KR100622052B1

KR100622052B1 - 관정 세척공법 및 이 공법에 적용되는 슬러지 분리장치

Info

Publication number: KR100622052B1
Application number: KR1020060070178A
Authority: KR
Inventors: 이동헌
Original assignee: 이동헌
Priority date: 2006-07-26
Filing date: 2006-07-26
Publication date: 2006-09-18

Abstract

본 발명은 지하수를 채수하는 관정(管井)의 세척에 관련된 것으로, 더욱 상세하게는 양수장치가 철거된 관정의 내부에 관정세척기를 투입하여 내벽에 고착된 오염물질을 효과적으로 제거하며, 지상으로 분출되는 오수는 슬러지 분리장치로 유도한 후 오수에 함유된 슬러지를 자체적으로 분리, 수거하여 슬러지의 후처리작업에 따른 편의성을 제공함은 물론 환경 오염을 방지할 수 있도록 하는 관정 세척공법 및 이 공법에 적용되는 슬러지 분리장치에 관한 것이다.

이러한 본 발명은 양수장치를 철거한 후 관정케이싱의 상단에 지상으로 분출되는 오수를 슬러지탱크로 유도하는 유도관을 연결 설치하도록 하고, 상기 관정의 내부에 관정세척기가 결합된 세척파이프를 투입하도록 하며, 상기 관정세척기를 상·하로 이동하면서 내벽에 고착된 오염물질을 제거하도록 하고, 상기 관정의 외부로 분출되는 오수를 슬러지탱크로 유도하여 자체적으로 오수에 함유된 슬러지를 분리, 수거하도록 하는 기술을 강구함으로써 이루어진다.

Description

관정 세척공법 및 이 공법에 적용되는 슬러지 분리장치{Well washing method and sludge a separator applied to the same}

도 1은 본 발명의 세척공법을 개략적으로 나타낸 일실시예 블럭도

도 2는 본 발명에 의한 세척작업시 양수장치의 철거상태 종단면도

도 3은 본 발명에 의한 관정의 세척상태 종단면도

도 4는 본 발명 슬러지 분리장치의 내부구조를 나타낸 일부절결 사시도

도 5는 본 발명 슬러지 분리장치의 종단면도

도 6은 본 발명 슬러지 분리장치의 분리형 커버 분리상태 종단면도

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]

1: 양수장치 3: 관정케이싱

11: 세척파이프 20: 관정 세척기

100: 슬러지탱크 101: 오수 유입구

103, 203: 유속저하판 200: 분리형 덮개

300: 유도관 301: 통공

302: 실링판 400: 오수관

일반적으로 농업용, 공업용 등의 용수 및 농어촌의 생활용수를 공급하기 위해서는 지반에 관정을 뚫고, 관정에 양수관을 삽입한 다음, 펌프를 사용하여 지하수를 양수하여 사용하고 있는 것이 관례이다.

즉 지하수개발을 위한 양수장치(1)의 일반적인 형태는 도 2와 같이 지반을 굴착하여 관정(2)을 형성한 후 이 관정(2)의 내벽에 원형파이프인 관정케이싱(3)을 관정(2)의 적정위치까지 밀착되도록 삽입 설치하고, 하부에는 수중모터펌프(4)가 설치된 양수관(5)을 관정(2)에 삽입하며, 상기 양수관(5)과 송수관을 연결한다.

이러한 양수장치는 통상 암반(6) 사이에 흐르고 있는 지하수가 암반공(6a)을 통하여 관정(2)에 모이게 되고, 관정(2)에 모인 지하수는 수중모터펌프(4)의 작동으로 강제 흡입된 후 양수관을 따라 송수관으로 공급되는 것이었다.

그러나 통상 지하수는 개발된 후 약 5~10년이 경과하면 지하수가 풍성하게 잔존 매장되어 있는 상황임에도 불구하고 관정 내부로 지하수가 유입되는 수로인 암반공(6a)이 지하수와 함께 유입되는 토사 슬러지 등에 의해 점차 막혀가고 종국 에는 연결된 암반공(6a)이 막히면서 채수되는 지하수가 급감함으로써 제 역할을 다하지 못해 폐공 처리하고 있는 실정이다.

