KR101196987B1 - Method for Ex-situ Restoration of Contaminated Soil - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method for restoring polluted soil is provided to shorten times needed for treating the polluted soil by improving the reduction rate of pollutants. CONSTITUTION: A method for restoring polluted soil includes the following steps: soil polluted with oils is excavated and arranged on the ground, or moisture is supplied into the excavated place; 100 parts by weight of a 5-35% hydrogen peroxide aqueous solution and 5.0-10.0 parts by weight of sodium persulfate or calcium peroxide as a solid oxidant are injected into the pollute soil with moisture to be oxidized; 0.05-2.0 parts by weight of iminodisuccinic acid as a catalyst is injected into the polluted soil; and the soil is mixed by an excavator. [Reference numerals] (AA) Ridge; (BB) Polluted soil; (CC) Bank; (DD) Entrance

Description

오염토양을 지상 처리하여 복원하는 방법 {Method for Ex-situ Restoration of Contaminated Soil}Method for Ex-situ Restoration of Contaminated Soil

본 발명은 각종 유류로 오염된 토양을 정화하기 위한 오염토양을 지상처리하여 복원하는 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 오염된 토양을 굴착기로 굴착하여 지표면에 깔아놓거나 굴착한 터 내에서 산화제인 과산화수소 및 고상의 과황산나트륨 등을 혼합 사용하여 오염토양에 함유된 유류를 산화시킴으로써 오염토양을 정화시켜 복원하는 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for restoring the contaminated soil by ground treatment to purify soil contaminated with various oils, and more particularly, to excavate the contaminated soil with an excavator and lay it on the surface or excavate the hydrogen peroxide as an oxidant in the ground. And a method of purifying and restoring contaminated soil by oxidizing oil contained in contaminated soil using a mixture of solid sodium persulfate and the like.

현대사회는 산업의 고도화 및 다양화가 가속됨에 따라 에너지원 및 여러 화학제품의 원료로서 유류 소비량이 기하급수적으로 급증하고 있으며, 이에 따른 유류 저장시설 및 운송 취급량의 증가로 인하여 그로부터 야기되는 부수적 문제로서 유류에 의한 토양오염이 심각한 환경 문제로 대두되고 있는 실정이다.    As the modernization and diversification of the industry is accelerating, the consumption of oil as an energy source and raw materials of various chemical products is increasing exponentially. As a result of the increase of oil storage facilities and transportation handling, oil is a secondary problem caused by it. Soil pollution is a serious environmental problem.

토양오염은 토양 자체의 1차 오염, 주변 하천 및 지하수에 대한 2차 오염 등의 광역오염을 유발시킬 수 있는 심각한 환경오염 중 하나이고, 현재 국내에는 12,917개소의 주유소 및 7,347개소의 석유류 저장 산업시설 등이 설치되어 있는데, 이들은 유류 관련 토양오염 유발시설로 관리되고 있다. 그러나 근래에 들어 이들 설비의 노후화 및 취급 부주의 등의 이유로 인하여 누출된 유류가 상당한 양의 토양 및 지하수를 오염시키기도 한다.    Soil pollution is one of the serious environmental pollution that can cause wide area pollution such as primary pollution of soil itself, secondary pollution to surrounding rivers and groundwater. Currently, 12,917 gas stations and 7,347 oil storage industry facilities in Korea Etc., which are managed as oil-related soil pollution causing facilities. In recent years, however, leaked oil contaminates a significant amount of soil and groundwater due to aging and inadequate handling of these facilities.

이들 시설에 저장된 연료는 물에 잘 용해되지 않는 소수성이므로 일단 토양에 유출되면, 토양과 강한 흡착을 이루거나 비수용액체상(Non-Aqueous Phase Liquids, NAPL)으로 남아 오랜 기간 잔류하게 된다. 또한 이들은 매우 복잡한 석유계 탄화수소로 구성되어 있고, 인체 및 토양생물에 유해한 성분들을 많이 함유하고 있기 때문에 오염토양에 대한 적절한 처리가 필요한 실정이다.   Fuel stored in these facilities is hydrophobic, insoluble in water, and once spilled into the soil, it can form strong adsorption with the soil or remain non-aqueous phase liquids (NAPL) for a long time. In addition, since they are composed of very complex petroleum hydrocarbons and contain a lot of harmful components to human body and soil organisms, it is necessary to properly treat the contaminated soil.

한편, 국내에서는 1996년부터 토양환경보전법을 시행하여 일정규모 이상의 석유류, 유독물 제조 및 저장설치시설 등을 특정 토양오염유발시설로 분류하고 3년 이내에서 주기적으로 토양오염도검사를 실시하고 있으며, 검사결과 부적합판정을 받을 시에는 오염토양 개선 시정명령을 내리는 등 석유류, 유독물 등 16개 물질을 토양오염 규제대상 물질로 규정하여 관리하고 있다.    In Korea, the Soil Environment Conservation Act has been in force since 1996 to classify more than a certain scale of petroleum and toxic substance manufacturing and storage facilities as specific soil contamination facilities, and periodically conduct soil contamination tests within three years. In case of non-compliance, 16 substances including petroleum and toxic substances are regulated and controlled as soil pollution regulations by issuing a corrective order to improve the contaminated soil.

