KR101287990B1 - 오염토양 정화방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열탈착 단계와 아임계수 처리단계를 결합함으로써 오염토양을 정화하는데 소요되는 장치 및 에너지 비용을 크게 감축시킬 수 있는 새로운 형태의 오염토양 정화방법을 제공하는데 그 주된 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 오염토양 정화방법은, 유류 또는 난분해성 유기물질로 오염된 토양을 열탈착시키는 단계; 상기 열탈착된 배가스를 응축시키는 단계; 상기 배가스 응축액을 아임계수 반응기에 투입하는 단계; 및 상기 아임계수 반응기 내부를 아임계수(subcritical water) 조건이 되도록 가열하여 상기 배가스 응축액에 함유된 상기 오염물질을 처리하는 단계;를 포함한다.

Description

오염토양 정화방법{METHOD FOR REMEDIATING CONTAMINATED SOIL}

본 발명은 오염토양 정화방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열탈착 및 아암계수 반응을 통해 유류 또는 난분해성 유기물질로 오염된 토양을 정화하는 방법에 관한 것이다.

오염토양은 일단 오염이 되고 나면 지표수 및 지하수의 수질에도 악영향을 미치게 되는 등 주변 환경에 2차 오염을 유발시킬 가능성이 있으므로 오염된 토양은 반드시 빠른 시간 내에 정화시켜 복원되어야 한다.

현재 국내에서 발생되는 오염토양은 주로 액상 폐기물의 무단 매립 또는 누출사고에 의하여 발생되며, 그 밖에 장기간 산업활동 과정에서 방치되어 온 지상 적치물의 지하 확산에 의해 이루어진다. 이러한 발생요인에 의해 나타난 오염토양은 단일 종의 화합물보다는 여러 종류의 화학종에 의해서 발생되며, 대표적인 복합오염은 유류와 중금속의 형태로써 대부분의 산업활동 지역에서 발생하고 있다.

현재까지 알려진 오염토양을 처리하는 기술로는 소각 방법, 열분해 방법, 열탈착 방법, 촉매를 이용한 방법, 미생물을 이용한 방법 등이 있으며, 빠른 처리를 위해서는 이 중에서 열탈착 방법이 가장 많이 사용되고 있다.

도 1은 일반적인 열탈착 공정을 나타낸다.

먼저, 유류(TPH, 총 석유계 탄화수소)나 PCBs와 같은 난분해성 유기물질 등으로 오염된 토양은 오염토양 투입부(1)을 통해 예비처리 및 분급공정을 거친 후에 로타리 킬른, 사이클론 등으로 구성된 열탈착부(2)로 이송된다. 열탈착부(2)에서는 400 ~ 500℃의 고온으로 오염토양을 가열하여 토양으로부터 오염물질을 열탈착시킨다. 이 때, 장치의 내부는 외부로 가스가 배출되는 것을 방지하기 위하여 일정하게 음압을 유지시킨다. 열탈착에 의해 오염물질이 제거된 정화토양은 수냉식 간접냉각장치인 냉각부(3)를 통해 냉각된 후 외부로 배출된다.

한편, 열탈착된 오염물질은 배가스와 함께 로타리 킬른 외부로 배출된다. 이 배가스는 원심력 집진기로 구성된 분진 수집부(4)를 통과하면서 입자성 분진이 제거된 후에 2차 산화실(5)로 이송된다. 2차 산화실(5)에서는 열탈착 공정보다 더 높은 온도(유류의 경우 800℃, PCBs의 경우 1100℃ 이상)로 배가스를 가열하여 오염물질을 완전히 분해시킨다. 2차 산화 처리된 배가스는 고온이어서 대기 중으로 바로 배출할 수 없기 때문에 냉각기, 백필터 등으로 구성된 배가스 처리부(6)를 통과한 후 외부로 배출된다.

