KR20040015855A - In-Situ immobilization of heavy-metal contaminated soil by electrokinetic phosphoric acid injection - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명의 목적은 납으로 오염된 토양에서 동전기를 이용하여 인을 함유한 혼합용액을 주입함으로써 효과적으로 납을 원위치에서 고정화시켜 불용성으로 만듬으로써 오염된 토양을 정화하는 방법에 관한 것이다.An object of the present invention relates to a method for purifying contaminated soil by making lead insoluble by effectively injecting a mixed solution containing phosphorus in a soil contaminated with lead by incorporating phosphorus.
중금속으로 오염된 토양과 지하수에 현재 사용되고 있는 원위치 정화기술에는 고형화와 안정화(solidification/stabilization), 토양세정법(in-situ soil flushing) 등이 사용되고 있다. 그러나 저투성 세립질 토양의 경우 기존의 정화방법으로도 정화효율 달성이 어렵다. 시멘트 또는 인회석등을 주로 이용하는 고형화 기법은 토양을 교란시켜 혼합함으로써 오염영역 상부에 구조물 등이 있을 경우에는 적용이 어렵다. 또한 기존의 동전기 방법은 추출만을 목적으로 실시하여 정화기간이 장시간 소요되어 정화비용이 증대되는 단점이 있다. 따라서 기존의 중금속 오염토양 및 지하수 정화 기술의 한계를 보완할 수 있으며 세립토에 적용할 수 있는 비용효율적인 정화기술 개발이 필요하다.In situ purification techniques currently used for heavy metal contaminated soils and groundwater include solidification / stabilization and in-situ soil flushing. However, in the case of low permeable fine soils, it is difficult to achieve the purification efficiency even by the conventional purification method. The solidification technique, which mainly uses cement or apatite, is difficult to apply when there is a structure on top of the contaminated area by disturbing and mixing the soil. In addition, the conventional electrokinetic method has a disadvantage in that the purification cost is increased by taking a long time for the purpose of extraction only. Therefore, the limitations of existing heavy metal contaminated soil and groundwater purification technology can be supplemented, and a cost-effective purification technology that can be applied to fine grain soil is needed.
동전기 공법은 전기삼투와 이온 이동현상을 이용하여 투수성이 매우 낮은 점성토 지반으로부터 오염물질을 효과적으로 제거할 수 있는 방법으로 평가되고 있다.The electrokinetic method is evaluated as an effective method for removing contaminants from viscous soils with very low permeability using electroosmotic and ion transport phenomena.
동전기 정화는 토양에 전도성 전극을 삽입하고 직류전류를 가하여 각각의 극성을 가진 오염물을 그 극성의 반대 전극으로 이동시켜 전극부에서 제거하는 방법이다. 이러한 일반적인 동전기 정화 시 가장 문제점은 전기적 음극 쪽으로 이동하던 중금속 이온은 음극에서 양극으로 향하는 수산기 이온을 만나서 중금속의 종류에 따라 그들의 용해도 영역 이상의 농도는 대부분 수산화 침전하여 음극배출수로 오염물질이 이동되지 않는다는 것이다. 이를 보완하기 위하여 여러 가지 향상기법들이 사용되어 왔으며 대개는 음극에서 산을 이용하여 pH 저하를 유도하는 방법과 착화제를 주입하는 기법을 사용하고 있다. 음극에서 착화제 주입기법으로 가장 많은 빈도를 기록하고 있는 기법은 EDTA 주입기법이다. 그러나 이러한 향상기법들도 완전히 중금속 오염물을 시료의 외부로 제거하기에는 많은 문제점을 가지고 있음이 기존 연구에서도 밝혀졌다. 특히 납은 그 특성상 추출이 어려운 중금속이다. 따라서, 추출이 용이하지 않거나 비경제적인 경우 원위치 고정화 방법을 이용하여 오염토양과 지하수를 비용 효율적으로 정화할 수 있다.Electrokinetic purification is a method of inserting a conductive electrode into the soil and applying a direct current to remove contaminants of each polarity to the opposite electrode of its polarity and remove it from the electrode portion. The most serious problem in the general electrokinetic purification is that heavy metal ions that have migrated toward the electrical cathode meet hydroxyl ions from the cathode to the anode. will be. In order to compensate for this, various enhancement techniques have been used. In general, a method of inducing a pH reduction using an acid at a cathode and a technique of injecting a complexing agent are used. The most frequently recorded technique of complexing agent injection at the cathode is EDTA injection. However, previous studies have shown that these enhancement techniques also have many problems to completely remove heavy metal contaminants out of the sample. In particular, lead is a heavy metal that is difficult to extract due to its characteristics. Therefore, when extraction is not easy or economical, contaminated soil and groundwater can be purified cost-effectively using an in situ fixing method.
