Removal of Trichloroethylene, Cr(VI) and Nitrate in Leachate by Bentonite and Zero Valent Iron

벤토나이트와 영가 철에 의한 침출수 내의 Trichloroethylene, Cr(VI), 질산성질소의 제거

Trichloroethylene(TCE), Cr(VI), and nitrate removal efficiency of a novel reactive barrier were experimented, and the types of corrosion species that form on the surface of the iron and bentonite as a result of reaction were investigated with Raman spectrophotometer. The reactive barrier is composed of bentonite and zero valent iron(ZVI), and this can substitute conventional geosynthetic clay liners for landfill leachate. Tests were performed in batch reactors for various ZVI content (0, 3, 6, 10, 13, 16, 20, 30, 100 w/w %) and pH. The reduction rates and removal efficiencies of TCE, Cr(VI) and nitrate increase at pH 7 buffered solution. As ZVI content increases, TCE, Cr(VI) and nitrate removal efficiencies increase. From the result of analysis with Raman spectrophotometer, Fe-oxides were observed, which are strong adsorbers of cantaminants. Magnetite can be also beneficial to the long term performance of the iron metal.

본 연구에서는 침출수 차수재에 Zero Valent Iron (ZVI)를 포함 시켰을 경우, ZVI 함량과 pH에 따른 TCE, 6가 크롬, 질산성질소의 제거능의 변화를 살피고, 반응이 끝난 후 철과 벤토나이트 표면의 철 산화물을 라만 분광기를 통해서 알아보고자 하였다. ZVI의 함량을 중량비로 벤토나이트의 0, 3, 6, 10, 13, 16, 20, 30, 100 w/w% 로 맞춘 9가지의 샘플을 pH7의 완충 용액을 사용했을 경우와 완충 용액을 사용하지 않을 경우 두 가지로 나누어서 실험하였다. Kinetic test 결과, pH7의 완충 용액을 사용하였을 때가 사용하였지 않았을 때보다 TCE의 경우 330시간에서 300시간으로, 6가 크롬의 경우 20시간에서 4시간으로, 질산성질소는 140시간에서 5시간으로 제거 속도가 빨라졌다. 모든 오염물질의 경우 ZVI 함량이 증가할수록 제거 효율이 높아졌으며, pH 7의 완충 용액을 사용하였을 경우 제거 효율도 더 높아지는 것을 볼 수 있었다. 반응 후 철과 벤토나이트의 표면을 라만 분광기를 이용하여 분석한 결과 여러 가지 철산화물이 확인되었다. 이러한 철산화물은 좋은 흡착제의 역할을 할 수 있으며, 이 중 magnetite는 장기간 동안 오염물질의 제거 성능을 유지시켜 줄 수 있다.