KR100406903B1 - Method and device for treatment of contamination sediment - Google Patents
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Abstract
본 발명은 퇴적 준설토 중의 골재와 오염퇴적토를 분리하고, 분리된 오염퇴적토를 처리하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 하천 및 호소에 퇴적되어 있는 오염퇴적토를 준설한 후 골재와 오염퇴적토를 분리하여 골재 성분은 골재로 이용하고 오염퇴적토는 안정화 처리한 후 재활용하고자 한 것에 목적을 둔 것이다.The present invention relates to an apparatus and a method for separating aggregates and contaminated sediments in sedimentary dredged soils and to treat separated contaminated soils, and in particular, aggregates and aggregated sediments after dredging contaminated sediments deposited in rivers and lakes. The purpose is to use the components as aggregate and to recycle the contaminated sediment after stabilization.
상기와 같은 목적을 달성하고자 본 발명은 노즐을 통해 순차 다단으로 설치된 스크린의 상부에서 살수 세정수를 공급하고, 진동기를 이용하여 상기 스크린을 진동시키면서 퇴적 준설토를 스크린에 통과시켜 굵은 골재를 크기별로 분리하는 단계 ; 상기 단계에서 굵은 골재가 분리된 준설토를 펌프를 이용하여 잔골재 분리조로 이동시키는 단계 ; 상기 이동된 준설토를 물리적인 침전에 의해 저류하여 잔골재를 분리하는 단계 ; 상기 잔골재가 분리된 여액을 혼화조로 이송하고, 응집제 및 pH 조정제를 첨가하여, 혼합하는 단계 ; 상기 결과물을 플럭 형성조로 이송하여, 상기 여액에 포함된 미세 오염 입자를 응집시킴으로써 슬러지를 생성하는 단계 ; 상기 결과물을 마이크로스트레이너로 이송하여, 응집된 슬러지를 농축, 여과하는 단계 ; 상기 여과된 슬러지는 탈수기로 이송하여 탈수하고, 마이크로스트레이너를 통과한 물은 살수세정용 펌프를 이용하여 살수세정용 노즐로 피드백하는 단계 ; 및 상기 탈수가 이루어진 케익은 건조하고, 탈수 과정에서 발생한 여액은 약품 응집 장치로 피드백하는 단계로 구성됨을 특징으로 하는 퇴적 준설토 처리 방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention supplies the sprinkling water from the top of the screen installed in multiple stages through a nozzle, and passes the sedimentary dredged soil through the screen while vibrating the screen using a vibrator to separate the coarse aggregate by size. Doing; Moving the dredged soil from which the coarse aggregate is separated in the step to a fine aggregate separation tank using a pump; Separating the aggregate by storing the moved dredged soil by physical precipitation; Transferring the filtrate from which the fine aggregate is separated to a mixing tank, adding a flocculant and a pH adjuster and mixing the mixed filtrate; Transferring the resultant to a floc formation tank to generate sludge by agglomerating fine contaminated particles contained in the filtrate; Transferring the resultant to a microstrainer to concentrate and filter the aggregated sludge; The filtered sludge is transported to a dehydrator and dewatered, and the water passing through the microstrainer is fed back to the sprinkling nozzle using a sprinkling washing pump; And the cake is made of dehydration is dried, the filtrate generated in the dehydration process provides a method for treating sedimentary dredging soil, characterized in that configured to feed back to the drug coagulation apparatus.
Description
본 발명은 퇴적 준설토 중의 골재를 오염 미세토와 분리하고, 분리된 오염 미세토를 처리하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 하천 및 호소에 퇴적되어 있는 오염퇴적토를 준설한 후 골재와 오염퇴적토를 분리하여 골재 성분은 골재로 활용하고 오염퇴적토는 안정화 처리한 후 재활용하는 퇴적 준설토 처리 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for separating aggregates from sedimentary dredged soil with contaminated fine soil and treating separated contaminated soil, particularly separating dredged soil and soil after sedimenting contaminated sediment accumulated in rivers and lakes. Therefore, the present invention relates to a sedimentary dredged soil treatment apparatus and method for utilizing aggregate components as aggregates and recycling contaminated sediment after stabilization.
최근 하천 및 상수원의 수질 보호 차원에서 팔당호 등 상수원에 대한 퇴적토의 준설이 계획되고 있으며, 1996년과 1999년 8월 임진강 유역 등지에서 발생한 수해의 원인 규명에 따른 대책으로 하천 퇴적 토사 준설을 통한 해결방안이 제시되고 있다. 또한, 이들 유역 외에도 우리 나라 하천의 대부분이 퇴적 토사로 인한 문제를 가지고 있어서, 퇴적 토사의 준설을 통한 해결 방법이 널리 요구되고 있다.In order to protect the water quality of rivers and water sources, sedimentation of sedimentary soils has been planned for Paldang-ho and other sources of water supply. Is being presented. In addition, in addition to these basins, most of the rivers in our country have problems due to sedimentary sediment, and a solution for dredging sedimentary soil is widely required.
한편, 준설 토사는 골재 성분과 다량의 오염 물질을 함유한 토사 성분으로 이루어져 있다. 그런데, 우리 나라의 건설 현장에서는 골재 성분이 모자라기 때문에 염분이 많은 해사를 이용하고 있는 실정에 있어서, 하천의 하상에 존재하는 상기 준설 토사 중의 골재 성분을 적절히 분리하여 골재로 이용한다면 국가적인 차원에서 얻는 효과는 매우 크다고 아니할 수 없다.Dredged soils, on the other hand, consist of aggregate components and soil components containing a large amount of contaminants. However, in the construction site of our country, the aggregate component is insufficient, so in the situation of using the salty sea maritime, if the aggregate component of the above-mentioned dredged soils in the riverbed is properly separated and used as aggregate, on a national level. The effect is very large.
