KR100534067B1 - 오염 토양의 복원과 선별 처리를 위한 토양 세척 방법과장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 오염된 토양의 복원과 선별 처리를 위한 토양 세척 방법과 장치에 관한 것이다.

본 발명 방법은 오염토양을 1차로 건식 선별하는 단계로부터 시작하여 고압 살수에 의한 습식 선별, 1차 세척, 2차 세척 및 탈수의 단계로 이루어진 오염토양 정화 과정과; 상기 습식 선별 단계와 1·2차 세척 단계에서 발생된 오염 세척액을 모아 1차 침전시킨 후 응집, 2차 침전, 중화 및 재공급하는 단계로 이루어진 슬러지화 및 세척액 순환 과정으로 이루어지며, 이를 구현하기 위한 장치는, 건식 선별기, 고압 살수 선별기, 드럼형 1차 세척조, 스크류 이송형 2차 세척조, 원심탈수기, 1차 침전조, 응집조, 2차 침전조, 중화조 및 필터 프레스 등으로 구성된다.

본 발명의 토양 세척 방법은 몸체와 반대로 회전하며 세척액을 방사상으로 분사하며 세척액을 교반하는 1차 세척조의 세척액 분사기에 의해 세척 효율이 향상되고, 2차 세척조에서 교반기에 의해 미립 토양의 분류가 효과적으로 이루어지기 때문에 오염토양의 세척과 회복 효율이 현저히 향상될 수 있을 것으로 기대된다.

Description

오염 토양의 복원과 선별 처리를 위한 토양 세척 방법과 장치{Soil washing method and facility for physical separation and remediation of polluted soil}

본 발명은 오염된 토양의 복원과 선별 처리를 위한 토양 세척 방법과 장치에 관한 것으로, 더 자세하게는 비소, 중금속, 광미 등에 의해 오염된 토양을 굴착한 후 오염 토양을 드럼형 1차 세척조에서 세척하는 동시에 오염물이 다량 함유된 부유 토양과 오염물이 소량 함유된 침적 토양으로 분리 배출한 후 분리된 침적 토양을 2차 세척조에서 세척과 동시에 미립 토양과 과립 토양으로 분리 배출하여 과립 토양은 탈수하여 복원용 토양으로 환원하며, 미립 토양은 1차 세척조에서 배출된 부유 토양과 함께 침전, 응집 및 탈수 공정을 통하여 폐기용 오염 슬러지로 만드는 동시에 오염된 세척수를 중화시켜 세척수로 재활용할 수 있도록 한 오염 토양의 복원과 선별 처리를 위한 토양 세척 방법과 장치에 관한 것이다.

산업혁명 이후 오늘날의 산업은 거의 전적으로 석유 에너지를 기반으로 하여 발전되어 왔으며, 오늘날의 생활 수준은 산업혁명 이전과는 비교가 되지 않을 정도로 향상되었으나, 산업의 발전과 함께 수반된 환경 오염이 오히려 인간의 삶을 위협할 정도의 심각한 문제로 대두되고 있다.

환경오염은 크게 대기오염, 수질오염 및 토양오염으로 구분할 수 있는 바, 특히 이들 중 토양오염은 식량 생산에 매우 심각한 위협이 될 수 있을 뿐 아니라, 지표수는 물론 지하수 오염을 통한 식수원의 오염을 유발시키기 때문에 오염된 토양은 빠른 시간내에 정화되어야만 한다.

그러나, 오늘날의 산업은 기계공업을 근간으로 하고 있는 바, 거의 모든 기계는 윤활유나 연료와 같은 유류를 직접 필요로 하고 있으며, 특히 현대 생활에 있어서 가장 필수적인 것 중의 하나인 각종 차량에 의해 소비되는 유류는 그 양을 측정할 수 없을 만큼 대량 소비되고 있는 바, 유류의 운송과 저장 및 사용 중의 부주의와 필연적인 이유에 의해 상당량의 유류가 외부로 유출되어 토양을 오염시키고 있는 실정이다.

또한, 상기와 같은 유류 외에도 각종 유기 또는 무기 화합물 및 광산에서 유출되는 광미에 함유된 중금속 등에 의해 토양이 오염되기도 하는 바, 오염된 토양의 복원을 위하여 각종 방법들이 연구 개발되고 있다.

