KR101796239B1 - 유류오염토양의 정화 방법 - Google Patents

유류오염토양의 정화 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101796239B1
KR101796239B1 KR1020150172470A KR20150172470A KR101796239B1 KR 101796239 B1 KR101796239 B1 KR 101796239B1 KR 1020150172470 A KR1020150172470 A KR 1020150172470A KR 20150172470 A KR20150172470 A KR 20150172470A KR 101796239 B1 KR101796239 B1 KR 101796239B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
contaminated soil
groundwater
oil contaminated
oil
permeable wall
Prior art date
Application number
KR1020150172470A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170066000A (ko
Inventor
김지훈
Original Assignee
주식회사 포스코
재단법인 포항산업과학연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 포스코, 재단법인 포항산업과학연구원 filed Critical 주식회사 포스코
Priority to KR1020150172470A priority Critical patent/KR101796239B1/ko
Publication of KR20170066000A publication Critical patent/KR20170066000A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101796239B1 publication Critical patent/KR101796239B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
    • B09C1/02—Extraction using liquids, e.g. washing, leaching, flotation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
    • B09C1/08—Reclamation of contaminated soil chemically
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C2101/00—In situ

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

유류오염토양의 정화방법에 관한 것으로, 지중에 알카리 물질을 포함하는 제철부산물이 포함된 투수성 벽체를 설치하는 단계;상기 투수성 벽체에 지하수를 통과시키는 단계; 상기 투수성 벽체를 통과한 지하수를 유류오염토양에 통과시켜, 유류오염토양으로부터 지하수로 유류를 용출시키는 단계; 및 상기 유류오염토양을 통과한 지하수를 지면 위로 추출하는 단계;를 포함하는 유류오염토양의 정화방법을 제공할 수 있다.