유류로 오염된 토양을 정화시키는 기술은 처리위치 별로 지중 처리기술(In-situ)과 지상 처리기술(Ex-situ)로 분류되며, 처리방법 별로 물리적 방법(굴착 제거, 차폐, 양수, 진공 추출, 고형화, 수압 파쇄, 열분해, 플라즈마 등), 화학적 방법(산화, 중화, 이온교환, 토양 세척, 계면활성제 세척, 동결, 유리화 등), 생물학적 방법(분해, 통기, 토양경작 등) 등이 알려져 있다. 그 중 화학적 산화방법, 즉 대표적인 산화제로서 과산화수소를 사용하여 유류 오염물질과 지중에서 접촉시켜 이산화탄소와 물로 분해시키는 기술은 타 기술에 비하여 유류 오염물질을 원위치에서 빠른 시간 내에 분해하여 처리할 수 있고, 어디에서나 쉽게 구현할 수 있는 장점이 있으므로 가장 많이 이용되고 있는 실정이나, 이 방법은 범위가 넓고 저 농도로 오염된 지역에서는 비용면에서 경제적이지 못하고, 과량의 과산화수소와 철 촉매의 투입으로 인한 처리비용의 증가와 생태계에 큰 영향을 미치는 문제 등의 단점이 있다.    The technology to purify soil contaminated with oil is classified into In-situ and Ex-situ by treatment location, and physical methods (excavation removal, shielding, pumping, vacuum extraction, Solidification, hydraulic fracturing, pyrolysis, plasma, etc.), chemical methods (oxidation, neutralization, ion exchange, soil washing, surfactant washing, freezing, vitrification, etc.), biological methods (decomposition, aeration, soil cultivation, etc.) are known. Among them, the chemical oxidation method, that is, the technique of using hydrogen peroxide as the representative oxidant and contacting with oil pollutants in the ground to decompose them into carbon dioxide and water, can decompose and treat oil pollutants in the place faster than other technologies. This method is most commonly used due to its advantages that can be easily realized in the market. However, this method is not economically economical in a wide range of low-contaminated areas, and increases the processing cost due to the introduction of excess hydrogen peroxide and iron catalysts. And problems that have a big impact on the ecosystem.

종래기술의 구체적인 예로서, 등록특허공보 제10-0476134호(2005. 3. 14.)에는 과산화수소, 자외선 및 유류 분해 미생물의 순차적 병합처리에 의한 유류 오염토양 및 지하수의 복원방법이 개시되어 있는데, 이 방법은 과산화수소의 화학적 반응에 의한 유류 분해와 미생물에 의한 생물학적 유류 분해를 접목하여 각 방법의 장점만을 취하고 복합 사용시 일어날 수 있는 단점을 제거하였다고 하나, 지중 처리기술로서 복원기간이 길고, 공정이 복잡하여 관리가 어렵다는 문제점이 있다. 또한 공개특허공보 제10-2010-0090506호(2010. 8. 16.)에는 스팀 주입을 통하여 토양을 가열하고, 수분의 함량을 증가시킴으로써 유기 오염물의 용해도 및 증기압을 증가시켜 탈착을 유도하고, 증기 추출을 통하여 토양 내 오염물질을 제거한 후 잔류한 유기 오염물에 미생물을 주입하여 추가적으로 분해 제거하고 나서, 마지막으로 산(酸) 세척을 통해 중금속을 제거하는 방법이나, 이 방법 역시 지중 처리기술로서 복원기간이 길고, 공정이 복잡하여 관리가 어렵다는 문제점이 있다. 또한 등록특허공보 제10-1146785호에는 오염된 토양을 굴착기로 굴착하여 지표면에 깔아놓거나 굴착한 터 내에서 산화제인 과산화수소와 촉매인 제1염화철(FeCl2) 또는 황산제1철(FeSO4)을 사용하여 오염토양에 함유된 유류를 산화시킴으로써 오염토양을 정화시켜 복원하는 방법이 개시되어 있으나, 오염토양의 처리 후 저감율이 만족스럽지 못한 단점이 있었다.As a specific example of the prior art, Korean Patent Publication No. 10-0476134 (Mar. 14., 2005) discloses a method for restoring soil contaminated soil and groundwater by sequential merging of hydrogen peroxide, ultraviolet rays and oil decomposition microorganisms. This method combines oil permeation by chemical reaction of hydrogen peroxide with biological oil decomposition by microorganisms to take advantage of each method and eliminates the disadvantages that can occur in combination use.However, as the underground treatment technology, the restoration period is long and the process is complicated. There is a problem that management is difficult. In addition, Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2010-0090506 (August 16, 2010) discloses desorption by increasing the solubility and vapor pressure of organic pollutants by heating the soil through steam injection and increasing the moisture content, and steam After removing the contaminants in the soil through extraction, microorganisms are added to the remaining organic contaminants to further decompose and remove them, and finally, heavy metals are removed by acid washing. This long, complex process is difficult to manage. In addition, Korean Patent Publication No. 10-1146785 discloses contaminated soil with an excavator and places it on the surface of the earth or excavates hydrogen peroxide as an oxidizing agent and ferrous chloride as a catalyst (FeCl 2 ) or ferrous sulfate (FeSO 4 ). Although a method of purifying and restoring contaminated soil by oxidizing oil contained in contaminated soil is disclosed, the reduction rate after treatment of contaminated soil is not satisfactory.

