KR100624444B1 - 유류오염 건설폐자재의 재생공법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유류오염 건설폐자재의 재생공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유류에 오염된 폐콘크리트와 폐아스팔트 및 폐벽돌 등의 건설폐자재를 적정 입도로 파쇄하여 고압으로 분사되는 세척수로 세척함으로써 상기 건설폐자재에 함유된 오염 유류를 효과적으로 탈리하여 우수한 품질의 재생골재로 복원할 수 있고, 탈리된 유류는 과산화수소처리와 자외선 처리로 세척수와 완전히 분리시킴으로써 복원과정에서 2차적인 환경오염의 염려가 없으며, 세척에 사용된 세척수도 재사용함으로써 복원작업에 소비되는 비용과 시간을 대폭 줄일 수 있는 유류오염 건설폐자재의 재생공법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 건설폐자재를 40mm이하의 입도로 파쇄하는 제1단계; 파쇄물을 금속분리기에 의해 철편 및 철근 등을 분리하는 제2단계; 금속이 분리된 파쇄물을 진동스크린 세척기에 의해 세척함과 동시에 입도 5~25mm의 조골재를 분리하는 제3단계와; 조골재가 분리된 입도 5mm이하의 파쇄물과 세척수 및 탈리 유류의 혼합액을 분급기로 유입시켜 입도 0.01~5mm의 세골재를 분리하는 제4단계; 세골재가 분리된 파쇄물과 세척수 및 탈리 유류의 혼합액을 약품반응조로 유입시켜 응집제를 가하는 제5단계; 응집제가 가해진 잔여 파쇄물과 세척수 및 탈리 유류의 혼합액을 침전조로 유입시켜 파쇄물과 세척수 및 탈리 유류를 각각 층상으로 분리하는 제6단계; 침전조의 저부로 배출된 파쇄물을 농축 및 탈수하여 케이크화하고, 침전조의 상부로 넘친 세척수와 탈리 유류의 혼합액을 유수분리조로 유입시킨 후 과산화수소 를 주입하여 탈리 유류를 분해하는 제7단계와; 탈리 유류가 분해된 세척수와 탈리 유류의 혼합액을 자외선 처리하여 주입된 과산화수소를 제거한 후 침전물탱크로 유입시켜 탈리 유류와 과산화수소의 반응잔류물을 걸러내는 제8단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 한 유류오염 건설폐자재의 재생공법이 제공된다.
건설폐자재, 재생골재, 재생공법, 유류오염, 조골재, 세골제
Description
도 1은 본 발명의 유류오염 건설폐자재의 재생공법에 따른 전체개략도
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 피더스크린 2 : 피더 3 : 1차 파쇄기
4 : 2차 파쇄기 5 : 금속분리기 6 : 마그네틱 세퍼레이터
7 : 금속수거함 8 : 진동스크린 세척기 9 : 세척수탱크
10a : 상단 스크린 10b : 하단 스크린 11 : 3차 파쇄기
12 : 배토장치 13 : 분급기 14 : 폐수집수정
15 : 약품반응조 16 : 약품탱크 17 : 침전조
18 : 농축조 19 : 탈수기 20 : 유수분리조
21 : 자외선처리기 22 : 침전물탱크
본 발명은 유류오염 건설폐자재의 재생공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유류에 오염된 폐콘크리트와 폐아스팔트 및 폐벽돌 등의 건설폐자재를 적정 입도로 파쇄하여 고압으로 분사되는 세척수로 세척함으로써 상기 건설폐자재에 함유된 오염 유류를 효과적으로 탈리하여 우수한 품질의 재생골재로 복원할 수 있고, 탈리된 유류는 과산화수소처리와 자외선 처리로 세척수와 완전히 분리시킴으로써 재생과정에서 2차적인 환경오염의 염려가 없으며, 세척에 사용된 세척수도 재사용함으로써 재생작업에 소비되는 비용과 시간을 대폭 줄일 수 있는 유류오염 건설폐자재의 재생공법에 관한 것이다.
