KR101291435B1 - Method for remediation of contaminated soils using multi-function surfactant foam and apparatus for remediation of the contaminated soils - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 다기능성 계면활성제 거품을 이용한 오염토양 정화처리방법 및 정화처리장치에 관한 것이다.The present invention relates to a contaminated soil purification treatment method and purification apparatus using a multifunctional surfactant foam.
예컨대 휘발유나 디젤 또는 벙커C유 등과 같은 유류(油類)나 각종 유기 용매제 등의 액상 화학물질을 수용하는 저장탱크는, 내구성과 내부식성 등을 만족할 수 있도록 안전 설계 되지만, 그럼에도 불구하고 오랜 시간 사용됨에 따라 점차 노후화 하여 가령 취약부위에 미세한 크랙이 발생할 수 있다. 크랙이 발생하면 저장되어 있는 물질이 저장탱크 외부로 점차 유출되어 주변 토양 환경을 크게 오염시키게 된다.Storage tanks containing liquid chemicals such as oils such as gasoline, diesel or bunker C oil, and various organic solvents are designed to satisfy durability and corrosion resistance, but nevertheless As it is used, it may gradually age and, for example, fine cracks may occur in weak areas. If a crack occurs, the stored material gradually flows out of the storage tank, which greatly pollutes the surrounding soil environment.
특히, 지하에 매립되어 있는 저장탱크로부터 유출되는 액상물질(이하, 오염물질)은, 토양 속에서 점차 확산되어 불포화토양층을 오염시킴은 지하수층에 쉽게 도달하여 지하수를 황폐화시킨다. 더욱이 불포화토양층 내에 머무는 오염물질은 토양 입자 사이의 공극(空隙) 모세관현상(capillary force)으로 인해 공극내에서 안정된 상태로 자리 잡으며 표면장력에 의해 토양 입자에 부착된 상태를 유지한다.In particular, liquid substances (hereinafter, pollutants) flowing out of the storage tanks buried underground, which gradually diffuses in the soil and contaminates the unsaturated soil layer, easily reach the groundwater layer and degrade the groundwater. Furthermore, contaminants that remain in the unsaturated soil layer settle in the voids due to the capillary force between the soil particles and remain attached to the soil particles by surface tension.
한편, 상기와 같이 오염물질에 의해 오염된 오염토양을 정화처리 하기 위한 방법에는, 오염지역에서 바로 정화 후 복원하는 원위치 처리방식(in-situ)과, 오염토양을 다른 장소로 옮겨 처리한 후 처음의 위치로 복원시키는 현장 외 처리방식(ex-situ)이 있다. 상기 원위치 처리방식과 현장 외 처리방식 자체에도 여러 종류가 있으며 각각의 장단점을 갖는다.On the other hand, the method for purifying the contaminated soil contaminated by the contaminants as described above, in-situ to restore immediately after purification in the contaminated area and the first time after moving the contaminated soil to another place There is an ex-situ that restores the position to. The in-situ treatment method and the off-site treatment method itself have various types and have respective advantages and disadvantages.
상기 현장외 처리방식 중 대표적인 것으로 토양경작법이 있다. 상기 토양경작법은, 생물학적 정화처리방법으로서, 유류(油類)등의 오염물질로 오염된 오염토양을 토양경작시설로 옮겨 평평하게 펼쳐놓은 후, 오염토양에 미생물과 영양물질을 가하며 토양을 계속적으로 뒤집는 방식의 정화방식이다. A representative example of the off-site treatment is a soil cultivation method. The soil cultivation method is a biological purification method, and spreads the soil contaminated with contaminants such as oil to a soil cultivation facility and spreads it flat, then adds microorganisms and nutrients to the contaminated soil and continues the soil. It is a purification method of flipping over.
도 1은 종래의 경작식 오염토양 정화처리방법을 설명하기 위하여 도시한 도면이다. 1 is a view illustrating a conventional tillage contaminated soil purification method.
