• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2002년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.62-65
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• 2002

Permeable reactive barriers (PRBs) are in-situ barriers constructed in a subsurface to treat contaminated groundwater using various reactive media. The common reactive medium used in PRB is zero-valent iron, which has been widely used to treat chlorinated solvents (i.e., PCE, TCE). A disadvantage of iron media is high cost. In this study, waste foundry sands were tested to determine the feasibility of their use as a low cost reactive medium. Batch and column tests were conducted with TCE to determine transport parameters and reactivity of the foundry sands. The reactivities of foundry sands for common groundwater contaminants are comparable to or slightly higher than those for Peerless iron, a common medium used in PRBs. In addition, the TOC and clay in foundry sands can significantly retard the movement of target contaminant, which may result in lower effluent concentration of contaminant due to biodegradation. In general, PRBs 1-m thick can be constructed with many foundry sands to treat TCE provided the zero-valent iron content in the foundry sand is higher than 1%.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2000년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.542-547
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• 2000

It has become interested in the concept of permeable barriers for the containment and/or destruction of contaminated groundwater. The purpose of these trench-like barriers is to provide in situ capture and possibly destruction of the contaminant while preserving groundwater flow to uncontaminated zones. For instance, a trichloreethylene(TCE) plume may be contained by a permeable in which reactive iron reduces TCE to ethylene and ethane, compounds which can be easily biodegraded. The objective of this research is to examine the feasibility of using zero-valent iron as a clean-up media in permeable reactive barrier system. A series of laboratory column tests are performed. The concentration of influent and effluent water and the rate of clean up are analysed from these test results. The experimental result shows that the majority of the contamination in groundwater is removed in the reactor. And it shows the corresponding increase in the concentration of chloride ions through the reactor. Results from this study indicate that permeable reactive barrier containing admixtures of zero-valent iron and other materials can effectively clean up groundwater contaminated with organic compounds.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권5호
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• pp.143-157
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• 2002

주물사의 일반적인 지하수 오염물질인 TCE에 대한 반응성을 조사하기 위해 batch와 column실험을 하였다. 본 실험에서 얻어진 주물사의 반응성은 실제 반응벽체에 쓰여지는 철에 비해 높거나 비슷한 결과를 나타내었다. 또한, 주물사에 포함된 클레이와 TOC에 의해 TCE의 이동이 급격히 감소하는 것을 관찰하였다. 따라서, 실제 현장 상황에서는 토양미생물에 의한 분해에 의해 계산된 값보다 훨씬 낮은 농도의 TCE가 검출되리라 예상된다. 실제 현장 반응벽체 설계에 있어서 1 m두께의 벽체가 설치되기 위해서는 주물사에 포함된 철의 함량이 1%이상이면 안전측으로 벽체설계가 가능하다고 볼 수 있다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2002년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.250-253
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• 2002

Remediation of groundwater using zero valent iron filings has received considerable attention in recent years. However, zero valent iron is gradually transformed to iron(III) oxides at permeable reactive barriers, so the reduction of iron(III) oxides can enhance the longevity of the reactive barriers. In this study, microbial reduction of Fe(III) was performed in anaerobic condition. A medium contained nutrients similar to soil solution. The medium was autoclaved and deoxygenated by purging with 99.99% $N_2$ and pH was buffered to 6, while the temperature was regulated as 2$0^{\circ}C$. Activity of iron reducing bacteria were not affected by chlorinated organics but affected by iron(III) oxide. Although perchloroethylene(PCE) was not degraded with only ferric oxide, PCE was reduced to around 50% with ferric oxide and microorganism. It shows that reduced iron can dechlorinate PCE.

• Geomechanics and Engineering
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• 제31권3호
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• pp.305-318
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• 2022

Permeable reactive barriers used for groundwater treatment require proper estimation of the reactive material behavior regarding the emplacement method. This study evaluates the dry emplacement of zeolite (clinoptilolite) to be used as a reactive material in the barrier by carrying out several geotechnical laboratory tests. Dry zeolite samples, exhibited higher wetting-induced compression strains at the higher vertical stresses, up to 12% at 400 kN/m². The swelling potential was observed to be limited with a 3.5 swell index and less than 1% free swelling strain. Direct shear tests revealed that inundation reduces the shear strength of a dry zeolite column by a maximum of 10%. Falling head permeability tests indicate decreasing permeability values with increasing the vertical effective stress. Regarding self-loading and inundation, the porosity along the zeolite column was calculated using a proposed 1D numerical model to predict the permeability with depth considering the laboratory tests. The calculated discharge efficiency was significantly decreased with depth and less than 2% relative to the top for barrier depths deeper than 20 m. Finally, the importance of directional dependence in the permeability of the zeolite medium for calibrating 2D finite element flow analysis was highlighted by bench-scale tests performed under 2D flow conditions.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제17권6호
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• pp.28-37
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• 2001

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.29-36
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• 2004

