KR102330314B1 - 복합 오염토양 정화 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복합 오염토양 정화 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 정화대상 오염토양이 투입되고 투입된 오염토양을 분쇄 처리하여 토출하는 분쇄기; 상기 분쇄기에서 토출되는 오염토양이 유입되고 세척수가 분사되어 공급된 오염토양을 세척하면서 오염토양에서 제 1입경 크기 이하의 토사를 선별하여 분리 배출하는 제 1습식선별장치; 상기 제 1습식선별장치에서 분리 배출되는 제 1입경 크기 이하의 토사가 유입되며, 제 1입경보다 상대적으로 작은 제 2입경 크기 이하의 미세 토사를 선별하여 분리 배출하는 제 1사이클론; 상기 제 1사이클론에서 분리 배출되는 미세 토사가 유입되며, 상기 미세 토사가 바닥으로 중력 침강되게 하고 침전되지 않은 부유 토사를 배출하는 침사조; 상기 침사조에서 배출되는 부유 토사가 유입되며, 응집제가 투입되어 부유 토사로부터 응집된 침전물이 바닥으로 침전되게 하는 응집침전조; 상기 침사조 및 응집침전조의 배출단에 연결되어 침사조 및 응집침전조에서 각각 침전 처리된 침전물이 유입되고, 이를 저류시켜 중력 분리된 농축 슬러지를 생성하며 생성된 농축 슬러지를 배출하는 농축조; 및 상기 농축조에서 배출되는 농축 슬러지가 유입되고, 농축 슬러지를 탈수 처리하여 탈수 케이크로 생성 및 배출하는 필터 프레스;를 포함하는 것이 특징이다.

Description

복합 오염토양 정화 시스템{Complex polluted soil purification system}

본 발명은 제 1습식선별장치, 제 1사이클론, 제 2습식선별장치 및 제 2사이클론을 연계 배치하고, 이들의 순차적인 입경 분리를 통해 정화대상 오염토양을 미세화시킴으로써 정화 효율을 더욱 향상시킨 복합 오염토양 정화 시스템에 관한 것이다.

최근 전 세계적으로 인구증가 및 산업 발달로 발생되는 폐기물과 유해화학물질로 인하여 토양 및 지하수 오염의 심각성이 고조되어 개발사업으로 영향 받게 되는 토양환경에 대한 중요성이 대두되고 있다.

토양 내 중금속은 분해가 되지 않고 물리화학적 환경의 변화에 따라서 흡착 또는 고형화 되거나, 재용출 되어 오염이 확산되기도 한다.

토양에 축적되는 금속의 양이 증가하게 되면 식물이나 미생물의 효소활동을 방해하는 위험요소로 작용할 수 있다. 금속오염물이 지하수를 통해 유입되면 지하수를 이용하는 각종 생물체에 악영향을 끼침은 물론 식물조직에 흡수되면 먹이사슬을 통해 최종적으로 인간에게 위해를 준다.

중금속으로 인한 오염형태는 교환태, 탄산태, 산화철 또는 산화망간에 흡착된 형태, 유기물 또는 황에 결합된 형태, 잔류태로 나눌 수 있다.

오염토양을 정화하는 공법으로서 토양세척, 동전기 추출공법이 있는데 이러한 기술들은 유기물 또는 황에 결합된 형태, 잔류성 형태 중금속은 제거하기 어려우며 세척으로 이들 물질을 제거하기 위해서는 추출력이 높은 강산을 사용하여야 하는 바, 강산의 사용은 세척장비 부식, 폐수처리 문제, 토양의 산성화 등 2차 오염을 야기하는 문제가 있다.

또한, 종래의 토양 세척 기술만으로 금속 성분이 토양입자와 아주 강하게 결합되어 있는 경우, 금속성분 함유 토양과 미함유 토양의 밀도 및 표면 특성이 명확하게 구분되지 않는 경우, 중금속의 다양한 화학적 특성으로 인해 세척 기술이 적용하기 힘든 경우, 중금속이 다양한 크기의 토양입자와 결합되어 있을 경우, 실트/점토의 함량이 30~50%를 넘거나 휴믹질 함량이 높은 토양의 경우, 높은 점도를 가지는 유기물이 토양에 포함되어 있을 경우 등 토양에 흡착된 오염물질을 효과적으로 제거하기 힘든 문제가 있었다.

특히, 종래의 토양 세척 기술은 적용대상토양이 미세토사를 다량 함유하고 있는 경우, 정화 효율이 낮은 특징이 있는데 이는 비표면적이 높고, 흡착사이트가 다량 존재하는 미세토의 특징에 기인한 것으로, 조립토의 경우에 비하여 유,무기 오염물질이 더욱 강하게 흡착되므로 정화 공법을 통한 탈착이 어려워 정화 시스템의 경제성, 친환경성, 작업성, 안전성 측면에서 설치 비용이 많이 투입되고 정화 시스템을 위한 현장 설치 부지가 많이 확보되어야 하는 문제점이 있다.

