KR100653281B1 - 이동 부상형 광산배수 자연정화시설의 슬러지 제거장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광산배수(갱내수) 자연정화시설 내에 쌓여 있는 슬러지 제거 장치를 구현하여 자연정화시설의 보수 및 관리 작업을 보다 손쉽고 빠르게 수행할 수 있도록 하며, 이로 인해 작업상의 시간적 경제적 이익을 얻도록 한 광산배수 자연정화시설의 슬러지 제거장치에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명은, 상측에 슬러지를 제거하기 위한 구성이 설치될 공간을 제공하며 자연정화시설로 이동이 가능하게 하기 위해 이동장치부와 수면에 장치를 부상시킬 수 있도록 하는 부상체가 결합된 탑재부와; 탑재부에 설치되어 자연정화시설내의 슬러지를 흡입하여 저장하는 흡입탱크와; 상기 흡입탱크와 연통되며 흡입탱크에 슬러지가 흡입되어 이송되도록 하는 진공발생부와; 상기 흡입탱크 내의 슬러지가 투입되도록 연통되며 탑재부 상에 설치되어 투입된 슬러지를 분리액과 슬러지 고형물로 분리하여 배출하는 고액분리장치와; 상기 고액분리장치의 고형물이 배출되는 지점과 대응되는 탑재부 지점에 설치되어 배출되는 고형물을 수거하여 보관하는 고형물 수거탱크를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 부상형 광산배수 자연정화시설의 슬러지 제거장치를 제공한다.

폐광, 갱내수, 광산배수, 자연정화시설, 슬러지 케이크, 고액분리장치

Description

이동 부상형 광산배수 자연정화시설의 슬러지 제거장치 {Moving and Floating Apparatus for Eliminating Sludge of Water Discharged from Mine}

도 1은 본 발명에 의한 슬러지 제거장치의 정면도.

도 2는 본 발명에 의한 슬러지 제거장치의 위치구성 평면도.

도 3은 도 1의 슬러지 제거장치 중 고액분리부의 단면도.

도 4는 본 발명에 의한 슬러지 제거장치에 의한 작업상태 예시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 탑재부 11: 이동장치부

12: 무한궤도 13: 동력발생기구

14: 엔진 15: 부상체

20: 흡입탱크 21: 호스

22: 단속기구 30: 진공발생부

31: 진공펌프 32: 필터

40: 고액분리장치 41: 케이싱

42: 스크류 컨베어 43: 구동장치부

44: 분리액 배출구 45: 고형물 배출구

46: 밸브구동기구 47: 모터

50: 수거탱크

본 발명은 광산배수(갱내수) 자연정화시설의 슬러지 제거장치에 관한 것으로써, 상세하게는 자연정화시설 내에서 슬러지를 제거하기 위한 전용의 장치를 구현하여 작업을 보다 손쉽고 빠르게 수행할 수 있도록 하며, 이로 인해 작업상의 시간적 경제적 이익을 얻도록 한 것이다.

휴ㆍ폐광된 광산으로 인해 발생되는 환경오염으로는 광산폐기물인 폐석과 광미장의 침출수 및 갱내수(광산배수) 유출에 의한 오염이 가장 대표적이다.

특히, 지하 석탄광 채굴적은 대규모로 지하 심부로 채굴되면서 지하수가 유입되어 광역 지하수면이 저하되다가 폐광과 동시에 다시 상승하여 갱도 등을 통하여 지표환경으로 배출된다. 지하갱도 및 채굴적에는 흔히 황화광물이 존재하며 산소 및 물과 반응하여 산화되면서 갱내수는 흔히 낮은 pH, 황산염을 비롯한 철, 알루미늄, 망간 등 금속함량을 갖는 산성광산배수의 특징을 보유하게 된다.

이와 같은 광산배수(갱내수)의 처리는 크게 물리화학적 처리와 자연정화식 처리로 구분되는데, 물리화학적 처리는 중화제, 응집제와 같은 화공약품과 기계력을 이용하여 광산배수를 정화하는 방법으로 정화효율이 우수한 반면, 시설에 대한 지속적인 관리가 요구되어 유지비용이 많이 소모된다.

자연정화식은 물리화학적 처리에 비하여 정화효율이 낮은 반면 화학물질의 첨가, 운영비 및 유지비가 요구되지 않아 경제적으로 광산배수를 처리할 수 있는 방안이기 때문에 최근 들어 선호하는 광산배수의 처리방식이다.

상기된 자연정화식 광산배수 처리는 침전조, 하향류식 소택지, 호기성 소택지 등을 현장에 설치하여 이루어지는데, 이러한 갱내수 흐름과정에서 갱내수의 주성분을 이루던 철이나 알루미늄은 침전조의 바닦이나 상향류식 소택지의 유기물층 위에 철, 알루미늄 수산화물의 형태의 침전물(슬러지 케이크라 통칭되는)을 형성한다.

