KR101194931B1 - 진공벨트필터를 이용한 오염토양 탈수장치 - Google Patents

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KR101194931B1
KR101194931B1 KR1020120029436A KR20120029436A KR101194931B1 KR 101194931 B1 KR101194931 B1 KR 101194931B1 KR 1020120029436 A KR1020120029436 A KR 1020120029436A KR 20120029436 A KR20120029436 A KR 20120029436A KR 101194931 B1 KR101194931 B1 KR 101194931B1
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강완협
정준교
채희훈
장정희
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현대건설주식회사
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
    • B09C1/02—Extraction using liquids, e.g. washing, leaching, flotation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D33/00—Filters with filtering elements which move during the filtering operation
    • B01D33/044—Filters with filtering elements which move during the filtering operation with filtering bands or the like supported on cylinders which are pervious for filtering

Abstract

본 발명은 함수오염토양을 벨트필터부로 공급하도록 형성된 공급부, 벨트필터부에 공급된 함수오염토양이 압착되도록 설치된 압착부, 압착된 함수오염토양이 탈수가능하도록 투수성을 구비하여 형성된 벨트필터를 포함한 벨트필터부; 벨트필터가 회전하면서 오염토양이 진공에 의해 탈수되도록 벨트필터의 하면에 접하여 기밀형성된 진공흡착부; 및 벨트필터에 접하여 벨트필터를 회전시키도록 형성된 벨트구동부;를 포함하는 것을 특징으로 한 진공벨트필터를 이용한 오염토양 탈수장치를 구현하여 다량의 수분을 함유한 함수오염토양을 연속적으로 탈수하여 정화처리의 효율성을 향상시킬 수 있다.

Description

진공벨트필터를 이용한 오염토양 탈수장치{Dehydrating apparatus of contaminated soil using horizontal vacuum belt filter}
본 발명은 진공벨트필터를 이용한 오염토양 탈수장치 및 탈수방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다량의 수분을 함유한 오염토양을 진공벨트필터를 이용하여 연속적으로 탈수하여 배출하도록 형성한 진공벨트필터를 이용한 오염토양 탈수장치 및 탈수방법에 관한 것이다.
일반적으로, 토양오염이란 지면에 낙하하여 지중으로 침투한 오염물질이 토양을 오염시키는 현상으로, 산업 발전과 함께 특히 공장에서 배출되는 연기, 폐수 등에 의한 토양오염이 심각해지고 있다.
오염토양의 정화는 통상적으로 오염토양을 물 등으로 세척한 후 고화처리하거나 폐기물 처리함으로써 이루어진다. 이러한 토양세척을 포함한 토양정화과정에서 중요한 공정 중의 하나는 오염토양을 세척한 후 오염토양 또는 슬러리를 탈수하는 공정이다. 세척된 오염토양의 탈수효율이 높을수록 후속공정의 처리비용이 절감되어 경제적이고 효율적인 토양정화가 가능하기 때문이다.
종래에는 기계적 탈수장치의 하나로써 필터프레스가 이용되었다. 예를 들어, 한국등록특허 제10-0280122호의 필터프레스가 있다.
한국등록특허 제10-0280122호의 필터프레스는 여과틀, 압착식여과판, 여과포, 슬러리공급펌프, 가열수단 및 유체공급펌프를 포함한다. 필터프레스를 이용하여 슬러리를 탈수하는 과정은 크게 슬러리 투입, 여과판 압착 탈수, 여과판 해압, 탈수 케이트 배출 등의 기본적인 공정으로 이루어진다.
이렇게 필터프레스로 슬러리를 탈수하는 경우 여과판이 압착, 해압되는 과정이 반복되면서 단속동작에 의해 탈수가 일어난다. 따라서 슬러리가 비연속적으로 탈수되어 탈수과정이 비효율적이고 공정 속도가 느린 문제점이 있었다.
KR280122 10
본 발명은 상기 언급한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 다량의 수분을 함유한 오염토양을 진공벨트필터를 이용하여 연속적으로 탈수하여 배출하도록 형성한 진공벨트필터를 이용한 오염토양 탈수장치 및 탈수방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 관련하여 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명확해질 것이다.
상기와 같은 본 발명의 목적은 함수오염토양을 벨트필터부로 공급하도록 형성된 공급부, 벨트필터부에 공급된 함수오염토양이 압착되도록 설치된 압착부, 압착된 함수오염토양이 탈수가능하도록 투수성을 구비하여 형성된 벨트필터를 포함한 벨트필터부; 벨트필터가 회전하면서 오염토양이 진공에 의해 탈수되도록 벨트필터의 하면에 접하여 기밀형성된 진공흡착부; 및 벨트필터에 접하여 벨트필터를 회전시키도록 형성된 벨트구동부;를 포함하는 것을 특징으로 한 진공벨트필터를 이용한 오염토양 탈수장치에 의해 달성될 수 있다.
