KR100439742B1 - 토양 공극의 미세공기압 자동조절 방식에 의한 유류 및유기물 오염토양의 지상 고층야적식 정화방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유류 또는 생분해성 유기물질로 오염된 토양을 비교적 좁은 부지에서 미생물의 분해반응을 통하여 빠른 시간 내에 고효율로 처리할 수 있는 유류오염 토양의 지상복원장치 및 관리기술로서 지상에 두터운 다층구조물로 야적된 오염토양에 대해 토양공극 중의 공기압을 미세하게 감지하여 공기 또는 고농도 산소를 토양속으로 가압하거나 토양으로부터 휘발성물질을 감압추출하도록 브로워를 주기적이며 반복적으로 작동하도록 하여 토양층의 공극간 암밀도를 조절함으로서 산소의 유동성을 증가시켜 미생물 대사활성을 극대화시키고 휘발성물질을 회수하도록 하여 유류 및 유기물을 효과적으로 제거하게 하는데 있으며 본 오염토양의 지상정화방법은 물리적이며 생물학적 오염토양 병행처리를 위한 자동관리형 복원장치 및 장치운전기술을 포함한 것이다.

본 발명의 장치는 기존의 토양경작법(Land Farming) 기법에서 발생되는 대기 및 지하수의 이차오염이 없도록 하는 임의의 부지에서 부지조건에 따라 오염토양을 지상으로 평균 0.5m 이상에서 5.0m 이하로 쌓아 올리며 야적된 다층토양구조물 내부에 약 0.3m에서 1.5m 사이의 상하 또는 측면 간격으로 공기를 주입하거나 추출하는 다공성 유공관을 설치하고 유공관과 유공관 중앙에 미세압력을 감지하는 자동 또는 수동기록 압력계를 다수 설치하여 토양층의 공극내 압력변화를 측정하게 한다. 계측기에 나타나는 압력에 따라 공기가압장치 또는 감압추출장치를 자동으로 변환하여 작동하게 함으로서 토양층의 압밀도를 낮게 유지하는 동시에 오염토양 공극중으로 산소의 투과 및 전달이 효과적으로 이루어지도록 하여 오염토양의 정화속도를 가속화한다.

또한, 토양층의 압밀도 제어를 통하여 토양층 내 공극율을 증가시켜 산소 농도를 높게 유지하는 동시에 토양층 내 유기물 분해활성을 높이기 위해 온도 및 습도를 자동으로 계측하여 관리할 수 있도록 하며 필요에 따라 스팀 발생장치를 이용하여 가온 및 가습을 실시한다.

Description

토양 공극의 미세공기압 자동조절 방식에 의한 유류 및 유기물 오염토양의 지상 고층야적식 정화방법 및 그 장치{Pile type purifying method of soil contaminated by oil and organic wastes using automatic control of air pressure of soil pore and apparatus thereof}

본 발명은 고층으로 야적된 토양층 공극의 미세공기압 자동관리에 따른 유기성 오염토양의 지상 다층구조물 내 생물학적 고속정화를 위한 자동제어관리형 오염토 지상복원 장치 및 운전방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 지상에 두터운 다층구조물로 야적된 오염토양에 대해 토양공극 중의 공기압을 미세하게 감지하여 공기 또는 고농도 산소를 토양속으로 가압하거나 토양으로부터 휘발성물질을 감압추출하도록 브로워를 주기적이며 반복적으로 작동하도록 하여 토양층의 공극간 압밀도를 조절함으로서 산소의 유동성을 증가시켜 미생물 대사활성을 극대화시키고 휘발성물질을 회수하도록 하여 유류 및 유기물을 효과적으로 제거할 수 있는 토양 공극의 미세공기압 자동조절 방식에 의한 유류 및 유기물 오염토양의 지상 고층야적식 정화방법에 관한 것이다.