대한민국 특허등록 제10-847058호

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 산화제의 과다 사용을 제어하면서도 침전 처리 과정에 앞서 복수의 선별 수단을 연계 배치하고 이들의 순차적인 입경 분리를 통해 정화대상 오염토양을 미세화시킴으로써 정화 효율을 더욱 향상시킬 수 있는 복합 오염토양 정화 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 문제점들을 해결하기 위한 수단으로 본 발명의 오염토양 정화 시스템(이하 "본 발명의 시스템"이라 칭함)은, 정화대상 오염토양이 투입되고 투입된 오염토양을 분쇄 처리하여 토출하는 분쇄기; 상기 분쇄기에서 토출되는 오염토양이 유입되고 세척수가 분사되어 공급된 오염토양을 세척하면서 오염토양에서 제 1입경 크기 이하의 토사를 선별하여 분리 배출하는 제 1습식선별장치; 상기 제 1습식선별장치에서 분리 배출되는 제 1입경 크기 이하의 토사가 유입되며, 제 1입경보다 상대적으로 작은 제 2입경 크기 이하의 미세 토사를 선별하여 분리 배출하는 제 1사이클론; 상기 제 1사이클론에서 분리 배출되는 미세 토사가 유입되며, 상기 미세 토사가 바닥으로 중력 침강되게 하고 침전되지 않은 부유 토사를 배출하는 침사조; 상기 침사조에서 배출되는 부유 토사가 유입되며, 응집제가 투입되어 부유 토사로부터 응집된 침전물이 바닥으로 침전되게 하는 응집침전조; 상기 침사조 및 응집침전조의 배출단에 연결되어 침사조 및 응집침전조에서 각각 침전 처리된 침전물이 유입되고, 이를 저류시켜 중력 분리된 농축 슬러지를 생성하며 생성된 농축 슬러지를 배출하는 농축조; 및 상기 농축조에서 배출되는 농축 슬러지가 유입되고, 농축 슬러지를 탈수 처리하여 탈수 케이크로 생성 및 배출하는 필터 프레스;를 포함하는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 분쇄기는, 내부에 투입공간이 형성되고 하부에 개구부가 마련되는 몸체와, 상기 몸체의 투입공간에 횡방향으로 관통되도록 설치되어 회동하는 회전축과, 상기 회전축의 길이방향을 따라 일정 간격으로 결합되는 체결플랜지 및 상기 회전축과 직교하는 방향으로 상기 체결플랜지의 둘레를 따라 방사형으로 결합되는 복수의 분쇄날개를 포함하되, 일 체결프랜지에 결합된 각 분쇄날개와 인접하는 타 체결프랜지에 결합된 각 분쇄날개는 상호 대면하지 않도록 교차 배치되는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 제 1사이클론의 후단에 구비되고 상기 제 1사이클론에서 분리 배출되는 제 2입경 크기 이하의 미세 토사가 유입되며, 세척수가 분사되어 유입된 제 2입경 크기 이하의 미세 토사를 세척하면서 제 2입경보다 상대적으로 작은 제 3입경 크기 이하의 미세 토사를 선별하여 분리 배출하는 제 2습식선별장치; 및 상기 제 2습식선별장치의 후단과 침사조의 전단 사이에 구비되고, 상기 제 2습식선별장치에서 분리 배출되는 제 3입경 크기 이하의 미세 토사가 유입되며, 제 3입경보다 상대적으로 작은 제 4입경 크기 이하의 미세 토사를 선별하여 분리 배출하고 이를 상기 침사조로 유입되게 하는 제 2사이클론;을 더 포함하는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 응집침전조는, 상기 침사조에서 배출되는 부유 토사가 유입되는 유입라인이 구성되고, 유입된 부유 토사를 포함하는 처리수가 내부에 수용되어 일정 수위가 유지되며, 외부로부터 응집제가 투입되어 부유 토사로부터 응집 침전된 침전물이 배출되는 침전물배출라인이 일단부에 형성되고, 타측에 내부의 월류챔버와 연통하는 처리수배출라인이 형성되는 처리조; 상기 처리조의 바닥면을 따라 서로 나란히 이동한 후 상승하는 방식으로 무한궤도 운동하는 한 쌍의 체인과, 상기 체인이 구동되어지게 하는 복수의 스프로킷과, 상기 한 쌍의 체인에 양단부가 고정되어 상기 처리조의 바닥면에서는 침전물을 일방향으로 유동하도록 하고 수위가 형성되는 부분에서는 부유물을 일방향으로 유동하도록 하는 복수의 유도판을 포함하는 유동부; 및 상기 처리조의 내부에서 회전가능 하도록 체결되며 상단부에 부유물유입공이 형성되고 일단이 상기 처리조 외부와 연통하여 내부로 유입된 부유물을 외부로 배출토록 하는 부유물수집관;을 포함하는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 처리조에는 상기 체인을 하부에서 지지하는 처짐방지부가 구성되는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 유도판은, 상기 체인에 고정되며 유공을 형성하는 투과판과, 상기 투과판의 단부에 고정되며 탄성재질의 비투과판을 포함하는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 유도판 사이에는 상기 체인에 고정되는 바와 상기 바 상부에서 돌출되며 와류를 형성하거나 부유물을 플럭화 하는 복수의 핵돌기를 포함하는 플럭형성구를 포함하는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 부유물수집관은, 상기 처리조의 내부에서 회전가능 하도록 체결되며 상단부에 부유물유입공이 형성되고 일단이 상기 처리조 외부와 연통하여 내부로 유입된 부유물을 외부로 배출토록 하는 관몸체와, 상기 부유물유입공의 일단에 힌지결합되어 힌지연동을 하며 메쉬망으로 구성되는 부유물유도판과, 상기 부유물유입공의 타단에서 외부로 돌출되며 상기 부유물유도판의 힌지연동에 의해 타격시 낙하하는 부유물을 상기 관몸체 내부로 유도하는 유도테두리를 포함하는 것이 특징이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 시스템에서는 침전 처리 과정에 앞서 제 1습식선별장치, 제 1사이클론, 제 2습식선별장치 및 제 2사이클론과 같은 복수의 선별 수단을 연계 배치하고 이들의 순차적인 입경 분리를 통해 정화대상 오염토양을 미세화시킴으로써 정화 효율을 더욱 향상시키면서도, 산화제의 과다 사용을 제어하여 환경적인 문제를 해결할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명의 시스템은 응집침전조에 의한 응집 침전을 실시함에 있어 일장치를 통해 응집 침전물의 처리와 함께 부유물의 처리가 가능하게 되는 것은 물론 부유물의 처리효율이 높으며, 부유물을 별도 처리함에 있어 후단의 부하를 제어할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 시스템을 나타내는 블록도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 분쇄기를 나타내는 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 응집침전조를 개략적으로 나타내는 측단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 응집침전조의 유동부를 나타내는 사시도.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 응집침전조의 유도판을 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 응집침전조의 부유물수집관을 나타내는 도면.
도 7a 및 도 7b는 도 6에 도시된 예의 작동 상태도.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 응집침전조의 유동부의 작동 상태를 나타내는 측면도.

