KR100353301B1

KR100353301B1 - 일체형 오염토양 복원시스템

Info

Publication number: KR100353301B1
Application number: KR1020000058198A
Authority: KR
Inventors: 박덕신
Original assignee: 한국철도기술연구원
Priority date: 2000-10-04
Filing date: 2000-10-04
Publication date: 2002-09-18
Also published as: KR20020027033A

Abstract

본 발명은 일체형 오염토양 복원시스템에 관한 것으로, 본 발명의 목적은 각기 분리된 상태로 설치된 물과 공기 공급시스템을 하나로 통합하여 배관을 공유케 하므로서 배관의 사용량을 절감에 따라 경제성을 향상할 수 있으며, 영양염류를 함유한 물을 오염토양이 존재하는 지하에서 공급함에 따라 햇볕에 의한 증발을 방지할 수 있고, 겨울철 결빙으로 인한 시스템 사용상의 제약을 해결할 수 있는 일체형 오염토양 복원시스템을 제공함에 있으며, 상기한 목적은 영양염류를 포함한 물이 저장된 저장탱크에 형성되는 물공급파이프를 통해 물을 공급하는 물공급부와; 송풍기에 의해 강제유입된 공기를 공기공급파이프를 통해 공급하는 공기공급부와; 조절기에 의해 개폐가 단속되는 스위치 밸브를 상기 물공급파이프와 공기공급파이프의 끝단으로 설치하여 상기 스위치밸브의 조작에 의해 물과 공기를 선택적으로 공급되도록 제어하며, 관체결구에 의해 물과 공기공급관의 통로를 단일화하게 되는 제어부와; 상기 관체결구에 일측이 관연결되고 타측은 상기 저장탱크에 관연결되며 갈수록 간격이 좁아지는 구조로서 다수개의 공급공이 형성되는 공유파이프를, 오염토양의 지하로 매설하여 이 공유파이프를 통해 선택적으로 공급되는 물과 공기를 오염토양으로 공급하게 되는 선택공급부로 이루어진 일체형 오염토양 복원시스템을 구체적 수단으로 구비하므로서 달성된다.

Description

일체형 오염토양 복원시스템{SWITCHING SYSTEM FOR REMEDIATION OF CONTAMINATED SOIL}

본 발명은 일체형 오염토양 복원시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유류 등에 의해 오염된 토양을 복원함에 있어, 각기 분리된 상태로 설치된 물과 공기 공급장치를 하나로 통합하여 배관을 공유케 하므로서 배관의 사용량을 절감함은 물론 물을 오염토양이 존재하는 지하에서 공급함에 따라 햇볕에 의한 증발을 방지할 수 있고, 겨울철 결빙으로 인한 시스템 사용상의 제약을 해결한 경제적이고, 효율적인 일체형 오염토양 복원시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 유류 등에 의해 오염된 토양을 복원하기 위해 물리적, 화학적 생물학적인 오염토양 복원방법이 적용되고 있는바, 이는 토양 생태계의 복원 및 지하수 오염방지 등을 방지하기 위해 사용되고 있다.

여기서, 생물학적 복원방법(bioremediation)은 오염의 정도가 낮은 경우에 적용되는 것인데, 이러한 생물학적 복원방법에서 가장 중요한 것은 오염된 토양을 먹이로 삼는 토착미생물의 활성도(activity)를 증가시키는 것이다.

이와같이 활성도를 증가시키기 위해서는 미생물의 생장에 필요한 물과 영양염류, 공기를 공급해주어야 한다.

이에, 종래 토양복원시스템은 도 1에 도시된 바와 같이 오염토양 복원시 토착 미생물의 활성에 필요한 물과 공기를 공급해주는 시스템이 각각 분리되어져 있는데, 영양염류(nutrients)를 함유한 물을 공급해주는 시스템(100)에는 물을 저장해두는 탱크(110)와 이를 공급해주는 배관(120), 그리고, 스프링클러(130)로 구성되어 있으며, 외부 공기공급시스템(200)에는 송풍기(210)와 이를 공급해주는 배관(220) 및 주입 정((230)injection well)으로 구성되어 있다.

