KR100870447B1 - 토양 연속 복원장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 점성이 없는 마사토나 모래 같은 오염토양을 제작이 어려운 스크류 방식으로 이송시키지 않고 판상의 왕복 이송대를 이용하여 이송시킴으로써, 구조가 간단하고 제작이 쉬우며, 특히 계면활성제로 유동성을 높이고 고압공기로 오염물질의 이탈이 활발해지도록 하면서 진공흡착함으로써, 오염 토양의 연속 배출 및 오염물 제거가 가능한 토양 연속 복원장치에 관한 것이다.

이를 위하여 본 발명은 상부에 놓인 오염토양을 다수개의 경사턱으로 밀어내 배출구 쪽으로 이송시키는 왕복 이송대가 구비되고, 상기 왕복 이송대를 감싸면서 한쪽의 투입호퍼와 반대쪽의 배출구를 가지는 케이싱은 상기 왕복 이송대의 양측으로 구비된 다수개의 바퀴들이 놓이도록 레일이 구비되며, 상기 투입호퍼에서 배출구 쪽으로 상기 케이싱의 상부에는 계면활성제노즐 및 급기커버가 구비되고, 상기 케이싱의 하부에는 상기 급기커버와 대응되는 위치에 흡착커버가 각각 구비되어 상기 오염토양에 계면활성제를 투입하여 유동성을 증가시키고 고압공기로 오염물질의 이탈을 활성화시킨 뒤 상기 흡착커버에서 오염원을 진공흡착 제거하도록 한 특징이 있다.

왕복 이송대, 경사턱, 케이싱, 급기커버, 흡착커버

Description

토양 연속 복원장치{Soil restoration apparatus}

본 발명은 토양 연속 복원장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 마사토나 모래 같은 잘 뭉치지 않는 오염토양을 왕복 이송대의 진동으로 전진 이송시키면서 계면활성제로 유동성을 높이고 고압공기로 오염물질의 이탈이 활발해지도록 하면서 진공흡착함으로써, 잘 뭉쳐지지 않는 마사토나 모래 같은 오염 토양의 오염물 제거가 가능하고, 특히 제작이 편리하고 구성이 간단하여 제작비를 절감할 수 있는 토양 연속 복원장치에 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 발명자는 종래의 문제점들을 감안하여 특허출원 제2008-28384호로 토양세척장치를 출원한 바 있으며, 그 내용은 오염토양을 파쇄하여 공극을 넓혀주면서 계 면활성제를 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 것이다.

본 발명은 선출원중인 본 발명자의 세척장치에서 점성이 없는 마사토나 모래 같은 오염토양을 제작이 어려운 스크류 방식으로 이송시키지 않고 판상의 왕복 이송대를 이용하여 이송시킴으로써, 구조가 간단하고 제작이 쉬우며, 특히 계면활성제로 유동성을 높이고 고압공기로 오염물질의 이탈이 활발해지도록 하면서 진공흡착함으로써, 오염 토양의 연속 배출 및 오염물 제거가 가능한 토양 연속 복원장치를 제공함에 있다.

본 발명은 상부에 놓인 오염토양을 다수개의 경사턱으로 밀어내 배출구 쪽으로 이송시키는 왕복 이송대가 구비되고, 상기 왕복 이송대를 감싸면서 한쪽의 투입호퍼와 반대쪽의 배출구를 가지는 케이싱은 상기 왕복 이송대의 양측으로 구비된 다수개의 바퀴들이 놓이도록 레일이 구비되며, 상기 투입호퍼에서 배출구 쪽으로 상기 케이싱의 상부에는 계면활성제노즐 및 급기커버가 구비되고, 상기 케이싱의 하부에는 상기 급기커버와 대응되는 위치에 흡착커버가 각각 구비되어 상기 오염토양에 계면활성제를 투입하여 유동성을 증가시키고 고압공기로 오염물질의 이탈을 성화시킨 뒤 상기 흡착커버에서 오염원을 진공흡착 제거하도록 한 특징이 있다.

본 발명에 따르면 제작이 쉬운 판상의 왕복 이송대를 사용하기 때문에 스크류를 제작할 때 보다 제조비용을 절감할 수 있으며, 특히 잘 뭉쳐지지 않는 마사토나 모래 같은 오염물질의 이송에 적합한 구조이다. 상기 왕복 이송대는 표면에 경사턱이 이송방향으로 기울어져 다수개 구비된 것이므로 상기 왕복 이송대가 빠르게 왕복 이동되면 상기 이송대에 투입되는 오염 토양이 경사턱의 턱에 걸려 배출구 쪽으로 단계별 이송된다.