최근 대도시 주변에서 폐콘크리트와 폐아스팔트 및 폐벽돌 등의 건설폐자재는 도시재개발과 건물의 노후화 및 기능저하에 의한 건설물의 해체가 증가함에 따라 다량으로 배출되고 있다. 따라서 다량으로 발생되는 상기와 같은 건설폐자재를 재활용하는 것을 자원 및 에너지 절약뿐만 아니라 환경보호 측면에서도 그 중요성이 증대되고 있다. 이에 따라 건설폐자재에 포함된 이물질을 제거한 후 재가공하여 재생골재로 만들어 건설자재로 재활용함으로써 경제적으로 아주 효율적이였다. 그러나 이러한 건설폐자재를 재생하여 만든 재생골재는 여러 가지 물리적 성상이 열악하여 굳지 않은 상태에서 현전한 슬럼프 로스(slump loss)와 굳은 상태에서의 내구성 저하 등의 문제점을 가지고 있는데, 특히 유류에 오염된 건설폐자재에서 그 문제점이 심각하여 재생골재로 재생하여 사용하더라도 재생시 유류에 오염된 건설폐자재 속에 함유된 유류를 탈리시키는 단계를 별도로 거치지 않음에 따라, 유류에 오염된 건설폐자재를 일반적인 공법으로 재생된 재생골재에는 여전히 유류가 함유 되어 양질의 재생골재를 제공할 수 없게 되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 유류에 오염된 폐콘크리트와 폐아스팔트 및 폐벽돌 등의 건설폐자재에 함유된 유류를 효과적으로 탈리하여 양질의 재생골재로 복원할 수 있도록 하기 위하여, 건설폐자재를 적정 입도로 파쇄하고, 파쇄물에 포함된 철편 및 철근을 분리 제거한 후 고압으로 분사되는 세척수로 세척하며, 이에 응집제를 가하여 침전조로 유입시켜 각 층상으로 분리한 후 파쇄물은 재생골재로 복원하고, 세척수와 탈리 유류의 혼합액에 과산화수소처리 및 자외선 처리하여 세척수와 탈리 유류를 완전히 분리함으로써, 재생작업에 소비되는 시간과 비용을 절감할 수 있고, 복원과정에서 2차적인 환경오염의 염려도 없는 유류오염 건설폐자재의 재생공법을 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 유류오염 건설폐자재의 재생공법은 폐콘크리트와 폐아스팔트 및 폐벽돌 등의 건설폐자재를 입도 40mm이하로 파쇄하는 제1단계와; 파쇄된 건설폐자재의 파쇄물을 금속분리기에 의해 철편 및 철근 등의 금속 파쇄물을 분리 제거하는 제2단계와; 금속이 분리 제거된 파쇄물을 진동스크린 세척기에 의해 세척함과 동시에 세척된 파쇄물에서 입도 5~25mm의 조골재를 분리하는 제3단계와; 조골재가 분리된 입도 5mm이하의 파쇄물과 세척수 및 탈리 유류의 혼합액을 분급기로 유입시켜 입도 0.01~5mm의 세골재를 분리하는 제4단계와; 세골재가 분리된 잔여 파쇄물과 세척수 및 탈리 유류의 혼합액을 약품반응조로 유입시켜 응집제를 가하여 교반하는 제5단계와; 응집제가 가해진 잔여 파쇄물과 세척수 및 탈리 유류의 혼합액을 침전조로 유입시켜 파쇄물과 세척수 및 탈리 유류를 각각 층상으로 분리하는 제6단계와; 침전조의 저부로 배출된 잔여 파쇄물을 농축 및 탈수하여 케이크화하고, 침전조의 상부로 넘친 세척수와 탈리 유류의 혼합액을 유수분리조로 유입시킨 후 과산화수소를 주입하여 탈리 유류를 분해하는 제7단계와; 탈리 유류가 분해된 세척수와 탈리 유류의 혼합액을 자와선처리기로 자외선 처리하여 잔여 과산화수소를 제거한후 침전물탱크로 유입시켜 탈리 유류와 과산화수소의 반응 잔류물을 걸러내는 제8단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
이와 같은 단계를 포함하여 구성된 본 발명의 유류오염 건설폐자재의 재생공법을 첨부한 본 발명에 따른 전체 개략도를 도시한 도 1을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
제1단계는 폐콘크리트와 폐아스팔트 및 폐벽돌 등의 건설폐자재를 수집하여 40mm이하의 입도를 갖도록 파쇄하는 단계로서, 견고하게 덩어리져 형성된 폐콘크리트와 폐아스팔트 및 폐벽돌 등의 건설폐자재를 진동하는 피더스크린(1)이 구비된 피더(2)를 거치도록 하여 40mm이하의 입도를 가진 건설폐자재는 상기 피더스크린(1)을 통과하고, 40mm초과의 입도를 가진 건설폐자재는 파쇄기(3)(4)에 의해 40mm이하의 입도를 가지도록 파쇄된다.