한편, 화학적 방법에 의한 처리 후에 생물학적 방법을 처리하여 연계시킬 경우에는 잔류하는 화학물질에 의해 미생물의 성장 및 유류 분해활성이 저해받는 경우가 많으며, 생물학적 방법에 의한 처리 후에 화학적 방법에 의한 처리를 연계시키는 경우에는 초기 정화효율이 다소 떨어지는 문제점 등이 남아있다.    On the other hand, when biological processes are linked after treatment by chemical methods, microbial growth and oil degradation activity are often inhibited by residual chemicals, and after treatment by biological methods, treatment by chemical methods is linked. In the case of making the initial purification efficiency slightly lowered, such problems remain.

이에 본 발명자들은 지중 처리기술과 달리 지상 처리기술을 적용한 화학적 방법과 생물학적 방법을 효과적으로 연계시키는 기술을 연구한 결과 각 단위 공정의 단점들을 극복하고 장점만을 취할 수 있는 유류로 오염된 토양을 지상처리하여 복원하는 방법을 발명하게 되었다.
Therefore, the present inventors have studied the technology of effectively linking the chemical method and the biological method applied to the ground treatment technology, unlike the ground treatment technology, to overcome the disadvantages of each unit process and ground the soil contaminated with oil that can take advantage only Invented a method of restoration.

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 각종 유류로 오염된 토양을 굴착기로써 굴착하여 지표면에 깔아놓거나 굴착한 터 내에서 수분을 공급한 다음 산화제인 과산화수소와 고상의 과황산나트륨 등을 혼합 사용하여 오염토양에 포함된 유류를 산화시킴으로써 오염토양을 지상에서 정화시켜 복원하는 방법의 제공을 그 과제로 하고 있다.
The present invention has been made in order to solve the above problems, and excavated soil contaminated with various oils with an excavator to spread on the ground surface or to supply moisture in the excavated ground and then mixed with hydrogen peroxide and solid sodium persulfate, etc. The problem is to provide a method for clarifying and restoring contaminated soil from the ground by oxidizing oil contained in the contaminated soil.

본 발명은 오염토양을 지상처리에 의하여 복원하는 방법으로서,    The present invention is a method for restoring contaminated soil by surface treatment,

1) 유류로 오염된 토양을 굴착기로써 굴착하여 지표면에 깔아놓거나 굴착한 터 내에서 수분을 공급하는 수분공급단계;1) a water supply step of excavating soil contaminated with oil with an excavator and laying it on the surface or supplying water in the excavated site;

2) 상기 수분공급단계에서 수분이 공급된 오염토양에 5~35% 과산화수소 수용액 100중량부 및 고상 산화제인 과황산나트륨(Sodium Persulfate) 또는 칼슘퍼옥사이드(Calcium Peroxide) 5.0~10.0중량부를 주입하여 산화시키는 산화단계;2) 100 to 5 parts by weight of aqueous solution of 5 to 35% hydrogen peroxide and 5.0 to 10.0 parts by weight of sodium persulfate or calcium peroxide, which are solid oxidants, to oxidize the contaminated soil supplied with water in the water supply step. Oxidation step;

3) 상기 산화단계에서 과산화수소 수용액 및 고상 산화제가 주입된 오염토양을 굴착기로써 교반하여 뒤집어주는 토양산화단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 오염토양을 지상처리하여 복원하는 방법을 제공한다.3) a soil oxidation step of inverting and stirring the contaminated soil in which the hydrogen peroxide aqueous solution and the solid state oxidant are injected in the oxidizing step with an excavator; and provides a method for surface treatment of the contaminated soil, characterized in that it comprises.

또한 본 발명은 상기 토양산화단계에서 촉매가 0.05~2.0중량부 더 주입되는 것을 특징으로 하는 오염토양을 지상처리하여 복원하는 방법을 제공한다.   In another aspect, the present invention provides a method for restoring the contaminated soil by ground treatment, characterized in that the catalyst is further injected 0.05 ~ 2.0 parts by weight in the soil oxidation step.

마지막으로 본 발명은 상기 촉매는 이미노디숙신산(Imino disuccinic acid)인 것을 특징으로 하는 오염토양을 지상처리하여 복원하는 방법을 제공한다.
Finally, the present invention provides a method for restoring the contaminated soil by surface treatment, characterized in that the imino disuccinic acid (Imino disuccinic acid).

