본 고는 토양세척-폐수처리-처리수재활용의 친환경공정순환시스템에 대한 이론적인 조사와 국내외 실제적용사례를 조사하였다. 광산폐기물에 함유된 이동성과 용해성이 큰 비소 및 독성 중금속들은 주변 토양 및 지하수를 오염시킬 수 있기 때문에 오염토양은 적절하게 처리되어야 한다. 국내외에서 비소와 중금속 오염토양에 시도되었거나 성공한 기술은 반응벽체(reactive barriers) 및 복토(encapsulation), 고형화(solidification)/안정화(stabilization), 토양세척(soil washing), 식물정화기법(phytoremediation) 등이 있는데, 이 중 본고는 용액을 사용하여 토양으로부터 오염물질들을 제거하는 물리화학적인 기술인 토양세척에 대해 다루었다. 토양세척의 한가지 큰 문제점은 처리 후에 폐수가 대량으로 발생한다는 것이고, 이 폐수에는 세척용액의 리간드와 결합한 오염물질들이 함유되어 있기 때문에 추가적인 처리공정이 필요하다. 그 처리기술에는 오염물질과 세척용액의 특성에 따라 다양한 물리, 화학, 생물학적 처리가 있는데, 그 중에서 화학적 처리기술인 침전/공동침전법, 멤브레인막여과법, 흡착처리법, 이온교환처리법, 동전기처리법에 대해서 본문에 자세히 언급하였다. 마지막으로 각각의 처리법에 따라 실제 토양세척폐수처리 및 재활용에 관한 최근 국내외 연구사례 대해 소개하였고, 이러한 기술들을 바탕으로 토양세척폐수발생문제를 해결하고 수자원절감을 통한 공정의 전반적인 비용효과를 높일 수 있을 것이다.
본 연구에서는 유해원소로 오염된 현장토양을 대상으로 물리적 및 화학적 토양세척공법을 적용하였을 경우, 유해원소의 처리효율과 더불어 토양세척공법에서 발생하는 폐수를 중화, 응집, 흡착 반응을 이용하여 처리할 경우를 고려하여 최적 토양세척공법의 선정방법을 평가하고자 하였다. 본 연구에서 사용한 토양에서 주된 유해원소인 비소제거에 수산화나트륨 수용액이 황산 수용액보다 효과적이었다. 반면, 폐수 처리의 경우 수산화나트륨 수용액으로 토양 세척 시 함께 추출되는 토양유기물로 인하여 폐수처리가 복잡하고 유해원소의 제거가 잘되지 않아 세척공정의 세척제로는 산을 이용하여 토양을 세척하는 것이 좋으며, 발생하는 세척액의 pH를 6.5 이상으로 중화시켜 대부분의 유해원소를 제거할 수 있었다. 흡착제로 GFO(Granular ferric oxide)를 이용하였을 경우 비소와 납의 제거율이 뛰어났으며, 중화공정과 결합하였을 경우 대부분의 유해원소를 제거할 수 있었다. 결과적으로, 토양세척 공법 적용 시 토양의 특성에 따라 유해원소의 제거율 및 세척액의 처리 및 재이용 방법이 차이가 있으므로, 세척효율 및 세척수 처리 공정을 고려한 체계적인 최적화를 진행하여야 할 것으로 판단된다.
Nowadays, Korean consumers prefer drum-type washing machines to pulsator-type washers. Washing is a complex process involving the interaction of numerous physical and chemical influences. The main factors in the washing operations are the washing chemistry of the detergent along with the mechanical input, the wash temperature, and the time provided by the washing machine. Heavy-duty detergents that are used in drum-type washing machines contain different components from those used in vertical-axis washing machines. The bath ratio and the mechanical actions to which laundry is subjected are different between the drum-type and the vertical-axis washing machines. In this study we examined the effects of wash temperature, wash time, detergent concentration, and revolution speed on the removal of soils from artificially soiled cloths in a drum-type washing machine with heavy-duty commercial detergent. We used multiple regression analyses to find the relative importance of the factors and the optimum washing conditions. The results of these experiments showed that the washing temperature was the most important factor in the effective removal of most soils. This was followed by the washing time, the detergent concentration, and finally the revolution speed. In this study it was found that superfluous amounts of detergent did not sufficiently increase the soil removal rate. Koreans who are used to washing with cold water should increase the wash time to launder more efficiently.
Silk fabric treated with fluorocarbon resins (Asahi Guard AG-7005 and AG-E061) were washed and subsequently heat treated varying the washing cycles and the temperature. After the processing, the water and oil repellencies, and contact angle to water were evaluated. The water and oil repellencies decreased by the washing and recovered by following heat treatment. Also ESCA measurement was carried out to investigate the surface chemical composition of the treated fiber. The $F_1s$ intensity of the treated fabric decreased by the washing and recovered by the subsequent heat treatment. On the other hand, the $O_1s$ intensity increased by the washing and decreased by following heat treatment. From the results, it is clear that change of the water and oil repellencies of the silk fabric treated with fluorocarbon resin occurred by the washing and subsequent heat treatment. Considering a change of the water repellency of the silk fabric treated with fluorocarbon resin, it seems likely that the fluoroalkyl group of the fluorocarbon resin rotates from surface to inside of the fiber by the washing to adapt to the hydrophilic circumstance, and the orientation of the fluoroalkyl groups of the resin disturbed by the washing recovers the orientation to the fiber surface after the subsequent heat treatment.
