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마이크로웨이브를 이용한 유류오염토양 정화에서의 산화와 탈착반응에 관한 연구
김석완 ( Seok-wan Kim ),백진기 ( Jin-ki Baek ) 한국폐기물자원순환학회 2012 젊은 연구자 학술연구발표회 Vol.11 No.0
유해물질(유기계, 무기계)의 누출이나 유출에 의해 발생된 오염토양과 차량사고나 기타유류누출에 의한 고농도 오염토양의 관리와 처리기술이 필요하다. 본 연구에서는 유류오염토양에 함유된 화학물질의 성상별 처리기법을 개발하기 위해 마이크로웨이브 장치를 활용하였다. 2.45GHz의 마이크로웨이브를 조사하여 토양내의 유기물질의 열분해/산화를 유도하고 비활성화조건을 이용하여 탈착반응에 대하여 분석하였다. 또한 공기를 공급하는 활성조건에서 마이크로웨이브를 이용한 유기물의 산화 와 탈착반응의 특성과 그때 발생되는 대기오염물질을 분석하였다. 마이크로웨이브 처리(TPH와 BTEX)공정을 설계하고자 할 때에는 TPH와 BTEX의 경우 대부분 500∼700℃이하에서 탈착과 열분해가 일어나 91%이상(최대99%)의 제거효율을 나타냄으로 적정처리온도는 600∼650℃이며, 유지시간은 5min, 반응분위기는 공기공급조건에서 제거효율이 높으며, 토양입자가 작을 경우 보다 더 효율적인 열전달과 가열에 의한 열축적이 일어남으로 마이크로웨이브 처리가 보다 용이하나, 입자가 큰 경우에는(마사토 등) 동일한 처리효과를 얻기 위해서는 온도나 유지시간을 증가시켜 처리효율을 높여야 할 것으로 판단된다. 또한 공기를 주입하는 산화처리과정(700℃)에서 CO와 CxHy의 배출농도가 약 1,500∼4,000ppm과 0.16∼0.5%이므로 2차 산화(연소)반응 장치가 필요하며, 공정구성 시 이의 고려가 필요할 것으로 판단된다. 또한 산화처리과정에서 VOC등의 미량유기물질 배출이 ppb level에서 배출되는 것으로 파악되었으나, 현장 적용시 토양의 오염 상태에 따라 다르게 나타나므로 사전 예비실험을 통해 후처리시설의 필요유무를 파악할 필요성이 있다고 생각된다.
폐타이어 건류 소각에서 발생되는 재와 배기 가스에서의 독성 오염 물질의 정량
구자공,서영화,김석완,유동준,Koo, Ja Kong,Seo, Young Hwa,Kim, Seok Wan,Yoo, Dong Joon 대한토목학회 1993 대한토목학회논문집 Vol.13 No.1
본 논문에서는 해마다 수 십만 개씩 발생되는 폐타이어의 열적 처리 방법인 건류 소각 처리 방법에서 발생되는 이차 오염 물질을 정량하여 폐타이어의 안전한 최종 처리 방법까지 고찰하였다. 건류-소각처리 방법에서 발생되는 배기 가스에서 이차 독성 오염 물질을 화학 평형 모델을 응용하여 예측하였고 실질적인 잔류 물질인 건류재와 소각재에서 유기성 독성 물질과 중금속을 정량하였다. 건류재에서는 폐타이어의 불완전 연소에 따른 유기성 이차 오염 물질이 다량 포함되어 있는 반면에 소각재에서는 납과 카드뮴과 같은 중금속 화합물의 함량이 높았다. 건류재 및 소각재의 안전한 최종 매립을 위하여는 서로 다른 전처리 방법이 요구된다. The problem of disposing of huge quantities of used tires is of growing concern to every country. As an economical solid waste management, a gasification followed by incineration process was applied to scrap tires to recover heat and to reduce waste volume for final landfill disposal. The gasification temperature, combustible and non-combustible gasified products and possibly produced air pollutants were predicted by changing equivalent mole ratios of carbon to oxygen by a chemical equilibrium model. For a risk assessment of ash toxic pollutants including heavy metals and toxic organics were thoroughly analyzed. Gasification bottom ash contained much more toxic organic compounds than fly ash, whereas fly ash contained higher concentration of heavy metals such as Pb and Cd. Pretreatment or secure landfill technology is suggested for a safe management of ash produced from the gasification incinerators.