KR102425792B1 - 토양 내 중금속 제거 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 중금속 오염 토양의 처리방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 중금속 오염 토양 내의 중금속 제거 방법에 관한 것이다.
본 발명은 비중 선별 방법을 이용한 여러 단계의 물리적 처리 기술을 적용함으로써 토양 내 중금속 제거 효율을 높일 뿐만 아니라, 토양 개선용 조성물을 함께 처리함으로써 토양의 중금속 용출 또한 방지할 수 있는 복합적 처리 방법인 바, 다양한 오염부지 환경에서 중금속을 효과적으로 정화할 수 있다.

Description

토양 내 중금속 제거 방법 {Method for removing heavy metals in soil}
본 발명은 중금속 오염 토양의 처리방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 중금속 오염 토양 내의 중금속 제거 방법에 관한 것이다.
토양 오염은 세계적 이슈로, 대체로 광산 활동, 야금 활동, 석유 정제, 교통, 화학 플랜트 공정 및 농업 생산과 같은 인간 활동에서 비롯된다. 이러한 토양 오염은 환경 법안이 충분히 마련되기 전에 발생했지만, 대부분이 오늘날까지도 해결되지 않고 있다. 우리나라 토양의 경우, 산업단지, 유류저장소, 휴폐광산, 군사지역, 매립지 등과 같이 더이상 방지할 수 있는 상태가 산재하고 있다. 오염된 토양은 지하나 하천 등으로 오염물질이 확산되어 가면서 오염된 지하수를 만들고, 이는 인간의 생명까지도 위협하고 있다. 중금속 오염 토양에서 자란 농작물이 납과 카드뮴 등으로 오염되어 먹거리 및 생활환경에 대한 불안이 확산되고 있다.
세계적으로 중금속 오염 토양의 복원기술은 유류 오염 토양 복원기술에 비해 아직 활성화되지 못하였다. 토양 중의 중금속은 분해되지 않고 축적되며 처리기술과 환경법규 상 여러가지 난해함이 남아있기 때문이다. 그러므로, 국내 중금속 오염 토양의 복원 시장을 활성화시키기 위한 기술개발은 매우 중요하다.
중금속 토양 오염은 경제·산업 활동에 의하여 발생할 뿐 아니라 광물 등 자연적으로 존재하는 금속 입자에 의해서도 발생할 수 있으며, 현행 토양오염공정시험법은 가용성·난용성 금속 성분 모두를 오염물로 규정하여 규제하고 있다. 토양 중의 금속 성분은 자연적으로 분해되지 않기 때문에 오염 토양으로부터 분리 제거해야 한다. 중금속 오염 토양의 정화 기술은 크게 토양 중의 오염물질을 분리, 추출하거나 오염된 토양을 고형화, 안정화하는 방법 등으로 대별할 수 있다. 다만, 중금속 오염 토양의 정화는 단독 기술로서는 국내 환경기준치 이하로 처리하기 어렵다.
이러한 배경 하에, 본 발명자들은 중금속 오염 토양 내의 중금속을 효율적으로 제거하는 방법을 개발하기 위하여 예의 노력한 결과, 비중 선별 기술 및 안정화 공법을 결합한 복합 공정을 통해 중금속을 직접적으로 제거함과 동시에 잔류 오염물질의 유동성 및 독성이 낮은 형태로 변환시킬 수 있는 것을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 (a) 중금속 오염 토양을 입도가 2 내지 5mm인 군; 및 입도가 2mm 미만인 군;으로 분리하는 1차 전처리 공정; (b) 상기 입도 2 내지 5mm 군의 토양을 입도 2mm 미만으로 분쇄하는 2차 전처리 공정; (c) 1차 및 2차 전처리 공정을 수행한 토양을 스파이럴 분급기(spiral separator)에 투입하는 과정을 4번 반복하는 중금속 분리 공정; 및 (d) 토양 개선용 조성물을 처리하는 마무리 공정;을 포함하는, 중금속 오염 토양의 처리방법을 제공하는 것이다.
