가스상 오존을 이용한 디젤오염토양 원위치 산화처리

유도윤 漢陽大學校 環境科學硏究所 2003 環境科學論文集 Vol.24 No.-

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. Soils 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.

디젤오염토양에 대한 지중 오존산화처리 적용 가능성

유도윤,신응배,배우근 한국지하수토양환경학회 1999 지하수토양환경 Vol.4 No.3

기존의 SVE 공정에 공기 대신 오존을 주입하여 유류물질의 지중분해를 유도하고 추출가스의 처리부담을 최소화할 수 있는 복원 신공정 개발을 위한 기초연구를 수행하였다. 이를 위하여 비휘발성 유류물질인 디젤유를 처리대상물질로 하여 토양칼럼실험을 통해 오존주입에 의한 지중분해 가능성을 검토하였다. 수분함량 8.39%의 실토양에 디젤유를 혼합하여(초기농도 1,485mg-DRO/kg-soil)칼럼에 충진시킨 후 119.0$\pm$6.1mg/L의 농도를 가지는 오존가스를 50mL/min의 유량으로 연속 주입하였을 때 14시간 반응후 칼럼 상 하부의 디젤유 제거율은 각각 87.9%, 100.0%를 나타내어 비교적 빠른 시간내에 효과적으로 처리되는 것으로 나타났다. 한편 동일한 조건에서 오존가스 대신 공기를 주입하였을 때 공기 유입 및 유출부 모두 총 14시간 동안의 접촉시간 동안 30%이내의 제거율을 나타냄에 따라 디젤오염토양에 대한 기존 SVE공정의 적용한계를 확인하였다. This paper includes the basic experimental results performed for developing an innovative and technologically feasible process wherein gaseous ozone, a powerful oxidant. is injected directly into vadose zone by which in-situ chemical degradation of semi- or, non-volatile petroleum product such as diesel fuel is derived. As ozone gas injected continuously(50mL/min, 119.0$\pm$6.1mg/L) into soil packed columns artificially contaminated with diesel fuel(initial concentration 1,485mg-DRO/kg/soil), the removal rates at the inlet and outlet point of 14hrs-operated column are 87.9% and 100.0%, respectively. 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.

소규모 취락지역의 오수 발생 및 오염물 원단위 특성

강희만,윤현식,주충열,신응배,유도윤 漢陽大學校 環境科學硏究所 1996 環境科學論文集 Vol.17 No.-

우리나라 상수원수 취수원은 그 대부분을 표면수(91%)에 의존하고 있으며, 이중 32%가 인공호소이다. 이들 인공호소 대부분의 수질은 생활, 축산 및 농경지로부터 배출되는 오염물로 인하여 점차 악화일로에 있으며, 이들 오염물은 탄소 유기물 뿐만아니라 질소, 인 등도 있으며 이들 영양염류는 조류의 이상 번식현상을 유발하므로서 전반적인 수자원의 수질을 크게 악화시키고 있다. 본 연구에서는 이와 같은 호소 수질 악화의 주요 원인인 상수원 주변지역에 산재되어 있는 소규모 지역의 발생오수의 특성과 성상을 정량화하므로서 발생오수의 적정처리방안의 수립 및 상수 취수원의 적정 수질관리의 기초자료를 제공하고자 수행하였다. 조사대상지역은 전형적인 시골취락구조를 갖으며 팔당 상수 취수원 주변에 연해있는 경기도 남양주군 조안면 능내리 지역을 그 대상지역으로하여 지역의 인문사회 지리적 특성과 오염물 발생량과 그 특성, 오염물 발생 원단위를 추천하였다. In Korea surface water has been the major source of municipal water supply (some 91%). Some 32% of total domestic demands are being drawn from the artificial reservoirs. Because of the addition of wastes from such sources as domestic, livestock farms and agricultural farms, water qualities of most impoundments have been deteriorating. These wastes tend to supply the nutrients (nitrogen and phosphorus) for algal growth in addition to carbonaceous organics. Their increasing concentration presents, therefore, a potential hazard respect to the degradation of the lake water quality through the excessive growth of nuisance algae, so called “eutrophication”.This will lead to socio-economic problem in terms of overall beneficial use of water resources. Attempts have been made to provide baseline data of wastewater quantity and quality in a small community. They will be used to establish optimized wastewater treatment management and acceptible municipal water source quality control strategy. This research is done with a region near the Paldang Lake, Namyangju-gun Neungnae-ri, Kyonggi-do, so selected as to represent a typical small rural village. Included in this paper are socio-economic and demographic aspects of the region, waste generation rates and their characterization and pollutant unit mass emission fators.