Description

유류오염토양의 정화 방법{REMEDIATION METHOD FOR OIL-CONTAMINATED SOIL}
유류오염토양의 정화 방법에 관한 것이다.
현재 우리나라는 주유소, 저유소 및 송유관 등의 주변 지역에서 BTEX, 디젤, 가솔린과 같은 유류오염물질에 의한 오염사고가 빈번하게 발생하고 있다. 이러한 유류오염물질을 처리하기 위한 대규모 토양오염정화사업이 진행되면서 기술력과 경험이 축적되고 있다. 이러한 유류 오염 토양은 생물학적 처리, 물리적 처리, 화학적 처리 등의 여러 처리 방법을 통해 처리 가능하며, 오염 현장 상황 및 오염물의 특성에 따라 적절한 처리방법을 선택하고 있다.
생물학적 처리공법은 미생물의 대사(metabolism)를 이용한 처리 기술로서 비용이 저렴한 장점이 있으나 오랜 처리기간이 요구되며, 부생성물을 발생할 수 있고, 고농도 오염 지역에 적용되기 어렵다.
물리적 처리기술, 즉 열탈착 및 토양증기추출공법(soil vapor extraction, SVE)등의 기술은 토양 상으로부터 제거 일뿐 근본적인 처리가 되지 않은 단점을 가지고 있다. 또한, 토양증기추출방법으로는 휘발성유기화합물만 제거할 수 있다. 즉, 가솔린 형태는 제거하기가 용이하나 디젤이나 분자량이 크고 휘발도가 낮은 형태는 제거하기가 어렵다. 더욱이 공기를 인위적으로 흘려서 제거하기 때문에 공기가 잘 흐르지 못하는 토양인 점토질의 경우에는 처리하는 것이 거의 불가능하다.
이 경우 용매(solvent), 산, 알카리 계면활성제 등을 사용하여 토양입자의 표면에너지를 감소시킴으로서 기름 성분을 추출하는 토양세척법을 사용할 수 있다. 세척제를 사용하여 고상에 흡착되어 있던 오염물질을 액상으로 이동시켜 제거하는 방식으로, 계면활성제나 유기용매, 산성이나 알카리 용액을 토양과 혼합하여 토양으로 탈착시켜 수용액 상으로 가져오는 방법이다. 하지만 토양세척법은 일정 농도 이하에서는 세척 효율이 떨어져, 완전한 처리가 불가능하다는 단점을 가지고 있다. 또한 투입 물질들을 모두 회수 할 수 없기 때문에 투입물 잔류에 의한 2차오염이 유발하거나, 계면활성제에 의한 지하수의 거품발생으로 후처리에 문제가 발생할 수 있다. 또한 토양의 pH 완충능 이상의 한꺼번에 많은 양의 산성이나 알카리 용액을 주입할 경우 토양이 지나치게 산성화, 염기화되어 지역 토착 미생물의 생장에 저해가 되어 장기적인 자연저감에 방해가 될 수 있다.
알카리 물질을 이용하여 유류오염토양으로부터 유류를 용출함에 있어서 발생할 수 있는 관정폐색현상이 일어날 염려가 없고, 정화 작용의 장기간 지속이 가능한, 유류오염토양의 정화방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 구현예는, 지중에 알카리 물질을 포함하는 제철부산물이 포함된 투수성 벽체를 설치하는 단계; 상기 투수성 벽체에 지하수를 통과시키는 단계; 상기 투수성 벽체를 통과한 지하수를 유류오염토양에 통과시켜, 유류오염토양으로부터 지하수로 유류를 용출시키는 단계; 및 상기 유류오염토양을 통과한 지하수를 지면 위로 추출하는 단계;를 포함하는 유류오염토양의 정화방법을 제공한다.
상기 제철부산물에 포함되는 알카리 물질의 함량은,상기 제철부산물 총량 100중량%에 대하여 20중량% 이상인 것일 수 있다.
상기 제철부산물에 포함되는 알카리 물질은, MgO, 또는 CaO를 포함하는 것일 수 있다.
상기 투수성 벽체에 포함된 제철부산물의 함량은, 상기 투수성 벽체를 통과한 지하수를 유류오염토양에 통과시켜, 유류오염토양으로부터 지하수로 유류를 용출시키는 단계;의 상기 유류오염토양 100중량부에 대하여, 10중량부 이상인 것일 수 있다.
상기 유류오염토양의 정화방법은, 지중에 알카리 물질을 포함하는 제철부산물이 포함된 투수성 벽체를 설치하는 단계; 이전에, 지하수 흐름과 평행하도록 차수벽을 설치하는 단계;를 더 포함하는 것일 수 있다.
상기 투수성 벽체에 지하수를 통과시키는 단계;에 의하여, 지하수의 pH가 9 이상, 및 12 이하로 조절되는 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 구현예는, 지중에 알카리 물질을 포함하는 제철부산물이 포함된 투수성 벽체를 설치하는 단계; 상기 투수성 벽체에 지하수를 통과시키는 단계; 상기 투수성 벽체를 통과한 지하수에, 산화제를 주입하는 단계; 및 상기 산화제가 주입된 지하수를 유류오염토양에 통과시켜, 유류오염토양을 정화하는 단계;를 포함하는 유류오염토양의 정화방법을 제공한다.
