KR100420256B1 - 오염물질이 불규칙하게 분포된 지중의 오염 토양 및지하수 복원장치 - Google Patents

오염물질이 불규칙하게 분포된 지중의 오염 토양 및지하수 복원장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 오염 토양 및 지하수 복원장치에 관한 것으로, 오염 물질이 불규칙하게 분포된 지중에 설치되고, 지중의 깊이에 대응되는 소정 길이를 갖도록 다수개 연결되며, 각각에 슬릿패턴이 형성된 스크린 웰부재; 상기 각각의 스크린 웰부재에 의해 구획된 소정 깊이의 지중에 분포되어 있는 기액상의 오염 물질을 추출하거나, 그 지중 속으로 공기 또는 생/화학적 제제를 선택적으로 주입하여 상기 오염 물질을 생분해시키기 위해 상기 스크린 웰부재 각각의 구획 깊이에 대응하는 길이를 갖도록 상기 스크린 웰부재 내부에 설치되며, 상기 스크린 웰부재의 슬릿패턴에 대응되는 슬릿패턴이 형성된 다수의 추출/주입 겸용 파이프; 상기 파이프로부터 기액상의 오염 물질을 추출하기 위해 각각의 상기 파이프와 선택적으로 연통되는 추출유로; 상기 파이프로 대기 중의 공기 또는 생/화학적 제제를 공급하기 위해 각각의 상기 파이프와 선택적으로 연통되는 주입유로; 및 상기 오염 물질의 추출작업과 공기 또는 생/화학적 제제의 주입 작업을 동시에 수행할 수 있도록 각각의 상기 추출유로 및 주입유로를 선택적으로 개폐시키기 위한 중계수단을 구비한다.

Description

오염물질이 불규칙하게 분포된 지중의 오염 토양 및 지하수 복원장치 {Restitutive apparatus for polluted soil and subterranean water}
본 발명은 오염물질이 불규칙하게 분포된 오염 토양 및 지하수 복원장치에 관한 것으로, 상세하게는 지중에 불규칙하게 분포된 오염물질을 지중의 깊이에 관계없이 선택적으로 제거할 수 있도록 토양증기 추출법(SVE), 바이오-슬러핑법(Bio-slurping), 공기 주입법(BV), 바이오-데그러데이션법(Bio-degradation) 및 토양 세정법(Soil Flushing)을 적용 가능한 구조를 가진 오염물질이 불규칙하게 분포된 지중의 오염 토양 및 지하수 복원장치에 관한 것이다.
최근 산업화가 가속됨에 따라 중금속, 유류 및 기타 유해물질로 인한 토양 및 지하수의 오염이 심각한 환경문제로 대두되고 있다.
이와 같이, 유해물질에 의해 오염된 토양 및 지하수를 복원하는 기술은 복원방법에 따라 물리적, 화학적, 생물학적 기술로 분류되며, 복원하는 위치에 따라 지중 처리(In-situ)와 지상처리(Ex-situ) 기술로 분류된다. 그리고, 오염된 미디아 (media)에 따라 토양과 지하수로 분류할 수 있다.
상기 지중 처리 방법 중에는 토양 사이의 공기를 대기압 보다 낮은 압력구배로 형성시켜 토양을 진공상태로 만들어 줌으로써, 공기를 외부로 추출시킬 때 토양의 공극 사이에 존재하는 휘발성, 준휘발성 오염 물질이 기화되어 공기와 함께 배출되는 원리를 이용한 토양증기 추출법(SVE; Soil Vapor Extraction)과, 오염된 지하수와 지중의 오염증기를 동시에 추출하는 바이오-슬러핑법(Bio-slurping)과, 토양에 공기를 강제적으로 주입하여 토양의 산소 농도를 증대시킴으로써 미생물의 활성도를 높여주는 공기 주입법(BV; Bio venting)과, 생화학적 제제를 오염된 토양 또는 지하수에 주입하여 생분해시키는 바이오-데그러데이션법(Bio-degradation)과, 오염된 토양을 세정하는 토양 세정법(Soil Flushing) 등이 있다.
이러한 대부분의 지중 처리 기술의 적용시에는 오염 지역에 소정의 시추장비를 이용하여 소정 직경을 가진 웰(well)을 보링(boring)한 후, 스크린 웰(screen well)을 설치한 다음, 각각의 스크린 웰 내부에 추출용 파이프 또는 주입용 파이프를 설치한다.
그런데, 토양에 존재하는 오염물질이 지중에 불규칙하게 분포되는 바, 오염 토양 및 지하수를 복원하기 위해서는 오염물질이 분포된 지중의 깊이에 따라 스크린 웰의 길이가 결정되며, 추출용 파이프 및 주입용 파이프의 길이가 결정된다.