또한, 하천 유역의 상류 및 지천에서 유입되는 공장 폐수와 축산 폐수 등으로 인하여 하천 퇴적 토사의 오염 물질 함유량은 날이 갈수록 높아지고 있으며, 이로 인한 하천의 하천의 오염도가 나날이 악화되고 있는 실정인 바, 퇴적 토사의 준설을 통한 수질 오염 개선이 절실히 요구되고 있다. 따라서, 향후 수환경의 개선과 친수환경 조성을 위하여 하천의 퇴적물에 대한 준설 사업이 지속적으로 실시될 것이라고 보이지만, 현재 이들 퇴적토들은 준설 후 재처리 또는 재활용 과정 없이 그대로 매립되고 있어서, 매립장의 수명 단축과 유가 자원의 폐기라는 문제점을 안고 있다.In addition, due to the plant wastewater and livestock wastewater flowing upstream and upstream of the river basin, the pollutant content of the river sediment is increasing day by day, resulting in deterioration of the pollution of rivers in the rivers. There is an urgent need to improve water pollution through dredging of soil. Therefore, in order to improve the water environment and create a hydrophilic environment in the future, dredging projects for river sediments will continue to be carried out, but these sedimentary soils are landfilled without reprocessing or recycling after dredging. There is a problem of the disposal of resources.
그러므로, 현재 준설 퇴적 토사에 대한 재활용 시스템이 계속적으로 연구되고 있으며, 외국에서도 하천이나 호수 및 해안의 퇴적토에 대한 전체 오염도의 비중이 커짐에 따라 준설 기술 및 퇴적 준설토에 대한 재활용 시스템이 계속적으로 연구, 개발되고 있다. 특히, 미국, 유럽 등지에서는 오염 퇴적물의 위해성을 인식하고, 이에 대한 처리처분 시스템을 개발 중이거나, 개발 후 시험 중에 있다.Therefore, the recycling system for dredged sediment is continuously being studied, and the recycling system for dredging technology and sedimentary dredged soil is continuously studied as the proportion of total pollution level in rivers, lakes and coastal sediments is increased. Is being developed. In particular, the United States and Europe are aware of the risks of contaminated sediments and are developing or treating post-treatment systems.
국내의 상황을 살펴보면, 준설 기술에 대해서는 퇴적물의 재부유와 이동에 의해 발생하는 이차 오염을 최소화하는 상태에서의 준설 기술에 대하여 이미 건설 교통부에서 인정한 신기술을 2개 회사에서 보유하고 있고, 외국에서 최근 도입해 온 이차오염방지 준설선을 보유한 업체도 있을 정도로 준설 장비나 준설 기술면에서 외국의 기술에 비해 그리 뒤떨어지지 않는 수준에 와 있으나, 오염퇴적물 처리 기술수준에 대해서 살펴보면, 현재 국내에서 특허 또는 신기술로 인정받고 있는 것은 양이온, 음이온 고분자 응집제를 이용한 응집침전기술과 준설토의 여과에 의한 탈수 처리 후 매립하는 방식 정도가 있을 뿐, 이들 처리법은 오염 토양과 비 오염토양을 구분하지 않고 처리하는 것이어서 매립 처분량의 과다로 인한 비경제적인 측면, 매립지 남용, 그리고 오염 물질의 특성에 따라 응집이 효과적으로 일어날 수 없는 문제점이 발생할 수 있는 바, 이에 대한 대체 기술 개발이 절실히 요구된다고 할 것이다.In Korea, the dredging technology has two new technologies already recognized by the Ministry of Construction and Transportation for dredging technology that minimizes secondary pollution caused by resuspension and transfer of sediment. Although there are companies that have introduced secondary pollution prevention dredgers, the level of dredging equipment and dredging technology is inferior to that of foreign technology. There are only recognized types of flocculation sedimentation techniques using cation and anionic polymer flocculants, and the method of reclamation after dehydration by filtration of dredged soils. Uneconomical consequences of overkill, abuse of landfills, Lorca bar aggregation, depending on the nature of the contaminants can cause problems that can not happen effectively, will develop alternative technologies that are urgently needed for this.
이에 본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 향후 하천, 호수 및 항만 등지에서 발생할 오염된 준설 토사 중 골재로 사용 가능한 입자만 따로 세정, 분리하는 진동식 골재 분리 장치와 물리화학적인 처리에 의한 미세 오염토의 안정화 처리 시스템의 두가지 시스템을 이용하여, 준설토 중에 포함된 골재의 재활용율을 극대화하고, 오염 물질의 처리를 효과적으로 할 수 있으며, 오염 물질의 매립을 최소화할 수 있는 퇴적 준설토 처리 장치 및 방법을 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the problems of the prior art as described above, vibrating aggregate separation device and physicochemical cleaning and separating only the particles that can be used as aggregates among contaminated dredged soils to be generated in rivers, lakes and ports in the future Sedimentary dredged soil that can maximize the recycling rate of aggregates contained in dredged soil, effectively treat pollutants, and minimize the landfill of pollutants by using two systems of stabilization of fine contaminated soil by phosphorus treatment It is to provide a processing apparatus and method.