상기 단계에서 건설폐자재의 표면부를 먼저 세척하지 않고 파쇄하는 것은 상 기 건설폐자재의 표면부에 형성된 미세크랙 등을 통해 내부 깊숙이 스며든 오염유류는 표면부의 세척만으로는 효과적으로 제거할 수 없음으로 상기 건설폐자재를 적절한 입도로 파쇄하여 내부에 깊이 오염된 유류를 효과적으로 세척할 수 있게 하기 위한 것이다.
그리고 상기 단계에서 견고하게 덩어리져 형성된 건설폐자재의 파쇄작업을 단 한번에 수행한다는 것은 비능률적이고 또한 파쇄기의 고장을 일으켜 기계의 사용수명을 단축시키는 원인이 됨에 따라, 40mm를 초과하는 입도를 가진 건설폐자재의 파쇄작업은 1차 파쇄기(3)에 의해 먼저 100~150mm이하의 입도를 가지도록 1차 파쇄한 후 2차 파쇄기(4)에 의해 40mm이하의 입도를 가지도록 파쇄하는 것과 같이 단계적으로 파쇄하는 것이 바람직하다. 상기 1차 파쇄기(3)는 통상의 조크러셔를 사용하고, 2차 파쇄기(4)는 통상의 조크러셔 또는 콘크러셔를 사용할 수 있다.
제2단계는 상기 제1단계에서 단계적으로 수행되는 건설폐자재의 파쇄작업을 통하여 40mm이하의 입도를 가진 건설폐자재의 파쇄물에 포함된 철근 및 철편 등의 금속 파쇄물을 금속분리기(5)로 선별하여 분리 제거하는 단계로서, 제1단계에서 파쇄된 건설폐자재의 파쇄물은 철근 및 철편 등의 금속을 소량 포함하고 있어, 상기 파쇄물을 자력으로 금속을 분리하는 마그네틱 세퍼레이터(6)가 구비된 상기 금속분리기(5)로 통과시켜 파쇄물에 포함된 철근 및 철편 등의 금속 파쇄물을 분리한다. 이때 분리된 금속 파쇄물은 일측에 구비된 금속수거함(7)에 수거할 수 있도록 한다.
제3단계는 철근 및 철편 등의 금속물이 분리 제거된 파쇄물을 고압으로 분사 되는 세척수로 진동스크린 세척기(8)에서 세척함과 동시에 세척된 파쇄물로부터 입도 5~25mm의 조골재를 선별 분리하는 단계로서, 상기 파쇄물에 부착되어 건설폐자재를 오염시키는 유류를 진동스크린 세척기(8)에 의해 세척됨으로써 파쇄물로부터 효과적으로 탈리할 수 있다.
상기 진동스크린 세척기(8)에는 세척수탱크(9)와 연결된 다수개의 분사노즐이 구비되어 상기 분사노즐로부터 고압으로 분사되는 세척수를 통해 건설폐자재의 파쇄물의 표면에 부착된 유류를 효과적으로 탈리할 수 있게 된다.