이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 한편, 본 발명에서 개시된 각각의 설명 및 실시형태는 각각의 다른 설명 및 실시 형태에도 적용될 수 있다. 즉, 본 발명에서 개시된 다양한 요소들의 모든 조합이 본 발명의 범주에 속한다. 또한, 하기 기술된 구체적인 서술에 의하여 본 발명의 범주가 제한된다고 볼 수 없다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양태는, (a) 중금속 오염 토양을 입도가 2 내지 5mm인 군; 및 입도가 2mm 미만인 군;으로 분리하는 1차 전처리 공정; (b) 상기 입도 2 내지 5mm 군의 토양을 입도 2mm 미만으로 분쇄하는 2차 전처리 공정; (c) 1차 및 2차 전처리 공정을 수행한 토양을 스파이럴 분급기(spiral separator)에 투입하는 과정을 4번 반복하는 중금속 분리 공정; 및 (d) 토양 개선용 조성물을 처리하는 마무리 공정;을 포함하는, 중금속 오염 토양의 처리방법을 제공한다.
본 발명의 용어 "중금속 오염 토양"은 중금속의 혼입으로 발생한 오염된 토양을 의미하며, 상기 중금속은 납(Pb), 구리(Cu), 아연(Zn), 카드뮴(Cd), 비소(As), 수은(Hg)을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 용어 중금속 오염 토양은 "중금속 오염토" 또는 "오염 토양" 등의 용어와 혼용 가능하다.
본 발명은 중금속 오염 토양에 대하여 비중 차이를 이용한 최적의 중금속 제거 공법으로서 스파이럴 분급기(spiral separator) 분리 방법을 적용하였다.
본 발명의 용어 "스파이럴 분급기(spiral separator)"는 비중에 따라 입자를 분급할 수 있는 기계적 분급기의 한 종류이다. 구체적으로, 분급기 최상 단에 중금속이 함유된 토양을 용수와 함께 슬러리(slurry)화 하여 투입하면 중력에 의해 나선형으로 된 스파이럴을 돌면서 흐르게 되는데, 이때 입자가 가볍고 미세한 토양과 대부분의 물은 스파이럴 바깥쪽으로 돌며 내려오고, 입자가 비교적 조립인 토양의 일부와 토양 내의 중금속은 스파이럴의 가장 안쪽으로 회전하며 내려오는 원리를 이용한다. 토양 내 중금속의 처리와 관련하여, 비중 선별에 적용되는 장비는 여러 종류가 있으나, 본 발명의 스파이럴 분급기를 핵심 공정에 적용할 경우 대량 처리에 적합하고, 운전 관리가 용이하며, 경제적인 선별이 가능하다.
상기 스파이럴 분급기의 경사각(angle of through slope)은 중금속과 다른 물질을 분리하는데 있어서 매우 중요한 요소가 된다. 경사각의 결정은 처리하고자 하는 물질의 종류, 물질 중 회수하고자 하는 물질의 종류 및 양 등에 따라 결정된다. 본 발명의 토양 중 중금속의 제거 공정의 경우, 중금속 함량이 대부분 1,000 내지 3,000 ppm 미만인 경우가 대부분이므로, 본 발명의 스파이럴 분급기의 경사각은 7˚ 내지 9˚ 로 완만하게 하여 예리한 분리가 되도록 하는 것이 바람직하나, 이에 제한되지 않는다.
상기 스파이럴 분급기에 중금속 오염 토양을 투입하는 경우, 투입되는 토양의 입도는 최대 2mm 이하를 유지하여야 하며, 최소 0.03mm 이상을 유지하여야 한다. 따라서, 투입되는 토양의 입도가 상기 조건을 만족하지 않을 때에는 스파이럴 분급기에 투입 전에 사전 분쇄 등의 전처리 공정을 거쳐야 한다. 또한, 투입되는 토양의 입도 분포는 스파이럴 분급기 내에서의 플로우(flow) 상 안정성을 유지하는 데에도 매우 중요하다. 이에, 본 발명에서는 중금속 오염 토양을 스파이럴 분급기에 투입하기 전에 1차 및 2차 전처리 공정을 거친다.