이와 같이, 오염물질이 지중에 불규칙하게 분포된 경우, 예를 들어 유류가 지중에 불규칙하게 분포되어 있거나, 매립장과 같이 유해물질이 지중에 불규칙하게 분포된 경우, 각각의 오염물질이 분포된 지중의 깊이에 대응하는 길이를 가진 각각의 스크린 웰을 설치하고, 그 스크린 웰 내부에 오염 토양 및 지하수 복원방법에 대응하는 추출용 파이프 또는 주입용 파이프를 설치해야 하므로, 오염 토양 및 지하수 복원작업 기간이 많이 소요되며, 복원 설비의 설치 작업 공정이 증가하게 되는 등의 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하고자 창출된 것으로서, 지중에 불규칙하게 분포된 오염물질을 지중의 깊이에 관계없이 선택적으로 제거할 수 있도록 오염 물질의 추출 및 공기 또는 생/화학적 제제의 주입을 동시에 수행할 수 있는 구조를 가진 오염물질이 불규칙하게 분포된 지중의 오염 토양 및 지하수 복원장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 오염물질이 불규칙하게 분포된 지중의 오염 토양 및 지하수 복원장치의 구성을 개략적으로 도시한 단면 구성도.
도 2는 도 1의 요부를 도시한 분해 사시도.
도 3 내지 도 7은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 오염물질이 불규칙하게 분포된 지중의 오염 토양 및 지하수 복원장치의 동작을 설명하기 위한 단면 구성도.
도 8은 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 오염물질이 불규칙하게 분포된 지중의 오염 토양 및 지하수 복원장치의 요부를 도시한 단면 구성도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
20... 스크린 웰부재 25... 상부캡
26... 연결편 27... 하부캡
30... 추출/주입 겸용 파이프
34... 추출유로 35... 주입유로
40... 추출수단 50... 주입수단
80... 중계수단 90... 샘플링 포트
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 오염 물질이 불규칙하게 분포된 지중에 설치되고, 지중의 깊이에 대응되는 소정 길이를 갖도록 다수개 연결되며, 각각에 슬릿패턴이 형성된 스크린 웰부재; 상기 각각의 스크린 웰부재에 의해 구획된 소정 깊이의 지중에 분포되어 있는 기액상의 오염 물질을 추출하거나, 그 지중 속으로 공기 또는 생/화학적 제제를 선택적으로 주입하여 상기 오염 물질을 생분해시키기 위해 상기 스크린 웰부재 각각의 구획 깊이에 대응하는 길이를 갖도록 상기 스크린 웰부재 내부에 설치되며, 상기 스크린 웰부재의 슬릿패턴에 대응되는 슬릿패턴이 형성된 다수의 추출/주입 겸용 파이프; 상기 파이프로부터 기액상의 오염 물질을 추출하기 위해 각각의 상기 파이프와 선택적으로 연통되는 추출유로; 상기 파이프로 대기 중의 공기 또는 생/화학적 제제를 공급하기 위해 각각의 상기 파이프와 선택적으로 연통되는 주입유로; 및 상기 오염 물질의 추출과 공기 또는 생/화학적 제제의 주입 작업을 동시에 수행할 수 있도록 각각의 상기 추출유로 및 주입유로를 선택적으로 개폐시키기 위한 중계수단을 구비한다.
본 발명에 따른 오염물질이 불규칙하게 분포된 지중의 오염 토양 및 지하수 복원장치에 있어서, 상기 각각의 스크린 웰부재는: 최상부측 스크린 웰부재의 상단에 결합되며, 상기 파이프가 삽입 가능한 다수의 삽입공이 마련된 상부캡; 최하부측 스크린 웰부재의 하단에 결합되는 하부캡; 및 상기 최상부측 스크린 웰부재와 최하부측 스크린 웰부재 사이에 설치되는 적어도 하나 이상의 스크린 웰부재를 상기 최상부측 스크린 웰부재와 최하부측 스크린 웰부재에 서로 연결시킬 수 있도록 스크린 웰부재 각각의 연결부위에 설치되며, 상기 파이프가 삽입 가능한 삽입공이 마련된 연결편을 구비한다.
본 발명에 따른 오염물질이 불규칙하게 분포된 지중의 오염 토양 및 지하수 복원장치에 있어서, 상기 중계수단은: 사용자의 조작에 의해 상기 추출유로 및 주입유로를 상기 파이프와 선택적으로 연통시킬 수 있도록 상기 추출유로 및 주입유로 각각에 설치되는 밸브체를 구비한다.
