KR101270933B1 - SYSTEM AND THE METHOD FOR REDUCING Fe and Mn IN THE WATER BY INJECTING OXYGEN SATURATED WATER INTO THE UNDERGROUND RIVERBED - Google Patents
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Abstract
본 발명은 토양내 지하 대수층을 거쳐 집수되는 수직 집수정 둘레에 다수의 주입정을 설치하고, 산소 포화수를 가압주입시킴으로써 하상을 포함한 토양층 내를 인위적으로 환원상태에서 산화상태로 변화시키며, 지하수 또는 여과수 내에 포함된 철과 망간을 산화된 토양층에 흡착시켜서 제거하는 산소 포화수를 이용한 철 망간 저감 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명은 수직 집수정의 주위에 다수의 주입정들을 설치하고, 상기 주입정에는 각각 물에 산소를 포화시킨 산소 포화수를 펌프에 의해서 가압주입하여 지하 대수층을 산화상태로 변화시키며, 상기 지하 대수층을 통과하여 수직 집수정을 통해 수집되는 지하수 또는 여과수로부터 철과 망간을 산화시켜 제거시키는 산소 포화수를 이용한 철 망간 저감 시스템 및 방법을 제공한다.
본 발명에 의하면 산화처리된 지하 대수층에서 철과 망간이 제거된 양질의 수질을 갖는 지하수 또는 여과수를 쉽게 얻을 수 있고, 별도의 철과 망간의 저감을 위한 수처리 공정을 절감시킬 수 있다. 또한 본 발명에 의하면 지하수나 하상 여과수의 철과 망간을 경제적으로, 안정적으로 또한 효과적으로 제거시킬 수 있으며, 자연환경에 무해한 여과 방식을 구축할 수 있는 우수한 효과를 얻게 된다.The present invention installs a plurality of injection wells around the vertical well to be collected through the underground aquifer in the soil, and by pressurizing the oxygen saturated water to artificially change the soil layer including the river bed from the reduced state to the oxidation state, ground water or The present invention relates to an iron manganese reduction system and method using oxygen-saturated water to remove iron and manganese contained in the filtered water by adsorbing the oxidized soil layer.
In the present invention, a plurality of injection wells are installed around a vertical sump well, and each of the injection wells is pressurized with oxygen-saturated water saturated with oxygen in a pump to change an underground aquifer into an oxidized state. Provided is an iron manganese abatement system and method using oxygen saturated water to oxidize and remove iron and manganese from groundwater or filtrate collected through a vertical well.
According to the present invention, it is possible to easily obtain groundwater or filtrate having high quality water from which iron and manganese are removed from the oxidized underground aquifer, and to reduce the water treatment process for reducing the separate iron and manganese. In addition, according to the present invention, it is possible to economically, stably and effectively remove iron and manganese from groundwater or riverbed filtered water, and obtain an excellent effect of constructing a filtration method that is harmless to the natural environment.
Description
본 발명은 하상여과 및 강변여과 등 대수층을 이용한 집수시설 중 토양층에서 용해되어 나오는 철과 망간의 농도를 저감시키기 위한 장치에 관한 것으로서, 보다 상세히는 토양내 지하 대수층을 거쳐 집수되는 수직 집수정 둘레에 다수의 주입정을 설치하고, 산소 포화수를 가압주입시킴으로써 하상을 포함한 토양층 내를 인위적으로 환원상태에서 산화상태로 변화시키며, 지하수 또는 여과수 내에 포함된 철과 망간을 산화된 토양층에 흡착시켜서 제거함으로써 철과 망간의 함량이 낮은 우수한 품질의 지하수 또는 여과수를 얻을 수 있는 산소 포화수를 이용한 철 망간 저감 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a device for reducing the concentration of iron and manganese dissolved in the soil layer in a water collecting facility using aquifer such as river bed and riverside filtration, and more specifically around the vertical water collecting well collected through the underground aquifer in the soil By installing a plurality of injection wells, pressurized oxygen saturated water to artificially change the soil layer, including the riverbed from the reduced state to the oxidation state, by removing the iron and manganese contained in the groundwater or filtered water by adsorption to the oxidized soil layer The present invention relates to an iron manganese abatement system and method using oxygen-saturated water to obtain high quality groundwater or filtered water with low iron and manganese contents.
일반적으로 하상 여과공법은 하천 바닥 퇴적층(하상) 아래에 유공 관을 매설하여 하천수를 집수하는 공법이다. 이와 같은 하상 여과공법은 하천수가 하상을 거치면서 물리적 및 화학적 여과, 흡착 및 생물학적 분해반응으로 수질이 개선되는 효과를 얻을 수 있다.In general, the river bed filtration method is a method of collecting river water by embedding a perforated pipe beneath the river bed sedimentary layer (river bed). The riverbed filtration method as described above can obtain the effect of improving the water quality through physical and chemical filtration, adsorption, and biological decomposition as river water passes through the bed.
이와 같은 하상여과 공법은 하상 아래에 스크린 형태의 유공 관을 다수 매설하고, 유공 관을 집수 시설인 수직집수정에 연결하여 집수하고, 이를 지상으로 펌핑하여 다양한 용도로 지하수 및 여과수를 활용하게 된다.The river filtration method is to bury a large number of screen-type perforated pipes under the bed, and connect the perforated pipes to a vertical catchment well, which is a water collecting facility, to collect them and pump them to the ground to utilize groundwater and filtered water for various purposes.
통상적으로, 토양 및 하상은 철과 망간등의 금속 성분을 다량 함유하고 있어 하상 여과수를 집수할 때 이들 성분이 용출될 수 있으며, 많은 경우, 국내 하천 제외지의 특성상 철 및 망간을 함유한 지하수의 유입으로 하상 여과수의 철 및 망간 농도가 원수(하천수)보다 증가하는 현상이 종종 발생한다. In general, the soil and the riverbed contain a large amount of metals such as iron and manganese, so that these components can be eluted when collecting the riverbed filtered water, and in many cases, the inflow of groundwater containing iron and manganese due to the characteristics of the domestic river exclusion site As a result, iron and manganese concentrations in the bottoms of the filtered water are often increased than raw water (river water).
이와 같은 과도한 철 및 망간을 제거하기 위한 종래의 방식으로는 공업용 산소 및 오존 등의 산화제를 기체 상태로 지중 내에 투입하는 방식이 제시되어 있다. 이와 같은 종래의 방식은 지중 내에 산화제의 단회로(channeling) 현상이 발생하여 토양 여과수가 균등분배되어 집수되지 않을 가능성이 매우 높다. As a conventional method for removing excessive iron and manganese, a method of introducing oxidants such as industrial oxygen and ozone into the ground in a gaseous state has been proposed. Such a conventional method is very likely to cause a channeling phenomenon of the oxidant in the ground, so that the soil filtrate is not evenly distributed and collected.