상기 제철부산물에 포함되는 알카리 물질의 함량은, 상기 제철부산물 총량 100중량%에 대하여 20중량% 이상인 것일 수 있다.
상기 제철부산물에 포함되는 알카리 물질은, MgO, 또는 CaO를 포함하는 것일 수 있다.
상기 투수성 벽체에 포함된 제철부산물의 함량은, 상기 산화제가 주입된 지하수를 유류오염토양에 통과시켜, 유류오염토양을 정화하는 단계;의 상기 유류오염토양 100중량부에 대하여, 10중량부 이상인 것일 수 있다.
상기 유류오염토양의 정화방법은, 지중에 알카리 물질을 포함하는 제철부산물이 포함된 투수성 벽체를 설치하는 단계; 이전에,지하수 흐름과 평행하도록 차수벽을 설치하는 단계;를 더 포함하는 것일 수 있다.
상기 투수성 벽체에 지하수를 통과시키는 단계;에 의하여, 지하수의 pH가 9 이상, 및 12 이하로 조절되는 것일 수 있다.
상기 투수성 벽체를 통과한 지하수에, 산화제를 주입하는 단계;는, 지하수 내 산화제의 농도가 2g/L 초과, 및 10g/L 이하가 되도록 산화제를 주입하는 것일 수 있다.
상기 투수성 벽체를 통과한 지하수에, 산화제를 주입하는 단계;에서, 상기 지하수 내 알카리 물질에 의하여 산화제가 활성화되는 것일 수 있다.
상기 산화제가 상기 알카리 물질에 의해 활성화되는 과정은, 염기와 산화제의 반응에 의한 라디칼 생성 반응을 포함하는 것일 수 있다.
상기 투수성 벽체를 통과한 지하수에, 산화제를 주입하는 단계;의 산화제는, 과산화물(peroxide)인 것일 수 있다.
상기 투수성 벽체를 통과한 지하수에, 산화제를 주입하는 단계;의 산화제는, 과황산나트륨(Sodium persulfate, Na2S2O8) 과산화수소(Hydrogen peroxide, H2O2), 과망간산칼륨(Potassium permanganate, KMnO4), 오존(O3), 또는 이들의 혼합물인 것일 수 있다.
본 발명의 일 구현예는, 알카리 물질을 이용하여 유류오염토양으로부터 유류를 용출함에 있어서 발생할 수 있는 관정폐색현상이 일어날 염려가 없고, 정화 작용의 장기간 지속이 가능한, 유류오염토양의 정화방법을 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 유류오염토양 정화방법을 설명하는 모식도이다.
도 2는 본 발명의 다른 일 구현예에 따른 유류오염토양 정화방법을 설명하는 모식도이다.
이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 일 구현예는, 지중에 알카리 물질을 포함하는 제철부산물이 포함된 투수성 벽체를 설치하는 단계; 상기 투수성 벽체에 지하수를 통과시키는 단계; 상기 투수성 벽체를 통과한 지하수를 유류오염토양에 통과시켜, 유류오염토양으로부터 지하수로 유류를 용출시키는 단계; 및 상기 유류오염토양을 통과한 지하수를 지면 위로 추출하는 단계;를 포함하는 유류오염토양의 정화방법을 제공한다.
상기 지중에 알카리 물질을 포함하는 제철부산물이 포함된 투수성 벽체를 설치하는 단계; 이전에, 지하수 흐름과 평행하도록 차수벽을 설치하는 단계;를 더 포함하는 것일 수 있다. 이를 통해 유류오염토양에서 유류가 다른 토양 지역으로 확산되는 것을 막을 수 있다.
토양에 알카리를 주입할 경우 토양입자의 전하가 바뀌어 유류가 지하수로 용출된다. 또한 유류 일부와 알카리와의 비누화 반응이 발생하여, 계면활성제가 생성됨에 따라 유류의 용출이 쉬워지고, 지하수로 용출된 유류는 토양으로의 재흡착이 방지된다. 제철부산물의 CaO 및 MgO 성분을 활용하여, 유류 오염토양에서 유류성분을 추출할 수 있으며, 이를 이용한 지중정화공법을 구성할 수 있다.
구체적으로, 더스트, 슬러지와 같은 제철부산물에는 CaO 및 MgO 성분이 다량 함유되어 물과 접촉할 경우 그 조성에 따라 하기 식 1 내지 식 3과 같이 염기성을 띄게 된다.
[식 1] Rakinaite Ca3Si2O7 + 7H2O → 3Ca2+ + 2H4SiO4 + 6OH-
[식 2] Larnite Ca2SiO4 + 4H2O → 2Ca2+ + H4SiO4 + 4OH-
[식 3] Akermanite Ca2MgSi2O7 + 7H2O → 2Ca2+ + Mg2+ + 2H4SiO4 + 6OH-
따라서, 지하수 흐름 상류에 상기와 같은 제철부산물을 포함하는 투수성 벽체를 설치하는 경우, 지하수가 상기 투수성 벽체를 통과하면서 제철부산물과 반응하여 염기성을 띄게 된다.