이하, 본 발명의 구성 및 작용을 첨부된 도면에 의거하여 좀 더 구체적으로 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 1을 참조하면 본 발명의 시스템은 정화대상 오염토양을 분쇄하여 토출하는 분쇄기(1)와, 제 1습식선별장치(2)와, 제 1사이클론(3)과, 침사조(6)와, 응집침전조(7)와, 농축조(8) 및 필터프레스(9)를 포함한다.

상기 분쇄기(1)는 외부로부터 정화대상 오염토양이 투입되며, 후단의 선별 과정이 용이해질 수 있도록 오염토양을 일정 크기로 분쇄시켜 토출한다.

일 예로 상기 분쇄기(1)는 도 2에 도시된 바와 같이 내부에 투입공간(1-1)이 형성되고 하부에 개구부가 마련되는 몸체(1-2)와, 상기 몸체(1-2)의 투입공간(1-1)에 횡방향으로 관통되도록 설치되는 회전축(1-3)과, 상기 회전축(1-3)의 길이방향을 따라 일정 간격으로 결합되는 체결플랜지(1-5) 및 상기 회전축(1-3)과 직교하는 방향으로 상기 체결플랜지(1-5)의 둘레를 따라 방사형으로 결합되는 복수의 분쇄날개(1-4)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 회전축(1-3)의 일단은 상기 몸체(1-2)의 일측면에 베어링 결합되어 있으며, 타단은 몸체(1-2)의 타측면을 관통하고 그 끝단에 스프라킷이 결합되어 외부의 회전모터와 체인 등을 통해 연결됨으로써 회전력을 전달받아 투입공간(1-1)에서 회전할 수 있게 된다.

특히 상기 일 체결프랜지(1-5)에 결합된 각 분쇄날개(1-4)와 인접하는 타 체결프랜지(1-5)에 결합된 각 분쇄날개(1-4)는 상호 대면하지 않도록 교차 배치되는 구조를 갖는 바, 투입공간(1-1)으로 투입된 오염토양이 보다 효율적으로 분쇄될 수 있도록 한다.

상기 제 1습식선별장치(2)는 상기 분쇄기(1)의 후단에 연결되어 분쇄기(1)에서 분쇄되어 토출되는 오염토양이 유입된다. 이러한 제 1습식선별장치(2)는 도면에 도시된 바 없으나 적어도 하나 이상의 선별망이 구비되고 상기 선별망에 대하여 진동을 부여함으로써 설정된 일정 입경의 크기를 기준으로 오염토양을 분리 선별하게 됨과 더불어 오염토양을 세척하여 배출한다.

즉 상기 제 1습식선별장치(2)는 내부에 복수의 분사노즐이 구비되어 오염토양의 유입과 동시에 또는 시간차를 두고 세척수가 분사되어 공급된 오염토양을 세척하면서, 오염토양에서 제 1입경 크기 이하의 토사를 선별하여 분리 배출한다.

이때 상기 제 1입경 크기는 2 내지 3mm일 수 있으며, 제 1입경 크기 이상의 토사는 세척 토사로서 분리 배출되어 별도의 처리과정을 거칠 수 있다.

그리고 상기 제 1습식선별장치(2)에서 분사되는 세척수는 이하에서 설명하는 세척수탱크(7-1)로부터 공급될 수 있다.

상기 제 1사이클론(3)은 상기 제 1습식선별장치(2)에서 분리 배출되는 제 1입경 크기 이하의 토사가 유입되며, 제 1입경보다 상대적으로 작은 제 2입경 크기 이하의 미세 토사를 선별하여 분리 배출한다.

상기 제 1사이클론(3)은 유입된 토사에 있어 비중차에 의한 입경 분리 과정을 실시하는 것으로, 이러한 제 1사이클론(3)의 구조 및 작동 기작은 다양한 공지기술의 적용이 가능하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

상기 침사조(6)는 상기 제 1사이클론(3)에서 분리 배출되는 미세 토사 즉 제 2입경 크기 이하의 미세 토사와 상기 제 1습식선별장치(2) 등에서 사용된 세척수가 유입되며, 기설정된 시간동안 체류 처리하여 미세 토사가 바닥으로 중력 침강되게 하여 세척수와 분리되게 한다.

