안정화 및 고형화 처리

유독성 폐기물의 관리에 있어서 안정화 및 고형화는 널리 적용이 되고 있다. 안정화와 고형화를 고화처리라는 하나의 개념으로 나타내기도 한다. 이 기술들은 유독성 폐기물에 오염되어 있는 부분의 처리, 다른 처리 공정들로부터 발생되는 잔류물의 처리, 오염물질을 함유하고 있는 대규모 오염토양의 처리 등에 적용되고 있다. 일반적으로, 안정화란 폐기물로부터 오염물질의 이동속도를 감소시키고, 폐기물의 독성을 감소시키기 위해 첨가제를 폐기물과 혼합시키는 공정을 말한다. 따라서 안정화란 오염물이 전부 또는 부분적으로 지지 매체, 고착제, 결합제 또는 다른 고정체와 결합하는 공정을 일컫는 것으로도 표현할 수 있다. 마찬가지로, 고형화란 첨가제를 첨가함으로써, 고형화 과정이 진행되는 동안 폐기물의 물리적 성질이 변하는 공정을 말한다. 따라서 안정화와 고형화는 안정화된 물질의 공학적 개념의 성질들을 향상할 뿐만 아니라 폐기물의 독성과 이동성의 감소를 모두 포함하는 개념이다. 안정화가 화학적인 개념에서 표현된다면 고형화는 물리적인 개념이다.

안정화의 적용

공중위생과 복지환경에 위험한 유독성 폐기물이 존재하는 구역을 회복시키기 위해서는 안정화 복원기술의 적용이 효과적이면서도 영구적인 방법이다. 이러한 과정에서 안정화는 매립과 같은 폐기물의 장소적 이동에 의한 복원방법에 비해 기술적인 장점들을 제공한다. 안정화는 생물학적인 방법이나 소각과 같은 다른 처리 방법이 기술적으로나 비용 문제 등으로 적용되지 못하는 곳에서 이용될 가능성이 있다. 장기적인 관점에서도 안정화와 같은 좀 더 영구적인 기술들을 고려하는 것이 중요하다. 액상폐기물을 매립 처분하는 것은 환경적으로 적당하지 못한 방법으로 인식되어 오고 있다. 액상물질은 매립되었을 경우 하부로 이동하여 침출수의 생성을 유발한다. 또한 액상물질은 차수막 시스템에 결함이 발생할 경우 이곳을 통해서 쉽게 하부 토양으로 이동할 수 있다. 액상 유독성 폐기물은 이동성이 크기 때문에 미국에서는 액상폐기물의 매립처분을 금지해 오고 있다. 이러한 금지 처분은 결과적으로 액상폐기물의 매립처분과 화학적으로 결합해야만 한다. 안정화에 사용되는 물질은 단순한 흡착제로 작용해서는 안된다. 미국의 경우 안정화에 대해서 두 가지의 명백히 다른 기술 측면이 목적에 초첨을 맞추고 있다. 그것은 매립처분에 앞서서 물질을 안정화시키는 것과 오염된 곳을 복원하기 위한 일환으로 현장에 남아있는 오염물질을 안정화시키는 것이 그것이다. 단순한 의미의 안정화는 조금 덜 엄격한 처리율을 요구할지도 모르지만 처리된 물질이 현장에 남겨질 경우에는 안정화 공정은 세심한 처리를 요구할 수 있다. 안정화 기술이 적용되는 영역을 크게 크게 매립처분, 현장 복원, 산업폐기물의 고형화로 분류할 수 있다.

매립처분

액상폐기물의 매립처분은 오염물질의 이동 가능성을 높인다. 건조되는 않은 슬러지를 수반하는 액상폐기물은 매립에 앞서서 안정화되어야 한다. 효과적으로 액상물질을 안정화시키기 위해서는 안정화에 사용되는 물질이 흡수제가 될 수는 없다. 왜냐하면 액상물질을 함유한 흡수제는 매립 시 폐기물의 자체 압밀 등으로 하중이 증가하면서 압축되어 쉽게 액체를 방출시키기 때문이다. 그러므로 침출을 방지하기 위해서는 액상물질은 안정화하면서도 화학적이고도 물리적으로 결합되어야만 한다. 미국의 관련법에서 소각은 어떤 유기 폐기물에 대해 허용하고 있는지, 매립처분에 있어서는 대체기술을 제시하는 조항을 주목할 필요가 있다.

현장 복원

유해폐기물, 무기 폐기물 또는 오염된 토양 등으로 오염된 장소의 복원은 안정화 기술을 도입함으로써 달성할 수도 있다. 현장 복원을 위해서, 안정화는 폐기물의 취급을 용이하게 하고, 폐기물의 물리적 특성을 향상해 오염물의 이동이 발생할 수 있는 비표면적을 감소시키고, 오염물의 용해도를 제한하여 오염물질의 이동속도를 감소시키기 위해 사용되고 있다. 컨테이너와 같은 일정한 용기에 오염물질을 가두어 두는 방식보다도 안정화는 좀 더 영구적인 복원기술로 간주될 수 있다. 안정화가 적용되는 현장 복원이 미국에서는 광범위하게 사용되고 있으며, 4가지 다른 유형의 인공적으로 오염시킨 토양을 사용한 연구에서도 오염물의 침출도가 상당히 감소되었다.

산업폐기물의 고형화

미국에서는 과거의 폐기물 관리 관행의 유산으로서 다양한 종류의 유기 무기 산업 폐기물이 웅덩이나 연못 등에 버려져 있다. 장력이나 압축성과 같은 물리적 성질이 요구되는 고형화는 공학적인 개념의 특성들을 개선시키고 오염물이 환경으로 이동하는 속도를 감소시킬 수 있다. 비록 많은 비 유독성 폐기물이 공공위생이나 환경에 위험을 미치치 않을지도 모르지만 이 물질들은 종종 구조적으로 불안정하고, 심미적으로도 바람직하지 않기 때문에, 이들 물질들로 인해 그 지역의 다른 용도로의 사용을 위축시키게 한다. 따라서 고형화의 1차적 목표는 물질의 구조적인 안정성을 증가시키는 것이다. 이러한 고형화 프로젝트에서 장력 측정에 의하여 고형화 공정의 효율성을 평가할 수 있다. 또한 고형화 시에는 물질의 안정성을 높이기 위해서 중화가 병행하게 되어 환경의 전체적인 개선을 기할 수 있게 된다.