본 발명과 관련된 대표적인 종래의 기술은 다음과 같다.Representative conventional techniques related to the present invention are as follows.
먼저 전기장을 이용하여 오염토양을 정화하는 방법으로 Brodsky와 Ho(1995)는 '오염된 흙의 원위치 정화'와 '불균질한 흙의 원위치 오염정화'의 제목으로 유사한 2개의 특허(미국특허 : 제5398756호(1995. 3. 21), 제5476992호(1995. 12. 19))를 취득하였다. 먼저 '오염된 흙의 원위치 정화'는 오염된 토양 사이에 적어도 하나이상의 액체 투수영역을 형성시켜 전기삼투에 의해 오염물을 제거하는 것이 주요 내용이다. 주요 청구사항은 액체 투수영역의 형성과 다양한 첨가제의 주입이다. '불균질한 흙의 원위치 오염정화'는 이전의 것과 유사한 내용과 방법을 제시하고 있으나 동수경사를 이방성 흙에 적용하여 동수흐름을 유발시킨다는 것에 차이를 두고 있다. 또한 동수경사를 주기적으로 방향을 바꿔서 적용하고, 전기삼투 흐름방향을 역전시키는 기술도 조합하여 적용할 수 있다. 청구사항에는 이방성 흙에 동수경사를 적용하는 것과 동수경사와 전기삼투 흐름의 주기적인 교환이 포함되어 있으며, 국내에서 '오염된 이성분 토양의 원지구제'(대한민국 특허공고제10-0193917호(1999. 02. 05))란 제목으로 특허등록되어 있다. 미국특허 제5,616,235호(1997. 4. 01)에서는 지반강도를 증진시킬 목적으로 양이온성 물질과 음이온성 물질을 각각 음극과 양극을 통해서 주입하는 것을 제안하였다. 그러나 납의 원위치 고정화를 위한 사항은 없으며 본 발명에서의 특징은 염소성분을 주입하지 않았다.First, as a method of purifying contaminated soil using electric fields, Brodsky and Ho (1995) described two similar patents entitled 'In-situ Purification of Contaminated Soil' and 'In-situ Purification of Inhomogeneous Soil'. 5398756 (March 21, 1995) and 5476992 (December 19, 1995) were acquired. First, the 'in-situ purification of contaminated soil' is to remove contaminants by electroosmotic by forming at least one liquid permeation zone between contaminated soils. The main claims are the formation of liquid permeable zones and the injection of various additives. 'In situ contamination purification of heterogeneous soil' suggests similar contents and methods as the previous one, but the difference is that hydrophobic gradient is applied to anisotropic soil to induce the flow of water. In addition, it is also possible to apply the same inclination periodically to change the direction, and to reverse the direction of the electroosmotic flow. Claims include the application of hydraulic gradients to anisotropic soils and the periodic exchange of hydraulic gradients and electroosmotic flows, and in Korea, the `` Remedy of Contaminated Bicomponent Soils '' (Korea Patent Publication No. 10-0193917 (1999) 02. 05)) under the title. U.S. Patent No. 5,616,235 (April 01, 1997) proposes to inject a cationic material and an anionic material through a cathode and an anode, respectively, to enhance the ground strength. However, there is no matter for in situ fixation of lead and the feature of the present invention is not injected with chlorine.