오염된 토양을 복원하기 위한 방법으로는 토양 세척, 소각, 고형화, 안정화 및 용매 추출 등과 같은 물리화학적 방법과, 토양 경작, 콤포스팅(composting), 바이오벤팅(bioventing), 식물 복원 등과 같은 생물학적 방법으로 구분될 수 있는 바, 상기와 같은 여러 방법들 중 비교적 쉬우며, 처리 시간이 짧기 때문에 오염된 토양을 신속히 복원할 수 있는 것은 토양 세척이다.

토양 세척이란 적절한 세척제를 사용하여 토양 입자에 결합된 유해한 유기오염물질의 표면장력을 약화시키거나 중금속을 액상으로 변화시켜 토양 입자로부터 분리시켜 처리하는 기법으로서 광범위한 유기 및 무기오염물질을 제거할 수 있는 바, 오염물질의 종류에 관계 없이 적용할 수 있는 장점이 있다.

상기와 같은 토양 세척 기술은 1970년대 후반 미국에서 처음 개발되었으나, 현재는 미국보다 유럽에서 더욱 발전되어 사용되고 있으며, 오늘날에는 오염된 토양의 복원에 가장 널리 사용되고 있는 방법 중의 하나로서, 적용 범위가 넓기 때문에 다양한 유기 및 무기 오염물질이 다량으로 배출되고 있는 현 실정에 적합하며, 경제적으로도 효율성이 비교적 우수한 정화 방법의 하나로 인식되고 있다.

상기 토양 세척 방법은 현장처리법(In-situ 법)과 현장외처리법(Ex-situ 법)으로 구분될 있는 바, 현장처리법은 오염된 토양을 굴착하지 않고 세척 용액 주입정, 세척 용액 배출정, 세척 유출수 처리시설, 펌프 및 계장 시설, 휘발물질 처리 시설 등을 오염된 부지에 설치하여 처리하고자 하는 오염토양 내에 세척수를 순환시켜 오염토양을 직접 세척하는 방법으로서, 처리 시간이 길며 세척액의 회수가 어려운 단점이 있기 때문에 토양 세척을 하고자 하는 경우에는 주로 상기 현장외처리법이 적용된다.

상기 현장외처리법은 토양내 오염물질의 분포 및 토양의 물리/화학적 특성을 파악하여 처리하고자 하는 범위의 오염된 토양을 굴착한 후, 적절한 세척액을 사용하여 굴착된 오염토양을 세척 장치가 있는 곳에서 세척하는 방법으로서, 일반적으로 토양 세척이라 함은 이를 일컫는다.

상기와 같은 현장외처리법으로서의 토양 세척을 하기 위한 장치로서 국내 등록실용신안공보 제20-0304970호 및 제20-0317747호에는 토양 세척장치와 대용량 토양세척시스템이 각각 개시되어 있다.

상기 토양 세척장치는 컴팩트(compact)한 장점은 있으나, 토양의 세척이 1회만 실시될 뿐 아니라, 세척통 하부에 채워진 세척액에 침적된 상태에서 세척통 내주면에 형성되어 세척통과 함께 회전하는 나선형 블레이드에 의해 오염토양이 이동되면서 단순 세척되기 때문에 세척 효율이 낮은 단점이 있다.

그리고, 상기 대용량 토양세척시스템은 토양의 세척이 다단계로 실시되기는 하나, 주 세척 장치인 로그 와셔에 설치된 상부 세척액 분사 노즐이 회전축을 향하여 일 방향으로 세척액를 분사하기 때문에 회전축 하부에 위치하는 오염토양에 대한 분사 세척 효율이 떨어지게 된다.

본 발명은 오염토양을 정화하기 위한 종래의 토양 세척 방법과 장치들이 가지고 있는 제반 문제점들을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 비소를 비롯한 중금속이나 기타 오염물질로 오염된 토양, 광미, 기타 퇴적물을 분별 처리시 분사 세척을 위한 세척액 분사 노즐을 회전하는 드럼형 세척조의 중앙부에 위치시키고, 세척액이 세척조의 내주면을 향하여 방사상으로 고압 분사되도록 함으로써 분사 세척 효율의 극대화를 통한 세척 효율 향상을 꾀하는 동시에, 세척액의 재활용율을 높여 처리 비용을 절감할 수 있는 오염토양의 세척 방법과 장치를 제공함에 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 상기 목적은 오염토양을 건식법과 습식법으로 선별하고 세척에 사용된 오염 세척액을 침전, 응집 및 중화하여 재활용하는 세척액 순환 방식과, 밀폐식 1차 세척조의 중심축에 설치되며 고압 분사 노즐과 교반 날개가 구비된 회전축과 개방형 2차 세척조에 구비된 교반기에 의하여 달성된다.