암모늄으로 오염된 불량 매립지의 주변지반 지하수를 정화함에 있어 반응벽체를 적용할 경우, 고려해야 할 주요 설계인자를 평가하기 위해 회분식 실험, 투수시험, 주상실험을 수행하였다. 반응물질로는 높은 양이온교환능(CEC)를 가지는, 천연 제올라이트의 일종인 Clinoptilolite를 사용하였다. 회분식 실험의 경우, 암모늄 오염액의 초기농도와 Clinoptilolite 입자크기를 변화시키며 Clinoptilolite의 암모늄에 대한 제거율을 평가하였다. 암모늄의 초기농도가 80ppm으로 고농도인 경우를 제외하고는 단위 량의 Clinoptilolite로 약 80% 암모늄을 제거할 수 있었다. Clinoptilolite의 입자크기에 의한 영향은 뚜렷하지 않았다. 투수시험은 Clinoptilolite와 주문진사를 무게비 20 : 80으로 혼합한 후 시편을 성형하여 수행하였다. 투수시험에는 연성벽체 투수기를 사용하였다. 시험결과, 세척된 0.42∼0.85mm의 크기를 가지는 Clinoptilolite를 포함하는 시편이, 약 $10^{-3}$cm/s의 투수계수로 가장 높은 값을 보였다. 주상실험에서는 실제 매립지 침출수를 이용해, 유동 상태에서 암모늄 이온을 포함한 침출수와 Clinoptilolite 혼합토의 반응성을 검토하였다. 본 연구를 통해 Clinoptilolite는 암모늄을 정화하고자 하는 반응벽체에 적용 가능한 반응물질로 판단되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권5호
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• pp.179-193
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• 2002

폐주물사가 반응벽체의 매체로 쓰였을 때의 중금속, 음이온과 PAMs의 용출 특성을 12개의 폐주물사와 3개의 기준 물질(Peerless iron, local fill soil, and torpedo sand)을 선택하여 batch와 column 실험을 통하여 밝혔다. 3개의 기준 물질은 이들로부터 얻어진 용출특성을 폐주물사와 비교하기 위해 사용되었다. Water leach test와 total elemental analyses로부터 얻어진 결과에 따라 모든 폐주물사는 그룹 2에 속하였다. 하지만, 일반적으로 지하수면 아래에 건설재료로 이용되는 3개의 기준물질도 역시 그룹 2로 분류되었다. 따라서, 폐주물사의 반응벽체에의 사용은 일반적인 건설재료를 지하수면 아래에 사용하였을 시와 비교했을 때에 비해 비슷한 농도의 중금속과 음이온이 용출됨을 알 수 있다.

• Environmental Engineering Research
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• 제25권4호
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• pp.605-613
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• 2020

This study is to investigate the possibility of using activated carbon prepared from Iraqi date-pits (ADP) which are produced from palm trees (Phoenix dactylifera L.) as low-cost reactive material in the permeable reactive barrier (PRB) for treating lead (Pb⁺²) from the contaminated groundwater, and then compare the results experimentally with other common reactive materials such as commercial activated carbon (CAC), zeolite pellets (ZP). Factors influencing sorption such as contact time, initial pH of the solution, sorbent dosage, agitation speed, and initial lead concentration has been studied. Two isotherm models were used for the description of sorption data (Langmuir and Freundlich). The maximum lead sorption capacities were measured for ADP, CAC, and ZP and were found to be 24.5, 12.125, and 4.45 mg/g, respectively. The kinetic data were analyzed using various kinetic models particularly pseudo-first-order, pseudo-second-order, and intraparticle diffusion. COMSOL Multiphysics 3.5a depend on finite element procedure was applied to formulate transmit of lead (Pb⁺²) in the two-dimensional numerical (2D) model under an equilibrium condition. The numerical solution shows that the contaminant plume is hindered by PRB.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제14권6호
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• pp.19-28
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• 2009

폐금속광산과 비위생매립지로 인하여 중금속으로 오염된 지하수를 처리하기 위해 FeS를 이용한 투과성반응벽체(Permeable Reactive Barriers; PRBs)를 이용한다면 효과적인 결과를 보일 것으로 예상되어 FeS를 PRB 매질로 사용하기 위한 연구를 수행하였다. 컬럼 실험에 앞서 반응 매질들의 중금속 제거 특성을 알바보고자 합성 나노 FeS, 원석 FeS, 경량기포콘크리트에 대하여 96시간까지 인공중금속오염지하수와 반응을 시키는 회분식 실험을 수행하였다. 3가지 매질 모두 pH 6 이상에서 평형을 이뤘으며, 합성 나노 FeS는 반응 1시간 이후부터 평형상태에 가까워졌다. 중금속 제거효율은 합성 나노 FeS가 반응 1시간에 As와 Ni를 제외한 모든 중금속 제거율이 99% 이상으로 다른 매질에 비하여 상대적으로 빠른 제거 속도와 높은 효율을 나타내었다. 컬럼실험 결과 합성 나노 FeS로 피복된 경량기포콘크리트로 충진된 컬럼은 회분식 실험과 같은 결과로 나타났으며, 원석 FeS로 충진된 컬럼에서는 초반에 Ni을 제외한 모든 중금속이 99%이상 제거되었으나 pH는 약 9.20에서 평형을 이루었다. 본 연구에서 나타난 결과를 종합하였을 때 다양한 중금속으로 오염되어 있는 지하수를 처리하기 위한 방법으로 별도의 pH 조절이 필요 없는 합성 나노 FeS로 피복된 경량기포콘크리트를 이용한 투과성반응벽체의 적용은 매우 효과적인 것으로 판단된다.