도 1은 진동식 다단형 골재 분리 장치 및 오염 미세토 처리 장치로 이루어진 본 발명에 의한 퇴적 준설토 처리 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a schematic view showing the configuration of a sedimentary dredged soil treating apparatus according to the present invention comprising a vibrating multistage aggregate separating apparatus and a contaminated microsoil treating apparatus.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 진동식 골재 분리 장치를 단면Figure 2 is a cross-sectional view of the vibration aggregate separation device according to an embodiment of the present invention
도 3은 시험예 3에서 오염 미세토 처리 시험을 하기 위해 사용된, 본 발명의 일실시예에 의한 오염 미세토 처리 장치의 구성을 나타낸 개략도Figure 3 is a schematic diagram showing the configuration of a soil fine soil treatment apparatus according to an embodiment of the present invention, used to test the soil soil fine soil test in Test Example 3
도 4는 살수 세정을 미실시한 경우의 면적 부하별 골재 분리 효율을 나타낸 도면4 is a view showing the aggregate separation efficiency by area load when the sprinkling cleaning is not performed
도 5는 살수 세정을 실시한 경우의 살수 세정 부하량별 골재 분리 효율을 살수 세정을 미실시한 경우와 비교한 도면FIG. 5 is a diagram comparing aggregate separation efficiency according to the sprinkling washing load when the sprinkling washing is performed compared with the case where the sprinkling washing is not performed. FIG.
도 6은 골재:살수량의 비율에 따른, 골재 중의 점토 덩어리량 감소 효율을 나타낸 도면FIG. 6 is a diagram showing the efficiency of reducing clay mass in aggregate according to the ratio of aggregate: spray
도 7은 본 발명에 의한 퇴적 준설토 처리 방법을 나타내내는 처리 흐름도7 is a flowchart showing a method for treating dredged soil according to the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
10:진동식 골재 분리 장치 11:진동기10: vibratory aggregate separation device 11: vibrator
12:살수세정수 및 준설토 여과물 받이 13:다단계의 체크기를 갖는 스크린12: Sprinkling water wash and dredged soil filtrate 13: Screen with multi-level checker
14:살수세정용 노즐 장치 15:골재를 이동할 트랩14: nozzle device for sprinkling cleaning 15: trap to move the aggregate
16:이송 펌프 18:잔골재 분리조16: transfer pump 18: fine aggregate separation tank
20:혼화조 21:고정 기어 방식의 교반기 모터20: mixing tank 21: stirrer motor with a fixed gear system
22:교반기 30:플럭 형성조22: stirrer 30: floc forming tank
31:가변 기어 방식의 교반기 모터 32:교반기31: Stirrer motor with variable gear type 32: Agitator
40:마이크로스트레이너 41:농축 슬러지40: microstrainer 41: concentrated sludge
42:마이크로스트레이너 세척 펌프 43:살수세정용 펌프42: microstrainer washing pump 43: water spray cleaning pump
50:탈수기 51:탈수 케익50: dehydrator 51: dehydration cake
52:탈수여액 60:침전조52: dehydration amount 60: sedimentation tank
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 입경 0.5mm 이상 80mm 이하의 굵은 골재를 크기별로 분리할 수 있도록 순차 다단으로 설치되는 여러 단계의 체크기를 갖는 스크린 ; 상기 스크린의 하부에서 살수 세정수와 0.5mm 이하의 퇴적 준설토 여과물을 받을 수 있는 받이 ; 상기 스크린의 상부에서 살수 세정수를 공급해주는 노즐 장치 ; 상기 받이의 하부에 설치되어 상기 스크린 및 받이를 진동시켜주는 진동기 ; 상기 받이에 모인 살수세정수 및 0.5mm 이하의 퇴적 준설토 여과물을 잔골재 분리조로 이동시켜 주는 펌프 ; 및 상기 펌프에 의해 이동된 살수 세정수 및 여과물을 물리적 침전을 통해 저류하는 잔골재 분리조로 구성되는 진동식 골재 분리 장치와 고정 기어 방식의 교반기가 있는 혼화조 및 가변 기어 방식의 교반기가 있는 플럭 형성조로 구성되는 약품 응집 처리 장치 ; 상기 응집 장치에서 응집된 슬러지를 농축, 여과하기 위한 마이크로스트레이너 ; 상기 마이크로스트레이너에서 여과된 슬러지를 탈수하기 위한 탈수기 ; 및 상기 마이크로스트레이너를 통과한 물을 살수세정용 노즐로 피드백하는 살수세정용 펌프로 구성되는 오염 미세토 처리 장치로 이루어진 퇴적 준설토 처리 장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a screen having a multi-stage checker that is installed in multiple stages so as to separate the coarse aggregate size of 0.5mm or more and 80mm or less by size; A receiver capable of receiving sprinkling water and sedimentary dredged soil filtrates of 0.5 mm or less at the bottom of the screen; A nozzle device for supplying sprinkling water to the upper portion of the screen; A vibrator installed at the lower part of the receiving part to vibrate the screen and the receiving part; A pump for moving the sprinkling water and the sedimentary dredged soil filtrate collected in the receiving vessel to a fine aggregate separation tank; And a flocculation tank having a vibrating aggregate separator and a mixing gear having a fixed gear type stirrer and a variable gear type stirrer, which are composed of fine aggregate separation tanks storing the sprinkling water and the filtrate moved by the pump through physical precipitation. Chemical coagulation processing apparatus constituted; A microstrainer for concentrating and filtering the sludge agglomerated in the flocculation apparatus; A dehydrator for dewatering sludge filtered in the microstrainer; And it provides a sedimentary dredged soil treatment device consisting of a contaminated microsoil treatment device consisting of a water spray cleaning pump for feeding back water passing through the microstrainer to the spray nozzle for spraying.