기본적으로 오염토양을 경작하기 위해서는 경작시설이 필요한데, 상기 경작시설은, 지표면(11)에 수평으로 배치되는 콘크리트바닥(13)과, 상기 콘크리트바닥(13)의 상부에 설치되는 비닐하우스(15)와, 상기 콘크리트바닥(13) 상부에 정지(整地)되어 있는 오염토양(17)에 미생물 등을 분사하기 위한 탱크(23)와 펌프(25)와 살수장치(27)를 구비한다. Basically, in order to cultivate contaminated soil, a cultivation facility is required. The cultivation facility includes a
상기 콘크리트바닥(13)은, 오염토양(17)을 받치며 작업 중 오염토양(17)에서 흘러나오는 각종 오염물질이 지표면(11)으로 스며들지 못하게 차단한다.The
또한 상기 비닐하우스(15)는 오염토양(17)의 상부에 작업공간을 제공하며 작업 중 오염토양(17)에서 날아오르는 각종 미세분진이나 휘발성오염물질이 외부로 빠지지 않도록 어느 정도 차단한다.In addition, the
상기 구조를 갖는 정화처리시설을 이용해 오염토양을 정화하기 위해서는, 먼저, 오염지역으로부터 운송된 오염토양을 콘크리트바닥(13) 위에 올린 상태로 가령 굴삭기(19)나 트랙터 등을 이용하여 오염토양을 평평하게 정지(整地)한다.In order to purify the contaminated soil using the purification treatment facility having the above structure, first, the contaminated soil transported from the contaminated area is placed on the
상기 과정을 통해 어느 정도의 정지작업이 완료되었다면, 비닐하우스(15) 외부에 마련되어 있는 탱크(23)에, 물과 미생물과 영양물질을 넣고 혼합한 후 이를 비닐하우스(15) 내부로 펌핑하여 작업자(21)가 살수장치(27)를 통해 오염토양(17)에 살수하게 한다. 그 동안 경운기 등을 이용하여 또는 다른 작업자가 인력으로 오염토양을 계속적으로 뒤집어야 한다.If a certain degree of stopping work is completed through the above process, the
상기 살수장치(27)를 통해 살수되는 것은 물과 미생물과 영양물질의 혼합액으로서, 상기 미생물은 오염토양에 섞여 있는 오염물질과 반응하여 오염물질을 생분해한다. 또한 영양물질은 무기질소나 인 또는 마그네슘 정도로서 상기 미생물의 활성을 증가시키기 위한 것이다.The water sprayed through the
상기 살수작업을 마친 후 어느 정도의 시간이 경과하였다면 트랙터나 굴삭기를 투입하여 오염토양을 다시 뒤집고 살수작업을 반복한다.After a certain amount of time has passed after the watering operation, the tractor or excavator is used to turn over the soil again, and the watering operation is repeated.
그런데 상기한 종래의 경작식 오염토양 정화처리방법은, 그 공정상 오염토양(17)을 자주 뒤집어줘야 하기 때문에 트랙터나 굴삭기 등의 중장비를 사용해야 한다는 번거로움이 있다. 보통 토양경작을 위해 펼쳐진 오염토양(17)은 폭이 5 내지 10미터에 길이가 100여 미터에 이르므로 상기한 중장비가 없다면 작업진행이 사실상 불가능하다.By the way, the conventional tillage contaminated soil purification method has a need to use heavy equipment such as a tractor or an excavator because the process has to overturn the contaminated
또한, 정화처리가 비닐하우스(15)의 내부에서 진행된다 하더라도, 오염토양(17)이 대기와 접하고 있는 이상, 동절기에는 작업을 거의 진행할 수 없다는 단점도 갖는다. 생물학적 토양정화는 미생물의 생분해 속도가 관건인데, 대기온도가 낮은 동절기(또는 극지방과 같이 추운 지역)에는 미생물의 활성도가 현저히 떨어져 오염물질의 생분해가 거의 이루어지지 않기 때문이다. In addition, even if the purification process is carried out inside the
이에 더하여 상기한 경작식 정화처리방법은, 살수장치(27)에서 분사된 살수액이 2차 오염을 야기할 수 있다는 문제도 갖는다. 사실, 상기 살수액의 대부분을 차지하는 물이, 상기 오염토양(17)을 통과하여 콘크리트바닥(13)의 표면을 흘러 지표면(11)으로 이동할 수 있는데, 이 때 상기 물에 오염물질이 섞여, 경작지 주변의 청토를 오염시키는 결과를 초래하는 것이다. 오염토양을 정화처리 하기 위한 시설이, 반대로 토양을 오염시키는 오염원이 되는 것이다.In addition, the above-mentioned tillage-type purification treatment method also has a problem that the sprinkling liquid sprayed from the
또한, 상기한 종래의 경작식 토양정화처리시설은, 토양 경작과정 중 매우 많은 양의 미세분진과 휘발성오염물질을 발생하다는 문제도 갖는다. 상기한 미세분진과 휘발성오염물질 등은 비닐하우스(15) 내부의 작업자에게는 물론 주변 주민이나 생태계에 매우 심각한 위해를 줄 수 있다.In addition, the conventional tillage type soil purification treatment facility has a problem of generating a very large amount of fine dust and volatile contaminants during the soil tillage process. The fine dust and volatile contaminants can cause very serious harm to the workers inside the
본 발명은 상기 문제점을 해소하고자 창출한 것으로서, 처리할 오염토양을, 미생물이 포함되어 있는 계면활성제거품으로 완전히 덮어 차폐하므로 오염토양으로부터 발생되는 분진이나 휘발성오염물질의 대기 유출을 완벽 차단함은 물론, 계면활성제 거품이 순차적으로 터지면서 거품에 포함되어 있던 생분해 미생물과 영양분과 산소가 계면활성제의 작용에 의해 토양의 공극을 통해 오염토양의 내부로 신속하고 지속적으로 공급되어 고효율의 생분해가 유지되며, 특히 계면활성제거품이 보온 및 단열재의 역할을 하여 오염토양에 대한 대기온도의 영향을 최소화함으로써 오염토양의 온도를 거의 일정하게 유지할 수 있으므로 오염토양 내부의 미생물의 활성도가 최적으로 유지되어 신뢰성이 좋은 다기능성 계면활성제 거품을 이용한 오염토양 정화처리방법 및 정화처리장치를 제공함에 목적이 있다.The present invention was created to solve the above problems, and thus completely shields the contaminated soil to be treated with a surfactant foam containing microorganisms, thereby completely blocking the air leakage of dust or volatile contaminants generated from the contaminated soil. As the surfactant bubbles burst sequentially, the biodegradable microorganisms, nutrients and oxygen contained in the bubbles are rapidly and continuously supplied into the contaminated soil through the pores of the soil by the action of the surfactant to maintain high efficiency biodegradation. In particular, since the surfactant foam acts as a thermal insulation and insulation, the temperature of the contaminated soil can be kept almost constant by minimizing the influence of the atmospheric temperature on the contaminated soil, so that the activity of microorganisms in the contaminated soil is optimally maintained and reliable. Polluting Soil Using Functional Surfactant Foam To provide a method and a re-purifying device is aimed.