구체적으로, 중금속 오염 토양을 입도가 2 내지 5mm인 군; 및 입도가 2mm 미만인 군;으로 분리하는 1차 전처리 공정 및 상기 입도 2 내지 5mm 군의 토양을 입도 2mm 미만으로 분쇄하는 2차 전처리 공정을 수행한다.
토양 중에는 다양한 양의 점토(clay) 성분의 미네랄 등이 대부분 슬라임(slime) 상태로 존재하므로, 스크러빙(scrubbing)을 통해 탈착과 세척을 거쳐 점토 성분을 사전 제거해야 하며, 또한, 잡초나 일반 생활쓰레기와 같은 유기물질도 오염 토양의 채취 과정에서 동반하므로, 스파이럴 분급기 투입 전에 스크리닝을 통해 제거해야 한다. 일반적으로, 입도가 5mm 초과하는 토양 입자에서는 중금속 함유 가능성이 거의 없으므로 분리하여 제거하고, 입도가 2 내지 5mm인 군 및 입도가 2mm 미만인 군으로 분리한다. 다음으로, 스파이럴 분급기에서의 안정적인 흐름과 분리에 최적인 입도 조성을 형성하기 위하여, 상기 입도 2 내지 5mm 군의 토양을 마광(grinding) 공정을 거쳐 입도 2mm 미만으로 분쇄한다. 이러한 전처리 공정을 수행함에 따라 중금속 분리에 최적인 토양의 상태가 된다.
다음으로, 1차 및 2차 전처리 공정을 수행한 토양을 스파이럴 분급기에 투입하는 과정을 4번 반복하는 중금속 분리 공정을 수행한다. 이때, 가능한 한 토양의 투입량을 균일하게 유지하여야 하며, 투입 토양을 물과 혼합하여 슬러리(slurry)화 하여 투입하게 되므로, 투입하는 토양의 펄프 농도(pulp density)가 스파이럴 분급기에서의 분리 효율에 영향을 주게 된다.
본 발명의 상기 용어 "펄프 농도(pulp density)"는 광물과의 함유 비율로서, 토양이 물 속에 들어있는 슬러리 형태를 이루고 있는 상태에서 슬러리 속에 들어있는 광석 고형물의 중량 백분율을 의미한다.
본 발명의 중금속 분리 공정에서, 1차 투입 시 토양의 펄프 농도(pulp density)는 25 중량%, 2차 투입 시 토양의 펄프 농도는 20 중량%, 3차 투입 시 토양의 펄프 농도는 15 중량%, 및 4차 투입 시 토양의 펄프 농도는 15 중량%일 수 있다. 4회의 분리 공정이 진행될 수록 제거 대상 중금속의 입자 크기가 세립화 되는 바, 중금속 제거율 및 선택성 저하의 요인이 된다. 이에, 본 발명에서는 각 분리 공정이 진행될 수록 토양의 펄프 농도를 낮추어 조정함으로써 중금속 제거 효율을 높일 수 있다.
본 발명의 구체적인 일 구현예에서는, 상기 펄프 농도 조건으로 공정을 수행한 실시예 1, 스파이럴 분급기에 투입하는 토양의 펄프 농도를 25 중량%로 일정하게 하여 4차 중금속 분리 공정을 진행한 비교예 1, 스파이럴 분급기에 투입하는 토양의 펄프 농도를 15 중량%로 일정하게 하여 4차 중금속 분리 공정을 진행한 비교예 2, 스파이럴 분급기에 투입하는 토양의 펄프 농도를 20 중량%로 하고, 스파이럴 분급기에 투입하는 과정을 4회가 아닌 1회만 시행한 비교예 3 공정의 중금속 제거율을 비교하였다 (실험예 2). 그 결과, 비교예 1-3 공정은 실시예 1 공정에 비하여 현저히 낮은 제거율을 나타낸 바, 스파이럴 분급기 투입 공정을 4회 반복함으로써 중금속의 비중 선별 효율이 증가하며, 점차 토양의 펄프 농도를 낮추어 조정하면서 투입해야 중금속 제거에 효과적임을 알 수 있었다.