본 발명에 따른 오염물질이 불규칙하게 분포된 지중의 오염 토양 및 지하수 복원장치에 있어서, 상기 추출유로를 통해 추출되는 오염 물질을 선택적으로 유출시켜 오염 물질의 농도를 측정하기 위해 상기 추출유로 상에 설치된 샘플링 포트를 더 구비한다.
따라서, 본 발명은 오염물질이 지중에 불규칙하게 분포되더라도, 지중의 깊이에 관계없이 한번의 설치 작업으로 각각의 깊이에 대응하는 지중에 분포된 오염물질을 용이하게 추출 또는 생분해시킬 수 있으므로, 복원 설비의 설치 작업 공정이 감소되어 결과적으로 오염 토양 및 지하수 복원작업 기간이 단축되는 점에 그 특징이 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 오염물질이 불규칙하게 분포된 지중의 오염 토양 및 지하수 복원장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 오염물질이 불규칙하게 분포된 지중의 오염 토양 및 지하수 복원장치의 구성을 개략적으로 도시한 단면 구성도이다.
도 1을 참조하면, 상기 오염 토양 및 지하수 복원장치(100)는 오염 물질이 불규칙하게 분포된 지중에 다수개 연결된 스크린 웰부재(20)와, 각각의 스크린 웰부재(20)에 대응하는 소정 깊이의 지중에 분포된 기액상의 오염 물질을 추출하거나 그 지중 속으로 공기 또는 생/화학적 제제를 선택적으로 주입하여 오염 물질을 생분해시키기 위해 스크린 웰부재(20) 내부에 설치되는 다수의 추출/주입 겸용 파이프(30)와, 파이프(30)로부터 기액상의 오염 물질을 추출하기 위해 각각의 파이프 (30)와 선택적으로 연통되는 추출유로(34)와, 파이프(30)로 대기 중의 공기 또는 생/화학적 제제를 공급하기 위해 각각의 파이프(30)와 선택적으로 연통되는 주입유로(35)와, 각각의 추출유로(34) 및 주입유로(35)를 선택적으로 개폐시키기 위한 중계수단(80)을 구비한다.
상기 스크린 웰부재(20)는 유해물질이 불규칙하게 오염된 오염 지역 예컨대, 각종 유류에 의해 오염된 지역의 지중 또는 중금속과 같은 유해물질이 지중에 불규칙하게 분포된 매립장의 지중에 설치되는 것으로서, 토양 사이의 공기를 대기압 보다 낮은 압력구배로 형성시켜 토양을 진공상태로 만들어 줌으로써, 공기를 외부로 추출시킬 때 토양의 공극 사이에 존재하는 휘발성, 준휘발성 오염 증기가 기화되어 공기와 함께 배출되는 원리를 이용한 토양 증기 추출법(SVE; Soil VaporExtraction)과, 오염된 지하수와 지중의 오염 증기를 동시에 추출하는 바이오-슬러핑법(Bio-slurping)과, 토양에 공기를 강제적으로 주입하여 토양의 산소 농도를 증대시킴으로써 미생물의 활성도를 높여주는 공기 주입법(BV; Bio venting)과, 생화학적 제제를 오염된 토양 또는 지하수에 주입하여 생분해시키는 바이오-데그러데이션법(Bio-degradation)과, 오염된 토양을 세정하는 토양 세정법(Soil Flushing) 등을 적용하기 위한 구조를 가진다.
상기 스크린 웰부재(20)는 각각에 의해 구획된 소정 깊이의 지중에 분포되어 있는 기액상의 오염 물질을 선택적으로 추출하거나, 그 지중 속으로 공기 또는 생/화학적 제제를 선택적으로 주입하여 오염 물질을 생분해시킬 수 있도록 다수개가 연결된다.
상기 스크린 웰부재(20)는 최상부측에 설치된 제1스크린 웰부재(21)와, 제1스크린 웰부재(21)의 하단에 연결된 제2스크린 웰부재(22)와, 제2스크린 웰부재 (22)의 하단에 연결된 제3스크린 웰부재(23)를 구비한다. 본 발명의 스크린 웰부재(20)는 편의상 도면에 3개가 서로 연결된 구조를 가지나, 이에 한정되지 않고 지중의 깊이에 따라 그 이상의 갯수가 서로 연결될 수도 있다. 참조부호 11과, 12는 제1 내지 제3스크린 웰부재(21-23)의 상단 부위에 그라우팅된 벤토나이트(bentonite)와 시멘트를 각각 나타내고, 참조부호 13은 제1 내지 제3 스크린 웰부재(21-23)의 상단 부위로부터 하단 부위까지 채워진 모래를 나타낸다.