그리고 상기 침사조(6)에서는 상기 과정을 통해 침전된 미세 토사와 침전되지 않은 부유 토사를 각각 분리 배출하게 되는 바, 침전된 미세 토사의 경우 이하에서 설명하는 농축조(8)로 공급되고, 침전되지 않은 부유 토사 즉 상대적으로 비중이나 입경이 더욱 작은 극미세 토사의 경우 후처리를 위하여 응집침전조(7)로 공급된다.

상기 응집침전조(7)는 상기 침사조(6)에서 배출되는 부유 토사와 상등수가 함께 유입됨과 더불어 외부로부터 응집제가 투입되며, 기설정된 시간동안 체류처리하여 부유 토사로부터 응집제에 의해 응집되는 침전물이 바닥으로 침전되도록 한다.

여기서 상기 응집제는 액체 속에 현탁되어 있는 고체입자가 서로 응집되도록 하여 침강시키는 물질로서 무기전해질 또는 유기고분자 화합물을 사용할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 공지의 다양한 응집제 중 적합한 하나를 선택하여 사용할 수 있음은 당연하다.

그리고 상기 응집첨전조(7)는 유입된 부유 토사에 대한 침전 처리를 위하여 일정량의 처리수가 수용될 수 있는데, 이때 상기 처리수는 부유 토사와 함께 유입되는 상등수에 의해 보충되는 것이거나 또는 별도의 외부 물이 유입되는 것일 수 있다.

상기 응집침전조(7)에서 침전 처리되는 침전물은 상기 침사조(6)와 마찬가지로 후단에 연결되는 농축조(8)로 유입되고 농축조(8)에서 농축 처리되어 배출될 수 있다.

상기 농축조(8)는 상기 침사조(6) 및 응집침전조(7)의 배출단에 연결되어 침사조(6) 및 응집침전조(7)에서 각각 침전 처리된 미세토사와 침전물이 유입되고, 이를 저류시켜 중력 분리된 농축 슬러지를 생성하며 생성된 농축 슬러지를 배출하한다.

상기 필터프레스(9)는 상기 농축조(8)의 후단에 연결되어 농축조(8)로부터 배출되는 농축 슬러지가 유입된다. 상기 필터프레스(9)는 공압식 또는 유압식 프레스 방식을 적용하여 유입된 농축 슬러지를 압착시키는 것으로 이러한 탈수 처리를 통해 탈수 케이크로 생성 및 배출하게 되며, 배출된 탈수 케이크는 별도의 탈수 케이크 처리시설로 이송될 수 있다.

한편 본 발명의 시스템은 정화대상 오염토양에 대한 입경 분리를 반복적으로 실시하여 토사를 더욱 미세화함으로써 정화 효율을 배가시킬 수 있도록 하는 구성을 제시하고 있다.

일 예로 본 발명의 시스템에서는 상기 제 1사이클론(3)의 후단과 상기 침사조(6)의 전단에 마련되어 제 1사이클론(3)에서 배출되는 제 2입경 크기 이하의 미세 토사를 다시 입경 분리하여 상기 침사조(6)로 공급하는 제 2습식선별장치(4)와 제 2사이클론(5)을 더 포함할 수 있다.

상기 제 2습식선별장치(4)는 상기 제 1사이클론(3)의 후단에 구비되고 상기 제 1사이클론(3)에서 분리 배출되는 제 2입경 크기 이하의 미세 토사가 유입되며, 세척수가 분사되어 유입된 제 2입경 크기 이하의 미세 토사를 세척하면서 제 2입경보다 상대적으로 작은 제 3입경 크기 이하의 미세 토사를 선별하여 분리 배출한다.

상기 제 2습식선별장치(4)는 상술한 제 1습식선별장치(2)와 동일한 선별 구조를 가질 수 있으며, 다만 선별되는 토사의 입경에 있어 상기 제 2입경보다 상대적으로 작은 제 3입경 크기 이하의 미세 토사를 선별하는 과정을 수행하게 된다.

이때 상기 제 3입경 크기는 0.7 내지 0.8mm일 수 있으며, 제 3입경 크기 이상의 토사는 세척 토사로서 분리 배출되어 별도의 처리과정을 거칠 수 있다. 그리고 상기 제 2습식선별장치(4)에서 분사되는 세척수 역시 이하에서 설명하는 세척수탱크(7-1)로부터 공급될 수 있다.

상기 제 2사이클론(5)은 상기 제 2습식선별장치(4)의 후단과 침사조(6)의 전단 사이에 구비되고, 상기 제 2습식선별장치(4)에서 분리 배출되는 제 3입경 크기 이하의 미세 토사가 유입되며, 제 3입경보다 상대적으로 작은 제 4입경 크기 이하의 미세 토사를 선별하여 분리 배출하고 이를 상기 침사조(5)로 유입되게 한다.

상기 제 2사이클론(5)은 유입된 토사에 있어 비중차에 의한 입경 분리 과정을 실시하는 것으로, 이러한 제 2사이클론(4)의 구조 및 작동 기작은 다양한 공지기술의 적용이 가능하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

이처럼 본 실시 예의 경우 제 1습식선별장치(2), 제 1사이클론(3), 제 2습식선별장치(4) 및 제 2사이클론(4)을 연계 배치하고, 이들의 순차적인 입경 분리를 통해 정화대상 오염토양을 더욱 미세화시킴으로써 표면적이 상대적으로 작은 토사에 흡착되는 중금속 등의 제거도 별도의 산화제 투입 없이 가능하게 되는 바, 친환경적이면서도 정화 효율이 더욱 향상될 수 있는 것이다.

한편 본 발명의 일 실시 예에 따른 응집침전조(7)는 수용된 부유 토사를 침전 처리함에 있어 발생하는 스컴의 보다 효율적으로 제거 및 처리할 수 있는 구조를 갖는다.

