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재호 용
5 years ago
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1 복합공법에의한공장부지 토양복원사례 ( 자료제공 한국환경기술 ( 주 )). 개요 및초산을이용하여제품을생산하는회사에대하여 년토양오염도검사에서토양오염우려기준을초과하여행정기관으로부터토양개선명령을받아토양오염정밀조사및오염토양복원사업을시행하였다 토양오염정밀조사를실시하여이를기초로하여복원공사를착수하였다 복원공법으로는 그리고 을복합적용하였으며 오염된지하수는 로추출처리하였다 복원공사의대략적일정표는 표 과같다 표 복원공사진행일정 일정내용 일 일 일 토양오염정밀조사계약체결복원시스템설치복원시스템가동중간검사실시미생물제주입복원완료검사및복원완료보고서작성 복합공법에의한공장부지토양복원사례

2 . 오염원인 오염물질은 및 으로 탱크크리닝시탱크내의슬러지가 토양에방출되어오염되었으며 이러한오염물질이지중에존재하는지하수에의 하여이동되어확산된것으로여겨진다. 오염지역의토양특성및오염정도 오염정도와오염분포를확인하고적절한복원방법을도출하기위하여토양오염정 밀조사를 년 월에수행하였다 정밀조사시시료채취지점은 그림 과같다 D-3803 D-3804B D-3804A D M-Xylene P-Xylene Sampling Point N 그림 정밀조사시료채취지점 1. 토양 지하수의특성 토양종류는사질식양토 이며 가 인약알칼리성토양이다 함수비는 평균 이다 지하수위는지표면으로부터심도 평균 에존재하며 지하수의흐름방향은 북쪽과 북쪽지역에서남서쪽으로흐르는것으로조사되었다그림 복합공법에의한공장부지토양복원사례

3 D-3805 D-3804A D-3804B D-3803 P-Xylene M-Xylene D-3805 D-3804A D-3804B D-3803 P-Xylene M-Xylene 그림 지하수위측정결과 2. 오염상태 초기오염농도를살펴보면 가 가검출되었으며 심도 까지오염되어있었다그림 특히 번지점에서 이검출되어토양오염우려기준의 배이상인것으로나타나 저장물질이원액형태로누출되었을가능성을보여주었다 오염체적은 이다 그림 정밀조사시오염분포도 복합공법에의한공장부지토양복원사례

4 D-3805 D-3804A D-3804B D-3803 P-Xylene M-Xylene. 오염토양복원 토양오염정밀조사자료를바탕으로하여오염부지에 공법과 공법중 그리고 을복합적용하여설계및시공하였다 은 공 공 등을설치하여 년 월부터 년 월까지 일간가동하였다 및 는 사에서공급하였으며 공급된 및 를주입정을통하여주입하였다 또한 복원진행정도에따라 공법을적용하여청정수를주입하였다 또한 년 월 일에는미생물제를주입하여 효과를강화시켰다 복원공정도는 그림 와같다 18(in) (ex) 16(in) 15(ex) 14(ex) 13(in) 11(in) 12(ex) 10(in) 9(ex) 8(in) 6(ex) 7(ex) 5(in) 3(in) 4(ex) 2(ex) 1(in) 주입정및추출정 N 그림 복원시스템배치도. 처리효율및경과 년 월에완료검사를실시한결과 채취한모든시료 총 개 에서 가 불검출되었다 총복원비용은 원으로 당복원비용은 원이다 복합공법에의한공장부지토양복원사례

5 오염토양복원사진 사진 지하 지점에모인오염물질 사진 집수정추가설치장면 사진 및 주입장치 장면 사진 집수정에모인오염물질 사진 미생물제주입을위한환경조정 사진 토양시료채취장면 복합공법에의한공장부지토양복원사례

6 바이오벤팅 (Bioventing) 법을이용한 토양복원사례 ( 자료제공 ( 주 ) 한화건설 ). 개요 바이오벤팅은불포화지역에서자생미생물을이용 토양에흡착된유기물을생분해시키는원위치복원기술이다 그러나모세관대와포화대의토양은본기술로복원이어렵다 추출정이나주입정을이용하여불포화지역으로공기나산소의흐름을유도하므로써자생미생물의활성을증진시킨다 바이오벤팅의기술적특징은아래와같으며 그림 에바이오벤팅의개념도를나타내었다 장비가간단하므로설치가용이 적당한조건하에서보통 개월에서 년정도소요 다른기술과의병합사용이용이 배가스처리불필요 그림 바이오벤팅개념도 바이오벤팅법을이용한토양복원사례