본 발명에 의한 오염토양의 지중처리 복원방법은 오염된 토양을 굴착기로 굴착하여 지표면에 깔아놓거나 굴착한 터 내에서 산화제인 과산화수소와 고상의 과황산나트륨 또는 칼슘퍼옥사이드를 사용하여 오염토양에 함유된 유류를 산화시켜 오염토양을 정화시킴으로써 지중 처리방법과 달리 오염물질의 저감율 향상을 통하여 그 처리기간을 현저히 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라 공정이 간단하고 별도의 시설 없이 부지만 충분히 확보될 경우 적용이 가능한 장점이 있는 등 현저한 효과가 있다.
In the method for restoring the soil treatment according to the present invention, the soil contained in the contaminated soil is excavated by using an excavator and spread on the ground or using excavated soil using hydrogen peroxide and solid sodium persulfate or calcium peroxide. Unlike the underground treatment method, it is possible to significantly reduce the treatment period by improving the reduction rate of pollutants unlike the underground treatment method by oxidizing the polluted soil by oxidizing it, and the process is simple and can be applied if it is secured enough without additional facilities. There is such a remarkable effect.

[도 1]은 본 발명에 따른 토양산화 경작장의 개략도이다.1 is a schematic diagram of a soil oxidation farm in accordance with the present invention.

본 발명에 따른 오염토양을 지상처리하여 복원하는 방법에 대하여 도면을 참고하여 상세히 설명한다.   A method of restoring the contaminated soil by ground treatment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 첫 번째 단계인 유류로 오염된 토양에 수분을 공급하는 수분공급단계는 본 발명의 준비단계로서 일반적으로 오염토양의 수분함량은 5~18wt%인 것으로 알려져 있는데, 이때 본 발명에 따른 오염토양의 지상처리복원방법을 적용하기 위해서는 토양 내에 적당한 수분을 필요로 하며, 오염토양의 적절한 수분함량은 20~25wt%의 범위인 것이 바람직하다.    The water supply step of supplying water to the soil contaminated with oil, which is the first step of the present invention, is a preparatory step of the present invention, and it is generally known that the water content of the contaminated soil is 5 to 18 wt%. In order to apply the soil surface restoration method, appropriate moisture is required in the soil, and the appropriate moisture content of the contaminated soil is preferably in the range of 20-25 wt%.

수분함량이 높은 토양의 경우 토양공극 사이로 공기의 흐름을 막아 산소의 공급을 방해하고, 토양이 건조할 경우 미생물의 활동을 억제하기도 한다.    Soils with high moisture content can block the flow of air between the soil pores, disrupting the oxygen supply, and inhibiting the activity of microorganisms when the soil is dry.

일반적으로 오염토양의 굴착된 오염토양의 수분함량은 18wt% 미만으로서 본 발명을 적용하는 데에는 수분이 약간 부족하므로 오염토양에 물을 분사기로써 살포하여 주기적으로 수분을 보충함으로써 수분부족을 해결할 수 있다. 또 강우로 인해 수분이 과다해진 경우 처리효율 저하 등에 대비하여 하우스 등의 빗물유입 차단시설의 설치도 고려하여야 한다.In general, the moisture content of the excavated contaminated soil of contaminated soil is less than 18wt%, so the water is slightly lacking in applying the present invention, and water can be solved by spraying water on the contaminated soil with an injector periodically to solve the water shortage. In addition, in case of excessive moisture due to rainfall, installation of rainwater inflow blocking facilities such as houses should be considered in order to reduce treatment efficiency.

본 발명의 두 번째 단계인 산화단계는 상기 수분공급단계에서 수분이 공급된 오염토양에 과산화수소 및 고상의 과황산나트륨 또는 칼슘퍼옥사이드를 주입하여 산화시키는 단계로서, 적절한 농도의 상기 산화제를 오염토양에 주입하여 수산화라디칼을 형성하게 함으로써 오염토양에 존재하는 유류와 반응하도록 한다.   In the second step of the present invention, the oxidation step is a step of injecting hydrogen peroxide and solid sodium persulfate or calcium peroxide into the contaminated soil supplied with moisture in the water supplying step, and injecting the oxidant at an appropriate concentration into the contaminated soil. It forms a hydroxyl radical to react with the oil present in the contaminated soil.

상기 산화단계에서 사용하는 과산화수소는 과산화수소 탱크로부터 유출되어 적절한 농도로 희석되어 고상의 산화제와 혼합된 후 오염토양에 공급됨으로써 하기 반응식 1과 같이 수산화라디칼(OH?)을 생성한다.
The hydrogen peroxide used in the oxidation step is discharged from the hydrogen peroxide tank, diluted to an appropriate concentration, mixed with the solid phase oxidant, and then supplied to the contaminated soil to generate radical hydroxide (OH?) As in Scheme 1 below.

H2O2 → 2?OH - - - - - - (반응식 1)H 2 O 2 → 2? OH------(Scheme 1)

상기와 같이 과산화수소로부터 생성된 수산화라디칼(OH?)은 하기 반응식 2와 같이 오염된 토양에 존재하는 유류와 반응하여 유류를 분해할 수 있다.
Radical hydroxide (OH?) Generated from hydrogen peroxide as described above may decompose the oil by reacting with the oil present in the contaminated soil as in Scheme 2 below.