구체적으로 본 실시 예의 응집침전조(7)는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 침사조(6)에서 배출되는 부유 토사가 유입되는 유입라인(21)이 구성되고, 유입된 부유 토사를 포함하는 처리수가 내부에 수용되어 일정 수위가 유지되며, 외부로부터 응집제가 투입되어 부유 토사로부터 응집 침전된 침전물(S2)이 배출되는 침전물배출라인(22)이 일단부에 형성되고 타측에 내부의 월류챔버(25)와 연통하는 처리수배출라인(23)이 형성되는 처리조(20)와, 상기 처리조(20)의 바닥면을 따라 서로 나란히 이동한 후 상승하는 방식으로 무한궤도 운동하는 한 쌍의 체인(31)과, 상기 체인(31)이 구동되어지게 하는 복수의 스프로킷(32)과, 상기 한 쌍의 체인(31)에 양단부가 고정되어 상기 처리조(20)의 바닥면에서는 침전물(S2)을 일방향으로 유동하도록 하고 수위가 형성되는 부분에서는 부유물(S1)을 일방향으로 유동하도록 하는 복수의 유도판(33)을 포함하는 유동부(30) 및 상기 처리조(20)의 내부에서 회전가능 하도록 체결되며 상단부에 부유물유입공(411)이 형성되고 일단이 상기 처리조(20) 외부와 연통하여 내부로 유입된 부유물(S1)을 외부로 배출토록 하는 부유물수집관(40)을 포함한다.

여기서 상기 부유물(S1)은 처리수에 포함되는 부유 토사에 대한 침전 과정 중 발생하는 통상의 스컴과 자유상 유류 성분 등을 모두 포함한다.

상기 처리조(20)는 도 3에 도시된 바와 같이 내부에 처리대상 부유 토사와 상등수가 상기 유입라인(21)을 통해 유입되어 저장되도록 하면서 투입된 응집제와 반응하여 응집에 의한 침전물(S2)이 형성되도록 하면서 동시에 부유물(S1)이 부유되도록 하는 것이다.

이렇게 일정 시간 동안 응집 침전된 침전물(S2)은 침전물배출라인(22)을 통해 배출되는데, 이러한 침전물배출라인(22)은 상기 농축조(8)의 유입단과 연결되어 침전물(S2)이 상기 농축조(8)로 유입될 수 있으며, 부유물(S1)의 경우 상기 부유물수집관(40)으로 포집되어 외부로 배출되어 탈수 처리 등 별도의 후속 공정을 처리되게 하는 것이다.

이때 상기 처리조(20)에 사전 수용되는 처리수는 부유 토사와 상등수의 유입으로 인하여 그 수위가 변화할 수 있는 바, 처리수가 기설정된 수위까지 유지될 수 있도록 부유 토사 및 상등수의 유입량에 대응하여 처리수의 보충이나 배출이 선택적으로 조정될 수 있도록 한다.

상기 처리조(20) 상단에는 월류챔버(25)가 구성되는 바, 침전물(S2) 및 부유물(S1)이 걸러진 처리수가 상기 월류챔버(25)로 월류되어 저장되며 월류챔버(25)에 저장된 처리수는 상기 월류챔버(25)와 연통하는 처리수배출라인(23)을 통해 배출되는 것이다.

그리고 상기 처리수배출라인(23)을 통해 배출되는 처리수는 상기 응집침전조(7)의 후단에 마련되는 세척수탱크(7-1)로 유입되어 저장될 수 있으며, 이렇게 저장된 처리수는 상기 제 1습식선별장치(2) 및 제 2습식선별장치(4)로 공급되게 하여 세척수로서 활용될 수 있도록 한다.

상기 유동부(30)는 상기 처리조(20)에서 상, 하로 무한궤도 운동을 하는 한 쌍의 체인(31)과, 상기 체인(31)이 구동되어지게 하는 복수의 스프로킷(32)과, 상기 한쌍의 체인(31)에 양단부가 고정되어 상기 처리조(2)의 바닥면에서는 침전물(S2)을 침전물배출라인(22) 방향으로 유동하도록 하고, 수위가 형성되는 부분에서는 부유물(S1)을 부유물수집관(4) 방향으로 유동하도록 하는 복수의 유도판(33)을 포함한다.

도면에 도시된 바는 없으나 구동수단에 의해 회전연동 하는 스프로킷(32)에 의해 상기 체인은 무한궤도 운동을 하게 되는 것이다.

도 4에 도시된 바와 같이 상기 처리조(20)에는 상기 체인(31)을 하부에서 지지하는 처짐방지부(24)가 구성되도록 하는데, 상기 처짐방지부(24)는 상기 처리조(20)에서 돌출되는 지지봉(241)과 상기 지지봉(241)에 부착되며 상기 체인(31)을 하부에 지지하는 받침대(242)로 구성된다.

이와 같이 처짐방지부(24)가 구성되도록 하여 유도판(33)의 처짐을 제어토록 하는 것인데 유도판(33)이 처지는 경우 유도판(33)에 의한 부유물(S1)의 유도효율이 저하되는 문제가 있어 상기 처짐방지부(24)가 구성되도록 하는 것이다.

또한 본 발명에서는 최종적으로 부유물수집관(40)으로 포집되는 부유물(S1)에 함수율을 낮춤으로써, 부유물(S1)을 탈수 처리하는 등의 후단 공정에서 부하를 제어토록 하는 실시 예를 제시하고 있다.