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다기능성 계면활성제 거품을 이용한 오염토양 정화처리방법은, 오염물질에 의해 오염된 오염토양을 지상에 펼쳐 평탄하게 고르는 오염토양 정지단계와; 미생물이 포함되어 있는 계면활성제 수용액내에 공기를 분출하여, 미생물 포함 계면활성제거품을 만드는 거품생산단계와; 상기 거품생산단계를 통해 만들어지는 계면활성제거품을 상기 오염토양의 상부에 덮어씌워, 오염토양 상부의 계면활성제거품이 터짐에 의해 상기 미생물이 계면활성제수용액에 실려 토양의 공극을 통과하며 오염물질을 생분해하게 하는 계면활성제 거품층형성단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The contaminated soil purification method using the multi-functional surfactant foam of the present invention for achieving the above object, the contaminated soil stopping step of spreading the contaminated soil contaminated by contaminants on the ground and flat; A bubble production step of blowing air into an aqueous solution of a surfactant containing microorganisms to form a bubbles containing a microorganism; The surfactant foam produced through the foam production step is covered with the upper portion of the contaminated soil, and the surfactant foam on the contaminated soil bursts, so that the microorganisms are loaded into the aqueous surfactant solution and pass through the pores of the soil to biodegrade contaminants. It characterized in that it comprises a surfactant foam layer forming step.
또한, 상기 정화처리방법에는; 상기 오염토양의 하측부에 진공압을 가하여, 상기 계면활성제 거품층으로부터 하강하는 계면활성제수용액 및 미생물의 하강 속도를 조절하는 배기단계가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.In addition, the purification treatment method; A vacuum pressure is applied to the lower side of the contaminated soil, characterized in that it further comprises an exhaust step for adjusting the rate of falling of the surfactant solution and microorganisms descending from the surfactant bubble layer.
아울러, 상기 미생물에는, 저온미생물(psychrophile) 또는 중온미생물(mesophilic microorganism)이 포함되는 것을 특징으로 한다.In addition, the microorganism is characterized in that it includes a low temperature microorganism (psychrophile) or mesophilic microorganism (mesophilic microorganism).
또한, 상기 미생물은, 저온미생물(psychrophile)과 중온미생물(mesophilic microorganism)을 혼합한 혼합균주인 것을 특징으로 한다.In addition, the microorganism is characterized in that the mixed strain is a mixture of low temperature microorganism (psychrophile) and mesophilic microorganism (mesophilic microorganism).
또한, 상기 계면활성제거품에는, 미생물을 위한 영양물질이 더 포함되는 것을 특징으로 한다.In addition, the surfactant foam, characterized in that it further comprises a nutrient for microorganisms.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다기능성 계면활성제 거품을 이용한 정화처리장치는, 외부로부터 공급된 물과 계면활성제와 미생물을 그 내부에 수용한 상태로 공기를 받아들여 미생물 포함 계면활성제거품을 발생하는 거품탱크와; 오염물질에 의해 오염된 오염토양이 그 위에 펼쳐지는 베이스부와; 상기 베이스부 위에 펼쳐져 있는 오염토양의 상부에, 상기 거품탱크내의 계면활성제거품을 도포하여, 상기 오염토양을 커버하는 계면활성제 거품층을 형성하는 거품살포수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the purifying apparatus using the multi-functional surfactant foam of the present invention for achieving the above object, the surfactant containing microorganisms by receiving air in the state containing the water, the surfactant and the microorganism supplied from the outside therein Bubble tank and generating; A base portion on which contaminated soil contaminated by contaminants spreads; And a foam spraying means for forming a surfactant foam layer covering the contaminated soil by applying a surfactant bubble in the foam tank on top of the contaminated soil spreading on the base portion.
아울러, 상기 거품살포수단은; 상기 베이스부의 상부에 설치되는 다수의 거품 노즐과, 상기 거품탱크와 노즐을 연결하는 다수의 파이프라인과, 상기 계면활성제거품을 상기 파이프라인을 통해 노즐로 압송하는 펌프를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the bubble spraying means; And a plurality of foam nozzles installed on the base part, a plurality of pipelines connecting the foam tank and the nozzles, and a pump for pumping the surfactant foam to the nozzles through the pipelines.
또한, 상기 정화처리장치에는, 상기 오염토양에 덮인 상태로, 외부로부터 제공된 진공압력에 의해 그 주변의 공기를 외부로 배출하여, 상기 계면활성제 거품층으로부터 하강하는 계면활성제수용액 및 미생물의 하강 속도를 조절하는 배기수단이 더 포함되는 것을 특징으로 한다.In addition, the purification treatment apparatus is discharged to the outside by the vacuum pressure provided from the outside in a state covered with the contaminated soil to the outside, and the rate of descent of the surfactant aqueous solution and microorganism descending from the surfactant bubble layer It characterized in that it further comprises an exhaust means for adjusting.