이와 같이 구성된 종래의 열탈착 공정에 따르면, 2차 산화 과정에서 높은 온도가 필요하여 에너지 비용이 많이 들고 고온에 견디는 재료로 2차 산화실을 구성하여야 하므로 장치비용 또한 많이 소요된다. 또한, 고온의 배가스를 냉각시키기 위하여 고가의 냉각장치 및 배가스 내에 포함된 대기오염 성분을 여과시키기 위하여 백필터가 추가로 설치되어야 한다.

요컨대, 기존의 열탈착 공정은 장치 비용 및 에너지 비용이 많이 소요되었을 뿐만 아니라, 2차 산화, 배가스 처리공정 등 여러 단계를 거쳐야 했기 때문에 공정이 복잡한 문제점도 있었다.

본 발명은 이러한 종래의 열탈착 공정의 제반 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 열탈착 단계와 아임계수 처리단계를 결합함으로써 오염토양을 정화하는데 소요되는 장치 및 에너지 비용을 크게 감축시킬 수 있는 새로운 형태의 오염토양 정화방법을 제공하는데 그 주된 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 오염토양 정화방법은, 유류 또는 난분해성 유기물질로 오염된 토양을 열탈착시키는 단계; 상기 열탈착된 배가스를 응축시키는 단계; 상기 배가스 응축액을 아임계수 반응기에 투입하는 단계; 및 상기 아임계수 반응기 내부를 아임계수(subcritical water) 조건이 되도록 가열하여 상기 배가스 응축액에 함유된 상기 오염물질을 처리하는 단계;를 포함한다.

또한, 상기 열탈착 단계는, 열탈착에 의해 오염물질이 제거된 정화토양을 냉각 후 배출하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 열탈착 단계는, 상기 오염토양을 200 ~ 700℃의 온도로 1 ~ 70분 동안 열탈착시키도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 응축 단계는, 응축기 내부에 필터를 설치하여 응축액의 부유물질과 응축된 오염물질을 흡착 필터링하도록 구성될 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 오염토양 정화방법에 따르면, 종래의 열탈착 공정에서 필수공정으로 사용되었던 2차 산화공정을 아임계수 처리공정으로 대체함으로써 에너지 비용을 크게 절감할 수 있다.

또한, 2차 산화공정에 부대하여 설치되었던 고가의 냉각장치, 백필터 장치 등을 생략할 수 있는 장치 비용 또한 크게 절감할 수 있다.

또한, 아임계수 처리공정은 물을 이용하는 것이므로 친환경적이고 사용된 물은 응축수로서 재사용 가능하기 때문에 매우 간단하고 효율적인 정화 프로세스를 구축할 수 있다.

또한, 열탈착된 배가스에 포함된 오염물질만을 별도로 응축시켜 아임계수 처리를 하므로, 실질적으로 1회 당 처리하는 오염토양을 양을 증가시키는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 종래의 정화방법의 프로세스를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 정화방법의 프로세스를 나타낸 도면.
도 3은 1차 회화로 실험결과를 나타낸 그래프.
도 4는 2차 회화로 실험결과를 나타낸 그래프.
도 5는 2차 회화로의 또 다른 실험결과를 나타낸 그래프.

이하에서 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 기술구성을 보다 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 오염토양 정화방법의 공정을 나타낸다.

본 발명의 오염토양 정화방법은 크게 2가지 스테이지로 구분되는데, 제1 스테이지는 열탈착 공정이고, 제2차 스테이지는 아임계수 처리공정이다.

제1 스테이지의 열탈착 공정은 오염토양 투입부(10), 열탈착부(20), 냉각부(30)의 구성에 의해 정화토양을 배출하는 공정은 상기 도 1을 참조로 설명한 바와 같다. 즉, 유류나 PCBs와 같은 난분해성 유기물질 등으로 오염된 토양을 오염토양 투입부(10)을 통해 예비처리 및 분급공정을 거친 후 열탈착부(20)로 이송되고, 이 열탈착부(20)에서는 고온으로 오염토양을 가열하여 토양으로부터 오염물질을 열탈착시키며, 열탈착된 정화토양은 수냉식 간접냉각장치인 냉각부(30)를 통해 냉각된 후 외부로 배출된다.

