표제지
환경기술개발사업 최종보고서·초록
제출문
보고서 초록
요약문
SUMMARY
CONTENTS
목차
제1장 연구개발과제의 개요 26
제1절 연구개발의 배경 및 필요성 26
제2절 연구개발의 목적 및 내용 36
제3절 펄스 동전기 기술의 원리 37
제2장 국내외 기술개발 현황 38
제1절 국외 오염토양 처리기술 및 현황 38
제2절 국내 오염토양처리기술 및 현황 54
제3절 국내외 오염토양 처리기술에 대한 특허 분석 66
제3장 연구 개발 수행 내용 및 결과 75
제1절 펄스 동전기 기술 적용을 위한 중금속 오염 토양의 특성 조사 75
1. 토양의 중금속 흡착 및 탈착에 대한 특성 조사 75
2. 동전기 기술 적용을 위한 중금속 오염 토양의 특성 조사 84
제2절 펄스 동전기 기술 적용을 위한 펄스 파워의 설계 및 제작 87
1. 펄스파워의 개요 87
2. 펄스전원의 개발 현황 88
3. 펄스전원 제작 및 적용 90
4. 전기화학적 동전기반응 회로 모델 구성 및 운전 사양 확인 96
제3절 펄스 동전기 기술 적용을 위한 내구성 향상 불용성 촉매전극의 개발 104
1. 촉매 전극 개발 104
2. 개발 전극의 안정성 및 수명 예측 평가 118
제4절 중금속 오염 토양 처리를 위한 펄스 동전기의 적용성 평가 123
1. 실험실 규모의 동전기 오염토양 처리 장치 제작 123
2. 실험 방법 및 분석 방법 126
3. 펄스 전원방식과 기존 직류 전원방식과의 동전기 성능 비교 평가 128
4. 폐액내 중금속 처리 방법 도출 145
제5절 현장오염토양에 대한 펄스동전기 기술의 중금속 처리 효율 평가 149
1. 삼광광산 광미의 펄스 동전기 적용성 연구 149
2. 소하 택지 지구 토양의 펄스 동전기 적용 실험 202
3. 금왕 광산 광미 토양의 펄스 동전기 적용 실험 218
4. 유기물질에 의한 동전기효율 저하효과 평가 227
5. 토양 내 이온의 이동에 의한 동전기 효율 특성 평가 237
6. 투입 전력량에 따른 동전기 특성 평가 248
제6절 Bench scale 반응기 적용을 통한 펄스 동전기 기술의 설계 인자 도출 253
1. Bench scale 반응기의 설계 및 제작 253
2. Bench scale 반응기의 실험결과 및 설계 인자 도출 257
제7절 현장 Pilot plant 운전을 통한 펄스 동전기 기술의 상용성 평가 259
1. Pilot plant 설계 및 제작 259
2. Pilot plant 현장설치 및 운전 274
3. Pilot plant 실험 결과 및 최적인자 도출 282
4. 상용화를 위한 비용 및 경제성 평가 296
제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 301
제1절 연구개발 목표 대비 달성도 301
제2절 주요 연구개발 성과 310
제5장 연구개발결과의 활용계획 316
제1절 펄스 동전기 기술의 사업화 전망 (시장 전망) 316
제2절 펄스 동전기 기술의 현장 적용성 및 예상 설계 335
제3절 펄스 동전기 기술의 활용 계획 350
제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 351
제1절 세계 각국의 토양오염 환경기준 현황 351
제2절 미국의 오염토양 복원 사례 357
제3절 유럽 토양 환경 산업 동향 376
제7장 참고문헌 378
표 1-1. 토지용도별 오염도 현황 (2003) 29
표 1-2. 오염 토양 처리 기술별 문제점 31
표 1-3. 동전기 현상의 요약 설명 [2] 35
표 2-1. 각국의 오염 토양 처리에 대한 이용 기술 및 처리현황 43
표 2-2. 중금속 오염토양 정화를 위한 동전기 기술의 적용 연구 사례 정리 45
표 2-3. 네덜란드(Stadskanaal)에서의 동전기 정화 결과 50
표 2-4. EK 적용 시 소요 전류 및 전압[4,5,6,7,8,9,10,11,12] 52
표 2-5. 토양오염 처리 기술특허의 주요 기관별 현황 63
