유류에 의한 토양오염 사례 레포트

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목차

Ⅰ. Biopile
1. 공정소개
2. 설계인자
3. 설 계
1) 영양염류 첨가량 계산
2) 초기수분 첨가량 계산
3) TPH 분해속도 워크시트
4. 비용계산

Ⅱ. Soil Vapor Extraction
1. 공정소개
2. 설계인자
3. 설 계
1) 증기추출속도 · 추출정
2) 오염물질 제거량
4. 비용계산

Ⅲ. 참고문헌

본문내용

이용률 120 %/day
O2 이용률을 기초로 하여, 분해속도를 계산하기 위해 아래식 사용
KB = 분해속도 (mg/kg-day)
KO = 산소이용률 (%/day) 120 %/day
④ A = 공기 부피 / kg토양 (L/kg) :
a) 토양 밀도 1500 kg/m3
b) 토양부피 / kg토양 0.67 L/kg
c) 공기부피 / kg 토양 (공극률을 30% 가정) 0.2 L/kg
⑤ DO = 산소가스 밀도 (mg/L) :
a) 토양 온도 (27oC로 가정) 300 K
b) mole 당 부피 24.6 L/mole
c) L 당 O2질량 (32g 24.6 L O2 1000mg/g) 1333 mg/L
⑥ C = 탄화수소 분해를 위한 탄화수소와 산소 질량 비율 (1 : 3.5) 0.2857
TPH 분해속도 = 99.1 mg/kg-day
4. 비용계산 (파일첨부 확인)
Ⅱ. Soil Vapor Extraction
1. 공정소개
Soil Vapor Extraction(SVE)은 불포화 대수층(Vadose zone)에서 흙을 진공상태로 만들어 줌으로써 흙에 흡착된 휘발성(VOCs) 오염물질의 농도를 저감시키는 원위치 복원기술.
오염지반의 중심에 Well Screen을 설치하고 감압을 하게 되면 오염물의 휘발성분들은 증발하여 추출정(Extraction Well)으로 배출된다. 추출된 증기들은 필요에 따라 활성탄 흡착 같은 처리 후 대기로 방출된다.
장점
단점
- 이차오염과 같은 부작용이 없음
- 장비를 구하기 쉽고 설치가 간단함
-짧은 처리 시간 : 최상의 조건에서
보통 6개월에서 2년
- 굴착이 불가능한 지역에도 적용가능
- 90% 이상의 제거율 확보 어려움
- 낮은 투수계수 지반 혹은 다층지반에
적용 시 효율성 감소
- 불포화된 흙에 대해서만 적용가능
-추출된 증기의 처리를 위한 추가비용 필요
2. 설계인자
처리량 : 90.9m3
토양밀도 : 1.5 ton/m3
오염원 : 경유 & 휘발유
오염농도 : TPH 943 mg/kg (최고오염농도 : 4871 mg/kg)
처리목표 : TPH 250 mg/kg (목표제거량 : 693 mg/kg)
처리기간 : 20일
공극률 : 30%
증기압 : 0.5 mmHg 이상
헨리상수 : 100 atm 이상
끓는점 : 250~300oC 이하
투수계수 :
유량 : 4043 L/min
온도 : 27 oC
3. 설 계
1) 증기추출속도 · 추출정
증기추출속도는 SVE시스템의 운용시간 결정에 중요한 인자로서 일반적으로 1~100 ft3/min 의 범위를 갖는다. Pilot Study를 통하여 산정되거나 수학적 혹은 물리학적 모델을 이용하여 계산하여야 한다(EPA 1993). 또한 영향반경과 Wellhead Vaccum, 그리고 증기추출속도는 상호의존적이므로 설계 시 하나를 변경할 경우 다른 것들도 동시에 변경해야 한다.
추출정은 크게 연직추출정(Vertical Extraction Well)과 수평추출정(Horizontal Extraction Well)로 구분된다. 연직추출정은 오염물질이 약 1.5~30m 깊이에 위치할 경우 또한 지하수위가 3m 이하인 경우에 적절하며, 수평추출정은 오염물질이 약 3~7.5m 깊이에 위치할 경우 적절하다.
증기추출속도 : 100 ft3/min 0.0283 m3/ft3 = 2.83 m3/min
Number of wells needed = = = 2개
= 공극률 (m3vapor/m3soil)
V = 오염토양부피 (m3soil)
= 추출속도 (m3vapor/hr)
t = 운영시간 (8 hours)
위의 2개의 추출정은 시료 3번 채취지점과 시료 11번 채취지점에 설치한다. 표를 참고하면 두 곳에 오염도 가장 심각하다. (평균 TPH 오염농도 : 943 ppm) 두 지점간의 거리는 약 13m 이다.
지점 ppm
심도
BTEX
VOCs
TPH
3
1~2m
불검출
3.29
78.29
3~4m
125.57
413.5
3883.33
4
1m
3.49
14.5
37.75
2m
99.86
320
2416.26
3~4.5m
16.87
9.37
253.09
2) 오염물질 제거량
HCvol =
HCvol : 오염물질의 추출량 (kg/day)
CvHc : Off 가스 중 추출되는 총 탄소농도 (ppm)
Q : 유량 ()
: 오염물질의 밀도 (mol/L, 0.042 at 18oC, Toluene)
MWt : 오염물질의 분자량 (Toluene)
HCvol = = 6.87 kg/day
복원 소요 기간 = 130.02 kg ÷ 6.87 kg/day = 약 20 day
4. 비용계산 (파일첨부 확인)
< Tip > 이해를 돕기 위한 SVE 시추 그림
Vertical Horizontal
Ⅲ. 참고문헌
An Analysis of Air Sparging/Soil Vapor Extraction Systems Emphasizing Volatilization Kinetics in JP-4 Jet Fuel page 133~134, 163~164
Keren R. Jones, Environmental Engineering Tulane Univerity, 1995
화학적 산화-생물학적 분해 연계 공정의 토양세수공법을 이용한 유류오염 주유소부지의 실질적 현장복원 기술 page 139~144, 222~240
(주)에코필, 환경부, 2009
유류오염토양의 바이오파일 정화기술 page 137~155, 국립환경연구원, 2004
Soil Vapor Extraction Chapter2. page 17~19, PDHengineer.com, 1994
http://www.pdhenineer.com/pages/EN-3001.htm
토양증기추출법의 적용성 평가 및 설계,
박준범·하태균, 한국지반공학회 학술지 21권 vol 4, 2005
토양복원 및 기술사례집 page 277~279, 환경부 토양보전과, 2002
수치모형에 의한 토양증기추출법의 제거효율에 관한 연구
이창수, 한국수자원학회 학술지 32권 2호, 1999
토양지하수환경(교재) 및 프린트
In-Situ Vapor Extraction ‘McClellan Air Force Base California’, EPA, 2000

키워드

토양복원,   환경공학과,   토양,   환경공학과레포트