또한 지하수의 관정을 정기적으로 청소하지 않을 경우 관정의 내벽에는 물때, 스케일 등의 각종 오염물질이 고착됨은 물론 암반공(6a)을 따라 유입된 토사 슬러지가 관정의 바닥면에 적재하게 되고, 이는 정도가 심할 경우 수중모터펌프(4)에까지 도달하여 지하수의 수질을 악화시킴은 물론 수중모터펌프가 손상되는 일이 빈번하게 발생하는 것이었다.

따라서 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 관정을 주기적으로 청소하여야만 하며, 이러한 관정의 청소방법은 종래의 경우 공기압축기와 연결된 세척파이프를 관정(2) 내에 주입한 후 이를 통해 고압의 압축공기를 분사하여 부양력과 팽창력을 이용한 써징이라는 작업을 시행하여 관정(2)의 청소와 막힌 암반공(6a)을 뚫어주는 것이었다.

그러나 이러한 방법으로는 관정의 내벽에 대한 섬세한 청소가 곤란하며, 충분한 가압력을 가지고 있지 않아 청소효과가 미비함은 물론 관정의 바닥에 적재된 토사나 슬러지를 완벽하게 외부로 배출할 수 없는 문제점이 야기되는 것이었다.

따라서 이러한 문제점을 해소하기 방안으로 본 발명의 출원인에 의해 선출원 된 『특허출원 제2005-0030628호 명칭 관정세척기를 이용한 관정 세척공법』이 제안되고 있는 것이었다.

그러나 상기한 선출원 발명은 관정세척기를 이용하여 관정의 내벽을 효과적으로 세척함에도 불구하고 지상으로 분출되는 오수 및 오수에 함유된 슬러지를 즉 각적으로 수거, 분리하지 못한 채 노면에 그대로 방치하는 것이었다.

따라서 상기 오수 및 슬러지가 노면에 적재되어 심한 악취를 유발함은 물론 환경을 오염시키는 심각한 문제점을 유발하며, 상기 세척작업을 종료한 후에 필수적으로 적재된 슬러지를 제거하기 위한 후처리작업을 추가로 실시하여야만 함으로써 이에 따른 불필요한 노동력 및 처리비용이 소요되는 문제점이 야기된다.

더욱이 상기 적재된 슬러지를 즉시 처리하지 않을 경우 딱딱하게 굳은 채로 노면에 달라붙어 이를 제거하는 작업이 더욱더 어려운 실정이다.

본 발명은 상기한 문제점을 적극적으로 해소하기 위한 것으로, 전용 관정세척기를 이용한 강력한 세척력으로 관정을 말끔하게 세척함은 물론 상기 세척과정에서 지상으로 분출되는 오수를 그대로 방치하지 않고 슬러지 분리장치로 유도하여 세척작업과 동시에 오수에 함유된 슬러지를 자체적으로 분리, 수거할 수 있도록 하는 관정의 세척공법 및 이 공법에 적용되는 슬러지 분리장치를 제공하고자 함을 발명의 주된 목적으로 하는 것이다.

소기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 양수장치를 철거한 후 관정케이싱의 상단에 지상으로 분출되는 오수를 슬러지탱크로 유도하는 유도관을 연결 설치하도록 하고, 상기 관정의 내부에 관정세척기가 결합된 세척파이프를 투입하도록 하며, 상기 관정세척기를 상·하로 이동하면서 내벽에 고착된 오염물질을 제거하도록 하고, 상기 관정의 외부로 분출되는 오수를 슬러지탱크로 유도하여 자체적으로 오수에 함유된 슬러지를 분리, 수거하도록 하는 기술을 강구함으로써 이루어진다.

본 발명의 목적을 효과적으로 달성하기 위한 바람직한 실시 예의 구성에 대해 설명하기로 한다.

본 발명은 관정세척기(20)를 이용한 관정의 세척공법에 슬러지 분리장치(S)를 설치하는 단계 및 상기 슬러지 분리장치(S)를 이용하여 오수를 노면에 그대로 방치하지 않고 오수에 함유된 슬러지를 자동으로 분리, 수거하는 슬러지 분리, 수거단계를 유기적으로 접목함으로써 관정의 세척작업에 따른 완성도를 가일층 향상시킬 수 있음을 발명의 특징적인 요지로 한다.

