KR101039835B1 - Apparatus and method for refining infested soil in phisical and chemica - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 물리적 및 화학적 중금속 오염 토양 정제 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사격장 토양과 같이 납이나 클레이 피전(clay pigeon) 등이 포함된 오염 토양을 물리적 및 화학적 처리 기술을 병행함으로써 재활용이 가능한 정화토의 회수량을 증대하고 폐기될 중금속의 양을 감소할 수 있는 물리적 및 화학적 중금속 오염 토양 정제 장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an apparatus and method for refining physical and chemical heavy metal contaminated soils, and more particularly, to recycling contaminated soils containing lead or clay pigeon, such as shooting range soils, by using physical and chemical treatment techniques. A physical and chemical heavy metal contaminated soil refining apparatus and method capable of increasing possible recovery of purified soil and reducing the amount of heavy metal to be disposed of.
현재까지 개발된 오염토양의 정화 및 복원방법으로는 토양세척, 미생물을 이용한 생물학적 처리, 산 침출 등과 같은 화학적 처리, 열 탈착 및 용융법 등과 같은 열적처리, 동전기를 이용한 전기적 처리, 고화제를 이용한 불용화 및 안정화 방법 등이 있다. 상기 방법들 중 토양세척, 미생물처리, 산 침출 등은 유류 오염토양의 정화에는 효율적인 방법이나, 사격장 지역이나 도로주변, 산업지역등과 입자상의 중금속이 혼입되어 오염된 토양의 경우에는 토양세척방법에 의해서는 중금속물질의 제거가 불가능하다. 또한 미생물이나 전기적 처리방법의 경우 중금속 물질들이 이온화 되어야만 처리가 가능한데, 입자상으로 존재하는 중금속 물질들은 자연 상태에서 이온화되기 어려운 특성을 갖고 있다. 산 침출 방법은 중금속물질을 산 용액에 용해시켜 분리ㆍ선별하는 방법인데, 중금속 물질들이 조대 입자상으로 존재하는 경우 경제성 및 폐수 처리 등의 문제점으로 현실적으로는 적용이 불가한 것으로 알려져 있다. 열 탈착 및 용융법 등과 같은 열적 처리방법은 유류나 유기물 오염토양의 정화에는 효과가 우수한데, 중금속 오염토양의 경우에는 중금속의 용출율은 저하시킬 수 있으나, 원천적인 제거는 불가능하다.Soil developed and cleaned up to date include soil washing, biological treatment using microorganisms, chemical treatment such as acid leaching, thermal treatment such as thermal desorption and melting, electrical treatment using electrokinetic, and solidifying agent. Insolubilization and stabilization methods. Among the above methods, soil washing, microbial treatment and acid leaching are effective methods for the purification of oil-contaminated soils, but soils contaminated by the concentration of heavy metals in the shooting range, roads, industrial areas, etc. It is impossible to remove heavy metals. In addition, in the case of microorganisms or electrical treatment methods, heavy metal materials can be treated only when ionized, and heavy metal materials in the form of particles have characteristics that are difficult to ionize in a natural state. The acid leaching method is a method of separating and selecting heavy metal materials by dissolving them in an acid solution. If the heavy metal materials exist in coarse particles, they are not practically applicable due to problems such as economical efficiency and wastewater treatment. Thermal treatment methods such as thermal desorption and melting are excellent for the purification of oil or organic contaminated soils. In the case of heavy metal contaminated soils, the dissolution rate of heavy metals may be lowered, but source removal is impossible.
이와 같이 입자 상태로 존재하는 중금속에 의하여 오염된 토양의 경우, 정화나 복원에 있어서 현재까지 개발된 기술로는 효율성과 경제성 면에서 한계가 있는 실정이다.
In the case of soil contaminated by heavy metals present in the particulate state as described above, there are limitations in terms of efficiency and economic efficiency with the technologies developed to date for purification or restoration.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 사격장 토양과 같이 납이나 클레이 피전(clay pigeon) 등이 포함된 오염 토양을 물리적 및 화학적 처리 기술을 병행함으로써 재활용이 가능한 정화토의 회수량을 증대하고 폐기될 중금속 슬러지의 양을 감소할 수 있는 물리적 및 화학적 중금속 오염 토양 정제 장치 및 방법을 제공하려는데 목적이 있다.