중금속 분리 공정을 수행함에 따라 토양 내에 함유된 납(Pb) 및 구리(Cu)를 물리적으로 최대한 제거한 후, 추가적인 안정화(stabilization) 공정을 거쳐 중금속을 토양에 고정시킴으로써 토양 속에 혹시 남아있을지 모를 잔류 중금속에 의한 추가 오염을 방지할 수 있다. 이에, 본 발명에서는 토양 개선용 조성물을 처리하는 안정화 공정을 수행한다.
본 발명의 용어 "안정화"는 오염물질을 토양으로부터 직접적으로 제거하지는 않지만, 오염 물질을 유동성, 독성, 용해성이 낮은 형태로 변환시켜 토양에서 기인하는 잠재적 위해성을 감소시키는 기법이다.
상기 토양 개선용 조성물은 석회석(CaCO3), 소석회(Ca(OH)2), 산화제2철(Fe2O3), 및 황화철(FeS)을 포함하며, 구체적으로, 석회석 35 내지 45 중량%, 소석회 25 내지 35 중량%, 산화제2철 15 내지 25 중량%, 및 황화철 5 내지 15 중량%를 포함할 수 있고, 더욱 구체적으로, 석회석 40 중량%, 소석회 30 중량%, 산화제2철 20 중량%, 및 황화철 10 중량%를 포함할 수 있다.
본 발명의 구체적인 일 구현예에서는, 상기 중량비에 따라 각 성분을 포함하는 실시예 2 조성물, 및 이와 상이한 함량으로 각 성분을 포함하는 비교예 4-6 조성물의 토양 안정화 효율을 비교하였다 (실험예 3). 그 결과, 실시예 2 조성물을 처리한 경우의 수은 및 카드뮴 용출 저감 효율이 가장 높은 것을 확인한 바, 본 발명은 가장 효과적인 중금속 안정화 효율을 나타내는 석회석, 소석회, 산화제2철 및 황화철을 포함하는 토양 개선용 조성물의 혼합 조건을 규명하였다.
본 발명의 상기 석회석, 소석회, 산화제2철 및 황화철은 100 mesh 채를 통과시켜 균질화 한 것을 이용할 수 있으며, 시중에 판매되는 제품을 구입하여 사용하는 등 그 수득 방법은 제한되지 않는다.
본 발명의 중금속 오염 토양의 처리방법은 중금속 오염 토양에서 납(Pb) 제거율 85 내지 95%, 및 구리(Cu) 제거율 80 내지 90%를 나타내는 것을 특징으로 할 수 있다. 본 발명의 구체적인 일 구현예에서는, 4 단계의 중금속 분리 공정을 거침에 따라 점차 감소하여 최종적으로 Pb 91.0%, Cu 83.0%를 제거하게 되며, 최종 산출되는 정화토의 예상 중금속 함량은 Pb 307 ppm, Cu 386 ppm임을 확인하였다.
본 발명의 중금속 오염 토양의 처리방법은, (e) 탈수 처리 공정을 추가로 포함할 수 있다.
상기 탈수 처리 공정은 구체적으로, 정화된 토양을 농축하는 공정을 통해 고형 중량 농도를 높인 다음 필터 프레스(filter press)로 이송하여 탈수하는 것이다. 탈수 처리 공정을 수행하는 경우, 최종 정화토는 cake 상태로 배출된다.
