본문 바로가기
HOME> 논문 > 논문 검색상세

논문 상세정보

토양세척 후의 유류 오염 Silty Clay 처리를 위한 유사펜톤 산화반응
Fenton-like Reaction for Treatment of Petroleum-Contaminated Silty Clay after Soil Washing Process

소명호    (인하대학교 환경공학과   ); 하지연    (   ); 유재봉    (   ); 김창균    (인하대학교 환경공학과  );
  • 초록

    토양 세척 공정에서 최종적으로 발생되는 잔류 유류 오염원 함유 미세토(silty clay)의 효율적인 처리 방법을 도출하고자 본 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 토양 중에 존재하는 철 성분을 이용한 유사펜톤 산화반응 공정의 적용 가능성 평가 및 반응 종결 후의 미세토에 대한 생분해도를 평가하여 유사펜턴 산화 후 생성된 분해산물의 생물학적 연계 처리 가능성을 파악하고자 하였다. 먼저 세척장에서 탈수된 케익 상태의 시료(고분자응집제 처리)와 침전조에서 고분자응집제를 투여하기 이전 상태의 미세토 슬러지 시료를 대상으로 과산화수소( $H_2O_2$ )를 다양한 농도로 가하여 TPH 제거 효율을 평가하였다. 또한, 유사펜톤 반응 후 시료에 대한 $BOD_5/COD_{Cr}$ 비를 산정하여 생분해 가능성을 검토하였다. 본 연구 결과, 과산화수소( $H_2O_2$ ) 농도가 1%일 때 TPH 제 거 효율이 가장 높았으며 주입 방법에서는 순간적으로 일회 과산화수소( $H_2O_2$ )를 시료에 주입하는 것보다 일정 시간 간격으로 연속적으로 과산화수소( $H_2O_2$ )를 주입하는 것이 TPH 제거 효율이 높은 것으로 나타났다. 또한, 케익 시료의 경우 고액비가 1 : 2일때 TPH 제거 효율이 가장 높은 것으로 나타났다. 한편, 식용유를 사용한 경우 미세토에 흡착된 석유계탄화수소의 탈착을 증진시키는 계면활성 효과로 인하여 용해도가 증가하는 것을 확인하였다. 그러나 유사펜톤 반응 후 생분해도 경향은 반응 조건에 관계없이 반응시간이 경과함에 따라 전반적으로 감소하는 경향을 보여 후속 처리로 생물학적 공정을 연계할 시 미생물의 순응이 필요한 것으로 나타났다. 이와 같이 토양 중에 존재하는 철 성분을 이용하여, 과산화수소( $H_2O_2$ )만 주입해준 경우 미세토에 흡착되어 있는 유분이 제거되는 유사펜톤 반응을 확인하였지만 그 제거 효율은 매우 낮았고 유사펜톤 반응 종결 후 생물학적 공정의 연계 처리 시 미생물의 순응 기간이 필요한 것으로 확인되었다.


    This research was performed to assess a Fenton-like oxidation using naturally present iron in the field to treat remained oils throughout silty clay residues which finally resided even after a series of soil washing process. Biodegradability was thus tested for reaction products to investigate a possible treatment of the Fenton-like oxidation coupled with a biological treatment process. For those purposes, two types of field soil samples (e.g., dewatered cake after conditioning with a polymer and not-dewatered residue) were tested to remove TPH by adding the various concentration of hydrogen peroxide ( $H_2O_2$ ). Moreover the biodegradability of treated samples was observed based on the ratio of $BOD_5/COD_{Cr}$ after Fenton-like oxidation. The Highest removal of TPH was at 1% of hydrogen peroxide ( $H_2O_2$ ) when hydrogen peroxide ( $H_2O_2$ ) was continuously injected for a period of time rather than that of spot introduction with the same amount of it. For the dewatered cake, TPH was effectively treated when the ratio of solid and water was mixed at 1 : 2. Employing cooking oil could increase solubility of TPH due to enhanced surface-active escalating TPH desorption from silty clay. Nonetheless, the biodegradability was decreased as long as the oxidation duration being extended regardless of operational conditions. It was therefore proved that Fenton-like oxidation using $H_2O_2$ and natural iron minerals was able to remove adsorbed oils in silty clay but the removal efficiency of TPH was low. And if a biological treatment process followed after Fenton-like oxidation, microorganisms would need enough time for acclimation.


  • 주제어

    유사펜톤반응 .   철 광물 .   석유계총탄화수소 .   미사질식토.  

