KR100930299B1 - 광산폐수 여과장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 물이 투수될 경우 수축되는 부직포의 특성을 이용하여 수집된 광산폐수에 혼합된 중금속을 걸러내고, 모래와 자갈을 이용하여 광산폐수에 혼합된 중금속을 효율적으로 흡착하여 하천에 방류하므로서, 하천의 수질을 개선할 수 있도록 함을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 광산폐수 여과장치는 상기 연결관을 통해 이송되는 광산폐수를 내부로 수집하기 위한 유입구가 일측 상부에 형성되고, 수집된 광산폐수를 외부로 배출하기 위한 배출구가 타측 하부에 형성된 케이스와, 상기 케이스의 유입구 내측에 결합되는 연결부와, 상기 연결부의 일측으로 연장형성되고 상기 연결부를 통해 유입되는 광산폐수를 분기로 배출하는 다수개의 분기관이 형성된 분기 배출부와, 상기 분기 배출부의 하부에 설치되며, 상기 유입구를 통해 유입되는 광산폐수에 혼합된 중금속을 걸러내는 제 1여과수단과, 상기 케이스의 받침턱에 안착되어 상기 제 1여과수단을 지지하며, 상기 제 1여과수단으로부터 통과되는 물을 통과시키는 그릴부와, 상기 케이스의 하부에 설치되며. 상기 그릴부를 통과한 물에 혼합된 중금속은 걸름 및 흡착하고, 중금속이 제거된 물은 상기 케이스의 배출구 측으로 배출하는 제 2여과수단으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
광산폐수, 여과. 부직포, 모래
Description
본 발명은 광산폐수 여과장치에 관한 것으로서, 특히, 물이 투수될 경우 수축되는 부직포의 특성을 이용하여 수집된 광산폐수에 혼합된 중금속을 걸러내고, 모래와 자갈을 이용하여 광산폐수에 혼합된 중금속을 효율적으로 흡착하여 하천에 방류하므로서, 하천의 수질을 개선할 수 있는 광산폐수 여과장치에 관한 것이다.
그동안 우리나라는 경제발전을 제 1모토로 하여 지속적인 산업화를 추구해옴에 따라, 이에 소모되는 에너지원을 개발하기 위하여 광산을 지속적으로 개발하였고, 그 이후 경제성 등 여러 가지 이유로 기존에 사용되던 많은 광산들이 소수를 제외하곤 휴광 또는 폐광되었다.
이렇게 휴·폐광된 광산에서는 오랜 시간동안 갱내부에서 외부로 탄광폐수가 유출되는데, 상기 탄광폐수는 pH 2-6 정도의 산성 폐수이며, 이러한 탄광폐수에는 철, 망간, 알루미늄, 황산이온, 부유물질, 알카리도 등 여러 가지 중금속이 포함되어 있어 하천은 물론 인근 지하수나 토지 등에 스며들어 환경오염을 유발한다.
그리고 각종 오·폐수에 함유된 구리, 납 등과 같은 양 이온형 중금속들은, 토양 중의 흡착 매체인 금속(수)산화물들과의 흡착 반응시 pH가 커질수록 흡착 매체에 흡착되어 산성도가 높아지고, 그 높은 산성의 양 이온형 중금속들은 토양 중의 흡착 매체인 금속(수)산화물에 의해 쉽게 제거되지 못하게 된다. 상기 흡착 매체에 흡수되지 못한 양 이온형 중금속들은 하천수 및 지하수 흐름을 따라 이동하면서 지하수, 하천 및 토양의 중금속 오염을 더욱 증대시키고 있어 광산폐수를 효율적으로 여과할 수 있는 장치 및 방법의 개발이 절실한 실정이다.
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 물이 투수될 경우 수축되는 부직포의 특성을 이용하여 수집된 광산폐수에 혼합된 중금속을 걸러내고, 모래와 자갈을 이용하여 광산폐수에 혼합된 중금속을 효율적으로 흡착하여 하천에 방류하므로서, 하천의 수질을 개선할 수 있는 광산폐수 여과장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 더한 다른 목적은 광산폐수 처리장치의 구성을 단순화함으로써 소요부지, 최초투자비 및 유지비를 현저히 절감할 수 있는 한편, 기존에 광산폐수를 여과하기 위해 사용하였던 유독성 산화제를 사용하지 않고 광산폐수의 효율적인 여과를 할 수 있도록 하여 약품사용에 따른 2차오염의 발생을 방지할 수 있는 광산폐 수 여과장치를 제공하는 데에도 있다.