일반적으로, 주유소, 저유소, 석유화학공장 등의 유류저장시설 또는 유기성 화학물질을 취급하는 공장이나 저장시설물에서 저장물이 누출되거나 설치구조물의균열 등으로 인하여 내용물이 유출되어 지표면이나 지하층의 토양이 오염된 경우 오염된 토양을 복원하기 위해 유기성 오염원을 지하층에 그대로 방치한 상태에서 현장의 정화시설을 이용하여 처리하거나 또는 지하 오염토양을 굴착하여 지상으로 퍼올려 현장 또는 임의의 장소에서 물리화학적 또는 생물학적으로 정화할 수 있다.

또한, 오염부지 중에서도 낮은 깊이의 오염원은 지상으로 굴착하여 처리하는 것이 비용 측면에서 경제적이며 생분해도가 높은 유기성 오염원은 생물학적 방식으로 지상 처리하는 것이 대부분의 오염토 정화작업에 채택하고 있는 일반기술중의 하나이다. 특히, 생분해 가능한 유기성오염원에 의해 오염된 토양을 지상에서 처리하는 방법 중 소각하거나 열분해하는 처리법은 연료의 소비가 과다하여 고비용을 요구하며 불완전 연소시 대기오염을 유발하며 매립하는 방법 역시 오염원을 타부지로 이동시키는 소극적인 방법으로 국내 유휴 부지의 제한으로 인하여 고비용을 요구하고 있다. 따라서, 생분해가 가능한 유기물을 이산화탄소와 물로 완전 산화 분해하는 생물학적인 처리방법은 처리비용이 저렴하다는 특징을 갖고 있어 널리 이용되고 있는 실정이다.

유류 또는 생분해성 유기물에 의해 오염된 토양을 지상에서 특별한 기계적인 장치없이 복원하는 방법으로는 오염원의 주요 분해자인 미생물의 분해활동을 활성화하기 위해 토양을 50㎝ 이하의 낮은 깊이로 야적하여 주기적으로 뒤집기를 실시하거나 미생물의 생육조건을 최적화하도록 하는 생물경작법(Landfarming)이 많이 사용되어 왔다. 본 생물경작법은 특별한 기계장치가 불필요하므로 정화비용이 적게 소요되는 장점이 있는 반면에 미생물의 생육조건을 맞추기 위해 넓은 부지와 처리기간에 상당한 시간을 필요로 하며 대기중으로 비산되는 휘발성 오염원을 처리하는 데에는 한계를 갖는 커다란 단점을 갖고 있다.

특히, 국내 부지의 특성상 오염토양이 지상으로 배출되는 지역에서 넓은 유휴부지를 확보하기는 다소 어려운 여건이며 토사의 운송비와 처리비가 상당히 소요되는 특징이 있다. 이에 따라 좁은 부지에서 상층부로 높게 쌓아 올려 오염원을 생물학적으로 분해하는 기법을 필요로 하고 있으나 지상에서 높게 야적하여 생물학적인 분해를 유도할 경우 산소공급의 제약이 있어 처리효율이 낮은 것이 문제점으로 지적되고 있다. 특히, 유기성 오염원을 제거하기 위해 적용하는 거의 모든 유류 분해균은 호기성이므로 산소가 너무 적어 혐기성 상태가 되지 않도록 주의하는 것이 중요하다.

최근 지상에 높게 야적된 오염토양 정화작업시 미생물의 대사활동에 필수적인 산소의 공급을 해결하기 위해 가압 및 감압브로워를 이용하여 토양층 내부에 설치한 유공관을 통해 공급시켜 주는 것이 일반적이다. 이때, 산소의 양이 충분한 경우 토양의 온도 및 습도 그리고 영양성분의 변화가 생물학적 처리효율에 영향을 줄 수 있기 때문에 환경조건을 적절하게 조절해 주어야 하며 산소공급 또는 영양액 공급 배관 등에 누출이 되는 곳이 있는지를 확인하여야 한다.

