KR20140146313A

KR20140146313A - Contaminated soil washing method

Info

Publication number: KR20140146313A
Application number: KR20130068765A
Authority: KR
Inventors: 박대희; 류희구
Original assignee: (주)로커스솔루션; (주) 경화엔지니어링
Priority date: 2013-06-17
Filing date: 2013-06-17
Publication date: 2014-12-26

Abstract

The present invention relates to technology, which removes materials related to oil and contaminated materials from contaminated soil by using a washing solution including Kaffir Lime to clean contaminated soil. In the present invention, the technology uses natural materials, so secondary environment pollution is hardly caused by the washing solution, and the technology has a high efficiency of removing contaminated materials.

Description

{Contaminated soil washing method}

본 발명은 오염된 토양을 세척하여 오염 물질을 제거하는 오염 토양 세척 방법에 관한 기술이다.
The present invention relates to a contaminated soil cleaning method for cleaning contaminated soil to remove contaminants.

본 발명은 오염된 토양으로부터 오염 물질을 제거하기 위한 토양 세척 방법에 관한 기술이다. 각종 오일류, 유무기 물질 등에 의하여 오염된 토양으로부터 오염 물질을 세척제거한 후 복원된 토양을 환원할 수 있는 방법에 관한 기술이다.
The present invention relates to a soil cleaning method for removing contaminants from contaminated soil. The present invention relates to a method for reducing a recovered soil after pollutants are washed away from contaminated soil by various oils, organic substances and the like.

토양오염이란 각종 중금속과 화학 물질이 토양에 축적되어 생물에 피해를 끼치는 것이라고 정의되며, 산업화 이후 석유 및 화학 제품의 사용이 늘어난 이후 토양 오염이 심화하고 있다. 토양 오염은 재배되는 식물의 오염으로 인한 식량 생산의 문제, 지표수의 오염, 식수원의 오염으로 인하여 오염 즉시 정화가 필요하다.
Soil pollution is defined as the accumulation of various heavy metals and chemicals in the soil and damage to living organisms. After the industrialization, the use of petroleum and chemical products has increased, and soil contamination is intensifying. Soil pollution requires immediate cleanup due to food production problems due to contamination of plant cultivated, surface water pollution, and pollution of drinking water source.

이러한 토양 오염을 일으키는 원인은 다양하겠으나, 석유류의 운송과 저장 중 발생하는 유출, 광산에서 발생하는 중금속 등에 의해 토양이 오염된다. 오염된 토양을 복원하기 위한 방법으로는 물리화학적 방법과 생물학적 방법으로 나뉘는데, 물리화학적 방법의 예로는 토양 세척, 고형화, 용매 추출 등이 있으며, 생물학적 방법으로는 토양 경작, 바이오벤팅, 식물 복원 등이 있다.
The cause of such soil contamination may vary, but soil contamination is caused by oil spills, oil spills, and heavy metals from mines. Methods for recovering contaminated soil can be divided into physico-chemical methods and biological methods. Examples of physico-chemical methods include soil washing, solidification, solvent extraction, etc. Biological methods include soil cultivation, bio-venting, have.

상기 물리화학적 방법과 생물학적 방법 중에 비교적 세척 시간이 짧고 경제적인 방법으로는 토양 세척 방법을 들 수 있다. 토양 세척이란 적절한 세척제를 사용하여 토양 입자에 결합한 유해한 유기오염물질의 표면장력을 약화시키거나 중금속을 액상으로 변화시켜 토양 입자로부터 분리시켜 처리하는 기법으로서 광범위한 유기 및 무기오염물질을 제거할 수 있는바, 오염물질의 종류에 관계없이 적용할 수 있는 장점이 있다. 상기와 같은 토양 세척 기술은 1970년대 후반 미국에서 처음 개발되었으나, 현재는 미국보다 유럽에서 더욱 발전하여 사용되고 있으며, 오늘날에는 오염된 토양의 복원에 가장 널리 사용되고 있는 방법 중의 하나로서, 적용 범위가 넓기 때문에 다양한 유기 및 무기 오염물질이 다량으로 배출되고 있는 현 실정에 적합하며, 경제적으로도 효율성이 비교적 우수한 정화 방법의 하나로 인식되고 있다.
Among the physicochemical and biological methods, the soil washing method is a relatively short cleaning time and an economical method. Soil washing is a technique to remove a wide range of organic and inorganic pollutants by using a proper cleaning agent to weaken the surface tension of harmful organic pollutants bonded to soil particles or to separate them from soil particles by changing heavy metals into liquid phase. , Regardless of the type of pollutant. Soil cleansing technology was first developed in the US in the late 1970s, but is now being developed and used more in Europe than in the United States. Today, it is one of the most widely used methods for the recovery of contaminated soils, It is recognized that it is suitable for the current situation where various organic and inorganic pollutants are discharged in a large amount, and is one of economical and relatively efficient purification methods.