The present invention is to solve the problems described above, by increasing the recovery of purified soil that can be recycled by using a combination of physical and chemical treatment of contaminated soil containing lead, clay pigeon, etc., such as shooting range soil The present invention aims to provide an apparatus and method for refining physical and chemical heavy metal contaminated soil that can reduce the amount of heavy metal sludge to be disposed of.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 물리적 및 화학적 중금속 오염 토양 정제 방법은, 납을 포함하는 중금속이 포함된 오염 토양을 물리적으로 처리하는 제1단계와; 상기 제1단계를 통해 선별된 오염 토양을 화학적으로 처리하는 제2단계를 포함하며, 상기 제1단계는, 상기 오염 토양을 수력분급기의 상부에서 하부로 투입하는 중에 상기 수력분급기의 하부에서 상부로 처리수를 분사하여 상기 처리수의 속도에 의해 상기 오염 토양을 서로 다른 농도의 오염 토양으로 선별하고, 상기 제2단계는, 상기 제1단계를 통해 선별된 2개 이상의 오염 토양과 산을 혼합하여 상기 오염 토양을 워싱하는 제2-1단계, 상기 제2-1단계를 통해 워싱된 반응물을 응집하는 제2-2단계, 상기 제2-2단계를 거쳐 응집된 응집물을 침전시켜 토양과 부유물로 비중 선별하는 제2-3단계, 제2-3단계에 의해 부유물이 선별된 침전물을 탈수하는 제2-4단계, 상기 제2-4단계를 통해 탈수된 토양을 중성화하여 정화토양으로 회수하는 제2-5단계, 상기 제2-3단계에 의해 선별된 부유물을 공침약품과 혼합하여 공침시키는 제2-6단계, 상기 제2-6단계에 의해 공침된 침전물을 처리수에 의해 중금속 슬러지를 침전시키는 제2-7단계, 상기 제2-7단계를 통해 침전된 중금속 슬러지를 탈수하는 제2-8단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Physical and chemical heavy metal contaminated soil purification method according to the present invention for achieving the object as described above, the first step of physically treating the contaminated soil containing heavy metals including lead; And a second step of chemically treating the contaminated soil selected through the first step, wherein the first step includes: injecting the contaminated soil from the top of the hydro classifier to the bottom of the hydro classifier; Spraying the treated water to the upper part to sort the contaminated soil into different concentrations of contaminated soil by the speed of the treated water, and the second step, the two or more contaminated soil and acid selected through the first step Step 2-1 to wash the contaminated soil by mixing, precipitates the aggregate aggregated through the step 2-2 and the step 2-2 to aggregate the reactants washed through the step 2-1 and the soil and Neutralize the dehydrated soil through the step 2-4 and the step 2-4 to dehydrate the sediment from which the suspended matter is selected by the step 2-3 and the step 2-3 of the specific gravity sorting with the suspended matter and recover the purified soil. In step 2-5, in step 2-3 Step 2-6 of coprecipitating the suspended solids selected by mixing with the coprecipitation chemical, step 2-7 of precipitating the heavy metal sludge by the treated water from the precipitate precipitated by the step 2-6, and the second 7-7. It characterized in that it comprises a step 2-8 to dehydrate the heavy metal sludge precipitated through the step.
본 발명에 의한 중금속 오염 토양 정제 장치 및 방법에 의하면, 사격장과 같이 납 등으로 오염된 오염 토양을 먼저 물리적 처리하여 화학적 처리의 효율을 높일 수 있는 농도별로 선별하고, 농도별 오염 토양을 각각의 농도별 오염 토양에 맞는 산을 혼합하여 오염 토양을 워싱함으로써 정화 토양의 회수량을 증대하고 중금속 슬러지의 양을 줄일 수 있으므로 중금속 오염 토양의 정제 기술로서 신뢰성을 향상하고 환경오염에 의한 피해를 대폭으로 감소할 수 있다.According to the apparatus and method for refining heavy metal contaminated soil according to the present invention, the contaminated soil contaminated with lead or the like, such as a shooting range, is first selected for concentration to increase the efficiency of chemical treatment, and the contaminated soil for each concentration is selected for each concentration. By washing the contaminated soil by mixing acid suitable for each contaminated soil, it is possible to increase the recovery of purified soil and reduce the amount of heavy metal sludge, thus improving the reliability of heavy metal contaminated soil and greatly reducing the damage caused by environmental pollution. can do.
그리고, 중금속 오염 토양을 비중 선별 등을 통해 전처리하여 클레이 피전과 납탄 등을 먼저 선별하여 고농도의 오염 토양을 화학적 처리시설에 공급함으로써 오염 토양의 정화율을 증대할 수 있다.
In addition, the heavy metal contaminated soil may be pretreated by specific gravity screening, and the like, and thus, the clay piezoelectric and lead coal may be selected first, and a high concentration of the contaminated soil may be supplied to a chemical treatment facility to increase the purification rate of the contaminated soil.
도 1은 본 발명에 의한 물리적 및 화학적 중금속 오염 토양 정제 방법의 물리적 처리 공정 중 1차 정제부의 개념도.
도 2는 본 발명에 의한 물리적 및 화학적 중금속 오염 토양 정제 방법의 물리적 처리 공정 중 2차 정제부의 개념도.
도 3은 본 발명에 의한 물리적 및 화학적 중금속 오염 토양 정제 방법의 화학 처리시설의 개념도.1 is a conceptual diagram of the primary purification unit of the physical treatment process of the physical and chemical heavy metal contaminated soil purification method according to the present invention.
2 is a conceptual diagram of a secondary purification unit during the physical treatment process of the physical and chemical heavy metal contaminated soil purification method according to the present invention.
Figure 3 is a conceptual diagram of a chemical treatment facility of the physical and chemical heavy metal contaminated soil purification method according to the present invention.
본 발명에 의한 중금속 오염 토양 정제 장치는, 물리적 처리시설 및 화학적 처리시설로 구분된다.Heavy metal contaminated soil refining apparatus according to the present invention is classified into a physical treatment plant and a chemical treatment plant.