7 1. 적용부지연혁 대상부지는 산업지역내에위치한기계부품생산공장내폐기물임시보관지역이다 이지역내에수십년동안폐목 폐절삭칩 폐연마분 폐용기등이폐기물처리업체에인도되기전까지콘크리트포장위에임시적치보관되었다 이곳에적치되었던폐기물중폐절삭칩 폐연마분은다량의유분을함유하고있으며유종은디젤을베이스오일로사용하는절삭유및연마유계통의중질유이다 현재폐연마분이적치된지역을중심으로콘크리트포장에미세균열이발달해있으며주로이균열을통해스며드는유분이주오염원인것으로파악된다 2. 오염도조사 장비를사용하여 개지점에서심도별로 개의시료를채취하였다 시료채취지점및심도는복원대상지역의오염도를정확히파악할수있도록선정되었다 정밀오염도조사에앞서조사대상오염물질을파악하고파악된물질에의해오염된토양의복원에적합한기술을선정하기위해 지점 심도의오염된토양에대하여 종의중금속 종의 를포함한 종의 그리고 의항목에대하여분석을실시하였다 분석방법은미환경청의표준시험법 을사용하였다 사전오염도조사결과대상지역에서 의석유계유류만이높은농도로검출되었으며미량의중금속과 만이검출되었다 따라서이지역에대한오염도정밀조사를위하여총석유계탄화수소항목을분석 조사하였다 분석법은 을사용하였다 분석결과 에서최대 의 가검출되었으며청정토양인 및 의결과를검토해볼때주변토양의초기석유계탄화수소함유량은 미만일것으로판단된다 대부분의오염물질이현재폐연마분이적치된구역부근에포집되어있으며오염심도는 미만이다 이공장건설당시의지질보고서에의하면이지역의지하수위는지하 이하에서발견되는것으로기록되어있으며현장시료채취시에도지하 이내에서지하수가발견되지않았다 그리고이지역의지표는콘크리트및아스콘으로 바이오벤팅법을이용한토양복원사례

8 포장이되어있으며포장이되지않은폐기물적치장후면에는지하 정도까지수직옹벽이쳐져있으므로우수의유입에의한오염물질의확산은거의일어나지않았던것으로파악된다 이상의오염도를보이는토양을대상으로심도별오염지역의면적 오염토양의부피및오염물질의총량을계산하여 표 에나타내었다 표 대상부지오염토양의양 따라서오염토양의총부피는 이며제거대상인오 염물질의총량은 이다 3. 복원설계 가 복원방법의선정현장에 을설치하고초기산소농도를측정하였다 이를 표 에나타내었다 표에서알수있듯이토양내부에서미생물의활동이왕성하게일어나고있는것을알수있다 따라서토양미생물의산소소비속도를측정하였다 산소소비속도는 즉 이었다 따라서산소주입을통한바이오벤팅을복원방법으로선정하였다 표 초기산소농도측정결과 바이오벤팅법을이용한토양복원사례

9 한편대상부지의경우오염면적에비해심도가그다지깊지않아수직배관을설치할경우많은주입정을설치하여야하고 또한상부에구조물이설치되어있으므로지상작업이용이하지않다 따라서배관시스템은비개착식공법에의한수평배관시스템을사용하기로결정하였다 나 토양물성측정결과 현장토양의공극율은 를이용하여전체부피와공극부피를구하여계 산하였다 현장에서채취한 의토양을건조기에서완전히건조시킨후 시간증류수에포화시켜공극부피를계산하였다 따라서산출된공극율은유효공 극율이다 토양의건조중량 증류수에포화된 토양의중량 따라서 현장토양의유체전도도는 이며이를유체투과율로계 산하면 이다 다 복원영향반경및운전조건 산소소비율은토양자생미생물의활성도와깊은관계가있으며이미생물활 성도는계절에따라많은변동이있다 따라서복원설계시에산소소비율은년간 최대치를이용하여야한다 현장의경우 월측정치가 이었으나 이값은최대치가아니므로추정치인 를설계치로채택하였다 필요유량의계산 에서 θ 이므로 바이오벤팅법을이용한토양복원사례