도금슬러지 시멘트고형화에서의 강도 및 안정화 증진

윤현식,강민성,이두진,신응배,배우근,유도윤 漢陽大學校 環境工學硏究所 1997 環境科學論文集 Vol.18 No.-

본 연구에서는 도금폐수처리공정에서 발생하는 실 슬러지를 대상으로 현장에서 적용이 가능한 시멘트고형화 및 안정화효율 증진방안을 찾기 위하여 실내 실험을 통해 1) 슬러지내의 수분이 시멘트의 수화반응에 미치는 영향, 2) 교반시간증가에 의한 고화체의 강도향상 및 용출억제효과, 그리고 3) 첨가제를 이용한 고형화효율 증대를 중점적으로 살펴 보았다. 실슬러지의(습윤슬러지) 자체가 함유한 수분이 시멘트수화반응에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 슬러지를 건조시킨 후 물을 첨가하여 시멘트모르터내에 자유수를 증가시킨 결과 습윤슬러지를 그대로 고형화 한 경우보다 동일한 수분에서 2배정도의 높은강도를 얻을 수 있었다. 교반시간을 증가시킬수록 강도와 용출성이 점차 향상되어 10분정도의 교반시간에서 우수한 결과를 얻었으며, 특히 습윤슬러지의 경우 그 효과가 두드러지게 나타났다. 첨가제사용에 따른 효율평가 실험은 Silica fume, 황산반토, Zeolite, EDTA를 대상으로 실시하였으며 이중 Silica fume이 강도와 용출억제면에서 가장 효과가 좋았다. 최적배합비는 습윤슬러지의 경우 첨가비(첨가제/시멘트)0.25∼0.5에서 가장 우수하였고, 0.05∼0.1에서 가장 좋은 용출효과를 나타내었다. 이는 Silica fume이 중금속에 의한 시멘트수화 방해작용을 억제하고 중금속이온을 불용성의 화합물로 고정하기 때문으로 사료된다. The Solidification /Stabilization (S/S) using the cement as a binder is widely used because of its stability and low cost. For cement-based S/S, however, the S/S efficiency in terms of strength and contaminant immobilization varies significantly according to the treated waste types and operational conditions. In this research real planting sludges were choosen for the S/S experiments in order to increase the applicability of the results in the actual site. Especially, the study focused on the effects of 1) the moisture of sludge on the hydration-reaction of cements, 2) the increased mixing time on the enhancement of the strength and immobilization, and 3) using the binder additives on the S/S efficiency. The compressive strength and leachability of the heavy metals (CU, Cd, Pb, Cr, and Zn) from the solidified materials were measured for evaluating the S/S efficiency. Drying the sludge and putting water, keeping the moisture content the same as the original sludge, into the cement mortar for supplying free-water increased the compressive strength of the solidified material by appoximately two times. Prolonged mixing of the sludge-cement mixture increased, particually in the wet sludges, the strength of the solidified material and retarded the mobility of heavy metals from the sludge. Good results obtained at ten minutes of mixing. In the experiments using the additives, silica fume gave superior results with the strength and immobilization to other additives (Al₂(SO₄)₃Zeolite, EDTA) tested. In the wet sludges, the optimum additive/cement ratio was 0.25-0.5 for strength and 0.05-0.1 for immobilization. It was suspected that the silica fume prevented the interference of heavy metals on the hydration reaction of cement and fixed the heavy metal ions into insoluble complexes.