대한민국 특허공고 제10-0341957호(2002. 6. 12)의 '석유계 기름오염토양의 정화 방법 및 장치'에서는 동전기의 전기삼투에 의해 수산라디칼을 오염지역을 통과시킴으로써 토양내에 존재하는 기름 오염물을 수산라디칼에 의해 산화분해하는 방법으로 특허취득하였고, 대한미국 특허 공개특허 특2001-0088497호(2001. 09. 28)의 '전기장에 의한 오염토양의 생분해에 이용되는 영양분과 전자수용체의 주입방법'에서는 오염물질 분해를 위한 미생물의 영양분과 전자수용체의 주입방법으로 동전기를 이용하였다. 그러나 이러한 특허내용은 유기물에 국한한 것이다. 무기물 오염물에 대한 것으로는 대한민국 특허공고 10-0321857호(2002. 01. 10)의 '전기동력에 의한 슬러지에서 유해중금속 제거방법'에서 전기동력을 이용하여 하·폐수 슬러지에서 중금속을 제거하는 방법을 제안하였으며, 대한민국 특허공고 10-0321857호(2001. 05. 09)의 '방사성 폐기물 드럼내 오염토양을 동전기적 방법으로 제염하는 방법과 장치'에서는 동전기를 이용하여 드럼내의 방사성 물질을 제거하는 방법으로 특허취득하였는데 이는 모두 지중내 처리가 아닌 지상처리 방법에 국한한 것이다.In Korean Patent Publication No. 10-0341957 (June 12, 2002), 'Method and Apparatus for Purifying Oil-Oiled Soils', Oil Contaminants in Soil by Passing Oxygen Radicals through Contaminated Area by Electro-osmosis of Electrokinetic Was obtained by oxidative decomposition by hydroxyl radical, and the method of injecting nutrients and electron acceptors used for biodegradation of contaminated soil by electric field in Korean Patent Application Laid-Open No. 2001-0088497 (2001. 09. 28) 'Used electrokinesis as a method of injecting microorganisms' nutrients and electron acceptors to decompose pollutants. However, these patents are limited to organic matter. As for inorganic contaminants, the method of removing heavy metals from sewage and wastewater sludge using electric power is described in 'How to remove harmful heavy metals from sludge by electric power' in Korean Patent Publication No. 10-0321857 (2002. 01. 10). In Korean Patent Publication No. 10-0321857 (2001. 05. 09), the method and apparatus for decontaminating contaminated soil in radioactive waste drums by electrokinetic method are used to remove radioactive substances in drums using electrokinetic machines. Patents were obtained, which were all limited to ground treatment methods, not underground treatment.
그러나 이러한 특허는 오염물의 추출을 목적으로만 할 뿐 본 발명의 원위치 고정화에 대한 기술은 포함되어 있지 않다.However, these patents are only for the purpose of extracting contaminants and do not include the technique for in situ fixation of the present invention.
대한민국 공개특허 특1997-0065687(1997. 10. 13)에서는 중금속으로 오염된 토양을 화학약품으로 안정화처리하여 중금속을 불용화하는 방법으로서 황화물 또는 알칼리물질을 첨가하여 금속황화물 또는 금속수산화물을 생성시켜 불용화하고 생성물이 분해되어 재용출되는 것을 방지하기 위하여 불용화보조처리제를 투여하는 중금속 안정화 방법을 특허출원하였다. 대한민국 특허공고 특0134078 (1997. 12. 27)의 '오염 토양중의 중금속류를 불용화 시키는 방법과 그의 장치'에서는 전기장을 이용하여 유화나트륨 또는 유산철의 수용액을 전기삼투에 의해 주입하여 중금속과의 화학반응을 유도하여 불용화 시키는 방법으로 특허 취득하였다. 이러한 특허는 본 발명에서 제안한 방법과는 화학적 반응 메커니즘이 다른 방법으로 중금속을 불용화 시키는 방법을 제안하였고, 토양의 pH와 같은 환경적 특성 변화를 고려하지 않았다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 1997-0065687 (October 13, 1997) is a method of stabilizing soil contaminated with heavy metals with chemicals to inactivate heavy metals and adding metal sulfides or alkalis to form metal sulfides or metal hydroxides. And a heavy metal stabilization method for administering an insolubilizing adjuvant to prevent degradation and re-elution of the product. In Korean Patent Publication No. 0134078 (December 27, 1997), 'Method and apparatus for insolubilizing heavy metals in contaminated soil', an aqueous solution of sodium emulsion or iron lactate is injected by electroosmotic using an electric field. The patent was obtained by inducing and insolubilizing a chemical reaction. This patent proposes a method of insolubilizing heavy metal in a chemical reaction mechanism different from that proposed in the present invention, and does not consider environmental property changes such as pH of the soil.