상기와 같은 퇴적 준설토 처리 방법에 있어서, 스크린의 상부에서 공급되는살수 세정수의 양은 체의 모든 부분에 충분히 살수될 수 있도록, 40-50 m3/m2·day가 됨이 바람직하며, 특히 45 m3/m2·day. 만일, 살수 세정량이 이보다 작아질 경우 작은 입자들이 약간의 수분만을 함유하여 점성을 나타낼 수 있는 바, 이 때문에 오염 입자, 점토 등과 골재 사이의 분리 효능이 작아질 수 있으며, 이보다 많아질 경우는 물이 스크린을 넘치게 되어 추가적인 효능을 기대할 수 없다.In the sedimentary dredged soil treatment method as described above, it is preferable that the amount of sprinkling water supplied from the upper part of the screen is 40-50 m 3 / m 2 · day, so that all the parts of the sieve can be sufficiently sprayed. m 3 / m 2 · day. If the amount of spraying water is smaller than this, the small particles may show viscosity by containing only a small amount of water. Therefore, separation efficiency between contaminated particles, clay, and aggregates may be reduced. The screen overflows and no additional benefit can be expected.
또한, 상기 진동기는 10-20 분의 시간동안 진동시킴이 바람직하다. 만일, 10분 보다 적은 시간동안 진동시킬 경우, 골재로부터 점토 및 오염 미세토가 충분히 분리될 수 없어 골재의 품질 기준(굵은 골재의 점토 함유율이 최대 0.25%이하)를 만족시킬 수 없으며, 20분을 초과할 경우 추가적인 점토의 분리 효과가 거의 없어 경제성이 떨어지게 된다.In addition, the vibrator is preferably vibrated for a time of 10-20 minutes. If it is vibrated for less than 10 minutes, the clay and contaminated fine soil cannot be sufficiently separated from the aggregates, and thus the aggregate quality standards (coarse aggregate content of max. 0.25% or less) cannot be satisfied. If exceeded, the additional clay will have little separation effect, which will lower economic efficiency.
이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다. 다만, 본 발명의 권리 범위가 이에 의하여 정해지는 것은 아니며, 하나의 예시로 제시된 것이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the scope of the present invention is not defined by this, but is presented as an example.
도 1은 진동식 다단형 골재 분리 장치 및 오염 미세토 처리 장치로 이루어진 본 발명에 의한 퇴적 준설토 처리 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 2는 상기 진동식 골재 분리 장치를 단면을 나타낸 개략도이다.1 is a view schematically showing the configuration of the sedimentary dredged soil treatment apparatus according to the present invention consisting of a vibrating multi-stage aggregate separation device and a contaminated fine soil treatment device, Figure 2 is a schematic view showing a cross-section of the vibration aggregate separation device.
도 1 및 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 진동식 골재 분리 장치는 입경 0.5mm 이상 80mm 이하의 굵은 골재들을 그 크기에 따라 분리하기 위하여, 여러 단계의 체크기를 갖는 스크린(13)을 순차 다단으로 설치하고, 그 하부에 굵은 골재를 분리하고 남은 퇴적 준설토 및 살수 세정액을 받기 위한 받이(12)를 설치하며, 그 저면에 상기 스크린을 진동시키기 위한 진동기(11)를 장착하고, 스크린의 상부에는 살수 세정수를 분사하기 위한 노즐(14)이 설치된다. 즉, 노즐에 의해 체의 모든 부분을 살수할 수 있을 정도의 살수 세정수를 공급하고, 진동기를 통해 상기 스크린을 진동시키면서, 골재를 분리함으로써, 골재의 분리 효능을 증가시킬 수 있고, 골재 중에 포함된 점토 및 오염물질의 양을 최소화할 수 있어서, 골재 규격에 맞는 골재를 다량 얻을 수 있다.As can be seen in Figures 1 and 2, the vibrating aggregate separating device is to screen the screen 13 having a multi-stage checker in multiple stages in order to separate the coarse aggregate with a particle size of 0.5mm or more and 80mm or less according to the size Install, and separate the coarse aggregate at the bottom thereof, and install the receiving 12 for receiving the remaining sedimentary dredged soil and the sprinkling washing liquid, and on the bottom thereof, a vibrator 11 for vibrating the screen, and the upper part of the screen A nozzle 14 for spraying the washing water is provided. That is, by supplying the sprinkling wash water enough to spray all parts of the sieve by the nozzle, and vibrating the screen through a vibrator, by separating the aggregate, it is possible to increase the separation efficiency of the aggregate, included in the aggregate It is possible to minimize the amount of clay and contaminants used, so that a large amount of aggregate that meets the aggregate specifications can be obtained.
상기에서 굵은 골재를 분리하고 남은 퇴적 준설토 및 살수 세정액은 스크린 하단의 받이에 모이게 되고, 이후 펌프(16)에 의해 잔골재 분리조(18)로 이동된다. 상기 잔골재 분리조에서는 상기 잔여 퇴적 준설토 및 살수세정액을 물리적 침전에 의해 저류함으로써, 잔골재를 분리하게 되며, 이 또한 재활용될 수 있다.The sedimentary dredged soil and the sprinkling rinse liquid remaining after separating the coarse aggregate are collected in the receiver at the bottom of the screen, and then moved to the fine aggregate separation tank 18 by the pump 16. In the fine aggregate separation tank, the remaining aggregate dredged soil and the sprinkling wash liquid are stored by physical precipitation, thereby separating the fine aggregate, which can also be recycled.
