KR100782710B1 - 황토의 겔화를 이용한 지하수 폐공처리 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 지하수개발을 목적으로 한 관정을 대상으로, 사용이 중지된 폐관정을 밀폐시켜 지표수가 관정으로 유입되는 것을 차단함으로써 지하수의 오염을 방지하기 위한 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 관정 주변에 존재하는 흙과 반응성 물질과 물을 일정비율로 혼합하여 슬러리화시킨 후 관정에 투입시켜 관정의 기저부에 고형화된 불투수층을 형성시키고 주변에 존재하는 흙을 이용하여 관정을 되메우기하여 관정을 밀폐시켜 오수, 우수 등의 표층수의 유입을 완벽하게 차단하는 기능을 갖게 구성한 것이다.
폐공, 폐관정
Description
도 1: 본 발명의 시공상태도
도 2: 본 발명의 실시 예를 위해서 제작된 장치의 구성도
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
(1)-- 관정, (2)-- 불투수층, (3)-- 되메우기한 흙
(4)-- 아크릴관 (5)-- 물, (6)-- 천공된 하부 지지대, (7)-- 마개
지하수 개발을 위한 관정 굴착 후 지하수가 고갈되어 방치되는 폐공에 의한 지하수 오염을 방지할 수 있도록 한 폐공 된 관정(1)의 밀폐방법에 관한 것이다.
갈수기에 무분별하게 굴착되는 관정들은 사용 후 그 관리가 되지 않아 표층수인 오수 및 우수가 관정을 타고 직접적으로 지하수로 유입되어 심각한 오염원이 되고 있다. 폐공 된 관정은 완전히 밀폐하여 관정을 통한 상기의 오염원이 지하로 스며드는 것을 방지하여야 하나, 대부분의 경우 이를 방치하거나 완전하지 못하여 지하수의 오염이 날로 심각해지고 있는 것이 현실이다.
현재 가장 일반적으로 폐관정을 처리하는 방법으로 시멘트, 모래, 및 자갈의 혼합물인 레미콘을 폐공에 직접 주입하는 방식이 사용되고 있으나 오히려 레미콘이 지하수의 오염원이 될 수 있고 레미콘의 굳는 시간이 오래 걸리기 때문에 공정기간이 늘어나는 등 여러 가지 문제점을 내포하고 있다. 또 다른 방법으로 수팽창고무를 볼트-너트식 구비된 장치를 폐공 내벽에 밀착시켜 유입수를 차단하는 방법(등록특허 10-0402163)이 사용되기도 하는데 설비가 복잡하여 그 작업성에 한계가 있을 것으로 판단된다.
상기와 같은 종래의 단점들을 해결하기 위한 본 발명에서는, 관정 주위에 존재하는 흙과 반응성 물질과 물을 혼합하여 슬러리 혼합상태를 만든 후, 이를 관정에 유입시켜 기저부에서 고형화반응이 일어나게 하여 불투수층(2)을 형성시키고 그 위에 주변의 흙을 이용하여 되메우기(3)를 실시하여 폐관정이 밀폐되게 하는 것을 특징으로 한다. 이렇게 함으로써 용이하게 폐공에 대한 밀폐작업을 할 수 있고, 기존의 레미콘을 사용하는 방식에 비해 그 작업이 간단할 뿐더러 레미콘에 의한 지하수의 오염도 차단할 수 있게 된다.
본 발명에 있어서, 물질구성은 주제부과 경화제부로 이루어져 있다. 주제부는 흙, 물, 반응성 물질, 촉매 및 가교제로 구성되며 경화제부는 흙, 물 및 반응개시제가 주요성분이다. 이들 주제부와 경화제부가 혼합됨으로써 각각에 포함된 반응성 물질, 촉매, 반응개시제 그리고 가교제가 상호작용에 의해 상온에서 중합반응이 진행되어 상기의 슬러리를 고화시켜 불투수층을 형성하게 된다.
주제부에서 사용된 반응성 물질은 아크릴계 단량체로서 아크릴산(CH2=CHCOOH), 아크릴아마이드(CH2=CHCONH2), 2-메틸아크릴아마이드(CH3=CHCONH2), 아릴에스터아크릴산(CH2=CHCO2CH2CH=CH2), 에틸에스터아크릴산(CH2=CHCOOC2H5) 중에서 단일 또는 2종 이상의 혼합물을 사용하였고 촉매는 트리에탄올아민과 수산화나트륨 수용액의 혼합물로 이루어져 있다. 그리고 상기의 불투수층에 대한 기계적 강도를 증진시키기 위한 가교제로서는 N~N`메틸렌비스아크릴아마이드를 주제부에 투입하였다. 경화제부에 포함된 반응개시제로서는 소디윰퍼설페이트가 사용되었다.