표 2-6. 국내 폐광산 복원 사업 사례(차단형 매립) 65
표 2-7. 검색 데이터베이스 66
표 2-8. 한국, 미국, 일본 특허 검색 결과 67
표 2-9. 대상기술 관련 기술 분류 68
표 2-10. 대상기술 관견 국가별 기술 분류별 연도별 출원 건수 70
표 2-11. 한국의 기술 분류별 출원인별 출원건수 71
표 2-12. 미국의 기술별 출원인별 출원건수 72
표 2-13. 일본의 기술별 출원인별 출원건수 73
표 3-1. Summary of clay mineral characteristics [4] 84
표 3-2. Adsorption selectivity of heavy metal in different soil [1] 85
표 3-3. 대용량 펄스전원장치의 주요 제작기관별 기술 사양 비교 89
표 3-4. 펄스전원 적용시의 운전사양 98
표 3-5. 여러 가지 금속 및 금속산화물 전극의 전류밀도에 따른 산소과전압 108
표 3-6. 플라즈마 이온 증착 실험조건별 운전인자 정리 111
표 3-7. 플라즈마 이온 증착 실험(약 2㎛ Ti-N layer 형성)조건 113
표 3-8. 전류밀도에 따른 여러 금속 전극 물질의 수소과전압 115
표 3-9. Ti, Zr, SUS, Hastelloy의 화학적 내성 조사 116
표 3-10. 니켈 합금들의 기계적 성질 및 특징 조사 117
표 3-11. 가속 실험 전·후 전극의 ESCA 분석 결과 121
표 3-12. 분석항목 및 방법 126
표 3-13. 직류전원과 저전압 고주파수 펄스전원 동전기 실험결과 비교 136
표 3-14. 펄스파워 사양별 동전기 적용성 평가 141
표 3-15. 동전기 실험 폐액 처리 전·후의 중금속 농도 146
표 3-16. 동전기 실험 폐액 침전물의 중금속 농도 147
표 3-17. 기술별 배수 및 세척 폐액의 발생량 및 초기 pH 범위 148
표 3-18. 충청도권 광산별 특성 비교표 155
표 3-19. 경기도권 광산별 특성 비교표 156
표 3-20. 경기도권 광산 현장 시료 중금속 분석 결과 158
표 3-21. 토양의 pH 측정 방법 161
표 3-22. 중금속 오염토양의 국내 전처리 방법(토양오염공정시험법) 조사 162
표 3-23. 중금속 오염토양의 국외 전처리 방법 조사 162
표 3-24. 채취한 샘플의 함수율 및 밀도 분석 결과 163
표 3-25. 채취한 샘플의 입도 분석 결과 164
표 3-26. XRD 정량 분석으로부터 삼광광산 광미의 광물조성 평가 165
표 3-27. 채취한 샘플의 건토 중 중금속 농도 167
표 3-28. 토양세척실험에 사용된 세척액의 pH 조건 168
표 3-29. 삼광광산 광미의 염산의 농도별 중금속 세척 처리 결과 비교 169
표 3-30. 일반 동전기와 펄스동전기의 세척실험 조건 173
표 3-31. Anodic area의 총 투입전력량 대비 중금속 처리효율 비교 175
표 3-32. Cathodic area의 총 투입전력량 대비 중금속 처리효율 비교 175
표 3-33. Anode 영역에서의 펄스전원방식과 직류전원방식 중금속 제거 효율 비교표 191
표 3-34. 동전기 실험에서의 DC power와 Pulse Power 적용 결과 비교 194
표 3-35. pH control방식과 No pH control방식 중금속 제거 효율 비교표 198
표 3-36. 토양pH 변화에 따른 펄스 동전기 실험의 중금속 제거효율 비교 201
표 3-37. 소하 택지 개발 지구 오염토양 샘플의 함수율 및 밀도 분석 결과 203
표 3-38. 채취한 샘플의 입도 분석 결과 203
표 3-39. 소하 택지 개발 지구 오염토양 샘플의 중금속 농도 205
표 3-40. 소하지구 토양의 연속추출법에 의한 중금속 결합형태 분석 결과 207
표 3-41. 소하지구 토양의 염산의 농도별 중금속 세척 처리 결과 비교 208
표 3-42. 일반 동전기와 펄스동전기의 세척실험 조건 209
표 3-43. Anodic area의 총 투입전력량 대비 중금속 처리효율 비교 210