열탈착 공정에서의 제어 조건(온도, 체류시간)을 결정하기 위해 다음과 같이 2가지 실험을 실시하였다.

먼저, 열탈착 실험에 사용될 오염토양을 제조하기 위해 실제 PCBs 오염 절연유를 사용하였는 바, 이 절연유는 폐변압기 내 절연유를 채취한 것이다. 절연유는 Aroclor 1242, 1254, 1260 등으로 구성되어 있으며, 각각의 비율은 1:6:12이고 농도는 약 1,400 mg/L이다. 일정한 분급(2mm 이상 66.63%)을 가진 토양에 절연유를 주입한 후 아세톤을 토양 부피 만큼 첨가하여 상온에서 건조시켰다. 아세톤을 토양에 첨가한 이유는 PCBs가 토양의 공극 사이로 골고루 혼합되게 하기 위해서이다. 건조된 토양을 10분간 shaking 한 후 실험토양으로 사용하였다.

1차 회화로(furnace) 실험에서는 실험토양을 50ml의 도가니에 25g의 토양을 정량한 후 90 ~ 800℃의 넓은 온도 범위에서 일정한 체류시간이 경과한 후에 이를 꺼내어 방냉한 다음 시료를 채취하여 토양공정시험법을 통해 분석하였는바, 그 결과는 아래 표 1과 같다.

PCBs 농도 (mg/kg)	가열온도 (℃)	체류시간 (분)	열탈착 후 PCBs 농도(mg/kg)	제거효율 (%)
41.4 mg/kg	96	25	44.58	0
	200	10	44.59	0
	200	40	38.78	6.4
	450	4	0.13	99.7
	450	25(1)	N.D	≒100
	450	25(2)	N.D	≒100
	450	25(3)	N.D	≒100
	450	25(4)	N.D	≒100
	450	25(5)	N.D	≒100
	450	46	N.D	≒100
	700	10	N.D	≒100
	700	40	N.D	≒100
	804	25	N.D	≒100

N.D(Not Detected) : 검출한계 - 0.0005 mg/kg 이하

실험 결과, 200℃ 이하의 낮은 온도에서는 뚜렷한 제거효율을 보이지 않았고, 450℃ 이상에서는 체류시간에 큰 영향을 받지 아니하고 99.7% 이상의 높은 제거효율을 나타냈다. 450℃ 이상으로 가열하면 제거효율을 포화되나 열탈착에 필요한 체류시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있으나, 700℃ 이상이 되면 비용대비 시간 단축의 의미가 커지 않아 비경제적이다. 따라서, 본 발명에 따른 열탈착 온도는 200 ~ 700℃로 하는 것이 바람직하다.

도 3은 1차 실험결과에 대한 객관적인 평가를 위하여 통계프로그램인 MINITAB을 이용하여 온도, 체류시간 별 PCBs 잔류농도를 영역 그래프로서 나타낸 것이다. 토양오염대책기준에 1,2,3 지역 별 허용치가 규정되어 있으며, 이 중에서 3 지역은 지적법에 따른 지목이 공장, 주차장, 주유소, 철도, 제방, 군사시설 등에 해당하는 곳으로 PCBs 농도가 36 mg/kg 이하로 유지되어야 한다. 도 3에서 이 토양오염대책기준상의 3 지역 허용치를 근거로 가능 온도 및 체류시간 범위를 정하여 보면, 온도는 200 ~ 700℃, 체류시간은 1 ~ 70분으로 한정될 수 있다.

한편, 토양오염우려기준 상의 1 지역에 해당하는 전,답, 과수원, 목장용지, 학교용지 등의 허용치가 1 mg/kg으로 가장 엄격하므로, 열탈착 제어조건을 1 mg/kg 미만을 만족하는 온도 및 체류시간으로 한정하는 것이 바람직하다. 그러나, 도 3에 도시된 1차 실험에 사용된 데이터만으로는 PCBs에 대한 1 mg/kg의 잔류농도를 만족하는 영역이 다소 넓게 분포하여 가열온도 및 체류시간을 최적하기 어려웠다.