?OH + M(유류) → 분해 생성물 - - - - - - (반응식 2)
OH + M (oil) → decomposition products------(Scheme 2)

그런데, 과산화수소는 그 구조가 불안정한 물질로서, 하기 반응식 3과 같이 토양 내의 다른 매체와 반응하거나, 또는 스스로 분해되는 성질이 있다.
However, hydrogen peroxide is a material having an unstable structure, and has a property of reacting with other media in the soil or decomposing itself as shown in Scheme 3 below.

2H2O2 + X(토양) → O2 + 2H2O - - - - - - (반응식 3)
2H 2 O 2 + X (soil) → O 2 + 2H 2 O------(Scheme 3)

상기와 같이 오염토양에 주입된 과산화수소의 일부는 유류와 반응하며, 또 다른 일부는 토양 내의 다른 매체와 반응하므로, 효과적인 유류 분해를 위해서는 토양과의 반응에 의한 소실 분을 고려하여 최종적으로 적정량의 과산화수소가 유류와 반응할 수 있도록 과산화수소의 공급량을 조절한다. 이때 최적의 주입량을 찾기 위해 과산화수소와 오염된 토양의 처리율을 확인하는 방법이 필요하며, 일반적으로 위 반응은 1차적으로 일어나므로 하기 반응식 4와 같은 1차 반응식을 이용하여 반응속도상수를 구하고 과산화수소의 투여량 대비 속도상수 값의 비교를 통해 최적조건을 도출한다.
As described above, part of the hydrogen peroxide injected into the contaminated soil reacts with oil, and another part reacts with other media in the soil. Therefore, in order to effectively decompose the oil, an appropriate amount of hydrogen peroxide is finally considered in consideration of the loss from the reaction with the soil. Adjust the supply of hydrogen peroxide to allow oil to react with the oil. At this time, a method of checking the treatment rate of hydrogen peroxide and contaminated soil is needed to find the optimal injection amount.In general, since the above reaction occurs firstly, a reaction rate constant is obtained by using a first-order reaction equation such as the following Equation 4 and the Optimal conditions are derived by comparing the rate constant versus the dose.

dC/dt=kC - - - - - - (반응식 4)
dC / dt = kC------(Scheme 4)

위 반응식에서 C : 오염된 유류의 농도를 나타낸다.
In the above scheme, C is the concentration of contaminated oil.

상기 반응식 4에 따라 본 발명의 복원방법에 있어서 과산화수소는 5~35% 범위의 과산화수소 수용액을 사용하는 것이 바람직한데, 그 농도가 5% 미만일 경우에는 산화력이 약하여 산화가 거의 일어나지 않고, 35%를 초과하는 경우 산화력은 증가하나 안정성이 결여되어 폭발이 일어날 수 있다.   In the restoration method of the present invention according to Scheme 4, it is preferable to use hydrogen peroxide aqueous solution in the range of 5 to 35%. When the concentration is less than 5%, the oxidizing power is weak and almost no oxidation occurs, and more than 35%. In this case, the oxidative power may increase, but the stability may be insufficient and an explosion may occur.

이때 액상인 과산화수소를 오염토양에 투여할 때는 과산화수소를 단독으로 사용하는 것보다 과산화수소와 고상의 산화제의 혼합 사용이 처리효율을 높이는 데에 바람직하다. 상기 과산화수소와 혼합 사용할 수 있는 고상의 산화제로서는 입상 또는 분말상의 과황산나트륨(Sodium Persulfate, Na2S2O8) 또는 칼슘퍼옥사이드(Calcium Peroxide, CaO2)를 사용할 수 있는데, 과산화수소와 고상 산화제의 혼합비율은 100 : 5.0~10.0중량부의 범위인 것이 바람직하다. In this case, when the liquid hydrogen peroxide is administered to the contaminated soil, it is preferable to use a mixture of hydrogen peroxide and solid oxidant rather than to use hydrogen peroxide alone. As a solid oxidant which can be mixed with the hydrogen peroxide, granular or powdered sodium persulfate (Na2S2O8) or calcium peroxide (Calcium Peroxide, CaO 2 ) may be used, and the mixing ratio of hydrogen peroxide and solid oxidant is 100: 5.0. It is preferable that it is the range of -10.0 weight part.

한편, 고상 산화제와 함께 촉매를 사용하면 산화력을 더욱 증가시킬 수 있는데, 그 종류로는 백색 고체인 이미노디숙신산(Imino Disuccinic Acid)이 바람직하다.   On the other hand, the use of a catalyst with a solid phase oxidant can further increase the oxidizing power, the kind of imino disuccinic acid (Imino Disuccinic Acid) is preferred as a white solid.