상기한 특징적인 요지를 달성하기 위한 본 발명은 도 1의 블럭도와 같이 관정(2)에서 양수장치(1)를 외부로 인양하여 철거하는 양수장치 철거단계와; 상기 관정(2)에 설치된 관정케이싱(3)의 상단에 지상으로 분출되는 오수를 슬러지탱크(100)로 유도하는 유도관(300)을 연결 설치한 후 상기 유도관(300)과 슬러지탱크(100)를 오수관(400)으로 연결하는 슬러지 분리장치 설치단계와; 상기 유도관(300)을 관통하여 관정(2)의 내부로 하단에 관정세척기(20)가 결합된 세척파이프(11)를 투입하는 관정세척기 설치단계와; 상기 관정세척기(20)를 상·하로 이동시켜 가면서 내벽에 고착된 오염물질을 제거하는 오염물질 제거단계와; 상기 관정의 세척작업시 지상으로 분출하는 오수를 유도관(300)을 통해 슬러지탱크(100)로 유도하여 자체적으로 오수에 함유된 슬러지를 분리, 수거하는 슬러지 분리, 수거단계를 포함하여 이루어짐을 알 수 있다.

이하, 상기 개략적인 공정으로 이루어진 본 발명을 실시 가능하도록 각각의 공정별로 좀 더 상세하게 설명하기로 한다.

1) 양수장치 철거단계

본 발명에 의한 세척작업을 수행함에 있어 우선적으로 행해지는 공정으로, 도 2와 같이 관정(2)에 지하수를 채수하기 위해 설치된 양수관(5) 및 상기 양수관(5)의 선단에 결합된 수중모터펌프(4), 각종 시설물 등을 포함하는 양수장치(1)를 외부로 인출한다.

상기 양수장치의 인출방법은 다양한 형태로 실시될 수 있으나, 본 발명에서는 크레인(10)을 이용하여 양수관(5)을 상부로 인양하여 외부로 완전하게 철거한다.

여기에서 외부로 철거한 양수장치(1)는 고압세척기를 이용하여 말끔하게 세척함으로써 관정(2)의 세척작업 후 이를 재사용할 때 위생을 유지할 수 있도록 함이 바람직하다.

2) 슬러지 분리장치 설치단계

상기 양수장치 철거단계를 통해 양수장치(1)가 철거된 관정(2)에는 관정의 세척작업시 지상으로 분출되는 오수를 노면에 방치하지 않고 슬러지탱크(100)로 수거하여 오수에 함유된 슬러지를 분리, 수거한 후 슬러지가 제거된 순수한 물을 배수구(102)를 통해 배출시키는 슬러지 분리장치(S)를 설치하기 위한 단계이다.

이를 위한 슬러지 분리장치(S)는 도 3과 같이 우선적으로 관정(2)에 설치된 관정케이싱(3)의 상단에 형성된 플랜지(3a)와 엘보우 형태의 유도관(300)에 형성된 플랜지(300a)를 체결구를 이용하여 일체로 연결 설치한다.

그리고 상기 유도관(300)은 오수관(400)을 이용하여 도 4 내지 도 5와 같이 구성된 슬러지탱크(100)의 오수 유입구(101)와 일체로 연결함으로써 세척작업시 지상으로 분출되는 오수는 유도관(300)을 통해 오수관(400)으로 유도된 후 상기 유도관(300)을 거쳐 슬러지탱크(100)의 내부로 전량 유입된다.

따라서 지상으로 분출되는 오수가 노면에 그대로 방치됨으로써 야기되는 문제점을 원천적으로 차단할 수 있게 된다.

3) 관정세척기 설치단계

상기 슬러지 분리장치(S)의 설치가 완료된 관정(2)에는 본격적으로 관정(2)을 세척하기 위한 세척파이프(11) 및 상기 세척파이프(11)의 하단에 일체로 결합된 관정세척기(20)를 관정(2)으로 투입하게 된다.