본 실시 예에서 상기 유도판(33)은 상기 체인(31)에 고정되며 유공을 형성하는 투과판(331)과, 상기 투과판(331)의 단부에 고정되며 탄성재질의 비투과판(332)을 포함한다.

상기 투과판(331)은 도면상 체인(31) 상부에 부착되며, 유공을 형성하여 부유물(S1)은 걸러지고 물만 투과되도록 하는 것이다. 상기 투과판(331)에 형성되는 유공은 복수의 관통공, 직조에 의해 형성되는 메쉬, 다공의 재질에 있어 다공 등 부유물(S1)은 걸러지고 물만 투과되면 그 형상을 한정하지 않는다.

상기 비투과판(332)은 탄성재질로 도면상 상기 투과판(331)의 상단에 부착되는 구성으로, 수위부분에서 부유물(S1)을 유도하도록 하며 도면에 도시된 바는 없으나 처리조(20) 바닥면에 접하면서 침전물(S2)을 유도하도록 하는 구성에 해당한다.

이와 같이 유도판(33)이 구성됨에 의해 수위부분에 위치하는 비투과판(332)이 수위부분에서 부유물(S1)을 유도하되 부유물(S1) 간에 응집에 의해 플록이 형성되면서 부유물(S1)에 함유된 물은 응집과정 등에 배출되어 상기 투과판(331)을 투과하도록 하는 것이다. 즉 유도과정에서부터 부유물(S1)에 함유된 물을 배출시킴으로써 최종적으로 부유물수집관(40)으로 포집되는 부유물(S1)에 함수율을 낮추게 되는 것이다.

또한 상기에서 보는 바와 같이 물의 흐름을 투과판(331)으로 유도함으로써 비투과판(332)에서 부유물(S1)의 응집이 용이하도록 하여 부유물(S1)의 제거효율을 높이도록 하는 것이다.

즉 상기 투과판(331)으로 물의 배출을 용이하게 이루어지도록 하여 물이 월류하거나 유도판(33) 하부로 유동하여 이러한 유동에 의한 부유물(S1)이 유도판(33)을 통과하는 것을 최대한 제어토록 하는 것이다.

본 실시 예의 경우 도면에서 보는 바와 같이 상기 유도판(33)은 상기 체인(31)과 예각을 형성하도록 경사구배가 형성되어 상기 투과판(331)으로 물 빠짐이 용이하도록 함으로써 상기에서 언급한 기능을 배가시키도록 하는 것이 타당하다.

또한 본 발명에서는 최종적으로 부유물수집관(40)으로 포집되는 부유물(S1)에 함수율을 낮춤으로써, 부유물(S1)을 탈수 처리하는 등의 후단 공정에서 부하를 제어토록 하는 또 다른 실시 예를 제시하고 있다.

본 실시 예는 도 8에 도시된 바와 같이 상기 유도판(33) 사이에는 상기 체인(31)에 고정되는 바(341)와 상기 바(341) 상부에서 돌출되며 와류를 형성하거나 부유물을 플럭화 하는 복수의 핵돌기(342)를 포함하는 플럭형성구(34)를 포함한다.

상기 플럭형성구(34)는 도면에서 보는 바와 같이 체인(31) 상부에 부착되는 바(341)와 상기 바(341)에서 복수로 돌출되는 핵돌기(342)로 구성되는데, 상기 핵돌기(342)는 도면에서 보는 바와 같이 핵돌기(342) 자체가 부유물(S1)의 플럭형성에 있어 핵으로서 기능을 하거나 와류가 형성되도록 하여 후단에서 와류의 충돌에 의해 부유물(S1)의 플럭형성을 유도토록 하는 것이다.

즉 플럭형성구(34)에 의해 부유물(S1)을 플럭화 하여 부유물(S1)의 제거효율을 높이도록 하는 것이다.

상기 플럭형성구(34)의 재질은 그 한정이 없으나 물과의 마찰을 통해 정전기의 발생효율이 높은 재질을 사용하는 것이 타당하다.

또한 본 발명에서는 부유물수집관(40) 자체로 포집되는 부유물(S1)에 함수율을 낮춤으로써, 부유물(S1)을 탈수 처리하는 등의 후단 공정에서 부하를 제어토록 하는 또 다른 실시 예를 제시하고 있다.

본 실시 예의 부유물수집관(40)은 도 6에서 보는 바와 같이 상기 처리조(20)의 내부에서 회전가능 하도록 체결되며, 상단부에 부유물유입공(411)이 형성되고 일단이 상기 처리조(20) 외부와 연통하여 내부로 유입된 부유물을 외부로 배출토록 하는 관몸체(41)와, 상기 부유물유입공(411)의 일단에 힌지결합(43) 되어 힌지연동을 하며 메쉬망으로 구성되는 부유물유도판(42)과, 상기 부유물유입공(411)의 타단에서 외부로 돌출되며 상기 부유물유도판(42)의 힌지연동에 의해 타격시 낙하하는 부유물을 상기 관몸체(41) 내부로 유도하는 유도테두리(44)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 관몸체(41)는 상기 처리조(20)의 내부에서 회전가능 하도록 체결되는데, 상기 처리조(20)에서 상기 관몸체(41)가 회전가능 하도록 체결되는 구조는 다양한 공지기술의 적용이 가능하므로 그 상세 설명은 생략한다.

상기 관몸체(41) 상단부에 부유물유입공(411)이 형성되어 상기 부유물유입공(411)으로 유입된 부유물(S1)이 상기 관몸체(41)를 통해 도면에 도시된 바는 없으나 상기 처리조(20) 외부로 배출되도록 하는 것이다.