그리고 상기 진동스크린 세척기(8)에는 상단 스크린(10a)과 하단 스크린(10b)의 2단 스크린이 진동하도록 설치되어, 상단 스크린(10a)에서는 25~40mm의 입도를 가진 파쇄물이 걸러지게 되고, 하단 스크린(10b)에서는 5~25mm의 입도를 가진 파쇄물이 걸러져 재생 조골재로 사용할 수 있게 되며, 5mm 이하의 입도를 가진 파쇄물은 상기 진동스크린 세척기(8)의 저부에 형성된 배출구로 배출된다.
상기 상단 스크린(10a)에 의해 걸러진 25~40mm의 입도를 가진 파쇄물을 구비된 3차 파쇄기(11)로 25m 이하의 입도를 가지도록 파쇄한 후 다시 상기 진동스크린 세척기(8)를 거치도록 하는데, 이는 25~40mm의 입도를 가진 파쇄물을 진동스크린 세척기(8)로 한번 세척한 후 재차 상기 진동스크린 세척기(8)로 세척함에 따라 세척효율을 극대화시켜 상기 파쇄물의 표면부에 함유된 유류를 효과적으로 탈리할 수 있게 된다. 상기 3차 파쇄기(11)도 2차 파쇄기(4)와 마찬가지로 통상의 콘크로셔로 사용할 수 있다.
또한 상기 진동스크린 세척기(8)의 상단부에는 유류에 오염된 파쇄물에 대한 세척력을 향상시킬 수 있게 상기 파쇄물을 물로 적당히 불린 후 세척하게 되고, 진동스크린 세척기(8)의 상단 스크린(10a)의 상부에는 배토장치(12)가 구비되어, 세척하기 위한 파쇄물이 진동스크린 세척기(8)에 유입될 때 고루 흩뿌려지도록 기능함에 따라 세척효율을 더욱더 극대화시킬 수 있게 된다.
제4단계는 5mm이하의 입도를 가진 파쇄물과 세척수 및 탈리 유류가 혼합된 혼합액을 분급기(13)로 유입하고, 상기 분급기(13)로부터 0.01~0.5mm의 세골재를 분리하는 단계로서, 상기 제2단계에서 진동스크린 세척기(8)의 배출구로 배출된 5mm 이하의 입도를 가진 파쇄물과 세척수 및 세척에 의해 파쇄물의 표면부로부터 탈리된 유류의 혼합액을 분급기(13)로 유입하여 방향이 서로 반대방향인 원심력과 유체항력을 이용하여 0.01~5mm의 입도를 가진 파쇄물을 분급기(13)의 외주부로 집진시켜 재생 세골재로 분리하고, 0.01mm이하의 입도를 가진 미분 상태의 파쇄물과 세척수 및 탈리 유류의 혼합액은 분급기(13)의 중앙부에 집진되어 상기 분급기(13)의 중앙 하부에 형성된 배출구로 배출되어 폐수집수정(14)에 집수된다.
제5단계는 잔여 파쇄물과 세척수 및 탈리 유류의 혼합액을 약품반응조(15)로 유입시켜 응집제를 가하여 교반하는 단계로서, 유류에 오염된 건설폐자재로부터 복원된 재생 조골재와 세골재가 분리된 잔여 파쇄물과 세척수 및 탈리 유류의 혼합액은 미분상태로 폐수집수정(14)에 집수됨에 따라, 잔여 파쇄물을 응집, 침강시켜 보다 용이하게 분리할 수 있도록 하기 위해 혼합액을 약품반응조(15)로 유입하고, 상기 약품반응조(15)에 약품탱크(16)로부터 공급되는 응집제를 가하여 혼합액에 균일하게 섞이도록 적절히 교반하게 된다.