이후, 상기와 같이 잔골재가 분리된 여액은 약품 응집 장치로 이동된다. 약품 응집 장치는 도 1 에서 볼 수 있는 바와 같이, 고정 기어 방식의 교반기(22)가 있는 혼화조(20)와 가변 기어 방식의 교반기(32)가 있는 플럭 형성조(30)로 구성되며, 응집제에 의해 용해된 오염물질의 안정화와 미세토의 단립화를 위한 장치이다. 우선 혼화조에서 상기 여액에 응집제 및 pH 조정제를 가하고, 여액에 포함된 미세 입자가 응집제와 충분히 접촉할 수 있도록 혼합한 후, 상기 혼합물을 플럭 형성조로 이동시켜 상기 혼합물에 포함된 미세 오염 입자를 응집시켜 조립화한다. 상기와 같은 과정을 통하여 상기 여액은 응집된 슬러지와 물을 포함하게 되고, 이를 마이크로스트레이너(40)로 이동시켜, 농축, 여과하면 농축된 슬러지와 물로 완전히 분리된다.Then, the filtrate from which the fine aggregate is separated as described above is moved to the drug coagulation apparatus. As shown in FIG. 1, the chemical coagulation apparatus includes a mixing tank 20 having a fixed gear type stirrer 22 and a floc forming tank 30 having a variable gear type stirrer 32. It is a device for stabilization of dissolved pollutants and granulation of fine soil. First, a flocculant and a pH adjuster are added to the filtrate in a mixing tank, mixed so that the fine particles contained in the filtrate are sufficiently in contact with the flocculant, and then the mixture is transferred to a floc forming tank to aggregate the fine contaminated particles contained in the mixture. To be assembled. Through the above process, the filtrate includes agglomerated sludge and water, which is transferred to the microstrainer 40, and concentrated and filtered to completely separate the concentrated sludge and water.
그리고 나서, 상기 마이크로스트레이너에서 배출된 물은 진동식 골재 분리 장치에서 살수 세정 용수로 재활용(44)되며, 농축된 슬러지(41)는 후단의 탈수기(50)로 이동된다. 상기 농축된 슬러지는 탈수기에서 탈수되어 건조 과정을 거쳐 재이용 또는 매립 처리(51)되며, 탈수 과정에서 발생한 여액(52)은 약품 응집 장치로 피드백되어, 다시 처리된다.Then, the water discharged from the microstrainer is recycled (44) to the sprinkling water for cleaning in the vibratory aggregate separation device, the concentrated sludge 41 is moved to the dehydrator 50 of the rear stage. The concentrated sludge is dewatered in a dehydrator and then reused or landfilled through a drying process, and the filtrate 52 generated during the dewatering process is fed back to the chemical flocculating apparatus and processed again.
골재 분리 장치의 효율 실험Efficiency Experiment of Aggregate Separator
[비교 시험예 1] 골재 분리 효과 측정 실험(살수 세정 미실시)[Comparative Test Example 1] Aggregate separation effect measurement experiment (spray cleaning not carried out)
본 발명에서와 같이 살수 및 진동을 행한 경우와 골재 분리 효과를 비교하기 위하여, 살수 세정을 실시하지 않은 경우의 골재 분리 효과를 체의 단위 면적당 면적 부하별로 나누어 하기 표 1과 같은 범위로 실험을 실시하였다.In order to compare the effect of aggregate separation with the case of sprinkling and vibration as in the present invention, the effect of aggregate separation without sprinkling cleaning was divided by the area load per unit area of the sieve, and the experiment was performed in the range as shown in Table 1 below. It was.
상기 실험에 이용한 골재가 함유된 퇴적토는 안양천 대림대학 앞의 하상에서 퇴적되어 있는 것을 이용하였으며, 진폭 10cm, 진동수 1분당 1700회의 진동기에 표준체 #4, #7, #16, #40(굵은 골재 기준), #100(잔골재 기준)의 체를 탑제하여, 상기 표 1과 같은 범위로 체의 단위면적당 골재 무게를 변화시켜 시험을 행하였다.The sedimentary soil containing the aggregate used in the experiment was used in the riverbed in front of Daelim University in Anyangcheon, and the standard # 4, # 7, # 16, # 40 (thick aggregate standard) in 1700 vibrators per amplitude of 10 cm and frequency. ), # 100 (fine aggregate basis) was mounted on top of the sieve, and the test was performed by varying the aggregate weight per unit area of the sieve in the range as shown in Table 1 above.
상기 시험을 행하는데 있어서는, 각각 0.1, 0.2, 0.3, 0.5 kg/m2의 골재를 최상부의 체에 담고, 30초, 1분, 5분, 10분, 20분, 30분간 진동하여 각 시간별로 체에 남아있는 양을 측정한다. 여기서, 최종적(30분)으로 남아있는 양을 기준으로 각 체를 통과한 양을 100으로 하여 각 시간별로 통과한 양을 가지고 각 시간에서의 순통과율을 계산한다. 상기 실험의 결과는 하기의 표 2에 나타난 바와 같다.In the test, 0.1, 0.2, 0.3 and 0.5 kg / m 2 of aggregate are placed in the upper sieve, respectively, and are shaken for 30 seconds, 1 minute, 5 minutes, 10 minutes, 20 minutes and 30 minutes for each hour. Measure the amount remaining in the sieve. Here, the amount of passage through each sieve is calculated based on the amount remaining in the last (30 minutes), and the net passage rate at each hour is calculated. The results of the experiment are as shown in Table 2 below.
