• 대한토목학회논문집
• /
• 제30권1C호
• /
• pp.17-25
• /
• 2010

전기영동기술은 사용중인 폐기물 매립지(MSW) 지오멤브레인 차수층의 누출 복원을 위한 새로운 기술로서 음으로 대전된 점토입자는 동전기(Electrokinetic) 현상에 의해 누출이 발생되는 차수층까지 이동되고, 누출구 주변에 침출수의 외부유출 방지를 위한 점토 케이크를 형성한다. 본 연구에서는 3차원 누출구 모사실험을 수행하여 전기영동기술의 현장 적용성과 1차원 전기영동 실험을 통해 도출된 최적 인자들의 적절성을 평가하였다. 결과적으로 누출구의 반경이 증대되거나 또는 양전극간의 거리가 가까울수록 누출구 근처에서 형성된 점토 케이크의 크기(두께 및 폭)는 증가하였다.

• Environmental Engineering Research
• /
• 제25권1호
• /
• pp.96-103
• /
• 2020

The aim of this study is to investigate the effect of five different combinations including: sand 70%, bentonite 30% (S₇₀B₃₀)- sand 80%, bentonite 20% (S₈₀B₂₀)- sand 80%, organophilic 20% (S₈₀M₂₀)- sand 60%, bentonite 20%, organophilic 20% (S₆₀B₃₀M₂₀) and sand 75% - bentonite 15% - organophilic 10% (S₇₅B₁₅M₁₀) on landfill linear structure in order to decrease phenol leaching. Hydraulic conductivity and adsorption behavior of the samples were investigated. The results demonstrated that the lowest hydraulic conductivity coefficient ($1.16{\times}10^{-11}{\frac{m}{s}}$) was obtained for S₇₀B₃₀. Furthermore, adding more than 20% of bentonite had no significant effect on reducing permeability. Moreover, Freundlich isotherm was introduced as the best model explaining adsorption behaviour due to its highest determination coefficient (0.945). The best samples for adsorption capacity of phenol and for both permeability and adsorption are S₈₀M₂₀ and S₆₀B₃₀M₂₀, respectively. Although the presence of bentonite was effective in reducing hydraulic conductivity, organic clay had no considerable impact on reducing permeability. Though, it's an exceptional role in adsorbing organic contaminants including phenol cannot be ignored. To meet all regulatory constraints, the optimal compound is made up of 10.2% of bentonite and 2.8% of organophilic clays with a minimized cost of 13.64 ($/ton).

• 한국토양환경학회지
• /
• 제5권1호
• /
• pp.75-83
• /
• 2000

현재 대부분 매립지의 건설에 있어서 천연 재료에 기초하여 토목합성섬유가 함께 이용되고 있으며 점차 사용이 증가되고 있는 추세에 있다. 이러한 토목합성 섬유 중에서도 Geotextile은 Geomembrane보호를 위한 보호재와 침출수 집수 및 배수 시설에서 배수재 및 집수관의 막힘을 방지하기 위한 필터로서 이용되고 있다. 그러나, Geotextile의 원료로 이용되는 폴리머는 매립지 건설 시 경우에 따라서 장기간 태양광에 노출될 수 있어 자외선에 의한 내구성의 문제가 발생할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 매립지 설계에 필요한 기초적인 자료를 제공하기 위하여 최근 많이 이용되고 있는 고중량 Geotextile을 이용하여 옥외 노출에 의한 내구성 변화에 관한 평가를 수행하였다. 부직포의 옥외 노출 실험 결과, 옥외 노출된 부직포의 인장강도는 18개월의 노출기간에 500g/$\textrm{m}^2$과 700g/$\textrm{m}^2$의 부직포는 초기 인장강도의 40%정도까지 인장강도가 감소하였으며, 1000g/$m^2$의 부직포는 동기간의 옥외노출에의 초기강도의 60%까지 인장강도가 감소하였다. 또한, 인장강도의 손실은 노출 초기에 수평면 누적 일사량이 약 1500MJ/$m^2$정도가 될 때까지 빠르게 감소하였다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제20권6호
• /
• pp.11-17
• /
• 2004