특히, 토양중의 미생물은 토양 구조물이 특성상 다양한 영양인자와 환경인자의 최적조건을 스스로 맞추어야 하기 때문에 부적합한 환경조건하에서는 분해활성이 좋은 대수성장단계로의 도달이 늦어지게 되며 오염원의 처리기간이 길어진다. 따라서, 처리되는 오염토양은 미리 미생물이 필요로 하는 최적의 생장조건으로 조성해 주어 분해활성이 좋은 상태로 유지되도록 하는 것이 중요하다.

미생물의 활성에 영향을 끼치는 인자들로서 온도는 일반적인 중온 미생물의 생육에 좋은 15 ∼ 40℃가 적당하며 pH는 중성인 5 ∼ 8.5로 유지시켜 준다. 영양분은 탄소원 질소 및 인의 비율인 C:N:P가 100:10∼12:1로 유지시켜 주며 보통 토양에는 탄소원에 비해 N, P가 적으므로 비율에 알맞게 N, P source를 강제적으로 주입해야만 한다. 함수율은 보통 20％ 전후로 해서 조절을 해주는데 보통의 토양은 함수율이 30％ 정도로 나타나므로 건조시켜 주어야 한다. 그러나, 토양의 양이 너무 많고 자연건조가 어려울 땐 공극율을 높여주어야 하며 영양소를 공급해 줄 수 있는 목재, 톱밥, 또는 유기성 재료 등을 혼합하여 함수율을 조정해 줄 수 있다.

이러한 미생물의 영향인자들은 서로 상호작용을 하고 있어 불균질한 토양에 있어 일정한 조건으로 조절하여 주기가 쉽지 않다. 산소의 양은 온도 및 증식되는 미생물의 종류에 영향을 미치며 다시 온도에 의해 함수율이 조절되고 함수율은 통기성에 영향을 줄 수 있다. 그러므로, 미생물의 영향인자들을 오염토양을 야적하기 전에 미리 조절하여 미생물의 성장 및 분해활성에 위해를 가하지 않도록 하여야 한다. 따라서, 일정한 부지내에 처리하고자 하는 토양을 물리화학적으로 분석하여 토양중의 미생물이 오염물질을 분해 처리하도록 일정한 조건으로 조절하여 준다. 오염토양의 사전조정은 다른 기계적인 장치나 시설물없이 일반적인 혼합작업으로 운영되며 보통 120일 동안의 TPH 제거율이 약 90 ∼ 95％에 이르며 전체 처리기간은 오염원의 농도에 따라 약 3 ∼ 12개월 정도의 처리기간이 소요된다.

본 발명은 지상에서 다층으로 높게 야적하고 야적토양층 사이에 유공관을 관입하여 가압 및 감압에 의해 복원장치를 구성하고 운전하는 생물파일법은 오염토양으로부터 오염원을 생물분해하는 작업과 휘발성 물질을 추출하는 작업을 반복하여 수행함으로서 오염원을 제거하는 방식을 채택하고 있다.

그러나, 대부분의 생물파일법은 가압 및 감압브로워를 반복적으로 작동시켜 통기와 추출작업을 수행하는 동안 시간이 경과할수록 중력과 감압에 의한 공극의 축소 및 압착이 발생하게 된다. 이러한 현상은 토양층의 압밀도가 높게 되면서 토양의 통기성이 저하되고 산소의 공급이 효율적이지 못하게 된다. 이에 따라 오염 토양의 오염원 제거를 위한 미생물의 분해작용이 저해를 받으며 정화시간이 길어지면서 복원기준에 도달하는 운전비용이 증가하게 되는 것이 일반적이다.

