Journal of the Korean Society of Mineral and Energy Resources Engineers (한국자원공학회지)

The Korean Society of Mineral and Energy Resources Engineers (한국자원공학회)
권호 표지

A Study of Fe Removal Efficiency of Acid Mine Drainage by Physico-chemical Treatment

물리화학처리를 이용한 산성광산배수의 Fe 제거효율 연구

  • Received : 2010.07.13
  • Accepted : 2010.07.23
  • Published : 2010.08.31
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Abstract

The main contamination sources of acid mine drainage are heavy metals such as Fe, Al, and Mn. However, a high concentrated Fe are mainly causing a problem of yellow boy at the sediment of river nearby abandoned mines. As the physico-chemical treatment could completely treat dissolved Fe in acid mine drainage, it could remove other heavy metals along with Fe. With this point of view, an experimental plant of physicochemical treatment was setup at a place surrounded by abandoned adit with a composition of oxidation - neutralization - reaction - settling basins. In order to compare and analyze the removal efficiency of Fe, the plant was operated with different set of parameters such as aeration and lime injection etc. As a result, the removal efficiency of Fe dissolved in acid mine drainage was higher than 98%, satisfying the standard of drainage regulation (2 mg/L). In addition, this study suggested the mostly suitable operation condition of physico-chemical treatment system for treating acid mine drainage.

산성광산배수의 주요 오염물질은 중금속이며 대표적으로 Fe, Al 및 Mn 등 이다. 높은 농도를 가진 Fe는 폐광산 하천 바닥의 yellow boy 현상을 일으키는 주된 중금속이다. 물리화학처리는 산성광산배수에 포함된 Fe만 완벽하게 제거하면 Fe 이외의 중금속은 부가적으로 제거할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 이런 점에 착안하여 물리화학처리 실험장치는 폐갱구 근처에 산화조-중화조-반응조-침전조로 구성하였다. Fe 제거효율을 비교 및 분석하기 위한 실험방법은 pH, 폭기량 및 소석회 투입량 등 실험장치의 조건을 달리하였다. 실험결과 산성광 산배수 내에 용존된 Fe의 제거효율은 98% 이상으로서 배출수 수질기준(2 mg/L)을 만족하는 것으로 나타났다. 아울러 본 연구에서는 산성광산배수 정화에 가장 적합한 물리화학처리 시스템의 처리조건을 제시하고자 한다.

Keywords

References

  1. 김주용, 1999, "산성 광산배수에 의해 영향을 받는 강릉 탄전 임곡천에서 형성되는 Fe 침전물의 화학적 형태," 한국자원공학회지, Vol. 36, pp. 150-158.
  2. 석탄산업합리화사업단, 2003, "태백 함태탄광 물리,화학적 정화시설 설치공사 기본 및 실시설계보고서," pp. 40-64.
  3. 오선혜, 이상훈, 김선준, 2009, "불균질 산화를 이용한 연화 광산 통기갱 갱내수의 처리방안 연구," 한국지구시스템공학회지, 제 46권, 제 5호, pp. 602-603.
  4. 이동길, 임길재, 정영욱, 심연식, 박현성, 지원현, 2008, "모형 수조내 광산배수의 산화작용에 의한 2가철 함량변화," 한국지구시스템공학회지, 제 45권, 제 5호, pp. 546-547.
  5. 정영욱, 강상수, 2004, "슬러지 반복 중화-침전법에 의한 광산배수 슬러지 및 수질특성 변화," 한국지구시스템공학회지, 제 41권, 제 5호, p. 390.
  6. 지원현, 박현성, 이현주, 심연식, 2009, "광산배수 자연정화 법의 엔지니어링 이슈," 광해방지기술, Vol. 3, No. 2, pp. 220-227.
  7. Kalin, M., 2004, "Passive mine water treatment : the correct approach," Ecological Engineering, Vol. 22, pp. 299-304. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2004.06.008
  8. Manahan, S.E., 1979, "Environmental chemistry, Willard Grant Press," p. 162.
  9. Maree, J. P., Hagger, M. J., Strobos, G., Hlabela, P., Cronje, H., Niekerk, A., Wurster, A., Nengovhela, R. and Waanders, F. B., 2004, "Design criteria for limestone neutralization at a nickel mine," Mine water and the environment, Vol. 23, pp. 152-156. https://doi.org/10.1007/s10230-004-0056-9
  10. Skousen, J., Rose, A., Geidel, G., Foreman, J., Evans, R. and Hellier, W., 1998, Handbook of technologies for avoidance and remediation of acid mine drainage, The National Mine Land reclamation Center, West Virginia Univ., Morgantown, WV, USA, p. 132.
  11. Stumm, W. and Morgan, J.J., 1970, "Aquatic chemisty, Wiley-interscience," p. 538.