본 연구는 천공(꿰뚫림) 하중으로부터 차수재(HDPE)를 보호하기 위한 목적으로 설치한 토목섬유의 보호 효과에 대하여 비교 분석하기 위하여 수행되었다. 연구에서는 다양한 모양의 천공(꿰뚫림) 기구를 이용하여 재현한 천공 형식을 이용하여 모형 실험을 수행하였다. 보호재로서 차수재 상부에 설치되는 토목섬유의 천공 저항성은 보호재의 규격, 종류 그리고 천공 형식에 따라 큰 차이를 보인다. 연구 결과에 따르면, 독립적인 돌출부(원추 모양)를 천공 기구로 사용했을 때 모든 토목섬유에서 보호 효과가 가장 작은 것으로 나타났다. 또한, 모든 천공 형식에 대하여 지오콤포지트의 보호 효과가 가장 우수한 것으로 나타났다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
• /
• 한국지하수토양환경학회 2000년도 추계학술대회
• /
• pp.145-149
• /
• 2000

We performed the geotechnical experiments of the hydraulic conductivity and compressive strength test with the stabilized soil in the laboratory, proved that it is useful to use the stabilized soil as an alternative for natural clay soil. Also, for mixing adding materials in the stabilized soil, it was determined that 1) the optimal mixing ratio of cement : bentonite : stabilizing agent was 90:60:1 of mass ratio(kg) for 1㎥ with soil, 2) it was also possible to use low quality bentonite(B\circled2) classified by swelling grade because of little difference from results of the hydraulic conductivity and compressive strength test with high quality bentonite(B\circled1). According to the results of the fixation ability of heavy metals(Pb$^{2+}$, Cu$^{2+}$, Cd$^{2+}$, Zn$^{2+}$) with soil and additives, authors can conclude that the higher pH condition had the more removal efficiency of heavy metals. B\circled1 and cement had especially high removal efficiency of heavy metals in a whole pH because of high alkalinity.alinity.

• Geomechanics and Engineering
• /
• 제2권3호
• /
• pp.213-227
• /
• 2010

Compacted layers of sand-bentonite mixtures have been proposed and used in a variety of geotechnical projects as engineered barriers for the enhancement of impervious landfill liners, cores of zoned earth dams and radioactive waste repository systems. This paper presents a study on the valorization of local materiel such as dune sand from Laghouat region and mine bentonite intended for the realization of liner base layers in the conception of insulation barriers for hazardous waste centers. In the practice we try to get an economical mixture that satisfies the hydraulic and mechanical properties specified by regulation rules. The effect of the bentonite additions on the mixture is reflected by its capability of clogging the matrix pores upon swelling. In order to get an adequate dune sand-bentonite mixture, an investigation on hydraulic and mechanical behaviours is carried out in this study for different mixtures. Using oedometer test, the adequate bentonite addition to the mixture, which satisfies the conditions on permeability, is found to be around 12% to 15%. These results are also confirmed by direct measurement using triaxial cell.