따라서, 상기된 슬러지 케이크는 정화시설 내에 누적되어 정화시설의 처리용량을 크게 감소시켜 체류시간을 축소시키고, 하향류식 소택지에서 투수율을 현저하게 낮추게 하여 갱내수의 물 흐름을 막게 되고 결국 자연정화시설의 수명을 단축시키는 결과를 초래하여 슬러지 케이크의 문제를 해결하지 않고 방치될 경우 가동되는 정화시설에서 가동상의 잦은 문제점이 발생된다.

국외의 경우 상기된 자연정화시설의 슬러지를 제거하기 위해서는 시설내의 물을 모두 제거한 후 인력 또는 여러 장비를 이용하여 슬러지를 제거하거나, 호수 준설장비를 개량하여 슬러지를 강제적으로 긁어내는 방법이 제안된 바 있다.

상기된 슬러지 제거장비는 시설 내의 물을 모두 제거하고 슬러지를 인력 등에 의해 제거하는 과정은 과다한 비용의 지출 및 작업시간의 상당한 지연을 초래하게 되어 작업기간 동안 폐수를 그대로 방류해야하고 정화시설내 유기물층을 교란시키는 문제점이 발생된다.

또한, 기존 장비에 의한 슬러지 제거방법은 함수율이 매우 높은 광산 슬러지를 제거하기에는 한계가 있어서 현재 상용되지 못하고 있는 실정이다.

본 발명은 상기된 문제점을 해소하기 위해 발명한 것으로써, 자연정화시설의 슬러지를 제거하기 위한 전용의 장치를 구현하여 슬러지의 제거과정이 보다 신속하고 용이하게 수행되도록 한 슬러지 제거장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 아래의 구성을 갖는다.

본 발명은, 상측에 슬러지를 제거하기 위한 구성이 설치될 공간을 제공하며 목적하는 위치로 이동가능하기 위해 이동장치부와 수면에 부상이 가능하도록 하는 부상체가 결합된 탑재부와; 상기 탑재부 상에 설치되어 정화시설 내의 슬러지를 흡입하여 저장하는 흡입탱크와; 상기 흡입탱크와 연통되며 탑재부 상에 설치되어 흡입탱크에 슬러지가 흡입되어 이송되도록 하는 진공발생부와; 상기 흡입탱크 내의 슬러지가 투입되도록 연통되며 탑재부 상에 설치되어 투입된 슬러지를 분리액과 슬러지 고형물로 분리하여 배출하는 고액분리장치와; 상기 고액분리장치의 고형물이 배출되는 지점과 대응되는 탑재부 지점에 설치되어 배출되는 고형물을 수거하여 보관하는 고형물 수거탱크를 포함하여 구성된다.

이하, 상기 구성이 적용된 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 슬러지 제거장치의 정면도이며, 도 2는 도 1의 슬러지 제거장치 평면도이다.

도면을 참조하면, 본 발명에 의한 슬러지 제거장치는 탑재부(10) 상에 흡입탱크(20), 진공발생부(30), 고액분리장치(40), 고형물 수거탱크(50)가 설치되어 구성된다.

상기 탑재부(10)는 상측에 슬러지를 제거하기 위한 구성이 설치될 공간을 제공하며, 자연정화시설이 설치된 현장으로 지상로를 통해 이동 가능하기 위해 이동장치부(11)가 설치된다. 상기 이동장치부(11)는 무한궤도(12) 또는 일반 차량용 바퀴(미도시)와 동력발생기구(13)로 이루어지거나, 이동장치부를 단순화 하여 트럭으로 이동 시키고, 탑재부(10)를 목표 작업지점까지 이동할 수 있는 정도의 장치만으로 구성 할 수도 있다.

상기 동력발생기구(13)는 무한궤도(12)또는 바퀴를 구동시키기 위한 임의 설치자에 의해 모터와 같은 엔진(14) 및 엔진(14)과 무한궤도(12) 또는 바퀴를 동력전달가능하게 연결하기 위한 동력전달 조인트 등의 구성(미도시)을 포함한다.

또한, 상기 탑재부(10)는 슬러지 제거작업이 주로 하향류식 소택지나 침전조의 수면 상에서 수행되어야 하기 때문에 부력을 발생시키는 부상체(15)가 설치되며, 이 부상체(15)는 탑재부(10)가 수면 상에서 균형을 유지할 수 있도록 탑재부(10)의 양측 또는 앞뒤에 설치되어 구성된다.