이후, 염기성을 띄게 된 지하수가 유류로 오염된 토양과 접촉하게 되면, 토양입자의 전하가 바뀌어 유류가 지하수로 용출된다.
이렇게 유류가 용출된 지하수를 지하수 흐름 하류 내 설치된 추출관정을 통하여 추출하여 토양을 정화할 수 있다. 추가적으로, 추출된 지하수의 유류는 다양한 정화방법에 의해 지면 상부에서 정화되어, 다시 지하로 주입될 수 있다.
일반적으로, 유류오염토양 내 유류의 알카리 추출을 위해 별도의 주입관정을 통하여 지중에 알카리를 주입할 경우, pH 상승에 의한 염류 (Ca(OH)2, Mg(OH)2) 가 침전되어 총부유물질(Total Suspended Solids, TSS) 증가에 따른 주입관정 폐색현상 발생할 수 있다. 이러한 관정폐색현상에 의해 주입관정을 통한 약품주입이 원활하지 않을 수 있다.
그러나, 본 발명의 일 구현예와 같이 MgO 또는 CaO 등이 포함된 제철부산물을 포함하는 투수성 벽체를 지중에 설치하게 되면, 주입관정 없이 지중에 알카리를 공급할 수 있다.
또한 지중으로 약품을 주입하는 것보다 매립된 제철부산물에서는 상대적으로 알카리가 서서히 용출되는 완효성을 갖기 때문에, 정화 작용의 장기간 지속이 가능한 이점도 있다.
상기 제철부산물에 포함되는 알카리 물질의 함량은, 상기 제철부산물 총량 100중량%에 대하여 20중량% 이상인 것일 수 있다. 제철부산물 내에 알카리 함량이 상기 범위를 만족하는 경우, 투수성 벽체를 통과한 지하수의 pH가 유류오염토양으로부터 유류를 용출시키기에 충분한 정도로 조절될 수 있다.
보다 구체적으로는 20중량% 이상, 및 90중량% 이하; 20중량% 이상, 및 80중량% 이하; 20중량% 이상, 및 70중량% 이하; 20중량% 이상, 및 60중량% 이하인 것일 수 있다. 상기 제철부산물에 포함되는 알카리 물질은, MgO, 또는 CaO를 포함하는 것일 수 있다.
상기 투수성 벽체에 포함된 제철부산물의 함량은, 상기 투수성 벽체를 통과한 지하수를 유류오염토양에 통과시켜, 유류오염토양으로부터 지하수로 유류를 용출시키는 단계;의 상기 유류오염토양 100중량부에 대하여, 10중량부 이상인 것일 수 있다. 보다 구체적으로는, 10중량부 이상, 및 300중량부 이하; 10중량부 이상, 및 250중량부 이하; 10중량부 이상, 및 200중량부 이하; 인 것일 수 있다. 투수성 벽체의 제철부산물의 함량이 너무 많은 경우, 투수성 벽체의 공극에 수산화물이 침전되어 지하수의 흐름이 원활하지 않게 되는 문제가 발생할 수 있다. 투수성 벽체의 제철부산물의 함량이 너무 적은 경우, pH가 충분이 높아지지 않아 유류의 추출 효율이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
상기 투수성 벽체에 지하수를 통과시키는 단계;에 의하여, 지하수의 pH가 9 이상, 및 12 이하로 조절되는 것일 수 있다. 제철부산물의 MgO, CaO 등과 지하수가 만나 OH- 이온이 발생하면서, 지하수가 상기와 같이 염기성을 띄게 된다. 이후, 지하수가 흐르면서 유류오염토양과 접촉하면, 상술한 바와 같이 유류오염토양 내의 유류가 지하수 내로 용출되어 토양이 정화될 수 있다.
이하, 상기와 같은 본 발명의 일 구현예에 따른 유류오염토양의 예시적인 정화방법을 도 1을 참고하여 설명한다.
지하에 유류오염(4)이 존재할 경우, 지하수흐름(1)과 평행한 차수벽(3)을 설치하여 유류의 확산을 방지한 후 오염지역보다 지하수 상류에 터파기를 실시한 후 제철부산물을 채워 투수성 벽체(2)를 형성한다. 지하수가 상류에서 하루로 이동하면서 제철부산물로 이루어진 투수성 벽체를 통과하면서 지하수 내 pH가 9 이상, 12 이하까지 상승하고, pH가 상승된 지하수와 오염토양이 접촉하면서 유류가 용출된다. 이후, 지하수 하류에 설치된 추출관정(6)을 통해 유류가 함유된 지하수를 추출하여 토양정화를 실시한다.
본 발명의 또 다른 일 구현예는, 지중에 알카리 물질을 포함하는 제철부산물이 포함된 투수성 벽체를 설치하는 단계; 상기 투수성 벽체에 지하수를 통과시키는 단계; 상기 투수성 벽체를 통과한 지하수에, 산화제를 주입하는 단계; 및 상기 산화제가 주입된 지하수를 유류오염토양에 통과시켜, 유류오염토양을 정화하는 단계;를 포함하는 유류오염토양의 정화방법을 제공한다.