도 1과 도 2에서 보이는 바와 같이, 물리적 처리시설은, 전처리부(100), 1차 정제부(200) 및 2차 정제부(300)로 구분될 수 있다.As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the physical treatment facility may be divided into a
전처리부(100)는 오염 토양의 정제효율을 높이기 위한 것으로, 오염 토양을 공급받는 호퍼(110), 호퍼(110)에서 공급되는 오염 토양을 2가지 입도로 선별하여 상대적으로 작은 입도의 오염 토양을 후속 공정으로 공급하는 스크린 피더(120), 스크린 피더(120)로부터 공급되는 오염 토양을 3가지 입도로 선별하는 원형의 2단 트롬멜(130)로 구성된다.The
이와 같은 구성의 전처리부(100)는 스크린 피더(120)를 통해 50mm 이상의 토양이나 오염물을 선별하고, 50mm 이하의 오염 토양을 2단 트롬멜(130)을 통해 3가지 다른 입도로 선별하며, 여기서, 2단 트롬멜(130)에 의해 선별된 3가지 입도(예컨대 10mm 이상, 3~10mm, 3mm)이하의 오염 토양 중 10mm 이상의 토양은 오염도가 낮을 것이므로 별도의 정제를 거치지 않는 것이며, 3~10mm 오염 토양은 단일 공정(비중 선별)만을 통해서도 정제되는 것이고, 3mm 이하의 오염 토양은 오염도가 높아 1차와 2차 정제부(200,300)를 통해 정제되는 것이다. 10mm 이상, 3~10mm, 3mm 는 수치가 달라질 수 있다.
The
1차 정제부(200)는 2단 트롬멜(130)에 의해 선별된 제3가지 입도의 오염 토양(설명의 편의를 위해 하기에서는 입도의 크기에 따라 제1,2,3오염 토양이라 칭한다) 중에서 중간 입도의 제2오염 토양으로부터 클레이 피전(clay pigeon)과 골재를 선별하는 것으로, 2단 트롬멜(130)에 의해 선별된 3~10mm 오염 토양을 처리수에 의해 골재와 클레이 피전으로 비중 선별하는 지그(210), 지그(210)에 의해 선별된 골재를 탈수하는 탈수기(220)로 구성된다.
The
2차 정제부(300)는 3mm 이하의 오염 토양을 처리수에 의해 중광물과 경광물로 비중 선별하는 지그(310), 3mm 이하의 경광물 중에서 오염도가 높은 1mm 이하의 오염 토양을 선별하는 제1 싸이크론(320), 1~3mm 오염 토양을 탈수하는 탈수기(330), 1mm 이하 오염 토양 중에서 오염도가 높은 0.5mm 오염 토양을 선별하는 제2 싸이크론(340), 제2 싸이크론(340)에 의해 선별된 0.5~1mm 오염 토양으로부터 저농도 토양과 중농도 토양을 선별하는 제1수력분급기(350), 제1수력분급기(350)에 의해 선별된 저농도 토양을 탈수하는 탈수기(360), 제2 싸이크론(340)에 의해 선별된 0.5mm 이하 오염 토양으로부터 중농도 토양과 고농도 토양을 선별하는 제2수력분급기(370), 제2수력분급기(370)에 의해 선별된 저농도 토양을 탈수하는 탈수기(380)로 구성된다.The
제1수력분급기(350)는 내부에 공간을 갖는 통 구조이며 상부에 0.5~1mm 오염 토양이 투입되는 투입구가 구비된 탱크, 상기 탱크의 저부에서 상부를 향해 물을 분사하는 분사기로 구성된다. 이러한 구성의 제1수력분급기(350)는 물의 속도(수압)에 의해 0.5~1mm 오염 토양을 서로 다른 비중의 저농도 토양과 중농도 토양으로 선별한다. The first hydraulic classifier 350 has a tubular structure having a space therein and includes a tank having an inlet through which 0.5 to 1 mm contaminated soil is placed at the top, and an injector for spraying water from the bottom of the tank to the top. The first hydraulic classifier 350 of such a configuration selects 0.5-1 mm contaminated soil into low and medium concentration soils having different specific gravity by the speed of water (water pressure).
이상의 물리적 처리시설을 통해 저농도 토양, 중농도 토양, 고농도 토양이 선별되며, 이들은 화학적 처리시설(400)을 통해 정제된다.Low concentration soil, medium concentration soil, high concentration soil is selected through the above physical treatment facilities, these are purified through the chemical treatment facility (400).
도 3에서와 같이, 화학적 처리시설(400)은, 저농도 토양, 중농도 토양, 고농도 토양을 별도의 공정으로 정제하며, 정제 대상이 달라질 뿐 동일한 기능의 시설이므로 이하에서는 저농도 토양을 예로 들어 설명한다.As shown in FIG. 3, the
화학적 처리시설(400)은 저농도 토양이 공급되는 호퍼(410), 호퍼(410)로부터 공급되는 저농도 토양과 산을 혼합하여 산과의 반응을 통해 오염물을 워싱하는 산 반응기(420), 산 반응기(420)에 의해 워싱된 반응물의 회수율을 높이기 위하여 응집제를 통해 응집하는 응집혼합조(430), 응집혼합조(430)에 의해 응집된 반응물을 선별하기 위한 제1 침전조(440), 제1침전조(440)에 의해 침전되어 비중이 작은 오염물이 제거된 반응물을 탈수하는 탈수기(450), 탈수기(450)에 의해 탈수된 토양을 중성화하여 정화 토양을 생성하는 중성화기(460), 제1침전조(440)의 처리수에 부유하는 상등액을 공급받아 공침약품을 통해 공침시키는 공침조(470), 공침조(470)에 침전된 오염물을 침전시키는 제2침전조(480), 제2침전조(480)에 의해 침전된 오염물인 중금속 슬러지를 탈수하는 탈수기(490)로 구성된다.