  • 참고문헌 (19)

    1. Watts, R. J., Haller, D. R., Jones, A. P., and Teel, A. L., 'A foundation for the risk-based treatment of gasolinecontaminated soils using modified fenton's reactions,' J. Hazard. Mater., B76, 73-89(2000) 
    2. 수질오염 공정시험방법, 동화기술편집부편, 동화출판(2002) 
    3. Gong, A., Wilke, B.-M., Alef, K., Li, P., and Zhou, Q., 'Removal of polycyclic hydrocarbons from manufactured gas plant-contaminated soils using sunflower oil: laboratory column eperiments,' Chemosphere, 62, 780-787(2006) 
    4. Bogan, B. W., Trovic, V., and Paterek, J. R., 'Inclusion of vegetable oils in fenton's chemistry for remediation of PAH-contaminated soils,' Chemosphere, 50, 15-21(2003) 
    5. Chiou, C. T. and Shoup, T. D., 'Soil sorption of organic vapors and effects of humidity on sorptive mechanism and capacity,' Environ. Sci. Technol., 19, 1196-1200 (1985) 
    6. 남경필, 김재영, '생물학적 이용성과 aging이 오염토양 정화수준 결정에 미치는 영향,' 대한환경공학회지, 24(11), 1975-2000(2002) 
    7. Watts, R. J., Kong, S. H., Dippre, M., and Barnes, W. T., 'Oxidaion of sorbed hexachlorobenzene in soils using catalyzed hydrogen peroxide,' J. Hazard. Mater., 39, 33-47(1994) 
    8. CEM application note E005, Microwave assisted solvent extraction, TPH from soils GC method 
    9. Nam, K., Rodriguez, W., and Kukor, J. J., 'Enhanced degradation of polycyclic aromatic hydrocarbons by biodegradation combined with a modified fenton reaction,' Chemosphere, 45, 1-20(2001) 
    10. Watts, R. J. and Stanton, P. C., 'Mineralization of sorved and NAPL-phase hexadecane by catalyzed hydrogen peroxide,' Water Res., 33(6), 1405-1414(1999) 
    11. 고성환, 에코필, 인천 S사 물류센터 토양오염 복원 현장자료(미공개자료)(2007) 
    12. Kong, S. H., Watts, R. J., and Choi, J. H., 'Treatment of petroleum-contaminated soils using iron mineral catalyzed hydrogen peroxide,' Chemosphere, 37(8), 1473-1482(1998) 
    13. 토양오염 공정시험방법, 동화기술편집부편, 동화출판(2002) 
    14. Miller, C. M. Valentine, R. L., Roehl, M. E., and Alvarez, P. J. J., 'Chemical and microbiological assessment of pendimethalin-contaminated soil after treatment with fenton's reagent,' Water Res., 30(11), 2579-2586 (1996) 
    15. Chen, N. Y., 'Hydrophobic properties of zeolites,' J. Phys. Chem., 80, 60-64(1976) 
    16. 최석종, 최현진, 박진희, 이태진, '펜톤 유사반응을 이용한 디젤 오염토양의 처리와 잔류 과산화수소가 생물학적 처리에 미치는 영향,' 대한환경공학회지, 26(3), 334-339 (2004) 
    17. Batterman, S., Kulshrestha, A., and Cheng, H. Y., 'Hydrocarbon vapor transport in low moisture soils,' Environ. Sci. Technol., 29, 171-180(1995) 
    18. Ravikumar, J. X. and Gurol, M. D., 'Chemical oxidation of chlorinated organics by hydrogen peroxide in the presence of sand,' Environ. Sci. Technol., 28(3), 394-400(1994) 
    19. Watts, R. J. and Dilly, S. E., 'Evaluation of iron catalysts for the fenton-like remediation of diesel-contaminated soils,' J. Hazard Mater., 51, 209-224(1996) 
  • 이 논문을 인용한 문헌 (3)

    1. Park, Hae-Kyung ; Kwon, Oh-youn ; Jung, Dong-Il 2011. "Characteristics of Allochthonous Organic Matter in Large Dam Reservoir, Lake Soyang" 水質保全 = Journal of Korean Society on Water Quality, 27(1): 88~97     
    2. Park, Sung-Min ; Shin, Yoon-Keun 2011. "The Impact of Monsoon Rainfall on the Water Quality in the Upstream Watershed of Southern Han River" 한국하천호수학회지= Korean journal of limnology, 44(4): 373~384     
    3. Choi, Jin Young ; Kim, Kyoungrean 2015. "Reduction of PCBs in Contaminated Marine Sediments by Using Fenton-like Reaction with Surfactants" 대한환경공학회지 = Journal of Korean Society of Environmental Engineers, 37(6): 340~348     

 저자의 다른 논문

  • 소명호 (1)

    1. 2008 "인공 대수층내에서 발생하는 해수침투의 지화학적 분석 및 병원성 지표 미생물의 사멸 특성" 대한환경공학회지 = Journal of Korean Society of Environmental Engineers 30 (4): 385~392    
  • 김창균 (30)

 활용도 분석

  • 상세보기

    amChart 영역
  • 원문보기

    amChart 영역

원문보기

무료다운로드
  • NDSL :
  • 대한환경공학회 : 저널
유료다운로드

유료 다운로드의 경우 해당 사이트의 정책에 따라 신규 회원가입, 로그인, 유료 구매 등이 필요할 수 있습니다. 해당 사이트에서 발생하는 귀하의 모든 정보활동은 NDSL의 서비스 정책과 무관합니다.

원문복사신청을 하시면, 일부 해외 인쇄학술지의 경우 외국학술지지원센터(FRIC)에서
무료 원문복사 서비스를 제공합니다.

NDSL에서는 해당 원문을 복사서비스하고 있습니다. 위의 원문복사신청 또는 장바구니 담기를 통하여 원문복사서비스 이용이 가능합니다.

이 논문과 함께 출판된 논문 + 더보기