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소석회(Ca(OH) 2 )와 탄산칼슘(CaCO 3 )을 이용한 매립장 주변 중금속 오염 지하수 정화
송나인(Nain Song),이예선(Yesun Lee),이민희(Minhee Lee) 대한자원환경지질학회 2005 자원환경지질 Vol.38 No.3
소석회(Ca(OH) 2 )와 탄산칼슘(CaCO 3 )을 응집제로 이용한 화학적 응집/침전법으로 지하수로부터 중금속을 제거하는 실내 실험을 실시하였다. 비소(As), 카드뮴(Cd), 망간(Mn), 납(Pb), 아연(Zn)으로 오염시킨 인공오염수로부터 중금속을 제거하는 배치 실험 결과, 소석회를 이용한 경우, As과 Mn의 제거 효율은 0.3 wt.% 소석회 첨가만으로 90% 이상을 나타내었으며, Cd와 Zn의 경우 0.5 wt.% 첨가 시 약 75-85%의 제거 효율을 나타내었다. 탄산칼슘을 첨가한 경우 소석회 첨가에서 제거 율이 비교적 낮았던 Pb의 제거율이 매우 높게 나타나 0.1 wt.%의 첨가만으로 거의 100%를 제거할 수 있었으며, Cd의 제거율도 소석회보다 높게 나타나 1.0 wt.% 첨가시 93%이상의 제거율을 나타내었다. 그러나 As, Mn, Zn의 제거율은 약 30-50% 정도로 낮게 나타났다. 대형 칼럼 반응조를 이용한 중금속 제거 실험에서는, 응집제를 오염지하수에 첨가한 후 응집 제의 확산 유도와 응집제와 응집할 입자간의 접촉을 위해 급속 교반하였으며, 교반으로 인해 성장된 플럭(floc)의 침전을 유도하여 상등액과 침전입자를 분리함으로써 오염지하수로부터 중금속을 제거하였다. 소석회를 첨가한 칼럼실험의 경우, 앞서의 배치실험 결과와 같이 As는 1wt.%의 소석회 첨가에 의해서 침전 30분 이후에 99%이상의 제거 효율을 나타내었 다. Cd, Mn, Zn도 80-85%의 제거효과를 나타내어 높은 제거 효율을 나타내었으나, Pb의 제거 효율은 배치 실험의 결과와 같이 낮아 약 40%내외를 유지하였다. 소석회 침전 슬러지를 재활용하여 중금속 제거 실험을 반복 실시한 결과도 As, Mn, Cd에 대해서는 침전 슬러지 재활용 2회까지 평균 90%이상의 높은 제거율을 나타내었으며, Zn에 대해서는 70%내외 의 제거율을 나타내었다. 탄산칼슘을 이용한 칼럼실험에서는 Cd와 Pb의 경우 제거 효율이 높아, 침전 후 30분 이내에 95%이상이 제거되었다. Zn은 57%의 제거율을 나타내었으며, As와 Mn은 제거율이 낮아 약 40%정도가 제거되었 다. Fe와 Mn의 농도가 매우 높은 울산지역의 실제 매립장의 오염지하수를 대상으로 1wt.%의 소석회를 이용한 칼럼실험 결과, 두 원소 모두 96%이상의 제거율을 나타내어 소석회를 이용한 응집/침전법의 중금속 오염지하수 정화 효율이 매우 뛰어난 것으로 나타났다. Coagulation and precipitation process by using lime(Ca(OH) 2 ) and calcium carbonate (CaCO 3 ) were applied to remove heavy metals from groundwater in laboratory scale. From results of batch tests, by the addition of 0.3 wt.% lime, more than 90% of As and Mn were removed and 75-80% of Cd and Zn were removed by using 0.5 wt.% of lime. Removal efficiency of Pb almost reached 100% with only 0.1 wt.% of calcium carbonate and more than 93% of Cd were removed by the addition of 1.0 wt.% of calcium carbonate. Pilot scale column experiments were performed to remove heavy metals in the separation process of precipitated floc to supernatant after the coagulation/ precipitation. For lime as a coagulant, more than 99% of As were removed from artificial groundwater and removal efficiencies of Cd, Mn, and Zn were over 80%. By using calcium carbonate, more than 95% of Cd and Pb were removed in column experiment. Fe and Mn contaminated groundwater taken from a real landfill site, Ulsan was used for the column experiment and more than 99% of Fe and Mn were removed by the addition of 1 wt.% lime in column experiment, suggesting that the coagulation/precipitation process by using lime and calcium carbonate have a great possibility to remove heavy metals from contaminated groundwater.
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