상기 토양 세척 방법은 현장처리법(In-situ 법)과 현장외처리법(Ex-situ 법)으로 구분될 있는바, 현장처리법은 오염된 토양을 굴착하지 않고 세척 용액 주입정, 세척 용액 배출정, 세척 유출수 처리시설, 펌프 및 계장 시설, 휘발물질 처리 시설 등을 오염된 부지에 설치하여 처리하고자 하는 오염토양 내에 세척수를 순환시켜 오염토양을 직접 세척하는 방법으로서, 처리 시간이 길며 세척액의 회수가 어려운 단점이 있기 때문에 토양 세척을 하고자 하는 경우에는 주로 상기 현장 외 처리법이 적용된다.
The soil washing method can be divided into an in-situ method and an off-site treatment method (Ex-situ method). On-site treatment method does not exclude contaminated soil, This is a method to directly wash polluted soil by circulating washing water in polluted soil to install polluted soil, effluent treatment facility, pump and instrumentation facility, volatile matter treatment facility, etc. on polluted site. It has a disadvantage that treatment time is long and recovery of washing liquid is difficult , The above-mentioned on-the-spot treatment is mainly applied to soil washing.

상기 현장외처리법은 토양 내 오염물질의 분포 및 토양의 물리/화학적 특성을 파악하여 처리하고자 하는 범위의 오염된 토양을 굴착한 후, 적절한 세척액을 사용하여 굴착된 오염토양을 세척 장치가 있는 곳에서 세척하는 방법으로서, 일반적으로 토양 세척이라 함은 이를 일컫는다.
The out-of-site treatment method is to determine the distribution of the pollutants in the soil and the physical / chemical characteristics of the soil, excavate the contaminated soil to the extent to be treated, and then remove the contaminated soil excavated with a suitable washing liquid As a method for washing, generally referred to as soil washing.

토양 세척에 관한 종래 특허를 살펴보면, 특허등록 제10-294473호에서는 비이온계 계면활성제인 폴리옥시에틸렌올레일에스테르, 비이온계 계면활성제인 폴리옥시에틸렌올레일에스테르로 구성된 혼합 계면활성제 조성물을 통하여 오염 토양을 세척하는 방법에 대하여 개시하고 있다. 또한, 특허등록 제10-1064368호에서As for conventional patents relating to soil washing, Patent Registration No. 10-294473 discloses a surfactant composition comprising a polyoxyethylene oleyl ester which is a nonionic surfactant and a polyoxyethylene oleyl ester which is a nonionic surfactant Discloses a method for cleaning contaminated soil. Also, in Patent Registration No. 10-1064368

상기 담수된 물에 MgO를 투입하여 스트루바이트(struvite) 침전을 수행하는 단계와 FeCl₃를 투입하여 토양 중의 탁도 성분을 침강시키는 단계를 포함하는 오염 토양을 세척하는 방법에 대하여 개시하고 있다. 또한, 특허공개 제10-2010-85225호에서는 계면활성제와 키토산을 포함하는 토양 세척용 용액 및 이의 제조방법에 대하여 개시하고 있다.
The method comprising the steps of injecting MgO into the desalinated water to perform struvite precipitation, and injecting FeCl ₃ to precipitate turbid components in the soil. In addition, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-2010-85225 discloses a solution for cleaning soil containing a surfactant and chitosan and a method for producing the solution.