가압 및 감압장치의 반복적인 작업에 의해 운전되는 생물파일법에 의해 토양을 복원하는 동안에는 토양층 공극의 통기성을 유지하기 위하여 토양층 내부공간의 압밀도 변화를 측정하여 과리할 필요가 있으며 이러한 압밀도를 측정하기 위한 운전관리방법의 개발을 필요로 하였다. 이에 따라 본 발명에서는 미생물을 이용한 생물학적인 지상처리 방법으로 지상에 높게 야적한 오염토양을 정화하는 작업을 효율적으로 관리하고 정화속도를 통제하고 제어하는 새로운 장치 및 기술의 개발을 수행하였다.

특히, 지상 오염토양의 생물학적 처리를 위한 정화장치의 감시 및 제어관리에 앞서 가장 먼저 야적토양 구조물의 미생물의 생육 조건을 고려해 주어야 하므로토양을 야적하여 처리하는 구조물을 구성하기 전에 물리, 화학적인 특성을 파악하며 미생물이 잘 성장할 수 있도록 산소, 온도, pH, 영양분(N, P), 함수율, 통기성(공극율) 등을 미리 조절하고 잘 맞추어 주는 설치작업의 최적화가 필요하였다. 따라서, 이들 환경인자들의 최적조건을 감시하고 통제하기 위해 감지센서를 설치하고 자동으로 측정하고 제어하는 관리시스템의 설치가 필요하였으며 이에 대해 효과적인 시스템을 제공하도록 하였다.

본 처리기술 및 장치는 2차 오염이 유발되지 않도록 한 곳에서 모든 오염원을 처리할 수 있는 특징을 갖고 있다. 특히, 지상에서 야적된 오염토양을 미생물에 의해 정화하는 경우 구조물에 따라 장시간을 요구할 수 있으며 대기 노출시에는 우수에 의해 침출수가 발생할 수 있다. 일반적으로 야적 토양의 표면을 덮개로 덮어 주는 것이 일반적이지만 침출수 발생시에는 침출수를 처리하는 장치가 필요하다. 발생한 침출수를 유수분리조로 보내어 분리한 후 상등수와 유류를 따로 처리하는 것도 사용될 수 있다.

이상과 같이 오염토양의 영양혼합물을 사전에 조정한 뒤 지상으로 높게 야적하여 정화하는 동안 단순히 산소를 공급하여 생물학적 분해에 의해 처리하는 방법과 토양중의 휘발성 물질을 감압으로 추출하여 산소를 흡입시키는 방법이 사용되고 있다. 또한, 필요에 따라 처리효율을 향상시키기 위해 가압방식과 감압방식을 병행하여 사용하고 있으며 이들 모두 생물파일(Biopile) 정화기술로 일컬어진다.

본 발명의 생물파일 정화방법은 미생물이 필요로 하는 산소의 공급을 위해 야적된 토양층의 내부에 유공관을 설치하고 유공관을 가압장치 및 감압장치에 연결하여 산소를 공급할 뿐만 아니라 감압장치에 의해 휘발성 유기물을 회수하도록 하기 위해 특별한 기계적인 장치를 필요로 함으로 단순히 뒤집기에 의해 운영되는 생물경작법 보다는 복원비용이 다소 높게 요구되는 방법이다. 그러나, 강제적인 산소공급에 의해 생물분해를 유도할 뿐만 아니라 휘발성 유기물을 회수함으로 복원시간을 효과적으로 단축시킬 수 있는 특징이 있다.

생물파일법에 의한 정화작업은 산소공급 및 휘발성 유기물 흡착 등으로 적은 부지에서 많은 양의 오염토양을 처리할 수 있어 처리기간 및 처리비용을 개선하며 정확한 오염 범위 파악 및 오염 확상 방지, 오염토양을 미생물의 생육 조건이 확실한 영양인자, 환경인자들을 미리 조절하여 보다 확실하고 빠르게 복원할 수가 있다.