상기 고상 산화제가 포함된 과산화수소는 오염토양의 표면에 직접 살포하여 공급하며, 살포 공정을 실시할 때에는 토양 표면에 전면적으로 골고루 살포될 수 있도록 하여 과산화수소 용액이 중력에 의해 오염된 토양 내부로 자연 유하되도록 한다. 이때 과산화수소와 고상 산화제의 혼합비가 5.0중량부 미만일 경우에는 산화반응이 활발하지 일어나지 못하고, 10.0중량부를 초과하면, 산화력의 증가가 미미하며 고상 산화제의 과사용으로 인하여 비용이 증가한다. 계속하여 추가로 촉매를 사용시에는 과산화수소와 촉매의 혼합은 100 : 0.05~2.0중량부의 비율로 하는 것이 바람직한데, 이때 혼합비가 0.05중량부 미만일 경우에는 산화반응이 미약하게 일어나며, 2.0중량부를 초과하면, 산화력의 증가가 미미하고 과촉매 사용으로 인하여 비용이 증가하는 단점이 있다.    The hydrogen peroxide containing the solid oxidant is sprayed directly onto the surface of the contaminated soil, and when spraying, the hydrogen peroxide solution can be spread evenly over the soil surface so that the hydrogen peroxide solution naturally flows into the soil contaminated by gravity. do. At this time, when the mixing ratio of hydrogen peroxide and the solid state oxidant is less than 5.0 parts by weight, the oxidation reaction does not occur actively, and when it exceeds 10.0 parts by weight, the increase in oxidizing power is insignificant and the cost increases due to the overuse of the solid state oxidant. When the catalyst is further used, the mixing of the hydrogen peroxide and the catalyst is preferably in a ratio of 100: 0.05 to 2.0 parts by weight. At this time, when the mixing ratio is less than 0.05 parts by weight, the oxidation reaction is weakly occurred. There is a disadvantage in that the increase in oxidizing power is insignificant and the cost increases due to the use of the overcatalyst.

본 발명의 마지막 단계인 토양산화단계는 상기 산화단계에서 과산화수소 및 고상 산화제가 주입된 오염토양을 굴착기로써 교반하여 뒤집어주는 단계로서, 도면 1과 같이 토양산화 경작장에 쌓여진 오염토양을 주기적으로 굴착기로써 교반하여 뒤집어주면서 이랑을 형성함으로써 오염토양의 산화반응을 촉진시켜 그 처리 효율을 증가시키는 마무리 단계이다.   The soil oxidation step, which is the last step of the present invention, is a step of inverting the soil contaminated with hydrogen peroxide and solid oxidant in the oxidation step with an excavator, and turning the soil contaminated in the soil oxidation farm as an excavator periodically as shown in FIG. It is a finishing step to increase the treatment efficiency by promoting the oxidation reaction of the contaminated soil by forming the gyrus while stirring and flipping.

나아가 토양산화 경작장에는 추가 오염물질의 확산을 방지하기 위하여 방지턱 및 접근로를 설치할 추가 부지가 필요하며, 토양산화 경작장의 배치는 부지여건, 접근의 용이성 및 굴착지역과 이동거리가 가장 짧은 거리에 위치하고, 정화기간에 따라 단일 및 복수로 설치할 수 있다. 오염된 토양의 경작주기는 오염물질의 제거효율실험을 통하여 도출된 제거속도를 바탕으로 하여 1회당 소요되는 기간으로 경작주기를 결정하며, 경작횟수는 총정화기간과 경작주기를 이용하여 경작횟수를 결정한다. 예를 들면, 총정화기간이 48시간 이내이고 경작주기가 12시간이면 경작횟수는 4회가 된다. 이와 별도로 휘발성이 강한 유종으로 오염된 토양을 처리하는 경우에도 토양산화경작장 내에서 휘발성 유기화합물에 의한 배기가스처리장치 등의 설치는 필요하지 않다.
Furthermore, the soil oxidation cultivation field needs additional sites to install barriers and access roads in order to prevent the spread of additional pollutants. The layout of the soil oxidation cultivation site is based on the site conditions, ease of access, and the shortest distance from the excavation area. It can be located and installed in single and plural depending on the purification period. The cultivation cycle of the contaminated soil is determined by the time required per one time based on the removal rate derived through the removal efficiency test of the pollutants. The cultivation frequency is determined by the total purification period and the cultivation cycle. Decide For example, if the total purification period is within 48 hours and the tilling cycle is 12 hours, the number of tillages is four. Separately, even in the case of treating soil contaminated with highly volatile oil species, it is not necessary to install an exhaust gas treatment device using a volatile organic compound in a soil oxidation farm.

[실험준비][Preparation for experiment]

유류 저장탱크가 위치하였던 부지에서 약 50㎡ 면적을 깊이 2m 정도까지 굴착기로써 100㎥의 오염토양을 굴착한 후 그 중 500g을 채취하여 오염토양의 수분을 측정한 결과 17중량%의 수분을 함유하고 있음을 확인하였고, 이어서 상기 오염토양에 물을 분사기로 살포한 후 수분을 측정한 결과 23중량%의 수분을 함유하고 있음을 확인할 수 있어 이를 시료로 하였다.
From the site where the oil storage tank was located, excavated 100㎥ of contaminated soil with an excavator up to about 2m in depth of about 50m2, and collected 500g of it and measured the moisture of the contaminated soil. It was confirmed that, after spraying water on the contaminated soil with an injector, the moisture was measured and found to contain 23% by weight of water was used as a sample.