본 발명에 의한 물리적 및 화학적 중금속 오염 토양 정제 방법은 다음과 같다.Physical and chemical heavy metal contaminated soil purification method according to the present invention is as follows.
1. 물리적 처리.1. Physical processing.
(S10) 오염 토양 공급.(S10) contaminated soil supply.
중장비 등을 이용하여 사격장 등의 오염 토양을 호퍼에 공급한다.Supply contaminated soil such as shooting range to the hopper using heavy equipment.
(S20) 오염 토양 입도 선별.(S20) Polluted soil particle size screening.
오염 토양은 다양한 입도의 오염 토양이 혼합된 상태이며, 작은 입도의 오염물의 물리적 및 화학적 처리 효율을 높이기 위하여 오염 토양 중에서 입도가 큰 오염 토양을 먼저 선별한다.Contaminated soil is a mixture of contaminated soils of various particle sizes. In order to increase the physical and chemical treatment efficiency of small particle contaminants, large contaminated soils are first selected.
예를 들어, 50mm 이상의 토양은 오염물의 혼합율이 낮거나 50mm 이상의 오염물은 후속 공정을 거치지 않고도 처리가 가능할 것이므로 먼저 50mm 이상의 오염 토양을 선별한다. 오염 토양은 50mm 이상의 오염 토양을 선별할 수 있는 스크린 피더(120)에 의해 선별된다. 즉, 스크린 피더(120)에 의해 50mm 이상의 오염 토양과 50mm 이하의 오염 토양으로 선별된다.For example, soils larger than 50 mm may be treated with low contaminants, or contaminants larger than 50 mm may be treated without subsequent processing. The contaminated soil is selected by the
이어서, 50mm 이하의 오염 토양을 3가지 입도의 오염 토양(입도별로 제1,2,3오염 토양이라 칭한다)으로 선별한다. Subsequently, contaminated soils of 50 mm or less are screened into three contaminated soils (called first, second and third contaminated soils by particle size).
50mm 이하의 오염 토양은 서로 다른 크기의 선별공을 갖는 2단 트롬멜(130)에 투입되며, 2단 트롬멜(130)을 통해 10mm 이상의 제1오염 토양, 3~10mm의 제2오염 토양, 3mm 이하의 제3오염 토양으로 선별된다.The contaminated soil of 50 mm or less is put in two-
제1오염 토양은 별도로 적재되며, 제2오염 토양은 제1 정제를 통해 골재 및 클레이 피전으로 선별 정제된다.The first contaminated soil is loaded separately, and the second contaminated soil is selectively purified into aggregate and clay piling through the first purification.
3~10mm의 오염 토양과 3mm 이하의 오염 토양을 정제한다고 할 때 1번의 입도 선별을 통해서 상기 입도의 오염 토양을 선별할 수 있으나, 오염 토양을 제2의 입도 선별을 거치는 것은 작은 입도의 오염물을 효과적으로 선별하기 위함이다.When purifying contaminated soil of 3 ~ 10mm and contaminated soil of 3mm or less, the contaminated soil of the particle size can be selected through one particle size screening, but the contaminated soil of the second particle size screening can be used to remove contaminants of small particle size. To screen effectively.
(S30) 제1 정제.(S30) First tablet.
2단 트롬멜(130)을 통해 선별된 제2오염 토양은 사용이 가능한 골재 및 폐기될 클레이 피전이 혼합된 상태이며, 2단 트롬멜에서 선별된 제2오염 토양을 비중 선별 지그(210)에 공급하고, 제2오염 토양 중에서 상대적으로 비중이 큰 골재는 지그의 바닥에 침전되며 상대적으로 비중이 작은 클레이 피전은 지그의 처리수에 부유한다.The second polluted soil selected through the two-
처리수에 부유하는 클레이 피전은 송풍기 등에 의해 비중 선별 지그(210)에서 배출되고, 골재는 탈수기를 거쳐 탈수된다. 이상의 제1 정제를 통해 골재와 클레이 피전을 획득한다.Clay piglets floating in the treated water are discharged from the specific
(S40) 제2 정제.(S40) Second tablet.
2단 트롬멜을 통과한 3mm 이하 입도의 제3오염 토양은 2차 정제부를 통해 정제되며, 먼저 비중 선별 지그(310)를 통해 경광물과 중광물로 선별된다.The third contaminated soil having a particle size of 3 mm or less passing through the second stage trommel is refined through the secondary refining unit, and is first classified into light and heavy minerals through the specific
비중 선별 지그(310)의 처리수에는 비중이 작은 경광물이 부유하고 비중이 큰 중광물이 침전된다. In the treated water of the specific
중광물은 비중 선별 지그(310)에서 배출되어 적재되고, 경광물은 후속 공정을 거친다.The heavy minerals are discharged and loaded from the specific
경광물은 제1 싸이크론에 물과 함께 공급되며, 제1 싸이크론을 통해 1mm 이하의 토양과 1~3mm의 오염 토양으로 선별된다. The hard minerals are supplied with water to the first cyclone, and the first cyclone is selected as soil less than 1 mm and contaminated soil of 1 to 3 mm.