또한 산소가 아닌 산화력이 강력한 기체 또는 액체물질을 주입하는 것은 토양 생태계 파괴의 가능성이 커지게 되어 친환경적이지 못하며, 공업용 산소나 오존을 주입하는 경우, 그 유지비용 측면이 과다하여 경제적이지 못한 문제점이 있었다. In addition, injecting gases or liquids with strong oxidizing power other than oxygen is not environmentally friendly as it increases the possibility of destroying the soil ecosystem, and when injecting industrial oxygen or ozone, the maintenance cost is excessive and there is an economic problem. .
그리고 이와는 다른 종래의 기술로는 수직 집수정 주위에 단일관(single well) 형태의 주입 관을 시공하고, 이와 같은 주입 관을 통해서 지중에 여과수 또는 별도의 용수를 주입하는 기술이 제공되어 있다. 그러나 이와 같은 종래의 기술은 지속적으로 지하수를 집수하여야 하는 하상여과 시설에 별도의 용수를 공급하여야 함으로써 안정적인 용수확보가 불가능하고, 단순하게 여과수 또는 용수를 공급하는 것이어서 철 및 망간을 제거시키는 실효성이 약한 문제점이 있었다.In addition, another conventional technique is to provide a single well-type injection tube around a vertical sump, and to inject filtrate or separate water into the ground through such an injection tube. However, such a conventional technology cannot provide stable water by supplying separate water to a river filtration facility that needs to continuously collect groundwater, and is simply to supply filtered water or water, so that the effectiveness of removing iron and manganese is weak. There was a problem.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 그 목적은 하천수가 흐르는 부분의 하상 지하 환경에 산소 포화수를 가압주입시킴으로써 지하 대수층을 환원상태에서 산화상태로 변환시키고, 하상 여과수 내의 철과 망간 농도를 저감시킴으로써, 철과 망간의 농도가 매우 낮은 양질의 지하수 또는 여과수를 얻을 수 있도록 된 산소 포화수를 이용한 철 망간 저감 시스템 및 방법을 제공하고자 하는 것이다.The present invention is to solve the above problems, the object of the present invention is to pressurized oxygen saturated water in the riverbed underground environment of the river water flowing portion to convert the underground aquifer to the oxidation state from the reduced state, iron and manganese in the bed filtered water By reducing the concentration, it is an object of the present invention to provide a system and method for reducing iron manganese using oxygen-saturated water to obtain high quality groundwater or filtered water having a very low concentration of iron and manganese.
그리고 본 발명의 다른 목적은 지하수나 하상 여과수의 철과 망간 함량을 낮추되, 경제적으로 그리고 안정적으로 또한 효과적으로 철과 망간 함량을 낮춰서 우수한 품질의 지하수나 하상 여과수를 얻을 수 있도록 개선된 산소 포화수를 이용한 철 망간 저감 시스템 및 방법을 제공하고자 하는 것이다.Another object of the present invention is to improve the oxygen and saturated water to lower the iron and manganese content of groundwater or riverbed filtered water, economically and stably and effectively lower the iron and manganese content to obtain groundwater or riverbed filtered water of good quality. It is to provide a system and method for reducing iron manganese used.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 지하 대수층을 이용한 집수시설 중 토양 층에서 용해되어 나오는 철과 망간의 농도를 저감시키기 위한 시스템에 있어서, 수직 집수정의 주위에 다수의 주입정들을 설치하고, 상기 주입정에는 각각 물에 산소를 포화시킨 산소 포화수를 펌프에 의해서 가압주입하여 지하 대수층을 산화상태로 변화시키며, 상기 지하 대수층을 통과하여 수직 집수정을 통해 수집되는 지하수 또는 여과수로부터 철과 망간을 산화시켜 제거시키는 산소 포화수를 이용한 철 망간 저감 시스템을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention, in the system for reducing the concentration of iron and manganese dissolved in the soil layer in the water collecting facility using the underground aquifer, a plurality of injection wells are installed around the vertical well Each of the injection wells is pressurized with oxygen-saturated water saturated with oxygen in water by a pump to change the underground aquifer into an oxidized state, and the iron from groundwater or filtrate collected through a vertical sump through the underground aquifer. Provided is an iron manganese reduction system using saturated oxygen water to oxidize and remove manganese.
또한 본 발명은 바람직하게는 물에 공기로부터 분리된 산소를 주입하여 산소 포화수를 생산하는 PSA 장치를 구비하며, 상기 PSA 장치는 공기를 흡입하여 압축시키는 공기 압축기를 구비하고, 상기 압축된 공기를 1차 냉각시키는 1차 냉각기를 구비하며, 상기 1차 냉각된 공기로부터 수분을 제거시키는 수분 분리기를 구비하고, 상기 수분이 제거된 공기로부터 흡착제를 통해서 질소를 흡착 제거시키는 복수의 흡착탑을 구비하며, 상기 흡착탑으로부터 배출되는 산소를 저장하는 저압 산소탱크를 구비하고, 상기 저압 산소를 고압으로 압축시키는 고압 압축기를 구비하며, 고압 산소를 냉각시키는 2차 냉각기를 구비하고, 고압의 냉각된 산소를 저장하는 고압 산소탱크를 구비하는 한편, 상기 고압 산소탱크로부터 인출된 배관이 상기 수직 집수정을 통해 집수된 지하수 또는 여과수를 저장하는 탱크로부터 물을 인출하는 물 배관에 연결되어 산소 포화수가 생성되며, 상기 PSA 장치로부터 제공된 산소 포화수를 상기 주입정으로 가압 공급하여 주입시키는 펌프를 추가 포함하는 산소 포화수를 이용한 철 망간 저감 시스템을 제공한다.In another aspect, the present invention preferably comprises a PSA device for producing oxygen saturated water by injecting oxygen separated from the air into the water, the PSA device comprises an air compressor for sucking and compressing the air, It is provided with a primary cooler for primary cooling, having a water separator for removing water from the primary cooled air, and having a plurality of adsorption towers for adsorbing and removing nitrogen through the adsorbent from the air from which the water is removed, A low pressure oxygen tank for storing oxygen discharged from the adsorption tower, a high pressure compressor for compressing the low pressure oxygen to a high pressure, a secondary cooler for cooling high pressure oxygen, and a high pressure cooled oxygen for storing While having a high pressure oxygen tank, the pipe drawn out from the high pressure oxygen tank is collected through the vertical sump Oxygen saturated water is generated by being connected to a water pipe for drawing water from the tank for storing the groundwater or filtered water, and further comprising a pump for pressurizing and supplying the oxygen saturated water provided from the PSA device to the injection well. It provides a system for reducing iron manganese.