상기 종래 특허들과 같이, 종래 오염 토양의 세척은 계면활성제를 세척액의 주요 성분으로 하여 오염 토양으로부터 중금속 등의 오염 물질을 세척하고 있으나, 계면활성제의 과다 사용으로 인한 2차 오염의 문제가 있었다.
Conventionally, as in the prior arts, cleaning of contaminated soil has been a problem of secondary contamination due to excessive use of surfactant, although the surfactant is used as a main component of the washing solution to clean contaminants such as heavy metals from the contaminated soil.

특허등록 제10-294473호Patent Registration No. 10-294473 특허등록 제10-1064368호Patent Registration No. 10-1064368 특허공개 제10-2010-85225호Patent Publication No. 10-2010-85225

본 발명은 계면활성제를 대체하여, 오염 토양의 세척이 가능한 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a method capable of washing contaminated soil by replacing a surfactant.

특히, 친환경적인 천연물질을 이용하여 오염 토양의 세척이 가능한 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
In particular, it is an object of the present invention to provide a method capable of cleaning contaminated soil using environmentally friendly natural materials.

본 발명은 카피르라임을 포함하는 세척액과 오염 토양을 세척기에 담은 후 혼합하는 단계(I); 세척액을 제거하는 단계(Ⅱ); 및 정화된 토양을 건조하는 단계(Ⅲ)를 포함하는 것을 특징으로 하는 카피르라임을 이용한 오염 토양 세척 방법을 제공한다.
The present invention relates to a cleaning solution (I) containing caprylime and contaminated soil in a washing machine, followed by mixing; Removing the washing solution (II); And a step (III) of drying the purified soil. The present invention also provides a method for cleaning contaminated soil using caprylime.

특히, 상기 혼합 단계(I)와 세척액 제거 단계(Ⅱ) 사이에, 일정 시간 세척액과 오염 토양의 혼합물을 그대로 방치하는 안정화 단계(Ⅰ-1)를 더 두는 것이 바람직하다.
Particularly, it is preferable to additionally provide a stabilization step (I-1) between the mixing step (I) and the washing liquid removing step (II) in which the mixture of the washing liquid and the contaminated soil is left as it is for a certain period of time.

특히, 상기 카피르라임은 액상의 카피르라임 정유인 것이 바람직하다.
In particular, the caprylime is preferably a liquid caprylime essential oil.

특히, 상기 세척액은 카피르라임 정유와 물의 혼합액인 것이 바람직하다.
Particularly, it is preferable that the washing liquid is a mixture liquid of caprylic essential oil and water.

특히, 상기 혼합 단계(I)에서, 상기 오염 토양 1 중량부에 대하여 세척액은 1 ~ 5 중량부로 혼합하는 것이 바람직하다.
Particularly, in the mixing step (I), the washing liquid is preferably mixed in 1 to 5 parts by weight with respect to 1 part by weight of the contaminated soil.

특히, 상기 혼합 단계(I)에서 세척액과 오염 토양과의 혼합은 기계적 교반에 의한 혼합, 또는 공기를 하부로부터 주입하여 공기부상식으로 상기 세척액과 오염 토양의 접촉이 이루어지는 공기부상식 혼합이 바람직하다.
Particularly, in the mixing step (I), the mixing of the washing liquid and the contaminated soil is preferably performed by mixing by mechanical stirring or air-phase mixing in which the washing liquid and the contaminated soil are contacted with each other by air injection from the bottom .

본 발명은 천연 성분인 카피르라임을 세척액으로 하여 오염 토양으로부터 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, 크실렌, TPH(Total Petroleum Hydrocarbon) 등의 오일류 및 기타 오염 물질을 제거할 수 있다. 또한, 본 발명은 천연 성분을 사용하기 때문에 종래 계면활성제를 이용한 세척액에 비하여 환경 오염이 거의 없으며, 카피르라임이 정화된 토양에 잔존하더라도 인체 및 환경에 영향이 없는 장점이 있다.
The present invention can remove oil and other pollutants such as benzene, toluene, ethylbenzene, xylene, total petroleum hydrocarbon (TPH) and the like from contaminated soil using caprylime as a washing liquid. In addition, since the present invention uses a natural component, there is little environmental pollution as compared with a cleaning solution using a conventional surfactant, and even if caprylime remains in the purified soil, there is an advantage that it does not affect the human body and the environment.