1~3mm의 토양은 물과 함께 1mm 이하의 오염 토양으로부터 선별되며, 탈수기를 거쳐 탈수되고, 중금속 농도가 350ppm 이하로서 기준 농도 400ppm를 만족하는 정화토양이 된다. 1 ~ 3mm of soil is selected from polluted soil of 1mm or less with water, dehydrated through dehydrator, and it is purified soil satisfying standard concentration of 400ppm with heavy metal concentration of 350ppm or less.
1mm 이하의 오염 토양은 중금속 농도가 기준 농도인 400ppm을 넘고 있으며, 이하의 공정을 통해 정화토양으로 정제된다. 대개 종래에는 1mm 이하의 오염 토양을 정제하지 못하여 폐기하며, 본 발명은 중금속 농도가 높지만 재활용이 불가능하여 폐기되는 1mm 이하의 오염 토양을 효과적으로 정제하는데 특징이 있다.Contaminated soil of less than 1mm has a heavy metal concentration exceeding the standard concentration of 400ppm, and is purified into purified soil through the following process. Usually, contaminated soil of less than 1 mm cannot be purified and discarded, and the present invention is characterized by effectively refining contaminated soil of 1 mm or less, which has a high heavy metal concentration but cannot be recycled.
제1 싸이크론을 통해 선별된 1mm 이상의 오염 토양은 제2 싸이크론에 의해 0.5mm 이하의 오염 토양과 0.5~1mm의 오염 토양으로 선별된다.Contaminated soil of 1 mm or more selected through the first cyclone is selected as contaminated soil of 0.5 mm or less and contaminated soil of 0.5-1 mm by the second cyclone.
0.5~1mm 오염 토양은 수력분급기에 투입되며, 제1수력분급기를 통해 0.5~1mm 오염 토양에 포함된 입자상의 오염물이 선별된다. 구체적으로 설명하면, 0.5~1mm 오염 토양은 제1수력분급기의 상부에서 투입되며 제1수력분급기의 저부에는 처리수(물)를 분사한다. 제1수력분급기는 비중과 중량을 기준으로 하여 오염물을 선별하는 것으로서, 물론 물의 속도(수압)에 따라 선별이 달라지지만 0.5~1mm 오염 토양 중 비중이 작고 가벼운 오염물은 물에 부유하고 나머지는 침전된다.The 0.5-1mm contaminated soil is put into the hydroclassifier, and the particulate contaminants contained in the 0.5-1mm contaminated soil are selected by the first hydroclassifier. Specifically, 0.5-1mm contaminated soil is injected from the top of the first hydraulic classifier and the treated water (water) is injected into the bottom of the first hydraulic classifier. The first hydro classifier classifies contaminants on the basis of specific gravity and weight. Of course, the screening varies depending on the speed (water pressure) of the water, but the small specific gravity and light contaminants in the 0.5-1 mm contaminated soil are suspended in water and the rest is settled. .
즉, 제1수력분급기를 통해서는 0.5~1mm 오염 토양이 오염물과 저농도 토양으로 선별되며, 오염물은 후술하는 제2수력분급기에 의해 선별된 중농도 토양에 혼합되고, 저농도 토양은 탈수기를 거쳐 탈수된 후 후속의 화학적 처리를 거친다.That is, 0.5-1 mm contaminated soil is selected as contaminants and low concentration soil through the first hydraulic classifier, and the contaminants are mixed with the medium concentration soil selected by the second hydraulic classifier, which will be described later, and the low concentration soil is dehydrated through a dehydrator. Subsequent chemical treatment is followed.
제2 싸이크론을 통해 선별된 0.5mm 이하 오염 토양은 제2수력분급기에 투입되어 오염물인 고농도 토양과 중농도 토양으로 선별되며, 중농도 토양은 탈수기를 거쳐 탈수된 후 화학적 처리로 이송된다.Contaminated soil less than 0.5mm selected through the second cyclone is put into the second hydraulic classifier and sorted into contaminated high and medium soils, and the medium soil is dehydrated through a dehydrator and then transferred to chemical treatment.
여기서, 저농도 토양, 중농도 토양, 고농도 토양을 구분한 것은 오염물을 보다 효과적으로 선별하여 정제율을 높이기 위한 것이며, 예를 들어 저농도 토양은 900ppm, 중농도 토양은 2300ppm, 고농도 토양은 5300ppm 일 수 있다.
Here, the low-concentration soil, the medium-concentration soil, and the high-concentration soil are classified to increase the purification rate by effectively selecting contaminants.
2. 화학적 처리.2. Chemical treatment.
저농도 토양과 중농도 토양 및 고농도 토양은 각각 화학적 처리를 거쳐 정제된다.Low, medium and high soils are chemically refined.
저농도 토양은 호퍼에 저장되어 일정량씩 산 반응기에 공급된다.Low concentration soil is stored in the hopper and fed to the acid reactor in constant quantities.
