토양의 열처리

목차

1.열처리기술의 개요

(1) 탈착원리

(2) 탈착의 영향인자

2.토양 열처리프로세스 종류

(1)로터리탈착장치

(2)열스크루

(3)유동상 탈착장치

(4)마이크로파 탈착장치

(5)스팀주입에 의한 토양의 열탈착

3. 열처리공정 선정을 위한 고려사항 및 선택과정

(1) 1단계

(2) 2단계

(3) 3단계

4. 열탈착기술 적용시 2차 오염물질 발생 문제와 처리방법

본문내용

게 된다.
즉, 마이크로파가 물질에 흡수되면 물질 내부의 분자에 작용하여 그 에너지전이가 분자의 회전형태로 나타나고, 이 회전에 의한 마찰열 때문에 물질이 가열된다.
마이크로파조사는 GAC의 재생을 위한 탈착에, MEK에 오염된 PVC pellet에서의 용매회수를 위한 산업공정에 응용되었고, 증기압력이 비교적 높은 p-xylene과 증기압력이 매우 낮은 나프탈렌으로 오염시킨 토양 시료에 마이크로파를 조사하여 스팀증류에 의한 메커니즘으로 이들 오염물질들의 제거가 시도된 바 있다.
RF기술의 또 다른 적용은 원위치에서의 토양처리이다.
즉 RF발생원 전극이 오염된 지역의 토양 내부 또는 표면에 놓여져서 토양매체로의 열전달이 이루어진다.
여기서 탈착된 오염물질은 후드를 통해서 모아지고 가스처리시스템에 의하여 처리된다.
이와같은 방법으로 토양을 굴착하지 않고 오염된 넓은 지역이 정화됨으로써 정화비용을 줄일 수 있었다.
(5) 스팀주입에 의한 토양의 열탈착
스팀주입 정화공법은 현장에서의 열처리방법으로써, 스팀이 통과하는 온소영역에서 오일성분의 증발, 점성의 감소, 그리고 좀더 휘발성이 있는 성분의 스팀영역에서의 증발, 스팀 전단에서의 축척 및 용해물로서 이동을 포함한다.
물로 포화된 흙 속으로의 스팀주입은 초기 간극수를 이동시키게 되며, 스팀이 농축된 앞의 물의 속도는 주입된 스팀을 등가환산한 물의 속도보다 월등하게 빠르게 된다.
이기술은 큰 수직 구멍을 이용하는데, 스팀과 뜨거운 공기가 파여진 구멍을 통하여 토양으로 주입되고 오염물질을 탈착시킨다.
이렇게 탈착된 오염물질은 후드를 통해서 모아지고 가스처리시스템에 의하여 처리된다.
휘발성이 있는 오염물을 제거할 수 있는 주요메커니즘 중의 하나는 스팀농축전단에 가까운 부분의 온도증가로 인한 오염물의 증발이다.
끓는점이 스팀 농축부의 온도보다 낮은 물질의 경우 포집된 액상 오염물은 스팀 전달이 가까이 옴에 따라 증발하게 된다.
이렇게 발생된 오염물 증기는 스팀과 혼합되어 스팀전단 앞의 온도가 낮은 영여긍로 진행되고, 오염물의 증발점에 상응하는 온도부분으로부터 아랫부분으로 옹염물이 농축되게 된다
따라서, 스팀농축온도보다 낮은 온도에서 증발되는 오염물은 대부분 제거한다.
3. 열처리공정 선정을 위한 고려사항 및 선택과정
열처리공정을 선정하기 위해서는 다음과 같은 사항들을 고려해야 한다.
1)처리효율: 토양내 오염물질을 가능한 한 낮은 수준까지 감소시킬 수 있는 기술을 선택해야 한다.
2)법적 기준의 달성: 법적인 처리기준 달성 정도, 처리 후 배출가스의 배출허용 기준을 만족 시킬 수 있는 기술을 적용해야 한다.3)수행능력: 적용기술의 운전능력과 적용기술을 적절히 운전할 수 있는 전문력이 존재해야 한다.
4)단기영향: 작업자의 안전사항과 오염물질의 지역사회로의 노출영향을 조사해야 한다.
5)장기영향: 오염물질의 단기영향 이외에 장기적 영향도 고려해야 한다.
