가스상 오존을 이용한 디젤오염토양 원위치 산화처리 = In-Situ Chemical Oxidation of Diesel Fuel-Contaminated Soil Using Gaseous Ozone
저자
유도윤 (한양대학교 토목환경공학과)
발행기관
漢陽大學校 環境科學硏究所(Research Institute for Environmental Sciences Hanyang University)
학술지명
권호사항
발행연도
2003
작성언어
Korean
주제어
KDC
500.000
자료형태
학술저널
수록면
23-41(19쪽)
제공처
소장기관
탄화수소화합물로 구성된 유류물질이 토양내로 누출될 경우 하부 지반내의 지하수에 중요한 오염원으로 작용하게 되며, 토양 생태계에도 심각한 위해 영향을 끼칠 수 있다. 가솔린과 함께 가장 많은 양이 소비되고 있는 디젤유는 휘발유 특성으로 인하여 기존의 공기추출공법으로는 적절히 처리되지 않으므로 다양한 대안 기술들이 개발되고 있다. 본 연구는 가스상 오존을 토양내로 직접 주입하여 오존의 강력한 산화력에 의해 디젤오염물질을 제거할 수 있는 신공정을 개발하기 위한 목적으로 수행되었으며, 이를 위하여 가스상 오존이 토양내로 주입될 경우 통야 내에서의 오존 거동, 토양 매체 자체에 의한 소모 특성, 그리고 오존산화에 의한 디젤오염토양 처리 특성을 칼럼 실험을 통하여 분석하였다. 오존산화에 의한 디젤오염토양 처리 특성을 평가하기 위해 오존지속주입시간을 각기 달리한 회분식 실험을 수행하였다. 디젤유로 오염시킨 현장토양내로 오존가스를 연속 주입하였을 때(오존농도 119mg/L, 오존주입유량 50mL/min) 14시간 반응 후 평균 디젤제거율은 94%였다. 오존산화에 의한 디젤의 분해반응은 1차 반응모델에 의해 적절히 표현될 수 있었으며, 반응속도상수(k)값은 0.213hr^-1으로 3.26 시간의 반감기를 갖는 것으로 나타났다. 동일한 조건에서 오존가스 대신 공기를 주입하였을 때 14시간 동안 30% 이내의 제거율을 나타냄에 따라 디젤오염토양에 대한 기존의 공기추출식 처리공정의 적용한계를 확인하였다. 본 연구결과를 통해 오존사화공정은 디젤과 같이 낮은 휘발성을 가진 물질에 의해 오염된 토양을 효과적으로 복원할 수 있을 것으로 평가되었다.
더보기Soils accidentally contaminated by petroleum hydrocarbons spills could be a source for future groundwater contamination and also bring adverse impacts to ecosystem in soils. Since diesel fuel, widely used with gasoline, could not be removed effectively by means of a conventional vapor extraction technology due to its low volatility, various types of remediation alternatives for diesel-contaminated soils have been developed. This paper includes the basic experimental results performed for developing an innovative and technologically feasible process wherein gaseous ozone, a powerful oxidant, was injected directly into vadose zone by which in-situ chemical degradation of semi- or, non-volatile petroleum product such as diesel fuel was derived.
Treatment efficiencies of diesel-contaminated soil by ozonation were evaluated using batch-type experiments in terms of cumulative ozone input time variation. When ozone was continuously introduced at a flow rate of 50mL/min with a concentration of 119±6 mg/L to soils spiked by diesel with a concentration of 1,485 mg-DRO/kg-soil, the average diesel removal efficiency of ozone inlet and outlet point samples was 94% after 14hrs of operation. The first order kinetic model fits well to the degradation of diesel by ozone oxidation with a reaction rate constant of 0.213 hr-1. On the other hand, soil vapor extraction system showed less than 30% of removal rates of residual diesel both at the inlet and outlet samples under the same experimental conditions which confirms the limited treatability of SVE in diesel contaminated soil. The results of experiments in this study demonstrated that the ozone oxidation process would be one of the most promising treatment alternatives for soils contaminated by fuels having lower volatility such as diesel.
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