종래의 발명은 안정화의 경우 지반 내의 환경적 특성의 변화를 고려하지 않은 동전기 기술을 이용한 오염물의 추출과 전기삼투만을 이용한 화학약품의 이동과 그 반응에만 사용하는 것에 국한하였다. 따라서, 추출이 용이하지 않은 지반조건의 경우 비경제적인 방법이 될 수 있으며 또한 오염물질을 완전하게 추출하는 것은 매우 장시간이 소요된다. 또한 토양환경의 변화를 고려하지 않은 방법으로는 중금속의 재용출을 억제하기는 어렵다.In the case of stabilization, the present invention is limited to the extraction of contaminants using electrokinetic technology and the movement of chemicals using only electroosmosis and their reactions without considering changes in environmental characteristics in the ground. Therefore, in the case of soil conditions that are not easy to extract, it can be an uneconomical method and it takes a very long time to extract the contaminants completely. In addition, it is difficult to prevent re-elution of heavy metals by methods that do not consider changes in soil environment.
본 발명은 납과 기타의 중금속으로 오염된 토양의 정화 시 상대적으로 추출이 용이한 중금속은 전기삼투와 전기적 이온이동현상으로 추출하고, 추출이 용이하지 않은 조건의 토양이나 추출이 상대적으로 어려운 납의 경우 원위치에서 고정화시키는 방법이다.The present invention is relatively easy to extract during the purification of soil contaminated with lead and other heavy metals is extracted by the electroosmotic and electrical ion transport phenomenon, in the case of soil or difficult to extract relatively difficult lead It is a method to fix it in place.
이때 납의 고정화와 재용출을 방지하기 위하여 음극부에 인산용액과 함께 염산을 주입하여 결합력이 강한 인산납을 형성시킨다. 이때 이온의 원활한 주입과 비오염지역으로의 이온이 확산되는 것을 방지하기 위하여 동전기 기술을 사용한다. 동전기 기술을 사용함으로써 양극부에서 생성된 수소이온이 토립자에 흡착된 중금속을 탈착시켜 전기삼투와 전기적 이온이동현상에 의해 음극부로 이동한다. 이때 인과 반응성이 비교적 작은 중금속들은 음극저수조로 이동시켜 제거할 수 있으며 이동성이 느린 납의 경우에는 음극부로 주입한 인과 염소이온과 결합하여 토양내에서 고정화되게 된다. 부가적으로 전기삼투를 이용하여 유기물도 제거할 수 있는 방법으로 사용될 수 있다.At this time, in order to prevent lead immobilization and re-elution, hydrochloric acid is injected together with the phosphate solution to form a lead phosphate having strong bonding strength. In this case, electrokinetic technology is used to smoothly inject ions and prevent ions from diffusing into non-polluted areas. By using the electrokinetic technique, hydrogen ions produced at the anode part desorb heavy metal adsorbed to the particles, and then move to the cathode part by electroosmotic and electrical ion transfer phenomenon. At this time, heavy metals with relatively small phosphorus reactivity can be removed by transporting them to the cathode reservoir, and in the case of lead with slow mobility, the phosphorus and chlorine ions injected into the cathode portion are immobilized in the soil. In addition, it can be used as a method for removing organic matter using electroosmosis.