상기 제1 내지 제3스크린 웰부재(21-23)는 상하단이 개방된 소정 길이의 파이프 형상을 취하며, 기액상의 오염 물질을 내부공간으로 유입시키거나, 지상에서공급되는 공기 또는 생/화학적 제제를 지중의 토양에 선택적으로 공급시킬 수 있도록 다공성의 슬릿패턴(21a,22a,23a)이 형성된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 스크린 웰부재(20)는 제1스크린 웰부재(21)의 상단을 폐쇄시킬 수 있도록 그 상단에 나사식으로 결합되는 상부캡(25)과, 제1 및 제2스크린 웰부재(21,22)를 상호 연결시킬 수 있도록 제1스크린 웰부재(21)의 하단과 제2스크린 웰부재(22)의 상단에 나사식으로 결합되고 제2 및 제3스크린 웰부재(22,23)를 상호 연결시킬 수 있도록 제2스크린 웰부재(22)의 하단과 제3스크린 웰부재(23)의 상단에 각각 나사식으로 결합되는 연결편(26)과, 제3스크린 웰부재(23)의 하단을 폐쇄시킬 수 있도록 그 하단에 나사식으로 결합되는 하부캡 (27)을 구비한다.
상기 상부캡(25)과 연결편(26) 각각에는 상기 추출/주입 겸용 파이프(30)가 삽입 가능한 다수의 관통공(25a,26a)이 형성된다.
상기 추출/주입 겸용 파이프(30)는 제1 내지 제3스크린 웰부재(21-23) 각각에 대응되는 깊이의 지중에 분포된 기액상의 오염 물질을 선택적으로 추출하거나 그 지중 속으로 공기 또는 생/화학적 제제를 선택적으로 주입하여 오염 물질을 생분해시킬 수 있도록 상부캡(25)과 연결편(26)에 형성된 관통공(25a,26a)에 삽입되며, 스크린 웰부재(20)의 내측 영역에 위치된다.
상기 추출/주입용 파이프(30)는 제1스크린 웰부재(21)에 대응되는 깊이의 지중에 분포된 기액상의 오염 물질을 선택적으로 추출하거나 대기 중의 공기 또는 생/화학적 제제를 선택적으로 주입시킬 수 있도록 상부캡(25)의 관통공(25a)에 삽입되며 제1스크린 웰부재(21)에 대응되는 길이를 가진 제1파이프(31)와, 제1 및 제2스크린 웰부재(21,22)에 대응되는 깊이의 지중에 분포된 기액상의 오염 물질을 선택적으로 추출하거나 대기 중의 공기 또는 생/화학적 제제를 선택적으로 주입시킬 수 있도록 상부캡(25) 및 제2스크린 웰부재(22)측 연결편(26)의 관통공(25a,26a)에 각각 삽입되며 제1 및 제2스크린 웰부재(21,22)의 전체 길이에 대응되는 길이를 가진 제2파이프(32)와, 제1 내지 제3스크린 웰부재(21,22,23)에 대응되는 깊이의 지중에 분포된 기액상의 오염 물질을 선택적으로 추출하거나 대기 중의 공기 또는 생/화학적 제제를 지중에 선택적으로 주입시킬 수 있도록 상부캡(25), 제2스크린 웰부재(22) 및 제3스크린 웰부재(23)측 연결편(26)의 관통공(25a,26a)에 각각 삽입되며 제1 내지 제3스크린 웰부재(21,22,23)의 전체 길이에 대응되는 길이를 가진 제3파이프(33)를 구비한다.
또한, 상기 제1 내지 제3파이프(31-33)는 제1 내지 제3스크린 웰부재(21-23) 각각의 슬릿패턴(21a,22a,23a)에 대응되는 슬릿패턴(31a,32a,33a)이 각각 형성된다. 본 발명의 추출/주입 겸용 파이프(30)는 편의상 3개가 스크린 웰부재(20) 내에 설치된 구조를 가지나, 이에 한정되지 않고 지중의 깊이에 따른 스크린 웰부재(20)의 갯수에 의해 그 이상의 갯수가 설치될 수도 있다.
상기 추출유로(34)는 각각의 제1 내지 제3파이프(31-33)와 연결된 관로의 구조를 가진다.
상기 추출유로(34)는 각각의 제1 내지 제3파이프(31-33)로부터 소정 펌핑력에 의해 선택적으로 추출된 기액상의 오염 물질에 존재하는 유기물질을 제거하여외부로 방출시키기 위한 통상의 추출수단(40)과 연결된다.