여기서, 상기 부상체(15)는 대형의 합성수지 발포체일 수 있으며, 내부에 상당한 압축공기가 주입된 대형의 튜브로 구성될 수 있다.

상기한 바와 같이, 상기 부상체(15)는 수면 상의 작업이 가능하도록 장치 전체에 부력을 발생시키기 위한 것이다. 따라서, 비록 도시하지는 않았지만, 본 장치가 수면 상의 작업에 한정되어 사용된다면, 상기 동력발생기구(13)에 무한궤도(12)를 대신하여 상대적으로 무게가 작은 바퀴 등이 구성될 수 있음은 물론이다.

상기 흡입탱크(20)는 탑재부(10) 상에 설치되어 자연정화시설 내의 슬러지를 흡입하여 저장하도록 구성되는 것으로, 일측에 슬러지를 흡입하기 위한 호스(21) 등의 슬러지 이송로를 형성하는 구성이 적용되어 진다.

또한, 상기 흡입탱크(20)는 고액분리장치(40)와 연통된 지점에 설치되어, 흡입되어 보관된 슬러지가 고액분리장치(40)로 투입됨을 단속하기 위한 단속기구(22)가 설치되며, 이 단속기구(22)는 전기, 전자적인 신호에 의해 구동하는 솔레노이드 밸브로 적용함이 바람직하다.

상기 진공발생부(30)는 흡입탱크(20)와 연통되며 탑재부(10) 상에 설치되어 흡입탱크(20)에 슬러지가 흡입되어 이송되도록 구성되며, 그 구체적인 구성으로는 진공압을 발생시키는 진공펌프(31)와, 진공펌프(31)의 내부로 이물질이 흡입됨을 방지하기 위한 필터(32)를 수반한다.

도면 중 부호 60는 탑재부, 흡입탱크, 진공발생부 등을 구동시키기 운전시스템을 나타낸다.

도 3은 상기 슬러지 제거장치 중 고액분리장치의 구성을 나타낸 단면도이다.

도면을 참조하면, 상기 고액분리장치(40)는 외장이 되는 케이싱(41), 스크류 컨베어(42), 구동장치부(43)로 이루어진다.

상기 케이싱(41)은 일측에 슬러지에서 분리된 분리액이 배출되는 분리액 배출구(44)와 타측에 슬러지에서 분리된 슬러지 고형물이 배출되는 고형물 배출구(45)가 형성되어 구성된다.

상기 스크류 컨베어(42)는 케이싱(41)의 내부에 회전가능하게 설치되어, 투입된 슬러지를 케이싱(41)의 일측에서 타측으로 이동시키며, 분리액과 고형물로 분리하도록 구성된다.

여기서, 상기 케이싱(41)과 스크류 컨베어(42)의 바람직한 실시형태로 슬러지가 이동하는 방향을 기준하여 스크류 컨베어(42)의 스크류는 그 직경과 간격이 점차 작아지며, 이에 따라 케이싱(41)도 점차 좁은 공간을 갖도록 형성하여 고액분리성능을 향상시키도록 구성한다.

상기 구동장치부(43)는 케이싱(41)의 일측에 설치되어 스크류 컨베어(42)를 회전시키도록 구성되며, 상기 구동장치부(43)는 동력발생기구인 모터(47)와, 모터(47)의 동력을 전달하는 밸트구동기구(46)로 구성된다.

상기 밸트구동기구(46)는 스크류 컨베어(42)와 모터(47)에 각각 풀리가 장착되고, 이들 풀리에 밸트가 연결결합되어 구성됨은 당연하다.

이와 같은 고액분리장치(40)와 연계하여 케이싱(41)의 고형물 배출구(45) 하측의 탑재부(10)에는 수분이 분리된 슬러지 고형물을 수거하여 보관하는 고형물 수거탱크(50)가 설치된다.

여기서, 상기 고액분리장치(40)에 의해 분리된 수분인 분리액은 케이싱(41)의 분리액 배출구(44)에서 정화시설로 다시 배수되도록 한다.

도 4는 상기된 슬러지 제거장치가 자연정화시설의 수면상에서 슬러지 제거작업을 수행하는 상태의 예시도이다.

도면을 참조하면, 상기와 같이 구성된 슬러지 제거장치는 탑재부(10)의 이동장치부(11) 구동에 의해 목적하는 작업위치로 이동하고 부상체(15)에 의해 수면상에 부상되면, 흡입탱크(20)의 호스(21) 끝단이 슬러지 층에 구비되도록 한다.

이 후, 상기 진공발생부(30)를 구동하여 슬러지가 호스(21)를 통해 흡입탱크(20)의 내부로 흡입되면, 흡입된 슬러지는 단속기구(22)의 단속에 의해 고액분리장치(40)의 케이싱(41) 내부로 투입된다.