상기 표 2 및 도 4에 나타난 바와 같이, 살수 세정 미실시시 체의 단위면적당 부하량이 작을 수록 골재 분리 효율이 높아지며, 입경이 굵은 골재는 초기(30초 경과시)에 모두 85%이상 분리되지만, 표준체 #40 이하의 잔골재 및 미세토는 5분이 경과하여야 80%이상의 분리 효율을 나타낸다. 그러므로, 이하에서는 가장 분리 효율이 좋은 0.1kg/m2의 조건에서 살수 세정을 실시한 경우의 분리 효율을 충분한 시간으로 여러 조건을 통하여 검증하고, 이를 상기 살수 세정을 미실시한 경우와 비교하기로 한다.As shown in Table 2 and Figure 4, the less the load per unit area of the sieve when the sprinkling cleaning is not increased the aggregate separation efficiency, the coarse aggregate is separated more than 85% in the initial (after 30 seconds), but the standard body Fine aggregates of less than # 40 and fine soil show separation efficiency of over 80% after 5 minutes. Therefore, in the following, the separation efficiency when the sprinkling cleaning is performed under the condition of 0.1 kg / m 2 having the best separation efficiency is verified through various conditions with sufficient time, and this will be compared with the case where the sprinkling washing is not performed.
[시험예 1] 골재 분리 효과 실험(살수 세정 실시)Test Example 1 Aggregate Separation Effect Experiment (Sprinkling Cleaning)
살수 세정을 실시한 경우의 분리 효율을 미실시한 경우와 비교하기 위해 하기 표 3의 조건에 따라 실험하여 검증하고, 이를 미실시한 경우와 비교하였다.In order to compare the separation efficiency in the case of the sprinkling wash with the case of the non-executed, the experiment was verified according to the conditions of Table 3 below, and compared with the case without the practice.
상기 표 2에서 살수 세정 부하량이란 체의 단위면적당 살수되는 세정량(m3/day)을 나타낸 것으로, 본 시험예에서는 체의 모든 면에 골고루 살수할 수 있는 최소의 부하량인 15m3/m2·day와 체의 모든 부분에 충분히 살수되는 부하량인 45m3/m2·day의 조건으로 실험하여, 이를 살수세정을 미실시한 경우와 비교하여하기의 표 4에 나타내었다.In Table 2, the sprinkling washing load indicates the washing amount (m 3 / day) sprayed per unit area of the sieve. In this test example, the minimum load that can be sprayed on all sides of the sieve is 15 m 3 / m 2 · Experiments were carried out under the conditions of 45m 3 / m 2 · day, a load that is sufficiently sprayed on all parts of the day and the sieve.
상기 표 4 및 도 5를 참조하면, 원칙적으로 건조된 퇴적토를 분리할 때는 살수세정하는 것보다 분리효율이 훨씬 높으며 진동시간도 살수세정시 보다 훨씬 단축된다. 이는 실제로는 수분과 미세입자가 뭉쳐져 있지만, 건조된 때 수분이 증발되면서 퇴적토의 점착력이 없어지기 때문에 가능한 것이며, 실제의 퇴적토를 습윤상태에서 입경분리할 경우에는 이런 경향을 보이지 않는다. 이것은 살수세정 부하량을 15m3/m2·day인 경우를 보면 알 수 있다. 즉, 진동시간이 5분 경과하였을 때의 건조된 퇴적토의 경우 잔골재 분리효율(#100체 기준)이 69%이지만, 살수세정량을 15m3/m2·day로 체의 모든 면적에 최소로 살수할 경우에는 잔골재 분리효율이 약 31%에 불과하며, 10분간 진동할 경우에도 50%에도 못 미치고 있다. 그러나, 퇴적토의 점성을 최대한 없애기 위해 살수량을 체의 모든 면적에 충분히 살수하는 경우를 보면(45m3/m2·day), 잔골재 분리효율이 81.1%를 나타내 건조된 상태보다도 더 분리효율이 높다. 이는 살수세정량이 많으면 점성토가 분산된다는 점과 수분을 함유하기 때문에 골재의 무게가 더 증가하였기 때문에 굵은골재의 분리효율이 더 높아진 때문이다. 또한 굵은골재는 건조된 경우 진동시간 5분동안에 86.8%가 분리되지만, 살수세정량이 15m3/m2·day인 경우 굵은골재 분리효율이 약 30.9%에 불과하며, 10분간 진동할 경우에 약 75%를 나타내고 있다. 한편 퇴적토의 점성을 최대한 없앤 살수세정량 45m3/m2·day인 경우를 보면, 굵은골재 분리효율이 91.5%를 나타내 건조된 상태의 조건보다도 분리효율이 더 높다.Referring to Table 4 and FIG. 5, in principle, when separating the dried sediment, separation efficiency is much higher than that of sprinkling and the vibration time is much shorter than that of sprinkling and washing. This is actually possible because the moisture and fine particles are agglomerated, but the moisture is evaporated when dried and the adhesion of the sediment is lost, and this tendency is not observed when the sediment is separated from the sediment in wet state. This can be seen from the case of spraying washing load of 15m 3 / m 2 · day. In other words, in the case of dried sediment after 5 minutes of vibration time, the fine aggregate separation efficiency (based on # 100 sieve) is 69%, but the spraying water washing capacity is 15m 3 / m 2 · day, which can be sprayed to the minimum of all areas of the sieve. In this case, the fine aggregate separation efficiency is only about 31%, and less than 50% even after 10 minutes of vibration. However, in the case of spraying enough water to all areas of the sieve in order to minimize the viscosity of the sedimentary soil (45m 3 / m 2 · day), the fine aggregate separation efficiency is 81.1%, which is higher than the dried state. . This is due to the fact that the viscous soil is dispersed when the amount of water to be washed is large, and because the weight of the aggregate is increased because it contains water, the separation efficiency of the coarse aggregate is higher. In the case of coarse aggregates, 86.8% of the coarse aggregates are separated during the 5 minutes of vibration time, but when the spraying water is 15m 3 / m 2 · day, the coarse aggregate separation efficiency is only about 30.9%. % Is shown. On the other hand, in the case of sprinkling wash 45m 3 / m 2 · day, which minimized the viscosity of sediment, the separation efficiency of coarse aggregate was 91.5%, which is higher than the dry condition.