상기한 다수의 목적과제를 달성하기 위한 본 발명의 수단은 상기 연결관을 통해 이송되는 광산폐수를 내부로 수집하기 위한 유입구가 일측 상부에 형성되고, 수집된 광산폐수를 외부로 배출하기 위한 배출구가 타측 하부에 형성된 케이스와, 상기 케이스의 유입구 내측에 결합되는 연결부와, 상기 연결부의 일측으로 연장형성되고 상기 연결부를 통해 유입되는 광산폐수를 분기로 배출하는 다수개의 분기관이 형성된 분기 배출부와, 상기 분기 배출부의 하부에 설치되며, 상기 유입구를 통해 유입되는 광산폐수에 혼합된 중금속을 걸러내는 제 1여과수단과, 상기 케이스의 받침턱에 안착되어 상기 제 1여과수단을 지지하며, 상기 제 1여과수단으로부터 통과되는 물을 통과시키는 그릴부와, 상기 케이스의 하부에 설치되며. 상기 그릴부를 통과한 물에 혼합된 중금속은 걸름 및 흡착하고, 중금속이 제거된 물은 상기 케이스의 배출구 측으로 배출하는 제 2여과수단으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 광산폐수 여과장치에 의하면, 물이 투수될 경우 수축되는 부직포의 특성을 이용하여 수집된 광산폐수에 혼합된 중금속을 걸러내고, 모래와 자갈을 이용하여 광산폐수에 혼합된 중금속을 효율적으로 흡착하여 하천에 방류하므로서, 하천의 수질을 개선할 수 있는 효과가 있다.
또한, 광산폐수 처리장치의 구성을 단순화함으로써 소요부지, 최초투자비 및 유지비를 현저히 절감할 수 있는 한편, 기존에 광산폐수를 여과하기 위해 사용하였던 유독성 산화제를 사용하지 않고 광산폐수의 효율적인 여과가 가능하여 약품사용에 따른 2차오염의 발생을 방지할 수 있는 이점이 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 함께 상세히 설명하면 더욱 명백해 질것이다.
도 1은 본 발명에 따른 광산폐수 여과장치의 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 광산폐수 여과장치의 결합 단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 광산폐수 여과장치에 적용된 분기 배출부의 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 광산폐수 여과장치에 적용된 그릴부의 사시도이다.
상기 도 1 내지 도 4에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 광산폐수 여과장치(1)는 케이스(10)와, 분기 배출부(20)와, 제 1여과수단(30)과, 그릴부(40)와, 제 2여과수단(50)으로 이루어진다.
상기 케이스(10)는 내부공간이 형성된 빈 사각박스 형태로 이루어지고, 내측벽에는 고정돌기(13a)가 구비된 받침턱(13)이 소정간격 돌출형성되되, 상기 받침턱(13)의 모서리측 각각에는 나선 결합부(13b)가 상부로 돌출형성되는 한편, 일측 상부에는 내주연에 나사산이 형성된 유입구(11)가 형성되며, 타측 하부에는 배출구(12)가 형성된다.
또한, 상기 유입구(11)의 외주연에는 나사선이 형성되어 상기 유입구(11)를 통해 케이스(10)의 내부공간에 광산폐수를 이송하기 위한 연결관(2)이 나사결합되며, 상기 연결관(2)과 유입구(11)가 접하는 부분에는 광산폐수가 새어나가지 않도록 실리콘으로 마감하거나 별도의 패킹을 이용하여 기밀을 유지하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 케이스(10)의 상부에는 덮개부를 힌지결합하여 필요에 따라 케이스(10)의 내부에 위치된 분기 배출부(20)와, 제 1,2여과수단(30,50) 및 분기 배출부(20)에 대한 유지보수를 용이하게 할 수도 있을 것이다.
상기 분기 배출부(20)는 상기 유입구(11)에 결합되는 연결부(21)와, 상기 연결부(21)의 일측으로 연장형성되며 상기 연결부(21)를 통해 유입되는 광산폐수를 분기로 배출하는 다수개의 분기관(22)으로 이루어진다.
상기 연결부(21)의 외주연에는 상기 유입구(11)의 내주연에 형성된 나사선과 맞물리는 나사선이 형성되어 유입구(11)의 내측에 나사결합되며, 이러한 연결부(21)는 중공형으로 이루어져 상기 유입구(11)와 연통된다. 또한, 상기 연결 부(21)를 통해 분기 연결부(21)를 유입구(11)에 고정하였을 때 상기 분기 배출부(20)가 수평을 이룰 수 있도록 연결부(21)의 회전 횟수가 고려되어야 한다.