그리고 본 발명은 바람직하게는 상기 주입정은 수직 집수정을 중심으로 그 둘레에 다수 수직으로 배치된 수직 유공 관으로 이루어지거나, 수직 집수정을 중심으로 그 둘레에 다수 수평으로 배치된 수평 유공 관으로 이루어지며, 상기 수직 유공 관 및 수평 유공 관들은 각각 스크린이 형성되어 그 내부로부터 외부로 산소 포화수의 주입이 이루어지는 산소 포화수를 이용한 철 망간 저감 시스템을 제공한다.And the present invention preferably the injection well is made of a vertical perforated tube arranged in a plurality of vertically around the vertical collection well, or made of a horizontal perforated tube arranged in a plurality of horizontally around the vertical collection well The vertical perforated pipe and the horizontal perforated pipe each provide a manganese reduction system using oxygen saturated water in which a screen is formed to inject oxygen saturated water from the inside to the outside.
또한 본 발명은 바람직하게는 상기 주입정은 수직집수정으로부터 5 내지 10m 이격된 임의지점에 설치되고, 주입정의 스크린 심도는 상기 수직집수정 심도의 20 내지 30% 또는 60-70% 지점에 형성되는 산소 포화수를 이용한 철 망간 저감 시스템을 제공한다.In addition, the present invention is preferably the injection well is installed at any point 5 to 10m spaced apart from the vertical collection well, the screen depth of the injection well is formed at 20 to 30% or 60-70% of the depth of the vertical catch well Provide a system for reducing iron manganese using saturated water.
그리고 본 발명은 바람직하게는 상기 수직 집수정으로부터 지하수 또는 여과수를 송출하는 배관에는 상기 지하수 또는 여과수의 철과 망간의 농도를 측정하는 수질 측정계를 추가 포함하는 산소 포화수를 이용한 철 망간 저감 시스템을 제공한다.And the present invention preferably provides a system for reducing iron manganese using oxygen-saturated water further comprises a water quality measuring system for measuring the concentration of iron and manganese in the ground water or filtered water in the pipe for sending out ground water or filtered water from the vertical sump. do.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 지하 대수층을 이용한 집수시설 중 토양 층에서 용해되어 나오는 철과 망간의 농도를 저감시키기 위한 방법에 있어서, 수직 집수정의 주위에 다수의 주입정들을 설치하는 단계; 상기 주입정에 각각 물에 산소를 포화시킨 산소 포화수를 펌프에 의해서 가압주입하여 지하 대수층을 산화상태로 변화시키는 단계; 상기 지하 대수층을 통과하여 수직 집수정을 통해 수집되는 지하수 또는 여과수로부터 철과 망간을 산화시켜 제거시키는 단계; 상기 수직 집수정으로부터 얻어진 지하수 또는 여과수의 철과 망간의 농도를 수질 측정계를 통하여 측정하는 단계; 및 상기 철과 망간의 농도가 기준치보다 낮다면 산소 포화수 주입 운전을 종료하고, 그 농도가 기준치보다 높으면 산소 포화수 주입 운전을 재가동하는 단계;들을 포함함으로써 철과 망간을 산화 제거한 지하수 또는 여과수를 생산할 수 있도록 된 산소 포화수를 이용한 지중의 철 망간 저감 방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method for reducing the concentration of iron and manganese dissolved in the soil layer of the water collecting facility using the underground aquifer, to install a plurality of injection wells around the vertical well step; Pressurizing and injecting oxygen saturated water in which oxygen is saturated in water to the injection well by a pump to change the underground aquifer into an oxidized state; Oxidizing and removing iron and manganese from the groundwater or filtrate collected through the vertical catchment through the underground aquifer; Measuring the concentration of iron and manganese in the groundwater or filtrate obtained from the vertical sump through a water quality meter; And terminating the oxygen saturated water injection operation if the concentration of iron and manganese is lower than the reference value, and restarting the oxygen saturated water injection operation if the concentration is higher than the reference value. It provides a method for reducing iron manganese in the ground using oxygen-saturated water that can be produced.
또한 본 발명은 바람직하게는 상기 수직 집수정의 주위에 다수의 주입정들을 설치하는 단계는 주입정들을 수직집수정으로부터 5 내지 10m 이격된 임의지점에 설치하고, 주입정의 스크린 심도는 상기 수직집수정 심도의 20 내지 30% 또는 60-70% 지점에 형성하는 산소 포화수를 이용한 지중의 철 망간 저감 방법을 제공한다.In addition, the present invention is preferably the step of installing a plurality of injection wells around the vertical well, the injection wells are installed at any point 5 to 10m away from the vertical well, and the screen depth of the injection well is the vertical well Provided is a method for reducing iron manganese in the ground using oxygen saturated water formed at 20 to 30% or 60 to 70% of the depth.
그리고 본 발명은 바람직하게는 상기 산소 포화수를 가압주입하는 단계는 PSA 장치를 통해서 공기를 흡인하고, 공기를 압축시킨 다음, 상기 공기로부터 수분을 제거시키고, 흡착제를 통해서 질소를 흡착 제거시키는 복수의 흡착탑 중의 어느 하나를 통과시켜 공기로부터 질소를 제거하고 산소를 통과시키며, 산소를 고압 압축시켜 고압 산소탱크에 저장하고, 상기 고압 산소탱크로부터 물 배관으로 산소를 공급하여 산소 포화수를 생성하며, 펌프에 의해 상기 주입정으로 가압 공급하는 과정을 통해서 이루어지는 산소 포화수를 이용한 지중의 철 망간 저감 방법을 제공한다.And the present invention preferably pressure-injecting the saturated oxygen water is a plurality of suction the air through the PSA device, compresses the air, then removes the moisture from the air, the adsorption and removal of nitrogen through the adsorbent It passes through any one of the adsorption tower to remove nitrogen from the air and passes oxygen, compresses the oxygen at high pressure and stores it in a high pressure oxygen tank, supplies oxygen from the high pressure oxygen tank to the water pipe to produce oxygen saturated water, pump It provides a method for reducing iron manganese in the ground using oxygen saturated water made through the process of pressurizing and supplying to the injection well.
또한 본 발명은 바람직하게는 상기 공기로부터 질소를 제거하고 산소를 통과시키는 복수의 흡착탑은 그 중 어느 하나를 통해 산소를 통과시켜 공기로부터 질소를 제거하고, 다른 하나는 흡착제 내에 포함된 질소를 제거시키는 흡착제 재생과정이 이루어지며, 이와 같은 흡착제 재생과정은 일반 대기압 조건하에서 앞서 분리한 산소를 이용하여 흡착제로부터 질소를 외부로 배출시켜 이루어지며, 상기 흡착탑은 교대로 번갈아 작동하여 공기 중으로부터 질소를 분리하고, 산소를 생산하는 산소 포화수를 이용한 지중의 철 망간 저감 방법을 제공한다.In addition, the present invention is preferably a plurality of adsorption tower for removing nitrogen from the air and passing oxygen to pass nitrogen through any one of them to remove nitrogen from the air, the other to remove nitrogen contained in the adsorbent The adsorbent regeneration process is performed, and such an adsorbent regeneration process is performed by discharging nitrogen from the adsorbent to the outside using oxygen previously separated under normal atmospheric pressure, and the adsorption tower alternately operates to separate nitrogen from the air. In addition, the present invention provides a method for reducing iron manganese in the ground using oxygen-saturated water to produce oxygen.