표 3-44. Cathodic area의 총 투입전력량 대비 중금속 처리효율 비교 210
표 3-45. 소하지구 토양의 펄스동전기 적용실험에서 중금속 제거효율 214
표 3-46. 소하지구 토양에 대한 일반 동전기와 펄스 동전기의 실험 조건 215
표 3-47. 소하지구 토양에 대한 일반 동전기와 펄스 동전기의 중금속처리 효율 비교 216
표 3-48. 일반 동전기와 펄스 동전기의 에너지 효율 비교 217
표 3-49. 부유선별법에 의해 분리된 광미의 분포와 화학조성 219
표 3-50. 금왕광산 광미의 및 주변토양의 중금속 함량 221
표 3-51. 금왕 광산 광미 토양의 연속추출법에 의한 중금속 결합형태 분석 결과 223
표 3-52. 산가용성 침출법 시험방법 절차 224
표 3-53. 산가용성 침출법에 의한 금왕광산 광미 및 토양의 용출 특성 224
표 3-54. 금왕 광산 광미 토양의 펄스동전기 적용실험에서 중금속 처리효율 226
표 3-55. 페놀의 물리·화학적 특성 227
표 3-56. 광미토양에 대한 Phenol 흡착 실험 228
표 3-57. 페놀의 예비 홉착실험 결과 229
표 3-58. Phenol에 대한 토양오염물질 환경기준 230
표 3-59. Phenol오염 광미토양의 펄스동전기 실험 조건 230
표 3-60. 유기물질에 의한 방해현상 비교 정리 233
표 3-61. 토양 내 이온의 이동에 따른 동전기 특성 실험의 실험 토양 특성 분석 237
표 3-62. 토양 내 이온의 이동에 따른 동전기 특성 실험 조건 237
표 3-63. 토양 내 이온의 이동에 따른 동전기 특성 실험에서 전기적 특성 비교 240
표 3-64. 토양 내 이온의 이동에 따른 동전기 특성 실험에서의 중금속 제거효율 비교 243
표 3-65. 토양 내 이온의 이동에 따른 펄스 동전기 특성 실험에서의 중금속 제거효율 비교 246
표 3-66. 토양 내 이온의 이동에 따른 펄스 동전기 특성 실험에서 전기적 특성 비교 246
표 3-67. 토양 내 이온의 이동에 따른 동전기 특성 실험에서의 DC Power방식과 Pulse Power방식에 따른 중금속 제거효율 비교 247
표 3-68. 투입 전력량에 따른 펄스 동전기 특성 실험 조건 248
표 3-69. 펄스 동전기 Mesocosm 장치의 설비 규격 254
표 3-70. 실험실 규모와 Mesocosm 규모의 반응기 규격 및 소비 전력량 비교 256
표 3-71. 펄스파형에 대한 설계 인자 검증 : Lab test로부터 계산된 예측값과 Mescocosm test 실측값 비교 258
표 3-72. Pilot plant 설계기준 오염토양의 처리 전후 중금속 농도 261
표 3-73. 현장 PILOT Plant 수행을 위한 최적화 전력량 산출 방법 262
표 3-74. Pilot plant규모 펄스 동전기 실험의 주요 설비 및 규격 264
표 3-75. Pilot 규모 Pulse Power Supply 제작 규격 265
표 3-76. 삼광광산 광미토양의 중금속별 연속추출 결과 285
표 3-77. Pilot plant test 중금속별 처리효율 비교 289
표 3-78. 펄스 동전기 PILOT PLANT 최적화 조건 295
표 3-79. Paduach 지역의 정화 비용 비교 296
표 3-80. Mugu 지역에서의 동전기 정화 단가 297
표 3-81. 양극의 수명 예측 결과 및 처리 단가 비교 298
표 3-82. 일반 동전기와 펄스 동전기의 처리효율 대비 동력비용 비교 299
표 3-83. 오염된 토양의 복원 처리 시 소요되는 처리비용 (기술별 정리) 300
표 4-1. 평가항목 제1항에 대한 평가결과 303
표 4-2. 평가항목 제2항에 대한 평가결과 304
표 4-3. 평가항목 제3항에 대한 평가결과 305
표 4-4. 평가항목 제4항에 대한 평가결과 306
표 4-5. 평가항목 제5항에 대한 평가결과 307
표 4-6. 평가항목 제6항에 대한 평가결과 308
