KR101293168B1 - Passive treatment system for acid mine drainage and maintenance method of the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 산성광산배수 자연정화 처리시설 및 유지관리방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 미생물과 석회석을 이용하는 알칼리공급조방식으로 산성광산배수를 자연정화하는 처리시설에 있어서, 반응물질층을 표준규격의 반응블록의 배열로 구성하고, 전체 처리시설을 복수 운전영역으로 구분하여 운전할 수 있도록 함으로써, 정화효율, 운전의 안정성, 내구성, 오염부하 변동에 대한 대응성 등의 성능을 향상시키고 저비용으로 용이하게 유지관리할 수 있도록 하며, 자연정화처리에서 필연적으로 발생하는 슬러지를 효과적으로 후처리할 수 있도록 하는 산성광산배수 자연정화 처리시설, 유지관리방법 및 슬러지의 후처리방법에 관한 것이다.The present invention relates to an acid mine drainage natural purification treatment facility and a maintenance method, and more particularly, in a treatment facility for natural purification of acid mine drainage by an alkali supply tank method using microorganisms and limestone, the reaction material layer is standard. It consists of an array of standard reaction blocks and allows the entire treatment facility to be operated by dividing it into a plurality of operating areas, improving performance such as purification efficiency, stability of operation, durability, and responsiveness to changes in pollution loads, and at low cost. The present invention relates to an acid mine drainage natural purification treatment facility, a maintenance method, and a post-treatment method of sludge, which can be easily maintained, and effectively treat the sludge inevitably generated in the natural purification treatment.
일반적으로, 산성이 강하고 중금속의 함량이 높은 광산배수를 정화시키는 방법에는 자연정화방법, 물리화학적 방법 및 전기화학적 방법이 있으며, 이 중에 자연정화법은 자연친화적이고 낮은 비용으로 현장관리가 가능하고 낙후지역에도 적합한 장점이 있어서, 국내의 저농도 광산배수현장에 많이 적용되고 있다.In general, there are natural purification methods, physicochemical methods, and electrochemical methods for purifying mine drainage with high acidity and high heavy metal content. Among them, the natural purification method is nature-friendly, low-cost site management is possible, and underdeveloped areas. There is also a suitable advantage, has been applied to a lot of domestic low concentration mine drainage site.
대표적인 자연정화공법으로는, 미생물과 석회석을 이용하여 중금속의 환원과 알칼리에 의한 중화를 동시에 할 수 있는 알칼리공급조방식의 SAPS조방식과 이를 개선한 형태의 RAPS조방식과 MAPS조방식이 있으며, 기본적으로는 폐수층 하부에 유기물질로 이루어진 기질물질층 및 석회석으로 이루어진 알칼리공급물질층의 반응물질층들이 구비된 하향식 정화 반응조가 이용되며, 특히, 투수성 확보, 하부층의 혐기상태 유지 및 장단기적으로 안정된 유기물질 공급을 통한 황산염환원 박테리아의 활성화(SRB)를 목적으로 하는 기질물질층은, 현장에서 구하기 용이한 여러 가지의 유기물질들이 임의적 비율로 혼합되어 시공되어지는 경우가 대부분이다.Representative natural purification methods include the SAPS tank method of the alkali supply tank method which can simultaneously reduce the heavy metals and neutralize the alkali by using microorganisms and limestone, and the RAPS tank method and the MAPS tank method of the improved type. Basically, a top-down purification reactor is used, which is equipped with a reactive material layer of an organic material layer and a limestone material layer under the wastewater layer. The substrate material layer aimed at activating sulfate reduction bacteria (SRB) through the supply of stable organic materials is mostly constructed by mixing various organic materials which are easily available on site.
상기와 같은 알칼리공급조방식에서는, 폐수유량 및 오염부하의 변동에 따른 대응에 취약한 단점이 있으며, 또한 현장인력에 의존하는 시공의 임의성 때문에 기질물질층이 불균일하게 시공되는 경우가 많으며, 이로 인하여 투수성이 악화되고 유로가 집중되어 기질물질층 및 알칼리공급물질층 등 반응물질층의 유실 훼손, 혐기상태의 유지 불량, 알칼리 공급 불안정 등으로 정화효율이 급격하게 저하되는 문제가 있으며, 장시간 운전 시에는 자연산화반응에 의한 금속황화물이나 금속수산화물 등이 기질물질층 상부에 침전되어 투수성이 악화되고 유로가 집중되는 현상이 발생하지만, 이러한 경우에도, 종래의 기술에서는 전면 개보수 외에는 별다른 방법이 없어서, 이와 관련된 기술과 더불어 자연정화처리에서 필연적으로 발생하는 슬러지를 효과적으로 처리할 수 있는 보다 용이한 기술의 개발이 시급히 필요한 실정이다.In the alkali supply tank system as described above, there is a disadvantage in that it is vulnerable to the response due to the fluctuations in the wastewater flow rate and the pollution load, and the substrate material layer is often unevenly constructed due to the randomness of the construction depending on the site manpower. Due to deterioration of the properties and concentration of flow paths, there is a problem that the purification efficiency is drastically reduced due to the loss of the reactive material layers such as the substrate material layer and the alkali supply material layer, poor maintenance of the anaerobic state, and instability of the alkali supply. Although metal sulfides and metal hydroxides are precipitated on the substrate material layer due to the natural oxidation reaction, the permeability is deteriorated and the flow paths are concentrated. However, even in this case, there is no method other than the front-end renovation in the prior art. In addition to the related technologies, sludge inevitably generated from natural purification treatments is effectively The development of a technique that can be more easily processed in a situation urgently needed.
