In this study, electrochemical characteristics variation and removal efficiency with initial pH and mineral compositions during electrokinetic remediation of lead contaminated soils were investigated. Test results showed that heavy metal transportation affected by soil characteristics and electrochemical characteristics varied during electrokinetic remediation. Therefore, in the application of enhanced electrokinetic remediation technique to increase removal efficiency, discrete selection of enhanced technique with characteristics of targeted soil were needed.
Kim, Ilgook;Kim, June-Hyun;Kim, Sung-Man;Park, Chan Woo;Yang, Hee-Man;Yoon, In-Ho
Membrane and Water Treatment
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제11권3호
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pp.189-193
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2020
In this study, electrokinetic remediation equipment was used to remove cesium (Cs) from clay soil and waste solution was treated with sorption process. The influence of electrokinetic process on the removal of Cs was evaluated under the condition of applied electric voltage of 15.0-20.0 V. In addition to monitoring the Cs removal, electrical current and temperature of the electrolyte during experiment were investigated. The removal efficiency of Cs from soil by electrokinetic method was more than 90%. After electrokinetic remediation, Cs was selectively separated from soil waste solution using sorbents. Various adsorption agents such as potassium nickel hexacyanoferrate (KNiHCF), Prussian blue, sodium tetraphenylborate (NaTPB), and zeolite were compared and KNiHCF showed the highest Cs removal efficiency. The Cs adsorption on KNiHCF reached equilibrium in 30 min. The maximum adsorption capacity was 120.4 mg/g at 0.1 g/L of adsorbent dosage. These results demonstrated that our proposed process combined electrokinetic remediation of soil and waste solution treatment with metal ferrocyanide can be a promising technique to decontaminate Cs-contaminated fine soil.
In case of applying electrokinetic remediation, magnitude of electric current is one of major factors for estimation of contaminant transport. In practice, electric current provide determination of electric conductivity based on specimen resistance. Electric current variation is produced during Electrokinetic remediation test. Electric current is decreased by expotential function according to time in condition of constant voltage. This can be interpreted as precipitation effect by OH$^{-10}$ generation in a cathode.
In this study, mine tailing buffer zone in cathode was used to overcome precipitation of heavy metals that reducing remediation efficiency during electrokinetic remediation. Test results showed that heavy metal transportation affected by initial soil pH which was verified through traditional test and enhanced test with two type of soils. With mine tailing enhanced method 39% of extraction rate was achieved in surface soil and significant transportation trend was observed in deep soil.
Surfactant-enhanced electrokinetic (EK) remediation is an emerging technology that can effectively remove hydrocarbons from low-permeability soils. In this study, the electrokinetic remediation using Calfax 16L-35 was conducted for the removal of phenanthrene from kaolinite. An anionic surfactant Calfax 16L-35 was used at concentrations of 5, 15, and 30g/L to enhance the solubility of phenanthrene. When the surfactant solution was applied to EK system, low electrical potential gradient was maintained because of its ions. Even when the surfactant concentration was high, the removal efficiency of phenanthrene was low After the operation, most of surfactants were remained in soil and there were few in effluent. This phenomena was observed because the migration of Calfax 16L-35 from cathode to anode was predominant over electroosmotic flow which moved in opposite direction. Therefore, the anionic surfactant Calfax 16L-35 is considered to be improper in surfactant - enhanced electrokinetic remediation.
본 연구는 유류 화합물 중 대표적인 소수성 유기 오염물인 phenanthrene으로 오염된 세립질 지반을 실내에서 인위적으로 조성하여 Electrokinetic 정화 처리를 실시하였고, 또한 향상기법으로 계면활성제를 적용하여 정화효율과 거동을 분석하였다. 비향상된 EK 정화 처리에서는 phenanthrene의 이동은 거의 발생하지 않았고, 계면활성제를 이용한 향상기법에서는 양극(+) 근처의 phenanthrene이 음극(-)쪽으로 이동하여 누적되었다. 또한, 계면활성제의 농도가 높을수록 이동 현상이 크게 나타났으며, 시간을 증가할수록 누적된 phenenthrene이 음극(-)저수조로 전기삼투 흐름에 의해 제거되는 것을 알 수 있었다.
The actively soil pollution by the toxic heavy-metals like the arsenic, cadmium, lead due to the industrialization and economic activity. The uses the electrokinetic remediation of contaminated soil has many researches against the fine soil having a small size in the on going. However, it is the actual condition which the research result that is not effective due to the low surface charge of the particle and high permeability shows in the electrokinetic remediation in comparison with the fine soil in the case of the sandy soil in which the particle size is large. In this research, the electrokinetic remediation and ultrasonic wave fetch strategy is compound applied against the sandy soil polluted by the arsenic, cadmium, and lead removal efficiency of the sandy soil through the comparison with the existing electrokinetic remediation tries to be evaluated. First of all, desorption of contaminants in soil by ultrasonic extraction in the Pre-Test conducted to see desorption effective 5~15%. After that, By conducted Batch-Test results frequency output century 200 Khz, reaction time 30 min, contaminated soil used in experiment was 500 g. Removal efficiency of arsenic, cadmium, lead are 25.55%, 8.01%, 34.90%. But, As, Cd, Pb remediation efficiency less than 1% in EK1(control group).
오염지반 정화를 위한 Electrokinetic 처리 과정에서 지반에 전류를 적용하면 흙물 시스템 내에서 발생하는 유체의 이동 현상과 계면의 특성 변화가 발생하여 Electrokinetic 반응에 영향을 미친다. 본 논문에서는 지반 내에서 발생하는 전기적, 화학적 변수와 그 변화 특성을 규명하고자 실내실험을 수행하여, 시료의 전압, 전류, 제타포텐셜, pH등의 전기 화학적 현상을 연구하였으며 이러한 인자들의 특성변화를 모델링하는 기법을 제시하였다. 그 결과 정화 도중 전압, 전류 변화를 각 농도에서 시간에 따른 지수함수로 표현할 수 있었으며 제타포텐셜의 변화를 pH와 오염농도에 따라 모델링 할 수 있었다.
방사능 오염 토양 복원을 위해 실험실 규모의 동전기 복원장치를 제작하여 가동 하던 중 토양 내 존재하던 금속이온의 용출로 금속 산화물이 발생하여 음극의 전류 흐름을 차단하는 문제가 발생하였다. 전류의 차단으로 토양 내 우라늄 제거 능력이 상실되어 이러한 문제를 해결하는 해결 방안을 모색하여 개선된 동전기 복원 장치를 제작하였다. 개선된 실험실 규모 동전기 복원 장치를 이용하여 토양복원 실험을 25 일간 수행 하였을 때 우라늄 잔류 농도는 0.81 Bq/g으로 약 96.8%의 제거 효율을 보였으며, 초기 우라늄 농도 50 Bq/g 일 때 우라늄 규제 해제 농도인 1 Bq/g 이하로 제거 되기 까지는 34 일의 복원 기간이 필요하고, 초기 우라늄 농도 75 Bq/g, 100 Bq/g 일 때 각 42 일, 49 일이 필요한 것으로 나타났다.
A real-time monitoring system for in-situ soil remediation technologies is developed and then applied to electrokinetic remediation technique in the field trial tests during 150days. The developed system is consisted the controlled program based on internet web page, data logger, measurement instruments and so on. In the measured items there are pH, temperature, electrical current and potential, vacuum pressure. The results indicated that the system is successively applied to electrokinetic remediation technique, and further research considering economic view and multi purpose system for in-situ soil remediation technologies is needed.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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