또한, 상기 베이스부의 테두리부에는, 일정 높이를 가지며 상기 계면활성제 거품층을 오염토양 상부에 유지시키는 벽체부가 더 구비된 것을 특징으로 한다.In addition, the edge portion of the base portion, characterized in that the wall portion having a predetermined height and maintaining the surfactant bubble layer on the soil contaminated soil is further provided.
상기와 같이 이루어지는 본 발명의 다기능성 계면활성제 거품을 이용한 오염토양 정화처리방법 및 정화처리장치는, 처리할 오염토양을, 미생물이 포함되어 있는 계면활성제거품으로 완전히 덮어 차폐하므로 오염토양으로부터 발생되는 분진이나 휘발성오염물질의 대기 유출을 완벽 차단함은 물론, 계면활성제 거품이 아래로부터 순차적으로 터지면서 거품에 포함되어 있던 생분해 미생물과 영양분과 산소가 계면활성제의 작용에 의해 토양의 공극을 통해 오염토양의 내부로 신속하고 지속적으로 공급되어 고효율의 생분해가 유지되며, 특히 계면활성제거품이 보온 및 단열재의 역할을 하여 오염토양에 대한 대기온도의 영향을 최소화함으로써 오염토양의 온도를 거의 일정하게 유지할 수 있으므로 오염토양 내부의 미생물의 활성도가 최적으로 유지되어 신뢰성이 좋다.The contaminated soil purification treatment method and purification apparatus using the multifunctional surfactant foam of the present invention as described above is completely covered with a surfactant foam containing microorganisms to shield the contaminated soil to be treated, so that dust generated from the contaminated soil As well as completely blocking the outflow of volatile pollutants or airborne volatile pollutants, the surfactant bubbles burst sequentially from below, and the biodegradable microorganisms, nutrients, and oxygen contained in the bubbles are released from the soil by the action of the surfactant. Highly efficient biodegradation is maintained by supplying it quickly and continuously inside, and since surfactant foam plays a role of thermal insulation and insulation, it minimizes the influence of atmospheric temperature on the contaminated soil, so it can keep the temperature of contaminated soil almost constant. Optimal activity of microorganisms in the soil It is reliable.
도 1은 종래의 경작식 오염토양 정화처리방법을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다기능성 계면활성제 거품을 이용한 오염토양 정화처리방법의 기본 원리를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다기능성 계면활성제 거품을 이용한 오염토양 정화처리방법을 정리하여 나타내 보인 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다기능성 계면활성제 거품을 이용한 정화처리시설을 개략적으로 도시한 구조도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다기능성 계면활성제 거품을 이용한 정화처리시설의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 6은 상기 도 5에 도시한 다기능성 계면활성제 거품을 이용한 정화처리시설을 절제하여 일부 도시한 사시도이다.1 is a view illustrating a conventional tillage contaminated soil purification method.
Figure 2 is a view showing for explaining the basic principle of the soil treatment method using a multi-functional surfactant foam according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a block diagram showing the contaminated soil purification method using a multi-functional surfactant foam according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic structural diagram of a purification treatment facility using a multifunctional surfactant foam according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing another example of a purification treatment facility using a multifunctional surfactant foam according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a perspective view partially showing a purification treatment facility using the multifunctional surfactant foam shown in FIG. 5.
이하, 본 발명에 따른 하나의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, one embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다기능성 계면활성제 거품을 이용한 오염토양 정화처리방법의 기본 원리를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.Figure 2 is a view showing for explaining the basic principle of the soil treatment method using a multi-functional surfactant foam according to an embodiment of the present invention.
기본적으로, 본 실시예에 따른 다기능성 계면활성제 거품을 이용한 오염토양 정화처리방법은, 처리할 오염토양(17)의 상부에 다기능성 계면활성제거품층(31)을 적층하여, 오염토양(17)을 (대기에 대해) 완전히 차폐한 상태로, 상기 계면활성제거품층(31)을 구성하는 계면활성제와 미생물과 영양분이 거품(33)이 터짐에 따라 오염토양(17)의 내부 공극을 통해 하향 이동하며 오염물질을 생분해 하게 하는 방식의 처리법이다.Basically, in the contaminated soil purification method using the multifunctional surfactant foam according to the present embodiment, the multifunctional
도 2를 참조하면, 지표면(11) 상에 적재되어 있는 오염토양(17)의 상부에 다기능성 계면활성제거품층(31)이 적층되어 있음을 알 수 있다. 상기 오염토양(17)은 유류(油類)에 의해 오염된 것으로서, 오염토양(17)을 구성하는 토양입자(S) 사이에 오염물질(A)이 자리하고 있다. 상기 오염물질(A)은 토양입자(S)에 점착되어 토양의 공극을 막고 있다.Referring to FIG. 2, it can be seen that the multifunctional
실제 정화처리 작업시 상기 오염토양(17)은, 처리장에서 대략 1m 이하의 높이로 평탄하게 펼쳐져 계면활성제거품에 커버된다.In the actual purification process, the contaminated
상기 계면활성제거품층(31)은, 물에 계면활성제와 미생물과 영양물질 등을 혼합한 후 공기를 공급하여 형성된 것이다. 따라서 상기 계면활성제거품층(31)을 이루는 각각의 거품(33)에는 계면활성제수용액과 미생물과 영양물질이 혼합되어 있다. The
또한, 상기 미생물에는, 저온미생물(psychrophile)과 중온미생물(mesophilic microorganism)이 포함된다. 작업환경에 따라 상기 저온미생물또는 중온미생물을 선택하여 독립적으로 사용할 수 도 있고, 저온미생물과 중온미생물을 혼합하여 적용할 수 도 있다. 아울러, 상기 영양물질은, 무기질소, 인, 마그네슘 등이 포함되며, 미생물의 생분해 작용시 미생물의 활성도를 높여준다. 필요에 따라 다른 종류의 영양물질을 얼마든지 추가 적용할 수 있음은 물론이다.In addition, the microorganisms include psychrophiles and mesophilic microorganisms. Depending on the working environment, the cryogenic microorganism or mesophilic microorganism may be selected and used independently, or the cryogenic microorganism and mesophilic microorganism may be mixed and applied. In addition, the nutrients include inorganic nitrogen, phosphorus, magnesium, etc., and increases the activity of the microorganisms during the biodegradation action of the microorganisms. Of course, other types of nutrients can be added as needed.