10 영향반경의계산 오염지역에설치될 의폭 이므로 실제오염지역의폭은 정도로위값과는큰차이를보인다 이는오염토 양의형상을원통형으로가정한데서오는오차이다 따라서실제복원영향반경은 가되어야하며이때필요유량은다음과같이다시계산되어져야한다 운전압력의계산 현장에설치된수평배관을통하여 의유량을주입하기위해 에걸리는압력은다음과같다 라 복원영향반경및운전조건 개의수평배관을평행하게설치하고그간격을적절히조절할경우적정유량 을유지하면서운전압력을낮출수있다 따라서 폭이각각 와 인두개의 을 간격 으로설치하고각 의복원영향반경을 로유지할경우오염지역 전체를커버할수있다 필요유량의계산 의폭이 인 에대해 π 이므로 의폭이 인 에대해 π 이므로 바이오벤팅법을이용한토양복원사례

11 따라서총유량은 로실제필요유량인 에가까운유 량으로전체지역을복원할수있다 운전압력의계산 현장에설치된 개의수평배관을통하여각각 및 의 유량을주입하기위해 에걸리는압력은다음과같다 한편두개의 에걸 리는압력은서로같으므로 폭의 에걸리는압력만을계산하면된다 그러므로총 를두개의 에주입하기위한 의운 전압력은 이다 따라서두개의 을평행하게설치할경우운전압력을 로낮출 수있으므로 의용량을줄일수있다 마 복원기간산출 오염지역의주오염원은 계열의유류로보통탄소수 에서 의탄화수 소로이루어져있다 탄소수 개의알칸계유류를대표물질로그분해속도를추 정하면다음과같다 화학량식에서 의당량은 이고 의당량은 이므로 단위중량이분해 되는데필요한산소중량의비 는 이다 토양단위중량 에서 가분해되는속도를 라하면산소의소비 중량과 의분해중량사이에는다음의관계가성립한다 공기밀도 토양밀도 바이오벤팅법을이용한토양복원사례

12 따라서 평균산소소비율을 로할때 오염지역의평균 농도를 이라할때복원에소요되는기간은 이다 4. 수평배관을이용한복원용 Fluid Delivery System 설치 ( 비개착 지향성압입공법 ) 복원용수평배관의설치는기본적으로비개착지향성압입공법에의한다 비개착지향성압입공법이란지상의구조물이나지면의포장을훼손시키지않고드릴비트의회전력과시추액의분사압력으로수평으로굴진하는공법으로 한드릴파이프를사용하여굴진방향의전환을할수있는공법이다 수평지향성시추기를 그림 에나타내었다 그림 수평배관설치용지향성압입굴착장비 바이오벤팅법을이용한토양복원사례

13 복원설계에따라시작구및도달구의위치를선정하고굴토한다 시작구는최초굴진이시작되는곳으로약 정도의규모로설치된다 도달구는배관시스템이인입되는곳으로주변여건에맞게설치된다 한편굴착시작지점과도달지점에지면포장이되어있지않을경우시작구와도달구의설치없이바로굴착할수있다 배관을인입시키기위한인입로를굴착하는작업으로 의회전력과시추액의분사압력을이용하여굴진한다 앞에 이라는오리주둥이모양의장치가있어굴진방향을조절할수있다 방향을전환할필요가있을경우 의회전을멈추고 의방향을조절하여밀게되면 의진행방향이전환된다 복원용배관을설치하기위해서 종료후시추관끝단에 란장치를장착하고시추관을전진혹은후퇴시키면서확공한다 확공을하지않고 을무리하게인입할경우시추공벽과의마찰에의해서 의 부위가끊어질수있다 확공후 끝단에배관을부착하여도달구에서부터인입하기시작하여전기융착기를이용배관을연결하면서시작구까지관통시킨다 필요할경우복원용배관과시추공벽사이의공간을왕사를이용하여 하고시작구와도달구의배관주위를 하여지상과의유체유동을차단하여공급된유체가오염지역만을통과하도록한다 복원용 의선택기준은 의직경 강도 의크기및총표면적에대한 의 의비율이며각각의규격은 의규격에따라정해져있다 의강도는일반적인설치심도에서충분히외부토압을견딜수있게제작되어있으므로복원설계자의입장에서그다지중요하지않다 의직경은내부를유동하는유체의양에따라결정되어진다 의직경이클경우유동유체에의한지층내에서의압력감소를줄일수있으므로 설치개수및운전비용의절감효과를볼수있다 그러나 의직경과운전압력의관계가선형적이지않으므로큰직경의 을사용하여얻을수있는운전압력감소의효과는그다지크지 바이오벤팅법을이용한토양복원사례