이러한 관정세척기(20)의 투입작업은 크레인(10)의 견인와이어(12)를 세척파이프(11)의 상단에 연결하여 투입이 가능함은 물론 관정세척기(20)의 상·하 이동작업 또한 가능하게 된다.

여기에서 세척파이프(11)의 투입시 유도관(300)에 형성된 통공(301)을 밀폐하던 실링판(302)을 제거하여 상기 세척파이프(11)의 외측에 끼움 설치한 상태에서 세척파이프(11)를 관정(2)에 투입한 후 상기 실링판(302)을 이용하여 통공(301)을 원상태로 밀폐함으로써 유도관(300)으로 유입되는 오수가 지상으로 누수되지 않는 기밀을 유지하게 된다.

그리고 상기 세척파이프(11)는 공기압축기의 가동에 따라 고압의 에어를 공급 받아 원활한 세척작업이 이루어질 수 있게 된다.

4) 오염물질 제거단계

관정(2)의 세척을 위한 세척파이프(11) 및 관정세척기(20)의 설치가 완료되면 상기 관정세척기(20)를 이용하여 내벽에 고착된 오염물질을 본격적으로 제거하게 된다.

즉 상기 관정세척기(20)를 크레인(10)의 조작에 따라 도 3과 같이 상·하 일정구간을 반복적으로 이동하면서 관정(2)의 내벽에 고착된 오염물질을 분해, 제거한다.

여기에서 본 발명의 관정세척기(20)는 관정을 전용으로 세척하기 위한 것으로, 세척파이프(11)를 통해 인입된 고압의 에어는 도 3과 같이 관정세척기(20)의 내부에 설치된 임펠라(21)로 유입되면서 대부분의 에어는 소용돌이를 일으키는 와류로 변환됨과 동시에 측방으로 유도되어 관정의 내벽을 향하여 집중적으로 강력하게 분출함으로써 내벽에 달라 붙은 각종 이물질, 오염물질을 분해, 제거함은 물론 막힌 암반공(6a)을 집중적으로 타격함으로써 물줄기가 더욱 확대되어 지하수가 관정(2)으로 충분하게 유입되면서 지하수의 채수량을 획기적으로 증가시킨다.

또한 상기 임펠라(21)에 의해 소용돌이를 생성함으로써 부상력이 뛰어나 유도관(300)으로 오수 및 각종 이물질을 더욱 효과적으로 배출하게 되며, 특히 지지캡(22)의 유속증가홀(23)로 공급되는 에어는 유속이 증가됨과 동시에 압력이 낮아짐에 따라 상기 지지캡(22)의 하부 및 흡입유로(24)의 높은 압력 사이에서 양력이 작용하여 지지캡(22)의 하부에 위치하는 지하수는 상부로 강제 흡입된 후 측방으로 강력하게 살수됨으로써 세척력을 더욱더 배가시킨다.

한편, 상기 관정세척기(20)의 상·하 이동거리는 100m에 달하는 관정(2)의 전체 깊이를 따라 이동할 수 없는 바 관정(2)을 일정구간으로 분할하여 구간별로 작업을 실시하며, 관정(2)의 깊이가 깊어질수록 상기 세척파이프(11)를 다단으로 연결하여 세척작업을 실시한다.

5) 슬러지 분리, 수거단계

본 발명에서는 상기한 오염물질의 제거단계에서 지상으로 분출되는 오수를 노면에 그대로 방치하지 않고 유도관(300) 및 오수관(400)을 통해 슬러지탱크(100)로 유도하여 내부에서 자체적으로 오수에 함유된 슬러지를 분리, 수거한다.

즉 오수에는 관정(2)의 세척과정에서 제거된 각종 슬러지가 함유되어 있으며, 상기 슬러지가 함유된 오수는 전량 슬러지탱크(100)로 유입된다.

따라서 슬러지탱크(100)로 유입된 오수는 도 5와 같이 즉각적으로 배수구(102)를 통해 배수되지 않고 상·하 이격되게 교호로 설치된 유속저하판(103)(203)에 의해 유속이 급격하게 저하됨은 물론 지그재그의 형태로 형성된 유로(105)를 따라 내부를 장시간 경유함으로써 잔잔한 수면을 유지하며, 이에 따라 각종 슬러지는 자연적으로 자중에 의해 가라 앉아 슬러지탱크(100)의 바닥면에 적재된다.