• 한국지반신소재학회논문집
• /
• 제12권4호
• /
• pp.67-76
• /
• 2013

폐기물 매립시설은 침출수의 발생 및 누출로 인하여 인근 지표수나 지하수의 오염을 초래할 수 있기 때문에 각별한 관리가 요구된다. 침출수는 차수층의 설치로 인하여 외부로 누출되지 않으나, 매립 중 날카로운 폐기물이나 매립장비로부터 차수층이 손상 받을 우려가 있기 때문에 차수층을 보호할 수 있는 시설이 필요하다. 국내에서는 1999년에 폐기물관리법이 개정되면서 폐기물 매립시설 사면부 위 토목합성수지라이너를 보호하고 침출수를 원활하게 배수시키기 위한 보호 및 배수층의 설치를 의무화하였으며, 차수층을 보호하는 동시에 침출수를 신속히 배수시켜 줄 수 있는 기술들이 연구되고 있다. 따라서 본 연구에서는 배수망에 투수성이 우수한 충진재를 삽입하는 방법을 착안하여 폐기물 매립시설 사면부 차수층 위에서 침출수 집배수 및 보호층(Leachate Collection Removal and Protection System, LCRPs)으로서 Geo-Multicell-Composite(GMC)의 적용가능성을 알아보기 위하여 침출수의 배수기능과 차수층의 보호기능에 대하여 연구하고자 한다. GMC의 수평투과능계수를 측정한 결과 $8.0{\times}10^{-4}m^2/s$로 법적기준을 만족시켰다. 또한 GMC의 충진재로 사용된 쇄석은 수직투수계수가 5.0cm/s, 꿰뚫림강도는 140.2kgf로 매우 효과적인 것으로 나타났다. GMC 모형시실에서 인공강우를 통한 강우배출실험 결과, 최대유량인 1120L/hr로 살포시에도 표면 유출수 없이 약 92 ~ 97%가 침투되었다. 추후에는 충진재로 사용된 쇄석 대신 재활용골재 등을 사용하여 재활용골재의 활용성 증가와 그로 인한 시공비용 절감의 효과에 대한 연구가 기대된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
• /
• 제6권4호
• /
• pp.61-72
• /
• 2001

폐기물 매립장에는 발생되는 침출수의 유출을 방지하기 위하여 매립장의 바닥 또는 측면에 투수계수가 1x$10^{7}$cm/sec이하인 차수재를 설치한다. 본 연구는 폐기물 매립장 차수재인 토양-벤토나이트 차수재 (혼합토)를 대상으로 하여 현장토의 토성에 따른 벤토나이트의 배합비와 투수계수의 특성을 파악하고 벤토나이트의 팽윤도 및 다짐방법이 차수층의 투수특성에 미치는 영향을 파악하였다. 연구결과 동일조건에서 최대건조밀도는 SC계열의 혼합토가 CL계열의 혼합토보다 높게 나타났고, 최적함수비는 그 반대의 경향을 나타냈으며, 다짐방법별로는 최대건조밀도의 경우 D다짐시가 높게 나타났고, 최적함수비는 A다짐시의 경우가 높게 나타났다. 다짐에너지에 따른 최대건조밀도의 차이는 SC계열의 혼합토가 더 큰 것으로 나타났고, 최적함수비의 경우는 CL계열의 혼합토가 더 큰 차이를 보이는 것으로 나타났으며 팽윤도에 따른 최대건조밀도 및 최적함수비의 차이는 미미하였다. 벤토나이트의 배합비 및 팽윤도가 증가함에 따라 투수계수는 낮은 값을 나타내었고 동일조건에서는 CL계열의 혼합토와 D다짐시 낮은 투수계수를 나타내었다. 그러나 투수계수는 팽윤도보다는 벤토나이트의 배합량에 의해 더 많은 영향을 받는 것으로 나타났고 동일조건에서 SC계열의 혼합토와 A다짐시 더 큰 차이를 나타내었다. 투수시험결과에 따른 시공시 경제성을 검토한 결과 팽윤도가 낮은 벤토나이트를 배합한 경우가 더 경제적인 것으로 나타났는데 이는 팽윤도별 재료단가의 큰 차이에 비해 투수계수 감소효과가 기대에 미치지 못하기 때문인 것으로 판단된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
• /
• 제7권2호
• /
• pp.63-71
• /
• 2002