한편, 상기 오염토양(17)의 상부에 도포되어 있는 다기능성 계면활성제 거품층(31)은, 하측부(오염토양(17)에 접하는 부분)의 거품(33)이 먼저 터지면서 점차 가라앉으므로 계면활성제 거품을 계속적으로 공급해야 한다. 하측부의 거품(33)이 먼저 터지는 것은, 먼저 만들어진 거품(33)이 먼저 터지는 당연한 현상이다.On the other hand, the multi-functional
여하튼 상기와 같이 오염토양(17)의 상부에 다기능성 계면활성제거품층(31)이 적층되며, 계면활성제거품의 추가적인 공급에 의해 계면활성제거품층(31)이 유지됨으로써, 오염토양(17)이 완벽히 밀폐된다. 즉 오염토양(17)이 계면활성제거품층(31)에 의해 밀봉되는 것이다. 따라서 상기 오염토양(17)에서 발생하는 미세먼지나 휘발성 오염물질(VOCs)등이 계면활성제거품층(31)의 하부에 갇혀 공기중으로 날라갈 염려가 없다. 2차 오염이 없는 것이다.In any case, the multifunctional
또한 상기 계면활성제거품층(31)은 하나의 단열층으로서, 대기(大氣)에 대해 오염토양(17)을 보온하는 역할을 겸한다. 공지의 사실과 같이 공기 자체는 매우 효과적인 단열재이므로, 공기가 대부분인 계면활성제거품층(31)은 그 자체로 하나의 보온 단열재의 역할을 하는 것이다. 따라서 도 4에 도시한 바와같이, 오염토양(17)의 처리를 비닐하우스(15)의 내부에서 수행할 경우, 오염토양(17)은 비닐하우스와 계면활성제거품층(31)으로 이중 보온되어 외부의 기온에 별 영향을 받지 않게 된다.In addition, the
상기 특징을 갖는 계면활성제거품층(31)에 있어서, 거품층(31)의 하측 거품(33)이 꺼지면, 거품(33) 자체에 혼합되어 있던 계면활성제수용액과 미생물과 영양물질이 토양입자(S)의 공극사이로 거의 빨려 들어간다. 이와 같은 유동특성은, 계면활성제수용액 자체의 낮은 표면장력과, 공극이 제공하는 모세관흡입력(capillary force)이 동시에 작용하기 때문에 가능한 것이다. In the
상기 미생물과 계면활성제수용액은 토양입자(S)의 사이를 통과하며 내부에 점착되어 있는 오염물질(A)을 떼어내며 생분해시킨다. 상기 계면활성제수용액과 미생물이 지나간 자리에는 오염물질(A)이 없으므로 공극(孔隙)이 비어있게 된다. 따라서 상기 거품(33)이 터지면서 발생한, 거품 내부에 있던 산소는 상기 공극을 통해 오염토양(17)의 하부까지 도달하며 미생물의 활성도를 계속적으로 유지시킨다.The microorganism and the aqueous solution of the surfactant passes between the soil particles (S) and removes the contaminants (A) adhered to the inside to biodegrade. In the place where the surfactant aqueous solution and the microorganism passed, there is no contaminant (A), so that the voids become empty. Therefore, the oxygen generated in the
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다기능성 계면활성제 거품을 이용한 오염토양 정화처리방법을 정리하여 나타내 보인 블록도이다.Figure 3 is a block diagram showing the contaminated soil purification method using a multi-functional surfactant foam according to an embodiment of the present invention.
도시한 바와같이, 본 실시예에 따른 다기능성 계면활성제 거품을 이용한 오염토양 정화처리방법은, 오염토양 정지(整地)단계(100)로 시작된다. As shown, the contaminated soil purification treatment method using the multifunctional surfactant foam according to the present embodiment, begins with the contaminated soil stop step (100).