본 발명의 목적은, 알칼리공급조방식을 이용하여 산성광산배수를 자연 정화하는 처리시설에 있어서, 종래기술에서의 문제를 해결하여 정화효율, 운전의 안정성, 내구성, 오염부하 변동에 대한 대응성 등의 성능을 향상시키는 산성광산배수 자연정화 처리시설 및 처리방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve a problem in the prior art in a treatment facility for naturally purifying acid mine drainage using an alkali supply tank method, thereby purifying efficiency, operational stability, durability, responsiveness to pollution load variation, and the like. It is to provide an acid mine drainage natural purification treatment facilities and treatment methods to improve the performance of.
본 발명의 다른 목적은, 종래기술에서 침전 슬러지의 수거와 반응물질층의 교체를 위해서는 처리시설의 운전을 중지하고 전면 개보수해야만 했던 문제를 해결하여, 저비용으로 용이하게 유지관리할 수 있도록 하며, 자연정화처리에서 필연적으로 발생하는 슬러지를 효과적으로 후처리할 수 있도록 하는 산성광산배수 자연정화 처리시설의 유지관리방법 및 슬러지의 후처리방법에 관한 것이다.Another object of the present invention is to solve the problem of stopping the operation of the treatment plant and renovating the entire surface for the collection of the settling sludge and the replacement of the reactant layer in the prior art, so that it can be easily maintained at low cost, and natural The present invention relates to a maintenance method and an aftertreatment method of sludge in an acid mine drainage natural purification treatment plant which enables effective post-treatment of sludge inevitably generated in a purification process.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 산성광산배수 자연정화 처리시설, 유지관리방법 및 슬러지 후처리방법은, 산성광산배수가 유입되어 반응조의 상부로 분배 공급되도록 하는 통로를 갖는 유입부, 일정 수위를 유지하는 산성광산배수층, 유기물질로 충전된 기질물질층, 석회석이 충전되거나 유기물질과 석회석의 혼합물이 충전된 알칼리공급물질층 및 정화된 산성광산배수의 유출수층으로 이루어진 반응셀부, 수위조절수문을 구비하는 유출부 및 슬러지 세척수 배출부 등을 포함하는 것을 특징으로 한다.The acid mine drainage natural purification treatment facility, maintenance method and sludge aftertreatment method of the present invention for achieving the above technical problem, the inlet portion having a passage for the acid mine drainage is supplied to the upper part of the reaction vessel, the constant water level Reaction cell part consisting of an acid mine drainage layer which maintains a, a substrate material layer filled with an organic material, an alkali feed material layer filled with limestone or a mixture of organic material and limestone, and an effluent layer of purified acid mine drainage, and a water level control gate It characterized in that it comprises an outlet and a sludge washing water discharge portion having.
상기 기질물질층과 상기 알칼리공급물질층은, 사전의 적용성 시험의 결과에 의거하여, 오염부하에 따라 구성성분과 배합비율이 규격화되고, 교체에 적합한 소정의 크기로 모듈화된 반응블록의 배열로 구성되는 것을 특징으로 한다.The substrate material layer and the alkali feed material layer are arranged in an array of reaction blocks modularized to a predetermined size suitable for replacement, based on the results of prior applicability tests, according to the contamination load. It is characterized in that the configuration.
상기의 반응블록은, 각 반응블록의 배열로 구성되는 각 반응물질층의 상면이 3~10도의 기울기를 갖도록 설치되는 것을 특징으로 한다.The reaction block is characterized in that the upper surface of each reactant layer composed of the arrangement of each reaction block is installed to have a slope of 3 to 10 degrees.
상기의 반응블록은, 각 반응블록의 상부와 하부에 다공판 또는 메시 등의 유공판이 구비되는 것을 특징으로 한다.The reaction block is characterized in that the upper and lower portions of each reaction block is provided with a porous plate such as a porous plate or a mesh.