표 4-7. 평가항목 제7항에 대한 평가결과 309
표 5-1. 토양정화업 면허 조건 323
표 5-2. 국내 토양오염 복원을 위한 필요 투자액 추정 325
표 5-3. 국내시장 점유율 (수주 실적 기준) 326
표 5-4. 일본의 환경서비스시장 규모 327
표 5-5. 국내 토양오염복원 서비스업체 329
표 5-6. 일본의 토양오염 관련 기술도입[5] 330
표 5-7. 오염 토양 처리 기술별 적용성 비교 335
표 5-8. 처리 대상 토양의 단위 셀 소비 전력량 및 펄스전원 사양 계산 근거 338
표 5-9. 처리 대상 토양의 전체 소비 전력량 및 펄스전원 사양 계산 근거 339
표 5-10. 설계한 펄스 동전기 시스템에 적용할 전극의 수량 계산 근거 340
표 5-11. 용액 공급 장치 및 폐액 처리 설비의 용량 계산 근거 340
표 5-12. 오염 토양에서의 중금속에 대한 법적 규제 농도 341
표 5-13. 오염 우려 기준에 대한 설계 용량 대비 소비 전력량 증가량 산정 342
표 5-14. 오염 대책 기준에 대한 설계 용량 대비 소비 전력량 증가량 산정 342
표 5-15. 개발 공정의 구요 설비 장치 및 규격 344
표 5-16. 펄스 동전기 시스템의 주요 설비 규격 347
표 6-1. 미국 New Jersey주의 오염토양 복원 기준 352
표 6-2. 일본의 토양환경기준 353
표 6-3. 영국에서 사용되고 있는 잠정적인 "유인농도" 355
표 6-4. 매립된 유독성 화학물질의 종류 및 양 357
표 6-5. 지하수 오염상황 358
표 6-6. 펜실베니아 clean-up standard 361
표 6-7. Savannah River 주변의 지하수·토양 오염도 361
표 6-8. Parsons site의 복원 전·후 농도 364
표 6-9. Wasatch의 복원 전·후 농도 364
표 6-10. 복원 사업 수행 조건 366
표 6-11. 각 물질별 복원 상태 367
표 6-12. Bioreacter 운전조건 368
표 6-13. 복원 전·후의 농도 369
표 6-14. 작업과 처리비용에 영향을 미치는 운전조건 375
그림 1-1. 흙 간극에서의 동전기 현상[1] 33
그림 1-2. 오염 토양 복원을 위한 동전기 현상의 적용 원리 34
그림 1-3. 펄스파워의 개념; 에너지와 파워 37
그림 2-1. Applications of Source Control Treatment Technologies 38
그림 2-2. 북미의 전체 적용기술 보유 현황 39
그림 2-3. EU의 전체 적용기술 보유 현황 40
그림 2-4. 동유럽의 전체 적용기술 보유 현황 42
그림 2-5. 중금속 오염토양 정화기술에 대한 특허 출원건수(2000 - 2005년, USA, KR) 46
그림 2-6. 주요 중금속 오염토양 정화기술에 대한 특허 출원년도 분석 (USA) 47
그림 2-7. 토양 Solidification/Stabilization 관련 국내외 특허 출원건수 조사(1979년~2004년) 62
그림 2-8. 국가별, 연도별 출원동향 68
그림 2-9. 기술 분류별, 연도별 출원 동향 69
그림 3-1. Schematic illustration of interation between Cd²+(이미지참조), EDTA, and Particle surface 82
그림 3-2. Interaction between EDTA and metal ion showing the orientation effect 83
그림 3-3. 카올린에 대한 납흡착 실험결과 86
그림 3-4. 펄스파워의 개념; 에너지와 파워 87
그림 3-5. 저전압 고주파 펄스전원장치 (a)사진 (b)제작도면 ;TECC 제작,설계 91
그림 3-6. LC 공진을 이용한 펄스파워 발생용 전원회로 93
그림 3-7. 펄스 스위치에 인가되는 전압 전류 93
그림 3-8. 스위치 수명을 연장하기 위한 가포화 인덕터를 갖는 펄스 전원용 회로 94