상기 오염토양 정지단계(100)는, 오염지역에서 굴착되어 정화처리시설(도 4의 60)로 운송된 오염토양을, 비닐하우스(도 4의 15) 내부의 베이스부(35)에 붓고 그 상면을 평평하게 하는 고르는 과정이다. 이 때 베이스부(35)에 대한 오염토양이 높이는 대략 1m 이하로 할 수 있다. In the contaminated
상기 오염토양 정지단계(100)와 함께 거품생산단계(102)도 진행된다. 상기 거품생산단계(102)는 다기능성 계면활성제 거품을 만드는 단계로서, 예컨대, 거품탱크(도 4의 37)의 내부에 물과 계면활성제와 미생물과 영양물질을 투입한 후 물속에 공기를 분출하여 거품을 만드는 과정이다. Along with the contaminated
상기 과정을 통해 거품탱크(37)에 다기능성 계면활성제거품이 차오르면, 펌프(도 4의 39)를 이용해 상기 계면활성제거품을, 오염토양(17)의 상부에 살포하여 거품층을 형성하는 계면활성제거품층 형성단계(104)를 수행한다. 상기 계면활성제거품층 형성단계(104)를 통해 오염토양(17)이 다기능성 계면활성제거품에 완전히 차폐된다.When the multifunctional surfactant bubble is filled in the
상기와 같이 계면활성제거품층(31)이 형성된 후 방치하면, 거품층(31)이 서서히 꺼지며 미생물이 오염물질을 생분해하기 시작한다. 미생물이 오염물질을 완전히 생분해 할 때 까지 계면활성제거품층(31)을 계속 유지하여야 함은 물론이다.If the
상기 계면활성제거품층 형성단계(104)와 더불어 배기단계(106)를 수행할 수 있다. 상기 배기단계(106)는 정화처리시설(60)에 배기수단이 적용되어 있을 경우 행해지는 단계로서, 계면활성제거품층(31)이 도포되어 있는 상태의 오염토양의 하측부에 진공압을 가하여, 상기 계면활성제거품층(31)으로부터 하강하는 계면활성제수용액 및 미생물의 하강 속도를 조절하는 단계이다. In addition to the surfactant foam
즉, 오염토양(17)의 하측부에 가령 흡기파이프(도 5의 47)가 설치되어 있는 경우, 외부에서 상기 흡기파이프(47)에 진공압을 인가해, 흡기파이프(47) 주변의 공기를 강제로 빼내어 공극내에 음압을 형성함으로써, 계면활성제거품층(31)으로부터 하강하는 계면활성제수용액과 미생물과 영양물질의 하강속도를 증가시키는 과정인 것이다. 상기 배기단계(106)는 선택적인 것이다.That is, when an intake pipe (47 in FIG. 5) is provided at the lower side of the contaminated
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다기능성 계면활성제 거품을 이용한 정화처리시설(60)을 개략적으로 도시한 구조도이다.4 is a schematic structural diagram of a
도시한 바와같이, 본 실시예에 따른 다기능성 계면활성제 거품을 이용한 오염토양 정화처리시설(60)은, 외부로부터 공급된 물과 계면활성제와 미생물을 그 내부에 수용한 상태로 공기를 받아들여 미생물 포함 계면활성제거품을 생산하는 거품탱크(37)와, 오염토양을 처리할 내부공간(15a)을 제공하는 비닐하우스(15)와, 상기 비닐하우스(15)의 바닥에 깔리며 그 위에 오염토양(17)이 펼쳐지는 베이스부(35)와, 상기 베이스부(35) 위에 펼쳐져 있는 오염토양(17)의 상부에, 상기 거품탱크(37)내의 계면활성제거품을 도포하는 거품살포수단을 포함한다.As shown, the contaminated soil
상기 거품살포수단은, 상기 오염토양(17)의 상부에 수평으로 배치되는 파이프라인(41)과, 상기 파이프라인(41)에 구비되는 다수의 노즐(43)과, 상기 거품탱크(37) 내부에서 만들어진 다기능성 계면활성제거품을 상기 파이프라인(41)을 통해 노즐(43)로 압송하는 펌프(39)를 포함한다.The foam spraying means includes a
상기 비닐하우스(15)는 일반적인 것으로서, 태양열을 받아들여 내부공간(15a)의 온도를 외기의 온도보다 높게 유지시킨다. 아울러 상기 비닐하우스(15)에는 오염토양(17)을 내부로 반입시킬 출입문이 마련되어 있어야 함은 물론이다.The
상기 베이스부(35)는 오염토양(17)을 지표면(11)으로부터 격리시켜, 오염토양에서 침출될 수 있는 오염물질이 주변의 청토(淸土)로 이동하는 것을 차단한다. The
사실 본 실시예에 따른 정화처리방법은, 종래의 토양경작방식과 달리 거품을 사용하는 것이므로, 계면활성제수용액 내의 수량(水量)이 작아, 베이스부(35)에 물이 고이지는 않는다. 상기 계면활성제수용액의 물은 반응 중 대부분 증발한다.In fact, since the purification method according to the present embodiment uses foam unlike the conventional soil cultivation method, the amount of water in the surfactant solution is small, and water does not accumulate in the
상기 베이스부(35)는 지표면(11)과 오염토양(17)을 분리할 수 있는 한 여러 종류의 것을 사용할 수 있다. 가령 콘크리트슬라브나 불투수성 방수시트 등을 적용할 수 있다.The
상기 구성을 갖는 정화처리시설(60)을 이용해, 오염토양(17)을 정화하기 위해서는, 먼저 상기 베이스부(35)에 오염토양(17)을 붓고 대략 1m 이하의 높이로 골라 평평하게 한다. In order to purify the contaminated
이어서 상기 거품탱크(37)내에 다기능성 계면활성제를 만들고, 이를 펌핑하여 노즐(43)을 통해 오염토양(17)의 상부에 뿌린다. 상기 오염토양(17)의 상부에 뿌려진 계면활성제거품은, 다기능성 계면활성제 거품층(31)을 이루며 서서히 하강하여 오염토양 내부의 오염물질을 생분해한다. 상기 거품층(31)이 하강함에 따라, 노즐(43)을 통해 계면활성제거품을 계속적으로 추가 공급해야 함은 물론이다.Subsequently, a multifunctional surfactant is made in the
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다기능성 계면활성제 거품을 이용한 정화처리시설(60)의 다른 예를 도시한 도면이고, 도 6은 도 5에 도시한 정화처리시설을 일부 절제하여 도시한 사시도이다.FIG. 5 is a view showing another example of the
이하, 상기한 도면부호와 동일한 도면부호는 동일한 기능의 동일한 부재를 가리킨다.Hereinafter, the same reference numerals as those of the above-mentioned reference numerals denote the same members having the same function.