[오염토양의 성분분석][Component Analysis of Soil Contamination]

상기 시료의 오염토양 성분을 분석하기 위하여 가스크로마토그라피(HP 6890 Plus)를 이용하여 토양공정시험법에 의해 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, 크실렌, 석유계총탄화수소(Total Petroleum Hydrocarbon, TPH)의 함량을 분석한 결과는 다음 [표 1]과 같다.
Analyze the content of benzene, toluene, ethylbenzene, xylene, total petroleum hydrocarbon (TPH) by soil process test using gas chromatography (HP 6890 Plus) to analyze the contaminated soil component of the sample. The results are shown in Table 1 below.

오염토양의 처리 전 성분분석Analysis of ingredients before treatment of contaminated soil 오염물질pollutant 벤젠benzene 톨루엔toluene 에틸벤젠Ethylbenzene 크실렌xylene TPHTPH 농도(ppm)Concentration (ppm) 0.0190.019 0.0180.018 0.0090.009 0.0480.048 573573

본 실시예는 토양산화경작장에 깔아놓은 오염토양 10㎥에 17% 과산화수소 수용액 750kg, 백색 결정성 분말인 과황산나트륨 60kg을 미리 혼합하여 투여한 후 굴삭기에 의해 혼합하였다. 그 후 토양산화경작장의 이랑을 굴착기로써 4회 교반하여 뒤집어주면서 48시간 동안 과산화수소가 오염토양을 산화시킴으로써 복원작업을 수행하였으며, 복원작업을 완료한 오염토양 500g을 채취하여 시료로 하였다.
In the present embodiment, 10 ml of contaminated soil laid in a soil oxidative farm was 750 kg of 17% aqueous hydrogen peroxide solution and 60 kg of white crystalline powder, sodium persulfate, were mixed in advance and mixed by an excavator. Thereafter, the oxidized soil of the soil cultivation plant was stirred four times with an excavator and turned over, while hydrogen peroxide oxidized the contaminated soil for 48 hours, and 500 g of contaminated soil was recovered and sampled.

실시예 1에서 고상 산화제로서 과황산나트륨 60kg 대신에 30kg을 혼합하는 것을 제외하고는 동일한 방법으로 실시하여 오염토양의 복원작업을 수행한 후 시료를 얻었다.
The sample was obtained by performing the restoration of contaminated soil in the same manner as in Example 1, except that 30 kg of sodium persulfate was mixed instead of 60 kg of sodium persulfate as a solid oxidizing agent.

실시예 1에서 고상 산화제로서 과황산나트륨 60kg 대신에 80kg을 혼합하는 것을 제외하고는 동일한 방법으로 실시하여 오염토양의 복원작업을 수행한 후 시료를 얻었다.
In Example 1, except that 80kg instead of 60kg of sodium persulfate as a solid oxidizing agent was carried out in the same manner to carry out the restoration of contaminated soil samples were obtained.

실시예 1에서 촉매인 이미노디숙신산 10kg을 추가로 투입하는 것을 제외하고는 동일한 방법으로 실시하여 오염토양의 복원작업을 수행한 후 시료를 얻었다.
Except for additionally adding 10 kg of the iminodisuccinic acid catalyst in Example 1 was carried out in the same manner to perform a sample of the restoration of contaminated soil.

실시예 4에서 촉매인 이미노디숙신산 10kg 대신에 0.3kg을 추가로 투입하는 것을 제외하고는 동일한 방법으로 실시하여 오염토양의 복원작업을 수행한 후 시료를 얻었다.
A sample was obtained after performing contaminated soil restoration work in the same manner except that 0.3 kg was added in place of 10 kg of iminodisuccinic acid as a catalyst in Example 4.

실시예 4에서 촉매인 이미노디숙신산 10kg 대신에 16kg을 추가로 투입하는 것을 제외하고는 동일한 방법으로 실시하여 오염토양의 복원작업을 수행한 후 시료를 얻었다.
A sample was obtained after performing contaminated soil restoration work in the same manner except that 16 kg was added in place of 10 kg of iminodisuccinic acid as a catalyst in Example 4.

[비교예 1]Comparative Example 1

실시예 1에서 과황산나트륨 60kg 대신에 황산제1철(FeSO4)?7H2O 20kg을 혼합하는 것을 제외하고는 동일한 방법으로 실시하여 오염토양의 복원작업을 수행한 후 시료를 얻었다.
Except for mixing 60kg of sodium persulfate in Example 1 except ferrous sulfate (FeSO 4 ) 7H 2 O 20kg was mixed in the same manner to perform a restoration of contaminated soil samples were obtained.