본 발명은 비중 선별 방법을 이용한 여러 단계의 물리적 처리 기술을 적용함으로써 토양 내 중금속 제거 효율을 높일 뿐만 아니라, 토양 개선용 조성물을 함께 처리함으로써 토양의 중금속 용출 또한 방지할 수 있는 복합적 처리 방법인 바, 다양한 오염부지 환경에서 중금속을 효과적으로 정화할 수 있다.
이하 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예에 국한되는 것은 아니다.
실험예 1. 전처리 공정
토양 중에는 다양한 양의 점토(clay) 성분의 미네랄 등이 대부분 슬라임(slime) 상태로 존재하므로, 스크러빙(scrubbing)을 통해 탈착과 세척을 거쳐 점토 성분을 사전 제거해야 하며, 또한, 잡초나 일반 생활쓰레기와 같은 유기물질도 오염 토양의 채취 과정에서 동반하므로, 스파이럴 분급기 투입 전에 스크리닝을 통해 제거해야 한다. 일반적으로, 입도가 5mm 초과하는 토양 입자에서는 중금속 함유 가능성이 거의 없으므로 분리하여 제거하고, 입도가 2 내지 5mm인 군 및 입도가 2mm 미만인 군으로 분리한다.
다음으로, 스파이럴 분급기(spiral separator)에서의 안정적인 흐름과 분리에 최적인 입도 조성을 형성하기 위하여, 상기 입도 2 내지 5mm 군의 토양을 마광(grinding) 공정을 거쳐 입도 2mm 미만으로 분쇄한다.
실험예 2. 중금속 분리 공정의 효율 평가
실험예 2-1. 실시예 1 공정의 중금속 제거율
상기 전처리 공정에서 중금속 분리에 최적인 상태로 하여 스파이럴 분급기에 투입하게 된다. 이때, 가능한 한 토양의 투입량을 균일하게 유지하여야 하며, 투입 토양을 물과 혼합하여 슬러리(slurry)화 하여 투입하게 되므로, 투입하는 토양의 펄프 농도(pulp density)가 스파이럴 분급기에서의 분리 효율에 영향을 주게 된다.
구체적으로, 1차 투입 시 토양의 펄프 농도는 25 중량%, 2차 투입 시 토양의 펄프 농도는 20 중량%, 3차 투입 시 토양의 펄프 농도는 15 중량%, 및 4차 투입 시 토양의 펄프 농도는 15 중량%로 하여 스파이럴 분급기에 투입하고, 각 투입 단계 별 중금속 (Pb, Cu) 제거율 변화 및 각 단계 별 정화토(purified soil)의 중금속 함량을 ppm 단위로 산출하였다.
Process Solid (ton/hr) Metal Content Removal Rate (%) Unit Removal Rate (%) Purified Soil 예상 중금속 함량 (ppm)
Pb
(kg/hr)		 Cu
(kg/hr)		 Pb Cu Pb Cu Pb Cu
Spiral Feed 44.5 ton/hr 133.5 89.0 - - - - 3,000 2,000
1st Spiral Stage Heavy: 2.2 69.40 42.70 52.0 48.0 52.0 48.0 - -
Light: 22.3 4.66 7.00 - - - - 209 314
2nd Spiral Stage Heavy: 1.5 30.71 17.80 23.0 20.0 51.7 45.3 - -
Light: 7.5 2.67 3.50 - - - - 356 467
3rd Spiral Stage Heavy: 1.2 16.02 9.79 12.0 11.0 41.0 34.0 - -
Light: 6.5 2.70 3.00 - - - - 415 462
4th Spiral Stage Heavy: 0.4 5.34 3.56 4.0 4.0 26.2 22.2 - -
Light: 2.9 2.00 1.65 - - - - 690 569
Over All Heavy: 5.3 121.47 73.85 91.0 83.0 - - - -
Light: 39.2 12.03 15.15 - - - - 307 386
그 결과 상기 표 1에 나타난 바와 같이, 전처리 공정만을 거친 중금속 오염 토양 내의 납(Pb)과 구리(Cu)의 함량은 4 단계의 중금속 분리 공정을 거침에 따라 점차 감소하여 최종적으로 Pb 91.0%, Cu 83.0%를 제거하게 되며, 최종 산출되는 정화토의 중금속 함량은 Pb 307 ppm, Cu 386 ppm으로 예상된다.