본 발명 오염 토양의 복원과 선별 처리를 위한 토양 세척 방법은 오염토양을 1차로 건식 선별하는 단계로부터 시작하여 고압 살수에 의한 습식 선별, 1차 세척, 2차 세척 및 탈수의 단계로 이루어진 오염토양 정화 과정과; 상기 습식 선별 단계와 1·2차 세척 단계에서 발생된 오염 세척액을 모아 1차 침전시킨 후 응집, 2차 침전, 중화하는 단계로 이루어진 슬러지화 및 세척액 재생 과정으로 이루어지며, 1차 세척시 상호 역회전에 의한 강한 교반력 하에서의 세척 및 2차 세척시 교반에 의한 토양 분류와 세척이 이루어지도록 함과 동시에 오염도가 높은 미세 토양이 분류되어 슬러지화 및 세척액 순환 과정에 투입되도록 함에 본 발명의 기술적 특징이 있다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 방법을 구현하기 위한 장치는, 건식 선별기, 고압 살수 선별기, 드럼형 1차 세척조, 스크류 이송형 2차 세척조, 원심탈수기, 1차 침전조, 응집조, 2차 침전조, 중화조 및 필터 프레스 등을 포함하여 구성되는 바, 본 발명의 장치를 구성하는 각 구성 요소들이 수행하는 본 발명 방법에 있어서의 역할을 좀더 구체적으로 살펴 보면 다음과 같다.

건식 선별기는, 직경 30∼60mm 이상의 자갈과 같은 입자를 1차 제거하기 위한 장치로서, 선별된 직경 60∼60mm 이상의 입자는 오염 토양이 굴착된 장소에 복토되는 바, 상기와 같은 기준으로 1차 건식 선별하는 것은, 토양 오염의 경우 토양을 구성하는 각 입자의 크기에 따라 체적에 대한 표면적 비율이 달라지게 되고, 그에 따라 입자별 토양의 오염도에 차이가 나게 되기 때문이다.

즉, 토양 입자의 크기가 작을수록 오염물질과의 흡착력이 강해질 뿐 아니라, 체적에 대한 표면적 비율이 증가하여 입자 표면에 부착되는 오염물질의 농도가 상대적으로 증가하게 되는 바, 선별 기준을 30mm 보다 작게 할 경우에는 선별된 토양의 오염도가 증가하여 세척되지 않은 상태에서는 복토에 적합하지 못하며, 60mm 보다 크게 할 경우에는 선별된 토양의 오염도는 감소하여 세척 없이도 복토용으로 가능하나 건식 선별 후 1차 세척조로 투입되는 토양의 양이 급격히 증가하여 공정 부하가 증가하게 된다.

따라서, 오염 물질의 종류와 전체 오염도에 따라 토양의 선별 기준을 상기의 범위 내에서 조절하는 것이 바람직하다.

고압 살수 선별기는, 1차 세척조에 투입되기전 수중 분별 과정을 통하여 상기 건식 선별기에서 1차 선별된 토양에 고압의 물을 분사하면서 교반을 함으로써 예비 세척이 이루어지도록 하는 동시에, 작은 입자들이 뭉쳐진 입자를 1·2차 세척 및 세척과 동시에 이루어지는 토양 입자의 크기별 분리 과정에 적합하도록 분쇄하고, 예비 세척에 의해 오염도가 복토에 적합한 정도까지 저하될 수 있는 비교적 크기가 큰 입자로 이루어진 토양을 선별하기 위한 장치로서, 바닥에 설치된 경사 스크린에 의해서 복토에 사용이 가능한 직경 10mm 이상의 토양 입자를 세척액 중에서 습식 분리하게 되는 바, 선별 기준을 10nm 보다 작게 할 경우에는 예비 세척만에 의해서는 선별되는 토양의 오염도가 증가하여 복토에 적합하지 않게 될 수 있다.