오존에 의한 가솔린 오염토양 지중처리

최희철,유도윤 대한환경공학회 1998 대한환경공학회 학술발표논문집 Vol.1998 No.12

嫌氣-好氣와 好氣 條件에서의 徵生物 動力學的 因子 特性

윤현식,유도윤,이해승,신응배,최용수 漢陽大學校 環境科學硏究所 1996 環境科學論文集 Vol.17 No.-

본 연구에서는 활성 슬러지 반응조를 사용하여 기존의 호기조건과 혐기-호기조건에서의 미생물 성장과 기질이용에 관한 동력학적 인자를 각각 결정하여 상호 비교하였다. 2가지 조건에 대하여 일련의 bench-scale 반응조를 이용하여 SRT를 달리하였으며, 나머지 운전조건은 고정하여 연구를 수행하였다. 실험결과를 통하여 산정된 동력학적 인자들중 Y와 kd값은 혐기-호기공정이 기존 활성 슬러지 공정에 비해 낮은 값을 보이며, k값은 보다 큰 것으로 나타났다. 반면 각 고형물 체류시간에 대하여 유기물은 두 공정 모두 비슷한 제거효율을 보여주었다. 이와 같은 분석·평가 결과를 통하여 혐기-호기공정이 기존 활성슬러지 공정에 비해 슬러지 생산량이 적으며, 이로 인하여 처리·처분 비용이 절감될 수 있을 것으로 예상된다. Microbial kinetic coefficients in an activated sludge process are determined and evaluated under anaerobic-aerobic and aerobic conditions. During the tests for each conditions, sludge retention time is varied in series of bench-scale activated sludge units, with the other operating conditions being fixed. Among the biokinetic coefficients estimated from the tests, the maximum substrate yield coefficient ( ) and the endogenous decay rate ( ) for anaerobic-aerobic condition are higher than those for aerobic condition. and COD removal rates are nearly equal for both conditions. Therefore, the activated sludge process operated under anaerobic-aerobic condition produces less sludge to be wasted than under aerobic condition. This may result in cost savings due to the cost involved in sludge handling and disposal

합류식 하수관거 월류수의 침전처리 특성

배요섭,김백중,유도윤,신응배,윤현식,이두진 漢陽大學校 環境工學硏究所 1999 環境科學論文集 Vol.20 No.-

합류식하수관거 월류수(Combined sewer overflows, CSOs)는 도심지 인근 방류선 수체에 주요한 오염원의 하나로 지적되고 있으며, CSOs가 방류선에 미치는 영향을 알기 위해서 CSOs의 오염특성을 정확하게 파악하는 것이 매우 중요하다. 최근 연구에서는 침전공정을 통하여 CSOs의 오염물질중 상당부분을 처리할 수 있음이 밝혀졌으며, 특히 오염물질의 침강속도는 CSOs 처리를 위한 침전공정의 설계시 중요한 인자가 된다. 본 연구에서는 CSOs 오염물질 특성을 분석하기 위하여 CSOs, 지표유출수, 건기하수를 대상으로 기본적인 수질(COD, SS, TKN, T-P)분석과 침강실험을 실시하였다. 그 결과 강우의 특성에 따라 오염물질의 침강특성은 매우 다양하게 나타났으며, 침강속도 곡선은 지수감소함수로 적절하게 표현됨을 알 수 있었다. 모형침전조를 이용한 CSOs 오염물질 제거실험에서는 침전칼럼실험에서 예측된 값보다 다소 낮은 제거효율을 보였는데, 이는 유체흐름에 의한 교란과 짧은 체류시간 때문으로 사료되었다. Combined sewer overflows (CSOs) have been considered as a major cause of water quality deterioration of water-courses in the vicinity of the heavily urbanized areas. It is important to know exact properties of pollutants contained in CSOs to address water quality impacts that are caused by CSOs inputs to the receiving waters. Recently, research has shown that a settling process is an efficient treatment for the removal of pollutants from CSOs. Therefore, the settling velocity of the pollutants in the CSOs to be treated has an important influence on performance and should be considered in developing design details. Results of settling velocity distributions for diverse pollutant sources (including CSOs, street-runoff, dry-weather flow) are presented with CODcr, SS, TKN, T-P. The observed results in settling characteristics for pollutant sources showed widely different and exponential decay curve was well fitted to settling velocity profiles produced during the test. The observed removal efficiencies of CSOs pollutants in bench-scale settling basins are somewhat lower than the predicted ones at the settling column test, due to the shorter detention time and current effects.

[토양오염] 액상인산염을 이용한 납인공오염토양 안정화 반응의 가속화에 대한 연구

이의상,장영천,이상봉,전기식,유도윤,이인원 한국폐기물자원순환학회 2004 한국폐기물자원순환학회 학술대회 Vol.2004 No.1

토양오염 : 액상인산염을 이용한 납인공오염토양 안정화 반응의 가속화에 대한 연구

이의상,장영천,이상봉,전기식,유도윤,이인원 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2004 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2004 No.-

매립 / 토양 : 인산염을 이용한 비소 오염토양의 복원

이의상,이상봉,전기식,유도윤,이승우,이인원 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2004 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 Vol.2004 No.-