실험예 2-2. 비교예 1 공정의 중금속 제거율
상기 실시예 1 공정 중, 스파이럴 분급기에 투입하는 토양의 펄프 농도를 25 중량%로 일정하게 하여 4차 중금속 분리 공정을 진행한 점을 제외하면, 나머지 조건은 그대로 하여 비교예 1 공정의 최종적인 중금속 제거율을 측정하였다.
그 결과, 비교예 1 공정의 중금속 제거율은 Pb 56.2%, Cu 49.8%로 나타난 바, 실시예 1 공정에 비하여 현저히 낮은 제거율인 것을 알 수 있었다. 즉, 토양에 포함되어 있는 중금속의 함량이 ppm 단위이므로, 상대적으로 저농도의 펄프 농도로 토양을 투입하는 것이 효과적임을 유추할 수 있다.
실험예 2-3. 비교예 2 공정의 중금속 제거율
비교예 1 공정의 실험 결과에 따라, 저농도의 펄프 농도를 유지하는 것이 중금속의 분리에 효과적임을 확인하기 위하여, 스파이럴 분급기에 투입하는 토양의 펄프 농도를 15 중량%로 일정하게 하여 4차 중금속 분리 공정을 진행한 후, 비교예 2 공정의 최종적인 중금속 제거율을 측정하였다.
그 결과, 비교예 2 공정의 중금속 제거율은 Pb 77.3%, Cu 71.0%로 나타난 바, 비교예 1 공정에 비해서는 제거율이 증가하였으나, 여전히 실시예 1 공정에 비해서는 낮은 제거율임을 알 수 있었다.
이러한 결과는, 스파이럴 분급기 투입 공정을 4회 반복하여 진행하는 경우 각 단계가 거듭 될수록 제거하고자 하는 중금속의 입자 크기가 감소하고 선택성이 저하되므로, 점차 토양의 펄프 농도를 낮추어 조정하면서 투입해야 중금속 제거에 효과적임을 의미한다.
실험예 2-4. 비교예 3 공정의 중금속 제거율
상기 실시예 1 공정 중, 스파이럴 분급기에 투입하는 토양의 펄프 농도를 20 중량%로 하고, 스파이럴 분급기에 투입하는 과정을 4회가 아닌, 1회만 시행한 후의 비교예 3 공정의 최종적인 중금속 제거율을 측정하였다.
그 결과, 비교예 3 공정의 중금속 제거율은 Pb 51.3%, Cu 45.2%로 나타난 바, 실시예 1 공정에 비하여 현저히 낮은 제거율인 것을 알 수 있었다. 즉, 스파이럴 분급기 투입 공정을 4회 반복함으로써 중금속의 비중 선별 효율이 현저히 증가함을 유추할 수 있다.
실험예 2. 토양 개선용 조성물의 처리
상술한 중금속 분리 공정을 통해 납 및 구리를 물리적으로 제거한 후, 추가적인 안정화(stabilization) 공정을 거쳐 중금속을 토양에 고정시킴으로써 토양 속에 잔류한 중금속이 지하수로 이동하는 것을 방지할 수 있다. 이에, 다음 표 2의 중량비에 따라 석회석(CaCO3), 소석회(Ca(OH)2), 산화제2철(Fe2O3), 및 황화철(FeS)을 혼합하여 실시예 2 및 비교예 4-6 토양 개선용 조성물을 제조하였다 (단위: 중량%). 각 성분은 100 mesh 채를 통과시켜 균질화 한 것을 사용하였다.