도 1은 본 발명의 방법을 설명하는 도면이다.1 is a view for explaining the method of the present invention.

본 발명은 카피르라임을 유효성분으로 하는 세척액을 이용하여 오염 토양으로부터 오염물질을 세척 제거하는 방법에 관한 기술을 제공한다.
The present invention provides a technique for washing away contaminants from contaminated soil using a cleaning liquid containing caprylime as an active ingredient.

카피르라임(kaffir lime, Kieffer lime, caffire lime)은 말레이시아 원산으로, 키는 2 ~ 4 미터, 열매크기는 4 cm 정도로서, 잎과 열매는 주로 동남아 음식에서 향신료로 사용된다.
Kaffir lime (Kaffir lime, caffire lime) is native to Malaysia, 2 to 4 meters tall and about 4 cm in size. Leaves and fruit are mainly used as spices in Southeast Asian food.

본 발명은 요리 재료로 사용하던 카피르라임을 토양 세척액의 유효성분으로 하여, 카피르라임으로부터 오염 물질, 예를 들어, 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, 크실렌 및 THP(Total Petroleum Hydrocabron) 등의 오일 및 유기 물질을 제거하는 기술을 제공한다.
The present invention relates to the use of caprylime, which is used as a cooking material, as an effective ingredient of a soil washing solution and to remove pollutants such as benzene, toluene, ethylbenzene, xylene and total petroleum hydrocabon (THP) A technique for removing organic substances is provided.

카피르라임은 통상 액상의 정유(=에센셜 오일) 형태로 시판되고 있으며, 이러한 카피르라임 정유 단독, 또는 카피르라임과 물을 혼합하여 세척액으로 사용할 수 있으나, 물과 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. 물과 혼합하는 경우 카피르라임은 총 세척액 중 10% 내지 70% 함유하는 것이 바람직하나, 상기 범위에 한정되지는 않는다. 물론 본 발명에서도 종래 기술과 같이 계면활성제를 더 첨가할 수 있으나, 계면활성제 없이 카피르라임과 물로만 이루어진 세척액을 사용하는 것이 바람직하다.
Caprylime is usually commercially available in the form of a liquid essential oil (= essential oil). Caprylime essential oil or caprylime can be mixed with water to be used as a washing solution. However, it is preferable to mix it with water . When mixed with water, caprylime is preferably contained in 10 to 70% of the total washing solution, but is not limited to the above range. Of course, in the present invention, a surfactant may be further added as in the prior art, but it is preferable to use a cleaning solution consisting only of caprylime and water without a surfactant.

본 발명의 세척액은 오염 토양에 비하여 반드시 많이 사용될 필요는 없지만, 오염 토양에 대하여 최소 1 배 내지 5배의 세척액을 사용하는 것이 바람직하다. 물론, 세척액이 오염 토양의 10배 이상 사용하면 더욱 세척이 잘 되겠지만, 이럴 경우 과도한 양의 세척액이 필요하기 때문에 경제성에 문제가 있을 뿐만 아니라, 추후 방류할 세척액의 양이 많아 처리에 문제가 있다.
Although the cleaning solution of the present invention does not necessarily have to be used as much as the contaminated soil, it is preferable to use a cleaning solution of at least 1 to 5 times for the contaminated soil. Of course, if the washing liquid is used more than ten times as much as the contaminated soil, it will be more easily washed. However, in this case, since an excessive amount of washing liquid is required, there is a problem in economical efficiency, and there is a problem in treatment due to a large amount of washing liquid to be discharged later.

오염 토양을 카피르라임 혼합액과 충분히 접촉하여 토양 내 유기 물질, 특히, 오일 성분을 분리하여 제거하는데, 그 과정은 첨부 도면 1과 같다.
The contaminated soil is sufficiently contacted with the caprylamide mixed solution to separate and remove the organic substances in the soil, in particular, the oil component.

