토양환경기술사시험자료집 - 오염확산방지 및 정화기술Ⅰ(25)

※ 저온열탈착법 정화계획의 유효성평가절차

 

1.  1단계(저온열탈착법의 적용성평가단계)

    (1) 토양특성에 따른 주요 영향인자

         1) 토양가소성

             - 소성이 높은 토양은 처리장비로 투입되는 속도가 느리게 되며, 단위표면적 감소 및 

                흡착성 때문에 더 높은 처리온도를 필요로 한다.

             - 소성을 낮추기 위해 토양의 파쇄 또는 토양개량제(석고 등) 혼합 등의 처리가 필요하다.

         2) 입도분포

             - 사전처리공정과 열탈착기 종류의 선정을 위한 중요인자

             - 직경 5Cm 이상 토양은 분쇄 또는 제거가 필요

             - 입도가 큰 토양은 입도가 작은 토양에 비해 쉽게 탈착된다.

             - 입도가 작은 토양은 처리토양 건조시 많은 양의 먼지가 발생하여

                분진포집시설을 막히게 할 수 있다.

         3) 수분함량

             - 열탈착시스템의 처리용량은 투입된 토양의 수분함량에 반비례한다.

             - 일반토양의 수분함량 : 5~35%

                열탈착처리공정의 최적수분함량 : 10~25%

                수분함량이 무게비로 20 % 이상인 토양은 반드시 탈수과정을 거쳐야 한다.

             - 일반적인 탈수방법 : 대기중 건조, 건조된 토양과의 혼합, 기계적인 탈수

         4) 겉보기밀도

             - 굴착된 토양의 부피로부터 오염토양의 무게를 추정할 때 사용

             - 굴착전 토양의 겉보기밀도 범위 : 일반적으로 1,200~1,800Kg/㎥

             - 굴착된 토양의 겉보기밀도 법위 : 굴착전 토양의 75~90% 수준

         5) 열용량

             - 휘발에 필요한 토양온도의 상승을 위한 열의 양을 결정하는데 필요하다.

             - 토양의 열용량값은 범위가 작아 열탈착법 적용에 큰 영향을 미치지 않는다.

         6) 유기물질농도

             - 토양내 유기물질은 간섭효과로 탈착을 어렵게 한다.

             - 토양내 유기물질은 토양내에 TPH, BTEX가 함유되어 있는 것처럼

                분석의 오류를 유발한다.

         7) 중금속농도

             - 토양내 납성분의 존재는 탈착에 의해 생성되는 고형폐기물처리의 제한을 가져온다.

             - 일부 납성분의 대기로의 방출이 우려된다.

    (2) 오염물질특성에 따른 주요 영향인자

         1) 오염물질농도

             - 공정상의 처리온도 및 처리시간에 영향을 미친다.

             - 고농도로 오염된 토양일수록 높은 열에너지를 방출하며, 방출열은 탈착장치 및 후연소기

                로의 가열에 따른 손상을 일으켜 완전연소되지 않은 가스를 대기로 방출할 수 있다.

             - 고농도 오염물질의 초기농도는 탈착장치내에서 폭발하한계를 초과하는 가스를 발생시키

                므로, 안전을 위하여 장치내에서 발생되는 가스의 농도를 폭발하한계의 25% 이하로 

                제한하여야 한다.

             - 폭발하한계를 초과하지 않고 처리가능한 TPH의 농도는 1~3% 이며, 3% 초과시에는 농도

                가 낮은 토양과 혼합처리하거나, 낮은 산소조건에서 운영되는 열스크류탈착장치 등을

                이용하여야 한다.

         2) 끓는점

             - 끓는점은 물질의 휘발성의 지표로서, 끓는점이 높은 석유계화합물의 처리에는

                탈착장치내에서 좀 더 긴 체류시간 및 높은 처리온도를 필요로 한다.

             - VOCs : 낮은 온도에서 운전 가능

                SVOCs : 일반적으로 370℃ 이상의 온도가 요구됨

                비휘발성(난방유, 윤활유 등) :

         3) 증기압

             - 증기압은 물질의 휘발성의 또다른 지표로서, 증기압은 열탈착 속도에 영향을 주며, 

                온도 증가에 비례한다.

             - 탈착온도의 증가는 탈착을 더 빠르게 한다.

         4) 옥탄올/물 분배계수(KOW)

             - KOW는 물과 옥탄올에 용해된 유기물질의 비율을 나타내는 인자로서, Log KOW는

                일반적으로 유기화합물질이 토양내에 흡착되는 정도를 나타내는 상대지표로 사용된다.

             - 높은 Log KOW를 가진 성분은 토양에 흡착되는 경향이 크며, 낮은 Log KOW를 가진

                성분보다 탈착되는데 더 많은 체류시간 및 열에너지를 필요로 한다.

         5) 수용성

             - 수용성은 물질이 물에 녹는 정도를 나타내는 지표이며, 일반적으로 분자량에 반비례한다.

             - 수용성이 낮은 높은 분자질량의 성분은 낮은 분자질량의 성분보다 탈착에 더 많은

                체류시간과 열에너지를 필요로 한다.

         6) 다이옥신 생성

             - 다이옥신은 PCBs와 기타 염소계화합물을 저온열탈착법으로 처리시에 생성될 수 있다.

             - 일반적인 석유계화합물은 PCBs가 없어 다이옥신을 생성하지 않는다.

    (3) 열탈착공정운영조건

         1) 저온열탈착장치의 종류

         2) 배기가스 처리

         3) 처리온도

         4) 체류시간

    (4) 실증실험

 

2.  2단계(저온열탈착법 사용에 따른 실용성평가단계)

    (1) 오염토양의 수직 및 수평분포

         1) 굴착가능여부 확인

             - 깊이 8m 하부에 위치한 토양 : 비경제적

             - 장애물(건물하단, 기초부근)이 있는 토양 : 굴착 불가

             - 지하수위 하부토양 : 과다수분 함유

         2) 오염토양의 수평 및 수직분포는 정화에 필요한 토양의 양을 결정한다.

         3) 저온열탈착법은 처리비용이 타 기술에 비해 많이 소요되므로,

             처리토양이 많고 고농도로 오염된 토양을 빠른 시간내에 처리하기 위해 사용된다.

    (2) 부대시설 배치

         1) 처리토양 및 오염토양을 적재할 부지

         2) 열탈착장비 설치 및 운영에 필요한 공간

         3) 사업자(주유소, 휴게소 등)가 사업을 유지하기 위한 공간

         4) 유류저장시설 부근에서 열탈착설비 설치부지까지 안전 및 화재 등을 대비한 최소거리

         5) 상기 배치를 고려할 때 최소 2,000㎡가 필요하다.

    (3) 주변부지여건

         1) 대기 배기가스에 의한 민원발생 고려(학교, 공원, 병원, 상가, 민간인 밀집지역)

         2) 일부지역에서 소음 등을 고려하여 운영시간 제한.

 

3.  3단계(운영 및 모니터링계획의 평가단계)

<모니터링항목 및 시료채취주기>

모니터링 대상	모니터링의 목적 및 주기		측정항목
	목적	주기
오염토양	오염의 저감정도 확인	매달~분기	대상오염물질
배기가스	작업자안전 및 대기오염방지	매일	VOCs,분진,CO2등
탈착장치온도	운전효율평가 및 장비고장예방	매일	온도
후처리기온도	운전효율평가 및 장비고장예방	매일	온도