Remediation for Gasoline Contaminated Soils with SVE (soil vapor extraction) Including a Post-treatment System of Extraction Gases

Box experiments were performed to evaluate the removal efficiency of SVE (soil vapor extraction) for gasoline in soil. An activated carbon sorption tower and a biofilter were operated as post-treatment processes to remove VOCs extracted from extraction wells of SVE. An acrylic resin box (65 cm${\times}$20 cm${\times}$30 cm) was used to make artificial soil layers and two injection wells and one extraction well were built for SVE process in the box. Gases from extraction wells flew into the activated carbon sorption tower or the biofilter. Gasoline concentrations of VOCs emitted from the extraction well were compared with those after post treatments. More than 92% of initial gasoline mass in soil were removed by SVE within few days, suggesting that SVE is very available to remove VOCs from contaminated soils. To treat VOCs from extraction wells of SVE, an activated carbon sorption tower and a biofilter were attached to SVE process and their gasoline removal efficiencies were measured. These post treatment systems lowered gasoline concentrations to below 1.0 ppm within few days. Average remediation efficiency was 98% of gasoline for the activated carbon sorption tower and 84.1% for the biofilter. The maximum removal capacity of a biofilter was 10.7 g/L/hr, which was ten times higher than general biofilter removal capacity. Results from the study suggest that the activated carbon sorption tower and the biofilter would be available for the post treatment process to remove VOCs generated from SVE process.

배출가스의 후처리 공정을 포함한 토양증기추출법을 이용한 가솔린 오염 토양 복원

토양증기추출(Soil Vapor Extraction)법을 이용하여 대표적 휘발성 오염물질(VOCs)인 가솔린을 토양으로부터 제거하는 박스실험을 실시하였다. 아크릴수지로 제작된 65 cm${\times}$20 cm${\times}$30 cm 규모의 박스를 제작하여, 인공적인 토양 환경을 설정한 후, 직경 1 cm인 스테인레스 재질의 관에 0.2cm 간격으로 하부에서 15cm까지 스크린 된 스테인레스 재질의 주입정(2개)과 추출정(1개)을 설치하여 SVE를 실시하였으며, 추출정으로부터 배출되는 가스를 제거하는 후처리 공정을 연결하여 SVE로부터 배출되는 가스의 가솔린 농도와 후처리 공정 후 배출되는 가솔린 농도를 비교 분석하였다. 가솔린 100g을 토양 내 주입한 경우 0.03 L/min 조건의 박스실험에서는 SVE에 의해 약 560L (13일 경과) 가스 추출 후 주입된 가솔린의 95%가 제거되었으며, 주입 가솔린양이 250 g이고 추출 가스량이 0.2 L/min 조건에서는 약 1440L(5일 경과)가스 추출 후 주입 가솔린의 92% 이상이 제거되어, SVE가 토양 내 휘발성 오염물질을 제거하는데 매우 효과적인 방법임을 입증하였다. 가솔린으로 오염된 토양에서 SVE 공정으로부터 배출되는 가스를 과립상 활성탄 흡착탑과 바이오필터를 이용하여 제거하는 실험을 실시하였다. SVE로부터 배출된 가스의 후처리 공정으로 활성탄의 흡착탑을 이용한 제거 공정과 바이오필터를 이용한 제거 공정의 효율을, 후처리 공정으로 주입되는 가스내 가솔린량에 대한 운전 시간별 제거 효율로 나타내었다. 제거 효율은 후처리 공정에 주입되는 가솔린의 농도와 관계 없이 평균 94%의 높고 안정적인 효율을 나타내었고, 후처리 후 배출되는 가스의 농도 자체도 매우 낮게 나타남으로서, 실제 오염지역에서 토양증기추출법과 결합 된 하나의 VOCs 제거공정으로서 효과적으로 사용될 수 있음을 입증하였다. 활성탄 흡착탑과 바이오필터에 유입되는 가솔린의 부하량에 대한 제거 용량은, 주입되는 가솔린의 농도가 상당히 높음에도 불구하고 주입되는 가솔린의 농도가 높을수록 선형적으로 증가하였다. 이러한 결과들은 후처리 공정들이 SVE에서 배출되는 가스의 VOCs 농도가 다양한 환경에서도 광범위하게 적용할 수 있으며, 특히 고농도의 가스상을 처리하는 데에도 매우 효과적으로 사용될 수 있음을 입증한다.