본 발명에 의하면 지하 환경에서 대부분의 토양은 함수율이 높을수록 투과성이 큰 성질을 이용하여 수집 집수정의 주위에 다수의 주입정을 설치하고, 산소 포화수를 주입하기 때문에 하상을 포함한 토양층 내를 인위적으로 산화시킬 수 있게 되고, 이를 통과하여 용출되는 지하수나 하상 여과수의 철과 망간을 산화된 토양층에 흡착시킬 수 있어서 수직 집수정에서는 양질의 수질을 갖는 지하수 또는 여과수를 쉽게 얻을 수 있고, 별도의 철과 망간의 저감을 위한 수처리 공정을 절감시키는 우수한 효과를 얻을 수 있다.According to the present invention, since most soils in the underground environment have a high water permeability, a large number of injection wells are installed around the collection basin by using a property of greater permeability, and oxygen saturated water is injected to artificially excite the soil layer including the river bed. It is possible to oxidize the groundwater, and it is possible to adsorb iron and manganese of groundwater or riverbed filtered water eluted through it to the oxidized soil layer, so it is easy to obtain groundwater or filtered water having high quality water in a vertical catchment. An excellent effect of reducing the water treatment process for reducing and manganese can be obtained.
또한 본 발명에 의하면 물에 산소를 최대한 포화시켜 주기적으로 주입정의 내부로 주입시키되, 철과 망간의 농도가 기준치보다 낮다면 산소 포화수 주입 운전을 종료하고, 농도가 기준치보다 높으면 재가동 운전을 실시함으로써 이와 같은 간헐 운전주기를 통해 토양층의 환경을 산화시키는 반응시간을 충분히 주게 되며, 간헐 운전주기를 수질 및 환경조건에 따라 다양하게 변화시키는 것이 가능하여 지하수나 하상 여과수의 철과 망간을 경제적으로, 안정적으로 또한 효과적으로 제거시킬 수 있게 된다.In addition, according to the present invention, the oxygen is saturated to the maximum and periodically injected into the injection well, but if the concentration of iron and manganese is lower than the reference value, the operation of injecting saturated oxygen water is terminated, and if the concentration is higher than the reference value, the restart operation is performed. This intermittent operation cycle gives sufficient reaction time to oxidize the environment of the soil layer, and it is possible to change the intermittent operation cycle in various ways according to the water quality and environmental conditions. It can also be effectively removed.
그리고 본 발명에 의하면 산소 포화수 주입정을 기존의 하상여과 취수 시스템의 유공 관과는 별개로 설치하여 하상여과시설의 운전(하천수의 취수)에 영향을 주지 않기 때문에, 안정적으로 양질의 지하수 및 여과수를 생산할 수 있을 뿐만 아니라, PSA(Pressure Swing Absorption) 방식을 이용하여 순수한 산소를 공기로부터 분리시키고, 이를 물에 최대한 포화시켜 지중에 주입하는 방식을 취할 수 있어서 자연 그대로의 대수층을 반응조로 활용할 수 있고, 자연환경에 무해한 방식을 구축할 수 있는 우수한 효과를 얻게 된다.According to the present invention, the oxygen saturated water injection well is installed separately from the perforated pipe of the existing river filtration intake system so that it does not affect the operation of the river filtration facility (intake of river water). In addition to using the PSA (Pressure Swing Absorption) method, pure oxygen can be separated from the air, and saturated with water as much as possible to inject into the ground. The result is an excellent effect of establishing a harmless way to the natural environment.
도 1은 본 발명에 따른 산소 포화수를 이용한 철 망간 저감 시스템이 수직 유공 관의 주입정을 구비한 구성을 전체적으로 도시한 블럭 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 산소 포화수를 이용한 철 망간 저감 시스템이 수평 유공 관의 주입정을 구비한 구성을 전체적으로 도시한 블럭 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 산소 포화수를 이용한 철 망간 저감 시스템에 구비된 PSA 장치의 구성을 도시한 블럭 다이어그램이다.
도 4는 도 1에 도시된 본 발명에 따른 산소 포화수를 이용한 철 망간 저감 시스템에서 수직 유공 관의 주입정이 수직 집수정 둘레에 배치된 구성을 도시한 평면도이다.
도 5a는 본 발명에 따른 산소 포화수를 이용한 철 망간 저감 시스템에서 수직 유공 관의 주입정이 수직 집수정으로부터 이격된 거리를 도시한 설명도이다.
도 5b는 본 발명에 따른 산소 포화수를 이용한 철 망간 저감 시스템에서 수직 유공 관의 주입정을 도시한 종단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 산소 포화수를 이용한 지중의 철 망간 저감 방법을 단계적으로 도시한 플로우 챠트이다.1 is a block diagram showing the overall configuration of the iron manganese reduction system using the oxygen saturated water according to the present invention having an injection well of the vertical hole pipe.
Figure 2 is a block diagram showing the overall configuration of the iron manganese reduction system using the oxygen saturated water according to the present invention having an injection well of the horizontal hole pipe.
Figure 3 is a block diagram showing the configuration of the PSA device provided in the iron manganese reduction system using oxygen saturated water according to the present invention.
FIG. 4 is a plan view illustrating a configuration in which an injection well of a vertical perforated tube is disposed around a vertical sump well in an iron manganese reduction system using oxygen saturated water according to the present invention illustrated in FIG. 1.
Figure 5a is an explanatory view showing a distance spaced apart from the vertical collection well of the vertical well pipe in the iron manganese reduction system using oxygen saturated water according to the present invention.
Figure 5b is a longitudinal sectional view showing the injection well of the vertical hole tube in the iron manganese reduction system using oxygen saturated water according to the present invention.
6 is a flowchart illustrating a method for reducing iron manganese in the ground using oxygen saturated water according to the present invention step by step.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. Like reference symbols in the drawings denote like elements.
본 발명에 따른 산소 포화수를 이용한 철 망간 저감 시스템(100)은 도 1에 전체적으로 도시된 바와 같이, 하상여과 및 강변여과 등과 같이, 지하 대수층을 이용한 집수시설 중 토양 층에서 용해되어 나오는 철과 망간의 농도를 저감시키기 위한 시스템으로서, 하천(102)에 인접하여 설치되고, 하천(102) 바닥으로 다수의 유공 관(104)들이 설치되어 지하수 또는 여과수를 집수하는 수직 집수정(106)의 둘레에 다수의 주입정(110)들을 설치하고 있다. Iron
이와 같은 주입정(110)은 수직 집수정(106)을 중심으로 그 둘레에 다수 수직으로 배치된 수직 유공 관(112a)으로 이루어지거나, 또는 도 2에 도시된 바와 같이, 수직 집수정(106)을 중심으로 그 둘레에 다수 수평으로 배치된 수평 유공 관(112b)으로 이루어진다.Such injection well 110 is composed of a vertical perforated
상기에서 수직 유공 관(112a)은 제외지에서 철,망간이 용출되어 하상여과수에 유입될 가능성이 큰 경우에 사용되고, 수평 유공 관(112b)은 하상충적층에서 철 및 망간이 용출되어 하상여과수에 유입될 가능성이 큰 경우에 사용되며, 각각 지하수의 흐름 방향을 감안하여 철과 망간이 용출되어 하상여과설비의 수직 집수정(106)으로 유입되는 것을 경제적으로 방지할 수 있도록 설치된다. The vertical perforated pipe (112a) is used when iron, manganese is eluted in the exclusion zone is likely to flow into the bottom filtration water, the horizontal perforated pipe (112b) is iron and manganese is eluted from the bottom bed stack flows into the bottom filter It is used when there is a high possibility, respectively, in consideration of the flow direction of the groundwater is installed to economically prevent the inflow of iron and manganese into the vertical water collecting well 106 of the bottom filter.