도면 1은 본 발명에서 사용한 실험기의 구성도1 is a configuration diagram of the tester used in the present invention
도면 2는 실시 예에서 토양내의 pH 변화Figure 2 shows the pH change in the soil in the embodiment
도면 3은 실시 예에서 실험이 종료된 후 토양 내의 납 농도의 TCLP결과Figure 3 shows the TCLP results of lead concentration in the soil after the experiment is finished in the Example
도면 4는 실시 예에서 실험이 종료된 후 토양 내의 인 농도 분포4 is a distribution of phosphorus concentration in the soil after the experiment is finished in the embodiment
도 1은 본 발명의 실시 예에 의한 오염토양 정화장치의 개략도로서 납으로 오염된 시료를 토양 셀(1)에 채우고 단부는 다공성 막(9)으로 격리시키며, 전도성 양(+)전극(2)과 양극전극수조(3)로 구성된 양(+)극부와 전도성 음(-)전극(4)과 음극전극수조(5)로 구성된 음(-)극부를 설치하고, 전도성 양(+)전극(2)와 전도성 음(-)전극(4)을 전원공급장치(8)에 연결시킨다. 양극저수조(3)는 초순수수로 채우고, 음극전극수조(5)는 전통적인 동전기 실험에서는 초순수를 채우고, 향상된 동전기 안정화 실험에서는 염산용액과 인산용액을 일정비율로 혼합하여 채운다. 시스템의 운전동안 양극전극수조(3)의 수위를 일정하게 유지하게 하기 위하여 수위조절장치(6)를 설치하고, 음극전극수조(5)에는 염산용액과 인산용액을 일정하게 혼합한 용액을 정량펌프(7)를 이용하여 일정하게 순환시킴으로써 토양에 제공하면 전기장하에서 탈착되어 이동하는 납이온과 만나 강한 결합을 가진 인산납의 형태로 광물화되어 불용화된다.1 is a schematic diagram of an apparatus for purifying contaminated soil according to an embodiment of the present invention, in which a sample contaminated with lead is filled in a soil cell 1, and an end is separated by a porous membrane 9, and a conductive positive electrode 2 is provided. And a positive electrode portion composed of a positive electrode tank (3) and a negative electrode composed of a conductive negative electrode (4) and a cathode electrode tank (5), and a conductive positive electrode (2). ) And the conductive negative (-) electrode (4) is connected to the power supply (8). The positive electrode tank 3 is filled with ultrapure water, the negative electrode bath 5 is filled with ultrapure water in a conventional electrokinetic experiment, and the hydrochloric acid solution and the phosphoric acid solution are mixed in a constant proportion in an advanced electrokinetic stabilization experiment. In order to maintain the constant level of the positive electrode bath (3) during operation of the system, a level control device (6) is installed, and the negative electrode bath (5) is a fixed quantity pump of a solution in which a hydrochloric acid solution and a phosphoric acid solution are constantly mixed. When (7) is provided to the soil by constant circulation, it is mineralized and insolubilized in the form of lead phosphate having strong bonds when it meets lead ions desorbed and moved under an electric field.
이하 실시예를 통하여 본 발명을 좀 더 상세하게 설명한다. 그러나 다음의 실시예에 의하여 본발명의 기술적 범위가 한정되는 것은 아니다.The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the technical scope of the present invention is not limited by the following examples.
<실시 예> 납으로 오염된 토양의 전통적인 동전기 정화 처리와 본 발명에서 제안하는 향상된 동전기 안정화 처리EXAMPLES Conventional Galvanic Purification of Lead-Contaminated Soil and Improved Galvanic Stabilization Proposed by the Present Invention
실시 예에서는 납으로 오염된 토양의 전통적인 동전기 정화처리와 염산과 인산용액을 혼합한 용액을 이용한 향상된 동전기 안정화 처리를 비교하였다. 각 실험에 대한 실험조건은 표 2와 같다. 대상오염물은 다른 중금속에 비해 토립자에 흡착성이 크고, 사격장, 폐기물 매립지, 산업지역, 유류저장탱크 주변에서 흔히 발견되며 제거에 어려움이 큰 납을 선택하였다. 납의 안정화를 위해 동전기를 이용하여 주입하는 인산과 염산용액은 음극성을 띄므로 음극부에서 전기적인 이온이동현상에 의해 양극부로 이동하게 되며 이때 음(-)극에서의 전기분해 반응에 의해 생성된 수산화 이온을 혼합된 염산의 수소이온에 의해 중화되게 된다. 양극에서는 양(+)극에서의 전기분해 반응에 의해 생성된 수소이온이 음극쪽으로 이동하여 납을 탈착시켜 이동시키게 된다. 탈착되어 이동한 납이온은 음극부로부터 이동한 인과 염소이온과 함께 다음과 같은 강한 결합을 나타내게 된다.In the examples, the conventional electrokinetic purification of lead-contaminated soils and the improved electrokinetic stabilization using a mixture of hydrochloric acid and phosphoric acid were compared. Experimental conditions for each experiment are shown in Table 2. The pollutants selected lead, which is more adsorbable to the granules than other heavy metals, is commonly found around shooting ranges, landfills, industrial areas, and oil storage tanks, and is difficult to remove. Phosphoric acid and hydrochloric acid solution which is injected by using a coin for the stabilization of lead have negative polarity, so it is moved to the anode part by electric ion movement phenomenon at the cathode part, and is produced by the electrolysis reaction at the negative electrode. The hydroxide ions are neutralized by the hydrogen ions of the mixed hydrochloric acid. At the positive electrode, hydrogen ions generated by the electrolysis reaction at the positive electrode move toward the negative electrode to desorb lead. The desorbed and moved lead ions, together with the phosphorus and chlorine ions moved from the negative electrode, show a strong bond as follows.