상기 지중에 알카리 물질을 포함하는 제철부산물이 포함된 투수성 벽체를 설치하는 단계; 이전에, 지하수 흐름과 평행하도록 차수벽을 설치하는 단계;를 더 포함하는 것일 수 있다. 이를 통해 유류오염토양에서 유류가 다른 토양 지역으로 확산되는 것을 막을 수 있다.
상기와 같이 투수성 벽체를 통과하여 알카리를 띄는 지하수에, 산화제를 주입함으로써 유류오염토양의 원위치 정화를 실시할 수 있다. 구체적으로, 상기 지하수가 유류오염토양과 접촉하면, 지하수 내 알카리에 의해 상술한 바와 같이 유류가 지하수로 용출 되고, 용출된 유류는 산화제에 의해 산화될 수 있다.
상기 산화제는 과황산나트륨(Sodium persulfate, Na2S2O8) 과산화수소(Hydrogen peroxide, H2O2), 과망간산칼륨(Potassium permanganate, KMnO4), 오존(O3)또는 이들의 혼합물 등의 과산화물일 수 있다.
상기 산화제의 주입은, 지하수 내 산화제의 농도가 2g/L 초과, 및 10g/L 이하가 되도록 산화제가 주입되는 것일 수 있다. 보다 구체적으로는, 3g/L 이상, 및 10g/L 이하; 3g/L 이상, 및 7g/L 이하; 또는 3g/L이상, 및 5g/L 이하;가 되도록 주입되는 것일 수 있다. 산화제를 너무 많이 주입하는 경우, 지하수의 pH가 낮아져 지하수로의 유류성분의 용출이 미미할 수 있다. 산화제를 너무 적게 주입하는 경우, 유류성분의 분해 효과가 미미할 수 있다.
이러한 과산화물은 상기 지하수 내의 알카리 성분에 의해 활성화되어, 라디칼을 형성할 수 있다. 구체적인 예시로서, 과황산염(Persulfate) 산화기법은 과황산염 음이온(2S2O8 2 -)을 발생시켜 각종 유무기물질들을 처리하는 기법이다. 과황산염 음이온은 물에 대한 용해도가 높고, 넓은 pH 범위에 대해서도 적용이 가능한 장점이 있다. 과황산염 음이온의 반쪽전지 산화환원전위 (half-cell oxidation reduction potential, E0)의 값은 2.01 V로, 오존(E0 =2.07 V)와 과산화수소(E0 = 1.78 V), 그리고 permanganate(E0 = 1.70 V)와 비슷한 값을 가지며, 활성화 과정을 통해 보다 강한 산화제인 sulfate 라디칼(SO4 -, E0~2.6 V)을 생성시킨다. 일반적으로 과황산염 음이온을 활성화시켜 황산염(sulfate) 라디칼(radical)을 생성하는 방법에는 다음과 같은 방법들이 있을 수 있다.
(1) Photochemical activation : S2O8 2-+ e- → SO4 -+ SO4 2-
(2) Thermally activation : S2O8 2- + heat → 2SO4 -
(3) Metal ion activation : S2O8 2-+ Fe2+→ SO4- + Fe3++ SO4 2-
(4) Alkali activation : 2S2O8 2- + 2H2O + Alkali → 3SO4 2- + SO4 - + O2 - + 4H+
과황산은 이미 투입된 알카리 물질에 의해 상기 식 (4)와 같이 활성화되어 라디칼을 발생시켜 산화반응을 일으킬 수 있다. 이에, 최종적으로 유류는 이산화탄소와 물, 또는 인체에 무해한 물질로 분해될 수 있다.
이후, 추가적으로 알카리에 의해 용출된 오염물질을 포함하는 지하수는 추출관정을 통해 지면 상부로 추출되어 다양한 정화방법에 의해 정화될 수 있다. 이후, 지하수를 다시 지하로 주입할 수 있다.
상기 제철부산물에 포함되는 알카리 물질의 함량은, 상기 제철부산물 총량 100중량%에 대하여 20중량% 이상인 것일 수 있다. 제철부산물 내에 알카리 함량이 상기 범위를 만족하는 경우, 투수성 벽체를 통과한 지하수의 pH가 유류오염토양으로부터 유류를 용출시키기에 충분한 정도로 조절될 수 있다.
보다 구체적으로는 20중량% 이상, 및 90중량% 이하; 20중량% 이상, 및 80중량% 이하; 20중량% 이상, 및 70중량% 이하; 20중량% 이상, 및 60중량% 이하인 것일 수 있다.
상기 제철부산물에 포함되는 알카리 물질은, MgO, 또는 CaO를 포함하는 것일 수 있다.