이와 같은 주입정(110)에는 각각 물에 산소를 포화시킨 산소 포화수를 펌프(148)에 의해서 가압주입하게 되는 데, 상기 주입정(110)을 구성하는 수직 유공 관(112a) 및 수평 유공 관(112b)들은 각각 스크린(114)이 형성되어 그 내부로부터 외부로 산소 포화수의 주입이 이루어지도록 구성된다.Each of the
이와 같이 본 발명은 상기 주입정(110)으로 산소 포화수를 공급하게 되는데, 이를 위하여 PSA(Pressure Swing Absorption) 장치(120)를 구비하고 있다.As described above, the present invention supplies oxygen saturated water to the injection well 110. For this purpose, the present invention includes a pressure swing absorption device (PSA) 120.
이와 같은 PSA 장치(120)는 도 3에 도시된 바와 같이, 공기를 흡입하여 압축시키는 공기 압축기(122)를 구비하고, 상기 공기 압축기(122)의 후단 배관(122a)에서 압축된 공기를 1차 냉각시키는 1차 냉각기(124)를 구비하며, 상기 1차 냉각기(124)의 후단 배관(124a)에서 1차 냉각된 공기로부터 수분을 제거시키는 수분 분리기(126)를 구비한다.As shown in FIG. 3, the
그리고, 상기 수분 분리기(126)의 후단에는 수분이 제거된 공기로부터 흡착제(130)를 통해서 질소를 흡착 제거시키는 복수의 흡착탑(128a)(128b)을 구비하는데, 이와 같은 복수의 흡착탑(128a)(128b)은 각각 내부에 제오라이트(Zeolite)와 같은 흡착제(130)를 내장하고 있다.The rear end of the
이와 같은 흡착탑(128a)(128b)을 공기가 통과하게 되면 흡착력이 좋은 질소는 제오라이트 흡착제(130)에 의해서 흡착처리되고, 상기 질소보다 흡착력이 낮은 산소는 그대로 흡착제(130)를 통과하여 생산 가스로서 배출된다.When air passes through the
이와 같은 흡착탑(128a)(128b)은 복수 교대로 운전되며, 상기 복수의 흡착탑(128a)(128b) 중 어느 하나를 통해 공기를 통과시켜 공기로부터 질소를 제거하고 산소를 생산하면, 다른 하나는 흡착제(130) 내에 포함된 질소를 제거시키는 흡착제 재생과정이 이루어지는데, 이와 같은 흡착제 재생과정은 일반 대기압 조건하에서 앞서 분리한 산소를 이용하여 흡착제(130)로부터 질소를 외부로 배출시켜 이루어진다.
따라서 흡착제 재생과정이 완료되면, 자동적으로 흡착탑(128a)(128b)의 공기 이동경로가 변경되어 재생이 완료된 흡착탑(128a)(128b)을 통해서 공기 유입이 이루어지고, 산소를 생산하고 있는 흡착탑(128a)(128b)은 공기 공급이 중단되며, 흡착제 재생과정이 이루어지게 되어 상기 흡착탑(128a)(128b)은 교대로 번갈아서 작동하면서 공기 중으로부터 질소를 분리하고, 산소를 생산하게 된다.Therefore, when the adsorbent regeneration process is completed, the air moving paths of the
그리고 상기 복수의 흡착탑(128a)(128b)의 후단 배관(132)에는 흡착탑(128a)(128b)에서 생산된 산소를 저장하는 저압 산소탱크(134)를 구비하고, 그 후단 배관(134a)에는 상기 저압 산소를 고압으로 압축시키는 고압 압축기(136)를 구비한다.The
또한 상기 고압 압축기(136)의 후단 배관(136a)에는 고압 산소를 냉각시키는 2차 냉각기(138)를 구비하고, 그 후단 배관(138a)에는 고압의 냉각된 산소를 저장하는 고압 산소탱크(140)를 구비하며, 상기 고압 산소탱크(140)로부터 인출된 배관(142)이 상기 수직 집수정(106)을 통해 집수된 지하수 또는 여과수를 저장하는 탱크(144)로부터 물을 인출하는 물 배관(146)에 연결되어 산소가 지하수 또는 여과수의 내부에 고압으로 주입됨으로써 용해되어 산소 포화수가 생성되며, 이와 같은 산소 포화수는 펌프(148)를 통하여 주입정(110)으로 가압 공급되어 주입된다.In addition, the
또한 상기 주입정(110)은 수직 집수정(106) 둘레에 다수의 주입정(110)들을 설치하게 되는데, 이와 같은 주입정(110)들은 수직 유공 관(112a) 또는 수평 유공 관(112b)으로 이루어지며, 수직 집수정(106)으로부터 도 4 및 도 5a에 도시된 바와 같이, 5 내지 10m 거리(L)가 이격된 임의지점에 설치되고, 도 1, 도 2 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 주입정(110)의 스크린 심도(h)는 상기 수직 집수정(106) 심도(H)의 20 내지 30% 또는 60-70% 지점에 형성된다.In addition, the injection well 110 is to install a plurality of injection well 110 around the vertical collecting well 106, such injection well 110 is a vertical perforated pipe (112a) or horizontal perforated pipe (112b) 4 and 5a from the
이와 같은 주입정(110)은 물이 집수되는 수직 집수정(106)의 영향반경의 범위 및 산소포화수가 주입되는 경제적 범위(간격)을 고려하여 1개의 수직 집수정(106) 주변에 5m 내지 10m로 배치된다. This injection well 110 is 5m to 10m around one
이와 같은 주입정(110)은 하상여과시설을 완공한 후, 주변 지하수위 등을 관측하기 위한 관측정( 미 도시)을 설치하여 사용하기도 하는데, 이를 주입정(110)의 용도로 재활용할 수도 있다. 만일 관측정이 설치되지 않을 경우에는 수직 유공 관(112a) 또는 수평 유공 관(112b)의 주입정(110)을 설치하게 된다.Such injection well 110 may be used to install the observation well (not shown) for observing the surrounding ground water level after completion of the bottom filter facility, it may be recycled for use of the injection well (110). If the observation well is not installed, the injection well 110 of the
또한 우리나라 하천(102)은 대수층 조사 결과, 자연적 조건에 따라 하천(102)의 대수층이 잘 발달한 경우와 미약한 경우로 나누어 볼 수 있으며, 상기 두 조건의 하천(102)에서 하상여과시설 구조물이 물리적으로 요구하는 최소한의 대수층의 심도와 여과수의 집수범위를 고려하여 보면, 결과적으로 수직 집수정(106) 심도(H)의 20-30%이거나, 60-70%의 지점에서 수직 유공 관(112a) 또는 수평 유공 관(112b)의 주입정(110)에 마련된 스크린 심도(h)가 배치되어 산소 포화수를 주입하는 것이 가장 바람직하다.In addition, the Korean river (102) can be divided into a case where the aquifer of the river (102) is well developed and a weak case according to the natural aquifer results, and the river filtration facility structure in the river (102) of the two conditions Considering the minimum physically required depth of the aquifer and the catchment range of the filtrate, the result is a vertical