실시예 2 비교예 4 비교예 5 비교예 6
석회석 40 25 30 10
소석회 30 25 10 20
산화제2철 20 25 40 30
황화철 10 25 20 40
다음으로, 상기 각 조성물에 의한 수은(Hg) 및 카드뮴(Cd)의 용출 저감 효과를 평가하였다. 구체적으로, 용출액은 산성강우 조건을 고려하여 pH 6으로 적정한 증류수를 사용하였으며, 중금속 제거 공정을 거친 토양 1kg에 각 조성물을 3 중량% 투입하여 전동 롤러를 이용하여 10분 간 150rpm으로 혼합하였다. 플라스크에 각 조성물을 투입한 토양 50g과 용출액 150ml을 1:3 중량비로 혼합하여 150rpm으로 2시간 용출하고 20시간 동안 정치한 후, 용출액의 상등액을 채취하여 중금속 농도를 측정하였다. 각 조성물을 투입한 토양의 중금속 용출 농도와 조성물을 첨가하지 않은 토양의 용출 농도를 비교하여, 중금속 안정화 효율은 다음 식을 이용하여 계산하였다 (C0: 조성물을 첨가하지 않은 토양의 중금속 용출 농도, Cs: 조성물을 첨가한 토양의 중금속 용출 농도).
Stabilization efficiency(%) = (C0 - Cs) / C0 x 100
안정화 효율 (%)
수은(Hg) 카드뮴(Cd)
실시예 2 78.4 62.8
비교예 4 59.0 51.3
비교예 5 64.0 59.6
비교예 6 52.6 43.5
그 결과 상기 표 3에 나타난 바와 같이, 실시예 2 조성물을 처리한 경우의 수은 및 카드뮴 용출 저감 효율이 가장 높은 것을 확인하였다. 그에 반해, 석회석(CaCO3), 소석회(Ca(OH)2), 산화제2철(Fe2O3), 및 황화철(FeS)의 함량비를 상이하게 포함하는 비교예 4-6 조성물을 처리한 경우, 안정화 효율이 60% 미만으로 실시예 2 조성물을 처리한 경우에 비하여 낮은 것을 알 수 있었다. 즉, 본 발명은 가장 효과적인 중금속 안정화 효율을 나타내는 석회석, 소석회, 산화제2철 및 황화철을 포함하는 토양 개선용 조성물의 혼합 조건을 규명하였다.
이상의 설명으로부터, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이와 관련하여, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (5)

  1. (a) 중금속 오염 토양을 입도가 2 내지 5mm인 군; 및 입도가 2mm 미만인 군;으로 분리하는 1차 전처리 공정;
    (b) 상기 입도 2 내지 5mm 군의 토양을 입도 2mm 미만으로 분쇄하는 2차 전처리 공정;
    (c) 1차 및 2차 전처리 공정을 수행한 토양을 스파이럴 분급기(spiral separator)에 투입하는 과정을 4번 반복하는 중금속 분리 공정;
    (d) 토양 개선용 조성물을 처리하는 안정화 공정; 및
    (e) 탈수 처리 공정;을 포함하고,
    상기 (c) 중금속 분리 공정에서, 1차 투입 시 토양의 펄프 농도는 25 중량%, 2차 투입 시 토양의 펄프 농도는 20 중량%, 3차 투입 시 토양의 펄프 농도는 15 중량%, 및 4차 투입 시 토양의 펄프 농도는 15 중량%이며,
    상기 (d) 토양 개선용 조성물은 석회석(CaCO3) 40 중량%, 소석회(Ca(OH)2) 30 중량%, 산화제2철(Fe2O3) 20 중량%, 및 황화철(FeS) 10 중량%를 포함하며,
    상기 스파이럴 분급기의 경사각은 7˚ 내지 9˚이며,
    납(Pb) 제거율 91 내지 95%, 및 구리(Cu) 제거율 83 내지 90%를 나타내는 것을 특징으로 하는, 중금속 오염 토양의 처리방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101129876B1 (ko) * 2011-07-04 2012-03-23 한국농어촌공사 고농도 중금속 오염 토양의 복합적 정화방법

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