따라서 오염토양의 이송과정에서 계면활성제를 투입하고 고압공기를 공급하여 유동성 및 이탈을 가속시킨 뒤 오염원을 진공흡착하면 왕복 이송대를 타고 이송중인 오염토양의 복원이 원활하게 진행된다. 그리고 오염토양은 점성이 없는 마사토나 모래이므로 판상의 왕복 이송대로 충분히 이송가능하므로 스크류타입으로 제작할 필요가 없어 구성이 간단하고 제작이 편리하며 제작비를 절감할 수 있는 등의 효과가 있다.

도 1은 본 발명 한 실시예의 복원장치의 사시도 이고, 도 2는 본 발명 한 실시예의 복원장치의 개념도 이다. 본 발명 한 실시예의 복원장치는 왕복 이송되는 판상의 왕복 이송대(20)가 구비된다. 상기 이송대(20)는 마사토 또는 모래 같은 점성이 약한 오염토양의 이송에 효과적인 것으로서, 그 표면에는 배출구 쪽으로 경사진 경사턱(21)이 다수개 등 간격으로 구비된다. 상기 왕복 이송대(20)가 왕복 이동되는 동안 상기 경사턱(21)은 오염토양을 배출구 쪽으로 단계별 이동시키는 역할을 하는 것으로서, 상기 경사턱(21)은 배출구 쪽으로 수직면을 가지며 투입호퍼 쪽으 로는 완만하게 경사져 있으므로, 상기 왕복 이송대(20)가 순간적으로 왕복되는 동안 오염토양이 경사턱(21)들을 계속 타고 넘으면서 배출구 쪽으로 이동된다.

상기 왕복 이송대(20)는 오염토양의 투입구 측에 커넥팅로드(28)가 연결되고, 이는 크랭크(26)와 결합된다. 그리고 상기 크랭크(26)는 모터(23)로 회전되는 구동기어(24) 및 종동기어(25)와 연결되어 회전되며, 상기 크랭크(26)의 한쪽에는 원심력으로 토크를 높이는 플라이휠(27)이 구비된다.

그리고 상기 왕복 이송대(20)는 케이싱(10)으로 감싸진다. 상기 케이싱(10)은 왕복 이송대(20)의 상부를 덮는 커버 역할을 하는 것으로서, 하단에는 상기 왕복 이송대(20)의 양측으로 다수개 구비된 바퀴(22)가 놓이는 레일(11)이 각각 구비되며, 상부에는 오염토양을 투입하는 투입호퍼(12)가 구비되고 반대쪽에는 오염토양을 다음 공정의 교반케이싱(50)으로 배출하는 배출구(13)가 구비된다.

상기 케이싱(10)의 상부에는 투입호퍼(12) 부근에 다수개의 계면활성제노즐(14)이 구비되어 상기 왕복 이송대(20)에 놓이는 오염토양으로 계면활성제를 투입하며, 상기 케이싱(10) 상부의 배출구(13) 쪽에는 공압발생기(30)와 플랙시블한 호스(33)로 연결된 급기커버(31)가 구비된다. 그리고 상기 급기커버(31)와 통하도록 상기 케이싱(10)에 다공성의 스크린망(32)이 형성되며, 상기 급기커버(31)와 대응되도록 상기 케이싱(10)의 하부에는 흡착커버(41)가 구비된다.

상기 흡착커버(41)는 진공흡착기(40)와 플랙시블한 호스(45)로 연결되며, 상기 흡착커버(41) 내부에는 흡착포(43)가 내장되고 상기 케이싱(10) 하부에는 상기 흡착커버(41)와 통하는 다공성의 스크린망(42)이 형성된다. 그리고 상기 진공흡착 기(40)는 유수분리기(44)와 연결되어 오염원과 물 및 이물질을 분리 저장한다.

도 4는 도 2의 B - B선 단면도로써, 상기 케이싱(10)을 지나 정량 배출되는 오염토양을 분산시키면서 세척액과 교반하기 위한 것으로, 상기 이송케이싱(10)의 배출호퍼(12)에서 배출되는 오염토양을 받는 교반케이싱(50)은 계단식으로 연결된 다수개의 교반실(53)이 구비되며, 이들 교반실(53)들에는 고속모터(54) 및 베어링(55)으로 지지되면서 독립 회전되는 교반축(52)이 구비된다.

