indicating a pore blockage. This problem may be due to the major precipitation of LaAsO4 (lanthanum arsenate).

본 발명에 따른 중금속 오염 토양의 세척 방법에 의하면 토양 내에 함유되어 있는 특히 비소, 구리, 납 등의 중금속의 제거 효과가 우수하고, 나아가 경제성을 만족시킨다. 또한, 본 발명에서는 특히 나노성 다공성 매체를 이용함으로써 중금속 오염 토양 나아가 중금속 오염 토양 주변의 중금속 오염 지하수의 중금속을 탁월한 효율로 처리할 수 있다.According to the method for cleaning heavy metal contaminated soil according to the present invention, the removal effect of heavy metals such as arsenic, copper and lead, especially contained in the soil, is excellent, and further satisfies the economics. In addition, in the present invention, particularly by using a nano-porous medium, heavy metal contaminated soil and heavy metals in heavy metal contaminated groundwater surrounding heavy metal contaminated soil can be treated with excellent efficiency.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다. Although the present invention has been described in connection with the above-mentioned preferred embodiments, it is possible to make various modifications or variations without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the appended claims will cover such modifications and variations as fall within the spirit of the invention.

Claims (18)

중금속 오염 토양의 세척 방법에 있어서, In the method of washing heavy metal contaminated soil, 중금속 오염 토양을 산 및 염기로 병행하여 세척하는 연속 세척 방법이고, Continuous washing method for washing heavy metal contaminated soil in parallel with acid and base, 세척 용액으로 0.2~1M 농도의 염산 또는 0.01~1M 농도의 구연산을 사용하여 중금속 오염 토양을 산 세척하는 제 1 세척 단계;A first washing step of acid washing the heavy metal contaminated soil using hydrochloric acid at a concentration of 0.2-1 M or citric acid at a concentration of 0.01-1 M as the washing solution; 상기 제 1 세척 단계에서 세척된 토양을 0.2~1M 농도의 염산 또는 0.01~1M 농도의 구연산을 사용하여 산 세척하는 제 2 세척 단계; 및 A second washing step of washing the soil washed in the first washing step using hydrochloric acid at a concentration of 0.2 to 1 M or citric acid at a concentration of 0.01 to 1 M; And 상기 제 2 세척 단계에서 세척된 토양을 0.2~1M 농도의 수산화나트륨을 사용하여 염기 세척하는 제 3 세척 단계;를 포함하며,And a third washing step of washing the soil washed in the second washing step with a 0.2-1 M sodium hydroxide base. 상기 각 세척 단계는 세척 시 플럭이 형성되는 토양의 경우 형성된 플럭을 제거하는 것을 특징으로 하는 중금속 오염 토양의 세척 방법.Wherein each washing step is a method of washing heavy metal contaminated soil, characterized in that for removing the floc formed in the case of the soil is formed during washing. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 제 3 세척 단계는 세척 유출수의 pH가 10 이상이 되도록 세척될 토양의 pH에 대응하여 상기 수산화나트륨의 농도를 조정하는 것이며, 이때 상기 토양은 세척시 플럭이 형성되지 않는 토양인 것을 특징으로 하는 중금속 오염 토양의 세척 방법.The third washing step is to adjust the concentration of the sodium hydroxide in response to the pH of the soil to be washed so that the pH of the washing effluent is 10 or more, wherein the soil is characterized in that the soil does not form a floc upon washing Method of cleaning heavy metal contaminated soil. 제 2 항에 있어서, The method of claim 2, 상기 세척 유출수의 pH를 13 이상이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 중금속 오염 토양의 세척 방법.Method for washing the heavy metal contaminated soil, characterized in that the pH of the washing effluent to 13 or more. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 각 세척 단계에서 토양 중량에 대한 세척 용액의 진탕비를 1:5 이하로 하는 것을 특징으로 하는 중금속 오염 토양의 세척 방법.The method of washing heavy metal contaminated soil, characterized in that the shaking ratio of the washing solution to the soil weight in each washing step is 1: 5 or less. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 각 세척 단계는 플럭이 형성되는 토양에 대하여 상기 플럭 내에서 중금속이 응집 또는 흡착하도록 세척 후 세척 유출수의 pH를 4~13이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 중금속 오염 토양의 세척 방법.The washing step is a method for washing heavy metal contaminated soil, characterized in that the pH of the washing effluent after washing to wash or aggregate the heavy metal in the floc with respect to the soil on which the floc is formed. 제 5 항에 있어서, The method of claim 5, 상기 각 세척 단계는 상기 플럭내에서 비소가 응집 또는 흡착되도록 세척 후 세척 유출수의 pH가 5~6이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 중금속 오염 토양의 세척 방법.The washing step is a method for washing heavy metal contaminated soil, characterized in that the pH of the washing effluent after washing to ensure that the arsenic is aggregated or adsorbed in the floc. 삭제delete 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 각 세척 단계는 세척 유출수내의 중금속을 응집 또는 흡착하여 침전 및 제거하는 단계를 더 포함하고, 상기 중금속의 제거량이 커지도록 pH를 조절하는 것을 특징으로 하는 중금속 오염 토양의 세척 방법.Each washing step further comprises the step of flocculating or adsorbing the heavy metal in the washing effluent to precipitate and remove, and the pH is adjusted to increase the removal amount of the heavy metal. 