도면을 참조하면, 상기 베이스부(35)의 테두리부 상부에 벽체부(45)가 구비되어 있음을 알 수 있다. 상기 벽체부(45)는 베이스부(35)의 테두리부를 따라 고정되며 그 내부에 상기 오염토양(17)과 계면활성제거품층(31)을 수용한다.Referring to the drawings, it can be seen that the
이와같이 베이스부(35)에 벽체부(45)를 고정시킴으로써, 오염토양(17)과 계면활성제거품층(31)을 비닐하우스의 내벽면으로부터 이격시킬 수 있음은 물론, 하나의 비닐하우스(15) 내에 여러 개의 베이스부(35)를 배치할 수 도 있다. By fixing the
특히 상기 벽체부(45)의 높이를 높게 제작함으로써, 다기능성 계면활성제 거품층(31)의 두께를 두껍게 유지할 수 있다. 상기한 바와같이 벽체부(45)가 계면활성제거품층(31)을 그 내부 영역에 가두는 역할을 하므로, 벽체부(45)의 높이가 높을수록 계면활성제거품층(31)의 높이를 높게 올릴 수 있는 것이다. 상기 다기능성 계면활성제거품층(31)의 두께가 두꺼울수록 차폐 및 단열 보온능력이 좋다.In particular, by making the height of the
한편, 상기 베이스부(35)의 상부에는 다수의 흡기파이프(47)가 설치되어 있다. 상기 흡기파이프(47)는 그 주연부에 다수의 흡기구멍(47a)이 형성되어 있는 중공파이프로서 오염토양(17)에 묻힌다. 특히 상기 흡기구멍(47a)을 통해 오염토양(17)이 흡기파이프(47) 내부로 들어가지 못하도록, 상기 흡기파이프(47)를 별도의 스크린으로 감싸는 것이 좋다.On the other hand, a plurality of
상기 흡기파이프(47)는 일측 벽체부(45)를 통해 외부로 연장된 상태로 메인파이프(49)에 연통 고정된다. 또한 상기 메인파이프(49)에는 진공펌프(55)가 설치된다. 따라서 상기 진공펌프(55)를 구동하면 상기 흡기파이프(47) 주변의 공기가 흡기구멍(47a)을 통해 흡기파이프(47)로 흡입되며, 흡기파이프(47) 주변의 압력이 낮아진다.The
이와같이 흡기파이프(47) 주변의 압력이 낮아짐에 의해 오염토양(17)의 상부에서 하부로 흐르는 계면활성제수용액과 미생물과 영양물질의 하향 이동속도가 빨라져 작업속도를 조절할 수 있다. 특히 상기 거품(33)이 터져 발생한 산소가 오염토양(17)의 하측부으로 당겨져 오염토양(17) 하측부의 산소밀도가 증가하므로, 오염토양(17) 하측부에서의 미생물의 활성도가 매우 높다. As the pressure around the
이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims.
11:지표면 13:콘크리트바닥 15:비닐하우스
15a:내부공간 17:오염토양 19:굴삭기
21:작업자 23:탱크 25:펌프
27:살수장치 31:다기능성 계면활성제 거품층
33:거품 35:베이스부 37:거품탱크
39:펌프 41:파이프라인 43:노즐
45:벽체부 47:흡기파이프 47a:흡기구멍
49:메인파이프 55:진공펌프 60:정화처리시설11: surface surface 13: concrete floor 15: vinyl house
15a: internal space 17: contaminated soil 19: excavator
21: Worker 23: Tank 25: Pump
27: watering device 31: multi-functional surfactant foam layer
33: bubble 35: base part 37: bubble tank
39: pump 41: pipeline 43: nozzle
45: wall portion 47:
49: main pipe 55: vacuum pump 60: purification treatment facility
Claims (9)
미생물이 포함되어 있는 계면활성제 수용액내에 공기를 분출하여, 미생물 포함 계면활성제거품을 만드는 거품생산단계와;
상기 거품생산단계를 통해 만들어지는 계면활성제거품을 상기 오염토양의 상부에 덮어씌워, 오염토양 상부의 계면활성제거품이 터짐에 의해 상기 미생물이 계면활성제수용액에 실려 토양의 공극을 통과하며 오염물질을 생분해하게 하는 계면활성제 거품층형성단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다기능성 계면활성제 거품을 이용한 오염토양 정화처리방법.A contaminated soil stopping step of spreading the contaminated soil contaminated by contaminants on the ground and leveling them;
A bubble production step of blowing air into an aqueous solution of a surfactant containing microorganisms to form a bubbles containing a microorganism;
The surfactant foam produced through the foam production step is covered with the upper portion of the contaminated soil, and the surfactant foam on the contaminated soil bursts, so that the microorganisms are loaded into the aqueous surfactant solution and pass through the pores of the soil to biodegrade contaminants. Soil purification method using a multi-functional surfactant foam, characterized in that it comprises a surfactant foam layer forming step.