상기 추출수단(40)은 제1 내지 제3파이프(31-33)로부터 추출된 오염수 및 오염 증기를 수용할 수 있도록 추출유로(34)와 각각 연결된 진공 용기(41)와, 진공 용기(41) 내에 수용된 오염 물질 중 오염 증기를 흡입하여 오염 증기에 존재하는 유기 물질을 제거할 수 있도록 통상의 활성탄(42)을 가진 흡착부재(43)와, 소정 펌핑력에 의해 제1 내지 제3파이프(31-33)로부터 지중의 오염 물질을 진공용기(41)로 흡입하고 흡입된 오염 물질 중 오염 증기를 흡착부재(43)로 공급할 수 있도록 진공 용기(41)와 흡착부재(43) 사이의 유로 상에 설치된 진공펌프(44)와, 진공 용기(41) 내에 수용된 오염 물질 중 오염수를 정화 처리할 수 있도록 진공 용기(41)와 연결된 통상의 오염수 처리부재(45)를 구비한다.
상기 주입유로(35)는 제1 내지 제3파이프(31-33)에 대응되는 각각의 추출유로(34)와 연결되며 하나의 유로로 합류되는 구조를 가진다.
상기 주입유로(35)는 대기 중의 공기 또는 소정의 생/화학적 제제를 각각의 제1 내지 제3파이프(31-33)에 선택적으로 주입하여 오염 물질을 생분해시키기 위한 주입수단(50)과 연결된다.
상기 주입수단(50)은 대기 중으로부터 흡입된 공기를 각각의 제1 내지 제3파이프(31-33)에 선택적으로 주입할 수 있도록 주입유로(35)와 연결된 에어탱크(51)와, 소정의 생/화학적 제제를 각각의 제1 내지 제3파이프(31-33)에 선택적으로 주입할 수 있도록 주입유로(35)와 연결된 생/화학적 제제 주입탱크(52)와, 에어탱크(51) 및 생/화학적 제제 주입탱크(52)에 소정 송풍력을 제공할 수 있도록주입유로(35)와 연결된 에어탱크(51) 및 생/화학적 제제 주입탱크(52)의 연결 유로 상에 설치된 블로워(blower: 53)를 구비한다.
상기 주입수단(50)은 주입유로(35)와 연결된 에어탱크(51)에 의해 각각의 제1 내지 제3파이프(31-33)에 공기만을 선택적으로 주입할 수 있고, 주입유로(35)와 연결된 생/화학적 제제 주입탱크(52)에 의해 각각의 제1 내지 제3파이프(31-33)에 생/화학적 제제만을 선택적으로 주입할 수 있으며, 공기와 생/화학적 제제를 각각의 제1 내지 제3파이프(31-33)에 동시에 주입할 수도 있다. 즉, 대기 중의 공기 또는 생화학적 제제는 에어탱크(51)와 주입유로(35) 사이에 설치된 밸브와, 생/화학적 제제 주입탱크(52)와 주입유로(35) 사이에 설치된 밸브의 조작에 의해 공기 및 생/화학적 제제 중 선택된 어느 하나 또는 둘 모두가 각각의 제1 내지 제3파이프(31-33)에 주입될 수 있게 된다.
상기 생/화학적 제제는 토양의 생분해를 활성화시킬 수도 있도록 오염 물질의 생분해 능력이 뛰어난 미생물 예컨대 시도모나스 계열(pseudomonas sp.)의 미생물 또는 계면 활성제를 포함한다.
상기 중계수단(80)은 오염 물질의 추출과 공기 또는 생/화학적 제제의 주입 작업을 별도로 수행하거나 동시에 수행하기 위한 것으로서, 각각의 추출유로(34) 및 주입유로(35)를 제1 내지 제3파이프(31-33)와 선택적으로 연통시킬 수 있도록 각각의 추출유로(34) 및 주입유로(35) 상에 설치되며, 사용자의 수조작에 의해 개폐되는 다수의 밸브체(81-86)를 구비한다.
상기 밸브체(81-86)는 편의상 도면에 도시된 갯수대로 각각의 제1 내지 제3파이프(31-33)에 대응되는 추출유로(34) 상에 설치된 3개의 제1 내지 제3밸브체 (81-83)와, 각각의 주입유로(35) 상에 설치된 3개의 제4 내지 제6밸브체(84-86)를 구비한다. 즉, 상기 밸브체(81-86)는 추출수단(40)으로 통하는 추출유로(34)와 주입수단(50)으로 통하는 주입유로(35)를 선택적으로 개폐시켜 각각의 제1 내지 제3파이프(31-33) 전체로부터 기액상의 오염 물질을 추출하거나 각각의 파이프(31-33) 전체로 공기 또는 생/화학적 제제를 선택적으로 주입할 수 있을 뿐만 아니라, 각각의 파이프(31-33)를 통해 오염 물질의 추출과 공기 또는 생/화학적 제제의 주입 작업을 동시에 수행할 수도 있다. 본 발명에 따른 밸브체(81-86)는 파이프(30)의 갯수에 따라 그 이상의 갯수가 설치될 수도 있다.