산 반응기에는 저농도 토양과 산(예를 들어, HCL)이 혼합된다. 저농도 토양과 산의 균일한 혼합을 위하여 저농도 토양과 산을 교반할 수 있다. 산은 0.3~1M이 사용되며 혼합비율 및 납 농도 변화는 하기의 표와 같다. 즉, 0.3M 이하와 1M 이상에서는 워싱후 Pb의 농도에 큰 변화가 없고 0.3M에서 Pb의 농도가 큰 폭으로 제거되었다.
In acid reactors, low concentrations of soil and acids (eg HCL) are mixed. The low concentration soil and acid can be agitated for uniform mixing of low concentration soil and acid. Acid is 0.3 ~ 1M is used and the mixing ratio and lead concentration change is shown in the table below. That is, at 0.3M or less and 1M or more, there was no significant change in the concentration of Pb after washing, and the concentration of Pb was greatly removed at 0.3M.
(mg/kg)Pb initial concentration
(mg / kg)
(mg/kg)Pb Washing Concentration
(mg / kg)
납과 HCl과의 용출 반응식은 다음과 같다.The elution scheme of lead and HCl is as follows.
1. PbO + 2HCl --> PbCl
2. PbO
산 반응기에서 산과 반응하여 워싱된 반응물은 응집된다.The reactants washed by reaction with acid in the acid reactor are agglomerated.
응집혼합조에는 반응물과 응집제가 각각 투입되며, 상기 응집제를 통해 작은 입도의 반응물들이 큰 입도로 응집된다. The reactant and the flocculant are introduced into the flocculation mixing tank, and the reactants of the small particle size are aggregated into the large particle through the flocculant.
응집혼합조에서 응집된 반응물은 제1 침전조에 투입되며, 반응물은 제1 침전조의 바닥에 침전되고 반응물에 포함된 작은 입도의 오염물은 처리수에 부유함으로써 선별된다.The agglomerated reactants in the flocculation mixing tank are introduced into the first precipitation tank, and the reactants are precipitated at the bottom of the first precipitation tank and the small particle size contaminants contained in the reactants are sorted by floating in the treated water.
제1 침전조에 침전된 반응물은 벨트프레스 등의 탈수기에 의해 탈수된다.The reactant precipitated in the first precipitation tank is dewatered by a dehydrator such as a belt press.
탈수된 반응물을 소석회와 혼합하여 중성화함으로써 정화토양을 획득한다. 소석회는 시중에서 판매되고 있는 것으로 예를 들어 74㎛인 것이 사용되고, 반응물에 대해 30~50부피%, 바람직하게 40부피%가 혼합된다. 30부피% 이하로 혼합되면 응집 효과가 약하고 50부피% 이상 혼합되면 응집에 큰 변화가 없다.Purified soil is obtained by neutralizing the dehydrated reactants with hydrated lime. Slaked lime is commercially available and, for example, 74 μm is used, and 30-50% by volume, preferably 40% by volume, of the reactants is mixed. If it is mixed at 30 vol% or less, the coagulation effect is weak. If it is mixed at 50 vol% or more, there is no significant change in coagulation.
제2 침전조의 처리수에 부유하는 오염물을 선별하기 위하여 상등수를 공침조로 이송한다. 공침조는 pH를 중성으로 맞추기 위함이고, 공침 약품은 예를 들어 소석회(CaO)가 사용되고, 액중 중금속의 중량의 450~550배 바람직하게 500배에 해당하는 양이 첨가될 수 있다.The supernatant water is transferred to the coprecipitation tank to sort out the contaminants suspended in the treated water of the second precipitation tank. Coprecipitation bath is to adjust the pH to neutral, co-precipitation chemicals, for example, lime is used (CaO), the amount of 450 to 550 times the weight of the heavy metal in the liquid, preferably 500 times may be added.
공침조에 침전된 오염물은 제2 침전조에서 침전된 후 탈수기를 거쳐 탈수되어 중금속 슬러지로 폐기된다.The contaminants precipitated in the coprecipitation tank are precipitated in the second precipitation tank, dehydrated through a dehydrator and disposed of as heavy metal sludge.
제2 침전조의 상등액은 산 반응기의 처리수 등으로 재사용되며, 물탱크에 저장되어 필요시 재사용될 수 있다.
The supernatant of the second settling tank is reused as the treated water of the acid reactor and the like, and may be stored in the water tank and reused if necessary.