주제부는 흙 100 중량부에 물 20~30 중량부, 아크릴계단량체 10~20 중량부, 트리에탄올아민 0.1~1 중량부, 1% 수산화나트륨수용액 0.1~0.5 중량부, N~N`메틸렌비스아크릴아마이드 0.01~0.1 중량부를 그리고 경화제부는 흙 100 중량부에 물 20~30 중량부, 소디윰퍼설페이트 0.01~0.1 중량부로 각각 구성된다.
이와 같이 구성된 주제부와 경화제를 혼합하여 관정에 주입하면 일정시간이 경과하면 반응이 완료되어 기저부에 고화된 불투수층(2)이 형성되어 일차적으로 표층수의 유입을 막고 2차적으로 주변의 토사로 되메우기 하여 완벽한 밀폐가 이루어지도록 구성되어 있다. 이하 실시 예를 통해 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 한다.
본 발명은 전술한 설명 범위 이외에도 다양하게 응용이 가능한 것으로 이 실시 예에 국한되지 않음은 물론이다.
실시 예 1
흙 100 중량부에 물 20 중량부, 아크릴아마이드 단량체 15 중량부, 트리에탄올아민 0.5 중량부, 1% 수산화나트륨수용액 0.2 중량부, N~N`메틸렌비스아크릴아마이드 0.02 중량부를 혼합하여 주제부를 만들고, 또한 흙 100 중량부에 물 25 중량부, 소디윰퍼설페이트 0.5 중량부를 혼합하여 경화제부를 제조하였다. 각각에 대하여 2kg 씩 취출하여 혼합한 다음, 도 2에 표시된 내경 20 cm, 길이 100 cm 인 아크릴관(4)에 관의 하부(6)를 비닐로 막은 상태에서 투입하였다. 일정시간 경과 후 고화반응이 진행된 것을 확인한 다음 주변에 흔히 존재하는 흙을 아크릴관 80 cm 높이까지 채우고 물(5)을 90cm 까지 채운 다음 하부에 막았던 비닐을 제거한 후 상부를 마개(7)로 밀봉 후 시간에 따른 누수량을 관찰하였다.
실시 예 2
실시 예 1과 동일하며, 주제부와 경화제부에 대한 취출량을 각각 1 kg으로 감소시켜보았다.
실시 예 3
실시 예 1과 동일하며, 주제부와 경화제부에 대한 취출량을 각각 0.5 kg으로 감소시켜 보았다.
실시 예 4
실시 예 1과 동일하며, 아크릴단량체의 구성을 아크릴아마이드 단량체 5 중량부와 아크릴산 단량체 10 중량부로 변화시켜 보았다.
이상의 실시 예를 통하여 약 6개월간의 기간을 통하여 누수량을 관찰한 결과, 0.1~0.5 gr 정도의 중량감소만이 관찰되었는데 이는 아크릴관 하부를 통한 누수현상이라기보다는 증발에 의한 감소로 판단되어 상기의 구성이 완벽한 누수방지 기능을 지니고 있는 것으로 나타나, 본 발명의 구성이 폐공 된 관정의 밀폐방법으로 사용될 수 있음이 증명되었다.
이상과 같이 본 발명은 폐공 된 관정이 완벽하게 표층수의 유입을 차단할 수 있는 기능을 갖게 되어 지하수 오염을 방지할 수 있음은 물론, 그 방법에 있어서도 관정 주변의 흙을 사용함으로써 보다 친환경적이고 경제적인 것이 되게 하는 효과가 있다.
Claims (2)
- 폐관정 밀폐에 의한 지하수 오염을 막는 방법에 있어서, 흙 100 중량부에 물 20~30 중량부, 아크릴계단량체 10~20 중량부, 트리에탄올아민 0.1~1 중량부, 1% 수산화나트륨수용액 0.1~0.5 중량부, N~N` 메틸렌비스아크릴아마이드 0.01~0.1 중량부로 구성된 주제부와 흙 100 중량부에 물 20~30 중량부, 소디윰퍼설페이트 0.01~0.1 중량부로 구성된 경화제부를 혼합한 다음 폐관정으로 주입 후 폐관정 주변의 흙으로 지표면까지 되메우기함을 특징으로 하는 폐공 된 관정의 밀폐방법.
- 청구항 1에 있어서, 아크릴계 단량체로서 아크릴산(CH2=CHCOOH), 아크릴아마이드(CH2=CHCONH2), 2-메틸아크릴아마이드(CH3=CHCONH2), 아릴에스터아크릴산(CH2=CHCO2CH2CH=CH2), 에틸에스터아크릴산(CH2=CHCOOC2H5), 중에서 단일 또는 2종 이상의 혼합물을 사용하는 것을 특징으로 하는 폐공 된 관정의 밀폐방법.
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| KR20200099914A (ko) | 2019-02-15 | 2020-08-25 | 이요셉 | 천연 응결·응집제와 선회류 원심유체흐름을 이용한 연속식 지하수 응집처리 장치 및 정화방법 |
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