그리고 각 교반축(52)의 외주면에는 해당 교반실(53)로 떨어지는 오염토양을 배출구로 보내면서 퍼트리는 교반날개(51)들이 구비되며, 상기 교반축(52)들은 체인 또는 벨트로 연결시켜 하나의 모터로 동시에 회전시킬 수도 있다.

상기 교반케이싱(50)의 상부는 개방되거나 또는 별도의 커버로 여닫히는 구조로 하여 상기 교반날개(51) 및 교반축(52)의 수리 점검이 용이하도록 구성하는 것이 좋으며, 상기 교반케이싱(50)의 상부에 세척액을 분사하는 세척액노즐(56)이 다수개 구비되어 배출구로 퍼지면서 이송되는 오염토양으로 세척액이 분사되며, 세척액이 오염토양과 잘 교반되면서 오염원의 생화학적 분해작용이 활성화된다.

이처럼 구성된 본 발명 한 실시예의 토양 연속 복원장치는 오염지역에서 퍼낸 점성이 없는 마사토나 모래 같은 오염토양을 투입호퍼(12)에서 왕복 이송대(20)로 투입하면, 상기 왕복 이송대(20)가 좌,우측으로 왕복 이동되면서 이의 경사턱(21)을 타고 넘으면서 오염토양이 배출구(13) 쪽으로 단계별 이송된다.

상기 왕복 이송대(20)는 커넥팅로드 방식으로 왕복 이동되는 것이나, 이에 국한되지 않고 편심캠이나 기타 방식으로 응용가능하다. 상기 모터(23)가 작동되면 이의 구동,종동기어(24)(25)와 치합된 크랭크(26)가 회전되면서 커넥팅로드(28)를 왕복시키고 이와 연결된 왕복 이송대(20)가 함께 왕복이송된다.

상기 왕복 이송대(20)의 경사턱(21)을 타고 넘으면서 이송중인 점성이 약한 오염토양들은 계면활성제노즐(14)에서 분사되는 계면활성제에 의해 토양과 오염원이 분리되며, 이후 공압발생기(30)에서 공급되는 고압 공기가 급기커버(31)를 통하여 스크린망(32)으로 분사되면 오염토양의 공극이 확대되면서 오염원의 유동성이 증가되어 오염원들이 오염토양에서 쉽게 이탈된다.

계속해서 유동성이 증가된 오염토양들은 흡착커버(41)를 지나가는데, 이때 상기 스크린망(42)은 토양은 걸러지고 유동성 오염원은 통과시키는 크기의 망으로 구성된 것이므로, 진공흡착기(40)가 작동되면 상기 흡착커버(41)에 진공이 걸리면서 오염토양 중의 유동성이 증가된 오염원 및 계면활성제들이 흡착포(43)를 거쳐 진공흡착기(40)로 흡착되며 이후 유수분리기(44)에 저장되어 성분별로 분리 처리된다.

상기 흡착포(43)는 오염원 이외의 작은 토양 알갱이들을 걸려 진공흡착기(40)를 보호하기 위한 것이며, 흡착포(43)에도 일부 오염원이 걸러진다. 상기 흡착포(43)는 이물질이 많이 묻어 흡착력이 떨어질 경우 상기 흡착커버(41)를 열고 이를 교체한다.

상기 흡착커버(41)를 지나면서 오염원이 제거된 오염토양들은 배출구(13)에서 다음 공정의 상기 교반케이싱(50)으로 투입된다.

상기 교반케이싱은 계단식의 교반실(53)들이 연속으로 구비되며 이들 교반 실(53)마다 교반날개(51)들이 형성되어 고속모터(54)로 빠르게 회전되는 것이므로 오염토양을 교반케이싱(50) 내부에서 쳐 올려 분산시키는 역할을 한다. 따라서 이송케이싱(10)을 통과하면서 밀착되었던 오염토양이 다시 분산되면서 공극이 확대되므로 세척액노즐(56)에서 분사되는 세척액과의 교반 및 침투가 빠르게 이뤄지며, 오염토양의 사이로 세척액이 골고루 투입되어 오염원의 생화학적 분해작용이 활성화되고 토양 정화성능이 개선된다.

그리고 교반케이싱(50)의 교반실(53)은 계단식으로 경사져 있으므로 오염토양이 교반케이싱(50) 내부에 정체되지 않고 원활하게 흘러가므로 오염토양을 연속으로 세척할 수 있으며, 상기 케이싱(10)은 경사 기울기를 유압잭으로 조절하여 상기 왕복 이송대(20)에 놓인 오염토양의 배출을 원활하게 할 수 있다.