상기의 반응블록은, 반응블록을 지지하는 지지대가 구비된 반응셀 프레임을 갖는 것을 특징으로 한다.The reaction block is characterized in that it has a reaction cell frame provided with a support for supporting the reaction block.
상기 반응셀부는, 상기 반응셀 프레임으로 구분되고, 상기 기질물질 반응블록과 상기 알칼리공급물질 반응블록으로 형성된 다수의 반응셀 채널을 갖는 것을 특징으로 한다.The reaction cell unit is divided into the reaction cell frame, and has a plurality of reaction cell channels formed of the substrate material reaction block and the alkali feed material reaction block.
상기 반응셀부는, 산성광산배수를 분리하여 독립적으로 구분되는 산성광산배수층을 형성하는 운전구역 프레임을 갖는 것을 특징으로 한다.The reaction cell unit is characterized in that it has a driving zone frame for separating the acid mine drainage to form a separate acid mine drainage layer.
본 발명의 산성광산배수 자연정화 처리시설은, 운전구역별로 산성광산배수의 공급과 차단을 독립적으로 선택할 수 있는 유입부의 운전구역 선택수문 및 반응셀 유입구, 산성광산배수의 유로를 독립적인 운전구역으로 분리하는 반응셀부의 운전구역 프레임, 운전구역의 정화수를 독립적으로 배출하고 수위를 제어할 수 있는 유출부의 반응셀 유출구, 운전구역 선택수문 및 수위조절 유출수문을 구비하여 수문의 조작으로 산성광산배수의 공급과 차단이 독립적인 복수의 운전구역이 포함되는 것을 특징으로 한다.In the acid mine drainage treatment facility of the present invention, the operation zone selection gate and the reaction cell inlet of the inlet part, which can independently select the supply and blocking of the acid mine drainage by operation zone, and the flow path of the acid mine drainage as independent operation zones. The operation zone frame of the reaction cell section to separate, the reaction cell outlet of the outlet section to discharge the purified water of the operating zone independently and control the water level, the operating zone selection gate and the water level control outflow gate are provided to control the acid mine drainage. It is characterized by including a plurality of operating zones independent of supply and interruption.
상기 운전구역은, 기질물질층 상부의 슬러지 세척수를 운전구역별로 분리 취수하고 슬러지 세척수 배출수문을 통하여 배출하는 것이 가능하도록, 슬러지 세척수 배출부의 슬러지 세척수 배출구, 운전구역 선택수문 및 슬러지 세척수 배출수문를 포함하는 것을 특징으로 한다.The driving zone includes a sludge washing water discharge portion of the sludge washing water discharge portion, a driving zone selection gate, and a sludge washing water discharge gate so that the sludge washing water on the substrate material layer can be separated and collected by each operating zone and discharged through the sludge washing water discharge gate. It is characterized by.
본 발명의 산성광산배수 자연정화 처리시설의 유지관리방법은, 유지관리보수를 위한 운전구역을 선정하는 단계, 유입부의 운전구역선택수문 및 반응셀 유입구의 수문조작으로 산성광산배수의 유입을 차단하는 단계, 유출부의 반응셀 유출구, 운전구역선택수문 및 수위조절 유출수문의 수문조작으로 반응셀부의 수위를 낮추는 단계, 산성광산배수가 제거된 기질물질층 상부에 침전된 슬러지를 세척하는 단계, 슬러지 세척수 배출부의 슬러지 세척수 배출구, 운전구역 선택수문 및 슬러지 세척수 배출수문을 조작하여 세척된 슬러지를 세척수와 분리하고 수거하는 단계, 슬러지가 제거된 상기 운전구역의 점검하고 훼손된 반응블록을 보수하거나 교체 장착하는 단계, 상기 각 수문의 조작으로 정비가 완료된 상기 운전구역에 산성광산배수를 유입시켜 운전을 재개하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the maintenance method of the acid mine drainage treatment facility of the present invention, selecting an operation zone for maintenance and maintenance, blocking the inflow of acid mine drainage by the operation zone selection gate of the inlet and the hydrology of the reaction cell inlet. Step, lowering the water level of the reaction cell by the hydrologic operation of the reaction cell outlet of the outlet, the operation zone selection gate and the water level control gate, washing the sludge deposited on the substrate material layer from which the acid mine drainage is removed, and draining the sludge wash water Separating and collecting the cleaned sludge with the washing water by operating the sludge washing water outlet, the operating zone selective gate and the sludge washing water discharge gate, and inspecting or replacing the sludge-removed operating zone and repairing or replacing the damaged reaction block; Inflow of acid mine drainage into the operation area is completed by the operation of each hydro Characterized by comprising the step of resuming the former.