상기 투수성 벽체에 포함된 제철부산물의 함량은, 상기 투수성 벽체를 통과한 지하수를 유류오염토양에 통과시켜, 유류오염토양으로부터 지하수로 유류를 용출시키는 단계;의 상기 유류오염토양 100중량부에 대하여, 10중량부 이상인 것일 수 있다. 보다 구체적으로는, 10중량부 이상, 및 300중량부 이하; 10중량부 이상, 및 250중량부 이하; 10중량부 이상, 및 200중량부 이하; 인 것일 수 있다. 투수성 벽체의 제철부산물의 함량이 너무 많은 경우, 투수성 벽체의 공극에 수산화물이 침전되어 지하수의 흐름이 원활 하지 않게 되는 문제가 발생할 수 있다. 투수성 벽체의 제철부산물의 함량이 너무 적은 경우, pH가 충분이 높아지지 않아 유류의 추출 효율이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
상기 투수성 벽체에 지하수를 통과시키는 단계;에 의하여, 지하수의 pH가 9 이상, 및 12 이하로 조절되는 것일 수 있다. 제철부산물의 MgO, CaO 등과 지하수가 만나 OH- 이온이 발생하면서, 지하수가 상기와 같이 염기성을 띄게 된다. 이후, 지하수가 흐르면서 유류오염토양과 접촉하면, 상술한 바와 같이 유류오염토양 내의 유류가 지하수 내로 용출될 수 있다.
이하, 상기와 같은 본 발명의 일 구현예에 따른 유류오염토양의 예시적인 정화방법을 도 2를 참고하여 설명한다.
지하에 유류오염(4)이 존재할 경우, 지하수흐름(1)과 평행한 차수벽(3)을 설치하여 유류의 확산을 방지한 후 오염지역보다 지하수 상류에 터파기를 실시한 후 제철부산물을 채워 투수성벽체(2)를 형성한다. 지하수가 상류에서 하루로 이동하면서 제철부산물로 이루어진 투수성벽체를 통과하면서 지하수내 pH가 10~12까지 상승하고, pH가 상승된 지하수와 오염토양이 접촉하면서 유류가 추출된다. 이후 지하수 하류에 설치된 추출관정(6)을 통해 유류가 함유된 지하수를 추출하여 토양정화를 실시한다. 또한 투수성 벽체와 오염지역 사이에 주입관정(5)을 설치하고, 알카리에 활성화되는 산화제를 투입하여 화학적 지중산화반응을 통해 잔류하는 유류 오염물질을 제거한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일뿐 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1 : 슬래그 첨가량에 따른 지하수의 pH 및 TPH 용출량 측정
오염토양 및 지하수는 강릉의 오염토양정화현장에서 채취하였다. 이 토양을 토양오염공정시험방법에 의해 TPH 분석을 수행한 결과 약 19,800 mg/kg 이었다. 오염물질은 주로 알킬화합물 및 방향족화합물이었다. 제철부산물의 경우 고로 슬래그 분말을 사용하였으며 그 조성은 표 1과 같다.
구 분 CaO SiO 2 Fe 2 O 3 T-Fe MgO
함량( 중량% ) 41.21 32.83 0.36 0.48 5.24
표 2는 슬래그 첨가량에 따른 지하수의 pH 및 TPH 용출량 변화이다. 오염토양 100g에 슬래그의 중량을 달리하여 혼합한 후, 100mL의 지하수에 투입하여 1일간 교반 후, 상등액의 pH 및 TPH를 분석하였다. 그 결과 토양의 중량비 10% 이상부터 pH가 급격히 증가하여, TPH의 용출이 일어났다. (실시예 1 내지 4)
　 슬래그
(g)		 pH TPH
(ppm)
비교예1 0 7.7 330.4
비교예2 2 8 450.1
비교예3 5 8.3 484.4
실시예1 10 9.3 884.3
실시예2 50 9.7 1087.6
실시예3 100 10.3 1401.1
실시예4 200 10.8 2530.4
실시예 2
하기 표 3은 지하수 내 과황산의 농도, 및 pH에 따른 지하수 중 TPH 분해실험 결과이다. 토양오염공정시험방법에 의해 TPH 분석을 수행하였다. 지하수에 알카리 물질과 과황산(제조사 : Sigma Aldirch, 이하 동일)의 투입농도를 달리하여 지하수를 조제한 후, 토양과 지하수의 중량비를 1:2로 두 시간 동안 교반한 후 상등액을 채취하여 지하수 내 TPH농도를 측정하였다. 지하수의 pH가 높아질수록 지하수 중으로 TPH가 용출되는 양이 증가하나(비교예 4 내지 6), 과황산이 3g/L 이상 첨가될 경우 용출된 TPH가 충분히 제거됨을 확인하였다.(실시예 5 및 6) pH가 낮은 경우 과황산투입에 의한 TPH 분해 효과가 크지 않았다.(비교예 7)
　 pH 과황산 (g/L) 지하수중 TPH (ppm)
실시예5 10.42 3 145.2
실시예6 11.53 5 115.1
비교예4 11.53 0 1930.7
비교예5 11.53 1 1815.2
비교예6 11.53 2 1545.2
비교예7 7.69 5.0 281.0
1 : 지하수 흐름 방향
2 : 투수성 벽체
3 : 차수벽
4 : 유류오염토양
5 : 주입관정
6 : 추출관정