[시험예 2] 점토 덩어리량 변화 효과 측정 실험[Test Example 2] Experiment for measuring the effect of clay mass change
본 발명에 의한 진동식 골재 분리 장치에 있어서, 진동 시간 및 세정량 변화에 따른 골재에 함유된 점토 덩어리 량의 변화량을 측정하기 위해 하기 표 5의 범위로 실험을 실시하였다.In the vibration aggregate separation apparatus according to the present invention, the experiment was performed in the range of Table 5 to measure the amount of change in the amount of clay lumps contained in the aggregate according to the vibration time and the washing amount change.
상기 측정 실험은 일반적으로 완전 혼합반응을 일으키는 진탕에 이용되는 진폭 5cm, 진동수 분당 200rpm의 진동장치에 직경 10cm 높이 10cm의 용기에 골재 및 하기의 표 6에 나타난 각 조건에 맞도록 물을 채워 실험하였으며, 상기 표 5에서 기본 실험은 제2단계에서 수행되는 골재에 함유된 점토덩어리량 변화실험의 기본적인 골재에 함유된 점토덩어리량을 조사하기 위한 것으로, 골재에 함유된 점토덩어리량을 측정하여, 이를 제 2 단계 실험시 나타나는 진동시간 및 세정에 따른 골재에 함유된 점토덩어리의 감소량과 대비하기 위해 실험하였다. 여기서, 골재에 함유된 점토덩어리량의 분석은 KSF 2512법에 의한다.The measurement experiment was performed by filling aggregates and water in accordance with the conditions shown in Table 6 below in a container of 10 cm in diameter and 10 cm in height in a vibration device of 5 cm in amplitude and 200 rpm per minute, which is generally used for shaking a complete mixing reaction. , In Table 5, the basic experiment is to investigate the amount of clay contained in the basic aggregate of the clay mass change experiment contained in the aggregate performed in the second step, by measuring the amount of clay contained in the aggregate, The experiment was conducted to compare the amount of clay mass contained in the aggregate with the vibration time and cleaning during the second stage. Here, the analysis of the amount of clay mass contained in the aggregate is by the KSF 2512 method.
상기 실험의 결과는 하기의 표 7에 나타난 바와 같다.The results of the experiment are as shown in Table 7 below.
상기 표 7 및 도 6을 참조하면, 퇴적토 자체가 지닌 초기의 점토함유율이 서로 다르기 때문에 1분이내의 진동시간에서는 실험결과에 편차가 심하지만, 진동시간이 1분 이상인 경우, 초기 점토함유율과 관계없이 살수세정량이 많을수록 진동후 점토함유율 더 감소하는 것을 나타낸다. 1분간의 진동시간을 기준으로 할 경우 살수세정량에 따른 점토함유율은 골재:세정량의 비가 1:0.2인 경우 3.5%이지만, 1:0.5인 경우 2.4% 그리고 골재:세정량의 비가 1:1인 경우에는 1.9%로 급격히 감소함을 알 수 있다. 이는, 상기 시험예 1에서 기술한 바와 같이, 살수세정량이 많을수록 미세점토의 점성력이 감소함을 증명하는 것이다.Referring to Table 7 and FIG. 6, since the initial clay content of the sediment itself is different from each other, the experimental results vary greatly in the vibration time of 1 minute or less. However, when the vibration time is 1 minute or more, regardless of the initial clay content, The higher the amount of washing water, the more the clay content after vibration is decreased. Based on the 1 minute vibration time, the clay content according to the water spray cleaning rate is 3.5% when the aggregate: cleaning ratio is 1: 0.2, but 2.4% when the ratio is 1: 0.5, and the ratio of the aggregate: cleaning ratio is 1: 1 It can be seen that the decrease sharply to 1.9%. This is to demonstrate that, as described in Test Example 1, the higher the amount of water to wash, the less viscous force of the fine clay.
한편, 골재의 품질기준(굵은 골재의 점토함유율이 최대 0.25%이하)을 만족시키려면 골재:살수세정량의 비가 1:1인 경우 진동시간이 10분이 되어야 기준을 만족시킴을 나타내고 있다.On the other hand, in order to meet the quality standards of the aggregate (clay content of coarse aggregate up to 0.25% or less), when the ratio of aggregate: water spray cleaning amount is 1: 1, it indicates that the vibration time is 10 minutes to satisfy the standard.
또한, 오염 미세토 처리장치로 이송되는 살수 세정수중의 미세 오염 물질의 양(고형물농도)는 살수세정량이 많으면 골재에서 분리된 점토도 많게 분리되지만 살수세정수량이 많기 때문에 희석되어 오히려 살수세정량이 많은 경우 고형물농도는 점점 감소하는 것으로 나타난다.In addition, the amount of fine contaminants (solids concentration) in the sprinkling rinsing water that is transferred to the contaminated microsoil treatment device is largely separated from the aggregate when the amount of washing water is large. In this case, the solid concentration appears to decrease gradually.
따라서, 상기 시험예 1, 2로부터, 본 발명에서 추구한 습윤상태에 있는 퇴적토중의 골재분리를 위해 진동과 살수세정을 병행하는 진동식 골재분리장치가 건조 상태의 골재를 분리하는 경우보다 굵은 골재의 분리 효율을 더 높여주는 것이 입증된다.Therefore, from Test Examples 1 and 2, a vibratory aggregate separating device that combines vibration and sprinkling washing for separating aggregates in the sedimentary soils in the wet state pursued by the present invention is used for coarse aggregates. Higher separation efficiency is demonstrated.
