KR100861334B1 - 토양 세척장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 오염토양을 파쇄하여 공극을 넓혀주면서 계면활성제를 투입하여 유동성을 높인 뒤 이송스크류를 이용하여 정량 이송시키면서 케이싱 벽면에 밀착되는 오염토양을 진공흡착하여 토양에서 오염원을 1차적으로 제거하고 이후 토양을 퍼트리면서 세척액을 투입 교반함으로써, 오염원이 1차 제거된 토양과 세척액의 교반 및 생화학적 처리능력이 개선되도록 한 토양 세척장치에 관한 것이다.

이를 위하여 본 발명은 오염토양이 투입되는 호퍼 내부에 고속회전되는 다수의 파쇄날이 구비되어 오염토양을 잘게 부숴 공극을 만들어줌과 동시에 계면활성제를 투입하여 오염원의 유동성을 증가시키고, 상기 호퍼와 연결된 이송케이싱에는 오염토양을 연속해서 밀착 배출하는 이송스크류가 구비되고, 상기 이송케이싱의 외주연에는 배출되는 오염토양으로부터 분리된 오염원을 진공흡착하는 흡착수단이 구비되며, 상기 이송케이싱과 연결된 교반케이싱에는 상기 밀착 배출되는 오염토양을 분산 배출시키는 다수개의 교반날개가 구비되고, 상기 교반케이싱의 외주연에는 상기 오염토양으로 세척액을 분사하여 오염원의 생화학적 분해작용이 일어나도록 하는 세척액노즐이 구비된 특징이 있다.

이송케이싱, 교반케이싱, 스크린망, 진공흡착기

Description

토양 세척장치{Soil washing apparatus}

본 발명은 토양 세척장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 오염토양을 파쇄하여 공극을 넓혀주면서 계면활성제를 투입하여 유동성을 높인 뒤 정량 이송시키면서 진공흡착하여 토양에서 분리된 오염원을 1차적으로 제거하고 이후 토양을 세척액과 교반함으로써, 오염원이 1차 제거된 토양과 세척액의 교반 및 생화학적 처리능력이 개선된 토양 세척장치에 관한 것이다.

토양세척(soil washing)은 세척제를 이용하여 토양입자에 결합되어 있는 유해한 유기오염물질의 표면장력을 약화시키거나, 중금속의 용해도를 증가시켜 용출시킴으로서 토양입자로부터 유기오염물질 및 중금속을 분리 처리하는 것을 말한다. 주유소, 저유소, 석유화학공장 등의 유류저장시설 또는 유기성 화학물질을 취급하는 공장이나 저장시설물에서 저장물이 누출되거나 설치구조물의 균열 등으로 인하여 내용물이 유출되어 지표면이나 지하층의 토양이 오염된 경우 오염된 토양을 복원하기 위해 유기성 오염원을 지하층에 그대로 방치한 상태에서 현장의 정화시설을 이용하여 처리하거나 또는 지하 오염토양을 굴착하여 지상으로 퍼올려 현장 또는 임의의 장소에서 물리화학적 또는 생물학적으로 정화할 수 있다.

토양을 굴착하여 오염원을 제거하는 장치로 국내실용등록 제410721호는 토양에 세척수를 분사하여 세척하면서 토양이 투입된 일측단부에서 토양이 배출되는 타측단부로 토양을 이송시키는 하나의 세척스크류를, 직경과 피치가 변화하지 않는 후방스크류와, 직경과 피치가 전방으로 갈수록 감소하는 전방스크류로 구분하여 세척수와의 혼합 효율을 증가시킨 것이다.

그러나 종래의 세척장치는 오염토양을 전,후방 스크류에서 계속 밀어내는 구조이므로 토양의 공극이 좁아져 실질적으로 세척수와 토양의 혼합률이 떨어지고 단순 밀어내는 구조만 갖는 것이므로 오염토양의 정화성능 개선을 기대하기 어려웠다.

국내특허 제404738호는 내부에 이중관 형태로 구성하여 내측 케이싱에는 오염토양을 밀어내는 스크류가 구비되고 외측 케이싱은 상기 스크류와 역방향으로 회전되는 통으로 구성하여 오염 토양을 단계별 세척하는 구성이나, 이것 역시 내,외통을 이중관으로 구성하고 외통은 회전시키는 구성이므로 구조가 복잡하고, 오염 토양을 파쇄하거나 확산시켜 공극을 넓혀주는 구성은 없으므로 세척액과 오염토양의 혼합성능을 크게 기대하기는 어려운 단점이 있었다.

본 발명은 종래의 문제점들을 감안하여 개발한 것으로서, 본 발명의 목적은 오염토양을 파쇄하여 공극을 넓혀주면서 계면활성제를 투입하여 유동성을 높인 뒤 이송스크류를 이용하여 정량 이송시키면서 케이싱 벽면에 밀착되는 오염토양을 진 공흡착하여 토양에서 오염원을 1차적으로 제거하고 이후 토양을 퍼트리면서 세척액을 투입 교반함으로써, 오염원이 1차 제거된 토양과 세척액의 교반 및 생화학적 처리능력이 개선되도록 한 토양 세척장치를 제공함에 있다.

본 발명은 오염토양이 투입되는 호퍼 내부에 고속회전되는 다수의 파쇄날이 구비되어 오염토양을 잘게 부숴 공극을 만들어줌과 동시에 계면활성제를 투입하여 오염원의 유동성을 증가시키고, 상기 호퍼와 연결된 이송케이싱에는 오염토양을 연속해서 밀착 배출하는 이송스크류가 구비되고, 상기 이송케이싱의 외주연에는 배출되는 오염토양으로부터 분리된 오염원을 진공흡착하는 흡착수단이 구비되며, 상기 이송케이싱과 연결된 교반케이싱에는 상기 밀착 배출되는 오염토양을 분산 배출시키는 다수개의 교반날개가 구비되고, 상기 교반케이싱의 외주연에는 상기 오염토양으로 세척액을 분사하여 오염원의 생화학적 분해작용이 일어나도록 하는 세척액노즐이 구비된 특징이 있다.

본 발명은 고속으로 회전되는 칼날들에 의해 투입되는 오염토양이 잘게 부서지고 이때 토양의 공극이 많아지므로 계면활성제를 투입하면 공극 사이의 토양에 뭍은 오염원들이 쉽게 분리된다. 그리고 계면활성제가 섞인 오염토양이 이송스크류의 회전으로 정량 이송되는 과정에서 케이싱의 벽면을 타고 배출되면 진공흡착기에서 오염원을 흡착하므로 오염원이 1차적으로 제거된다.

따라서 오염토양은 유동성이 높은 오염원들이 대부분 제거된 상태로 다음 공 정의 교반수단으로 이송되며 이후 고속으로 회전되는 교반날개들에 의해 교반케이싱 내부에서 넓게 퍼지면서 배출되고 이때 세척액이 분사되면 토양에 세척액이 잘 섞이게 되므로 오염원의 생화학적 분해작용이 효율적으로 이뤄진다.

그리고 본 발명의 세척장치는 차량에 탑재하여 이동시킬 수 있으므로 현장 적용이 빠르며, 자체 궤도바퀴를 장착할 경우 자력으로 이동시킬 수도 있다.

도 1은 본 발명 한 실시예의 세척장치의 개념도 이고, 도 2는 도 1의 A - A선 단면도 이다. 본 발명 한 실시예의 세척장치는 파쇄수단, 흡착수단 및 교반수단으로 구분된다.

파쇄수단은 오염지역의 흙을 퍼내 잘게 부숴 공극이 많아지도록 그리고 공극 사이로 계면활성제가 투입되어 오염원의 유동성이 증가되도록 하기 위한 것으로서, 오염토양을 담는 호퍼(10) 상부로 자갈 및 기타 이물질을 걸러주는 걸름망(11)이 구비된다. 그리고 호퍼(10) 내부에는 서로 반대로 회전되는 파쇄축(12)이 한쌍 구비되며 이들 파쇄축(12)에는 서로 엇갈리게 교차되는 파쇄날(13)들이 방사상으로 다수개 구비된다. 이들 파쇄날(13)들은 축이 정지상태에서 접어져 있다가 고속으로 회전되면 원심력으로 펼쳐지는 구조를 갖도록 하여 파쇄중에 이물질에 날이 걸리면 접어지면서 타고넘어 파손이 방지되도록 하는 것이 좋으며, 상기 호퍼(10) 아래쪽에 파쇄된 오염토양으로 계면활성제를 분사하는 계면활성제노즐(14)이 구비된다.