14 않으며 의가격과굴착비용을고려하여적정한 의직경을선정하여야한다 의 의폭은 이설치되는지역의토양의입자크기분포에따라결정되어진다 또한왕사를이용하여 주위를 할경우 매체의입자크기가변수가된다 의 의폭은경험적으로 주변토양입자분포의 로선정한다 의총표면적에대한 의비율은 으로부터토양으로배출되는공기의압력강하를결정하는중요한변수이다 으로부터토양으로배출되는공기의압력강하는 을통해빠져나가는공기의선속도 와깊은관련이있다 한편공기가 을빠져나갈때일어나는압력감소는공기가토양을통과하며일어나는압력감소에비해현저히적으므로어느정도이상의 비율을가지기만하면 을빠져나갈때일어나는압력강하는무시할수있다 복원현장의모니터링은실제주입된공기의산소가지속적으로소비되고있는지확인하기위한시간별산소농도의모니터링과온도변화에따른산소소비율변화모니터링으로나누어실시하였다 으로부터 거리의 에서운전후시간에따른산소농도의변화및운전중지후산소농도의감소를측정하여 에나타내었다 운전후 시간후에산소농도가 이상으로회복되는것을확인할수있으며운전중지 시간후초기산소농도에가까운 정도로감소하는것을알수있다 온도변화에따른산소소비율변화는 달간격으로 개월에걸쳐평균온도변화에따른산소소비율의변화를측정하였다 평균온도가 에서산소소비속도는 까지증가하였다 평균기온이 이상올라가는 월에는산소소비속도가 정도까지올라갈것으로보인다 그러나온도상승에따른산소소비속도의증가가선형적이지않기때문에설계치인 를상회할가능성도적지않다 바이오벤팅법을이용한토양복원사례

15 다음 그림 에복원시스템설치계획도를나타내었다 그림 복원시스템설치계획도 이상과같은복원모니터링결과에서설치된 을통하여주입된공 기가오염지역전체에전달되고있음을확인할수있었으며토양미생물에의한 오염물질의분해또한원활히이루어지고있는것을확인할수있었다 5. 복원요약 수평배관을이용한원위치복원기술은지면이포장되어있거나지상구조물아래의오염토양및오염심도에비해면적이넓은부지에효과적으로적용될수있는기술이다 본기술은 복원기술뿐만아니라증기추출법등타기술에도적용할수있는복원용관정설치기술이다 을이용한오염지역의복원설계에서가장중요한요소는지반에유체를유동시키는정의위치 개수 복원영향반경의설정및이정을통한유체유동을정량적으로계산해내는데있다 이러한요소들을정확히설계함으로써유체유동을위한최적의원동기를선택할수있으며복원비용및기간을산정할수있다 본사업에서는기존의압력유량측정법및산소소비속도및필요유량측정법에공기유동방정식을접목하여수평배관을이용한복원에적합한복원설계기법을적용하였다 바이오벤팅법을이용한토양복원사례

16 의개수및복원영향반경의관계는복원비용의측면에서결정되어져야한다 즉 의개수를줄이고각각의복원영향반경을크게할경우초기시공비용은절감되지만복원용 의용량이커져야하므로운전비용이증가하게되며반대로 의개수를늘이고복원영향반경을크게할경우초기시공비용이증가하는반면운전비용이절감되는효과가있기때문이다 현장의복원설계결과 개의 을설치하였을경우 개의 을설치운영하였을경우보다복원의효율성뿐만아니라비용측면에서도유리함을확인할수있었다 현장의복원시공은지향성압입굴착에의한 의인입 의순서로이루어졌으며 은설계심도인 에최대오차 로비교적정밀하게설치되었다 현장시공시예상하지못한지하옹벽의발견으로오염지역을설계대로관통한후우회시켜굴착하였는데복원설계전지하구조물및지하매설물의사전확인이필요할것으로판단된다 설치후설계운전조건에서설계의정확성을확인하기위하여거리별로 을설치하여압력및유량을측정하였다 설계복원영향반경인 외곽까지압력이전달되고있으며공기유동이원활히이루어지고있음을알수있었으나실제복원영향반경은설계치인 보다 정도큰 정도인것을알수있었다 설계치보다실제복원영향반경이크게나타난이유는유체투과율측정오차에의한것으로추정되는데그이유는유체투과율이비록토양의고유물성이기는하지만측정매질이물일경우가스로측정한경우보다크게작은것으로알려져있으며가스로측정할경우도가스분자의구륜현상등으로평균압력에따라약간씩상이한것으로알려져있다 따라서복원설계인자의측정은실제유동유체를통하여측정되어져야하며교란이없는현장에서측정되어져야함을알수있다 으로부터 거리의 에서복원과정의모니터링을실시하였다 운전후짧은시간내에산소농도가대기중산소농도의 이상으로회복되는것을확인할수있었으며운전중지후산소농도는거의산소소비속도에비례하고감소하는것을확인할수있었다 온도변화에따른산소소비율변화는 달간격으로 개월에걸쳐평균온도변화에따른산소소비율의변화를측정하였다 복원모니터링결과에서설치된 을통하여주입된공기가오염지역전체에전달되고있음을확인할수있었으며토양미생물에의한 바이오벤팅법을이용한토양복원사례