따라서, 본 발명에서는 지금까지 관리되지 않은 야적된 토양 내부의 공극간 압밀도를 측정하여 공극을 조절함으로서 토양의 통기성을 향상시켜 산소공급을 최대화하고 생물학적 오염원의 생물학적 분해반응을 극대화하도록 환경조건을 감시하고 조절하는 장치와 운전기술을 적용하는데 그 목적이 있다.

도 1 은 본 발명의 전체 구성을 나타낸 예시도

도 2 는 본 발명의 원격시설관리 및 제어장치 구성 연결도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(10) : 가압 에어 브로워 (12) : 감압 에어 브로워

(14) : 토양 (16) : V.O.C 분해장치

(18) : 에어 필터 (20) : 압력게이지

(22) : 온도조절기 (24) : 유공관

(26) : 배관용 강관 (28) : 이음관

(30) : 드레인 탱크 (32) : 배수로

(34) : V.O.C 감시장치 (36) : 온도감지센서

(38) : 압력감지센서 (40) : 산소감지센서

(42) : 센서 모니터링 시스템 (44) : 원격통신모뎀

(46) : 전동 볼 밸브 (48) : 배출관

(50) : 드레인 밸브

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 작용을 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 발명의 전체 구성을 나타낸 예시도를,

도 2 는 본 발명의 원격시설관리 및 제어장치 구성 연결도를 도시한 것으로서, 가압 에어 브로워(10)와 감압 에어 브로워(12)에 배관용 강관(26)을 이음관(28)으로 연결 설치하고 이 배관용 강관(26)에 전동 볼 밸브(46)를 체결하며 가압 에어 브로워(10)와 감압 에어 브로워(12) 각각에 압력게이지(20)와 온도조절기(22) 및 에어 필터(18)를 설치하고 감압 에어 브로워(12)에 드레인 밸브(50)가 형성된 V.O.C 분해장치(16)를 배관으로 연결한다.

상기, 배관용 강관(26) 외부에 유공관(24)을 설치하여 토양(14) 내부에 삽입하고 토양(14)의 외측 테두리에 배수로(32)를 형성하며 토양(14) 상부에 온도감지센서(36)와 압력감지센서(38) 및 산소감지센서(40)와 V.O.C 감시장치(34)를 다수개 관입 설치한다.

상기, V.O.C 감시장치(34)에 센서 모니터링 시스템(42)과 원격통신모뎀(44)을 연결하고 배수로(32) 일측에 배출관(48)을 연통하며 이 배출관(48)에 드레인 탱크(30)를 구비한 구성으로 되어진 것이다.

또한, 본 발명은 생분해성 유기오염원으로 오염된 토양을 지상의 다층구조물을 야적하여 생물파일법에 의해 정화하는 작업을 실시할 경우 토양층 공극율에 영향을 주어 통기도를 변화시키는 토양층의 압밀도를 제어하여 미세압력을 자동측정하도록 하여 공기 또는 고농도 산소의 가압 및 휘발성 오염원의 감압추출장치를 변환하여 토양층의 통기도를 향상시킬 수 있다.

본 발명은 지상 오염토양 정화방법 중 생물파일법을 사용함에 있어 작업현장에 구성되는 일반적인 구조물 및 장치를 기본구성으로 하며 여기에 토양의 압밀도를 제어 관리하여 토양층의 통기성을 향상시키며 환경인자를 자동으로 감시하고 조절하도록 하는 계측계장장비와 원격으로 이들 장비를 감시관리할 수 있는 통신망의 결합을 주요 구성으로 한다.

본 발명의 기본장치는 산소를 공급하고 가스를 추출하는 브로워, 토양층 내부에 가스교환을 위한 유공관, 흡입 브로워로부터 추출된 악취 또는 휘발성 물질을 포집하는 흡착탑 또는 열분해장치, 토양으로부터 나오는 침출수 정화시설과 시설의 작동상태를 감시하는 전력출력신호 측정장치, 토양공급에 관입된 산소분압계, 압력계, 온도계, 수분계측기 등의 계측기 그리고 토양의 상태와 시설의 운전상태를 송신하는 원격송신모뎀으로 구성된다.