상기 호퍼(10)와 투입구(15)로 연결되는 이송케이싱(20)은 내부에 이송스크류(21)를 갖는 이송축(22)이 구비된다. 상기 이송축(22)은 저속모터(23)로 회전되 는 것으로 끝단은 오염토양의 배출에 지장을 주지 않는 십자형 리브(25)로 받쳐진 베어링(24)에 축지지되며, 상기 이송스크류(21)는 상기 이송케이싱(20) 내주면과 근접된 직경을 갖는 나선형으로 구성된다. 따라서 이송스크류(21)는 오염토양을 연속해서 정량 이송시키며 이송스크류(21) 사이사이의 이송중인 오염토양이 이송케이싱(20) 내벽과 밀착된 상태로 이송되게 해준다.

흡착수단은 상기 이송케이싱(20)을 지나는 오염토양으로부터 유동성이 증가된 오염원을 흡착하기 위한 것으로서, 상기 이송케이싱(20)의 중간구간에 다공성의 스크린망(30)이 구비되고 상기 스크린망(30)과의 사이에 흡착포(31)가 놓이는 흡착실(32)이 형성되도록 상기 스크린망(30)을 감싸 밀봉하는 밀폐커버(33)가 구비된다.

상기 밀폐커버(33)는 도 2에 도시된 바와같이 한쪽 힌지(34)를 중심으로 상,하 양측으로 여닫히게 분할되어 흡착포(31)를 교체할 수 있도록 구성되며, 고정볼트(35) 및 너트(36)로 이송케이싱(20)에 고정된다. 그리고 밀폐커버(33)는 진공흡착기(40)와 호스(41)로 연결되며, 유수분리기(42)는 상기 진공흡착기(40)와 연결되어 흡착된 오염원을 성분별로 분리 저장한다.

도 3은 도 1의 B - B선 단면도이고, 도 4는 도 1의 C - C선 단면도로써, 교반수단은 상기 이송케이싱(20)을 지나 정량 배출되는 오염토양을 분산시키면서 세척액과 교반하기 위한 것으로, 상기 이송케이싱(20)과 직결되는 교반케이싱(50)이 구비된다. 상기 케이싱(20)(50)들은 단부의 플랜지(P)를 연결볼트(B)로 체결 연결하는 방식이 바람직하며, 상기 교반케이싱(50)의 내부에는 교반축(52)이 고속모 터(53)로 회전되는 구성이다. 교반축(52)의 선단은 오염토양의 배출에 지장을 주지 않는 십자형 리브(55)로 받쳐진 베어링(54)에 축지지되어 상기 이송축(22)의 리브(55)와 마주 접하는 구성이며, 상기 이송축(22)은 외주면에 방사상으로 다수개의 교반날개(51)들이 독립적으로 나선형태를 이루며 형성되어 이송케이싱(20)으로 부터 정량 이송되는 오염토양을 분산 및 확산시켜 상기 교반케이싱(50) 내부로 퍼트리는 역할을 한다. 그리고 상기 교반케이싱(50)의 외주면에는 상기 케이싱 내부로 세척액을 투입하는 세척액노즐(56)이 구비되어 분산 및 확산되면서 배출구(57)로 이송되는 오염토양에 세척액을 분사한다.

상기 교반날개(51)들은 독립적이면서 나선형태를 갖는 구조이므로 오염토양을 배출구(57)로 퍼내면서 확산시키고 이송시키는 이중의 역할을 하며 이때 분사되는 세척액이 오염토양과 잘 교반되면서 오염원의 생화학적 분해작용이 활성된다.

이처럼 구성된 본 발명 한 실시예의 토양 세척장치는 오염지역에서 퍼낸 오염토양을 호퍼(10)에 투입하면 고속으로 회전되는 파쇄날(13)들에 의해 뭉쳐있던 토양이 잘게 부숴지면서 퍼져 이들 사이에 공극이 확대된다. 따라서 상기 파쇄날(13) 아래쪽의 계면활성제노즐(14)에서 분사되는 계면활성제가 오염토양의 오염원에 잘 투입되어 오염원의 유동성을 증가시킨다.

그리고 계면활성제가 투입된 오염토양은 정량 배출하는 이송스크류(21)에 의해 배출되는데, 이때 오염토양은 이송케이싱(20) 내부면에 밀착된 상태로 배출되면서 스크린망(30)을 지나가게 된다.

상기 스크린망(30)은 토양은 걸러지고 오염원 액상은 통과시키는 크기의 망 으로 구성되는 것이므로 진공흡착기(40)가 작동되면 상기 흡착실(32)에 부압이 발생하여 진공이 걸리므로 오염토양중의 유동성이 증가된 오염원 및 계면활성제들이 흡착실(32)의 흡착포(31)를 거쳐 진공흡착기(40)로 흡착되며 이후 유수분리기(42)에 저장되어 성분별로 분리 처리된다.

상기 흡착포(31)는 오염원 이외의 작은 토양 알갱이들을 걸려 진공흡착기(40)를 보호하기 위한 것이며, 흡착포(31)에도 일부 오염원이 걸러진다. 상기 흡착포(31)는 수명이 있으므로 이를 교체할 때 도 2에서와 같이 양쪽으로 열리는 밀폐커버(33)를 열고 교체할 수 있다.

상기 이송케이싱(20)을 통과하면서 오염원이 1차 걸러진 오염토양은 교반케이싱(50)에서 세척액과 최종적으로 교반 배출된다. 상기 교반케이싱 내부의 교반날개(51)들은 방사상으로 나선형태를 이루며 독립적으로 분리된 구성이며, 고속모터(53)로 빠르게 회전되는 것이므로 오염토양을 교반케이싱(50) 내부에 쳐 올려 분산시키는 역할을 한다. 따라서 이송케이싱(20)을 통과하면서 밀착되었던 오염토양이 다시 분산되면서 공극이 재차 벌어지므로 세척액과의 교반 및 침투가 빠르게 이뤄진다.

도 5는 본 발명 다른 실시예의 세척장치의 개념도 이고, 도 6은 도 5의 D - D선 단면도이다. 본 발명 다른 실시예는 교반수단의 구성을 달리한 것으로서, 상기 이송케이싱(20)을 지나 정량 배출되는 오염토양을 호퍼(505)로 받는 교반케이싱(500)이 구비된다. 상기 교반케이싱(500)은 단면이 사각 형태로써, 다수열의 교반축(502)이 등간격으로 배치된다. 그리고 각 교반축(502)은 일대일 대응되는 다수 의 고속모터(503)로 독립 회전되며 끝단은 베어링(504)으로 지지되는 구성이고, 각 교반축(502)의 외주면에는 정량 배출되는 오염토양을 배출구(507)로 보내면서 퍼트리는 교반날개(501)들이 구비된다. 그리고 상기 교반축(502)들은 하나의 모터로 체인 또는 벨트를 통하여 연결시킬 수도 있다.

상기 교반케이싱(500)의 상부는 개방되거나 또는 별도의 커버로 여닫히는 구조로 하여 상기 교반날개(501) 및 교반축(502)의 수리 점검이 용이하도록 구성하는 것이 좋으며, 상기 교반케이싱(500)의 상부에 세척액을 분사하는 세척액노즐(506)이 다수개 구비되어 배출구(507)로 퍼지면서 이송되는 오염토양으로 세척액이 분사된다.

이처럼 구성된 본 발명 다른 실시예의 교반수단은 교반축(502)이 오염토양의 이송방향을 따라 다수열 구비된 것이며, 각 교반축(502)에는 교반날개(501)들이 형성되어 오염토양을 분산 및 확산시키면서 배출구(507)로 이송시킨다. 따라서 이송케이싱(20)에서 밀착된 상태로 배출되는 오염토양의 공극을 재차 넓혀주므로 이들 오염토양의 사이로 세척액이 골고루 투입되어 오염원의 생화학적 분해작용이 활성화되고 토양 정화성능이 개선된다.

도 1은 본 발명 한 실시예의 세척장치의 개념도

도 2는 도 1의 A - A선 단면도

도 3은 도 1의 B - B선 단면도

도 4는 도 1의 C - C선 단면도

도 5는 본 발명 다른 실시예의 세척장치의 개념도

도 6은 도 5의 D - D선 단면도

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

10 : 호퍼 11 : 걸름망

12 : 파쇄축 13 : 파쇄날

14 : 계면활성제노즐 20 : 이송케이싱

21 : 이송스크류 22 : 이송축

23 : 저속모터 30 : 스크린망

31 : 흡착포 32 : 흡착실

33 : 밀폐커버 40 : 진공흡착기

50,500 : 교반케이싱 51,501 : 교반날개

52,502 : 교반축 53,503 : 고속모터

Claims (5)

1. 삭제
2. 오염토양이 투입되는 호퍼 내부에 고속회전되는 다수의 파쇄날이 구비되어 오염토양을 잘게 부숴 공극을 만들어줌과 동시에 계면활성제를 투입하여 오염원의 유동성을 증가시키고,

   상기 호퍼와 연결된 이송케이싱에는 오염토양을 연속해서 밀착 배출하는 이송스크류가 구비되고, 상기 이송케이싱의 외주연에는 배출되는 오염토양으로부터 분리된 오염원을 진공흡착하는 흡착수단이 구비되며,

   상기 이송케이싱과 연결된 교반케이싱에는 상기 밀착 배출되는 오염토양을 분산 배출시키는 다수개의 교반날개가 구비되고, 상기 교반케이싱의 외주연에는 상기 오염토양으로 세척액을 분사하여 오염원의 생화학적 분해작용이 일어나도록 하는 세척액노즐이 구비되며,

   상기 흡착수단은 상기 이송케이싱의 일부 구간에 형성된 스크린망, 상기 스크린망을 감싸면서 내부에 흡착포를 갖는 밀폐커버, 그리고 상기 밀폐커버와 연결되어 상기 오염토양으로부터 분리된 오염원을 진공흡착하는 진공흡착기로 구성됨을 특징으로 하는 토양 세척장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 이송스크류는 상기 이송케이싱의 내부에서 축지지되는 이송축에 나선형으로 연속 형성되고,

   상기 교반날개는 상기 교반케이싱의 내부에서 축지지되는 교반축에 방사상으로 분할 형성되며,

   상기 이송축은 저속모터로 회전되고, 상기 교반축은 상기 저속모터보다 상대적으로 빠른 고속모터로 회전되면서 상기 교반날개들이 오염토양을 쳐내면서 분산되도록 한 것을 특징으로 하는 토양 세척장치.
4. 삭제
5. 오염토양이 투입되는 호퍼 내부에 고속회전되는 다수의 파쇄날이 구비되어 오염토양을 잘게 부숴 공극을 만들어줌과 동시에 계면활성제를 투입하여 오염원의 유동성을 증가시키고,

   상기 호퍼와 연결된 이송케이싱에는 오염토양을 연속해서 밀착 배출하는 이송스크류가 구비되고, 상기 이송케이싱의 외주연에는 배출되는 오염토양으로부터 분리된 오염원을 진공흡착하는 흡착수단이 구비되며,

   상기 이송케이싱에서 배출되는 오염토양이 투입되는 교반케이싱에는 이송방향으로 다수열의 교반축들이 회전가능하게 구비되고, 상기 교반축들에는 오염토양을 분산 배출시키는 교반날개들이 방사상으로 구비되며,

   상기 교반케이싱의 외주연에는 상기 오염토양으로 세척액을 분사하여 오염원의 생화학적 분해작용이 일어나도록 하는 세척액노즐이 구비되고,

   상기 흡착수단은 상기 이송케이싱의 일부 구간에 형성된 스크린망, 상기 스크린망을 감싸면서 내부에 흡착포를 갖는 밀폐커버, 그리고 상기 밀폐커버와 연결되어 상기 오염토양으로부터 분리된 오염원을 진공흡착하는 진공흡착기로 구성되며,

   상기 교반케이싱의 상기 교반축들은 서로 독립 설치된 모터들에 의해 고속회전되면서 교반날개들이 오염토양을 배출구 쪽으로 처내면서 분산 배출시키도록 한 것을 특징으로 하는 토양 세척장치.

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