실험 중 시료내의 전기화학적 변수들을 측정하였고, 실험 종료 후 시료를 10등분하여 각 부분의 pH 변화와 용출되는 납농도를 TCLP 방법을 이용하여 전처리 한 후 ICP-AES(Jovon Yvon JY-24)를 이용하여 분석하였다.The electrochemical variables in the sample were measured during the experiment. After the experiment was finished, the sample was divided into 10 parts, and the pH change and the eluted lead concentration of each part were pretreated using the TCLP method, followed by ICP-AES (Jovon Yvon JY-24). Analyzed.
도면 2는 실험 종료 후 각각의 시료의 토양내의 pH 변화를 나타내고 있다. 전통적인 동전기 실험인 실험 1의 경우 전기분해 반응결과 양극에서 산소기체와 수소이온이, 음극에서 수소기체와 수산화이온이 생성되어 양극에서는 pH가 낮아지고 음극에서는 증가한다. 실험 1에서 양극으로부터 정규화한 거리 약 0.8지점까지 산성화가 진행되었는데 이는 양극으로부터 전기삼투 흐름에 의한 이류와 전기이온이동에 의하여 산전선이 이동한 결과이며 음극근처에서의 pH 증가는 염기전선의 확산현상에 의한 결과이다. 한편, 음극부에 인산과 염산을 혼합하여 주입한 향상된 동전기 실험의 경우인 실험 2,3,4,5는 음극부에서 발생하는 수산화이온을 완충함으로써 시료내의 pH는 전영역에서 산성화 되었다.2 shows the pH change in the soil of each sample after the end of the experiment. In the case of Experiment 1, which is a conventional electrokinetic experiment, oxygen gas and hydrogen ions are generated at the anode and hydrogen gas and hydroxide ions at the cathode, so that the pH decreases at the anode and increases at the cathode. In Experiment 1, acidification proceeded from the anode to the normalized distance of about 0.8 points, which is the result of the shift of the acid cable from the anode due to the advection of the electroosmotic flow and the movement of the ion, and the increase in pH near the cathode caused the diffusion of the base wire. The result is. On the other hand, Experiment 2, 3, 4, 5, which is a case of an improved electrokinetic experiment in which phosphoric acid and hydrochloric acid were mixed in the negative electrode, buffered hydroxide ions generated in the negative electrode, so that the pH in the sample was acidified in all regions.