또한, 상기 슬러지가 분리된 순수한 물은 슬러지탱크(100)의 일측에 형성된 배수구(102)를 통해 외부로 배수됨으로써 환경오염의 유발을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.

그리고 상기 슬러지탱크(100)에 적재된 슬러지의 양이 증가하면 슬러지탱 크(100)의 상부를 밀폐하던 분리형 커버(200)를 분리하여 내부의 슬러지를 제거할 수 있게 된다.

한편, 이하에는 본 발명의 관정 세척공법에 적용되는 슬러지 분리장치(S)의 기술적인 구성 및 작동상태에 대해 설명하기로 한다.

본 발명의 슬러지 분리장치(S)의 전체적인 구성은 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이 일측에 형성된 오수 유입구(101)의 타측 상부에 배수구(102)가 형성되고 바닥면에는 오수가 내부를 장시간 체류하면서 자중에 의해 슬러지가 가라앉도록 하는 유속저하판(103)이 이격 설치된 슬러지탱크(100)와; 상기 슬러지탱크(100)의 상부에 선택적으로 분리 가능하게 결합되고 저면에는 슬러지탱크(100)의 유속저하판(103) 사이사이에 위치하는 유속저하판(203)이 이격 설치된 분리형 커버(200)와; 지상으로 분출되는 오수를 슬러지탱크(100)로 유도하도록 관정케이싱(3)의 상단에 일체로 연결 설치되는 유도관(300)과; 상기 유도관(300)과 오수 유입구(101) 사이에 연결되어 유도관(300)으로 유입된 오수를 슬러지탱크(100)의 내부로 인입시키는 오수관(400)의 유기적인 결합구성으로 이루어짐을 알 수 있다.

우선적으로 상기 슬러지탱크(100)는 상부가 개방된 함체로 구성되고, 일측에는 오수를 내부로 유입하기 위한 오수 유입구(101)가 형성되고, 상기 오수 유입구(101)의 타측 상부에는 슬러지를 제거한 순수한 물이 외부로 배수될 수 있도록 배수구(102)가 형성되며, 내부의 바닥면에는 오수가 급격하게 외부로 배수되지 않고 슬러지탱크(100)의 내부를 장시간 경유하면서 잔잔한 수면을 유지함으로써 슬러 지가 자중에 의해 자동으로 가라앉으면서 분리, 수거될 수 있도록 하는 유속저하판(103)이 이격 설치된다.

또한, 상기 슬러지탱크(100)의 개방된 상부면에는 선택적으로 분리 가능한 분리형 커버(200)가 결합되고, 상기 분리형 커버(200)의 저면에는 슬러지탱크(100)의 유속저하판(103)의 사이사이에 위치하도록 유속저하판(203)이 이격 설치된다.

이때 상기 슬러지탱크(100)와 분리형 커버(200)의 유속저하판(103)(203)은 도 5와 같이 일측에 오수가 통과하는 유로(105)가 각각 형성되며, 상기 유로(105)는 전체적으로 상·하 지그재그의 형태로 형성됨으로써 오수는 지그재그로 슬러지탱크(100)의 내부를 장시간 경유하여 더욱 효과적으로 슬러지가 분리될 수 있게 된다.

그리고 지상으로 분출되는 오수를 슬러지탱크(100)로 유도하는 역할을 수행하는 유도관(300)은 엘보우의 형태로 이루어지고, 하단에 형성된 플랜지(300a)를 관정케이싱(3)의 상단에 형성된 플랜지(3a)와 일체로 결합하여 관정케이싱(3)과 연통된 상태를 유지할 수 있으며, 도 3과 같이 세척파이프(11)가 관정(2)의 내부로 투입된 후 상·하로 원활하게 이동하도록 수직 방향으로 통공(301)이 형성되고, 상기 통공(301)은 세척파이프(11)의 외측에 끼워진 실링판(302)에 의해 밀폐된다.