즉, 고압 살수 선별기에서는 세척액의 고압 분사와 이에 따른 교반 작용에 의해 토양 입자를 분쇄하고 세척액 중에 침적된 상태인 경사 스크린에 의해 과립 토양을 분리함으로써, 각종 오염물질이 많이 흡착된 실트(silt), 점토(clay), 미세 모래(fine sand) 등과 같은 미립 토양을 분별 세척하기 위한 전처리가 수행된다.

밀폐 드럼형 1차 세척조는, 교반과 세척액의 고압 분사에 의해 토양 입자의 표면에 부착된 오염물질을 분리하기 위한 장치로서, 회전하는 드럼형 1차 세척조 몸체의 내주면에는 입경이 커 세척조 내부에 가라앉는 토양을 이송시키기 위한 이송 블레이드가 나선형으로 부착되고, 1차 세척조 몸체의 회전 중심축 위치에는 몸체와 반대 방향으로 회전하는 회전축 상에 세척액을 고압으로 분사하기 위한 다수의 노즐과 교반 날개가 부착된 세척액 분사기가 설치됨에 구조적 특징이 있다.

따라서, 상기 1차 세척조는, 회전하는 몸체에 의한 자동 세탁기 방식의 회전 세척과, 상기 몸체와 반대 방향으로 회전하는 세척액 분사기가 방사상으로 고압 분사하는 세척액에 의한 충격식 세척이 동시에 이루어지게 되고, 몸체와 반대 방향으로 회전하는 교반 날개에 의해 투입 토양과 세척액의 교반이 더욱 효율적으로 이루어져 세척 효율을 향상시키게 된다.

그리고, 1차 세척조의 일측단부에 구비된 오염토양 투입구의 반대측에는 한 쌍의 배출구가 구비되는 바, 타측단부에 인접한 내주면으로부터 외부로 관통되며 스크린이 장착된 제1배출구를 통하여서는 입경이 작아 세척액 중에 부유하게 되는 토양 입자와 세척에 의해 오염토양으로부터 탈락된 오염물질이 세척액과 함께 1차 침전조로 배출되며, 타측단부 중앙부에 형성된 제2배출구를 통해서는 입경이 커 내주면에 가라앉은 상태에서 제1배출구의 스크린을 통과하지 못하는 토양 입자가 내주면의 이송 블레이드에 유도되어 2차 세척조로 배출된다.

스크류 이송형 2차 세척조는, 교반세척조와 이송세척조로 구분되어 상기 1차 세척조의 제2배출구를 통하여 배출된 토양을 공급받아 이를 2차 세척하는 동시에 교반을 실시하면서 이를 다시 미립 토양과 과립 토양으로 분리하는 장치로서, 제2배출구를 통하여 배출된 토양에서 재분리된 미립 토양은 교반세척조에서 세척액 중에 부유하면서 세척액과 함께 오버플로우(overflow)되어 1차 침전조로 이송되며, 교반세척조를 통과한 과립 토양은 분사되는 세척액에 의해 세척되면서 이송 스크류에 의해 이송세척조를 통과함으로써 2차 세척조의 외부로 배출, 탈수 후 복토에 사용된다.

이때, 실시되는 상기 교반세척조에서 이루어지는 교반작용은 1차 세척조로부터 투입되는 토양 중에서 미립 토양을 부유시켜 분리하는 동시에 과립 토양의 세척 효율을 향상시키는 효과가 있다.

상기 1차 세척조의 제1배출구 및 2차 세척조로부터의 오버플로우를 통하여 세척액과 함께 배출된 토양은 비교적 오염도가 높은 미세 토양이며, 토양과 함께 배출된 세척액에는 오염토양으로부터 분리된 각종 오염물질도 함유하게 되는 바, 1차 침전에 의해 복토에 사용될 수 있는 토양을 재분리한 후 1차 침전에 의해 분리되지 않은 최종 미세 토양과 오염물질은 응집 및 2차 침전 과정을 거쳐 슬러지화하여 탈수한 후 폐기물로 처리하며, 슬러지가 분리된 최종 세척액은 중화시킨 후 재순환 사용된다.

상기 본 발명의 목적과 기술적 구성을 비롯한 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조한 아래의 설명에 의해 명확하게 이해될 것이다.

도 1에 본 발명 오염 토양의 복원과 선별 처리를 위한 토양 세척 방법에 대한 일실시예 공정 블록도를, 도 2에 본 발명 방법을 구현하기 위한 일실시예 장치의 구성도를, 도 3에 본 발명 장치를 구성하는 일실시예 고압 살수 선별기와 1차 세척조의 결합도를, 도 4에 2차 세척조의 구조도를 도시하였다.