Claims (17)

  1. 지중에 알카리 물질을 포함하는 제철부산물이 포함된 투수성 벽체를 설치하는 단계;
    상기 투수성 벽체에 지하수를 통과시키는 단계;
    상기 투수성 벽체를 통과한 지하수를 유류오염토양에 통과시켜, 유류오염토양으로부터 지하수로 유류를 용출시키는 단계; 및
    상기 유류오염토양을 통과한 지하수를 지면 위로 추출하는 단계;를 포함하고,
    상기 투수성 벽체에 포함된 제철부산물의 함량은,
    상기 투수성 벽체를 통과한 지하수를 유류오염토양에 통과시켜, 유류오염토양으로부터 지하수로 유류를 용출시키는 단계;의 상기 유류오염토양 100중량부에 대하여, 10중량부 이상, 및 200중랑부 이하인 것인,
    유류오염토양의 정화방법.
  2. 제 1항에서,
    상기 제철부산물에 포함되는 알카리 물질의 함량은,
    상기 제철부산물 총량 100중량%에 대하여 20중량% 이상인 것인,
    유류오염토양의 정화방법.
  3. 제 2항에서,
    상기 제철부산물에 포함되는 알카리 물질은,
    MgO, 또는 CaO를 포함하는 것인,
    유류오염토양의 정화방법.
  4. 삭제
  5. 제 1항에서,
    지중에 알카리 물질을 포함하는 제철부산물이 포함된 투수성 벽체를 설치하는 단계; 이전에,
    지하수 흐름과 평행하도록 차수벽을 설치하는 단계;를 더 포함하는 것인,
    유류오염토양의 정화방법.
  6. 제 1항에서,
    상기 투수성 벽체에 지하수를 통과시키는 단계;에 의하여,
    지하수의 pH가 9 이상, 및 12 이하로 조절되는 것인,
    유류오염토양의 정화방법.
  7. 지중에 알카리 물질을 포함하는 제철부산물이 포함된 투수성 벽체를 설치하는 단계;
    상기 투수성 벽체에 지하수를 통과시키는 단계;
    상기 투수성 벽체를 통과한 지하수에, 산화제를 주입하는 단계; 및
    상기 산화제가 주입된 지하수를 유류오염토양에 통과시켜, 유류오염토양을 정화하는 단계;를 포함하고,
    상기 투수성 벽체에 포함된 제철부산물의 함량은,
    상기 투수성 벽체를 통과한 지하수를 유류오염토양에 통과시켜, 유류오염토양으로부터 지하수로 유류를 용출시키는 단계;의 상기 유류오염토양 100중량부에 대하여, 10중량부 이상, 및 200중랑부 이하인 것인,
    유류오염토양의 정화방법.
  8. 제 7항에서,
    상기 제철부산물에 포함되는 알카리 물질의 함량은,
    상기 제철부산물 총량 100중량%에 대하여 20중량% 이상인 것인,
    유류오염토양의 정화방법.
  9. 제 8항에서,
    상기 제철부산물에 포함되는 알카리 물질은,
    MgO, 또는 CaO를 포함하는 것인,
    유류오염토양의 정화방법.
  10. 삭제
  11. 제 7항에서,
    지중에 알카리 물질을 포함하는 제철부산물이 포함된 투수성 벽체를 설치하는 단계; 이전에,
    지하수 흐름과 평행하도록 차수벽을 설치하는 단계;를 더 포함하는 것인,
    유류오염토양의 정화방법.
  12. 제 7항에서,
    상기 투수성 벽체에 지하수를 통과시키는 단계;에 의하여,
    지하수의 pH가 9 이상, 및 12 이하로 조절되는 것인,
    유류오염토양의 정화방법.
  13. 제 7항에서,
    상기 투수성 벽체를 통과한 지하수에, 산화제를 주입하는 단계;는,
    지하수 내 산화제의 농도가 2g/L 초과, 및 10g/L 이하가 되도록 산화제를 주입하는 것인,
    유류오염토양의 정화방법.
  14. 제 13항에서,
    상기 투수성 벽체를 통과한 지하수에, 산화제를 주입하는 단계;에서, 상기 지하수 내 알카리 물질에 의하여 산화제가 활성화되는 것인,
    유류오염토양의 정화방법.
  15. 제 14항에서,
    상기 산화제가 상기 알카리 물질에 의해 활성화되는 과정은, 염기와 산화제의 반응에 의한 라디칼 생성 반응을 포함하는 것인,
    유류오염토양의 정화방법.
  16. 제 15항에서,
    상기 투수성 벽체를 통과한 지하수에, 산화제를 주입하는 단계;의 산화제는, 과산화물(peroxide)인 것인,
    유류오염토양의 정화방법.
  17. 제 16항에서,
    상기 투수성 벽체를 통과한 지하수에, 산화제를 주입하는 단계;의 산화제는, 과황산나트륨(Sodium persulfate, Na2S2O8) 과산화수소(Hydrogen peroxide, H2O2), 과망간산칼륨(Potassium permanganate, KMnO4), 오존(O3)또는 이들의 혼합물인 것인,
    유류오염토양의 정화방법.
KR1020150172470A 2015-12-04 2015-12-04 유류오염토양의 정화 방법 KR101796239B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150172470A KR101796239B1 (ko) 2015-12-04 2015-12-04 유류오염토양의 정화 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150172470A KR101796239B1 (ko) 2015-12-04 2015-12-04 유류오염토양의 정화 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170066000A KR20170066000A (ko) 2017-06-14
KR101796239B1 true KR101796239B1 (ko) 2017-11-09

