양수처리기술과 토양세정법의 원리

양수처리기술의 개요

양수처리기술은 지하수를 지표로 양수하여 오염물을 처리하고 지하로 재주입하거나 지표수나 하수처리장으로 방출하는 기법을 말합니다. 주요 기능은 포획과 복원으로 나뉩니다. 포획은 오염범위가 확산되지 않도록 양수율을 조절하여 오염물의 주변 확산을 방지하는 것이며, 복원은 주변의 오염되지 않은 지하수를 오염지역으로 유입되지 않도록 하여 오염물을 제거하며 이때 양수율은 포획 기능 시보다 커집니다. 양수처리기술의 장점은 토양에 자유상으로 존재하는 오염원을 제거하며, 장비가 비교적 간단합니다. 단점으로는 잔류오염물을 제거하는데 어려움이 있으며, 정화에 소요되는 기간이 긴 단점이 있습니다. 또한 추출정의 생물막힘현상으로 추출기능이 저하될 수 있으며, 양수된 많은 양의 오염수 처리에 고비용이 소요되는 단점이 있습니다. 양수처리기술을 운영하는 과정에서 고려되어야 할 사항으로는 영향반경, 양수량, 지하수위 저하와 이로 인한 지반교란 또는 침하문제가 있으며, Tailing 현상과 Rebound 현상에 따른 처리효율의 한계, 즉 초기의 고농도 오염지하수에는 상당히 효과적이지만 양수처리 후기에는 저농도에서 상대적으로 다량의 지하수가 양수되고 오염농도의 저하는 비효율적일 수 있습니다.

양수처리기술의 Tailing, Rebound 현상

양수처리시설 기술에서 Tailing 현상은 양수를 계속함에도 불구하고 오염물질의 농도가 느리게 감소하는 현상을 말하며, Rebound 현상은 오염지하수의 양수로 지하수위는 감소되고, 잔류물질을 대수층 매질에 흡착되어 남게 되는데, 지하수위가 원래의 상태로 회복된 후 대수층 매질에 흡착된 오염물질이 재용해됨에 따라 오염농도가 다시 높아지는 현상을 말합니다. 발생원인으로는 대수층의 불균질성과 지하수위 변동과 오염물질의 흡착을 들 수 있습니다. 대수층의 불균질성은 층상의 대수층, 렌즈상의 점토층 등 대수층이 불균질 하여 이론적으로 계산된 제거율과 다리 느리게 제거되며, 양수처리 시 지하수위가 하강함에 따라 대수층 매질에 흡착된 오염물질이 지하수위가 상승함으로써 다시 용해되어 오염물질의 농도가 상승하는 것을 말합니다.

토양세정법의 원리

토양과 지하수를 정화하는 여러 기술 중에 양수처리기술과 토양세정법은 비슷한 부분을 많이 가지고 있습니다. 토양세정법은 물 또는 오염물질 용해도를 증대시키기 위해 첨가제가 함유된 물을 토양 공극 내에 주입함으로써 오염물질을 추출하여 처리하는 기술입니다. 처리과정에서 계면활성제를 첨가하여 용해도를 증가시킬 수 있으며, 양수된 물은 지상에서 후처리과정을 거치게 됩니다. 방사능 오염물질, 무기물질, 살충제, 휘발성 유기화합물질, 준휘발성 유기화합물질의 처리에 적용되며 중금속 오염토양의 처리에 뛰어난 효과를 보입니다. 그러나 살충제, 휘발성 유기화합물질, 준휘발성 유기화합물질의 처리 시 경제성이 떨어지며 세정용액에 의해 2차 오염이 유발될 수도 있고, 투수성이 낮은 토양에서는 처리하기가 어렵다는 단점이 있습니다. 토양세정법의 주요 영향인자로는 수리전도도 및 점토함량, 토양 표면적, 탄소함량, pH, 완충능력, 양이온교환능력 등이 있습니다. 수리전도도 및 점토함량은 지중 세정액의 흐름이 필요하므로 지하수의 흐름조건을 검토할 필요가 있으며, 점토함량이 높을 경우 투수성이 떨어지게 됩니다. 또한 세정제가 접촉할 수 있는 토양의 표면적이 중요한데, 유기물(탄소) 함량이 높은 경우 오염물질이 강하게 결합되어 용출이 어렵게 됩니다. pH나 양이온교환능력은 세정제의 종류 및 농도에 영향을 미치게 됩니다.