먼저, 오염된 토양(20)과 세척액(30)을 일정한 비율, 예를 들어, 1:5로 세척기(10)에 담은 후 혼합한다. 세척기(10)는 단순한 원통형의 용기(vessel), 하부에 공기가 주입되도록 공기 주입 장치가 구비된 용기, 상부에 교반 장치를 구비하는 용기 등 다양한 형태가 가능하다.
First, the contaminated soil 20 and the washing liquid 30 are mixed in a predetermined ratio, for example, 1: 5, in the washing machine 10, and then mixed. The washer 10 may have various shapes such as a simple cylindrical vessel, a container having an air injecting device for injecting air into the lower part thereof, and a container having an agitating device at the upper part thereof.

오염 토양(20)과 세척액(30)을 섞는 것은 기계적 교반에 의한 혼합이나, 공기를 세척기(10) 하부에서 발생시켜, 공기가 부상하는 동안 오염 토양(20)과 세척액(30)이 섞이도록 하는 공기부상식 혼합 방법 등이 가능하나, 상기 혼합 방법에 한정되는 것은 아니다. 혼합시간은 수 분 내지 수 시간 정도가 바람직한데, 실험 결과 5분 내지 10분 정도면 종래 기술의 세척액보다 우수한 오염 물질 세척 효과를 얻을 수 있었다.
Mixing the contaminated soil 20 and the washing liquid 30 may be performed by mechanical stirring or by generating air in the lower portion of the washing machine 10 so that the contaminated soil 20 and the washing liquid 30 are mixed An air in-situ mixing method, and the like. However, the mixing method is not limited thereto. The mixing time is preferably from several minutes to several hours. As a result of the experiment, it is possible to obtain a pollutant cleaning effect superior to that of the conventional cleaning solution by 5 to 10 minutes.

상기와 같은 세척액(30)과 오염 토양(20)의 혼합 후에는 다시 일정 시간, 예를 들어 30분 내지 60분 정도 혼합 없이 세척기(10) 내에 자연적으로 방치하여 오염 토양에 부착되어 있던 오일류를 포함한 오염 성분이 세척액으로 분리제거되도록 하는 안정화 단계를 더 둘 수 있다.
After mixing the washing liquid 30 and the contaminated soil 20, the washing liquid 30 is allowed to stand naturally in the washing machine 10 for a certain period of time, for example, 30 minutes to 60 minutes, A stabilization step may be further provided to allow the contaminant component to be separated and removed by the washing liquid.

상기 안정화 단계 이후 세척기(10)의 상부에 상등된 오염물 및 오일류가 포함된 잔류 세척액을 외부로 방출 제거하고, 정화된 토양만이 남도록 한다.
After the stabilization step, the residual washing liquid containing contaminants and oil residues on the upper part of the washer 10 is discharged to the outside, leaving only the purified soil.

마지막으로, 정화된 토양은 아직 세척액이 묻어 있으므로 자연 건조 또는 인공 건조 수단을 이용하여 건조한다. 특히, 본 발명의 세척액은 종래 계면활성제를 주 성분으로 하는 세척액과는 달리 계면활성제 대신 카피르라임의 천연 성분을 사용하기 때문에 상기와 같은 건조 후에 토양에 세척액 성분이 잔존하더라도 인체 및 토양에 무해하다.
Finally, since the cleaned soil is still covered with the washing solution, it is dried by natural drying or artificial drying means. Particularly, the cleaning solution of the present invention uses a natural component of caprylime in place of the surfactant, unlike the cleaning solution comprising the surfactant as the main component, and thus is harmless to the human body and the soil even if the cleaning solution component remains in the soil after the drying .