그리고 함수오염토양은 입경 75㎛ 미만의 오염토양이다.
그리고 함수오염토양은 중금속을 함유한 토양이다.
그리고 공급부는 벨트필터부로 함수오염토양을 이송하는 적어도 하나의 공급관; 및 공급관을 개폐가능하도록 형성된 밸브를 포함한다.
또한 공급부는 공급관을 통해 이송된 함수오염토양이 벨트필터부로 균일량이 공급되도록 형성된 분배기를 더 포함한다.
또한 공급관은 입경 40㎛이상 75㎛ 미만의 함수오염토양을 이송하는 제1공급관; 20㎛이상 40㎛ 미만의 입경을 갖는 함수오염토양을 이송하는 제2공급관; 및 20㎛ 미만의 입경을 갖는 함수오염토양을 이송하는 제3공급관;을 포함하고, 밸브는 제1공급관을 개폐가능하도록 형성된 제1밸브; 제2공급관을 개폐가능하도록 형성된 제2밸브; 및 제3공급관을 개폐가능하도록 형성된 제3밸브;를 포함한다.
그리고 진공흡착부는 함수오염토양에서 물을 흡착하여 모으도록 벨트필터의 하면에 접하여 기밀형성된 진공챔버; 진공챔버의 진공이 유지되도록 진공챔버에 연결된 적어도 하나의 진공펌프; 및 진공챔버에 모인 물이 배출되도록 진공챔버에 연결된 적어도 하나의 배수관;을 포함한다.
그리고 진공흡착부에 모인 물이 수집되도록 진공흡착부에 연결된 집수관을 더 포함한다.
그리고 벨트구동부는 벨트필터가 회전하도록 설치된 벨트풀리; 벨트필터와 함께 회전하도록 벨트필터의 폭 방향 양 끝단에 접하고 벨트풀리에 감겨 돌아가도록 형성된 구동벨트; 및 벨트풀리에 회전력을 전달하는 구동수단;을 포함한다.
그리고 공급부를 통해 공급된 함수오염토양이 벨트필터에 고루 펴지도록 형성된 분배막을 더 포함한다.
그리고 벨트필터에서 탈수되어 떨어지는 오염토양을 수거할 수 있도록 설치된 수거부;를 더 포함한다.
그리고 압착부는 함수오염토양이 벨트필터에 압착되도록 벨트필터와 소정간격을 유지하는 롤러이다.
한편 상기와 같은 본 발명의 목적은 함수오염토양을 회전하는 벨트필터부에 공급하는 공급단계; 벨트필터부에 공급된 함수오염토양을 압착하는 압착단계; 진공흡착부에 의해 함수오염토양의 물을 탈수하는 탈수단계; 및 탈수된 오염토양이 벨트필터부가 회전함에 따라 배출되는 배출단계;를 포함하는 것을 특징으로 한 진공벨트필터를 이용한 오염토양 탈수방법에 의하여 달성될 수 있다.
그리고 진공흡착부에 모인 물을 배출하는 배수단계;를 더 포함한다.
그리고 함수오염토양의 탈수효율에 따라 진공흡착부에 진공펌프를 하나 이상 연결하는 진공펌프연결단계;를 더 포함한다.
본 발명에 따르면, 오염토양 정화를 위해 세척공정을 거쳐 다량의 수분을 함유한 함수오염토양을 연속적으로 탈수하여 정화처리의 효율성을 향상시킬 수 있다.
또한 함수오염토양의 탈수효율이 향상되므로 최종처리되는 오염토양의 부피와 무게가 감소한다. 따라서 세척된 오염토양의 고화처리 또는 폐기물 처리 비용이 줄어들어 경제적인 정화처리가 가능하다.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 진공벨트필터를 이용한 오염토양 탈수장치의 사시도,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 진공벨트필터를 이용한 오염토양 탈수장치의 사용상태도,
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 진공벨트필터를 이용한 오염토양 탈수장치의 사용상태를 도시한 블럭도,
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 진공벨트필터를 이용한 오염토양 탈수장치의 개념도,
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 진공벨트필터를 이용한 오염토양 탈수장치의 사시도,
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진공벨트필터를 이용한 오염토양 탈수방법을 도시한 흐름도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
<구성 및 기능>
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 진공벨트필터를 이용한 오염토양 탈수장치의 사시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 진공벨트필터를 이용한 오염토양 탈수장치는 대략 공급부(100), 압착부(200), 벨트필터부(300), 진공흡착부(400), 벨트구동부(500), 집수관(610) 및 프레임(700)을 포함하여 구성된다.