상기한 물공급시스템(100)은 경작지에서 물을 공급하기 위해 스프링클러((130)sprinkler)를 사용하여 영양염류(탄소(C), 질소(N), 인(P)을 일정한 비율로 혼합한 것.)를 함유한 물을 일정 시간마다 간헐적으로 공급하게 되고, 외부공기 공급 시스템(200)에서는 송풍기(210)를 통해 오염된 토양에 몇 시간씩 충분히 공급하게 되는데, 이렇게 송풍기((210)blower)에 의해 오염토양으로 공급되는 외부공기는 배관(220)을 통해 공기가 땅속으로 보내지고, 공급된 공기(200)는 일정한 간격으로 구멍이 난(slotted) PVC로 제작된 주입정((230)injection well)을 통해 일정하게 공급하는 것이다.

하지만, 상기와 같이 물공급시스템(100)을 통해 공급되는 물은 오염토양 이외의 장소로의 흡수/이동, 햇빛에 의한 물의 증발 등 여러 손실요인을 고려해야 하기 때문에 실제 필요량보다 훨씬 많은 양의 영양염류와 물을 공급함에 따라 물과 영양염류가 불필요하게 낭비되는 것이며, 스프링클러(130)를 통해 물을 공급해야 하기 때문에 겨울철 기온하강으로 결빙의 우려가 있어 그 사용상에 제약을 갖는 것이며, 지상에 스프링클러(130) 등 복원에 필요한 장치들을 설치해야 하기 때문에 토양 복원기간동안 대상 토지를 사용하지 못하는 문제점을 갖는 것이다.

또한, 종래의 토양복원시스템은 물과 공기 공급시스템(100,200)이 각기 따로 구성되어 있기 때문에 시스템 구성에 필요한 배관(120,220)이 이중으로 필요하여설치비가 많이 소요되었다. 또한, 물을 스프링클러(130)를 통해 공급해주기 때문에 지표면에서 증발되는 양이 많고, 겨울철에는 사용할 수 없는 단점이 있었다.

따라서, 본 발명은 전술한 종래 토양복원시스템이 갖는 제반적인 문제점을 해결하고자 창안된 것으로,

본 발명의 목적은 각기 분리된 상태로 설치된 물과 공기 공급시스템을 하나로 통합하여 배관을 공유케 하므로서 배관의 사용량을 절감에 따라 경제성을 향상할 수 있으며, 영양염류를 함유한 물을 오염토양이 존재하는 지하에서 공급함에 따라 햇볕에 의한 증발을 방지할 수 있고, 겨울철 결빙으로 인한 시스템 사용상의 제약을 해결할 수 있는 일체형 오염토양 복원시스템을 제공함에 있다.

상기한 목적은 영양염류를 포함한 물이 저장된 저장탱크에 형성되는 물공급파이프를 통해 물을 공급하는 물공급부와;

송풍기에 의해 강제유입된 공기를 공기공급파이프를 통해 공급하는 공기공급부와;

조절기에 의해 개폐가 단속되는 스위치 밸브를 상기 물공급파이프와 공기공급파이프의 끝단으로 설치하여 상기 스위치밸브의 조작에 의해 물과 공기를 선택적으로 공급되도록 제어하며, 관체결구에 의해 물과 공기공급관의 통로를 단일화하게 되는 제어부와;

상기 관체결구에 일측이 관연결되고 타측은 상기 저장탱크에 관연결되며 갈수록 간격이 좁아지는 구조로서 다수개의 공급공이 형성되는 공유파이프를, 오염토양의 지하로 매설하여 이 공유파이프를 통해 선택적으로 공급되는 물과 공기를 오염토양으로 공급하게 되는 선택공급부로 이루어진 일체형 오염토양 복원시스템을 구체적 수단으로 구비하므로서 달성된다.