그림 3-9. 자기스위치(LSI(이미지참조))를 이용한 펄스압축 회로도 94
그림 3-10. 그림 3-9 회로도의 전압 전류 파형 95
그림 3-11. LG산전 고전압 펄스전원 사진(2㎑ 출력) 95
그림 3-12. 중금속 오염토양 반응기의 개략적 전기화학적 회로 모델... 97
그림 3-13. 고전압 펄스전원의 전압/전류 입력 파형... 99
그림 3-14. 고전압 펄스전원 적용시 임피던스... 100
그림 3-15. 고전압 펄스전원 적용시 반응시간에 따른 투입 에너지량 100
그림 3-16. 저전압 펄스전원의 전압/전류 입력 파형 (저항 2㏀ 운전) 101
그림 3-17. 저전압 펄스전원 적용시 임피던스... 101
그림 3-18. 저전압 펄스전원 적용시 임피던스... 102
그림 3-19. 저전압 펄스전원의 전압/전류 입력 파형 (저항 0.6㏀ 운전) 102
그림 3-20. 저전압 펄스전원 적용시 임피던스... 103
그림 3-21. 저전압 펄스전원 적용시 반응시간에 따른 투입 에너지량 103
그림 3-22. DSA 전극의 구성 및 모식도 105
그림 3-23. 열분해법에 의한 DSA전극 제조과정 105
그림 3-24. 상용화된 DSA전극의 표면 및 단면 SEM 사진 비교... 106
그림 3-25. Ru, Ir, Sn, Ti 계열의 금속산화물 전극의 산소과전압 108
그림 3-26. 플라즈마 이온 주입 및 증착 과정에 대한 설명 110
그림 3-27. 실험실에서 보유하고 있는 PSII (Plasma Surface Ion Implantation)의 구성도 110
그림 3-28. 실험실에서 보유하고 있는 PSII (Plasma Surface Ion Implantation)의 사진 111
그림 3-29. 플라즈마 표면 처리 조건별 Ti-N layer 형성 결과 : SEM Picture 112
그림 3-30. 플라즈마 표면 처리 조건별 Ti-N layer 형성 결과 : XRD study 112
그림 3-31. 플라즈마 이온증착 실험(약 2㎛ Ti-N layer 형성)결과 : SEM picture 113
그림 3-32. 플라즈마 이온증착 실험(약 500㎚ Ti-N layer 형성)결과 : SEM picture 114
그림 3-33. 전극 가속실험을 위한 실험 장치 118
그림 3-34. 전극 가속 실험에 의한 전류 및 전압 변화 측정 결과 119
그림 3-35. 전극 가속 실험 전·후 비교 120
그림 3-36. 가속 실험 전·후 전극의 ESCA 분석 결과 122
그림 3-37. 실험실 규모의 동전기 오염 토양 정화 시스템 구성도 124
그림 3-38. 실험실 규모의 동전기 토양 정화 시스템 장치 사진 125
그림 3-39. 실험실에 보유하고 있는 분석기기 사진 127
그림 3-40. DC Power를 이용한 동전기 시스템에서의 Pb이동 현상 129
그림 3-41. 직류전원 동전기 시스템에서 Cathode cell 전체 배수량 130
그림 3-42. DC Power 16V 정전압 모드 동전기 시스템에서 전류 변화 130
그림 3-43. DC Power를 이용한 동전기 시스템에서의 토양 영역별 pH 변화 131
그림 3-44. DC Power를 이용한 동전기 시스템에서의 Electrode Cell 용액의 pH변화 132
그림 3-45. 저전압 고주파 Pulse Power를 이용한 동전기 시스템에서의 Pb이동현상 133
그림 3-46. 저전압 펄스전원의 전압/전류 입력 파형 (저항 2㏀ 운전) 134
그림 3-47. 저전압 펄스전원 적용시 반응시간에 따른 투입 에너지량 134
그림 3-48. 펄스전원 동전기 시스템에서 Cathode cell 전체 배수량 136
그림 3-49. DC Power를 이용한 동전기 시스템에서의 토양 영역별 pH 변화 137
그림 3-50. DC Power를 이용한 동전기 시스템에서의 Electrode Cell 용액의 pH변화 137
그림 3-51. 고전압 펄스전원의 전압/전류 입력 파형 138