공급부(100)는 탈수하려는 함수오염토양(10)을 벨트필터부(300)에 공급한다. 공급부(100)는 대략 공급관(110), 밸브(120) 및 분배기(130)로 이루어진다.
공급관(110)은 함수오염토양(10)을 이송하며 파이프 형상으로 이송이 용이하도록 최소한의 굴곡을 갖거나 굴곡 없이 수직으로 형성된다. 또한 공급관(110)은 각기 다른 입경을 갖는 함수오염토양(10)이 섞이지 않고 벨트필터부(300)로 이송되도록 제1공급관(111), 제2공급관(112), 및 제3공급관(113)으로 이루어지는 것이 바람직하다.
예를 들어, 비소(As)와 같은 중금속으로 오염된 밭 토양의 경우 입경 75㎛ 미만의 미사 및 점토를 포함한 미세토가 입경 75㎛ 이상의 모래, 자갈보다 중금속 오염농도가 더 높다. [표 1]은 비소로 오염된 밭 토양을 구성하는 입경별 토양의 입도분포 및 오염농도를 나타낸 것이다. [표 1]에 나타난 바와 같이 오염농도가 높은 입경 75㎛ 미만의 토양이 약 12%를 차지하며 오염농도가 낮은 입경 75㎛ 이상의 토양은 약 88%를 차지한다. 따라서 오염토양을 입경별로 선별하여 세척하면 효율적인 정화처리가 가능하므로 각각의 공급관을 통해 입경이 상이한 함수오염토양(10)이 들어올 수 있다.
입 경
(mm)		 입도 분포
(%)		 입도별 오염농도
(mg/kg)
원시료 44.10
자갈(2.0mm이상) 2.33 17.14
모래(0.075mm~2.0mm) 85.90 16.98
미세토(0.075mm 미만) 11.77 153.25
계 100
밸브(120)는 공급관(110)을 개폐하도록 공급관(110)의 일측에 설치되며 범용의 구성을 갖는다. 도 1에 도시된 바와 같이 공급관(110)이 제1공급관(111) 내지 제3공급관(113)으로 이루어질 때 제1공급관(111)에는 제1밸브(121)가 설치될 수 있으며 나머지 공급관의 경우도 마찬가지이다. 분배기(130)는 공급관(110)을 통해 이송된 함수오염토양(10)을 일정한 양으로 분배하여 벨트필터부(300)에 공급하도록 공급관(110)의 개구 아래에 설치된다.
분배기(130)의 상부는 속이 빈 직육면체 형상이며 상면과 하면이 개방된다. 분배기(130)의 하부는 상부의 각 측면에서 아래로 연장되어 형성되며 유입된 함수오염토양(10)이 하부 내에 적체되지 않고 남김없이 벨트필터부(300)로 공급되도록 아래로 갈수록 수평단면적이 작아지게 형성된다. 예를 들어 도1에 도시된 바와 같이 분배기(130)의 하면은 45도의 기울기를 갖는 빗면(132)과 분배기(130)로 유입된 함수오염토양(10)이 배출되는 분배구(131)를 갖도록 형성된다. 분배구(131)는 빗면(132)의 하부와 분배기(130)의 네 측면에 접하여 수평면으로 형성된다. 분배구(131)의 형상은 벨트필터(310) 위에 함수오염토양(10)이 골고루 공급되도록 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들어 분배구(131)는 수평면 위에 일정한 크기를 갖는 구멍을 일렬로 다섯 개 구비할 수 있다. 도시되지 않았으나 분배기(130)는 공급관(110)에 연결되어 형성될 수도 있고 프레임(700)이나 벽면에 고정될 수도 있다. 공급부(100)는 함수오염토양(10)의 하중을 견딜 수 있는 내구성을 구비하는 두께와 재질로 형성되며 예를 들어 금속, 경질의 플라스틱으로 이루어질 수 있다.
압착부(200)는 벨트필터(310)의 상면에 위치하며 벨트필터(310)가 회전하면서 공급부(100)에 의해 공급된 함수오염토양(10)이 압착부(200)의 하면을 지나도록 회전방향을 기준으로 공급부(100)의 다음에 설치된다. 벨트필터(310)가 회전하면서 함수오염토양(10)이 연속적으로 압착되도록 압착부(200)는 적어도 하나의 롤러인 것이 바람직하다. 압착부(200)는 함수오염토양(10)의 입경에 따라 원활하게 탈수되도록 벨트필터(310)와 거리조절이 가능하게 형성될 수 있다. 예를 들어 20㎛ 미만의 입경을 갖는 함수오염토양은 그보다 입경이 큰 함수오염토양의 경우에 비해 압착부(200)와 벨트필터(310) 사이의 간격이 더 짧거나 압착부(200)와 벨트필터(310)가 서로 접할 수도 있다. 압착부(200)는 탄성을 구비한 재질을 채용하는 것이 바람직하며 예를 들어 고무재질로 이루어진다. 압착부(200)가 롤러형상일 때 롤러의 길이는 벨트필터(310)의 폭 방향 길이 이상인 것이 바람직하다. 압착부(200)는 프레임(700)에 고정될 수 있다.