미세 오염토 처리 실험Micro Soil Treatment Experiment
[시험예 3] 약품 응집 장치 처리 실험[Test Example 3] Chemical flocculation apparatus treatment experiment
상기 표 8는 오염미세토 처리장치로 유입하는 오염 미세토의 건조 중량당의 오염물질의 농도를 나타낸 것으로 오염하천 현장조사 결과 가장 심각하게 오염된하천에서의 오염물질 농도가 되도록 실제 하천에 퇴적되어 있는 점토에 중금속오염도를 높이기 위해 인공적으로 납(Pb), 아연(Zn), 크롬(Cr)을 주입하였으며, 질소 성분과 인 성분 및 COD 성분을 하수슬러지와 혼합·조정한 후, 도 3에 의한 오염 미세토 처리 장치를 사용하여, 하기 표 9의 고형물(TS; Total Solids)의 농도별로 오염 미세토 처리 효과 실험을 실시하였다. 상기 도 3에 의한 처리 장치의 제원은 표 10에 나타난 바와 같으며, 다만 약품 응집에 따른 오염 물질 처리 효율을 실험하기 위하여, 마이크로스트레이너 및 탈수기 대신 종래의 침전조를 사용하였다.Table 8 shows the concentrations of pollutants per dry weight of polluted fine soil flowing into the polluted fine soil treatment device. As a result of on-site investigation of polluted rivers, the clay deposited in actual rivers is the concentration of pollutants in the most severely polluted rivers Lead (Pb), zinc (Zn), and chromium (Cr) were artificially injected to increase heavy metal contamination in the soil, and after mixing and adjusting nitrogen, phosphorus, and COD components with sewage sludge, Using the soil treatment device, the experiment was performed for the contaminated microsoil treatment effect for each concentration of solids (TS; Total Solids) of Table 9. The specifications of the treatment apparatus according to FIG. 3 are as shown in Table 10. However, in order to test the treatment efficiency of pollutants due to drug aggregation, a conventional precipitation tank was used instead of a microstrainer and a dehydrator.
상기의 표 9에서 보는 바와 같이, 진동식 골재 분리 장치와 침사지를 거쳐 혼화조로 유입하는 오염 미세토의 농도를 변화시켜 처리실험을 하였으며, 각각의 농도별로 Jar-Test를 통해서 pH 7.0에서의 최적의 응집제 주입량을 미리 구하여 주입하면서 실시하였다. 또한 응집제를 투입할 때 pH가 낮아지기 때문에 pH의 7.0유지를 위해 알칼리제인 NaOH를 투입하였다. 상기와 같은 실험의 결과는 하기의 표 11 및 표 12에 나타난 바와 같다.As shown in Table 9 above, the experiment was performed by changing the concentration of contaminated microsoil flowing into the mixing tank through the oscillating aggregate separation device and the settling basin, and the optimum amount of flocculant injection at pH 7.0 through Jar-Test for each concentration. It was carried out while obtaining and injecting in advance. In addition, since the pH is lowered when the flocculant is added, an alkali chemical NaOH is added to maintain the pH of 7.0. The results of the above experiments are as shown in Tables 11 and 12 below.
상기의 표 11 및 12에서 볼 수 있는 바와 같이, 진동식 다단 골재분리장치에서 분리된 미세오염토와 골재에서 용출된 오염성분에 대해서 COD, SS, T-N, T-P 등의 일반항목과 Pb, Cu, Cd, Zn, Fe, Mn, Cr 등의 중금속 항목에 대해서 조사한 결과, TS의 농도가 3000mg/L까지의 수질에서는 수질환경기준법상의 방류수수질기준을 모두 만족시키고 있다.As can be seen in Tables 11 and 12, the general items such as COD, SS, TN, TP, and Pb, Cu, Cd for the contaminated components eluted from the microcontaminated soil and aggregates separated from the vibratory multi-stage aggregate separation apparatus. As for the heavy metal items such as Zn, Fe, Mn, Cr, etc., the water quality of TS up to 3000mg / L satisfies all the discharged water quality standards under the Water Quality Standards Act.
상기에서 본 바와 같이, 본 발명에 의한 준설 퇴적토 처리 장치 및 방법은 진동식 골재 분리 장치를 통해 준설토로부터 오염 물질 및 점토가 거의 포함되지 않는 양질의 골재를 분리함으로써, 준설토의 매립을 최소화할 수 있고, 퇴적 준설토의 처리 비용을 최소화할 수 있으며, 골재를 제외한 오염 물질만을 분리하여 미세 오염토 처리 장치를 거치도록 함으로써, 퇴적 준설토에 포함된 오염 물질을 효과적으로 처리할 수 있도록 할 수 있다.As seen above, the dredged sediment treatment apparatus and method according to the present invention can minimize the filling of the dredged soil by separating the high-quality aggregate containing little contaminants and clay from the dredged soil through the vibration aggregate separation device, The treatment cost of the sedimentary dredged soil can be minimized, and by separating only the pollutants except the aggregate and passing through the micro-contaminated soil treatment device, it is possible to effectively treat the pollutants contained in the sedimentary dredged soil.
또한, 상기에서 분리된 골재의 재활용을 통해 자원의 활용도를 극대화할 수 있으며, 마이크로스트레이너에서 분리된 물을 계속 재활용하여 살수 세정수로 사용함으로써, 추가적인 비용이 거의 들지 않는 퇴적 준설토 처리 장치 및 방법을 제공할 수 있다.In addition, it is possible to maximize the utilization of resources through the recycling of the aggregate separated in the above, by continuing to recycle the separated water from the microstrainer to use as a sprinkling water, sedimentary dredged soil treatment apparatus and method that is almost no additional cost. Can provide.
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