Family

ID=59218220

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150172470A KR101796239B1 (ko) 2015-12-04 2015-12-04 유류오염토양의 정화 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101796239B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220094976A (ko) * 2020-12-29 2022-07-06 고려대학교 산학협력단 지하수의 흐름제어 및 오염 확산방지 시스템

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109570223A (zh) * 2018-11-29 2019-04-05 中冶南方都市环保工程技术股份有限公司 一种化学氧化修复多环芳烃污染土壤的方法
CN115446101A (zh) * 2022-09-14 2022-12-09 西安交通大学 一种表面活性剂-高级氧化耦合处理含油污泥的方法与设备

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004330084A (ja) * 2003-05-07 2004-11-25 Kubota Corp 汚染土壌の原位置浄化方法及び浄化装置
JP2010524687A (ja) * 2007-05-04 2010-07-22 ソリューションズ アイイーエス インコーポレイテッド 土壌及び地下水浄化のための現場ｐＨ調整
KR101082166B1 (ko) * 2009-05-07 2011-11-09 서울대학교산학협력단 폐자원을 활용한 투수성 반응벽체

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004330084A (ja) * 2003-05-07 2004-11-25 Kubota Corp 汚染土壌の原位置浄化方法及び浄化装置
JP2010524687A (ja) * 2007-05-04 2010-07-22 ソリューションズ アイイーエス インコーポレイテッド 土壌及び地下水浄化のための現場ｐＨ調整
KR101082166B1 (ko) * 2009-05-07 2011-11-09 서울대학교산학협력단 폐자원을 활용한 투수성 반응벽체

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220094976A (ko) * 2020-12-29 2022-07-06 고려대학교 산학협력단 지하수의 흐름제어 및 오염 확산방지 시스템
KR102475074B1 (ko) * 2020-12-29 2022-12-07 고려대학교 산학협력단 지하수의 흐름제어 및 오염 확산방지 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170066000A (ko) 2017-06-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5042304B2 (ja) 土中の揮発性有機化合物を酸化させる方法
US9427786B2 (en) Chemical oxidation and biological attenuation process for the treatment of contaminated media
WO2021248741A1 (zh) 一种污染场地原位修复药剂及施工方法
CN109304363B (zh) 一种适用于石油污染土壤的化学修复药剂及其使用方法
EP2707154B1 (en) In-situ subsurface decontamination
CN104445570B (zh) 一种过硫酸盐-过氧化钙双氧化剂去除多环芳烃类物质甲基萘的方法
KR101831387B1 (ko) 유류오염토양의 원위치 정화 방법 및 유류오염토양의 원위치 정화 장치
CN111940485A (zh) 一种有机污染土壤化学氧化修复药剂
WO2006123574A1 (ja) 土壌及び／又は地下水の浄化方法
KR101796239B1 (ko) 유류오염토양의 정화 방법
US9616472B2 (en) Oxidation of contaminants
KR101235570B1 (ko) 화약류 및 중금속 복합 오염토 정화방법
CN111069260A (zh) 土壤和地下水中的非水相污染物的原位处理方法
CN106513431A (zh) 一种Fe(Ⅱ)/过碳酸钠协同降解土壤六六六的方法
CN106734163A (zh) 一种利用纳米零价铁/高铁酸钾联合修复有机氯污染土壤的方法
JP2004202357A (ja) 有機化合物汚染の浄化方法
US9126245B2 (en) Chemical oxidation and biological attenuation process for the treatment of contaminated media
KR101146785B1 (ko) 오염토양의 지상처리 복원방법
JP6626249B2 (ja) 金属汚染物質の原位置での化学固定化処理
JP4405692B2 (ja) 地下汚染領域の浄化方法
CN107381770B (zh) 一种中性条件下活化过氧化氢的水处理方法
KR101867729B1 (ko) 토양 및 지하수 정화용 조성물 및 이를 이용한 정화처리 방법
JP4095490B2 (ja) 化学物質による汚染の浄化方法
KR101196987B1 (ko) 오염토양을 지상 처리하여 복원하는 방법
US20050011830A1 (en) Gel-based remedial additive for remediation of environmental media and method of use

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant