KR100807772B1 - Decontaminater and decontamination method for the polluted soil by oil - Google Patents
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Abstract
Description
도1은 본 발명에 따른 유류오염토사 정화장치의 개략도이다.1 is a schematic diagram of an oil pollution soil purifying apparatus according to the present invention.
도2는 가열통의 요부확대 사시도이다.2 is an enlarged perspective view of main parts of the heating vessel.
도3은 배연로의 요부확대 단면도이다.3 is an enlarged cross-sectional view of the main portion of the flue gas furnace.
도4는 냉각통의 요부확대 사시도이다.4 is an enlarged perspective view of main parts of the cooling cylinder.
도5는 본 발명에 따른 유류오염토사 정화공법의 흐름도이다.Figure 5 is a flow chart of the oil pollution soil purification method according to the present invention.
도6은 종래의 유류오염토사 정화공법과 본 발명에 따른 유류오염토사 정화공법의 비교표이다.Figure 6 is a comparison table of the conventional oil pollution soil purification method and the oil pollution soil purification method according to the present invention.
도7은 가열온도에 따른 유류오염토사의 정화효과를 비교한 그래프이다.7 is a graph comparing the purification effect of oil polluted soil according to heating temperature.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
100 : 유류오염토사 정화장치 110 : 투입구100: oil pollution soil purification device 110: inlet
120 : 가열통 120a : 외측통(가열통)120:
120b : 내측통(가열통) 121 : 가열장치(가열통)120b: inner cylinder (heating barrel) 121: heating device (heating barrel)
122 : 토사안내날개(가열통) 130: 배연로122: earth and sand guide (heating) 130: flue gas furnace
131 : 가열장치(배연로) 140 : 토사배출구131: heating device (fuel furnace) 140: soil discharge outlet
150 : 컨베이어 160 : 연결로150: conveyor 160: connection
170 : 냉각통 171 : 분무장치(냉각통)170: cooling cylinder 171: spraying device (cooling cylinder)
172 : 토사안내날개(냉각통) 180 : 구동모터172: earth and sand guide blade (cooling cylinder) 180: drive motor
190 : 모터연결 회전톱니 191 : 회전톱니(가열통)190: Motor connection rotary tooth 191: Rotary tooth (heating tube)
192 : 회전톱니(냉각통)192: cogwheel (cooling bin)
본 발명은 유류(油類)에 오염된 토양을 복원하는 장치 및 공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유류에 오염된 토사를 가열하여 토사로부터 유류를 휘발시켜 제거하고, 휘발된 유류는 초고온으로 재가열하여 유해물질을 분리, 제거함으로서 2차적인 환경오염도 방지하는 유류오염 정화장치 및 유류오염 정화공법에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus and a method for restoring soil contaminated with oil, and more particularly, by heating the soil contaminated with oil to volatilize and remove oil from the soil, the volatilized oil is reheated to an extremely high temperature. The present invention relates to an oil pollution purification device and an oil pollution purification method that prevent secondary pollution by separating and removing harmful substances.
최근 산업화와 도시화 현상이 급속하게 진행되면서 석유의 소비량이 기하급수적으로 증가하고 있으며, 이에 따라 석유의 정제, 운송, 저장 및 소비 단계에서 심각한 환경오염문제가 야기되고 있다.As industrialization and urbanization are rapidly progressing recently, the consumption of petroleum increases exponentially, which causes serious environmental pollution problems in the refining, transportation, storage and consumption phases of petroleum.
특히, 유류에 의한 토양의 오염은 지하에 매설되어 있는 주유소나 저유소, 군사시설 등의 유류저장시설로부터의 누유, 석유화학공장 등 관련 산업체의 장치 노후나 사고, 기타 유류의 불법매립폐기 등에 의해 주로 발생하는데, 토양의 특성상 토양이 일단 유류에 오염되고 나면 이를 정화하여 복원하는 데에는 막대한 비용과 시간이 소요되게 된다. 유류에 오염된 토양을 방치하게 되면 토양 자체의 사용 불능은 물론 지하수와 인근 하천에까지 오염이 확산되어 생태계에 악영향을 초래하게 되므로 오염 토양의 정화와 복원은 중요한 문제가 아닐 수 없다.In particular, soil contamination by oil is mainly caused by oil leaks from gas stations, reservoirs, and oil storage facilities such as military facilities, aging and accidents of related industries such as petrochemical plants, and illegal landfilling of oil. Once the soil is contaminated with oil, it is very expensive and time consuming to clean it up and restore it. If the soil contaminated with oil is left unusable, pollution will spread to groundwater and nearby rivers, which will adversely affect the ecosystem, so purification and restoration of contaminated soil is an important issue.
따라서, 유류에 오염된 토양을 복원, 재생하기 위한 다양한 시도가 종래부터 이루어져 왔는데, 종래의 유류오염토양에 대한 복원방법은 석유계 탄화수소 분해 균주인 미생물을 이용하여 유류를 분해하여 제거하는 생물학적 방식, 유류오염된 토사를 고압의 물로서 토사에 붙어있는 유류를 세척하는 기술 등이 개발되어 많이 이용되어 왔다.Therefore, various attempts have been made to restore and regenerate soil contaminated with oil. Conventional restoration methods for oil polluted soils include a biological method of decomposing and removing oil using microorganisms, which are petroleum hydrocarbon decomposition strains, Oil contaminated earth and sand with high pressure water has been developed and used a lot of techniques for washing the oil attached to the earth and sand.
그러나, 상기 생물학적 방식은 탄화수소의 분해 균주인 미생물의 생장이 환경에 의해 크게 좌우되는 바, 특히, 온도에 많은 영향을 받으므로 동절기 등에는 유류의 분해 정화작용이 중지될 뿐 아니라 토양의 복원에도 수년 단위의 장시간이 소요된다는 문제점이 있으며, 상기한 물을 이용한 방식은 유류를 제거하는데 드는 비용은 다소 저렴하고 시간도 적게 소요되는 반면, 세척된 물을 처리하기 위한 별도의 비용이 소요되는 문제점을 가지고 있다.However, the biological method is that the growth of microorganisms, which are degradation strains of hydrocarbons, is greatly influenced by the environment. In particular, since the temperature is affected by a lot of temperature, the decomposition and purification of oils is stopped during the winter season, and the restoration of the soil for several years. There is a problem that it takes a long time of the unit, the method using the water has a problem that the cost of removing the oil is somewhat cheaper and less time, while a separate cost for treating the washed water have.
상기한 문제점을 해결하기 위하여 창작된 본 발명은, 첫째, 유류에 오염된 토양의 토질, 함수상태 등에 따라 적절하게 적용할 수 있고, 둘째, 유류의 종류에 관계없이 범용적으로 적용할 수 있으며, 셋째, 오염된 토양 정화시 발생하는 물질로 인한 대기오염이나 수질오염 등의 2차 오염을 방지할 수 있는 유류오염토사 정화장치 및 유류오염토사 정화공법을 제공함을 목적으로 한다.The present invention created to solve the above problems, first, can be appropriately applied according to the soil, soil state of soil contaminated with oil, and second, can be applied universally regardless of the type of oil, Third, an object of the present invention is to provide an oil polluted soil purification apparatus and an oil polluted soil purification method that can prevent secondary pollution such as air pollution or water pollution due to substances generated during the purification of polluted soil.
본 발명은 주유소, 저유소, 군사시설 등의 유류보관시설 등에서 배출된 유류에 오염된 토사를 정화시키는 장치로서, 유류에 오염된 토사를 투입하는 토사투입구; 상기 토사투입구와 연결되고, 유입된 토사에 대한 가열설비를 갖춘 가열통; 상기 가열통과 연결되어, 가열통에서 휘발된 유류를 배출하는 배연로; 상기 가열통에서 배출된 토사의 전부가 이동하는 연결로; 상기 연결로와 연결되고, 유입된 토사에 대한 냉각설비를 갖춘 냉각통; 및 상기 냉각통과 연결되어, 냉각통의 토사를 배출하는 토사배출구; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 유류오염토사 정화장치를 제공한다. The present invention is a device for purifying soil contaminated with oil discharged from oil storage facilities, such as gas stations, reservoirs, military facilities, etc., a soil inlet for injecting soil contaminated with oil; A heating tube connected to the soil inlet and provided with a heating facility for the inlet; A flue gas furnace connected to the heating tube to discharge oil volatilized from the heating tube; A connection passage in which all of the earth and sand discharged from the heating vessel is moved; A cooling tube connected to the connection path and having a cooling facility for the inflowed soil; And a soil discharge outlet connected to the cooling cylinder and discharging soil of the cooling cylinder. It provides an oil polluted soil purifier, characterized in that configured to include.
또한, 본 발명은 상기 유류오염토사 정화장치를 이용하여 주유소, 저유소, 군사시설 등의 유류보관시설 등에서 배출된 유류에 오염된 토사를 정화시키는 방법으로서, (a) 유류에 오염된 토사에서 이물질을 분리하고, 상기 토사를 적정 입도로 파쇄하는 단계; (b) 파쇄된 토사를 상기 유류오염토사 정화장치의 가열통에 투입하고 가열하여 유류를 휘발시키는 단계; 및 (c) 유류가 제거된 토사를 상기 유류오염토사 정화장치의 냉각통에 투입하고 일정량의 냉각수를 분무(噴霧)하여 분진발생을 억제하며 배출하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 유류오염토사 정화공법을 제공한다.In addition, the present invention is a method for purifying soil contaminated with oil discharged from oil storage facilities such as gas stations, reservoirs, military facilities, etc. using the oil polluted soil purifier, (a) to remove foreign substances from soil contaminated with oil Separating and crushing the soil to an appropriate particle size; (b) injecting the crushed soil into the heating vessel of the oil polluted soil purifier and heating to volatilize the oil; And (c) injecting the earth or sand from which the oil is removed into a cooling tank of the oil pollution earth and sand purifying apparatus, and spraying a predetermined amount of cooling water to suppress dust generation and discharge. It provides an oil pollution soil purification method comprising a.
도1은 본 발명에 따른 유류오염토사 정화장치의 개략도이다. 도2는 가열통의 요부확대 사시도이다. 도3은 배연로의 요부확대 단면도이다. 도4는 냉각통의 요부확대 사시도이다. 도5는 본 발명에 따른 유류오염토사 정화공법의 흐름도이다. 도6 은 종래의 유류오염토사 정화공법과 본 발명에 따른 유류오염토사 정화공법의 비교표이다. 이하에서는 도면에 따라 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 1 is a schematic diagram of an oil pollution soil purifying apparatus according to the present invention. 2 is an enlarged perspective view of main parts of the heating vessel. 3 is an enlarged cross-sectional view of the main portion of the flue gas furnace. 4 is an enlarged perspective view of main parts of the cooling cylinder. Figure 5 is a flow chart of the oil pollution soil purification method according to the present invention. Figure 6 is a comparison table of the conventional oil pollution soil purification method and the oil pollution soil purification method according to the present invention. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
1. One. 유류오염토사Oil pollution soil 정화장치 Purifier
본 발명에 따른 유류오염토사 정화장치는 도1에 도시된 바와 같이 토사투입구(110), 가열통(120), 배연로(130), 연결로(160), 냉각통(170) 및 토사배출구(140)를 포함하여 구성된다. Oil pollution soil purifying apparatus according to the present invention, as shown in Figure 1, the
상기 토사투입구(110)는 유류에 오염된 토사를 후술할 가열통에 투입하는 입구이다. 토사를 효과적으로 투입하기 위해서는 상단이 넓은 깔대기형으로 제작하는 것이 바람직하다.The
상기 가열통(120)은 유입된 토사를 가열하여 유류를 토사에서 분리시키는 장치이다. 가열온도는 250℃ 가량이 적당하며 이에 대한 자세한 내용은 후술하기로 한다. 상기 가열통(120))은 수직으로 배치하여 유입된 토사가 하부로 흘러나가도록 구성할 수도 있다. 그러나, 상기 유입된 토사가 정화되기 위해서는 250℃가 유지되는 가열통(120) 내부에서 대략 5분이상 체류할 수 있어야 하므로, 상기 가열통(120)을 수평으로 배치하여 토사를 천천히 배출시킬 수 있는 구성을 취하는 것이 바람직하다. 이러한 방법으로는 상기 가열통(120)의 내주면에 나선형의 토사안내날개(122)를 형성시키면 상기 가열통(120)의 축방향 회전을 통해 상기 토사투입 구(110)로 투입된 토사가 상기 토사안내날개(122)를 따라 다른 일측으로 이송하게 된다. 상기 토사안내날개(122)는 일정량의 토사가 이송되도록 구성된 것이지만 경우에 따라 토사의 이송량을 조절할 수 있어야 한다. 이를 위해서는 경우에 따라 상기 가열통(120)을 약 5~10도의 경사로 기울이는 것도 가능하도록 구성하여, 상기 가열통(120) 안에서의 토사 체류시간을 연장하거나 단축시킬 수 있다.The
한편, 유입된 토사를 직접 가열하면 토사가 탄화될 우려가 있으므로 도2에 도시된 바와 같이 상기 가열통(120)을 외측통(120a)과 내측통(120b)으로 구분하고, 토사투입구(110)로 투입된 토사는 내측통(120b)으로 유입되고, 가열장치(121)는 상기 외측통(120a)에 장착하여, 상기 외측통(120a)에서 내측통(120b)을 가열하여 내측통(120b) 안에 있는 토사는 간접적으로 가열되도록 하는 구성을 취하는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 내측통(120b)은 열전도율이 높은 금속재질로 구성해야 한다. 물론, 수평으로 배치한 가열통의 내부에 있는 토사를 운송하기 위해서는 상기 내측통(120b)의 내주면에 나선형의 토사안내날개(122)를 장착해야 한다.On the other hand, there is a risk that the soil is carbonized when the introduced soil is directly heated, as shown in Figure 2, the
상기 배연로(130)는 상기 가열통(120)과 연결되어, 가열통(120)에서 휘발된 유류를 배출하는 배연설비이다. 상기 가열통(120)에서 배연로(130)가 연결되는 부위는 크게 제한을 받지 않으나 상기 토사투입구(110)의 반대측에서 연결되는 것이 바람직하다. 다만, 휘발된 유류가 직접 대기중으로 배출되면 상기 휘발된 유류속에 함유된 중금속, 황산화물, 질소산화물 등의 유해물질로 인해 대기오염(2차적 오염)이 발생할 수 있다. 이와 같은 2차적 오염을 방지하기 위해서는 상기 배연로(130) 에도 가열장치(131)를 구비하여, 배연로(130)를 단순히 휘발된 유류가 배출되어 나가는 통로로만 이용하는 것이 아니라 유해물질을 분리, 제거하는 기능을 갖추도록 할 수 있다. 유해물질은 1000℃ 이상의 초고열에서 분리되므로 상기 배연로(130)는 유입된 유류가 가능한 한 많은 열을 받을 수 있는 구조를 취해야 하므로 도3에 도시된 바와 같이 가열되는 부분이 많도록 배연로(130)를 구불구불하게 구성하고, 상기 구불구불한 배연로(130)를 따라 가열장치(131)를 장착하는 것이 유리하다. 한편, 상기 배연로(130)의 최상단 부분에 에어팬을 장착하면 강제 배연을 시킬 수도 있다.The
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한편, 가열통(120)에서 정화된 토사는 고온으로 가열, 건조된 상태이므로 상기 가열통(120)으로부터 직접 외부로 배출되면 바람에 의해 쉽게 날릴 수 있고, 분진 등의 발생이 우려가 크다. 이에 대해서는, 상기 가열통(120)에서 배출된 토사의 전부가 이동하는 연결로(160) 및 상기 연결로(160)와 연결되고, 유입된 토사에 대한 냉각설비를 갖춘 냉각통(170)을 더 포함하여 구성되고, 상기 토사배출구(140)는 상기 냉각통(170)과 연결되어, 냉각통(170)에서 냉각된 토사를 배출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 유류오염토사 정화장치를 사용함으로서 위와 같은 문제를 해결할 수 있다.On the other hand, the earth and sand purified in the
상기 연결로(160)는 가열통(120)에서 가열되어 정화된 토사가 냉각통(170)으로 유입되도록 가열통(120)과 냉각통(170)을 이어주는 역할을 한다. The
상기 냉각통(170)은 유입된 토사를 냉각시킨 후 배출하는 역할을 하는데, 냉각설비로는 분무장치(171)를 장착하여 일정량의 냉각수를 분무하도록 하는 것이 간편하다. 상기 냉각통(170)의 배치방법도 상기 가열통(120)과 마찬가지로 수평으로 배치하여, 냉각통(170)에 유입된 토사가 충분히 냉각된 후 배출되도록 함이 바람직하다. 따라서, 도4에 도시된 바와 같이 냉각통(170)의 내주면에 나선형의 토사안내날개(172)가 형성되도록 구성하여, 상기 냉각통(170)의 축방향 회전을 통해 상기 연결로(160)를 통해 투입된 토사가 상기 토사안내날개(172)를 따라 다른 일측으로 이송하도록 구성할 수 있다.The
다만, 효율적인 공간활용을 위해서는 도1에 도시된 바와 같이 수평으로 배치된 가열통(120)과 냉각통(170)을 상하로 배치하여 서로 반대방향으로 회전하도록 구성하는 것이 바람직하다. 상기 가열통(120)과 냉각통(170)을 축방향으로 회전시키기 위해서는 구동모터(180)를 설치하고, 모터에 연결된 회전톱니(190) 및 가열통과 냉각통에 각각 설치된 회전톱니(191, 192)를 적절히 배치하여 가열통(120)과 냉 각통(170)의 회전방향을 다르게 함으로서 토사의 이동방향이 반대가 되도록 할 수 있다. 또한, 상기 냉각통(170)도 토사의 이송량을 조절할 수 있도록 약 5~10도의 경사로 기울이는 것도 가능하도록 구성하면, 상기 냉각통(120) 안에서의 토사 체류시간을 연장하거나 단축할 수 있다. 냉각통(170)내에서 냉각된 토사는 상기 냉각통(170)에 연결된 토사배출구(140)를 통하여 배출되고, 이 때에도 토사가 배출되는 위치에는 토사를 운반하는 컨베이어(150)를 설치하여 유류가 제거된 토사를 일정한 지점까지 자동으로 운송하도록 구성할 수 있다. However, for efficient space utilization, it is preferable to arrange the
이상으로 본 발명에 따른 유류오염토사 정화장치를 특정의 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였지만, 청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.While the above has been shown and described in connection with a specific embodiment of the oil polluted soil purifying apparatus according to the present invention, various modifications and changes can be made without departing from the spirit and scope of the invention represented by the claims. Anyone with ordinary knowledge in Esau will readily know.
2. 2. 유류오염토사Oil pollution soil 정화공법 Purification Method
본 발명에 따른 유류오염토사 정화공법은 (a) 유류오염토사에서 이물질을 분리하고 적정입도로 파쇄하는 단계 (b) 유류오염토사를 가열하여 유류를 휘발시키는 단계 및 (c) 유류가 제거된 토사를 냉각시켜 분진발생을 억제하며 배출하는 단계를 포함한다.(도5 참조)Oil polluted soil purifying method according to the present invention comprises the steps of (a) separating the foreign matter from the oil contaminated soil and crushing to an appropriate particle size (b) heating the oil contaminated soil to volatilize the oil and (c) the soil is removed Cooling to suppress dust generation and to discharge (see Figure 5).
상기 (a)단계는 유류에 오염된 토사에서 이물질을 분리하고, 상기 토사를 적정 입도로 파쇄하는 단계로서, 유류오염된 토사가 유류오염토사 정화장치(100)에 투입되기 전에 진동 스크린, 송풍기, 자력선별기 등을 통해 이물질을 우선 분리하고, 상기 유류오염토사 정화장치(100)에서 처리하기 용이한 크기로 파쇄하는 단계이다. 이 단계에서 육안으로 식별가능한 각종 이물질이 제거된다. The step (a) is to separate the foreign matter from the soil contaminated with oil, and to crush the soil to an appropriate particle size, before the oil-contaminated soil is injected into the oil-contaminated
상기 (b)단계는 (a)단계를 거친 토사를 유류오염토사 정화장치(100)의 가열통(120)에 투입하고 가열하여 유류를 휘발시키는 단계이다. (b)단계는 본 발명의 핵심적인 공정으로서 종래의 유류오염토사 정화공법과 근본적인 차이가 발생하는 단계로서 도6의 표는 본 발명과 종래의 유류오염토사 정화공법의 효과 및 처리시간, 설치비용 등의 상관관계를 제시한 것으로 여러 기준으로 검토하였을 때, 본 발명에 따른 가열을 통한 처리방법이 가장 양호한 공법임을 제시하고 있다. 아울러 도7의 그래프에는 등유 및 경유에 대한 가열온도에 따른 처리효과를 제시하였으며, 대체로 온도에 따라 정화효과가 증가하는 것을 알 수 있으나 약 250℃ 정도에서도 충분히 우수한 정화효과가 나타남을 알 수 있다.Step (b) is a step of volatilizing oil by inputting and heating the earth and sand passed through step (a) to the
한편, 상기 가열통(120)에서의 가열에 의해 휘발된 유류는 본 발명에 따른 유류오염토사 정화장치(100)의 가열장치(131)가 구비된 배연로(130)에 유도한 후 재가열함으로써 유류에 포함된 중금속, 황산화물, 질소산화물 등의 유해물질을 분리, 제거하는 공정을 더 포함으로서 유류오염토사 정화공법에서 발생하는 2차적인 대기오염을 방지할 수 있다.On the other hand, the oil volatilized by the heating in the
상기 (c)단계는 유류가 제거된 토사를 배출하는 단계이다. 다만, 고온의 토사가 그대로 배출될 때 발생하는 분진을 억제하기 위해, 상기 토사를 분무장치(171)가 구비된 냉각통(170)에 투입하고 일정량의 냉각수를 분무(噴霧)하여 토사 배출에 따른 분진발생을 억제하는 공정을 더 포함하는 것이 바람직하다. Step (c) is a step of discharging the soil is removed oil. However, in order to suppress dust generated when hot soil is discharged as it is, the soil is injected into the cooling
상기한 바와 같은 본 발명의 유류오염토사 정화장치 및 유류오염토사 정화공법을 사용하면 다음과 같은 유리한 효과가 있다.The oil polluted soil purifying apparatus and the oil polluted soil purifying method of the present invention as described above have the following advantageous effects.
첫째, 유류(油類)에 의해 오염된 토사를 가열을 통해 깨끗하게 정화할 수 있어 정화이후, 고품질의 토사로 재활용할 수 있다. First, it is possible to clean the soil contaminated by oil (가열) through heating can be recycled to high quality soil after purification.
둘째, 가열에 의해 휘발한 유류를 그냥 대기로 배출하지 않고 고온으로 재가열하여 유해물질을 제거하는 소각과정을 거친 후 배출하므로 대기 및 수질오염 등의 2차 오염을 근본적으로 막을 수 있는 효과가 있다.Second, since the oil volatilized by heating is discharged after incineration to remove harmful substances by reheating it to a high temperature instead of simply discharging it to the atmosphere, it is possible to fundamentally prevent secondary pollution such as air and water pollution.
셋째, 정화된 토사를 배출하기 전에 냉각시킴으로서 토사배출에 따른 분진을방지할 수 있다.Third, it is possible to prevent the dust due to the soil discharge by cooling before discharged purified soil.
넷째, 유류(油類)의 종류에 관계없이 적용할 수 있으며, 유류오염토사 정화장치의 점유면적이 크지 않고, 처리시간이 짧다.Fourth, it can be applied irrespective of the type of oil, the area occupied by the oil polluted soil purifier is not large, and the processing time is short.
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