Chemical characteristics and leachability of organically contaminated heavy metal sludge solidified by silica fume and cement = 실리카흄과 시멘트를 이용한 유기물-중금속 슬러지 고화체의 화학적 특성 및 용출특성
저자
Jun, Kwan-Soo (토목ㆍ도시ㆍ환경공학부 조교수) ; Won, Yang-Soo (토목ㆍ도시ㆍ환경공학부 부교수)
발행기관
영남대학교 환경문제연구소(ENVIRONMENTAL RESEARCH INSTITUTE YEUNGNAM UNIVERSITY)
학술지명
권호사항
발행연도
2000
작성언어
English
주제어
KDC
532.000
자료형태
학술저널
수록면
55-65(11쪽)
제공처
본 논문에서는 실리카흄을 이용하여 중금속과 유기물을 함유한 산업슬러지를 안정화/고형화하는 방안을 연구하였다. 유기 및 중금속 슬러지 고형 화에서 실리카흄을 첨가함에 따라 고화체의 물리적 특성을 나타내는 일축압축강도가 점차적으로 증가하였으며, 실리카흄을 15% 첨가하였을 때 압축강도는 66.7%까지 증가함을 보여 주었다. 또한 고화제인 시멘트를 실리카흄으로 대체함에 따라 고화체로부터 총 유기탄소와 총 크롬의 용출량은 감소함을 보여주었으며, 용출시험결과 5%의 시멘트를 실리카흄으로 대체하였을 경우 총 유기탄소의 85%를 고화체내에 유지할 수 있었으며, 산성의 용출액에 대하여서도 0.76mg-Cr/g-Cr의 총 크롬만이 용출되어짐을 보여주었다. 한편, MIP(Mercury Intrusion Porosimetry), XRD(X-Ray Diffraction Analysis), SEM(Scanning Electron Microscopy), EDS(Energy Dispersive Spectrometry)등을 이용한 고화체의 용출전·후의 미세구조 분석결과 실리카흄은 시멘트 고형화시 시멘트입자를 피복(coating)함으로써 수화반응을 저해하고 초기의 응결 및 경화반응을 저해하는 ettringite의 형성을 억제하며, 용출액에 대하여 이용성해성인 수산화칼슘의 생성을 감소시키는 반면, 안정적인 칼슘-실리카 수화물을 보다 많이 생성함으로써 오염물질의 용출억제와 고화체의 물리적 특성 개선에 효과적임을 보여주었다. 또한 실리카흄은 수화반응중 효과적으로 수산화칼슘과 포졸란반응을 일으키며 채움재의 역할을 함으로써 고화체내로 용출액이 침투될 수 있는 공극의 크기를 크게 감소시키는 것으로 나타났다.
더보기This paper discusses the development of mixes with silica fume as a stabilization / solidification agent and binder for industrial wastewater residue containing organic and heavy metal contaminants. The UCS (Unconfined Compressive Strength) gradually increased to 66.7% as the silica fume content increased to 15%. The leaching of TOC and chromium decreased as more OPC was substituted with silica fume. When the mix had 5% silica fume, it retained about 85% TOC, and chromium leached out 0.76 mg-Cr/g-Cr in acidic solution. Also, microstructural studies on the solidified wastes through the scanning electron microscopy / energy dispersive spectroscopy (SEM/EDS) and X-ray diffraction analysis showed that the silica fume caused an inhibition to the ettringite formation which did not contribute to setting, but coated the cement particles and retarded the setting reactions. The results indicated that the incorporation of silica fume into the cement matrix minimized the detrimental effects of organic materials on the cement hydration reaction and contaminant leachability.
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