6)경제성 분석: 처리기술간의 처리비용을 초기비용, 운전비용, 인건비, 처리기간의 관점에서 분석해야 한다.
타당성분석에는 이외에도 기술의 안정성, 신뢰성 등도 감안해야 한다.
오염매체의 정화기술로 열탈착기술의 성공적인 적용을 위해서는 크게 조사과정을 3단계로 나눌 수 있다.
(1) 1단계
1단계는 특정 오염지역에 대해 열탈착기술의 성공여부를 결정하는 것이다.
1단계에서는 부지특성, 오염물질의 특성, 토양특성, 법적 규제 등에 관한 자료 수집과 평가과정으로 열탈착기술을 적용할 때 더 세부적인 조사를 해야하는지 에 대한 결정, 처리시 현장내 처리인지 현장 밖 처리인지의 결정, 그리고 현장내 처리의 경우 경제적이며 처리효율이 높은 시스템 결정작업을 해야 할 것이고, 현장 밖 처리인 경우에 있어서도 적용기술 및 처리 시스템에 대한 면밀한 분서깅 이루어 져야 할 것 이다.
1)기본자료 조사: 오염물질의 특성, 법적허용 기준, 부지특성, 오염지역의 범위, 토양의 특성 등에 대한 조사
2)대상 오염물질의 종류
3)현장내 처리, 현장 밖 처리의 결정: 경제적인 분석, 처리성능 및 신뢰성 분석 등을 통해 결정
4)사고 등에 대한 예방계획
5)처리시스템 선정: 토양의 부피에 따른 경제적, 효율적 크기 결정
(2) 2단계
2단계에서는 각종 열탈착기술의 비교평가, 탈착공정에 영향을 주는 요소, 정화목적을 달성하기 위한 운전조건에 대한 조사 및 이용 가능한 장비에 대한 확인작업을 포함한다.
(3) 3단계
3단계에서는 총체적인 조사로서 2단계까지 선택된 처리기술에 대한 경제적 평가를 해야 하는데, 열탈착 기술의 적용에 있어 처리토양에 대한 여러 경제적 인자들에 대한 총체적인 분석이 이루어져야 한다.
미국 슈퍼펀드 지역에서는 오염매체의 정화기술을 선정하는데 있어서 다음과 같은 기술적 기준들이 필요하다.
즉 독성저감을 위한 처리효율, 법적인 규정의 준수여부, 이행성, 단기영향, 장기영향 이다.
4.열탈착기술 적용시 2차 오염물질 발생 문제와 처리방법
오염토양의 열탈착 및 소각기술 적용시 부산물로 발생하는 2차 오염물질의 발생특성은 토양내 오염물질의 종류와 농도에 따라 다르다.
주요 2차 오염물질은 다음과 같은 물질이다.
먼저 가장 많이 발생할 수 있는 오염물질로 먼지가 있으며, 다음으로 고려해야 할 것은 다이옥신류, 푸란류의 전구물질의 존재, 산성도, 염소성분 존재, 고온조건, 긴 체류시간 조건등이다.
다음으로 오염물질 중의 염소성분이 반응하여 할로겐 화합물이 발생할 수 있다.
전술한 오염물질의 발생에 대한 기본적인 제어장치로는 다음과 같은 설비가 필요하
다.
1)제진장치: 기본적으로 조대입자를 먼저 사이클론으로 제거하고, 미세입자는 백필터나 전기집진기와 같은 높은 처리효율을 달성할 수 있는 장비를 설치하여 제거 한다.
2)산성 증기 제거: 벤투리 세정기 등을 적용한다.
3)잔존 유기물 제거:활성탄 등을 활용한다.
4)다이옥신과 푸란류는 집진장치에 의해 어느정도 제거 할 수 있으며, 운전조건을 최적화함으로써 발생을 최소화 시킬 수 있다.
5)폐기물 중에 황과 시안등이 포함되어 있을 경우에는 세정장치가 필요하다.
6)할로겐탄화수소가 포함되어 있을경우 응축온도 이상으로 유지해야 하고 중금속 처리단계가 필요하다.

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