도면 3은 실험이 종료된 후 토양 내의 납농도를 TCLP방법을 이용하여 추출한 용액을 기기분석한 결과이다. 전통적인 동전기 처리방법인 실험 1의 경우에는 음극으로 정규화한 거리 약 0.85 지점에서 납의 용출량이 초기보다 급격히 증가였으나, 향상실험의 경우 초기농도보다 감소하였으며 인의 양을 늘린 경우와 운전시간을 증대시킨 경우에 더욱 납의 용출량이 작게 나타났다. 1/50배 희석 인산용액과 0.1N 염산을 혼합하여 주입하고 10일간 운전한 실험 4의 경우 약 80%의 영역에서 TCLP 기준을 만족시켰으며, 1/25배 희석 인산용액과 0.1N 염산을 혼합하여 주입하고 10일간 운전한 실험 4의 경우 전영역에서 TCLP 기준을 만족시킴으로써 효과적으로 납이 고정화되었음을 알 수 있다. 또한 실험 5에서 전체적인 납의 용출량 감소는 95.82%이었다.3 shows the results of instrument analysis of the solution extracted by using the TCLP method in the lead concentration in the soil after the end of the experiment. In Experiment 1, which is a conventional electrokinetic method, the amount of lead elution increased more rapidly than the initial point at about 0.85 point normalized to the cathode, but in the case of the improvement test, the lead concentration was lower than the initial concentration, and the amount of phosphorus was increased and the operating time was increased. The lead elution amount was smaller. In Experiment 4, which was mixed with 1 / 50-fold dilute phosphoric acid solution and 0.1N hydrochloric acid and operated for 10 days, the TCLP criterion was satisfied in about 80% of the area, and mixed with 1 / 25-fold dilute phosphoric acid solution and 0.1N hydrochloric acid. In Experiment 4, which was injected and operated for 10 days, the lead was effectively fixed by satisfying the TCLP standard in all areas. In addition, the total lead elution decrease in experiment 5 was 95.82%.
표 3은 각 실험에서의 납 용출량 감소효율을 나타낸 것이다.Table 3 shows the lead elution reduction efficiency in each experiment.
도면 4는 실험이 종료된 후 토양 내의 인 농도 분포를 나타낸 것이다. 인의 주입에 의한 납의 안정화 특성을 규명하기 위하여 주입된 인의 양을 검측하기 위하여 시료를 2시간 동안 강열감량한 이후 16시간동안 교반하고 원심분리시켜 상등액을 취하여 ICP-AES(Jovon Yvon JY-24)로 분석하였다. 인의 용액을 2배로 증가시킨 실험 3이 실험 2에 비하여 약 50%가 추가로 주입되었으며, 실험 3보다 4일간 추가로 운전한 실험 4는 실험 3에 비해 약 36%가 추가로 주입되었다. 또한 실험 5에서 주입된 인의 양은 실험 2에 비해 약 240% 증가한 값을 나타내었다. 따라서, 인의 주입에 시간과 농도 모두 영향을 미치는 것을 알 수 있다.Figure 4 shows the distribution of phosphorus concentration in the soil after the end of the experiment. In order to detect the stabilization characteristics of lead by phosphorus injection, the sample was ignited for 2 hours, then stirred for 16 hours, centrifuged, and the supernatant was taken to ICP-AES (Jovon Yvon JY-24). Analyzed. Experiment 3, which doubled the solution of phosphorus, was injected with an additional 50% of Experiment 2, and Experiment 4, which was operated for 4 days longer than Experiment 3, was injected with an additional 36% of Experiment 3. In addition, the amount of phosphorus injected in Experiment 5 was increased by about 240% compared to Experiment 2. Therefore, it can be seen that both the time and the concentration of the phosphorus injection affects.
이상과 같이 본 발명을 이용하면 비교적 추출이 어려운 납으로 오염된 지반의 정화를 위해 추출보다는 원위치 고정화의 방법으로 인을 주입하며 이때 납과의 강한 결합을 위해 염소이온을 함유하고 있는 염산을 주입하는 방법으로 동전기를 이용함으로써 경제적인 정화를 할 수 있다. 본 발명을 활용하여 납을 원위치에서효과적으로 고정화 시켜 주변환경으로의 용출을 방지함으로써 효과적인 오염토양의 복원방법으로 사용될 수 있다.As described above, when the present invention is used, phosphorus is injected by in situ immobilization rather than extraction for purification of soil contaminated with lead, which is relatively difficult to extract. In this case, hydrochloric acid containing chlorine ion is injected for strong bonding with lead. Economical purification can be achieved by using a coin machine. By utilizing the present invention to effectively fix the lead in situ to prevent elution to the surrounding environment it can be used as an effective method of restoring contaminated soil.
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