17 오염물질의분해또한원활히이루어지고있는것을확인할수있었다 본복원사업은현재운전중에있으며오염물질이약 정도저감된것으로나타나고있다 본기술은시설물에의한간섭으로인한복원의어려움이있는지역에대하여서도적용시킬수있는기술로서톤당처리비용이현장여건에따라 원 원소요된다 바이오벤팅법을이용한토양복원사례

18 바이오슬러핑 (Bioslurping) 법을이용한 토양복원사례 ( 자료제공 ( 주 ) 한화건설 ). 개요 공법은지표하에다양하게오염되어있는지하수 탄화수소증기등의오염원을원위치에서동시에복원하는기법이다 즉 과 기술을합쳐서두개의다른지하매체에서의오염을동시에복원하는기술이다 바이오슬러핑의기술적특징은아래와같으며 그림 에바이오슬러핑의개념도를나타내었다 에의해불포화영역의오염을동시에복원 회수된유류에대한지하수의비율이상대적으로낮음 종료후 전환용이 그림 바이오슬러핑개념도 바이오슬러핑법을이용한토양복원사례

19 1. 오염부지현황 공장경유지하저장탱크주변은유류주입시 로인하여경유로오염된지역이다 이지역에대하여토양시료 개지점 개시료 지하수시료 개지점 개시료를채취분석하여토양및지하수오염정밀평가를실시하였다 미국 사의 를사용하여오염범위를시각화하였으며복원범위를산출하였다 이를 그림 에나타내었다 그림 오염플룸 이상 오염플룸단면 지하 이지역은지하 지점에서지하수의활동이측정되었으며지하수또한심하게오염되어있어토양뿐만아니라지하수의복원도병행할수있는기술이적용되어져야하므로바이오슬러핑기법을적용하여복원하였다 이지역토양의유체전도도는 으로 에해당하며실제로토양의입도를분석한결과바이오슬러핑의적용에효과적인 으로판명되었다 표 토양의입도를분석한결과 시료깊이 토성 지하 지하 바이오슬러핑법을이용한토양복원사례

2. 복원설계 대상지역에바이오슬러핑기법을적용하기위하여다음과같이세부복원설계를하였다 가 토양증기및산소소비율측정 대상오염지역에토양증기측정용 을설치하여토양증기및 산소소비율을측정하였다 초기산소농도측정결과를나타낸표에서알수있듯 이유류를분해할수있는미생물이존재함이확인되었다 토양종류 주변청정토양 오염토양 표 초기산소농도측정결과

20 2. 복원설계 대상지역에바이오슬러핑기법을적용하기위하여다음과같이세부복원설계를하였다 가 토양증기및산소소비율측정 대상오염지역에토양증기측정용 을설치하여토양증기및 산소소비율을측정하였다 초기산소농도측정결과를나타낸표에서알수있듯 이유류를분해할수있는미생물이존재함이확인되었다 토양종류 주변청정토양 오염토양 표 초기산소농도측정결과 산소소비속도는 지점에서약 주간에걸쳐측정되었으며그결과 값이도출되었다 이값으로부터미생물에의한분해속도를계산하였는데 의값을산출할수있었다 나 복원영향반경 계산된산소소비속도를바탕으로복원영향반경을계산하였다 각추출정의복원영향반경은 이며각추출정의위치및영향반경을 그림 에나타내었다 그림 복원시스템및영향반경 바이오슬러핑법을이용한토양복원사례