도 1은 종래 토양복원 시스템의 구성도

도 2는 본 발명에 따른 일체형 오염토양 복원시스템의 구성도

도 3은 본 발명에 따른 일체형 오염토양 복원시스템의 작용상태도

◐도면주요부위에 대한 부호의 설명◑

1 : 일체형 오염토양 복원시스템 2 : 물공급부 3 : 공기공급부

4 : 제어부 5 : 선택공급부 21 : 물공급파이프

22 : 저장탱크 31 : 공기공급파이프 32 : 송풍기

41,41' : 스위칭밸브 42 : 관체결구 51 : 공유파이프

52 : 공급공 W : 물 A : 공기

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 일체형 오염토양 복원시스템의 구성도이며, 도 3은 본 발명에 따른 일체형 오염토양 복원시스템의 작용상태도이다.

<실시예>

본 발명에 따른 일체형 오염토양 복원시스템(1)은 물공급부(2)의 공급파이프(21)와 공기공급부(3)의 파이프(31)에 스위치밸브에 형성하고, 각 파이프를 관체결구(42)에 의해 연결하여, 이 스위치밸브(41,41')의 개폐단속으로 선택공급되는 물 또는 공기를 오염토양에 매설된 선택공급부(5)의 공유파이프(51) 공급공(52)을 통해 공급할 수 있도록 구성된다.

여기서, 상기 물공급부(2)는 도 2에서와 같이 영양염류가 포함된 물(W)을 저장탱크(22)에 저장하고, 이를 물공급파이프(21)를 통해 공급하게 되는데, 이러한 물공급파이프(21)는 물공급이 원활하게 이루어지도록 저장탱크(22)의 저면부에 연통구조로서 관연결하고 별도의 강제공급모터(M)가 설치되는 것이며, 저장탱크(22)의 상부로는 후술하게 될 공유파이프(51)의 타측 끝단이 관연결되어 공급된 물이 귀환할 수 있도록함이 바람직하다.

또한, 상기 공기공급부(3)는 도 2에서와 같이 송풍기(32)를 통해 강제유입되는 공기를 공기공급파이프(31)를 통해 공급하는 것인데, 이와같은 공기 공급부(3)와 물공급부(2)는 오염토양의 지면상에 설치되는 것이다.

한편, 상기 제어부(4)는 조절기(도면에 미도시됨)에 의해 개폐가 단속되는 스위치 밸브(41,41')를 상기 물공급파이프(21)와 공기공급파이프(31)의 끝단으로 설치하고, "T"자형 관체결구(42)에 의해 물과 공기공급파이프(21,31)를 체결하여 통로를 단일화하게 된다.

마지막으로, 상기 선택공급부(5)는 도 2에 도시된 바와같이 갈수록 간격이 좁아지는 구조로서 다수개의 공급공(52)이 형성되는 공유파이프(51)를 오염토양의 지하로 매설하므로서 구성되는 것인데,

이러한 공유파이프(51)는 직경이 2인치로서 지하에 매설시 부식을 방지할 수 있도록 스테인리스 파이프를 적용함이 바람직하며, 일측은 전술한 관체결구(42)에 관연결되고 타측은 상기 저장탱크(22)에 관연결하여 토양에 공급되고 남은 물이 다시 저장탱크(22)로 귀환되도록 한다.

또한, 상기와 같이 갈수로 폭이 좁아지는 구조를 갖는 공급공(52)은 관체결구(42)와 연결되는 부위인 시작점에서는 살치간격을 넓게 하고, 갈수록 간격을 좁게 하여 공유파이프가 설치된 곳에서는 어느 곳이나 공급되는 물과 공기의 양(특히 공기의 양)을 일정하게 유지되도록 한 것으로서, 이러한 공급공(52)은 1/4인치(약5mm) 크기로 형성함이 바람직하다.