이에 상기 1차 회화로 실험을 수행한 결과를 바탕으로 좀 더 정밀한 온도 및 시간 범위에서의 제거효율을 측정하기 위하여 온도범위를 200 ~ 450℃, 체류시간을 10 ~ 40분으로 하여 2차 회화로 실험을 수행하였는 바, 그 결과는 아래 표 2와 같다. 이 2차 실험의 구체적인 실험방법은 상기 1차 실험과 동일하다.

PCBs 농도 (mg/kg)	가열온도 (℃)	체류시간 (분)	열탈착 후 PCBs 농도(mg/kg)	제거효율 (%)
41.66 mg/kg	219	25	37.55	9.9
	250	10	38.48	7.6
	250	40	15.09	63.8
	325	4	41.04	1.5
	325	25(1)	N.D	≒100
	325	25(2)	N.D	≒100
	325	25(3)	N.D	≒100
	325	25(4)	N.D	≒100
	325	25(5)	N.D	≒100
	325	46	N.D	≒100
	400	10	N.D	77.4
	400	40	N.D	≒100
	431	25	N.D	≒100

실험 결과, 325℃, 체류시간 25분 이상에서 약 100%의 제거효율을 나타냈고, 400℃, 10분에서는 77.4%로서 체류시간에 따른 영향을 나타냈다. 도 4 및 도 5는 2차 실험결과에 대한 객관적인 평가를 위하여 통계프로그램인 MINITAB을 이용하여 온도, 체류시간 별 PCBs 잔류농도, 제거효율을 영역 그래프로서 나타낸 것이다.

상기 그래프를 통해서 처리 후 PCBs 농도가 1지역 기준인 1 mg/kg의 미만이 되고 PCBs 제거효율이 90% 이상이 되는 조건으로서, 가열온도 325 ~ 450℃, 체류시간 20 ~ 60분을 가장 바람직한 열탈착 제어조건으로 결정할 수도 있다.

상기 가열온도가 325℃ 미만이거나 체류시간이 20분 미만이 되면 열탈착 공정이 제대로 수행되지 못해 PCBs의 제거효율이 극히 낮고, 상기 가열온도가 450℃ 미만이거나 체류시간이 60분을 초과하며 열탈착 효과는 포화되는 반면에 에너지 및 처리비용이 증가하므로 바람직하지 못하다.

한편, 제2 스테이지의 아임계수 처리공정은 도 2에 도시된 바와 같이 상기 열탈착 공정에서 배출된 오염물질을 포함하는 배가스를 응축기(40)로 보내어 응축하고, 이 배가스 응축액을 아임계수 반응기(50)에 투입한 후 반응기 내부를 150 ~ 370℃, 10 ~ 220 기압의 아임계수(subcritical water) 조건이 되도록 가열하여 상기 배가스 응축액에 함유된 오염물질을 처리하는 공정이다.

상기 응축기(40)는 열탈착 공정에서 발생한 배가스를 응축하기 위한 것으로서, 고온의 배가스 및 분진을 응축 및 포집하는 1차 응축기와 1차 응축기에서 발생한 가스를 재응축시키는 2차 응축기로 구성된다. 1차 응축기는 응축액 순환펌프를 이용하여 응축기 내부에 설치된 복수개의 노즐을 통해 물을 분사시켜 가스 및 분진을 포집하여 포집된 응축액은 열교환기를 거쳐 냉각시킨 재순환된다. 2차 응축기는 내부에 냉각수가 흐르는 복수개의 관다발이 설치되어 있으며 고온의 가스가 통과하는 동안 응축되어 1차 응축기로 재유입되거나 별도로 배출된다.

배가스 응축액은 토양으로부터 발생한 부유물질 등을 함유하고 있는데, 이는 응축기의 효율을 저하시킬 수 있기 때문에 1차 응축기와 열교환기 사이에 필터를 설치하여 응축액의 부유물질 및 응축된 오염물질을 흡착 필터링하도록 구성하는 것이 바람직하다. 왜나하면, 응축기 내의 필터만을 분리한 후 이에 흡착되어 있는 PCBs와 같은 오염물질을 처리함으로써 아임계수 처리를 생략하거나 처리효율을 극대화할 수 있다.