21 영향반경 공기부피유량 미생물호흡에사용되는산소 공기가공급되는 의폭 산소소비속도 Θ 공극율 3. 복원및결과 의운전압력을 로하여 시간약 개월을연속운전하였다 그리고지하수를 일 회회수하여폐수처리하였다 개월후오염저감의결과를 표 에나타내었는데 의경우 의경우 이상의오염저감효과를볼수있었다 표 복원 개월후의오염저감 위치 초기 복원 초기 복원 지역 지역 한편추출증기는대기오염방지를위하여 를사용하여처리후배출하였다. 랜드파밍 (Land Farming) ; 토양경작법 랜드파밍은오염된토양을굴토하여처리지역에얇게펼친후영양공급물질 수분 그리고필요한경우계면활성제를넣어주어토양미생물을활성시켜오염물을제거하는기술이다 오염토양을갈아주면서휘발성유기화합물을자연적으로증발시키고오염물을미생물분해함으로써거의모든종류의석유오염물에대해법적한계치이하로농도를낮추는데에효과적이다 즉 휘발유와 바이오슬러핑법을이용한토양복원사례

같은휘발성이강한범위부터윤활유같은비휘발성유류까지모두복원할수있다 랜드파밍의기술적특징은아래와같으며 그림 에랜드파밍의개념도를나타내었다 복원설계및시공이간편 짧은처리기간과경쟁력있는처리비용 미생물분해속도가낮은오염물에대해서도효과적 넓은처리부지가필요 그림 랜드파밍개념도.

22 같은휘발성이강한범위부터윤활유같은비휘발성유류까지모두복원할수있다 랜드파밍의기술적특징은아래와같으며 그림 에랜드파밍의개념도를나타내었다 복원설계및시공이간편 짧은처리기간과경쟁력있는처리비용 미생물분해속도가낮은오염물에대해서도효과적 넓은처리부지가필요 그림 랜드파밍개념도. 바이오파일 (Biopile) 바이오파일은오염된토양을쌓아놓고공기 미네랄 영양분 수분등의공급을통하여호기성미생물의활성을증가시켜토양입자에흡착되어있는석유류오염물질을분해시키는기술이다 흙더미를파내어지표위에서작업하고공기를사용하며호기성박테리아를증식시켜토양에흡착되어있는오염물질을분해시킨다는점에서랜드파밍과유사한점이있다 반면에랜드파밍은토양경작을통해공기를공급하지만이기술은공극이있거나 이있는파이프를통해서공기를 바이오슬러핑법을이용한토양복원사례

23 주입하거나빼냄으로써공기를공급한다 바이오파일의기술적특징은아래와같으며 그림 에바이오파일의개념도를나타내었다 복원설계및시공이간편 짧은처리기간과경쟁력있는처리비용 랜드파밍보다소요면적이작다 폐쇄시스템이므로 의배출조절가능 그림 바이오파일개념도 1. 오염부지현황 대상부지는과거화학제품생산시설이위치하였던지역으로현재생산시설저장시설은모두철거되었으며 현재부지의사용이없는지역이다 공장가동중의토양오염여부에대한토양오염정밀조사를실시한결과부지의일부지역이유류및용제저장중의누출로인하여오염되어있는것으로조사되었다 바이오슬러핑법을이용한토양복원사례