따라서, 상기와 같은 구성요소로서 이루어지게 되는 본 발명의 토양복원시스템의 각 구성요소간 상호 작용상태에 대하여 살펴보면;

이는 도 3에서와 같이 물과 공기공급부(2,3)를 스위칭 제어하여 오염토양으로 내설된 공유파이프(51)을 통해 선택적으로 물(W)과 공기(A)를 공급하는 것인데,

우선, 토양 중의 미생물에 필요한 영양염류를 함유한 물(W)을 공급할 때는 물공급파이프(21)로 설치된 스위치밸브(41)를 "ON" 상태로 하고, 공기공급부(3)의 파이프(31)로 설치된 스위치 밸브(41')를 "OFF" 상태로 하여 물이 오염토양으로 공급되도록 한다.

반대로 토양에 외부공기를 공급하고자 할 때는 공기공급부(2)의 스위치 밸브(41')를 "ON"으로 하고, 물공급부(2)의 스위치 밸브(41)를 "OFF" 상태로 하여 공기(A)를 공급하게 된다.

이때, 본 발명에서는 기존의 토양복원 시스템에서 스프링클러에 의해 지표면에 뿌려지던 영양염류를 함유한 물을 공유파이프(51)를 통해 지중의 오염토양에 직접 공급하게 되며, 갈수록 간격이 좁아지는 구조로서 형성된 공급공(52)에 의해 일정한 양만큼 골고루 오염토양에 공급할 수 있는 것이다.

또한, 공급되는 물(W)이 저장탱크(22) → 물공급파이프(21) → 공유파이프(51) → 저장탱크(22)의 순서로 순환하며 토양에 공급되고 남은 물이 다시 탱크로 귀환되므로 그만큼 물의 불필요한 낭비를 막을 수 있는 것이다.

한편, 공기는 송풍기((32)blower)를 통해 공급되며, 이때 물(W)이 공급되는 공유파이프(51)의 공급공(52)을 통해 오염토양에 직접공급되는 것인데, 토착 미생물의 활성도를 높이기 위해 필요한 양의 공기를 오염토양에 송풍기(32)의 풍량과공급시간을 조절하여 충분히 공급하게 되며, 물(W)을 공급할 때와 마찬가지로 공급공(52)을 통해 오염토양에 골고루 공급된다.

이렇게 공급되는 공기(A)는 기존의 토양복원 시스템보다 오염된 토양과의 접촉면적을 넓게 할 수 있는 장점을 갖는 것이며, 특히 물(W)과 공기(A)를 선택적으로 공급할 수 있는 공유파이프(51)를 오염토양의 지하에 매설하므로서, 오염토양 복원기간중 토지를 사용할 수 있는 장점을 갖는 것이다.

이상과 같이 본 발명에 따른 일체형 오염토양 복원시스템은 선택공급부의 공유파이프를 통해 영양염류를 함유한 물과 외부공기의 공급장치에 필요한 배관을 공유하므로서 설치비를 절감할 수 있고, 지중에서 물을 공급함으로써 계절에 따른 토양복원시스템 적용상의 제약(겨울철)을 해결할 수 있으며, 오염된 지중의 토양에 적정량의 물과 공기를 직접 공급할 수 있기 때문에 불필요한 공급(햇볕에 의한 증발량을 고려한 과다공급)을 최소화하여 운영비를 절감할 수 있는 장점을 갖는 것이다.

Claims

영양염류를 포함한 물이 저장된 저장탱크에 형성되는 물공급파이프를 통해 물을 공급하는 물공급부와;

송풍기에 의해 강제유입된 공기를 공기공급파이프를 통해 공급하는 공기공급부와;

조절기에 의해 개폐가 단속되는 스위치 밸브를 상기 물공급파이프와 공기공급파이프의 끝단으로 설치하여 상기 스위치밸브의 조작에 의해 물과 공기를 선택적으로 공급되도록 제어하며, 관체결구에 의해 물과 공기공급관의 통로를 단일화하게 되는 제어부와;

상기 관체결구에 일측이 관연결되고 타측은 상기 저장탱크에 관연결되며 갈수록 간격이 좁아지는 구조로서 다수개의 공급공이 형성되는 공유파이프를, 오염토양의 지하로 매설하여 이 공유파이프를 통해 선택적으로 공급되는 물과 공기를 오염토양으로 공급하게 되는 선택공급부로 이루어진 일체형 오염토양 복원시스템.