상기의 장치는 휘발성유류의 추출속도와 미생물의 오염원 분해속도를 최상의 상태로 유지하도록 구성되었으며, 호기성 미생물의 활성유지를 위해 산소의 공급은 브로워로부터 토양층 내부공간에 설치된 유공관을 통해 공급시켜 준다. 거의 모든 유류 및 유기물 분해균은 호기성 미생물을 사용하므로 산소가 너무 적어 혐기성 상태가 되지 않도록 세심하게 주의해야 한다. 특히, 동절기에 산소의 양이 너무 많을 경우 토양의 온도가 내려갈 수 있기 때문에 적당히 조절해 주어야 한다.

또한, 온도는 일반적인 중온 미생물의 생육에 좋은 15 ∼ 40℃가 적당하며 pH는 중성인 5.5 ∼ 8.5로 유지시켜 주며 보통 토양에는 탄소원에 비해 N, P가 적으므로 비율에 알맞게 N, P source를 주입해야 한다. 함수율은 보통 20％ 전후로 해서 조절하여 주며 보통의 토양은 함수율이 30％ 정도로 나타나므로 건조시켜 주어야 한다. 그러나, 토양의 양이 너무 많고 자연건조가 어려울 땐 공극율을 높여주며 영양소를 공급해 줄 수 있는 미세한 나무조각, 톱밥 등을 혼합하여 함수율을 조정할 수도 있다.

산소의 양은 온도, 미생물의 종류에 영향을 미치며 온도에 의해 함수율이 조절되고 함수율은 통기성에 영향을 줄 수 있다. 그러므로, 미생물의 영향인자들을 야적 토양구조물을 설치하기 전에 미리 조절하여 미생물의 생장에 해가 되지 않도록 한다.

상기의 토양야적층을 설치하기 전에 먼저 토양의 양에 따라 부지면적을 결정하고 오염 토양에 의해 다른 청결한 토양이 오염되지 않도록 콘크리트 구조물이나 차수막 등을 깔아주며 부지내에 약간의 경사를 주어 강우나 침출수 등이 고이지 않도록 하고 침출수가 흐를 수 있는 배수로를 만들어준다.

정화부지의 바닥에 토양을 야적하는 동안 0.5m 내지 2m의 층간 간격으로 하여 1mm 내지 10mm의 측면구멍을 갖는 PVC 또는 스틸 등의 한 쪽이 폐쇄된 유공관을 수평으로 설치하고 최고 5m 내지 7m의 높이까지 반복적으로 쌓아 올린 후 유공관의 다른 방향을 공기 또는 고농도 산소가스를 가압하거나 감압할 수 있는 진공펌프에 연결하여 생물처리를 위한 다층 구조물의 둔덕을 구성한다.

상기, 다층 구조물에는 최소 -10mmHg에서 10mmHg까지 미세압력을 감지할 수 있으며 최대 -100mmHg에서 +100mmHg의 유효압력을 감지할 수 있는 일정한 길이의 자동측정 압력계를 상기와 같이 구성된 생물처리 둔덕의 상부 또는 측면으로 부터 유공관과 유공관의 대각선 교차점에 해당하는 중앙위치에 관입하여 설치하고 설치된 압력계를 가압펌프 및 감압펌프의 작동을 제어하는 자동감시제어장치에 연결하여 오염토양을 처리하기 위한 기압 변화유도형 지상 다층구조물 생물처리 시스템으로 구성한다.

이때, 압력계를 설치하는 토양층의 지점에 토양층의 온도, 습도, 산소농도 등을 측정할 수 있는 자동측정센서를 동시에 매설하여 주변환경인자들의 측정값을 측정하도록 하며 자동기록장치에 연결하도록 한다.