제6단계는 응집제가 가해진 혼합액을 약품반응조(15)로 유입하여 잔여 파쇄물과 세척수 및 탈리 유류를 각각 층상으로 분리되게 하는 단계로서, 0.01mm 이하의 입도를 가진 잔여 파쇄물이 응집제의 작용으로 인해 응집되어 침전조(17)의 하부로 침강하게 되고, 액상의 세척수와 탈리된 유류는 침전조(17)의 상부에서 비중차에 의해 층상을 이루고 된다. 여기서 응집되어 침전조(17)의 하부에 침강된 잔여 파쇄물은 침전조의 저부에 형성된 배출부로 배출하게 되고, 침전조(17)의 상부에 층상으로 분리된 세척수와 탈리된 유류는 상기 침전조(17)의 상부로 넘치도록 하여 배출하게 된다.
제7단계는 침전조(17)의 저부로 배출된 잔여 파쇄물을 농축, 탈수하고, 침전조의 상부로 넘치도록 하여 배출된 세척수와 탈리 유류를 각각 분리시키는 단계로서, 침전조(17)의 저부로 배출된 잔여 파쇄물을 농축조(18)에서 농축시킨 후 탈수기(19)를 이용하여 탈수하여 케이크화함으로써 수거하고, 침전조(17)의 상부로 넘치게 하여 배출된 세척수와 탈리된 유류의 혼합액은 유수분리조(20)를 거쳐 유류를 세척수로부터 분리 제거하게 된다.
여기서 상기 유수분리조(20)에 과산화수소를 주입하여 라디칼이 생성되면, 상기 라디칼과 세척수에 포함된 오염 유류가 반응하여 유류를 분해하게 된다. 상기 과산화수소는 그 구조가 불안정하여 유류와 반응하거나 세척수 내의 다른 매체와 반응하므로, 효과적인 유류 분해를 위해서는 세척수와의 반응에 의한 소실분을 고려하여 적정량의 과산화수소가 유류와 반응할 수 있도록 과산화수소의 주입량을 결정해야 한다. 또한 상기 과산화수소는 유류와 효과적으로 반응할 수 있도록 1~10% 의 범위의 과산화수소 수용액을 사용함이 바람직하다.
제8단계는 탈리 유류가 분해된 세척수에 잔존하는 과산화수소를 완전히 제거하기 위해 자외선처리하고, 자외선처리 후 혼합액 내의 반응 잔류물을 걸러 세척수와 탈리 유류를 완전하게 분리하는 단계로서, 세척수에 과산화수소가 잔존하게 되면 미생물의 성장에 악영향을 미쳐 환경오염의 원인이 되므로, 세척수에 잔존하는 과산화수소는 완전히 제거하기 위해 과산화수소를 주입하여 탈리 유류와 반응시킨 유류와 세척수와의 혼합액을 자외선처리조(21)로 유입시킨 후 일정시간 자외선을 조사하여 혼합액 내에 잔존하는 과산화수소를 라디칼로 변환시켜 상기 혼합액 내의 잔여 탈리 유류와 다시 반응되게 함으로써, 탈리 유류를 더욱더 효과적으로 분해할 수 있게 되고, 혼합액 내에 잔존하는 과산화수소를 완전하게 제거할 수 있게 된다.
이때 자외선처리조(21)는 자외선 파장이 짧을수록 에너지양이 많다는 것을 고려하여 통상적으로 사용되는 자외선 램프 중 단파장인 C파장 램프를 사용함이 바람직하다.
상기와 같이 혼합액 내의 잔여 과산화수소가 완전히 소멸된 후에는 침전물탱크(22)로 유입시켜 과산화수소와 탈리 유류와의 반응 잔류물을 걸러냄에 따라 세척수와 탈리 유류를 완전하게 분리할 수 있게 된다. 여기서 유류가 완전히 제거된 세척수는 세척수탱크(9)로 보내어 상기 제2단계에서 파쇄물의 세척작업시 재사용할 수 있게 되고, 상기 탈수기(19)에서 탈수되어 나온 수분도 만찬가지로 폐수집수정(14)으로 보내어 재사용할 수 있게 된다.