도 5는 본 발명 다른 실시예의 복원장치의 개념도로써, 본 발명 다른 실시예는 케이싱(10) 내부에 로터리 형태의 이송날개(60)를 등 간격으로 다수개 배치한 것이다. 상기 이송날개(60)들은 모터로 회전되는 회전축(61)의 외주면에 방사상으로 구비된 것이며, 이들 이송날개(60)들은 상기 왕복 이송대(20)에 놓여 잘 이동되지 않고 정체된 오염토양들을 배출구(13) 쪽으로 강제 이송시키기 위한 것이다.

상기 이송날개(60)들은 로터리 형태의 날로 구성되어 오염토양을 확산 및 배출하는 역할을 하기 때문에 오염토양들이 뭉치지 않고 널게 퍼지도록 해주는 역할을 하므로 오염원의 제거효율이 증가된다.

도 1은 본 발명 한 실시예의 복원장치의 사시도

도 2는 본 발명 한 실시예의 복원장치의 개념도

도 3은 도 2의 A - A선 단면도

도 4는 도 2의 B - B선 단면도

도 5는 본 발명 다른 실시예의 복원장치의 개념도

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

10 : 케이싱 11 : 레일

12 : 투입호퍼 13 : 배출구

14 : 계면활성제노즐 20 : 왕복 이송대

21 : 경사턱 22 : 바퀴

30 : 공압발생기 31 : 급기커버

32 : 스크린망 40 : 진공흡착기

41 : 흡착커버 42 : 스크린망

43 : 흡착포 44 : 유수분리기

50 : 교반케이싱 51 : 교반날개

52 : 교반축 53 : 교반실

54 : 고속모터 60 : 이송날개

Claims (4)

1. 상부에 놓인 오염토양을 다수개의 경사턱으로 밀어내 배출구 쪽으로 이송시키는 왕복 이송대가 구비되고,

   상기 왕복 이송대를 감싸면서 한쪽의 투입호퍼와 반대쪽의 배출구를 가지는 케이싱은 상기 왕복 이송대의 양측으로 구비된 다수개의 바퀴들이 놓이도록 레일이 구비되며,

   상기 투입호퍼에서 배출구 쪽으로 상기 케이싱의 상부에는 계면활성제노즐 및 급기커버가 구비되고, 상기 케이싱의 하부에는 상기 급기커버와 대응되는 위치에 흡착커버가 각각 구비되어 상기 오염토양에 계면활성제를 투입하여 유동성을 증가시키고 고압공기로 오염물질의 이탈을 활성화시킨 뒤 상기 흡착커버에서 오염원을 진공흡착 제거하도록 한 것을 특징으로 하는 토양 연속 복원장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 케이싱의 상부에는 상기 급기커버와 통하는 다공성의 스크린망이 구비되고,

   상기 급기커버는 공압발생기와 연결되어 고압공기가 이송중인 오염토양으로 분사되도록 한 것을 특징으로 하는 토양 연속 복원장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 케이싱의 하부에는 상기 흡착커버와 통하는 다공성의 스크린망이 구비되고,

   상기 흡착커버는 오염토양으로부터 분리된 오염원을 진공흡착하는 진공흡착기와 연결됨을 특징으로 하는 토양 연속 복원장치.
4. 상부에 놓인 오염토양을 다수개의 경사턱으로 밀어내 배출구 쪽으로 이송시키는 왕복 이송대가 구비되고,

   상기 왕복 이송대를 감싸면서 한쪽의 투입호퍼와 반대쪽의 배출구를 가지는 케이싱은 상기 왕복 이송대의 양측으로 구비된 다수개의 바퀴들이 놓이도록 레일이 구비되며,

   상기 투입호퍼에서 배출구 쪽으로 상기 케이싱의 상부에는 계면활성제노즐 및 급기커버가 구비되고, 상기 케이싱의 하부에는 상기 급기커버와 대응되는 위치에 흡착커버가 각각 구비되어 상기 오염토양에 계면활성제를 투입하여 유동성을 증가시키고 고압공기로 오염물질의 이탈을 활성화시킨 뒤 상기 흡착커버에서 오염원을 진공흡착 제거하도록 하며,

   상기 케이싱 내부에는 상기 왕복 이송대에 놓인 오염토양을 배출구 쪽으로 쳐내도록 회전하는 이송날개들이 등 간격으로 다수개 구비됨을 특징으로 하는 토양 연속 복원장치.

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