토양환경기술사시험자료집 - 오염확산방지 및 정화기술Ⅱ(07)

※ Bioventing (생물학적 통풍법, 생물통기법, 생물환기법)

 

1. 개요

      (1) 주입정 또는 추출정을 이용하여 불포화토양층내에 공기를 주입함으로써, 기체상으로

           존재하는 유기물질을 추출(휘발)하는 동시에 기존의 토착미생물에 산소와 영양분을

           공급하고, 토양내 증기흐름속도를 공학적으로 조절하여, 토양미생물에 의한 생분해성

           유기오염물질의 분해를 유도하는 기술이다.

      (2) 지중생물학적복원기술(In-situ Bioremediation)로서 미생물의 지중분해능을

           극대화 하는데 중점을 둔 기술이다.

      (3) 최근에는 포화대수층에도 적용할 수 있도록 Airsparing 기술과 결합된 형태의

            Biosparging 기술이 개발되고 있다.

      (4) 처리물질

             1) 유류계탄화수소, 비염소계용매, 살충제, 유기화합물질

             2) 비할로겐VOCs 및 SVOCs, 유류

 

2. 영향인자

오염부지특성		오염물질특성
고유투수계수	≥10-8㎠	화학구조	작은 분자량
토양/지층구조	균질정도	농도 및 독성	TPH≥25,000mg/kg
토착미생물	≥1,000CFU/g건토		중금속≥2,500mg/kg
토양 PH	6~8	증기압	0.5mmHg이상:휘발
수분함량	40~85%		0.5mmHg이하:생분해
토양온도	10~45℃	끓는점	휘발성
영양염류농도	C:N:P=100:10:1	헨리상수	100atm이상:휘발우세
지하수위	≥3m

      (1) 오염물질의 특성

              휘발성, 생분해성, 저용해도 물질이 유리

      (2) 오염부지의 지표면적 및 깊이

              1) 면적 : 20,000~75,000 ㎡

              2) 깊이 : 3~10 m

      (3) 토양의 투수성

               K ≥ 1×10-5 Cm/sec

      (4) 지반구조의 비균질정도

              투수성이 높은 토양내의 적정지점에 트렌치 및 진공관을 설치한다.

      (5) 토양의 함수율

              1) 너무 높은 경우 : 공기투과성이 감소

              2) 너무 낮은 경우 : 미생물의 활성 저하

      (6) 온도

      (7) PH : 최적범위 6~8

      (8) 토착미생물의 개체수 및 영양물질 농도

              1) 미생물의 개체수가 충분하여야함 : 최소 10-3 CFU/g 이상

              2) C：N：P = 100 :10 :1

 

3. 제약조건

      (1) 투수성 : K ≥ 1×10-5 Cm/sec

      (2) 진공압

              1) 진공압이 높을수록 영향반경이 크고, 처리시간이 단축되며, 

                  투수성이 낮은 토양에서 처리효율이 증대된다.

              2) 진공정도가 낮을수록 시설비용과 유지비용이 낮아지고, 균일한 처리가 가능하다.

      (3) 공기 및 물의 이동으로 오염물질이 확산될 가능성이 있으므로 모니터링이 요구된다.

      (4) 지반구조 및 오염물 분포에 따른 처리기간의 변동이 심하므로

           일정한 처리시간을 보장하기 어렵다.

 

4. 장점

      (1) 장치 간단, 설치 용이

      (2) 적용부지의 범위가 넓음

           (정화공사 중 부지활용 가능, 건물 하부 등 접근이 불가한 곳도 정화 가능)

      (3) NA에 비해 처리시간이 짧음(최적조건 6월~2년)

      (4) 배출가스처리의 추가비용 없음

      (5) 다른 처리장치(공기분사, 지하수양수처리법 등)와의 결합이 용이

      (6) 저비용

 

5. 단점

      (1) 높은 초기오염농도의 경우 미생물의 활동에 독성이 나타날 수 있음

      (2) 투수성이 낮거나 점토질함량이 높은 경우, 지하특성에 대한 정보가 부족할 경우 등

           특정한 현장조건에는 적용이 곤란할 수 있음

      (3) 항상 높은 제거율을 얻기가 어려움

      (4) 매우 낮은 농도까지 정화처리가 어려움

      (5) 경우에 따라 배출가스처리를 위한 비용이 추가됨

      (6) 추가적인 영양염류의 공급이 필요할 경우도 있음

      (7) 불포화층에만 적용이 가능

 

6. Bioventing 공법의 현장운영시 문제점 및 대책

      (1) 높은 초기오염농도에 의하여 미생물의 활동에 독성을 나타낼 수 있음

                                            → SVE 등으로 초기오염농도를 저감시킨 후, BV 적용

      (2) 매우 낮은 농도까지 정화처리가 어려움

                                            → BV로 일정 수준까지 정화한 후, 자연정화공정(NA) 적용

      (3) 토양의 투수성이 낮거나 점토질 함량이 높은 경우 적용이 제한될 수 있음

                                            → 공기파쇄공법(Pneumatic Fracturing)으로 투수성을 증대시킴

      (4) 지하특성에 대한 정보가 부족한 경우 적용이 제한될 수 있음

                                            → 시추조사, 물리탐사 등으로 충분한 정보 취득

      (5) 경우에 따라 배출가스 처리비용이 추가됨

                                            → 배출가스발생의 최소화를 위해 추출정에 Biofilter를 설치, 운영