상기 아임계수 반응기(50)는 상기한 과정을 통해 생성된 배가스 응축액을 가열하여 오염물질을 제거하는 장치로서 그 구조는 다음과 같다. 긴 원통형 벽체로 둘러싸여 내부 공간이 형성되고, 그 상부와 하부에는 각각 오염토양 및 물이 공급되는 투입구와 정화토양 및 물이 배출되는 배출구가 형성되며, 벽체의 측면에는 상기 내부 공간에 일정 지름으로 감겨진 코일형 관로가 설치되고, 반응 촉진을 위한 교반 스크류가 코일형 관로의 안쪽에 위치하도록 설치된다. 주 가열수단인 상기 코일형 관로를 통해 고온의 스팀을 흘러 보내 반응용기 내부의 온도 및 압력을 조절한다. 보조 가열수단으로서 반응용기의 외부를 덮는 전기히터식 가열자켓이 설치될 수도 있다.

본 발명에 따르면, 아임계수 반응기(50)의 내부온도 및 압력이 150℃, 10 기압보다 낮으면 아임계수 조건을 완전히 충족하지 못하므로 오염물질의 분해 능력이 저하된다. 반면, 상용화 수준의 처리 능력을 가진 아임계수 반응기(50)를 370℃, 220 기압을 초과하도록 가열하는 것은 어려울 뿐만 아니라, 가능하다 하더라도 열 에너지의 소모가 많아 비 경제적이다.

아임계수 조건에서 물이 어떠한 메카니즘에 의해 오염물질을 분해하는지에 대해 아직 명확하게 밝혀진 바 없으나, 산화(oxidation) 반응과 고온 고압에서의 ring cleavage에 의한 분해 및 첨가제에 의한 환원반응 등에 의해 정화작용이 일어난다고 생각된다. 즉, 물은 온도 및 압력이 증가함에 따라 물의 화학적, 물리적 성질이 변하게 되며, 이때 물은 실온에서의 극성 유기용매의 성질과 유사하게 되는 것으로 추정된다. 따라서, 아임계수는 환경친화적인 물질로서 유기물질과 반응할 수 있고, 약 10³ 배까지 분해상수가 증가하며, 200℃ 이상에서는 물이 산성(acid), 염기성(base) 또는 산/염기성(acid-base) 바이캐탈리스트(Bicatalyst)로서 작용하여 유기물질을 분해할 수 있게 된다. 이러한 화학적 분해 반응뿐만 아니라, 200℃ 이상의 고온에서는 열분해의 메카니즘도 복합적으로 작용하는 것으로 생각된다.

한편, 아임계수 조건에서 오염물질의 당량비 이상의 영가철을 첨가하면 오염물질 제거효율이 더욱 향상된다. 이는 영가철이 전자공여체로서 아임계수 내에서 오염물의 환원 치환반응에 의한 정화작용을 촉진시키는 역할을 하기 때문인 것으로 생각된다. 영가철의 함량이 오염물질의 당량비 미만이면 오염물질 제거효율의 향상 정도가 미미하여 영가철 추가 투입에 따른 비용 상승분을 상쇄하지 못하므로 비 경제적이 된다.

본 발명과 같이 열탈착 공정에 따른 배가스 응축액만을 가지고 아임계수 처리공정을 수행하게 되면, 오염토양을 직접 투입하여 아임계수 처리를 하던 종래보다 오염토양의 처리용량을 실질적으로 크게 증가시키는 효과를 얻을 수 있다.

보다 상세히 설명하면, 아임계수 반응기는 고온, 고압에서 작동하므로 대용량으로 설계하기 어렵고, 오염토양을 투입하고 배출하는 공정이 단속적으로 이루어져야 하므로 배치(batch) 프로세스만이 가능하다는 근본적인 한계가 있었다. 따라서, 종래의 오염토양 처리용 아임계수 반응기는 1회 당 1톤 정도의 오염토양을 처리하는 것이 통상적이었다. 1톤의 오염토양에 함유된 PCBs의 농도가 1 ~ 100 mg/kg 정도라고 하면, 1회 처리할 수 있는 오염물질의 용량도 이에 한정되었다.