그리고 본 발명에 따른 산소 포화수를 이용한 철 망간 저감 시스템(100)은 상기 수직 집수정(106)으로부터 지하수 또는 여과수를 송출하는 배관(150)에 상기 지하수 또는 여과수의 철과 망간의 농도를 측정하는 수질 측정계(152)를 추가 포함한다.And the iron
이와 같은 수질 측정계(152)는 상기 수직 집수정(106)으로부터 얻어진 지하수 또는 여과수의 철과 망간의 농도를 측정하게 되는데, 만일 지하수 또는 여과수로부터 검출된 철과 망간의 농도가 기준치, 예를들면 0.3mg/L 보다 낮다면 산소 포화수의 주입 운전을 종료하고, 그 농도가 기준치보다 높으면 산소 포화수 주입 운전을 재가동하게 된다.The water
즉, 운전 방식에 있어서, 예를 들면 3일간은 산소 포화수의 주입 운전을 이루어서 지하 대수층을 산화상태로 변화시키며, 상기 지하 대수층을 통과하여 수직 집수정(106)을 통해 수집되는 지하수 또는 여과수로부터 철과 망간의 농도를 측정한 다음, 설정된 검출 한계보다 낮은 상태로 15일 이상 기록되면 자동으로 운전을 멈추며, 3일간을 운전 정지한다.That is, in the operation method, for example, the injection of oxygen saturated water is performed for three days to change the underground aquifer to the oxidation state, and from the ground or filtrate collected through the
그리고 3일간의 운전 정지 후에, 지하수 또는 여과수로부터 철과 망간의 농도를 재차 측정한 다음, 설정된 검출 한계보다 높으면 다시 산소 포화수의 주입 운전을 개시하는 것과 같이, 3일 운전 및 3일 정지를 1 싸이클로 하여 반복 운전을 하게 됨으로써 그 운전주기를 수질 및 환경조건에 따라 다양하게 변화시키는 것이 가능하고, 결과적으로 지하수나 하상 여과수의 철과 망간을 경제적으로, 안정적으로 또한 효과적으로 제거시킬 수 있게 된다.After stopping the operation for 3 days, the concentration of iron and manganese is measured again from the groundwater or the filtered water, and if it is higher than the set detection limit, the operation of 3 days and 3 days of stoppage is repeated. By repeating the cycle, the operation cycle can be varied according to the water quality and environmental conditions. As a result, it is possible to economically, stably and effectively remove iron and manganese from the groundwater or the riverbed filtered water.
미 설명 부호(162)는 압력계이고, (164)는 유량계이다.
이하, 본 발명에 따른 산소 포화수를 이용한 지중의 철 망간 저감시스템(100)을 이용하여 지하수 또는 여과수 중의 철 망간 농도를 저감시키는 방법(200)에 대해서 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the method 200 for reducing the iron manganese concentration in the ground water or the filtered water using the iron
본 발명에 따른 산소 포화수를 이용한 지중의 철 망간 저감 방법(200)이 도 6에 단계적으로 도시되어 있다.A method for reducing iron manganese in the ground using oxygen saturated water according to the present invention 200 is shown in stages in FIG. 6.
먼저, 본 발명에 따른 산소 포화수를 이용한 지중의 철 망간 저감 방법(200)은 수직 집수정(106)의 주위에 다수의 주입정(110)들을 설치하는 단계(S1)가 이루어진다. First, the method for reducing iron manganese in the ground using oxygen saturated water according to the present invention 200 includes a step S1 of installing a plurality of
이와 같이, 수직 집수정(106)의 주위에 다수의 주입정(110)들을 설치하는 단계(S1)는 수직 유공 관(112a) 또는 수평 유공 관(112b)으로 이루어진 주입정(110)들을 수직 집수정(106)으로부터 5 내지 10m 이격된 임의지점에 설치하고, 주입정(110)의 스크린 심도(h)는 상기 수직 집수정(106) 심도(H)의 20 내지 30% 또는 60-70% 지점에 형성하게 된다.As such, the step S1 of installing the plurality of
그리고 상기 주입정(110)에 각각 물에 산소를 포화시킨 산소 포화수를 펌프(148)에 의해서 가압주입하여 지하 대수층을 산화상태로 변화시키는 단계(S2)가 이루어진다.In addition, the injection well 110 is pressurized with oxygen-saturated water saturated with oxygen in water by means of a
이와 같은 단계(S2)에서는 PSA 장치(120)를 통해서 공기로부터 산소를 분리하고 산소 포화수를 지하수 또는 여과수 중에 용해시키게 되는데, 상기 PSA 장치(120)는 공기 압축기(122)를 통하여 공기를 흡인하고, 공기를 고압으로 압축시킨 다음, 수분 분리기(126)를 통하여 공기로부터 수분을 제거시킨다.In this step (S2) to separate the oxygen from the air through the
또한 수분이 제거된 공기를 흡착제(130)를 통해서 질소를 흡착 제거시키는 복수의 흡착탑(128a)(128b) 중의 어느 하나를 통과시켜서 공기로부터 질소를 흡착제거하고 산소를 통과시키게 되며, 산소를 고압 압축시켜서 고압 산소탱크(140)에 저장한다.In addition, the air from which moisture is removed is passed through any one of the plurality of
한편 이와 같이 상기 공기로부터 질소를 제거하고 산소를 통과시키는 복수의 흡착탑(128a)(128b)은 교대로 번갈아 작동하여 공기 중으로부터 질소를 분리하고, 산소를 생산하게 되는데, 복수의 흡착탑(128a)(128b) 중에서 어느 하나를 통해 산소를 통과시켜 공기로부터 질소를 제거하고 산소를 생산하면, 다른 하나는 흡착제(130) 내에 포함된 질소를 제거시키는 흡착제 재생과정이 이루어진다.Meanwhile, the plurality of
이와 같은 흡착제 재생과정은 일반 대기압 조건하에서 앞서 분리한 산소의 일부를 이용하여 역방향으로 재순환시킴으로써 흡착제(130)로부터 질소를 외부로 배출시키며, 상기 흡착제 재생과정이 완료된 흡착탑(128a)(128b)은 다시 재가동되고, 현재 산소를 생산하는 흡착탑(128a)(128b)은 다시 공기 흐름이 중단되고, 흡착제 재생과정이 진행되어 차례로 번갈아가면서 복수의 흡착탑(128a)(128b)이 운전되는 과정을 거치게 된다.This adsorbent regeneration process is to discharge nitrogen from the adsorbent 130 to the outside by recycling in a reverse direction using a portion of the oxygen previously separated under the normal atmospheric pressure conditions, the adsorption tower (128a) (128b) is completed The
그리고 상기 고압 산소탱크(140)로부터 배출되는 산소를 상기 수직 집수정(106)을 통해 집수된 지하수 또는 여과수를 저장하는 탱크로부터 물을 인출하는 물 배관(146)에 고압으로 주입하여 산소 포화수를 생성하며, 이를 펌프(148)에 의해 상기 주입정(110)으로 가압 공급하게 된다.Oxygen saturated water is injected by injecting oxygen discharged from the high
따라서 상기 주입정(110)으로 유입된 산소 포화수는 수직 유공 관(112a) 또는 수평 유공 관(112b)에 마련된 스크린(114)을 통하여 지하 대수층을 산화상태, 즉 산화 분위기로 형성하고, 상기 지하 대수층을 통과하여 수직 집수정(106)으로 수집되는 지하수 또는 여과수로부터 철과 망간을 산화시켜 제거시키는 단계(S3)가 이루어지게 된다. Therefore, the oxygen saturated water introduced into the injection well 110 forms an underground aquifer in an oxidized state, that is, an oxidizing atmosphere, through the
또한 다음으로는 상기 수직 집수정(106)으로부터 얻어진 지하수 또는 여과수의 철과 망간의 농도를 수질 측정계(152)를 통하여 측정하는 단계(S4)가 이루어지고, 만일 상기 철과 망간의 농도가 기준치보다 낮다면, 예를 들면 지하수 또는 여과수의 철과 망간의 농도가 0.3mg/L 이하이면 산소 포화수 주입 운전을 종료하고, 그 농도가 0.3mg/L 보다 높으면 산소 포화수 주입 운전을 재가동하는 단계(S5)를 포함하여 수직 집수정(106)에서 철과 망간을 산화 제거한 우수한 품질의 지하수 또는 여과수를 생산하게 되는 것이다.In addition, the step (S4) of measuring the concentration of iron and manganese in groundwater or filtrate obtained from the
상기와 같이 본 발명은 수직 집수정(106)의 주위에 다수의 주입정(110)을 설치하고, 산소 포화수를 주입하기 때문에 하상을 포함한 토양층 내를 인위적으로 환원상태에서 산화상태로 변환시킬 수 있게 되고, 이를 통과하여 용출되는 지하수나 하상 여과수의 철과 망간을 산화된 토양층에 흡착시킬 수 있어서 수직 집수정(106)에서는 철과 망간의 농도가 크게 낮아진 양질의 수질을 갖는 지하수 또는 여과수를 얻을 수 있고, 별도의 철과 망간의 저감을 위한 수처리 공정을 절감시키는 우수한 효과를 얻을 수 있다.As described above, the present invention installs a plurality of
또한 본 발명은 물에 산소를 최대한 포화시켜 주기적으로 주입정(110)의 내부로 주입시키되, 철과 망간의 농도가 기준치보다 낮다면 산소 포화수 주입 운전을 종료하고, 농도가 기준치보다 높으면 재가동 운전을 실시함으로써 이와 같은 간헐 운전주기를 통해 토양층의 환경을 산화시키는 반응시간을 충분히 주게 되며, 간헐 운전주기를 수질 및 환경조건에 따라 다양하게 변화시키는 것이 가능하여 지하수나 하상 여과수의 철과 망간을 경제적으로, 안정적으로 또한 효과적으로 제거시킬 수 있게 된다.In addition, the present invention is to saturate the oxygen in water as much as possible to periodically inject the inside of the injection well 110, if the concentration of iron and manganese is lower than the reference value, the oxygen saturated water injection operation is terminated, if the concentration is higher than the reference value restart operation Through this intermittent operation cycle, it is possible to give enough reaction time to oxidize the environment of the soil layer, and it is possible to vary the intermittent operation cycle according to the water quality and environmental conditions. This makes it possible to remove stably and effectively.
그리고 본 발명은 산소 포화수 주입정(110)을 기존의 하상여과 취수 시스템의 유공 관과는 별개로 설치하거나, 종래의 관측공을 이용할 수 있도록 하여 하상여과시설의 운전(하천수의 취수)에 영향을 주지 않기 때문에, 안정적으로 양질의 지하수 및 여과수를 생산할 수 있다.In addition, the present invention is to install the oxygen saturation water injection well (110) separately from the perforated pipe of the existing bed filter intake system, or to use the conventional observation hole to affect the operation of the bed filter facility (water intake) Since it is not given, it is possible to stably produce high quality groundwater and filtered water.
뿐만 아니라, 본 발명은 PSA(Pressure Swing Absorption) 방식을 이용하여 순수한 산소를 공기로부터 분리시키고, 이를 물에 최대한 포화시켜 지중에 가압 주입하는 방식을 취하기 때문에 자연 그대로의 대수층을 반응조로 활용할 수 있어서 자연환경에 무해한 방식을 구축할 수 있는 우수한 효과를 얻게 된다.In addition, the present invention uses a PSA (Pressure Swing Absorption) method to separate pure oxygen from the air, and saturate it with water as much as possible to take a pressurized injection into the ground, so that the natural aquifer can be used as a reaction tank. You get an excellent effect to build a way that is harmless to the environment.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.As described above, optimal embodiments have been disclosed in the drawings and the specification. Although specific terms have been employed herein, they are used for purposes of illustration only and are not intended to limit the scope of the invention as defined in the claims or the claims. Therefore, those skilled in the art will appreciate that various modifications and equivalent embodiments are possible without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.
100...... 산소 포화수를 이용한 철 망간 저감 시스템
102...... 하천 104...... 유공 관
106...... 수직 집수정 110...... 주입정
112a..... 수직 유공 관 112b...... 수평 유공 관
114...... 스크린 120...... PSA(Pressure Swing Absorption) 장치
122...... 공기 압축기 122a,124a,134a,136a,138a...... 배관
124...... 1차 냉각기 126...... 수분 분리기
128a,128b..... 흡착탑 130...... 흡착제
134...... 저압 산소탱크 136....... 고압 압축기
138...... 2차 냉각기 140...... 고압 산소탱크
144...... 탱크 146...... 물 배관
148...... 펌프 152..... 수질 측정계
162..... 압력계 164...... 유량계
200..... 산소 포화수를 이용한 지중의 철 망간 저감 방법
h...... 스크린 심도 H....... 수직 집수정 심도 L....... 거리
S1...... 수직 집수정의 주위에 다수의 주입정들을 설치하는 단계
S2...... 주입정에 산소 포화수를 펌프에 의해서 가압주입하여 지하 대수층을 산화상태로 변화시키는 단계
S3...... 수직 집수정으로 수집되는 지하수 또는 여과수로부터 철과 망간을 산화시켜 제거시키는 단계
S4...... 지하수 또는 여과수의 철과 망간의 농도를 수질 측정계를 통하여 측정하는 단계
S5...... 철과 망간의 농도가 기준치보다 낮다면, 산소 포화수 주입 운전을 종료하고, 높으면 산소 포화수 주입 운전을 재가동하는 단계100 ...... Iron Manganese Reduction System Using Oxygen Saturated Water
102 ......
106 ......
112a ..... vertical
114 ......
122 ......
124 ......
128a, 128b .....
134 ...... low
138 ......
144 ......
148 ...... Pump 152 ..... Water Quality Meter
162 .....
200 ..... Reduction Method of Iron Manganese in Ground Using Oxygen Saturated Water
h ...... screen depth H ....... vertical catch depth L ....... distance
S1... Installing a plurality of injection wells around the vertical sump
S2 ...... Pressure injection of saturated oxygen water to the injection well by pump to change the underground aquifer to oxidation state
S3 ...... Oxidizing and removing iron and manganese from groundwater or filtrate collected by vertical wells
S4 ...... Measuring the concentration of iron and manganese in groundwater or filtered water through a water quality meter
S5 ...... If the concentration of iron and manganese is lower than the reference value, the step of terminating the oxygen saturated water injection operation; if it is high, restarting the oxygen saturated water injection operation.
Claims (9)
물에 공기로부터 분리된 산소를 주입하여 산소 포화수를 생산하는 PSA 장치를 구비하며, 상기 PSA 장치는 공기를 흡입하여 압축시키는 공기 압축기를 구비하고, 상기 압축된 공기를 1차 냉각시키는 1차 냉각기를 구비하며, 상기 1차 냉각된 공기로부터 수분을 제거시키는 수분 분리기를 구비하고, 상기 수분이 제거된 공기로부터 흡착제를 통해서 질소를 흡착 제거시키는 복수의 흡착탑을 구비하며, 상기 흡착탑으로부터 배출되는 산소를 저장하는 저압 산소탱크를 구비하고, 상기 저압 산소를 고압으로 압축시키는 고압 압축기를 구비하며, 고압 산소를 냉각시키는 2차 냉각기를 구비하고, 고압의 냉각된 산소를 저장하는 고압 산소탱크를 구비하는 한편, 상기 고압 산소탱크로부터 인출된 배관이 상기 수직 집수정을 통해 집수된 지하수 또는 여과수를 저장하는 탱크로부터 물을 인출하는 물 배관에 연결되어 산소 포화수가 생성되며, 상기 PSA 장치로부터 제공된 산소 포화수를 상기 주입정으로 가압 공급하여 주입시키는 펌프를 추가 포함하는 것을 특징으로 하는 것임을 특징으로 하는 산소 포화수를 이용한 철 망간 저감 시스템.In a system for reducing the concentration of iron and manganese dissolved in the soil layer in a water collecting facility using an underground aquifer, a plurality of injection wells are installed around a vertical well well, each of which saturates oxygen in water. Pressurized oxygen saturated water was pumped to change the underground aquifer to an oxidized state, and the iron and manganese were oxidized and removed from groundwater or filtrate collected through a vertical sump through the underground aquifer.
A PSA device for producing oxygen saturated water by injecting oxygen separated from air into water, the PSA device having an air compressor for sucking and compressing air, and a primary cooler for primary cooling of the compressed air. And a moisture separator for removing moisture from the primary cooled air, and having a plurality of adsorption towers for adsorbing and removing nitrogen from the air from which the moisture has been removed through an adsorbent. A low pressure oxygen tank for storing, a high pressure compressor for compressing the low pressure oxygen to a high pressure, a secondary cooler for cooling the high pressure oxygen, a high pressure oxygen tank for storing the high pressure cooled oxygen, , The pipe drawn out from the high pressure oxygen tank stores the ground water or the filtered water collected through the vertical sump. Oxygen saturated water is produced by being connected to a water pipe for taking out water from the tank, and further comprising a pump for pressurizing and supplying the oxygen saturated water provided from the PSA device to the injection well. Iron Manganese Reduction System Using Saturated Water.
수직 집수정의 주위에 다수의 주입정들을 설치하는 단계;
상기 주입정에 각각 물에 산소를 포화시킨 산소 포화수를 펌프에 의해서 가압주입하여 지하 대수층을 산화상태로 변화시키는 단계;
상기 지하 대수층을 통과하여 수직 집수정을 통해 수집되는 지하수 또는 여과수로부터 철과 망간을 산화시켜 제거시키는 단계;
상기 수직 집수정으로부터 얻어진 지하수 또는 여과수의 철과 망간의 농도를 수질 측정계를 통하여 측정하는 단계; 및
상기 철과 망간의 농도가 기준치보다 낮다면 산소 포화수 주입 운전을 종료하고, 그 농도가 기준치보다 높으면 산소 포화수 주입 운전을 재가동하는 단계;들을 포함함으로써 철과 망간을 산화 제거한 지하수 또는 여과수를 생산할 수 있도록 구성된 것임을 특징으로 하는 산소 포화수를 이용한 지중의 철 망간 저감 방법.In the method for reducing the concentration of iron and manganese dissolved in the soil layer in the water collecting facility using the underground aquifer,
Installing a plurality of injection wells around the vertical sump;
Pressurizing and injecting oxygen saturated water in which oxygen is saturated in water to the injection well by a pump to change the underground aquifer into an oxidized state;
Oxidizing and removing iron and manganese from the groundwater or filtrate collected through the vertical catchment through the underground aquifer;
Measuring the concentration of iron and manganese in the groundwater or filtrate obtained from the vertical sump through a water quality meter; And
When the concentration of iron and manganese is lower than the reference value, the oxygen saturation water injection operation is terminated, and if the concentration is higher than the reference value; and restarting the operation of oxygen saturation water injection; including; Method for reducing iron manganese in the ground using oxygen saturated water, characterized in that configured to be.
The adsorbent of claim 8, wherein the plurality of adsorption towers for removing nitrogen from the air and passing oxygen pass an oxygen through one of them to remove nitrogen from the air, and the other adsorbent for removing nitrogen contained in the adsorbent. The regeneration process is performed, and this regeneration process is performed by discharging nitrogen from the adsorbent to the outside using oxygen previously separated under normal atmospheric pressure conditions, and the adsorption tower alternately operates to separate nitrogen from the air. Method for reducing iron manganese in the ground using oxygen saturated water, characterized in that to produce oxygen.
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