상기와 같이 구성된 지상 야적 생물처리 시스템은 설치 초기에 상층부에 설치된 유공관의 자동 또는 수동 전동밸브를 열어 최상단의 유공관을 통하여 공기를 토양층으로 가압하도록 하여 가압공기에 의해 토양층의 공급을 넓혀 주어 상층부의 압밀성을 약하게 한다. 이는 중력에 의한 토양의 상하 압축을 방지하고 상층부의 통기성을 양호하게 만들어 주며 토양층으로의 산소의 공급을 효과적으로 지원하게 한다.

공기의 가압작업을 상층부에서부터 하층부에 이르기까지 개폐밸브를 조절하여 단계적으로 실시하여 생물처리 시스템 전체의 통기성을 확보하도록 하며 이때 압력계에 나타나는 미세한 압력변화를 측정하여 가압시에 나타나는 최대 압력값을 자동제어기의 자동기록장치에 초기값으로 저장하도록 한다. 이때 압력 변화를 측정하는 동시에 압력센서가 설치된 토양층의 산소농도, 습도, 온도를 동시에 측정하여 하루 정도의 평균값을 초기값으로 자동으로 기록하도록 한다.

상기와 같이 가압상태에서 토양층의 압력변화 측정장업이 종료되면 브로워를 감압작업방식으로 전화되도록 수동변화스위치를 조절하거나 별도의 독립된 진공브로워를 사용하여 작동되도록 한다. 감압작업 역시 각 층에서 설치된 압력계의 측정값에 따라 상층부에서부터 하층부로 순차적으로 실시되며 토양층에 매설된 유공관을 통하여 토양층의 공기를 흡입하여 오염된 토양중의 휘발성 유기물이 유공관을 통하여 진공브로워로 추출되도록 한다.

유공관을 통한 감압추출 작업시 음압에 의해 토양층의 압밀도는 증가하며 점차적으로 통기도가 떨어지게 되며 진공브로워의 유속이 낮아지게 된다. 이러한 작업조건은 브로워의 전력소비량을 증가시키며 복원비용을 증가시키는 요인이 되며 적절한 작업운전조건의 선정이 필요하게 된다. 따라서, 압력 계측기의 측정값이 -20.0mmHg 내지 20.0mmHg 사이의 지정된 계측값 이하로 떨어지는 경우 감압 추출을 위한 작업을 중단하도록 한다.

이상의 조건에서 감압추출작업을 중단하고 0.5시간에서 5시간의 범위에서 일정한 시간을 경과한 후 가압브로워를 재작동하도록 한다. 이때 가압브로워는 상층부에서 하층부로 단계적으로 운전되도록 하며 각 층의 압력계에 나타나는 측정값을 기준으로 0.3시간에서 24시간의 범위에서 결정되도록 한다.

이상과 같이 토양층의 공극압을 측정하여 자동으로 설정된 압력범위에서 가압펌프와 감압펌프를 번갈아 작동되도록 함으로서 토양층의 압밀도를 약화하여 공기 또는 고농도 산소의 통기도를 증가시켜 유기성 오염원의 생물학적 분해속도를 가속화하는 것을 특징으로 한다. 또한 온도, 습도, 산소농도를 감시함에 따라 최적의 생물활성을 유지하도록 하여 오염토양의 정화작업을 수행할 수 있도록 한다.

아울러, 이상의 오염토 정화작업 중 사용되는 모든 계측전기장비는 4 내지 20mA의 출력신호로 구성되는 측정기기로 구성될 수 있으며 이들 출력신호는 유선 또는 무선으로 원격통신 모뎀에 연결되며 중앙통제센터의 서버에 연결될 수 있다.이들 유선 또는 무선 통합관리망은 토양공극 중의 측정되는 미세압력의 변화를 전송하게 함으로써 일정하게 조절된 상·하한치를 초과하는 경우 경보를 발하게 함으로서 원거리에서 오염처리현장을 관리하도록 하는 수단으로 이용한다.