그러나, 본 발명에 따르면, 열탈착 공정에서 배출된 배가스는 응축기(40)에서의 응축 정도에 따라 높은 농도의 PCBs를 포함할 수 있다. 예를 들어, 1000 mg/kg의 PCBs를 포함하는 응축액을 아임계수 반응기(50)에 투입하여 처리하게 되면 1회 당 10 ~ 1000톤의 오염토양을 처리한 효과를 얻게 되는 것이며, 실제로 이보다 더 높을 수 있다.

아임계수 처리에 따른 제거효율을 알아보기 위해 lab 단위의 반응기를 사용하여 다음과 같이 실험을 실시하였다. 오염토양 중 PCBs를 열탈착시켜 발생하는 PCBs 응축액의 양은 50 mg/kg 오염토양의 경우 무게비율로 토양:PCBs 1:50×10^-6으로서 매우 적은 양이다. 따라서, lab 실험에서 열탈착 후 발생하는 응축액을 가지고 아임계수 처리를 하는 것은 어렵다고 보고, PCBs 시약을 이용한 용액을 별도로 제조하여 사용하였다.

실험에 사용된 성분 함량과 아임계수 조건은 아래 표 3과 같다.

	PCBs 함량 (g)	물 (g)	영가철 (g)	가열온도 (℃)	가열시간 (hr)	교반속도 (rpm)
1차 실험	1	100	0	300	2	100
2차 실험	1	25	7.52	300	2	100

1, 2차 실험의 결과로서 PCBs 및 물의 함량변화를 나타내면 아래 표 4 및 5와 같다.

		Input(g)	Output(g)	loss(g)
1차 실험	PCBs	1	0.53	0.47
	물	100	91.8	8.2
	합계	101	92.33	8.67

표 4에서 보듯이 1차 실험에서 중량비로 PCBs:물 1:100일 때의 PCBs의 처리효율은 47%이다. Input과 Output의 전체 loss는 9.5%였지만 대부분의 loss는 반응기 내벽에 존재하는 물로서 아세톤 및 헥산 세척 후 회수된 물이 건조시에 증발한 것으로 보이며, PCBs가 물에 잘 용해되지 않는 특성을 고려할 때 PCBs의 손실은 거의 없는 것으로 판단된다.

		Input(g)	Output(g)	loss(g)
2차 실험	PCBs	1	0.234	0.766
	물	24.9	18.4	6.5
	영가철	7.52	7.50	0.02
	합계	33.42	26.134	7.286

표 5에서 보듯이, 영가철을 사용하였을 경우에는 처리 효율이 76.6%로서, 물만을 사용하였던 1차 실험의 처리 효율보다 27.6%가 증가하였다.

이러한 실험 결과를 바탕으로 열탈착 후 PCBs 응축액을 아임계수 처리를 하는 경우 아임계 실증 플랜트 반응기의 1 회 용량인 1000kg에 대한 PCBs 처리량 및 PCBs 오염토양(PCBs 농도 50 mg/kg으로 가정)의 처리량을 예측한 결과가 아래 표 6과 같다.

	PCBs(g)	물(g)	PCBs/물 (%)	PCBs 아임계처리량 /물	토양 열탈착처리량 /물
1차 실험	1	100	1%	4.7kg/1톤	94톤/1톤
2차 실험	1	25	4%	30.6kg/1톤	612.8톤/1톤

PCBs/물의 비율을 1%로 하는 경우보다 4%로 하고 영가철을 추가하는 것이 PCBs 처리용량 면에서 훨씬 유리하며, 분석결과 실증 플랜트 반응기 1회 당 50 mg/kg PCBs를 함유한 오염토양을 최대 612.8톤을 처리할 수 있는 것으로 나타났다. 이러한 수치는 본 발명에 따른 열탈착 및 아임계수 처리의 복합공정이 매우 효과적인 정화방법임을 명확히 뒷받침하는 것이다.