24 2. 오염도조사 부지내에총 개지점에서총 개의토양샘플을채취하여 석유계총탄화수소항목에대한분석을실시한결과과거유류저장시설주변과용제저장탱크주변이유류및용제에의하여오염이있는것으로조사되었다 오염량은유류오염지역이약 용제오염지역이약 가오염되어있었다 3. 복원 대상부지는현재별도의시설이없는유휴지로되어있으므로복원의효율성과예산절감을위하여위치외복원기술중바이오파일을적용하였다 바이오파일은오염된토양을굴착후불투수층이설치된부지에쌓아놓고공기 미네랄 영양분 수분등의공급을통하여호기성미생물의활성을증가시켜토양입자에흡착되어있는석유류오염물질을분해시키는기술로비교적넓은부지를필요로한다 대상부지는현재별도의사용계획이없는유휴지이므로굴착후부지내에서바이오파일공법을사용하게되면복원기간 비용의절감효과를가질수있어서가장효율적인복원기술이다 먼저대상부지내에침출수에의한 차오염의발생을방지하기위하여콘크리트를바닥에타설하여불투수층을형성시켰다 처리시설은모두 기가설치되었다 각처리시설은한번에약 의오염토양의처리를할수있는규모로설치되었다 처리시설의콘크리트의양성이끝난다음오염된토양을처리시설내에적치하면서오염토양내에공기및영양액 수분을공급하여줄수있는각각배관을설치하였다 총 단으로토양을적치하여높이가 가량되게하였다 공기공급용배관은블로우어장치에연결하여공기의공급과배기가스의배출이되도록하였다 야적된오염토양정화시미생물의대사활동에필수적인산소의공급을해결하기위해가압및감압브로워를이용하여토양층내부에설치한유공관을통해공급한다 이때산소의양이충분한경우토양의온도및습도그리고영양성분의변화가생물학적처리효율에영향을줄수있기때문에환경조건을적절하게조절해주어야한다 바이오슬러핑법을이용한토양복원사례

차오염을방지하기위하여야적오염토양상부에덮개를씌워우수침투로인한침출수발생을방지하고대기로휘발성물질의증발을방지하였다 복원진행정도를모니터링하기위하여 개월한번씩토양샘플을채취하여 분석을실시하였다

25 미생물의활성에영향을끼치는인자들로서온도는일반적인중온미생물의생육에좋은 도가적당하며 는중성인 로유지시켜준다 영양분은탄소원질소및인의비율인 가 로유지시켜주며보통탄소원에비해 가적으므로비율에알맞게 를인위적으로공급해주어야한다 함수율은보통 전후로조절해준다 오염토양의공극율및공기투과율이불량할경우에는모래나톱밥등을야적시에섞어서적치하도록한다 우수에의한침출수발생으로인한주변지역의 차오염을방지하기위하여야적오염토양상부에덮개를씌워우수침투로인한침출수발생을방지하고대기로휘발성물질의증발을방지하였다 복원진행정도를모니터링하기위하여 개월한번씩토양샘플을채취하여 분석을실시하였다 대상오염토양의경우처리기간 개월동안에 제거율이약 에이르러양호한복원효율을나타내었다 바이오파일은톤당 만원만원정도로비교적저렴한비용으로오염토양을단기간내에복원시킬수있다 바이오파일현장설치전경 바이오슬러핑법을이용한토양복원사례

26 토양증기추출 (Soil Vacuum Extraction) 법에의한 토양복원사례 ( 자료제공 ( 주 ) 한화건설 ). 개요 불포화지대에서토양에흡착된석유성분중휘발성물질의농도를저감시키는원위치복원기술이다 오염지역의중심에 을설치하고감압을하게되면오염물의휘발성분들은증발하게되고추출정으로배출된다 추출된증기들은보통활성탄흡착과같이필요에따라처리후대기로방출한다 지하에서의증가된공기흐름으로인하여오염물질에대한생분해 특히휘발성이낮은오염물에대한생분해가일어나므로부수적인효과도기대할수있다 토양증기추출법의기술적특징은아래와같으며 그림 에토양증기추출법의개념도를나타내었다 그림 토양증기추출법개념도 토양증기추출법에의한토양복원사례

27 장비가간단하므로설치가용이 최적조건에서 개월에서 년소요 가있는부지에적용가능 다른기술과병용가능 1. 부지현황 대상지역 에의한오염발생 오염농도 최대 오염물질 오염지역면적 약 오염토양및오염물질량 기준 약 지상배관이혼재하여수직관정설치장비접근이불가능한지점이다수존재 복원을위해시설운영을중단할경우매일수억원의손실이발생하며고가대용량의 시설로 복원불가 그림 톨루엔탱크현장배치도오염도조사결과 토양증기추출법에의한토양복원사례

28 2. 복원설계및시공 가 및 결과를바탕으로 의위치및개수결정 수평배관의경우 그림 A 1,500-6,000 6 inch Stee l O ut Casing C eme nt Grouting 4 inch PVC Well Ca sing Be nto nite 4 inch PVC Well Sc re en A Sand Packing 1 inc h PVC Pip e B B 45 그림 토양증기추출법에의한토양복원사례