그림 3-52. 고전압 펄스전원 적용시 반응시간에 따른 투입 에너지량 138
그림 3-53. 고전압 저전류 Pulse Power를 이용한 동전기 시스템에서의 Pb이동현상 139
그림 3-54. 고전압 저주파수 펄스 적용 시 토양의 저항 측정 결과 140
그림 3-55. 토양저항실험에서의 Pulse power 전압/전류 입력 파형 143
그림 3-56. 토양저항실험에서의 반응시간에 따른 투입 에너지량 143
그림 3-57. 고전압 저주파수 펄스 적용 시 토양의 저항 감소 현상 144
그림 3-58. 전해 응집 및 부상 장치 구성도 145
그림 3-59. 전극 및 반응기 셀에서의 침전물 사진 147
그림 3-60. 삼광 광산 광미장 전경 150
그림 3-61. 경기도권 광산 현장 조사 사진 157
그림 3-62. 삼광광산 샘플링 장소 전경 159
그림 3-63. 처리 대상 토양의 샘플링 지점 및 주변 전경 160
그림 3-64. 입도분석기 사진 163
그림 3-65. 채취한 샘플의 입도 분석 결과 : 입도분포곡선 164
그림 3-66. 미농무성 토성 구분 기준표 164
그림 3-67. 삼광광산 광미의 XRD pattern... 165
그림 3-68. 삼광광산 광미의 세척액 종류별 중금속 세척 처리효율 비교 168
그림 3-69. 토양세척실험 사진 169
그림 3-70. Hybrid type의 중금속 처리 효율 170
그림 3-71. 일반 동전기와 펄스 동전기의 토양 pH의 변화 174
그림 3-72. 펄스 동전기 기술의 Anodic area 중금속 처리효율 176
그림 3-73. 일반 동전기 기술의 Anode area 중금속 처리효율 178
그림 3-74. 일반 동전기와 펄스동전기의 총 배수량 비교 180
그림 3-75. 실험토양 제조 사진 182
그림 3-76. 현장 오염 토양 정화 실험 장치 사진 183
그림 3-77. 저전압 펄스전원의 전압/전류 입력 파형 185
그림 3-78. 저전압 펄스전원 적용시 반응시간에 따른 투입 에너지량 186
그림 3-79. 펄스전원방식과 직류전원방식에서 Electrode Cell용액의 pH 변화 186
그림 3-80. 펄스전원방식과 직류전원방식에서 Cathode cell 전체 배수량 188
그림 3-81. 펄스전원방식과 직류전원방식에서 토양내의 pH 변화 188
그림 3-82. 직류전원방식에서 Anode영역의 중금속 제거 효율 189
그림 3-83. 펄스전원방식에서 Anode영역의 중금속 제거 효율 189
그림 3-84. DC Power 170V 정전압 모드에서의 전력량 변화 192
그림 3-85. Pulse Power 에서의 전력량 변화 193
그림 3-86. 시간별 Pulse Power의 전압 및 전류파형 ;... 194
그림 3-87. pH 조절에 의한 pulse동전기 실험에서 용액 pH 변화 195
그림 3-88. pH 조절에 의한 pulse동전기 실험에서 토양 pH 변화 196
그림 3-89. pH 조절에 의한 pulse동전기 실험에서의 중금속제거효율 197
그림 3-90. As의 pH별 착물형태 199
그림 3-91. pH 조절에 의한 Pulse동전기 실험에서 전력량 변화 199
그림 3-92. 토양 pH조절 실험의 장치 구성 사진... 200
그림 3-93. 광명시 소하 택지 개발 지구 전경 202
그림 3-94. 광명시 소하 택지 개발 지구 오염 토양 샘플링 과정 202
그림 3-95. 채취한 샘플의 입도 분석 결과 : 입도분포곡선 203
그림 3-96. 삼광광산 광미와 소하지구 토양의 XRD pattern 비교 204
그림 3-97. 소하지구 토양의 연속추출법에 의한 중금속 결합형태 분석 결과 206
그림 3-98. 소하지구 토양의 염산의 농도별 중금속 세척 처리효율 비교 208
그림 3-99. 일반 동전기와 펄스동전기 기술의 토양 pH변화 비교 209
그림 3-100. Anode, Cathode영역에서의 중금속 처리효율 212
그림 3-101. 일반 동전기와 펄스동전기 기술의 배수량 변화 비교 213