100 : 전처리부,
200 : 1차 정제부,
300 : 2차 정제부,
400 : 화학적 처리시설,100: pretreatment unit,
200: primary refining unit,
300: secondary purification unit,
400: chemical treatment facility,
Claims (9)
상기 물리적 처리시설은, 오염 토양을 서로 다른 입도로 선별하는 전처리부(100), 상기 전처리부에 의해 선별된 오염 토양 중에서 클레이 피전과 골재를 선별하는 1차 정제부(200), 상기 전처리부를 통해 선별된 오염 토양 중에서 납을 선별하는 2차 정제부(300)를 포함하며,
상기 화학적 처리시설은, 상기 물리적 처리시설의 2차 정제부(300)를 통해 납이 선별된 오염 토양이 공급되는 호퍼(410), 상기 호퍼로부터 공급되는 오염 토양과 산을 혼합하여 산과의 반응을 통해 오염물을 워싱하는 산 반응기(420), 상기 산 반응기에 의해 워싱된 반응물의 회수를 위하여 응집제를 통해 응집하는 응집혼합조(430), 상기 응집혼합조에 의해 응집된 반응물을 선별하는 제1 침전조(440), 상기 제1침전조에 침전되어 비중이 작은 오염물이 제거된 반응물을 탈수하는 탈수기(450), 상기 탈수기에 의해 탈수된 토양을 중성화하여 정화 토양을 생성하는 중성화기(460), 상기 제1침전조의 처리수에 부유하는 상등액을 공급받아 중성화하는 공침조(470), 상기 공침조에 침전된 오염물을 침전시키는 제2침전조(480), 상기 제2침전조에 의해 침전된 오염물인 중금속 슬러지를 탈수하는 탈수기(490)를 포함하고,
상기 전처리부(100)는 오염 토양을 공급받는 호퍼(110), 호퍼(110)에서 공급되는 오염 토양을 2가지 입도로 선별하여 상대적으로 작은 입도의 오염 토양을 후속 공정으로 공급하는 스크린 피더(120), 상기 스크린 피더로부터 공급되는 오염 토양을 3가지 입도로 선별하는 원형의 2단 트롬멜(130)을 포함하며,
상기 1차 정제부는, 상기 2단 트롬멜(130)에 의해 선별된 3가지 입도의 오염 토양 중에서 중간 입도의 제2오염 토양을 공급받아 비중 선별에 의해 클레이 피전과 골재를 선별하는 지그(210), 상기 지그(210)에 의해 선별된 골재를 탈수하는 탈수기(220)를 포함하는 것을 특징으로 하는 물리적 및 화학적 중금속 오염 토양 정제 장치.A physical treatment facility for physically selecting contaminated soil having heavy metals including lead; And a chemical treatment facility 400 for chemically treating the contaminated soil selected by the physical treatment facility.
The physical treatment facility, through the pre-treatment unit 100 for sorting the contaminated soil to a different particle size, the primary refining unit 200 for sorting clay and aggregate from the contaminated soil selected by the pre-treatment unit, through the pre-treatment unit It includes a secondary refining unit 300 for selecting lead in the selected contaminated soil,
The chemical treatment facility, a hopper 410 to which the contaminated soil is lead selected through the secondary purification unit 300 of the physical treatment facility, mixed with the contaminated soil and acid supplied from the hopper to react with the acid Acid reactor 420 for washing contaminants through, agglomeration mixing tank 430 to agglomerate through a flocculant for recovery of the reactants washed by the acid reactor, a first precipitation tank for sorting the reactants aggregated by the agglomeration mixing tank ( 440), a dehydrator 450 for dewatering the reactants from which contaminants having a small specific gravity removed by being precipitated in the first settling tank, a neutralizer 460 for neutralizing the soil dehydrated by the dehydrator to generate a purified soil, and the first Co-precipitation tank 470 to neutralize the supernatant supplied to the treated water of the sedimentation tank, the second settling tank 480 for precipitating the contaminants precipitated in the co-precipitation tank, heavy gold Dehydrator 490 for dewatering the sludge,
The pretreatment unit 100 screens the hopper 110 receiving the contaminated soil, the contaminated soil supplied from the hopper 110 into two particle sizes, and supplies the contaminated soil having a relatively small particle size to a subsequent process. ), A circular two-stage trommel 130 for screening the contaminated soil from the screen feeder in three granularities,
The primary refining unit is a jig 210 for selecting clay pie and aggregates by gravity selection by receiving the second polluted soil of medium particle size from the three soils of the contaminated soil of the three particle sizes selected by the two-stage trommel 130 Physical and chemical heavy metal contaminated soil refining apparatus, characterized in that it comprises a dehydrator (220) for dewatering the aggregates selected by the jig (210).
상기 제1,2수력분급기는 각각 내부에 공간을 갖는 통 구조이며 상부에 오염 토양이 투입되는 투입구가 구비된 탱크, 상기 탱크의 저부에서 상부를 향해 물을 분사하여 상기 물에 의해 서로 다른 농도의 오염 토양을 선별토록 하는 분사기로 구성된 것을 특징으로 하는 물리적 및 화학적 중금속 오염 토양 정제 장치.The method of claim 1, wherein the secondary refining unit 300 selects the contaminated soil having the smallest particle size among the three particle size contaminated soils selected by the two-stage trommel by heavy water and hard minerals by treated water. Jig 310, a first cyclone 320 for selecting contaminated soil of 1mm or less from the hard minerals selected by the jig 310, a dehydrator 330 for dewatering the heavy minerals selected by the jig, the first The second cyclone 340 for selecting the contaminated soil selected by one micron 320 to less than 0.5 mm and the contaminated soil of 0.5 to 1 mm, from the 0.5 to 1 mm contaminated soil selected by the second cyclone 340 A first hydraulic classifier 350 for sorting low and medium concentration soils of different concentrations, a dehydrator 360 for dewatering the low concentration soil selected by the first hydraulic classifier 350, and the second cyclone 340 Different from contaminated soil less than 0.5 mm screened by) A second hydro classifier 370 for selecting medium and high concentration soils of concentration, and a dehydrator 380 for dewatering low-concentration soil selected by the second hydraulic classifier 370,
The first and second hydraulic classifiers each have a tubular structure having a space therein, the tank having an inlet for introducing contaminated soil at the top thereof, and spraying water from the bottom of the tank to the top to have different concentrations. Physical and chemical heavy metal contaminated soil refining device, characterized in that consisting of injectors for screening contaminated soil.