본 연구에서는 점토차수재의 대체물질로서 매립지 현장토에 첨가재(시멘트, 벤토나이트 고화제)를 혼합하는 방법인 개량혼합토 공법을 대상으로 하여, 토목 환경적인 연구로서 차수/강도 효과 및 회분식/컬럼식 테스트를 통한 중금속의 고정능력에 관한 평가를 수행하였다. 지반공학적 연구(투수계수/압축실험)를 실시한 결과, CL 계열의 현장토(CL)에 첨가재(시멘트, 벤토나이트: 팽윤도로 구분하여 고품위 벤토나이트 B\circled1. 저품위 벤토나이트 B\circled2. 고화제)를 혼합함으로써 폐기물 매립지의 법적 기준(1x10-7cm/sec 이하)을 만족하였다. 또한 개량혼합토 제조시 시멘트 : 벤토나이트 : 고화제 = 90 : 60 : 1의 비율이 가장 적합하였으며, 팽윤도로 구별된 저품위 벤토나이트(B\circled2)의 사용가능성을 보여주었다. 첨가재의 종류에 따른 개량혼합토(column2, 3, 4)의 양이온교환능력(Cation Exchange Capacity, CEC) 측정 결과, 현장토와 비교하여 약 1.5배 정도 CEC가 증가한 것을 확인할 수 있었으나, 첨가재에 따른 큰 차이점은 보이지 않았다. 화학구성과 결정구조의 변화를 살펴보기 위한 XRF와 SEM측정 결과, 첨가재에 따른 고화토의 결정구조의 큰 변화 양상을 확인할 수 없었다. 컬럼을 사용하여 중금속($Pb^{2+}$ $Cu^{2+}$ , $Cd^{2+}$ , $Zn^{2+}$ l00mg/L)을 혼합한 인공침출수를 현장토(columnl)와 첨가재의 종류에 따른 개량혼합토(column2, 3, 4)에 적용시킨 결과, 현장토의 경우, 유출수의 pH가 감소됨과 동시에 $Cd^{2+}$ 와 $Zn^{2+}$가 유출되어 거의 파과점까지 도달하였으며, 현장토의 중금속 고정능력은 $Pb^{2+}$ ≒$Cu^{2+}$ > $Zn^{2+}$ > $Cd^{2+}$ 순으로 나타났다. 개량혼합토의 경우, 동일한 시점에서 column l에서 보여졌던 파과 현상은 나타나지 않았고, 팽윤도가 높은 B\circled1(column 2)보다 저급의 B\circled2(column 3)를 첨가한 개량혼합토가 화학적으로 훨씬 안정함을 보여주었으며, 시멘트, 벤토나이트와 함께 보조적으로 고화제(column 4)를 첨가했을 경우, 이러한 결과가 한층 더 두드러진다.

• 한국토양환경학회지
• /
• 제3권2호
• /
• pp.89-99
• /
• 1998

수질 오염중 많은 비중을 차지하는 시안은 독성을 띠는 특정 수질 유해 화합물이다. 이를 함유한 산업폐수가 지표수 및 지하수에 유입되면 동식물 및 수생태계에 커다란 영향을 미칠 수 있다. 본 연구에서는 제강 공정에서 다량 배출되는 산업 부산물인 제강슬러지와 제강슬래그를 이용하여 수중의 시안에 대한 흡착 제거 실험을 행하였으며 농도, pH, 온도 등의 영향 변수에 대하여 처리 효율과의 상관관계 및 흡착 평형, 가수분해식 등을 통하여 활성화 에너지( Ea )를 산출하였다. 결과를 살펴 보면, 초기 농도가 1 mg/$\ell$에서 5 mg/$\ell$, 10 mg/$\ell$, 20 mg/$\ell$로 증가함에 따라, 흡착제거율이 증가함을 알 수 있고, 또한 pH가 높아짐에 따라, 온도가 증가함에 따라 흡착제거율이 증가함을 알 수 있다. 농도 변화시 흡착제거율 순서는 20 mg/$\ell$> 10 mg/$\ell$> 5 mg/$\ell$> 1 mg/$\ell$이고, pH 변화시 흡착제거율 순서는 pH 11 > pH 7 > pH 3, 온도 변화시 흡착 제거는 흡열반응을 나타내므로 흡착제거율 순서는 $50^{\circ}C$ > $37^{\circ}C$> $25^{\circ}C$로 나타났다. 활성화 에너지( Ea )는 1 mg/$\ell$와 20 mg/$\ell$에서 각각 127.93 J/mol, 59.44 J/mol로 나타나 저농도에서 온도의 변화가 흡착에 매우 민감하게 작용함을 알 수 있다. 위의 실험 결과를 바탕으로 산업 부산물을 이용한 오염물 제거 관점에서 제강슬래그와 제강슬러지는 차수 및 복토재로서의 적용 가능성이 높음을 알 수 있다.