상기와 같은 구성된 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 오염물질이 불규칙하게 분포된 지중의 오염 토양 및 지하수 복원장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 3에 도시된 바와 같이, 각각의 제1 내지 제3스크린 웰부재(21-23) 전체에 압력 구배를 형성시켜 각각의 스크린 웰부재(21-23)에 대응하는 깊이의 지중에 분포된 기액상의 오염 물질을 추출하고자 할 경우, 진공펌프(44)가 가동된 상태에서 추출수단(40)으로 통하는 추출유로(34)측의 제1 내지 제3밸브체(81-83)를 각각 조작하여 추출유로(34)를 개방시킨 다음, 주입수단(50)으로 통하는 주입유로 (35)측의 제4 내지 제6밸브체(84-86)를 조작하여 주입유로(35)를 폐쇄시킨다.
이어서, 각각의 제1 내지 제3스크린 웰부재(21-23)의 내부 공간은 진공펌프 (44)의 펌핑력에 의해 진공상태가 유지되고, 소정의 압력 구배가 형성되며, 지중의토양에 잔재된 오염 증기 및 오염수는 압력 구배에 의해 각각의 제1 내지 제3스크린 웰부재(21-23)에 형성된 슬릿패턴(21a,22a,23a)을 통해 제1 내지 제3스크린 웰부재(21-23)의 내부 공간으로 각각 유입되고, 동시에 제1 내지 제3파이프(31-33)에 형성된 슬릿패턴(31a,32a,33a)을 통해 제1 내지 제3파이프(31-33)의 내부 공간으로 흡입된다. 즉, 지중의 오염 증기 및 오염수는 토양 속의 공기가 스크린 웰부재(21-23) 각각의 내부 공간으로 흡입될 때, 통기성이 가장 좋은 지역을 따라 흡입되는 공기와 함께 파이프(31-33) 각각의 내부 공간으로 흡입된다.
다음, 제1 내지 제3파이프(31-33)의 내부 공간으로 유입된 오염 증기 및 오염수는 진공펌프(44)의 펌핑력에 의해 진공용기(41)의 내부로 흡입된다.
이어서, 진공용기(41)의 수용 공간으로 흡입된 기액상의 오염 물질 중 오염 증기는 흡착부재(43)의 활성탄(42)을 경유하면서 활성탄(42)에 의해 유기 물질이 흡착된다. 그리고, 유기 물질이 제거된 순수 증기는 외부로 방출된다.
이와 동시에, 진공용기(41)의 수용 공간으로 흡입된 기액상의 오염 물질 중 오염수는 통상의 오염수 처리부재(45)로 유출되어 정화 처리된다.
한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 각각의 제1 내지 제3스크린 웰부재(21-23) 전체에 대응되는 깊이의 지중에 분포된 기액상의 오염 물질을 추출하지 않고, 예를 들어 제1 및 제3스크린 웰부재(21,23)에 대응되는 깊이의 지중에 분포된 기액상의 오염 물질 만을 추출하고자 할 경우, 진공펌프(44)가 가동된 상태에서 추출수단 (40)으로 통하는 추출유로(34)측의 제1 및 제3밸브체(81,83)를 각각 조작하여 추출유로(34)를 개방시킨 다음, 주입수단(50)으로 통하는 주입유로(35)측의 제4 내지제6밸브체(84-86)를 조작하여 주입유로(35)를 폐쇄시킨다. 그러면, 앞서 설명한 바와 같은 동작에 의해 오염 물질이 추출된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 각각의 제1 내지 제3스크린 웰부재(21-23) 전체에 공기 또는 생/화학적 제제를 선택적으로 주입하여 각각의 스크린 웰부재(21-23)에 대응하는 깊이의 지중에 분포된 오염 물질을 생분해시키고자 할 경우, 블로워(53)가 가동된 상태에서 주입수단(50)으로 통하는 주입유로(35) 상의 제4 내지 제6밸브체(84-86)를 개방시킨 다음, 추출수단(40)으로 통하는 추출유로(34) 상의 제1 내지 제3밸브체(81-83)를 조작하여 추출유로(34)를 폐쇄시킨다. 