벨트필터부(300)는 대략 벨트필터(310)와 가이드 롤러(320)로 구성된다.
벨트필터(310)는 공급부(100) 아래에 설치되고 공급부(100)로부터 함수오염토양(10)을 벨트필터(310)의 길이방향 일측 말단으로 공급받도록 위치한다. 벨트필터(310)는 공급받은 함수오염토양(10)으로부터 물(11)을 여과하도록 투수성을 구비한 여과포로 이루어진다. 여과포는 여과층을 포함하고 PP, PE, 나일론 등의 재질로 이루어지며 여과층에 형성된 구멍은 예를 들어 직경 15㎛의 크기를 갖는다.
가이드 롤러(320)는 벨트필터(310)가 순환회전하고 함수오염토양(10)을 이송하며 탈수된 오염토양(12)을 배출할 수 있도록 벨트필터(310)를 가이드한다. 예를 들어 도 1에 도시된 바와 같이 벨트필터(310)의 양 끝단에 3개씩 6개가 벨트필터(310)가 팽팽하게 회전하도록 설치된다. 또한 가이드 롤러(320)는 벨트필터(310)의 말단이 경사지도록 가이드하여 벨트필터(310)가 회전하면서 탈수된 오염토양(12)이 벨트필터(310)로부터 물리적으로 분리되어 배출되도록 구성된다. 복수의 가이드 롤러(320)는 프레임(700)에 고정될 수 있다.
진공흡착부(400)는 대략 진공챔버(410), 진공펌프(420), 및 배수관(430)으로 이루어진다.
진공챔버(410)는 내부에 진공이 형성되어 벨트필터(310)에 압착된 함수오염토양(10)으로부터 물을 빨아들이도록 벨트필터(310)의 하면에 접하여 기밀형성된다. 진공챔버(410)는 속이 빈 박스형상으로 프레임(700)에 고정될 수 있으며 상면 일부가 개방되어 벨트필터(310)로 덮인다.
진공펌프(420)는 진공챔버(410)에 적어도 하나 연결되며 진공챔버(410)의 공기를 빨아들여 진공챔버(410) 내부에 진공이 유지되도록 통상적인 진공펌프(420)의 구성과 재질로 이루어진다. 진공챔버(410)에 연결되는 진공펌프(420)의 개수는 진공챔버(410) 내에 형성하려는 진공압력 크기에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어 진공압력을 높이고자 할 경우 진공챔버(410)에 진공펌프(420)를 여러 개 연결하게 된다. 또한 진공챔버(410)에 연결되는 진공펌프(420)의 개수는 탈수대상 함수오염토양(10)의 입경에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어 입경 40㎛ 이상 75㎛ 미만의 함수오염토양을 탈수할 때에는 입경 20㎛ 미만의 함수오염토양을 탈수할 때보다 진공펌프(420)를 더 많이 연결하는 것이 바람직하다.
배수관(430)은 진공챔버(410)의 하면에 하나 이상 연결되어 진공챔버(410)에 모인 물(11)을 배출한다. 배수관(430)으로는 주름이 형성된 플라스틱 호스 또는 파이프가 채용될 수 있다.
벨트구동부(500)는 대략 벨트풀리(510), 구동벨트(520), 및 구동수단(530)으로 이루어진다.
벨트풀리(510)는 벨트필터(310)의 길이방향 양 말단에 하나씩 위치한다. 벨트풀리(510)는 프레임(700)에 고정되고 구동수단(530)과 연결된다.
구동벨트(520)는 벨트필터(310)의 길이방향 양 끝단에 하나씩 위치한 벨트풀리(510)를 한꺼번에 둘러싸 감는다. 구동벨트(520)는 벨트풀리(510)의 원통면 위에 벨트필터(310)의 폭 길이 간격을 가지고 두 개가 감긴다. 구동벨트(520)는 벨트필터(310)의 폭 방향 양 끝단 아래에 하나씩 접하여 벨트풀리(510)가 회전하면 같이 회전하도록 벨트필터(310)를 지지한다. 이때 구동벨트(520)가 벨트필터(310)와 접하는 부분은 ㄴ형상으로 각이 지게 형성되는것이 바람직하다. 즉, 구동벨트(520)의 벨트필터(310)를 향한 부분이 ㄴ형상으로 파여서 형성된다. 따라서 구동벨트(520)에 접하여 회전하는 벨트필터(310)를 정면에서 바라보면 벨트필터(310) 단면이 ┗─┛형상이 된다. 이러한 구성의 구동벨트(520)는 고무와 같은 탄성 재질로 이루어진다.