상기 분기관(22)은 그 양측이 개방되고 내부공간이 형성되어 상기 연결부(21)와 연통되며, 상기 연결부(21)로부터 유입되는 광산폐수를 제 1여과수단(30)에 고루게 분배 배출한다.
상기 제 1여과수단(30)은 상기 케이스(10)의 받침턱(13)에 안착되는 그릴부(40)에 의해 지지되며, 상기 분기 배출부(20)에서 배출된 광산폐수에 혼합된 중금속을 걸러내어 광산폐수를 여과하기 위한 것으로서, 제 1부직포(31)와, 제 2부직포(32)로 이루어진다.
상기 제 1부직포(31)는 분기 배출부(20)에서 배출되는 광산폐수와 접촉되면 본래의 성질에 의해 수축되며, 이에 따라 광산폐수에 혼합된 철, 망간, 알루미늄, 황산이온, 부유물질 및 알카리도 등의 중금속은 걸름하고 중금속이 제거된 물은 통과시킨다.
상기 제 2부직포(32)는 상기 제 1부직포(31)의 하부에 형성되고, 상기 제 1부직포(31)에서 통과된 물에 의해 수축되면서 제 1부직포(31)에서 걸러내지 못한 중금속은 2차적으로 걸름하고, 중금속이 제거된 물은 제 2여과수단(50)으로 낙하시킨다.
또한, 상기 제 1부직포(31)를 통과한 광산폐수는 제 1부직포(31)와 제 2부직포(32) 사이에서 소정시간 정체되어 제 2부직포(32)를 천천히 통과하게 되며, 이에 따라 광산폐수와 제 2부직포(32)의 접촉시간이 많아져 보다 효율적으로 광산폐수에 혼합된 중금속을 걸러낼 수 있다.
또한, 상기 제 1부직포(31)를 통과한 광산폐수는 제 1부직포(31)와 제 2부직포(32) 사이에서 소정시간 정체되어 제 2부직포(32)를 천천히 통과하게 되며, 이에 따라 광산폐수와 제 2부직포(32)의 접촉시간이 많아져 보다 효율적으로 광산폐수에 혼합된 중금속을 걸러낼 수 있다.
추가적으로, 상기 제 1,2부직포(31,32)의 모서리측 좀 더 자세히 설명하면 상기 받침턱(13)의 나선 결합부(13b)와 대응되는 위치에는 상기 받침턱(13)의 나선 결합부(13b)에 끼움고정되는 관통홀(31a,32a)이 더 형성되어 있어, 상기 제 1,2부직포(31,32)를 나선 결합부(13b)에 끼움고정 한 다음 상기 나선 결합부(13b)에 체결너트(N)를 체결하므로 인해 제 1,2부직포(31,32)가 그릴부(40)의 상단에서 안정적으로 고정된다.
상기 그릴부(40)는 상기 케이스(10)의 받침턱(13)에 구비된 고정돌기(13a)와 나선 결합부(13b)에 대응하는 위치에 삽입홀(41)이 더 형성되어 상기 고정돌기(13a)에 삽입홀(41)이 끼움되므로 인해 그릴부(40)가 케이스(10)의 받침턱(13)에 안정적으로 안착되며, 이에 따라 상기 그릴부(40)가 제 1여과수단(30)을 안정적으로 지지한다. 여기서, 상기 고정돌기(13a)는 삽입홀(41)에 완전히 수용된 상태가 되고, 상기 나선 결합부(13b)는 상기 삽입홀(41)의 상부으로 돌출된 상태가 된다.
또한, 상기 그릴부(40)는 상기 제 1여과수단(30)으로부터 통과되는 물을 하측로 통과시켜 제 2여과수단(50)에 유입될 수 있도록 한다.
상기 제 2여과수단(50)은 상기 케이스(10)의 하부에 설치되며, 상기 제 1여과수단(30)에서 걸러내지 못한 광산폐수의 중금속을 걸름 및 흡착하여 하천에 개선 된 수질을 제공하기 위한 것으로서, 내부 케이스(51)와, 모래층(52)과, 제 3부직포(53)와, 자갈층(54)으로 이루어진다.
상기 내부 케이스(51)는 상부가 개방되고 내부공간이 형성된 빈 사각박스 형태로 이루어지고, 일측벽 하부에는 상기 케이스(10)의 배출구(12)와 연통되는 배출홀이 형성되며, 상기 케이스(10)의 하부에 설치된다.