[비교예 2]Comparative Example 2

비교예 1에서 조촉매로서 에틸렌디아민 테트라에세트산 10kg을 추가로 혼합하는 것을 제외하고는 동일한 방법으로 실시하여 오염토양의 복원작업을 수행한 후 시료를 얻었다.
In Comparative Example 1, except that 10 kg of ethylenediamine tetraacetic acid was further mixed as a cocatalyst, the same procedure was followed to restore the contaminated soil.

[오염토양의 처리 후 성분분석][Component Analysis after Treatment of Polluted Soil]

상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1, 2에서 각각 채취된 시료들의 오염토양 성분을 분석하기 위하여 가스크로마토그라피(HP 6890 Plus)를 이용하여 토양공정시험법에 의해 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, 크실렌, 석유계총탄화수소(TPH)의 함량을 분석한 결과는 다음 [표 2]와 같고, 이를 오염토양의 처리 전 분석결과와 서로 비교하였다.
Benzene, toluene, ethylbenzene and xylene by soil process test using gas chromatography (HP 6890 Plus) to analyze the contaminated soil components of the samples collected in Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 and 2, respectively. The results of analyzing the content of total petroleum-based hydrocarbon (TPH) are shown in the following [Table 2], and the results were compared with the analysis results before the treatment of contaminated soil.

오염토양의 처리 전?후의 성분분석 (ppm) Component analysis before and after treatment of contaminated soil (ppm) 벤젠benzene 톨루엔toluene 에틸벤젠Ethylbenzene 크실렌xylene TPHTPH TPH 저감율(%)TPH Reduction (%) 처리 전Before processing 0.0190.019 0.0180.018 0.0090.009 0.0480.048 573573 -- 실시예 1Example 1 0.0050.005 0.0070.007 0.0050.005 0.0080.008 9797 83.183.1 실시예 2Example 2 0.0070.007 0.0090.009 0.0070.007 0.0100.010 106106 81.581.5 실시예 3Example 3 0.0060.006 0.0080.008 0.0060.006 0.0090.009 100100 82.682.6 실시예 4Example 4 0.0040.004 0.0060.006 0.0040.004 0.0070.007 8585 85.085.0 실시예 5Example 5 0.0060.006 0.0070.007 0.0060.006 0.0080.008 9999 82.782.7 실시예 6Example 6 0.0050.005 0.0060.006 0.0060.006 0.0070.007 9797 83.083.0 비교예 1Comparative Example 1 0.0070.007 0.0110.011 0.0060.006 0.0200.020 203203 64.664.6 비교예 2Comparative Example 2 0.0050.005 0.0080.008 0.0050.005 0.0090.009 153153 73.373.3

상기 [표 2]로부터 본 발명의 수치한정 범위에 속하는 실시예 1 및 실시예 4는 오염토양의 성분들이 처리 전이나, 본 발명의 수치한정 범위를 벗어나는 실시예 2, 3, 5, 6 및 비교예 1, 2보다 오염물질의 저감되고 TPH 저감율이 현저히 향상되었음을 알 수 있다.
Example 1 and Example 4 belonging to the numerical limitation range of the present invention from Table 2 above are compared with Examples 2, 3, 5, 6, and before the components of the contaminated soil are outside the numerical limitation range of the present invention. It can be seen that the pollutants were reduced and the TPH reduction rate was significantly improved than Examples 1 and 2.

Claims (3)

삭제delete 삭제delete 오염토양을 지상처리에 의하여 복원하는 방법에 있어서,
1) 유류로 오염된 토양을 굴착기로써 굴착하여 지표면에 깔아놓거나 굴착한 터 내에서 수분을 공급하는 수분공급단계;
2) 상기 수분공급단계에서 수분이 공급된 오염토양에 5~35% 과산화수소 수용액 100중량부 및 고상 산화제로서 과황산나트륨(Sodium Persulfate) 또는 칼슘퍼옥사이드(Calcium Peroxide) 5.0~10.0중량부를 주입하여 산화시키는 산화단계;
3) 상기 산화단계에서 과산화수소 수용액 및 고상 산화제가 주입된 오염토양에 촉매로서 이미노디숙신산(Imino disuccinic acid)을 0.05 ~2.0중량부 더 주입한 후 굴착기로써 교반하여 뒤집어주는 토양산화단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 오염토양을 지상처리하여 복원하는 방법.
In the method of restoring contaminated soil by surface treatment,
1) a water supply step of excavating soil contaminated with oil with an excavator and laying it on the surface or supplying water in the excavated site;
2) 100 to 5 parts by weight of aqueous solution of 5 to 35% hydrogen peroxide and 5.0 to 10.0 parts by weight of sodium persulfate or calcium peroxide (calcium peroxide) are injected into the contaminated soil supplied with water in the water supply step. Oxidation step;
3) the soil oxidation step of injecting a 0.05 ~ 2.0 parts by weight of imino disuccinic acid as a catalyst to the contaminated soil in which the hydrogen peroxide aqueous solution and the solid state oxidant are injected in the oxidation step, and then inverts by stirring with an excavator. Method of restoring the soil treated by the ground treatment, characterized in that.
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