도시된 바와 같이 본 발명의 방법은, 굴착된 오염토양을 건식 스크리닝 하여 직경 30∼60mm 이상의 토양 입자를 분리하는 건식 선별 단계(101)와,

상기 건식 선별 단계(101)를 통하여 직경 30∼60mm 이상의 토양 입자가 제거된 오염토양에 세척액을 분사하여 예비 세척을 하는 동시에 덩어리화한 토양을 분쇄한 후 직경이 10mm 이상 되는 토양 입자를 세척액 내부에서 습식 스크리닝에 의해 분리하는 살수 선별 단계(102)와,

상기 살수 선별 단계(102)를 통하여 직경 10mm 이상의 토양 입자가 제거된 오염토양을 회전하는 밀폐 드럼형 1차 세척조에 투입하여 1차 세척조의 몸체와 회전축에 구비된 교반 날개의 상호 역회전과 회전축에서 방사상으로 분사되는 체척액에 의해 세척하는 동시에, 세척액 중에 부유하게 되는 오염물질을 포함한 부유 토양과 1차 세척조의 내주면에 가라앉은 침적 토양으로 각각 분리 배출하는 1차 세척 단계(103)와,

상기 1차 세척 단계(103)에서 분리 배출되는 침적 토양을 세척액과 함께 교반 세척하여 세척액 중에 부유하게 되는 미립 토양을 오버플로우 시켜 1차 침전조로 배출하고, 상기 침적 토양 중 미립 토양이 분리된 과립 토양에 세척액을 분사하여 세척과 함께 이송 스크류로 분리 배출하는 2차 세척 단계(104)와,

상기 2차 세척 단계(104)에서 분리 배출된 과립 토양에서 수분을 제거하는 탈수 단계(105)로 이루어진 오염토양 정화 과정(100)과;

상기 1차 및 2차 세척 단계로부터 각각 배출되는 부유 토양과 미립 토양을 모아 침전시켜 침전 토양을 분리하는 1차 침전 단계(201)와,

상기 1차 침전 단계(201)에서 침전 토양이 분리 제거된 세척액에 황산반토나 염화철 등과 같은 응집제를 투입하고 응집 반응을 촉진하기 위하여 교반하는 응집 단계(202)와,

상기 응집 단계(202)에서 응집제가 투입된 세척액을 침전시켜 슬러지를 형성 분리하는 2차 침전 단계(203)와,

석회나 수산화나트륨 등의 중화제를 사용하여 슬러지가 분리된 세척액을 중화하여 세척액을 재생하는 중화 단계(204)의 순으로 진행되는 슬러지화 및 세척액 재생 과정(200)으로 이루어지며, 2차 침전 단계(203)에서 분리된 슬러지는 필터 프레스(20) 등에 의해 탈수 폐기되고, 재생된 세척액은 상기 오염토양 정화 과정(100)에 재활용된다.

상기와 같이 이루어진 본 발명의 방법을 구현하기 위한 장치는, 경사진 상태로 진동하는 건식 스크리닝기(11A)와 스크리닝기(11A)를 통하여 선별된 오염토양을 이송하기 위하여 그 하부에 설치되는 콘베이어 벨트(11B)로 구성된 건식 선별기(11)와;

상기 콘베이어 벨트(11B)로부터 공급되는 건식 선별된 오염토양이 투입되며 상부에 세척액을 고압 분사하기 위한 분사 노즐(N₁)이 설치된 살수조(12A)와, 살수조(12A)에 투입된 오염토양을 선별하기 위하여 살수조(12A) 바닥부에 구비된 경사 스크린(12B)으로 구성된 고압 살수 선별기(12)와;

상기 고압 살수 선별기(12)에, 외측으로 외경이 점차 감소하는 원뿔형 일측 단부가 연결되며 원뿔형 타측 단부와 타측 단부 인접 경사 내주면에 제2배출구(O₂) 및 제1배출구(O₁)가 각각 형성되고 내주면에 가라앉는 토양을 이송시키기 위하여 내주면에 나선형으로 이송 블레이드(B)가 부착되며 회전이 가능한 원통형 몸체(13A)와, 상기 원통형 몸체(13A)의 회전 중심축 상에 설치되어 몸체(13A)와 반대 방향으로 회전하는 회전축(X)의 외주면에 다수의 분사 노즐(N₂)과 교반 날개(W)가 부착된 세척액 분사기(13B)로 구성된 1차 세척조(13)와;