상기 모래층(52)은 상기 내부 케이스(51)의 내부 상측에 위치되며, 각각의 모래 알갱이는 100메쉬 이하의 크기를 갖는다. 상기 모래층(52)에는 제 1여과수단(30)에서 낙하되는 물이 스며들게 되어 제 1여과수단(30)에서 걸러내지 못한 중금속이 흡착되고, 중금속이 제거된 물은 제 3부직포(53) 측으로 통과되며, 상기에서 모래의 양은 많은 양의 물을 흡수하지 않도록 고려되어야 한다.
상기 제 3부직포(53)는 상기 모래층(52)의 하부에 형성되고, 상기 모래층(52)에서 통과된 물에 의해 수축되어 모래층(52)에서 걸러내지 못한 중금속은 흡착하고, 중금속이 제거된 물은 자갈층(54)으로 통과시킨다.
상기 자갈층(54)은 다수개의 자갈을 다수개의 고정망(55)에 수용하여 상기 내부 케이스(51)의 바닥에 나열함에 따라 형성되고, 제 3부직포(53)에서 통과된 물에 혼합된 중금속을 흡착한다.
또한, 상기 자갈은 원형상의 자갈이 사용되는 것이 바람직하며, 이에 따라 여과된 물이 자갈과 자갈 사이의 공간을 통해 케이스(10)의 배출구(12)를 측으로 흘러가게 되어 일정량의 물이 배출구(12)를 통해 지속적으로 배출되며, 상기 자갈 대신 구슬이 적용될 수도 있다.
또한, 본 발명에 따른 광산폐수 여과장치(1)를 이용하여 광산에서 발생하는 광산폐수 중 가장 유독한 것으로 평가되고 있는 일광 광산폐수를 처리하였으며, 시험결과는 하기 표 1에 나타내었다.
1. 의뢰자
- 시료번호 : CEC-13-09-06-008,009
- 기관명 : (주)지완테크
- 의뢰일자 : 2009년 06월 01일
2. 시 료 품 명 : P-자연(산화조) (5-5) 외 1종
3. 시 험 기 간 : 2009. 06. 01 ~ 2009. 06. 05
상기 표 1에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 광산폐수 여과장치(1)를 이용하여 광산에서 발생하는 광산폐수를 여과한 결과 철은 15.08mg/L에서 1.368MG/L로, 망간은 2.346g/L에서 2.287mg/L로, 알루미늄은 3.311mg/L에서 0.296mg/L으로, 알카리도는 120.0mg/L에서 117.0mg/L으로 현저히 감소 되어 광산폐수에 대한 우수한 여과 효과가 있음을 알 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 광산폐수 여과장치(1)는 예컨대, 길이는 약 160cm, 너비는 약 60cm, 높이는 약 80cm의 크기를 갖는 여과장치를 이용하여 광산폐수를 여과할 경우 5 ~ 6시간의 짧은 시간 동안 약 6톤 이상의 광산폐수를 여과할 수 있으며, 요구되는 부지 면적을 약 60 ~ 70%를 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 광산폐수 여과장치의 분해 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 광산폐수 여과장치의 결합 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 광산폐수 여과장치에 적용된 분기 배출부의 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 광산폐수 여과장치에 적용된 그릴부의 사시도.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호 **
10 : 케이스 11 : 유입구
12 : 배출구 13 : 받침턱
13a : 고정돌기 13b : 나선 결합부
20 : 분기 배출부 21 : 연결부
22 : 분기관 30 : 제 1여과수단
31 : 제 1부직포 31a,32a : 관통홀
32 : 제 2부직포 40 : 그릴부
41 : 삽입홀 50 : 제 2여과수단
51 : 내부 케이스 52 : 모래층
53 : 제 3부직포 54 : 자갈층
55 : 고정망
Claims (6)
- 휴/폐광된 광산에서 유출되는 광산폐수 및 그 광산폐수에 혼합된 중금속을 수집하여 여과하기 위한 장치에 있어서,연결관(2)을 통해 이송되는 광산폐수를 내부로 수집하기 위한 유입구(11)가 일측 상부에 형성되고, 수집된 광산폐수를 외부로 배출하기 위한 배출구(12)가 타측 하부에 형성된 케이스(10)와;상기 케이스(10)의 유입구(11) 내측에 결합되는 연결부(21)와, 상기 연결부(21)의 일측으로 연장형성되고 상기 연결부(21)를 통해 유입되는 광산폐수를 분기로 배출하는 다수개의 분기관(22)이 형성된 분기 배출부(20)와;상기 분기 배출부(20)의 하부에 설치되며, 상기 유입구(11)를 통해 유입되는 광산폐수에 혼합된 중금속을 걸러내는 제 1여과수단(30)과;상기 케이스(10)의 받침턱(13)에 안착되어 상기 제 1여과수단(30)을 지지하며, 상기 제 1여과수단(30)으로부터 통과되는 물을 통과시키는 그릴부(40)와;상기 케이스(10)의 하부에 설치되며. 상기 그릴부(40)를 통과한 물에 혼합된 중금속은 걸름 및 흡착하고, 중금속이 제거된 물은 상기 케이스(10)의 배출구(12) 측으로 배출하는 제 2여과수단(50);으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광산폐수 여과장치.