29 지역에총길이 길이 의 개공설치 지역에 개공설치 전체지역에 개설치 각 에대해 및 수직관정굴착은 사용 나 현장에설치된 간의 이상이하여지상 은 을이용한 사용 설치구간은복원시스템과연결부위에만일부 복원시스템에 를설치하는것이일반적이나 차이에의한 를방지하기위하여 인근에 설치 Air Extraction P P P P Drain (female) Capacity : 1,000 litter Max Working Press. : - 4,000 mmaq (- 0.4 kgf) Material : Stainless Steel Quantity : 1 sets 그림 토양증기추출법에의한토양복원사례

30 Ball Valve : Quick Connector 2 inch SUS 2 inch SUS 2 inch Flexible 3 m Liquid/Gas Separator P 2 inch SUS 1 inch SUS 1 inch SUS P P 1 inch Flexible 1 inch Flexible HW - 1 HW - 2 : 2 inch PVC : 2 inch PVC Air Extraction System C 2 inch SUS Drain (female) 1 inch SUS P 1 inch Flexible HW - 3 : 2 inch PVC Motor : 10 hp Electric : 3 phase, 460VAC Max. Press. : - 3,000 ± 500 mmaq 1 inch SUS 1 inch Flexible 18 m Liquid/Gas Separator P 1 inch Flexible 93-P-2 : 4 inch PVC 2 inch SUS 1 inch SUS 1 inch Flexible 30 m P Drain (female) 1 inch Flexible 93-P-3 : 4 inch PVC Drain (female) 그림 의경우 다 전체의 을 개의 으로연결 토양증기추출법에의한토양복원사례

31 Low Vacuum Blower Shut - off Air Dilution Va lve F P 2" 2" Air Filter Va c uum Re lie f Va lve Sa m p ling Po rt Sile nc e r Discharge 2" Moisture Se p a ra to r (200 liter) Sludge Discharge Valve Level Sensor Water/Oil Reservoir High Level Blower Shut - off Control Pa ne l Operating Time Controller Operating Time Totallizer Bo x Blo we r Hig h Temperature Blower Shut - off Flowmeter (0-10 M3/min) Pre ssure G auge (- 4,000-0 mmaq) 그림 라 복원과정의예측 수평배관적용지역 오염토양 약 오염물질량약 물리화학적 생물학적 복원과정을예측 설계조건 운전압력 예상 중 농도 중산소농도 에의한오염물질의제거량추정 ρ 토양증기추출법에의한토양복원사례

32 그러므로 에의한오염물질의분해량추정 ρ 그러므로 및복원기간 복원소요기간 3. 모니터링 가 복원모니터링 수평배관적용지역 일평균 시간이상총 시간운전 토양증기추출법에의한토양복원사례

33 평균유량 를유지하면서운전 복원초기에 의대부분회수 적용지역 일평균 시간이상총 시간운전 평균유량 를유지하면서운전 다량분포지역 지하 부근에서추가 층발견 추가추출정 개착정및운전 에의한제거량 ρ 이므로 중 농도 그림 총제거량 그림 추출농도의유동이심함 운전개시초기에는높은농도를유지하나운전시간이증가할수록점차 감소하는경향을보임 토양증기추출법에의한토양복원사례

34 Legend System A System B TPH in Off - Gas (ppm) Total Operation Time (hours) 그림 중의 농도 Toluene Removed by Soil Vapor Extraction (kg) Legend System A System B ,000 1,500 2,000 Total Operation Time (hours) 그림 에의한 제거추이 토양증기추출법에의한토양복원사례

35 총오염물질제거량 총오염물질제거량 에의한제거량 에의한제거량 지하수추출에의한제거량 제거량 총 시간운전으로초기오염물질량약 의 제거 나 분석결과 토양오염도조사 지역 단위 시료채취지점 년 월 일 년 월 일 지역 단위 시료채취지점 년 월 일 년 월 일 토양증기추출법에의한토양복원사례

36 토양복원기술및사례집 비매품

발간등록번호 제정 2010 년 6 월 개정 2012 년 9 월 국립환경과학원 National Institute of Environmental Research

발간등록번호 제정 2010 년 6 월 개정 2012 년 9 월 국립환경과학원 National Institute of Environmental Research 발간등록번호 11-1480523-001074-01 국립환경과학원 National Institute of Environmental Research 발간등록번호 11-1480523-001074-01 제정 2010 년 6 월 개정 2012 년 9 월 국립환경과학원 National Institute of Environmental Research - i - - ii