상기 부유물유도판(42)은 상기 부유물유입공(411)의 일단으로서 부유물(S1)유동하는 방향과 대향하는 부분에 힌지결합(43) 되어 힌지연동이 가능하도록 하는 것이다.

상기 부유물유도판(42)의 힌지연동은 일방향으로는 도 6에서 보는 바와 같이 도면에 도시된 바는 없으나 제어턱이 형성되거나 관몸체(41)의 곡률에 의해 관몸체(41) 외주연과 예각을 형성하도록 하고, 타방향으로는 도 7b에서 보는 바와 같이 유도테두리(44)의 끝단에 의해 제어되도록 한다. 또한 상기 부유물유도판(42)의 힌지연동은 도면에 도시된 바는 없으나 손잡이 등에 의한 수동연동 또는 구동수단에 의한 자동연동도 가능하도록 할 수 있는데 각각 다양한 공지의 구조를 차용할 수 있어 그 상세 설명은 생략한다.

또한 상기 부유물유도판(42)은 메쉬망으로 구성되어 상기 부유물유도판(42)으로 물은 통과하나 부유물(S1)은 걸러지도록 하는 것이다.

상기 부유물유도판(42)은 도 6에서 보는 바와 같이 관몸체(42)가 회전시 수위부분에서 경사구배가 형성되도록 하여 부유물(S1)이 부유물유입공(411)으로 유도되는 것은 물론 부유물(S1)이 침적되면서 부유물(S1)에 함유된 물은 상기 부유물유도판(42)을 투과하도록 하여 함수율이 낮은 상태의 부유물(S1)이 관몸체(42) 내부로 유도되도록 하는 것이다.

상기 유도테두리(44)는 상기 부유물유입공(411)의 타단에서 외부로 돌출되도록 하며 도면에서 보는 바와 같이 관몸체(41)의 회전시 경사구배가 형성되도록 하며, 이러한 경사구배에 의해 도 7b에서 보는 바와 같이 상기 부유물유도판(42)의 힌지연동에 의해 타격시 낙하하는 부유물을 상기 관몸체(41) 내부로 유도하도록 하는 것이다.

상기와 같은 구성에 의해 본 실시 예의 작동상태를 설명하면, 우선 수위에 맞춰 관몸체(41)를 도면상 반시계 방향으로 회전시켜, 부유물유입공(411)이 일단이 수위와 같거나 조금 높게 위치시킨다. 이렇게 관몸체(41)를 회전시키면 도 7a에서 보는 바와 같이 부유물유도판(42)은 부유물유입공(411)의 일단에서 수위 하부로 경사구배를 형성하게 되는 것이다.

이러한 상태로 상기 유도판(33)에 의한 부유물(S1)의 유동에 따라 부유물(S1)은 상기 부유물유도판(42)을 타고 관몸체(41) 내부로 유도되는데 이 과정에서 부유물(S1)에 혼입된 물은 부유물유도판(42)을 투과하여 관몸체(41) 내부로 유도된 부유물(S1)의 함수율을 낮추게 되는 것이다.

이 과정에서 부유물유도판(42)에 부유물(S1)이 침적되면 부유물(S1) 간에 자중에 의한 짜짐으로 인해 수분이 탈리되면서 탈리된 수분은 부유물유도판(42)을 투과하게 되는 것이다. 즉 함수율이 낮은 부유물(S1) 플럭이 형성되는 것이다.

이렇게 충분히 부유물(S1) 플럭이 형성되면 도 7b에서 보는 바와 같이 상기 부유물유도판(42)을 힌지연동 시켜 부유물유도판(42)을 유도테두리(44)의 끝단에 타격시킴으로써 상기 부유물유도판(42)에 침적된 부유물(S1) 플럭을 상기 관몸체(41) 내부로 털어내는 것이다. 이 과정에서 유도테두리(44)에 의해 이러한 관몸체(41) 내부로 유도과정이 더욱 용이하게 이루어지는 것이다.

상기에서 본 바와 같이 부유물유도판(42)에 침적된 부유물(S1) 플럭을 털어낸 후에는 다시 도 7a에서 보는 바와 같이 부유물유도판(42)을 원위치시키고 동일한 과정을 반복하게 되는 것이다.

이러한 과정의 반복을 통해 상기 관몸체(41) 내부로 유입되는 부유물(S1)은 함수율이 충분히 낮추어진 상태이므로 후공정에서의 부하를 줄일 수 있게 되는 것이다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정해져야만 할 것이다.

1 : 분쇄기 2 : 제 1습식선별장치
3 : 제 1사이클론 3 : 제 2습식선별장치
5 : 제 2사이클론 6 : 침사조
7 : 응집침전조 7-1 : 세척수탱크
8 : 농축조 9 : 필터프레스
20 : 처리조 21 : 유입라인
22 : 침전물배출라인 23 : 처리수배출라인
25 : 월류챔버 30 : 유동부
31 : 체인 32 : 스프로킷
33 : 유도판 40 : 부유물수집관
41 : 관몸체 42 : 부유물유도판
44 : 유도테두리

Claims (8)