이와 같이 투입된 슬러지는 스크류 컨베어(42)의 회전에 의해 이송되며 분리액은 분리액 배출구(44)로 배출되고, 분리액이 배출된 슬러지 고형물은 고형물 배출구(45)로 배출되어 고형물 수거탱크(50)의 상부면에 상기 고형물 배출구에 대향되는 홀이 돌출형성됨으로써 상기 고액분리 장치(40)의 고형물이 고형물 배출구(45)를 통해 상기 고형물 수거탱크(50)에 형성된 홀을 향해 배출되므로 수거탱크(50)에 수집되어 자연정화시설의 슬러지 제거작업이 완료된다.

이 후, 상기 고형물 수거탱크(50)에 수집된 슬러지 고형물은 미립자의 형태로 가공되어 재활용하게 된다.

이상에서와 같이 본 발명은, 자연정화시설내에서 단시간내에 최소한의 인력을 사용하여 현장에서 슬러지를 제거하는 일관작업이 가능하게 하는 장치로서 작업상의 시간적/경제적 이익이 발생되는 효과를 얻게 된다.

또한, 본 발명은 자연정화시설이 설치된 현장까지 이동할 수 있도록 함과 동시에 슬러지 제거시 부력에 의해 수면상에 부상하여 작업을 수행될 수 있도록 하여 장치를 운영함에 있어서 편의를 제공할 수 있는 효과를 얻게 된다.

Claims (6)

1. 수면 상에서 부력에 의해 부상하기 위해 양측 또는 어느 일측에 수면 상에서 균형을 유지하는 대형의 합성수지 발포체일 수 있으며, 내부에 상당한 압축공기가 주입된 대형의 튜브형태의 부상체(15)가 설치되고, 상측에 슬러지를 제거하기 위한 구성이 설치될 공간을 제공하며, 목적하는 위치로 이동가능하기 위해 양측에 설치된 무한궤도(12) 또는 바퀴를 구동시켜 탑재부(10)를 운행하기 위해 설치된 엔진(14)를 포함하는 이동장치부(11)가 설치된 탑재부(10)와;

   상기 탑재부(10)에 대향되어 일측에 슬러지에서 분리된 분리액이 배출되는 분리액 배출구(44)가 형성되고, 타측에 슬러지에서 분리된 고형물인 슬러지 고형물이 배출되는 고형물 배출구(45)가 형성된 케이싱(41)이 형성되며, 상기 케이싱(41)의 내부에 회전가능하게 설치되어 투입된 슬러지를 케이싱(41)의 일측에서 타측으로 이동시키고, 분리액과 슬러지 고형물로 분리하는 스크류 컨베어(42)가 형성되며, 상기 스크류 컨베어(42) 내부에 스크류의 직경과 간격이 점차 작아지며, 이에 따라 케이싱(41)도 점차 좁은 공간을 갖도록 형성하여 고액분리성능을 향상시키고, 상기 케이싱(41)의 일측에 설치되어 스크류 컨베어(42)를 회전시키는 상기 케이싱(41)에 고정결합되고, 스크류 컨베어(42)가 동력전달 가능하게 결합되어 스크류 컨베어(42)가 회전되는 동력을 발생시키는 모터(47)가 형성되며, 동력전달이 가능하도록 하는 구성으로 스크류 컨베어(42)와 모터(47)에 각각 풀리가 장착되고, 이 풀리에 밸트가 연결된 밸트구동기구(46)를 포함하는 구동장치부(43)를 포함하는 고액분리장치(40)와;

   상기 고액분리장치(40)에 연통된 지점에 설치되어 보관된 슬러지가 고액분리장치(40)로 투입됨을 단속하기 위해 전기, 전자적인 신호에 의해 구동하는 솔레노이드 밸브로 형성된 단속기구(22)를 포함하는 정화시설 내의 슬러지를 흡입하여 저장하는 흡입탱크(20)와;

   상기 흡입탱크(20)와 연통되어 탑재부(10) 상에 설치되고, 흡입탱크(20)에 슬러지가 흡입되어 이송되도록 하는 진공발생부(30)와;

   상기 흡입탱크(20) 내의 슬러지가 투입되도록 연통되며, 탑재부(10) 상에 설치되어 투입된 슬러지를 분리액과 슬러지 고형물로 분리하여 배출하는 고액분리장치(40)와;

   상기 고액분리장치(40)의 고형물이 배출되는 지점과 대응되는 탑재부(10) 지점에 설치되어 배출되는 고형물을 수거하여 수집된 슬러지 고형물은 미립자의 형태로 가공되어 재활용하게 되는 고형물 수거탱크(50);

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 부상형 광산배수 자연정화시설의 슬러지 제거장치.
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