상기 전처리 단계에서 공급되는 오염 토양을 물리적으로 처리하는 제1단계와;
상기 제1단계를 통해 선별된 오염 토양을 화학적으로 처리하는 제2단계를 포함하며,
상기 제1단계는, 상기 오염 토양을 수력분급기의 상부에서 하부로 투입하는 중에 상기 수력분급기의 하부에서 상부로 처리수를 분사하여 상기 처리수의 속도에 의해 상기 오염 토양을 서로 다른 농도의 오염 토양으로 선별하되, 상기 오염 토양을 서로 다른 입도의 2개 이상의 오염 토양으로 먼저 선별한 후 서로 다른 입도의 2개 이상의 오염 토양을 각각 수력분급기를 통해 서로 다른 농도의 3개 이상의 오염 토양으로 선별하고,
상기 제2단계는, 상기 제1단계를 통해 선별된 2개 이상의 오염 토양과 산을 혼합하여 상기 오염 토양을 워싱하는 제2-1단계, 상기 제2-1단계를 통해 워싱된 반응물을 응집하는 제2-2단계, 상기 제2-2단계를 거쳐 응집된 응집물을 침전시켜 토양과 부유물로 비중 선별하는 제2-3단계, 제2-3단계에 의해 부유물이 선별된 침전물을 탈수하는 제2-4단계, 상기 제2-4단계를 통해 탈수된 토양을 중성화하여 정화토양으로 회수하는 제2-5단계, 상기 제2-3단계에 의해 선별된 부유물을 공침약품과 혼합하여 중성화하는 제2-6단계, 상기 제2-6단계에 의해 공침된 침전물을 처리수에 의해 중금속 슬러지를 침전시키는 제2-7단계, 상기 제2-7단계를 통해 침전된 중금속 슬러지를 탈수하는 제2-8단계를 포함하고,
상기 전처리 단계는, 상기 오염 토양에서 10mm 이상을 선별하는 입도 선별 단계, 상기 입도 선별 단계를 통해 선별된 10mm 이하 오염 토양 중 3~10mm 오염 토양을 비중 선별에 의해 골재와 클레이 피전으로 선별하는 1차 비중 선별 단계, 상기 10mm 이하 오염 토양 중 3mm 이하 오염 토양을 비중 선별에 의해 중광물과 경광물로 선별하는 2차 비중 선별 단계, 상기 2차 비중 선별 단계를 통해 선별된 경광물의 오염 토양을 1~3mm 오염 토양과 1mm 이하 오염 토양으로 선별하여 1mm 이하 오염 토양을 상기 제1단계에 공급하는 선별 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 물리적 및 화학적 중금속 오염 토양 정제 방법.Pretreatment of the contaminated soil containing heavy metals including lead;
A first step of physically treating the contaminated soil supplied in the pretreatment step;
And a second step of chemically treating the contaminated soil selected through the first step,
In the first step, while the contaminated soil is introduced from the upper portion to the lower portion of the hydro classifier, the treated water is injected from the lower portion of the hydro classifier to the upper portion, so that the contaminated soil has different concentrations by the speed of the treated water. Select contaminated soil, but first select the contaminated soil into two or more contaminated soils of different particle sizes, and then select two or more contaminated soils of different particle sizes into three or more contaminated soils of different concentrations, respectively, through a hydroclassifier. and,
In the second step, in step 2-1 of washing the contaminated soil by mixing two or more contaminated soils and an acid selected through the first step, aggregating the washed reactants through the second-1 step. A second step of dehydrating the sediment from which the suspended matter is selected by the second and third steps and the second and third steps of segregating the aggregate aggregated through the second and second steps and performing specific gravity separation into soil and suspended matter; A second step of neutralizing the suspended solids selected by the step 2-5 and the step 2-3 to neutralize the dehydrated soil through the step 2-4 and recovering the purified soil as purified soil; Step 6-6, the precipitates precipitated by the steps 2-6 precipitate heavy metal sludge by the treated water, and steps 2-7 dewatering the heavy metal sludge precipitated through the steps 2-7. Including steps
In the pretreatment step, the particle size screening step of selecting more than 10mm from the contaminated soil, the first to screen the 3 ~ 10mm contaminated soil of the 10mm or less contaminated soil selected through the particle size screening by the specific gravity screening by aggregate and clay pie Specific gravity screening step, the second specific gravity screening step of screening the contaminated soil less than 3mm of the 10mm or less contaminated soils by heavy gravity screening, the contaminated soil of light minerals selected through the second specific gravity screening step 1 Physical and chemical heavy metal contaminated soil purification method characterized in that it comprises a screening step of supplying the contaminated soil to less than 1mm contaminated soil ~ 1mm contaminated soil and less than 1mm to the first step.
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