상기 정화처리방법에는;
상기 오염토양의 하측부에 진공압을 가하여, 상기 계면활성제 거품층으로부터 하강하는 계면활성제수용액 및 미생물의 하강 속도를 조절하는 배기단계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 다기능성 계면활성제 거품을 이용한 오염토양 정화처리방법.The method of claim 1,
The purifying treatment method includes;
Applying a vacuum pressure to the lower side of the soil contaminated, the soil contaminated soil using a multi-functional surfactant foam, characterized in that it further comprises an exhaust step for adjusting the rate of falling of the surfactant solution and microorganism descending from the surfactant foam layer Purification Method.
상기 미생물에는, 저온미생물(psychrophile) 또는 중온미생물(mesophilic microorganism)이 포함되는 것을 특징으로 하는 다기능성 계면활성제 거품을 이용한 오염토양 정화처리방법.The method of claim 1,
The microorganism, the soil soil purification method using a multi-functional surfactant foam, characterized in that it contains a low temperature microorganism (psychrophile) or mesophilic microorganism.
상기 미생물은, 저온미생물(psychrophile)과 중온미생물(mesophilic microorganism)을 혼합한 혼합균주인 것을 특징으로 하는 다기능성 계면활성제 거품을 이용한 오염토양 정화처리방법.The method of claim 1,
The microorganism is a contaminated soil purification method using a multi-functional surfactant foam, characterized in that the mixed strain is a mixture of low temperature microbiology and mesophilic microorganism.
상기 계면활성제거품에는, 미생물을 위한 영양물질이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 다기능성 계면활성제 거품을 이용한 오염토양 정화처리방법.The method of claim 1,
The surfactant foam, soil contamination purification method using a multi-functional surfactant foam, characterized in that it further comprises a nutrient for microorganisms.
오염물질에 의해 오염된 오염토양이 그 위에 펼쳐지는 베이스부와;
상기 베이스부 위에 펼쳐져 있는 오염토양의 상부에, 상기 거품탱크내의 계면활성제거품을 도포하여, 상기 오염토양을 커버하는 계면활성제 거품층을 형성하는 거품살포수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 다기능성 계면활성제 거품을 이용한 오염토양 정화처리장치.A bubble tank for receiving air from a state of receiving water, a surfactant, and microorganisms supplied from the outside to generate air-containing surfactant bubbles;
A base portion on which contaminated soil contaminated by contaminants spreads;
A multifunctional surfactant comprising a foam spraying means for forming a surfactant foam layer covering the contaminated soil by applying a surfactant bubble in the foam tank on top of the soil contaminated on the base portion. Polluted soil purification equipment using foam.
상기 거품살포수단은;
상기 베이스부의 상부에 설치되는 다수의 거품 노즐과, 상기 거품탱크와 노즐을 연결하는 다수의 파이프라인과, 상기 계면활성제거품을 상기 파이프라인을 통해 노즐로 압송하는 펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 다기능성 계면활성제 거품을 이용한 오염토양 정화처리장치.The method according to claim 6,
The bubble spraying means;
And a plurality of foam nozzles installed on the base part, a plurality of pipelines connecting the foam tank and the nozzles, and a pump for pumping the surfactant foam to the nozzles through the pipelines. Pollutant soil purification apparatus using functional surfactant foam.
상기 정화처리장치에는,
상기 오염토양에 덮인 상태로, 외부로부터 제공된 진공압력에 의해 그 주변의 공기를 외부로 배출하여, 상기 계면활성제 거품층으로부터 하강하는 계면활성제수용액 및 미생물의 하강 속도를 조절하는 배기수단이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 다기능성 계면활성제 거품을 이용한 오염토양 정화처리장치.The method according to claim 6,
The purification treatment device,
In the state covered with the contaminated soil, by the vacuum pressure provided from the outside to discharge the air to the outside, the exhaust means for adjusting the rate of falling of the surfactant aqueous solution and microorganisms descending from the surfactant bubble layer is further included. Soil purification treatment apparatus using a multi-functional surfactant foam, characterized in that.
상기 베이스부의 테두리부에는,
일정 높이를 가지며 상기 계면활성제 거품층을 오염토양 상부에 유지시키는 벽체부가 더 구비된 것을 특징으로 하는 다기능성 계면활성제 거품을 이용한 오염토양 정화처리장치.The method according to claim 6,
On the edge of the base portion,
The soil soil purification apparatus using a multi-functional surfactant foam, characterized in that the wall portion further has a predetermined height to maintain the surfactant foam layer on the soil soil.
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