구동수단(530)은 벨트풀리(510)를 회전시킨다. 구동수단(530)으로는 범용의 모터가 사용될 수 있다.
집수관(610)은 배수관(430)의 말단에 연결되어 배수관(430)을 통해 배출되는 물(11)을 모은다. 집수관(610)은 프레임(700)의 측면에 고정되어 설치되며 파이프 형상을 갖는다.
프레임(700)은 하나 이상의 철재 막대와 철재 막대를 서로 연결하는 볼트로 구성되며 본 발명의 뼈대를 이루어 상술한 바와 같이 본 발명의 구성요소 중 일부가 프레임(700)에 고정될 수 있다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 진공벨트필터를 이용한 오염토양 탈수장치의 사용상태를 도시한 사시도이고 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 진공벨트필터를 이용한 오염토양 탈수장치의 사용상태를 도시한 블럭도이다. 본 발명의 제1실시예에 따른 진공벨트필터를 이용한 오염토양 탈수장치는 상술한 구성으로 이루어진다. 본 발명의 제1실시예에 따른 진공벨트필터를 이용한 오염토양 탈수장치를 사용하여 함수오염토양(10)을 탈수하는 과정을 설명하도록 한다.
먼저 구동수단(530)에 의해 벨트풀리(510)가 돌아가면서 구동벨트(520) 및 구동벨트(520)에 접한 벨트필터(310)가 동시에 순환회전을 시작한다.
다음으로 탈수할 대상인 함수오염토양(10)이 공급관(110)을 통해 분배기(130)로 이송된다. 여기서 함수오염토양(10)은 중금속으로 오염된 토양을 세척한 것이다. 이때 입경 40㎛ 이상 75㎛ 미만의 함수오염토양은 제1공급관(111)을 통해 이송될 수 있고, 입경 20㎛ 이상 40㎛ 미만의 함수오염토양은 제2공급관(112)을 통해 이송될 수 있으며, 입경 20㎛ 미만의 함수오염토양은 제3공급관(113)을 통해 이송될 수 있다. 또한 공급관(110)에 설치된 밸브(120)를 이용해 공급관(110)을 개폐하여 원하는 입경을 갖는 함수오염토양만 분배기(130)로 이송할 수 있다.
이송된 함수오염토양(10)은 분배기(130)를 거쳐 벨트필터(310)의 일단부 위로 공급된다. 함수오염토양(10)은 분배기(130)에 의해 균일량이 벨트필터(310)의 상면에 골고루 공급되며 벨트필터(310)가 회전하면서 연속적으로 공급된다.
공급된 함수오염토양(10)은 벨트필터(310)가 회전함에 따라 압착부(200)의 밑을 지나가면서 벨트필터(310)의 상면에 압착된다. 이때 함수오염토양의 입경이 작을수록 벨트필터(310)와 압착부(200) 사이의 간격이 밀착되도록 조절하는 것이 바람직하다. 예를 들어 입경 40㎛ 이상 75㎛미만인 함수오염토양의 경우보다 입경 20㎛미만인 함수오염토양의 경우에 벨트필터(310)와 압착부(200) 사이의 간격이 더 좁은 것이 바람직하다.
압착부(200)에 의해 벨트필터(310)에 압착된 함수오염토양(10)은 벨트필터(310)가 회전하면서 진공압력에 의해 탈수된다. 즉 진공챔버(410) 내부에 형성된 진공에 의해 진공챔버(410) 내부와 외부 사이에 압력차이가 발생하고 그로 인해 함수오염토양(10)의 물(11)이 진공챔버(410) 내부로 여과된다. 이때 벨트필터(310)에 실링수를 공급하여 진공챔버(410)의 진공을 유지한다. 또한 오염토양의 정화과정에서 중금속 흡착제로 사용된 폐활성탄을 벨트필터(310) 위에 다수 개 첨가하여 탈수보조제로 사용할 수 있다. 이렇게 폐활성탄을 벨트필터(310) 위에 첨가하면 공기 진입로 역할을 하므로 입자가 작은 오염토양을 탈수할 때에도 탈수가 용이하다. 이때 진공챔버(410) 위를 지난 벨트필터(310) 위에는 탈수된 오염토양(12)과 폐활성탄이 남아 폐활성탄도 함께 처리되게 된다. 탈수된 오염토양(12)은 벨트필터(310)가 선회하면서 벨트필터(310)와 분리되고 자연낙하하면서 배출된다. 도2 및 도3에 도시되지 않았으나 배출된 오염토양(12)은 수거부(650)에 의해 수거될 수 있으며 수거부(650)의 구성은 후술한다.
진공챔버(410)에 모인 물(11)은 배수관(420)을 통해 배출되며 배수관(430)의 끝에 연결된 집수관(610)에 모이게 된다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 진공벨트필터를 이용한 오염토양 탈수장치의 개념도이다. 본 발명의 제1실시예에 따른 진공벨트필터를 이용한 오염토양 탈수장치는 상술한 구성을 갖는다. 도 4를 통해 다시 한번 함수오염토양(10)이 탈수되는 과정을 설명한다.
먼저 벨트필터(310)가 시계방향으로 순환회전하면서 탈수대상 함수오염토양(10)이 도 4에 도시된 바와 같이 벨트필터(310)의 좌측 말단에 공급된다. 이때 벨트필터(310)는 구동벨트(520)에 의해 지지되며 벨트풀리(510)로부터 회전력을 받아 구동벨트(520)와 함께 순환회전하게 된다.
공급된 함수오염토양(10)은 압착부(200)를 거치면서 벨트필터(310)에 압착된다. 압착된 함수오염토양(10)은 진공챔버(410) 위를 지나면서 탈수된다. 벨트필터(310)에 의해 여과된 물(11)은 진공챔버(410)에 모여 배수관(430)을 통해 배출된다.
탈수된 오염토양(12)은 벨트필터(310)가 가이드 롤러(320)를 따라 선회하면서 벨트필터(310)로부터 분리되어 배출된다. 즉 벨트필터(310)의 우측 말단이 가이드 롤러(320)에 의해 빗면을 형성하므로 탈수된 오염토양(12)이 별도의 도구 없이 자연낙하하면서 벨트필터(310)로부터 분리되어 배출된다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 진공벨트필터를 이용한 오염토양 탈수장치의 사시도이다. 본 발명의 제 2실시예에 따른 진공벨트필터를 이용한 오염토양 탈수장치는 대략 공급부(100), 압착부(200), 벨트필터부(300), 진공흡착부(400), 벨트구동부(500), 분배막(600), 집수관(610), 수거부(650), 및 프레임(700)으로 이루어진다.
압착부(200), 벨트필터부(300), 진공흡착부(400), 벨트구동부(500), 집수관(610) 및 프레임(700)은 상술한 구성과 같다.
공급부(100)는 탈수하려는 함수오염토양(10)을 벨트필터부(300)에 공급한다. 공급부(300)는 공급관(110), 밸브(120), 및 분배기(130')로 이루어진다. 공급관(110) 및 밸브(120)는 상술한 구성과 같다. 분배기(130')는 분배구(131')의 형상을 제외하고 상술한 제1실시예에서의 분배기(130)와 동일한 구성을 갖는다. 분배구(131')는 빗면(132)을 타고 하강배출되는 함수오염토양(10)을 일정하게 공급하기 위하여 다수 개, 예를 들어 5개의 테이퍼 관 형상이 나란히 배열되어 형성될 수 있다.
분배막(600)은 진공흡착부(400)를 통과하는 함수오염토양(10)의 양을 제한하고 공급된 함수오염토양(10)을 벨트필터(310)상에 일정한 두께로 펴도록 형성된다. 분배막(600)은 벨트필터(310)의 상면에 위치하도록 프레임(700)에 고정되고 직사각형의 판 형상이다. 분배막(600)은 공급부(100)와 압착부(200) 사이에 위치할 수도 있고 도 5에 도시된 바와 같이 벨트필터(310)의 회전방향을 기준으로 압착부(200) 다음에 위치할 수도 있다. 분배막(600)은 고무 등의 재질로 이루어질 수 있다.
수거부(650)는 탈수된 오염토양(12)이 벨트필터(310)에서 분리배출될 때 배출되는 오염토양(12)을 수거하도록 형성된다. 수거부(650)는 오염토양(12)이 분리배출되는 벨트필터(310) 부분 아래에 설치된다. 수거부(650)는 도4에 도시된 바와 같이 상면이 개방된 박스 형상일 수 있다. 또는 도시되지 않았으나 수거부(650)는 배출되는 오염토양(12)을 수거하기 충분한 단면적을 갖는 관을 포함하고 수거된 오염토양(12)을 이송하도록 형성된 이송부 및 이송부에 연결되어 이송된 오염토양(12)을 저장하는 저장부를 포함하여 이루어질 수 있다. 수거부(650)는 탈수된 오염토양(12)의 하중을 견딜 수 있는 내구성을 구비한 콘크리트바닥 또는 금속, 플라스틱 등의 재질로 이루어진다.
<오염토양 탈수방법>
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진공벨트필터를 이용한 함수오염토양 탈수방법을 도시한 흐름도이다. 함수오염토양(10) 탈수방법은 공급단계(S100), 압착단계(S200), 탈수단계(S300), 배수단계(S400), 및 배출단계(S500)로 이루어진다. 이때 함수오염토양(10)은 중금속을 함유한 토양이다.
먼저 공급단계(S100)에서는 탈수대상인 함수오염토양(10)을 회전하는 벨트필터(310)에 공급한다. 이때 균일한 양의 함수오염토양(10)을 벨트필터부(300)에 연속적으로 공급하는 것이 바람직하다. 또한 벨트필터(310)의 폭방향 일직선상에 골고루 공급하는 것이 바람직하다. 예를 들어 상술한 구성을 갖는 분배기(130) 외에도 다수 개의 고무호스를 벨트필터(310)의 폭방향 일직선상에 일정간격으로 배치하여 함수오염토양(10)을 공급할 수 있다.
다음으로 압착단계(S200)에서는 공급된 함수오염토양(10)을 벨트필터(310)에 압착한다. 벨트필터(310)가 회전하면서 함수오염토양(10)이 연속적으로 압착되는 것이 바람직하다. 예를 들어 함수오염토양(10)은 벨트필터(310)와 고무롤러 사이를 통과하면서 압착된다. 이때 함수오염토양(10)의 입경 크기에 따라 벨트필터(310)와 고무롤러의 간격을 조절하는 것이 바람직하다. 예를 들어 함수오염토양(10)의 입경이 작은 경우에는 입경이 큰 경우보다 벨트필터(310)와 고무롤러의 간격을 좁히는 것이 바람직하다.
탈수단계(S300)에서는 압착된 함수오염토양(10)을 진공압력을 이용하여 연속적으로 탈수한다. 예를 들어 벨트필터(310)가 회전하면서 진공이 형성된 진공흡착부(400)를 통과하여 진공압력에 의해 물(11)은 여과되고 오염토양(12)만 벨트필터(310)상에 남는다. 이때 진공상태를 유지하기 위하여 벨트필터(310)상에 실링수를 지속적으로 공급하는 것이 바람직하다. 또한 탈수가 보다 원활하게 이루어지도록 다수의 폐활성탄을 벨트필터(310)상에 산개하여 공급할 수 있다.
배수단계(S400)에서는 탈수단계(S300)에서 여과된 물(11)을 배출한다. 예를 들어 진공압력에 의해 진공챔버(410) 내부로 여과된 물(100)을 배수관(430)을 통해 배출한다.
배출단계(S500)에서는 탈수된 오염토양(12)이 벨트필터(310)가 회전하면서 연속적으로 배출된다. 벨트필터(310)가 회전하면서 선회하는 부분이 굴곡을 갖도록 형성하여 탈수된 오염토양(12)이 별도의 장치 없이 자연낙하하면서 벨트필터(310)와 분리되게 하는 것이 바람직하다. 이러한 배출단계(S500)는 상술한 배수단계(S400)와 동시에 진행될 수 있다.
또한 도시되지는 않았으나 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진공벨트필터를 이용한 오염토양 탈수방법은 진공펌프 연결단계를 더 포함할 수 있다. 진공펌프연결단계에서는 탈수된 오염토양(12)의 탈수효율에 따라 진공흡착부(400)에 진공펌프를 하나 이상 연결하게 된다. 예를 들어 상술한 배출단계(S500)에서 배출된 탈수된 오염토양(12)의 함수율이 70Wt%를 초과할 경우 진공압력을 높여 탈수효율을 향상시키는 것이 바람직하다. 따라서 진공흡착부(400)의 진공압력을 높이기 위하여 진공흡착부(400)에 진공펌프(420)를 하나 이상 연결한다. 또한 탈수대상 함수오염토양(10)의 입경크기에 따라 탈수에 필요한 진공압력이 형성되도록 진공흡착부(400)에 진공펌프(420)를 하나 이상 연결할 수도 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 상술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허등록청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허등록청구범위의 의미 및 범위 그리고 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 공급부 110 : 공급관
111,112,113 : 제1,2,3공급관 120 : 밸브
121,122,123 : 제1,2,3밸브 130 : 분배기
131 : 분배구 132 : 빗면
200 : 압착부 300 : 벨트필터부
310 : 벨트필터 320 : 가이드 롤러
400 : 진공흡착부 410 : 진공챔버
420 : 진공펌프 430 : 배수관
500 : 벨트구동부 510 : 벨트풀리
520 : 구동벨트 530 : 구동수단
600 : 분배막 610 : 집수관
650 : 수거부

Claims (15)

  1. 함수오염토양(10)을 벨트필터부(300)로 공급하도록 형성된 공급부(100);
    상기 벨트필터부(300)에 공급된 상기 함수오염토양(10)이 압착되도록 설치된 압착부(200);