실험예Experimental Example

오염 토양 1 중량부에 대하여 세척액 5 중량부를 혼합하되, 상기 세척액은 카피르라임 정유와 물을 1 : 1의 중량비로 혼합하여 사용하였다. 교반기를 이용하여 약 10 분 동안 상기 세척액과 오염 토양을 혼합한 후, 다시 교반 없이 30분 동안 그대로 정치하고, 세척액을 덜어낸 후, 남아있는 오염 토양을 건조하였다.
5 parts by weight of the washing solution was mixed with 1 part by weight of the contaminated soil, and the washing solution was used by mixing caprylime essential oil and water at a weight ratio of 1: 1. The washing solution and the contaminated soil were mixed using a stirrer for about 10 minutes, and then left to stand for 30 minutes without stirring again. After the washing solution was removed, the remaining contaminated soil was dried.

실험결과를 보면, 상기 오염 토양은 세척 전 토양 1 kg 당 벤젠 11. 6 mg/kg, 톨루엔 99.4 mg/kg, 에틸벤젠 45.7 mg/kg, 크실렌 211.8 mg/kg, TPH 5579 mg/kg이었으나, 1차 세척 후 TPH가 46 mg/kg으로 검출되었으며, 나머지 성분은 검출되지 않았다.
The contaminated soil was 11.6 mg / kg of benzene, 99.4 mg / kg of toluene, 45.7 mg / kg of ethylbenzene, 211.8 mg / kg of xylene and 5579 mg / kg of TPH per kg of soil before washing, After tea washing, TPH was detected as 46 mg / kg, and the remaining components were not detected.

상기 1차 세척 하루 후, 다시 2차 세척을 하였으며, 이때 TPH는 46에서 15 mg/kg으로 감소하였으며, 2차 세척 하루 후 다시 실시한 3차 세척에서는 TPH가 불검출되었다. 3차 세척 후 시험항목의 오염물질이 모두 검출되지 않았으나, 만약에 대비하여 4차 세척을 해봤으며, 4차 세척 후에도 시험 항목에 해당하는 오염 물질이 검출되지 않았다.
After the first washing day, the second washing was performed again. At this time, the TPH was decreased from 46 to 15 mg / kg, and the TPH was not detected in the third washing again after the second washing day. No contaminants were detected in the test items after the third wash, but the fourth wash was performed in case of the fourth test, and the pollutant corresponding to the test item was not detected even after the fourth wash.

상기 실험 결과와 같이 카피르라임과 물만으로 이루어진 세척액을 통하여 오염된 토양으로부터 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, 크실렌 등의 오염 물질을 제거할 수 있었다. 1차 세척만으로도 토양오염우려기준수치 1 지역 기준을 상회하는 우수한 세척 효과를 보였으며, 3차 세척 후에는 실험 대상 모든 항목에 대하여 검출되지 않아, 본 발명의 세척 방법의 효과를 확인할 수 있었다.As a result of the experiment, contaminants such as benzene, toluene, ethylbenzene, and xylene could be removed from the contaminated soil through the washing liquid composed of caprylime and water alone. The first washing alone showed an excellent cleaning effect exceeding the reference value of the soil pollution criterion 1, and after the third washing, it was not detected in all of the items to be tested, so that the effect of the cleaning method of the present invention was confirmed.

10 : 세척기
20 : 오염 토양
30 : 세척액10: Washer
20: Contaminated soil
30: Washing solution

Claims

A step (I) of immersing the washing liquid and the contaminated soil containing caprylime in a washing machine and then mixing them; Removing the washing solution (II); And (III) drying the clarified soil. &Lt; RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI >

The method according to claim 1, further comprising a stabilization step (I-1) between the mixing step (I) and the washing solution removing step (II) A Method for Cleaning Contaminated Soil Using.

The method according to claim 1 or 2, wherein the caprylime is a liquid capillary essential oil.

The method according to claim 3, wherein the washing liquid is a mixture of caprylime essential oil and water.

The method according to claim 1 or 2, wherein, in the mixing step (I), 1 to 5 parts by weight of the washing solution is mixed with 1 part by weight of the contaminated soil.

The method according to claim 1 or 2, wherein the mixing of the washing liquid and the contaminated soil in the mixing step (I) is carried out by mixing by mechanical stirring or by introducing air from below and bringing the contaminated soil into contact with the washing liquid Wherein the contaminated soil is air-phase mixed.