- 제 1항에 있어서,상기 유입구(11)의 내주연에는 나사선이 형성되고, 이와 대응하는 연결부(21)의 외주연에는 상기 유입구(11)의 나사선과 맞물리는 나사선이 형성되어 상기 연결관(2)이 유입구(11)에 나사결합되는 것을 특징으로 하는 광산폐수 여과장치.
- 제 1항에 있어서,상기 케이스(10)의 받침턱(13)에는 다수개의 고정돌기(13a)가 등간격으로 형성되고, 상기 그릴부(40)의 외주연에는 상기 고정돌기(13a)와 대응하는 위치에 삽입홀(41)이 더 형성된 것을 특징으로 하는 광산폐수 여과장치.
- 제 1항에 있어서,상기 제 1여과수단(30)은 상기 분기 배출부(20)를 통해 배출되는 광산폐수에 의해 수축되어 광산폐수에 혼합된 중금속은 걸름하고, 중금속이 제거된 물은 통과시키는 제 1부직포(31)와, 상기 제 1부직포(31)의 하부에 형성되고 상기 제 1부직포(31)에서 통과된 물에 의해 수축되어 제 1부직포(31)에서 걸러내지 못한 중금속은 2차적으로 걸름하고, 중금속이 제거된 물은 통과시키는 제 2부직포(32)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광산폐수 여과장치.
- 제 1항에 있어서,상기 받침턱(13)의 모서리측 각각에는 나선 결합부(13b)가 상부로 돌출형성 되고, 상기 제 1,2부직포(31,32)의 모서리측에는 상기 나선 결합부(13b)에 고정되는 관통홀(31a,32a)이 형성되어 있어, 상기 제 1,2부직포(31,32)를 나선 결합부(13b)에 끼움고정 한 다음 상기 나선 결합부(13b)에 체결너트(N)를 체결함으로 인해 제 1,2부직포(31,32)가 고정됨을 특징으로 하는 광산폐수 여과장치.
- 제 1항에 있어서,상기 제 2여과수단(50)은 상기 케이스(10)의 하부에 설치되며 일측벽에 상기 케이스(10)의 배출구(12)와 연통되는 배출홀이 형성된 내부 케이스(51)와, 상기 내부 케이스(51)의 내부에 설치되며, 상기 제 1여과수단(30)에서 낙하되는 물을 수집하여 제 1여과수단(30)에서 걸러내지 못한 중금속은 흡착하고, 중금속이 제거된 물은 통과시키는 모래층(52)과, 상기 모래층(52)의 하부에 형성되고 상기 모래층(52)에서 통과된 물에 의해 수축되어 모래층(52)에서 걸러내지 못한 중금속은 걸름하고, 중금속이 제거된 물은 통과시키는 제 3부직포(53)와, 다수개의 자갈이 다수개의 고정망(55)에 각각 수용되어 상기 제 3부직포(53)의 하부에 위치되며 상기 제 3부직포(53)에서 통과된 물에 혼합된 중금속은 흡착하고, 여과된 물의 배출양을 조절하는 자갈층(54)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광산폐수 여과장치.
Priority Applications (1)
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| KR1020090059948A KR100930299B1 (ko) | 2009-07-01 | 2009-07-01 | 광산폐수 여과장치 |
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| KR100930299B1 true KR100930299B1 (ko) | 2009-12-08 |
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Cited By (3)
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| KR101416829B1 (ko) * | 2013-03-18 | 2014-07-08 | 주식회사 파나시아 | 필터엘리먼트의 정위치 고정이 가능한 배수 필터 모듈 |
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