본 발명의 오염토양 정화방법의 실질적 기술효과를 알아보기 위해 파일럿 플랜트(pilot plant) 단위의 실험을 실시하였다. 플랜트를 구성하는 열탈착부는 설계용량이 500kg/hr이고 최고 800℃까지 가열할 수 있는 로타리 킬른 및 사이클론을 사용하였고, 응축기는 200L의 내부순환수 용량을 사용하였으며, 아임계수 반응기는 파이럿 처리 규모로 사용하였다.

PCBs로 오염된 토양을 가지고 열탈착 공정 및 아임계수 처리 공정을 실시한 결과를 각각 표 7 및 표 8에 나타내었다.

열탈착 공정	오염토양 (mg/kg)	정화토양 (mg/kg)	처리후 싸이클론 (mg/kg)	처리후 가스 (mg/m3)	처리효율 (%)	싸이클론을 고려한 처리효율(%)
	9.92	0.002	0.09	1.6 × 10-3	99.9	99.0

아임계수 처리공정	처리 전 응축액 (ppm)	처리 후 응축액 (ppm)	처리효율 (%)
	1.72	0.015	99.7

위 표 7에서 보듯이, 열탈착 플랜트 운전 결과 오염토양은 9.92 mg/kg이고 정화토양은 0.002 mg/kg으로서 처리효율은 99.9%였다. 이는 토양오염우려기준 1 지역 허용치인 1 mg/kg을 충분히 만족하는 수치이다. 또한, 처리 후 싸이클론 내에 잔존하는 PCBs의 함량도 0.09 mg/kg으로써 토양오염우려기준을 만족하였다. 또한, 열탈착 공정에 의한 다이옥신 발생을 우려해 다이옥신 전문기관에 의뢰해 배가스를 시료채취하여 분석한 결과 Dioxin 0.018ng - TEQ/Sm³ 으로써 매우 낮은 수치가 나왔다.

위 표 8에서 보듯이 상기 열탈착 운전의 결과로 발생한 응축물을 아임계 공정으로 처리하였다. 그 결과 처리 전 PCBs 농도가 1.72 ppm 이었던 것이 아임계수 처리 후 0.015 ppm으로 감소하여 처리효율이 99.7%를 나타내었다. 이 수치는 앞서 표 5를 참조로 설명한 Lab 단위의 아임계수 처리 효율인 76.6%보다 높은데 이는 플랜트 장치가 커지면서 상대적으로 loss에 의한 효과가 저감되었으며 PCBs의 양도 상대적으로 적었기 때문으로 판단된다.

이상에서는 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명은 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음은 이해할 수 있을 것이다.

10: 오염토양 투입부 20: 열탈착부
30: 냉각부 40: 응축기
50: 아임계수 반응기

Claims (5)

1. 유류(TPH, 총석유계 탄화수소) 또는 난분해성 유기물질을 포함하는 오염물질로 오염된 토양을 열탈착시키는 단계;
   상기 열탈착된 배가스를 응축시키는 단계; 및
   상기 배가스 응축액을 아임계수 반응기에 투입하는 단계; 및
   상기 아임계수 반응기 내부를 아임계수(subcritical water) 조건이 되도록 가열하여 상기 배가스 응축액에 함유된 상기 오염물질을 처리하는 단계;를 포함하고,
   상기 응축 단계는, 응축기 내부에 필터를 설치하여 응축액의 부유물질과 응축된 오염물질을 흡착 필터링하는 것을 특징으로 하는 오염토양 정화방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 열탈착 단계는, 열탈착에 의해 오염물질이 제거된 정화토양을 냉각 후 배출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오염토양 정화방법.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 열탈착 단계는, 상기 오염토양을 200 ~ 700℃의 온도로 열탈착시키는 것을 특징으로 하는 오염토양 정화방법.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 열탈착 단계는, 상기 오염토양을 1 ~ 70분 동안 열탈착시키는 것을 특징으로 하는 오염토양 정화방법.
5. 삭제

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