상기 1차 세척조(13)의 2차배출구(O₂) 직하에 설치되며 내부에 교반기(M)가 설치된 교반세척조(14A)와, 교반세척조(14A)의 일측에서 외측을 향하여 상향 경사지도록 연장 결합되며 상기 교반기(M)의 회전축에 연결되어 함께 회전하게 되는 이송 스크류(S)가 내부에 장착되고 상부에 세척액 분사 노즐(N₃)이 설치된 이송세척조(14B)로 구성된 2차 세척조(14)와;

상기 2차 세척조(14)를 통하여 세척이 완료되며 이송 스크류(S)에 의해 이송된 토양을 탈수하기 위한 원심탈수기(15)와;

상기 1차 세척조(13)의 제1배출구(O₁)와 교반세척조(14A)로부터 세척액과 함께 각각 이송되어 오는 부유 토양과 미립 토양 중에서 비교적 입경이 큰 토양을 침전 토양으로 침전시키기 위한 1차 침전조(16)와;

상기 1차 침전조(16)로부터 침전 토양이 제거된 상태로 공급된 세척액에 응집제를 투여하고 교반하기 위한 응집조(17)와;

상기 응집조(17)에서 응집제가 투여된 상태로 공급되는 세척액을 2차 침전시켜 슬러지를 형성시키기 위한 2차 침전조(18)와;

상기 2차 침전조로부터 공급되는 슬러지가 제거된 세척액을 중화시켜 재생하기 위한 중화조(19)와;

상기 2차 침전조(18)에서 형성된 슬러지를 탈수하기 위한 필터 프레스(20)로 구분되며, 상기 각 구성 요소들을 작동하고 세척액 및 재생 세척액을 공급하고 순환시키기 위한 각종 모터와 펌프 및 제어반에 대하여는 당연 설비로서 그 설명을 생략하였다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 장치에서 가장 중심적인 설비는 1·2차 세척조로서, 그 역할을 좀더 자세히 살펴 보면 다음과 같다.

밀폐 드럼형 1차 세척조에서 몸체의 회전 방향과 세척액 분사기의 회전을 반대 방향으로 이루어지도록 하는 동시에 일측 방향이 아닌 몸체의 회전 중심축 위치에서 몸체의 내주면측을 향하여 방사상으로 세척액을 분사하는 것은 오염토양의 세척과 함께 강한 교반에 의한 토양내 오염물 탈착을 유도하기 위해서이다.

즉, 상기 1차 세척조에서는 세척수가 회전축 중심에서부터 방사상으로 살수되기 때문에 토양과의 접촉 효율이 증가하여 세척이 더욱 원활하게 이루어게 되고, 서로 반대 방향으로 회전하는 몸체와 세척액 분사기에 의한 역회전 교반에 의해 교반력이 배가되어 토양에 부착된 오염물질의 탈락이 최대화될 수 있게 된다.

상기 교반 정도와 세척 효율은, 도 5에 도시된 바와 같이, 교반 속도가 증가할수록 세척 효율이 증가하게 되는 관계가 있는 바, 일측을 역회전시킴으로써 상대적인 교반 속도를 효율적으로 상승시킬 수 있게 되며, 이와 같이 회전축 중심에서 세척액을 방사상으로 분사하는 동시에 역회전에 의한 교반이 이루어지도록 함에 본 발명을 구성하는 1차 세척조의 구조적 및 기술적 특징이 있다.

그리고, 반개폐 스크류 이송형 2차 세척조에서 교반 세척조에 설치된 교반기는 미립 토양의 부유 시간을 증가시켜 오버플로우에 의한 1차 침전조로의 이동을 효과적으로 유도하기 위해서이다.

즉, 교반기에 연결된 이송 스크류에 의해 이송되는 과립 토양과 함께 실트, 점토 등과 같은 미립 토양이 함께 이송되는 것을 가능한 방지하기 위하여 이송 스크류의 직상에 세척액 분사 노즐을 설치하여 세척액을 분사함으로써 미립 토양을 교반세척조로 흘러내려 가도록 하는 동시에 교반에 의해 미립 토양의 부유 시간을 증가시켜 오버플로우에 의한 미립 토양의 분리 효율을 높여주게 된다.