1. 정화대상 오염토양이 투입되고 투입된 오염토양을 분쇄 처리하여 토출하는 분쇄기;
   상기 분쇄기에서 토출되는 오염토양이 유입되고 세척수가 분사되어 공급된 오염토양을 세척하면서 오염토양에서 제 1입경 크기 이하의 토사를 선별하여 분리 배출하는 제 1습식선별장치;
   상기 제 1습식선별장치에서 분리 배출되는 제 1입경 크기 이하의 토사가 유입되며, 제 1입경보다 상대적으로 작은 제 2입경 크기 이하의 미세 토사를 선별하여 분리 배출하는 제 1사이클론;
   상기 제 1사이클론에서 분리 배출되는 미세 토사가 유입되며, 상기 미세 토사가 바닥으로 중력 침강되게 하고 침전되지 않은 부유 토사를 배출하는 침사조;
   상기 침사조에서 배출되는 부유 토사가 유입되며, 응집제가 투입되어 부유 토사로부터 응집된 침전물이 바닥으로 침전되게 하는 응집침전조;
   상기 침사조 및 응집침전조의 배출단에 연결되어 침사조 및 응집침전조에서 각각 침전 처리된 침전물이 유입되고, 이를 저류시켜 중력 분리된 농축 슬러지를 생성하며 생성된 농축 슬러지를 배출하는 농축조; 및
   상기 농축조에서 배출되는 농축 슬러지가 유입되고, 농축 슬러지를 탈수 처리하여 탈수 케이크로 생성 및 배출하는 필터 프레스;를 포함하고,
   상기 응집침전조는,
   상기 침사조에서 배출되는 부유 토사가 유입되는 유입라인이 구성되고, 유입된 부유 토사를 포함하는 처리수가 내부에 수용되어 일정 수위가 유지되며, 외부로부터 응집제가 투입되어 부유 토사로부터 응집 침전된 침전물이 배출되는 침전물배출라인이 일단부에 형성되고, 타측에 내부의 월류챔버와 연통하는 처리수배출라인이 형성되는 처리조;
   상기 처리조의 바닥면을 따라 서로 나란히 이동한 후 상승하는 방식으로 무한궤도 운동하는 한 쌍의 체인과, 상기 체인이 구동되어지게 하는 복수의 스프로킷과, 상기 한 쌍의 체인에 양단부가 고정되어 상기 처리조의 바닥면에서는 침전물을 일방향으로 유동하도록 하고 수위가 형성되는 부분에서는 부유물을 일방향으로 유동하도록 하는 복수의 유도판을 포함하는 유동부; 및
   상기 처리조의 내부에서 회전가능 하도록 체결되며 상단부에 부유물유입공이 형성되고 일단이 상기 처리조 외부와 연통하여 내부로 유입된 부유물을 외부로 배출토록 하는 부유물수집관;을 포함하며,
   상기 유도판은,
   상기 체인에 고정되며 유공을 형성하는 투과판과, 상기 투과판의 단부에 고정되며 탄성재질의 비투과판을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 오염토양 정화 시스템.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 분쇄기는,
   내부에 투입공간이 형성되고 하부에 개구부가 마련되는 몸체와, 상기 몸체의 투입공간에 횡방향으로 관통되도록 설치되어 회동하는 회전축과, 상기 회전축의 길이방향을 따라 일정 간격으로 결합되는 체결플랜지 및 상기 회전축과 직교하는 방향으로 상기 체결플랜지의 둘레를 따라 방사형으로 결합되는 복수의 분쇄날개를 포함하되, 일 체결프랜지에 결합된 각 분쇄날개와 인접하는 타 체결프랜지에 결합된 각 분쇄날개는 상호 대면하지 않도록 교차 배치되는 것을 특징으로 하는 복합 오염토양 정화 시스템.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 제 1사이클론의 후단에 구비되고 상기 제 1사이클론에서 분리 배출되는 제 2입경 크기 이하의 미세 토사가 유입되며, 세척수가 분사되어 유입된 제 2입경 크기 이하의 미세 토사를 세척하면서 제 2입경보다 상대적으로 작은 제 3입경 크기 이하의 미세 토사를 선별하여 분리 배출하는 제 2습식선별장치; 및
   상기 제 2습식선별장치의 후단과 침사조의 전단 사이에 구비되고, 상기 제 2습식선별장치에서 분리 배출되는 제 3입경 크기 이하의 미세 토사가 유입되며, 제 3입경보다 상대적으로 작은 제 4입경 크기 이하의 미세 토사를 선별하여 분리 배출하고 이를 상기 침사조로 유입되게 하는 제 2사이클론;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 오염토양 정화 시스템.
   
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서,
   상기 처리조에는 상기 체인을 하부에서 지지하는 처짐방지부가 구성됨을 특징으로 하는 복합 오염토양 정화 시스템.
   
6. 삭제
7. 제 1항에 있어서,
   상기 유도판 사이에는 상기 체인에 고정되는 바와 상기 바 상부에서 돌출되며 와류를 형성하거나 부유물을 플럭화 하는 복수의 핵돌기를 포함하는 플럭형성구를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 오염토양 정화 시스템.
   
8. 제 1항에 있어서,
   부유물수집관은,
   상기 처리조의 내부에서 회전가능 하도록 체결되며 상단부에 부유물유입공이 형성되고 일단이 상기 처리조 외부와 연통하여 내부로 유입된 부유물을 외부로 배출토록 하는 관몸체와, 상기 부유물유입공의 일단에 힌지결합되어 힌지연동을 하며 메쉬망으로 구성되는 부유물유도판과, 상기 부유물유입공의 타단에서 외부로 돌출되며 상기 부유물유도판의 힌지연동에 의해 타격시 낙하하는 부유물을 상기 관몸체 내부로 유도하는 유도테두리를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 오염토양 정화 시스템.

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