그러면, 대기 중의 공기 또는 소정 생/화학적 제제는 블로워(53)의 소정 송풍력에 의해 주입유로(35)를 통해 각각의 제1 내지 제3파이프(31-33)로 공급된다. 이 때, 대기 중의 공기만을 각각의 제1 내지 제3파이프(31-33)로 공급시키기 위해서는 에어탱크(51)와 주입유로(35) 사이의 밸브를 개방시키고, 생/화학적 제제 주입탱크(52)와 주입유로 (35) 사이의 밸브를 폐쇄시킨다. 그러면, 대기 중의 공기는 블로워(53)에 의해 에어탱크(51)로 흡입되어 소정 압력으로 압축된 다음, 각각의 제1 내지 제3파이프(31-33)로 공급된다. 또한, 생/화학적 제제 주입탱크(52)의 생/화학적 제제 만을 각각의 제1 내지 제3파이프(31-33)로 공급시키기 위해서는 에어탱크(51)와 주입유로(35) 사이의 밸브를 폐쇄시키고, 생/화학적 제제 주입탱크(52)와 주입유로 (35) 사이의 밸브를 개방시킨다. 그러면, 생/화학적 제제 주입탱크(52) 내부의 생/화학적 제제는 블로워(53)에 의해 각각의 제1 내지 제3파이프(31-33)로 공급된다. 아울러, 대기 중의 공기와 생/화학적 제제 주입탱크(52)의 생/화학적 제제를 각각의 제1 내지 제3파이프(31-33)로 동시에 공급시키기 위해서는 에어탱크(51)와 주입유로(35) 사이의 밸브를 개방시키고, 생/화학적 제제 주입탱크(52)와 주입유로(35) 사이의 밸브를 개방시킨다. 그러면, 대기 중의 공기와 생/화학적 제제는 블로워(53)에 의해 각각의 제1 내지 제3파이프(31-33)로 동시에 공급된다.
한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 각각의 스크린 웰부재(21-23)에 대응하는 깊이의 지중에 분포된 오염 물질을 생분해시키지 않고, 예를 들어 제1 및 제3스크린 웰부재(21,23)에 대응되는 깊이의 지중에 분포된 오염 물질만을 생분해시키고자 할 경우, 블로워(53)가 가동된 상태에서 주입수단(50)으로 통하는 주입유로(35) 상의 제4 및 제6밸브체(84,86)를 개방시킨 다음, 추출수단(40)으로 통하는 추출유로 (34) 상의 제1 내지 제3밸브체(81-83)를 조작하여 추출유로(34)를 폐쇄시킨다. 그러면, 대기 중의 공기 또는 생/화학적 제제는 주입수단(50)에 의해 제1 및 제3파이프(31,33)의 내부 공간으로 공급된다.
도 7에 도시된 바와 같이, 예를 들어 제1 및 제3스크린 웰부재(21,23)로부터 기액상의 오염 물질을 추출함과 동시에, 제2스크린 웰부재(22)에 공기 또는 생/화학적 제제를 선택적으로 주입하고자 할 경우, 진공펌프(44) 및 블로워(53)가 모두 가동된 상태에서 추출수단(40)과 통하는 추출유로(34) 상의 제1 및 제3밸브체 (81,83)를 개방시킴과 동시에, 제2밸브체(82)를 폐쇄시킨다. 아울러, 주입수단(50)과 통하는 주입유로(35) 상의 제5밸브체(85)를 조작하여 개방시키고, 제4 및 제6밸브체(84,86)를 폐쇄시킨다. 그러면, 앞서 설명한 동작에 의해 제1 및 제3파이프 (31,33)로부터 오염 물질을 추출함과 동시에, 제2파이프(32)에 공기 또는 생/화학적 제제를 선택적으로 주입할 수 있게 된다.
따라서, 본 발명에 따른 오염 토양 및 지하수 복원장치는 전체 스크린 웰부재에 대응되는 깊이의 지중에 분포된 기액상의 오염 물질을 물리적으로 추출해 내거나, 공기 또는 생/화학적 제제를 선택적으로 주입하여 생/화학적으로 오염 물질을 생분해시킬 수 있을 뿐만 아니라, 동시에 소정 깊이에 대응되는 지중의 기액상의 오염 물질을 추출하고, 공기 또는 생/화학적 제제를 주입하는 겸용 작업이 가능하다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 오염물질이 불규칙하게 분포된 지중의 오염 토양 및 지하수 복원장치의 구성을 도시한 단면 구성도이다. 도 1에서 설명된 부호와 동일한 구성요소는 동일한 기능을 가진 동일부재이다.