제 8 항에 있어서, The method of claim 8, 상기 각 세척 단계는 세척 유출수의 pH를 4~7의 범위에서 조절하는 것을 특징으로 하는 중금속 오염 토양의 세척 방법.Each washing step is a method for washing heavy metal contaminated soil, characterized in that for adjusting the pH of the washing effluent in the range of 4-7. 제 9 항에 있어서, The method of claim 9, 상기 각 세척 단계에서 세척 유출수의 pH를 5가 되도록 조절하는 것을 특징으로 하는 중금속 오염 토양의 세척 방법.The washing method of the heavy metal contaminated soil, characterized in that to adjust the pH of the washing effluent in each washing step to 5. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 각 세척 단계로부터 발생하는 각각의 세척 유출수 중 어느 둘 이상을 혼합하고, 혼합된 세척 유출수로부터 중금속을 응집 또는 흡착하여 침전 및 제거하는 단계를 더 포함하며, 상기 중금속의 제거량이 커지도록 pH를 조절하는 것을 특징으로 하는 중금속 오염 토양의 세척 방법.Mixing any two or more of each of the washing effluent from each washing step, and agglomerated or adsorbed by the heavy metal from the mixed washing effluent to precipitate and remove, adjusting the pH to increase the removal amount of the heavy metal Method for washing heavy metal contaminated soil. 제 11 항에 있어서, The method of claim 11, 상기 제 1 세척 단계에서는 0.2M 염산으로 세척하고, 상기 제 2 세척 단계에서는 1M 염산으로 세척하고, 상기 제 3 세척 단계에서는 1M 수산화나트륨으로 세척하며, 상기 제 2 단계의 세척 유출수 및 상기 제 3 단계의 세척 유출수를 1:1로 혼합한 후 중금속을 응집 또는 흡착, 침전 및 제거하고자, 세척 유출수의 pH를 6 또는 8~9로 조절하는 것을 특징으로 하는 중금속 오염 토양의 세척 방법.Washing with 0.2 M hydrochloric acid in the first washing step, washing with 1 M hydrochloric acid in the second washing step, washing with 1 M sodium hydroxide in the third washing step, washing effluent of the second step and the third step Method for washing heavy metal contaminated soil, characterized in that to adjust the pH of the washing effluent to 6 or 8 to 9 to mix or adsorb, precipitate and remove the heavy metal after mixing the effluent of 1: 1. 제 8 항 또는 제 11 항에 있어서, The method according to claim 8 or 11, wherein 상기 방법은 상기 응집 또는 흡착, 침전 및 제거를 위하여 염화철을 추가로 투입하는 것을 특징으로 하는 중금속 오염 토양의 세척 방법.The method further comprises the addition of iron chloride for the flocculation or adsorption, precipitation and removal. 제 13 항에 있어서, The method of claim 13, 상기 방법은 비소에 대한 철의 무게비가 1:13 이하가 되도록 염화철을 투입하는 것을 특징으로 하는 중금속 오염 토양의 세척 방법.The method is a method for washing heavy metal contaminated soil, characterized in that the iron chloride is added so that the weight ratio of iron to arsenic is 1:13 or less. 제 14 항에 있어서, The method of claim 14, 상기 각 세척 단계에서 세척 유출수의 pH가 5가 되도록 조절하고, 상기 응집 또는 흡착, 침전 및 제거를 위하여, 상기 비소 및 철의 무게비가 1:11이 되도록 염화철을 투입하는 것을 특징으로 하는 중금속 오염 토양의 세척 방법.In each washing step, the pH of the washing effluent is adjusted to 5, and heavy chloride-contaminated soil is introduced such that iron chloride is added so that the weight ratio of arsenic and iron is 1:11 for the aggregation, adsorption, precipitation and removal. Method of washing. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 제 1 세척 단계 및 상기 제 2 세척 단계는 각각 0.2M 농도의 염산 또는 0.5M 농도의 구연산을 사용하며, 상기 제 3 세척 단계는 0.2M 농도의 수산화나트륨을 사용하는 것을 특징으로 하는 중금속 오염 토양의 세척 방법.The first washing step and the second washing step each use 0.2 M hydrochloric acid or 0.5 M citric acid, and the third washing step uses 0.2 M sodium hydroxide. Method of washing. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 방법은 상기 응집 또는 흡착, 침전 및 제거를 거친 세척 유출수를 작용기 역할을 하는 금속 이온이 공극 또는 표면에 부착된 공극이 나노 크기를 가지는 다공성 매체를 이용하여 흡착 처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중금속 오염 토양의 세척 방법.The method further comprises the step of adsorbing the washed effluent after the agglomeration or adsorption, precipitation and removal using a porous medium having nano-sized pores with metal ions serving as a functional group or pores attached to the surface. Method for cleaning heavy metal contaminated soil. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 방법은 상기 토양 세척과 함께 또는 별도로 중금속 오염 토양 부근의 지하수를, 작용기 역할을 하는 금속 이온이 공극 또는 표면에 부착된 공극이 나노 크기를 가지는 다공성 매체를 이용하여 흡착 처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중금속 오염 토양의 세척 방법.The method further comprises adsorption treatment of groundwater in the vicinity of heavy metal contaminated soil with or separately from the soil washing using a porous medium having nano-sized pores with metal ions serving as functional groups or pores attached to the surface. Method for washing heavy metal contaminated soil, characterized in that.
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