그림 3-102. 소하지구 토양의 펄스동전기 적용실험에서 중금속 제거효율 214
그림 3-103. 소하지구 토양의 펄스 동전기 적용 실험 사진 215
그림 3-104. 소하지구 토양에 대한 일반 동전기와 펄스 동전기의 처리 효율 비교 216
그림 3-105. 부유선별법에 의해 분리된 광미의 X선 회절분석 결과 220
그림 3-106. 금왕 광산 광미 토양의 연속추출법에 의한 중금속 결합형태 분석 결과 222
그림 3-107. 금왕 광산 광미 토양의 펄스동전기 적용실험에서 중금속 처리효율 225
그림 3-108. 금왕 광산 광미의 펄스동전기 적용실험에서 As의 전력량대비 처리량 변화 226
그림 3-109. GC(Gas Chromatography) 분석사진 229
그림 3-110. 토양내의 pH의 변화 231
그림 3-111. 페놀의 제거율 232
그림 3-112. 전력량에 대한 페놀의 제거량 232
그림 3-113. 소요전력량당 phenol과 중금속 처리효율 비교 234
그림 3-114. 중금속 처리효율 비교. 유기물질에 의한 동전기현상 방해효과 실험 235
그림 3-115. 토양 내 이온의 이동에 따른 동전기 특성 실험 에서 의 전기 적 특성 변화 ; Deionization pretreatment 238
그림 3-116. 토양 내 이온의 이동에 따른 동전기 특성 실험에서의 전기적 특성 변화 ; No deionization pretreatment 239
그림 3-117. 동전기 실험 시간에 따른 전기 삼투량 (ΔEO amount) 변화 ;... 239
그림 3-118. 동전기 반응시간에 따른 토양 내 잔류 양이온 농도 변화 ; Deionization pretreatment 241
그림 3-119. 동전기 반응시간에 따른 토양 내 잔류 양이온 농도 변화 ; No deionization pretreatment(pretreatment)) 241
그림 3-120. 토양 내 이온의 이동에 따른 동전기 특성 실험에서의 중금속 제거율 비교 ; Deionization pretreatment 242
그림 3-121. 토양 내 이온의 이동에 따른 동전기 특성 실험에서의 중금속 제거율 비교; No deionization pretreatment 243
그림 3-122. 토양 내 이온의 이동에 따른 펄스 동전기 특성 실험 사진 244
그림 3-123. 토양 내 이온의 이동에 따른 펄스 동전기 특성 실험에서의 중금속 제거율 비교 ; Deionization pretreatment 245
그림 3-124. 토양 내 이온의 이동에 따른 펄스 동전기 특성 실험에서의 중금속 제거율 비교 ; No deionization pretreatment 245
그림 3-125. 투입 전력량에 따른 동전기 특성 실험 사진 248
그림 3-126. 투입전력량별 토양의 pH 변화 비교 249
그림 3-127. 투입전력량별 토양의 전기전도도 변화 비교 250
그림 3-128. 투입전력량별 오염 토양 처리 후 거리에 따른 Zn의 잔류비 251
그림 3-129. 투입전력량별 오염 토양 처리 후 거리에 따른 Cd의 잔류비 251
그림 3-130. 투입전력량별 오염 토양 처리 후 거리에 따른 As의 잔류비 252
그림 3-131. 투입전력량별 오염 토양 처리 후 거리에 따른 Pb의 잔류비 252
그림 3-132. 펄스 동전기 mesocosm test 장치구성도 253
그림 3-133. 펄스 동전기 Mesocosm test 장치 사진 255
그림 3-134. 펄스 동전기 Mesocosm test 운전 사진 255
그림 3-135. 펄스동전기 실험에서 중금속 처리효율 비교 ; Lab test, Mescocosm test 257
그림 3-136. Pilot plant규모 펄스 동전기 실험의 P&ID 263
그림 3-137. 현장 PILOT Plant의 규모 265
그림 3-138. Pilot 규모 Pulse Power Supply 사진 266