또한, 유도관(300)의 타측은 슬러지탱크(100)의 오수 유입구(101)와 오수관(400)으로 연결됨으로써 유도관(300)을 경유하여 오수를 슬러지탱크(100)의 내부로 전량 유입할 수 있게 된다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명의 슬러지 분리장치(S)는 오수가 슬러지탱 크(100)로 유입된 후 유속저하판(103)(203)에 의해 유속이 저하되어 내부의 수면은 잔잔함을 유지함으로써 오수에 함유된 슬러지는 자중에 의해 자연적으로 가라앉아 내부의 바닥면에 적재되면서 분리, 수거된다.

따라서 관정의 세척이 완료된 후 별도의 후처리작업을 요하지 않으며, 환경오염을 효율적으로 방지할 수 있게 된다.

본 발명은 양수장치가 철거된 관정의 내부에 관정세척기를 투입한 후 상기 관정세척기를 상·하로 이동시키는 작업공정을 통해 관정의 내벽에 고착된 오염물질을 말끔하게 제거함은 물론 지하수의 채수량을 획기적으로 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 관정의 세척과정에서 지상으로 분출되는 오수를 노면에 방치하지 않고 슬러지 분리기로 유도하여 상기 오수에 함유된 슬러지를 자체적으로 분리, 수거함으로써 별도의 슬러지를 폐기 처리하는 작업을 요하지 않을 뿐만 아니라 상기 후처리 작업에 소요되는 인력과 비용을 획기적으로 절감하며, 환경의 오염을 미연에 방지하는 효과를 제공한다.

Claims

관정(2)에서 양수장치(1)를 외부로 인양하여 철거하는 양수장치 철거단계와;

상기 관정(2)에 설치된 관정케이싱(3)의 상단에 지상으로 분출되는 오수를 슬러지탱크(100)로 유도하는 유도관(300)을 연결 설치한 후 상기 유도관(300)과 슬러지탱크(100)를 오수관(400)으로 연결하는 슬러지 분리장치 설치단계와;

상기 유도관(300)을 관통하여 관정(2)의 내부로 하단에 관정세척기(20)가 결합된 세척파이프(11)를 투입하는 관정세척기 설치단계와;

상기 관정세척기(20)를 상·하로 이동시켜 가면서 내벽에 고착된 오염물질을 제거하는 오염물질 제거단계와;

상기 관정의 세척작업시 지상으로 분출하는 오수를 유도관(300)을 통해 슬러지탱크(100)로 유도하여 자체적으로 오수에 함유된 슬러지를 분리, 수거하는 슬러지 분리, 수거단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 관정 세척공법.
일측에 형성된 오수 유입구(101)의 타측 상부에 배수구(102)가 형성되고 바닥면에는 오수가 내부를 장시간 체류하면서 자중에 의해 슬러지가 가라 앉도록 하는 유속저하판(103)이 이격 설치된 슬러지탱크(100)와;

상기 슬러지탱크(100)의 상부에 선택적으로 분리 가능하게 결합되고 저면에는 슬러지탱크(100)의 유속저하판(103) 사이사이에 위치하는 유속저하판(203)이 이 격 설치된 분리형 커버(200)와;

지상으로 분출되는 오수를 슬러지탱크(100)로 유도하도록 관정케이싱(3)의 상단에 일체로 연결 설치되는 유도관(300)과;

상기 유도관(300)과 오수 유입구(101) 사이에 연결되어 유도관(300)으로 유입된 오수를 슬러지탱크(100)의 내부로 인입시키는 오수관(400)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 슬러지 분리장치.
제 2항에 있어서,

유속저하판(103)(203)은 일측에 오수가 통과하는 유로(105)가 형성되고, 상기 유로(105)는 전체적으로 상·하 지그재그의 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 슬러지 분리장치.
제 2항에 있어서,

유도관(300)은 세척파이프(11)가 관정(2)의 내부로 투입된 후 상·하로 원활하게 이동하도록 통공(301)이 형성되고, 상기 통공(301)은 세척파이프(11)의 외측에 끼워진 실링판(302)에 의해 밀폐되는 것을 특징으로 하는 슬러지 분리장치.