In typical remediation practices, separate washing systems have to be applied to clean up the soils contaminated with both oil and heavy metals. In this study, we evaluated the efficiency of successive two-stage soil washing in removal of mixed-contaminants from soil matrix. Two-stage soil washing experiments were conducted using different combinations of chemical agent: 1) persulfate oxidation, followed by organic acid washing, and 2) Fenton oxidation, followed by inorganic acid washing. Persulfate oxidation-organic acid washing efficiently removed both organic and inorganic contaminants to meet the regulatory soil quality standard. The average removal rates of total petroleum hydrocarbons (TPH), Cu, Pb, and Zn were 88.9%, 82.2%, 77.5%, and 66.3% respectively, (S/L 1:10, reaction time 1 h, persulfate 0.5 M, persulfate:activator 3:1, citric acid 2 M). Fenton oxidation-inorganic acid washing also gave satisfactory performances to give 89%, 80.9%, 87.1%, and 67.7% removal of TPH, Cu, Pb, and Zn, respectively (S/L 1:10, reaction time 1 hr, hydrogen peroxide 0.3 M, hydrogen peroxide:activator 5:1, inorganic acid 1 M).
Denim washing is processed with different washing techniques such as stone washing, chemical washing, sand washing, and bio washing. Cellulase bio washing can meet environmental regulations that enhance and rectify problems associated with traditional decolorization techniques; however, stone washing needs to be added to the processing because it produces a low decolorization effect. There is also the problem of additional strength reduction. To prevent these problems, a new enzyme for bio washing is required. This study examines the optimum laccase treatment conditions on denim and evaluated the characteristics of laccase-treated denims to establish a database of eco-friendly new decolorization process on denim using a new laccase enzyme. The results show that the optimum conditions of laccase on denim are a pH of 4.0, $30^{\circ}C$, 7% (o.w.f.), and 6 hours in 10 mM of buffer concentration. UV absorbance and HPLC identified isatin coexist with anthranilic acid in solution after laccase treatment on denim. Results of the surface color, the surface morphology and the tensile strength indicate that laccase treatment shows an excellent decolorization effect without fiber damage. The wet cleaning fastness and the perspiration fastness also improved.
대한전자공학회 2001년도 The 6th International Symposium of East Asian Resources Recycling Technology
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pp.616-620
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2001
The objectives of this study are to investigate the suitability of various coal fly ashes and incineration ashes for zeolite synthesis. Zeolite P and hydroxysodalite are produced from coal fly ash and paper sludge incineration ash. When soluble and acid-soluble materials in incineration fly ash are removed by the water washing or acid washing before hydrothermal synthesis, hydroxysodalite can be produced. The factors to make solid-liquid separation difficult are the calcium component and the unburned carbon in ash.
In order to determine the most appropriate recycling line to treat old corrugated container (OCC) to substitute unbleached kraft pulp (UKP) for the manufacture of kraft paper, three recycling lines were evaluated in pilot scale tests. The recycling line consisting of kneading, flotation, washing, dispersion and screening steps was able to produce pulp with acceptable appearance. Kneading was shown to be more efficient treatment to reduce specks than dispersion. In addition, 0.2 mm slot screen was very effective to remove specks. Severe damages on fiber morphology such as shortening of fiber and formation of fines were not observed during mechanical treatments such as kneading and dispersion. Most of strength properties of the kraft paper produced with the recycled pulp were found to be slightly increased after treated in the recycling lines.
본 연구에서는 토양에 오염된 디이젤 성분을 제거하기 위한 토양세척 기술 중에서 적절한 계면활성제를 사용하여 토양입자에 결합되어 있는 유해 유기물질의 표면장력을 약화시켜 제거하는 기술을 이용하기 위해 생분해성이 우수하고 2차 오염문제가 없는 생물계면활성제를 생산하였다. Peudomonas aeruginosa ATCC 9027를 이용하여 생산된 생물계면활성제인 rhamnolipid와 기존에 사용되고 있는 화학계면활성제와의 디이젤 세척효능을 비교분석하였다. 회분식, 연속식 세척실험 결과 디이젤 오염토양 초기농도 5,000ppm에서 계면활성제 1%, 세척시간 24시간 경과 후 본 연구에서 생산된 rhamnolipid의 세척효율이 모두 약 95%로 사용된 계면활성제 중에서 가장 우수한 세척효율을 보였다. 화학계면활성제들은 대부분 50∼80% 미만의 세척효율을 나타내었으며, HLB값이 8에서 15사이에서의 화학계면활성제의 경우 75%이상의 분해효율을 나타내었다. 그러나, HLB값이 8이하이거나 15이상에서는 60%이하의 낮은 디이젤 분해효율을 나타내었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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