따라서, 본 발명은 고층으로 야적된 오염토양을 가압감장치를 이용하여 정화할 때 토양층의 미세공극압을 측정하고 제어함으로서 토양층의 통기도를 최적화하고 생물학적 분해효율을 향상시키는 효과를 증진시키며 원거리에서 계측정보를 송수신함으로서 원격관리를 가능하게 한다.

본 발명에 있어 오염토양 정화속도는 정화비용의 규모를 결정하는 중요한 영향인자이며 토양의 물리적, 화학적 특성에 따라 결정될 수 있다. 일반적으로 모래 및 쇄석 등의 일반 토양은 통기성이 좋으므로 브로워의 용량이 작아도 산소전달 효과가 좋으나 점질실토나 점토같은 입자가 작은 토양은 산소의 전달효과가 좋지 않으므로 용량이 큰 브로워를 필요로 한다. 따라서, 일정한 양의 산소를 일정한 시간, 장소에 전달해주는 역할을 하는 브로워는 지상 생물정화 구성장치의 가장 핵심이며 정화비용을 결정하는 중요한 요소이다 따라서, 토양의 물리적 구성과 화학적 조성을 임의로 조절하여 미생물의 분해활성을 증가시키는 장치 및 관리방법은 정화비용을 절감하는데 효과적이다.

또한, 본 발명은 야적된 토양층에서 생물학적 분해반응이 진행되는 과정 중 토양층 내부공간에서 발생되는 물리화학적인 특징을 정량적으로 해석하게 함에 따라 오염토양의 정화정도 및 처리효율을 예측하여 정화기간에 대한 목표관리를 추구할 수 있다.

따라서, 본 발명은 정량적인 관리와 정성적인 관리를 동시에 추구하도록 하여 유기성 오염토양의 고속처리를 가능하게 하며 정화비용을 현저히 낮출 수 있고 아울러 원격관리를 수행하게 함으로써 오염토양 정화시 빈번히 현장을 방문하여야 하는 단점을 개선하였으며 저비용으로 효과적인 현장관리를 수행할 수 있도록 한 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (2)

1. 생분해성 유기오염원으로 오염된 토양을 지상의 다층구조물을 야적하여 생물파일법에 의해 정화하는 작업을 실시할 경우 토양층 공극율에 영향을 주어 통기도를 변화시키는 토양층의 압밀도를 제어하여 미세압력을 자동측정하도록 하여 공기 또는 고농도 산소의 가압 및 휘발성 오염원의 감압추출장치를 변환하여 토양층의 통기도를 향상시키는 것을 특징으로 하는 토양 공극의 미세공기압 자동조절 방식에 의한 유류 및 유기물 오염토양의 지상 고층야적식 정화방법.
2. 가압 에어 브로워와 감압 에어 브로워에 배관용 강관을 이음관으로 연결 설치하고 이 배관용 강관에 전동 볼 밸브를 체결하며 가압 에어 브로워와 감압 에어 브로워 각각에 압력게이지와 온도조절기 및 에어 필터를 설치하고 감압 에어 브로워에 드레인 밸브가 형성된 V.O.C 분해장치를 배관으로 연결하며 상기, 배관용 강관 외부에 유공관을 설치하여 토양 내부에 삽입하고 토양의 외측 테두리에 배수로를 형성하며 토양 상부에 온도감지센서와 압력감시센서 및 산소감지센서와 V.O.C 감시장치를 다수개 관입 설치하고 상기, V.O.C 감시장치에 센서 모니터링 시스템과 원격통신모뎀을 연결하고 배수로 일측에 배출관을 연통하며 이 배출관에 드레인 탱크를 구비한 것을 특징으로 하는토양 공극의 미세공기압 자동조절 방식에 의한 유류 및 유기물 오염토양의 지상 고층야적식 정화장치.