이와 같은 단계를 포함하여 구성된 본 발명의 유류오염 건설폐자재의 재생공 법은 유류에 오염된 폐콘크리트와 폐아스팔트 및 폐벽돌 등의 건설폐자재를 적정 입도로 파쇄하고, 파쇄물에 포함된 철근 및 철편을 자력을 이용하여 분리하고, 철근 및 철편이 분리된 파쇄물을 고압으로 분사되는 세척수에 의해 세척함으로써, 파쇄물에 포함된 유류를 효과적으로 탈리시켜 양질의 재생골재로 복원할 수 있게 된다.
그리고 본 발명의 유류오염 건설폐자재의 재생공법은 각각의 단계가 연속적으로 통괄적으로 수행됨에 따라 유류에 오염된 건설폐자재를 재생골재로 복원하는 작업에 소비되는 시간을 대폭 줄일 수 있게 된다.
또한 본 발명의 유류오염 건설폐자재의 재생공법은 유류에 오염된 건설폐자재를 재생골재로 복원하는 작업에 사용하는 세척수는 파쇄물을 세척한 후 포함된 유류를 분리 제거하여 다시 사용되어 재생작업에 따른 2차 오염의 염려가 없고, 유류가 분리된 세척수는 반복해서 재사용함에 따라 재생작업에 소비되는 비용도 줄일 수 있게 된다.
상기와 같이 구성된 본 발명은 유류에 오염된 폐콘크리트와 폐아스팔트 및 폐벽돌 등의 건설폐자재를 적정 입도로 파쇄한 후 철편, 철근 등의 금속 이물질을 분리하여 고압 분사되는 세척액으로 세척함으로써, 건설폐자재에 함유된 유류를 효과적으로 탈리하여 우수한 품질의 재생골재로 복원할 수 있게 되고, 건설폐자재에 서 탈리된 유류는 세척수에서 완전히 분리함으로써, 재생작업에 따른 2차적인 환경오염을 막을 수 있게 되며, 또한 세척에 사용하는 세척수도 반복하여 사용함에 따라 재생과정에서 소비되는 시간과 비용을 대폭 절감할 수 있게 되는 효과가 있다.
Claims (1)
- 건설폐자재를 40mm이하의 입도로 파쇄하는 제1단계; 파쇄물을 금속분리기(5)에 의해 철편 및 철근 등을 분리하는 제2단계; 금속이 분리된 파쇄물을 진동스크린 세척기(8)에 의해 세척함과 동시에 입도 5~25mm의 조골재를 분리하는 제3단계와; 조골재가 분리된 입도 5mm이하의 파쇄물과 세척수 및 탈리 유류의 혼합액을 분급기(13)로 유입시켜 입도 0.01~5mm의 세골재를 분리하는 제4단계; 세골재가 분리된 파쇄물과 세척수 및 탈리 유류의 혼합액을 약품반응조(15)로 유입시켜 응집제를 가하는 제5단계; 응집제가 가해진 잔여 파쇄물과 세척수 및 탈리 유류의 혼합액을 침전조(17)로 유입시켜 파쇄물과 세척수 및 탈리 유류를 각각 층상으로 분리하는 제6단계; 침전조(17)의 저부로 배출된 파쇄물을 농축 및 탈수하여 케이크화하고, 침전조(17)의 상부로 넘친 세척수와 탈리 유류의 혼합액을 유수분리조(20)로 유입시킨 후 과산화수소를 주입하여 탈리 유류를 분해하는 제7단계와; 탈리 유류가 분해된 세척수와 탈리 유류의 혼합액을 자외선 처리하여 주입된 과산화수소를 제거한 후 침전물탱크(22)로 유입시켜 탈리 유류와 과산화수소의 반응 잔류물을 걸러내는 제8단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 한 유류오염 건설폐자재의 재생공법.
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