그림 3-139. Pilot plant규모 전극셀의 세부 규격 도면 267
그림 3-140. Pilot plant규모 전극셀의 세부 구성 및 역할 268
그림 3-141. 일반적인 EK 전극 및 전극셀 269
그림 3-142. 개발된 Pulse-EK 용 전극 및 전극셀 269
그림 3-143. 일반적인 EK System 전극셀과 PULSE-EK system 구현을 위한 개발 전극셀 비교 설명 270
그림 3-144. 전극셀과 용액 공급 장치와의 배관 연결도 272
그림 3-145. 전극셀과 용액 공급 장치와의 배관 연결 상세도 272
그림 3-146. 전극셀과 전원 공급 장치와의 케이블 연결도(CV cable, 250sq) 273
그림 3-147. Pilot plant 설치 현장 조성을 위한 작업 274
그림 3-148. Pilot plant test용 전극셀 삽입을 위한 작업 274
그림 3-149. Pilot plant test용 용액 공급 탱크 및 부대 설비 설치 작업 275
그림 3-150. Pilot plant test용 전극셀 전원 및 배관 작업 275
그림 3-151. Pilot plant test용 전극 조립 사진 276
그림 3-152. Pilot plant test용 전극의 현장 설치 사진 276
그림 3-153. Pilot plant test용 펌프류 및 기타 부대장치 설치 사진 277
그림 3-154. Pilot plant test용 용액 공급 및 배출 라인 연결 사진 277
그림 3-155. Pilot plant test 외부 전경 사진 278
그림 3-156. Pilot plant test 내부 전경 사진 278
그림 3-157. 연속 추출법 설명 283
그림 3-158. Heating block 283
그림 3-159. 삼광광산 광미토양의 중금속별 연속추출 결과 285
그림 3-160. Pilot plant test 중금속별 처리율 비교 287
그림 3-161. Pilot plant test 토양 pH 변화 288
그림 3-162. Pilot plant test에서의 중금속별 전력량 대비 처리량 비교 288
그림 3-163. 삼광광산 광미토양의 펄스 동전기 실험 전후 중금속별 연속추출 결과... 290
그림 3-164. Oscilloscope 장비 사진과 데이터 저장 예시 291
그림 3-165. Pilot plant 현장 실험 펄스 파워 분석 292
그림 3-166. Pilot plant 현장 실험의 단위부피당 투입전력량 293
그림 3-167. Pilot plant 현장 실험의 토양 저항값 변화 294
그림 5-1. 관련산업의 연관체계도 317
그림 5-2. 국내 토양오염 복원시장 규모 추이 325
그림 5-3. 목표시장규모 전망 333
그림 5-4. 처리 대상 토양과 단위 셀의 기본 규격 및 용량 337
그림 5-5. 펄스 동전기 시스템에 대한 개발 공정의 P&ID 343
그림 5-6. 설계에 제안된 오염 토양 복원 현장 규모 및 단위 셀 구획 구분 345
그림 5-7. 펄스 동전기 시스템 구현을 위한 주요 설비의 현장 배치도 346
그림 5-8. 전극셀과 용액 공급 장치와의 배관 연결도 348
그림 5-9. 전극셀과 용액 공급 장치와의 배관 연결 상세도 348
그림 5-10. 전극셀과 전원 공급 장치와의 케이블 연결도 349
그림 5-11. 펄스 동전기 시스템의 현장 설치 전경 349
그림 6-1. Overall process schematic 362
그림 6-2. Overall in situ vitrification process 363
그림 6-3. Burlington Northern의 오염 지역 도면도 365
그림 6-4. Slurry Phase Bioremediation System 368
그림 6-5. DOPC 사의 주요 처리 시설 371
그림 6-6. DOPC 사에 사용된 폭기조 372
그림 6-7. 접종 배양 & 적용 시스템 373
그림 6-8. 처리 토양의 흐름도 374