이때, 교반기 회전축과 이송 스크류의 회전축은 등속조인트로 연결되며, 이송 스크류가 설치된 이송세척조는 경사도가 조절될 수 있도록 유압장치가 구비되는 바, 이송세척조의 경사도를 조절함으로써 이송되는 과립 토양의 크기를 조절할 수 있게 된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 장치에서 처리되는 오염토양은, 건식 선별기에서 분리되는 직경 30∼60mm 이상의 입자로 이루어진 토양과, 고압 살수 선별기에서 분리되는 직경 10mm 이상이며 직경 30∼60mm 미만의 입자로 이루어진 토양과, 2차 세척조에서 분리되는 과립 토양과, 1차 짐전조에서 분리되는 침전 토양 및 2차 침전조에서 분리되는 슬러지로 분리 배출되며, 슬러지를 제외한 나머지는 함수량에 따라 탈수되거 또는 자연 건조되거나 그대로 복토에 사용된다.

즉, 건식 선별 단계, 고압 살수 선별 단계, 1차 세척 단계, 2차 세척 단계, 1차 침전 단계 및 2차 침적 단계를 통하여 오염도가 높은 미세 토양 및 오염 토양에 부착되어 있던 중금속을 포함한 각종 오염물질과 미세 토양이 슬러지로서 부화 분리된 후 폐기 처리된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 토양 세척 방법은 1차 세척조에 구비되며 상호 역 방향으로 회전하는 드럼형 몸체와 세척액 분사기에 의해 토양에 부착된 오염물질의 탈락과 세척이 원활히 이루어지고, 2차 세척조 하부의 교반기에 의해 세척과 함께 미립 토양의 분류가 효과적으로 이루어지기 때문에 오염토양의 세척과 회복 효율이 현저히 향상될 수 있을 것이며, 특히, 모래나 자갈 등과 같은 입자의 함유량이 많은 토양에는 더욱 효과적일 것으로 기대된다.

도 1은 본 발명 일실시예 방법의 공정 블록도.

도 2는 본 발명 일실시예 장치의 구성도.

도 3은 본 발명 장치를 구성하는 1차 세척조의 부분 절개 정면도.

도 4는 본 발명 장치를 구성하는 2차 세척조의 구조도.

도 5는 교반 속도와 세척 효율의 상관관계 그래프.

((도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명))

11. 건식 선별기 12. 고압 살수 선별기

13. 1차 세척조 14. 2차 세척조

15. 원심탈수기 16. 1차 침전조

17. 응집조 18. 2차 침전조

19. 중화조 20. 필터 프레스

Claims (9)

1. 오염토양에서 직경 30∼60mm 이상의 입자를 분리하는 건식 선별 단계(101)와; 30∼60mm 이상의 입자가 제거된 오염토양에 세척액을 분사하면서 직경 10mm 이상의 입자를 분리하는 살수 선별 단계(102)와; 교반 날개와 드럼형 몸체가 서로 역회전하며 회전 중심축에서 방사상으로 세척액이 분사되는 1차 세척조에 직경 10mm 이상의 입자가 제거된 오염토양을 투입하고, 부유 토양과 1차 세척조의 내주면에 가라앉은 침적 토양으로 분리 배출하는 1차 세척 단계(103)와; 1차 세척 단계에서 분리 배출된 침적 토양을 세척액과 함께 교반하여 부유하게 되는 미립 토양을 오버플로우에 의해 1차 침전조로 배출하고, 상기 미립 토양이 분리된 과립 토양을 상부에서 세척액이 분사되는 이송 스크류로 배출하는 2차 세척 단계(104)와; 2차 세척 단계에서 분리 배출된 과립 토양을 탈수하는 단계(105)를 포함하여 이루어진 오염토양 정화 과정(100)과:

   상기 1·2차 세척 단계에서 세척액과 함께 각각 배출된 부유 토양과 미립 토양을 침전시켜 침전 토양으로 분리하는 1차 침전 단계(201)와; 침전 토양이 분리 제거된 세척액에 응집제를 투입 교반하는 응집 단계(202)와; 응집제가 투입된 세척액을 침전시켜 슬러지를 형성 분리하는 2차 침전 단계(203)와; 슬러지가 분리된 세척액을 중화하여 세척액을 재생하는 중화 단계(204)를 포함하여 이루어진 슬러지화 및 세척액 재생 과정(200): 으로 이루어짐을 특징으로 하는 오염 토양의 복원과 선별 처리를 위한 토양 세척 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 건식 선별 단계(101)는 건식 스크리닝 방법에 의해 이루어짐을 특징으로 하는 오염 토양의 복원과 선별 처리를 위한 토양 세척 방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 살수 선별 단계(102)의 토양 입자 분리는 세척액 중에 침적된 경사 스크린에 의해 이루어지는 습식 선별법으로 이루어짐을 특징으로 하는 오염 토양의 복원과 선별 처리를 위한 토양 세척 방법.
4. 건식 스크리닝기(11A)와 그 하부에 설치되는 콘베이어 벨트(11B)로 구성된 건식 선별기(11)와;

   상기 콘베이어 벨트(11B)로부터 오염토양을 공급받으며 상부에 세척액 분사 노즐(N₁)이 설치된 살수조(12A)와, 살수조(12A) 바닥부에 구비된 경사 스크린(12B)으로 구성된 고압 살수 선별기(12)와;

   상기 고압 살수 선별기(12)에 일측 단부가 연결되며 타측 단부와 타측 단부 인접 내주면에 제2배출구(O₂) 및 제1배출구(O₁)가 각각 형성되고 내주면에 나선형 이송 블레이드(B)가 부착되며 회전이 가능한 원통형 몸체(13A)와, 상기 몸체(13A)의 회전 중심축 상에 회전 가능하게 설치되는 회전축(X)의 외주면에 다수의 분사 노즐(N₂)과 교반 날개(W)가 부착된 세척액 분사기(13B)로 구성된 1차 세척조(13)와;

   상기 1차 세척조(13)의 2차배출구(O₂) 직하에 설치되며 내부에 교반기(M)가 설치된 교반세척조(14A)와, 교반세척조(14A)의 일측에서 외측으로 연장 결합되며 이송 스크류(S)가 내부에 장착되고 상부에 세척액 분사 노즐(N)이 설치된 이송세척조(14B)로 구성된 2차 세척조(14)와;

   상기 2차 세척조(14)의 이송 스크류(S)에 의해 이송된 토양을 탈수하기 위한 원심탈수기(15)와;

   상기 1차 세척조(13)와 교반세척조(14A)로부터 각각 이송된 부유 토양과 미립 토양이 함유된 세척액을 침전시키기 위한 1차 침전조(16)와;

   상기 1차 침전이 이루어진 세척액에 응집제를 투여하고 교반하기 위한 응집조(17)와;

   상기 응집제가 투여된 세척액을 침전시켜 슬러지를 형성시키기 위한 2차 침전조(18)와;

   상기 슬러지가 제거된 세척액을 중화하기 위한 중화조(19)와;

   상기 슬러지를 탈수하기 위한 필터 프레스(20)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 오염 토양의 복원과 선별 처리를 위한 토양 세척 장치.
5. 제 4항에 있어서, 1차 세척조(13) 몸체(13A)의 양 단부는 외측으로 갈수록 직경이 감소하는 원뿔 형상인 것을 특징으로 하는 오염 토양의 복원과 선별 처리를 위한 토양 세척 장치.
6. 제 4항에 있어서, 상기 1차 세척조(13) 내부에 설치된 세척액 분사기(13B)의 회전축(X)은 몸체(13A)의 회전 방향과 반대 방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 오염 토양의 복원과 선별 처리를 위한 토양 세척 장치.
7. 제 4항에 있어서, 상기 2차 세척조(14)의 이송세척조(14B)는 교반세척조(14A)의 일측에서 외측을 향하여 상향 경사진 것을 특징으로 하는 오염 토양의 복원과 선별 처리를 위한 토양 세척 장치.
8. 제 7항에 있어서, 상기 이송세척조(14B)의 상향 경사도는 조절되는 것을 특징으로 하는 오염 토양의 복원과 선별 처리를 위한 토양 세척 장치.
9. 제 4항에 있어서, 상기 이송세척조(14B) 내부의 이송 스크류(S)는 교반세척조(14A)의 교반기(M)에 연결된 것을 특징으로 하는 오염 토양의 복원과 선별 처리를 위한 토양 세척 장치.