도 8을 참조하면, 상기 오염 토양 및 지하수 복원장치(200)는 추출유로(34)를 통해 추출되는 오염 물질을 선택적으로 유출시켜 오염 물질에 함유된 휘발성 가스의 VOC 농도와, 매탄가스, 이산화탄소 또는 산소 등의 농도를 측정할 수 있도록 추출유로(34) 상에 설치된 샘플링 포트(90)를 구비한다.
상기 샘플링 포트(90)는 통상적인 밸브체의 구조를 가지며, 사용자의 조작에 의해 선택적으로 개폐 가능하다.
이상에서의 설명에서와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 오염물질이 불규칙하게 분포된 지중의 오염 토양 및 지하수 복원장치는 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 오염물질이 지중에 불규칙하게 분포되더라도, 지중의 깊이에 관계없이 한번의 설치 작업으로 각각의 깊이에 대응하는 지중에 분포된 오염물질을 용이하게 추출 또는 생분해시킬 수 있으므로, 복원 설비의 설치 작업 공정이 감소되어 결과적으로 오염 토양 및 지하수 복원작업 기간이 단축된다.
둘째, 오염 물질의 추출과 공기 또는 생/화학적 제제의 주입을 동시에 수행할 수 있고, 필요에 따라 추출 작업 또는 공기 또는 생/화학적 제제 주입작업을 전용 실시할 수 있으므로, 불포화 대수층 및 포화된 지반의 오염 물질을 무인 작업에 의한 자동화 장치에 의해 정화 가능하며, 작업성이 향상된다.

Claims (4)

  1. 오염 물질이 불규칙하게 분포된 지중에 설치되고, 지중의 깊이에 대응되는 소정 길이를 갖도록 다수개 연결되며, 각각에 슬릿패턴이 형성된 스크린 웰부재;
    상기 각각의 스크린 웰부재에 의해 구획된 소정 깊이의 지중에 분포되어 있는 기액상의 오염 물질을 추출하거나, 그 지중 속으로 공기 또는 생/화학적 제제를 선택적으로 주입하여 상기 오염 물질을 생분해시키기 위해 상기 스크린 웰부재 각각의 구획 깊이에 대응하는 길이를 갖도록 상기 스크린 웰부재 내부에 설치되며, 상기 스크린 웰부재의 슬릿패턴에 대응되는 슬릿패턴이 형성된 다수의 추출/주입 겸용 파이프;
    상기 파이프로부터 기액상의 오염 물질을 추출하기 위해 각각의 상기 파이프와 선택적으로 연통되는 추출유로;
    상기 파이프로 대기 중의 공기 또는 생/화학적 제제를 공급하기 위해 각각의 상기 파이프와 선택적으로 연통되는 주입유로; 및
    상기 오염 물질의 추출과 공기 또는 생/화학적 제제의 주입 작업을 동시에 수행할 수 있도록 각각의 상기 추출유로 및 주입유로를 선택적으로 개폐시키기 위한 중계수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 오염물질이 불규칙하게 분포된 지중의 오염 토양 및 지하수 복원장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 각각의 스크린 웰부재는:
    최상부측 스크린 웰부재의 상단에 결합되며, 상기 파이프가 삽입 가능한 다수의 삽입공이 마련된 상부캡;
    최하부측 스크린 웰부재의 하단에 결합되는 하부캡; 및
    상기 최상부측 스크린 웰부재와 최하부측 스크린 웰부재 사이에 설치되는 적어도 하나 이상의 스크린 웰부재를 상기 최상부측 스크린 웰부재와 최하부측 스크린 웰부재에 서로 연결시킬 수 있도록 스크린 웰부재 각각의 연결부위에 설치되며, 상기 파이프가 삽입 가능한 삽입공이 마련된 연결편을 구비하는 것을 특징으로 하는 오염물질이 불규칙하게 분포된 지중의 오염 토양 및 지하수 복원장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 중계수단은:
    사용자의 조작에 의해 상기 추출유로 및 주입유로를 상기 파이프와 선택적으로 연통시킬 수 있도록 상기 추출유로 및 주입유로 각각에 설치되는 밸브체를 구비하는 것을 특징으로 하는 오염물질이 불규칙하게 분포된 지중의 오염 토양 및 지하수 복원장치.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 추출유로를 통해 추출되는 오염 물질을 선택적으로 유출시켜 오염 물질의 농도를 측정하기 위해 상기 추출유로 상에 설치된 샘플링 포트를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 오염물질이 불규칙하게 분포된 지중의 오염 토양 및 지하수 복원장치.
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