    압착된 상기 함수오염토양(10)이 탈수가능하도록 투수성을 구비하여 형성된 벨트필터(310)를 포함한 상기 벨트필터부(300);
    상기 벨트필터(310)가 회전하면서 상기 함수오염토양(10)이 진공에 의해 탈수되도록 상기 벨트필터(310)의 하면에 접하여 기밀형성된 진공흡착부(400); 및
    상기 벨트필터(310)에 접하여 상기 벨트필터(310)를 회전시키도록 형성된 벨트구동부(500);를 포함하고,
    상기 공급부(100)는,
    상기 벨트필터부(300)로 상기 함수오염토양(10)을 이송하는 적어도 하나의 공급관(110); 및
    상기 공급관(110)을 개폐가능하도록 형성된 밸브(120);를 포함하고,
    상기 공급관(110)은 입경 40㎛이상 75㎛ 미만의 함수오염토양을 이송하는 제1공급관(111);
    20㎛이상 40㎛ 미만의 입경을 갖는 함수오염토양을 이송하는 제2공급관(112); 및
    20㎛ 미만의 입경을 갖는 함수오염토양을 이송하는 제3공급관(113);을 포함하고,
    상기 밸브(120)는 상기 제1공급관(111)을 개폐가능하도록 형성된 제1밸브(121);
    상기 제2공급관(112)을 개폐가능하도록 형성된 제2밸브(122); 및
    상기 제3공급관(113)을 개폐가능하도록 형성된 제3밸브(123);를 포함하는 것을 특징으로 한 진공벨트필터를 이용한 오염토양 탈수장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 함수오염토양(10)은 입경 75㎛ 미만의 오염토양인 것을 특징으로 한 진공벨트필터를 이용한 오염토양 탈수장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 함수오염토양(10)은 중금속을 함유한 토양인 것을 특징으로 한 진공벨트필터를 이용한 오염토양 탈수장치.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 공급부(100)는 상기 공급관(110)을 통해 이송된 상기 함수오염토양(10)이 상기 벨트필터부(300)로 균일량이 공급되도록 형성된 분배기(130);를 더 포함하는 것을 특징으로 한 진공벨트필터를 이용한 오염토양 탈수장치.
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 진공흡착부(400)는,
    상기 함수오염토양(10)에서 물(11)을 흡착하여 모으도록 상기 벨트필터(310)의 하면에 접하여 기밀형성된 진공챔버(410);
    상기 진공챔버(410)의 진공이 유지되도록 상기 진공챔버(410)에 연결된 적어도 하나의 진공펌프(420); 및
    상기 진공챔버(410)에 모인 물이 배출되도록 상기 진공챔버(410)에 연결된 적어도 하나의 배수관(430);을 포함하는 것을 특징으로 한 진공벨트필터를 이용한 오염토양 탈수장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 진공흡착부(400)에 모인 물이 수집되도록 상기 진공흡착부(400)에 연결된 집수관(610);을 더 포함하는 것을 특징으로 한 진공벨트필터를 이용한 오염토양 탈수장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 벨트구동부(500)는,
    상기 벨트필터(310)가 회전하도록 설치된 벨트풀리(510);
    상기 벨트필터(310)와 함께 회전하도록 상기 벨트필터(310)의 폭 방향 양 끝단에 접하고 상기 벨트풀리(510)에 감겨 돌아가도록 형성된 구동벨트(520); 및
    상기 벨트풀리(510)에 회전력을 전달하는 구동수단(530);을 포함하는 것을 특징으로 한 진공벨트필터를 이용한 오염토양 탈수장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 공급부(100)를 통해 공급된 함수오염토양(10)이 상기 벨트필터(310)에 고루 펴지도록 형성된 분배막(600);을 더 포함하는 것을 특징으로 한 진공벨트필터를 이용한 오염토양 탈수장치.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 벨트필터(310)에서 탈수되어 떨어지는 오염토양(12)을 수거할 수 있도록 설치된 수거부(650);를 더 포함하는 것을 특징으로 한 진공벨트필터를 이용한 오염토양 탈수장치.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 압착부(200)는 상기 함수오염토양(10)이 상기 벨트필터(310)에 압착되도록 상기 벨트필터(310)와 소정간격을 유지하는 롤러인 것을 특징으로 한 진공벨트필터를 이용한 오염토양 탈수장치.
  13. 삭제
  14. 삭제
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