본 발명의 자연정화 처리시설의 슬러지 후처리방법은, 기질물질층 상부에 침전된 슬러지를 세척하는 단계, 세척된 슬러지를 세척수와 분리하여 수거하는 단계, 수거된 슬러지에 응집제를 첨가하여 혼합 교반하여 플록을 형성하도록 하고 슬러지 탈수기에 주입하는 단계, 슬러지의 탈수기로부터 유출되는 오염수를 탈리여액처리장치로 여과처리하여 방류하는 단계, 탈수처리된 슬러지를 케이크의 형태로 압축하여 저장장치로 이송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the sludge post-treatment method of the natural purification treatment plant of the present invention, the step of washing the sludge precipitated on the substrate material layer, the step of collecting the washed sludge separately from the wash water, by mixing and stirring by adding a flocculant to the collected sludge Forming a floc and injecting the sludge dehydrator, filtering the contaminated water flowing out of the sludge dehydrator with a desorption filtrate and discharging it, compressing the dewatered sludge in the form of a cake and transferring it to a storage device. Characterized in that it comprises a.
이상에서 상술한 본 발명에 따르면, 사전에 표준 규격화된 설계에 따라 공장의 표준 생산시스템으로 만들어지고 품질이 관리되며 상하부에는 유공판이 구비된 반응블록을 적용함으로써, 반응물질층의 불균일로 인한 투수성 불량과 그로인한 유로집중 현상, 반응물질층 내부물질의 유실과 훼손, 그리고 이들에 기인하는 알칼리공급 불안정 등의 문제를 방지할 수 있어 정화효율이 향상되고 내구성이 향상되며, 오염부하 정도에 따라 구성성분과 배합비율이 표준 규격화된 반응블록으로 구성되기 때문에, 오염 부하의 변동에 대한 용이한 대응도 가능하다.According to the present invention as described above, according to the standard standardized design in advance, the standard production system of the factory, the quality is controlled, and by applying the reaction block with a perforated plate in the upper and lower parts, water permeability due to non-uniformity of the reactant layer It is possible to prevent problems such as defects and consequent flow channel concentration, loss and damage of the material inside the reactant layer, and instability of alkali supply due to them, which improves purification efficiency and durability, and configures according to the degree of pollution load. Since components and blending ratios consist of standardized reaction blocks, it is also possible to easily cope with variations in contamination loads.
한편, 상기 반응물질층 모듈인 반응블록은 교체에 적합한 소정의 크기로 프레임의 지지대에 장착되도록 구성되어 있고, 또한 상기 정화 반응조가 산성광산배수의 공급 및 차단이 독립적으로 제어 가능한 다수의 운전구역으로 구분되어 있어서, 정화처리시설의 운전 중에도 선택된 운전구역의 슬러지 수거 및 반응블록의 점검, 교체 등 선별적인 유지보수가 가능하며, 수거된 고농도 슬러지는 현장에서 탈수처리와 탈리여액의 여과처리가 동시에 이루어져 운반 및 유실로 인한 2차 오염의 예방도 가능하다.On the other hand, the reaction block, the reaction material layer module is configured to be mounted on the support of the frame to a predetermined size suitable for replacement, and the purification reaction tank to a plurality of operating zones that can independently control the supply and blocking of acid mine drainage. As it is separated, it is possible to perform selective maintenance such as sludge collection in the selected operating area, inspection and replacement of the reaction block even during operation of the purification treatment facility, and the collected high concentration sludge is simultaneously treated with dehydration treatment and filtration of the desorption filtrate. It is also possible to prevent secondary contamination due to transportation and loss.
상기와 같이, 본 발명은 산성광산배수 자연정화 처리시설에 있어서, 정화효율 향상, 운전의 안정성 향상, 내구성 향상 및 오염부하의 변동에 대한 대응성 향상과 더불어 저비용으로 유지관리보수를 용이하게 할 수 있도록 하며, 자연정화처리에서 필연적으로 발생하는 슬러지를 효과적으로 후처리할 수 있도록 하는 산성광산배수 자연정화 처리시설, 유지관리방법 및 슬러지의 후처리방법에 관한 것이다.As described above, the present invention, in the acid mine drainage natural purification treatment facilities, it is possible to facilitate maintenance and maintenance at low cost with improved purification efficiency, improved operation stability, durability and improved response to pollution load fluctuations. The present invention relates to an acid mine drainage natural purification treatment facility, a maintenance method, and a post-treatment method of sludge, which enable effective post-treatment of sludge inevitably generated in natural purification treatment.
도 1은 본 발명에 따른 산성광산배수 자연정화 처리시설의 설치 평면도
도 1(a)는 본 발명에 따른 산성광산배수 자연정화 처리시설의 설치 상부 평면도
도 1(b)는 본 발명에 따른 산성광산배수 자연정화 처리시설의 설치 하부 평면도
도 2는 본 발명에 따른 유입부 측단면도 (설치평면도의 A-A' 단면도)
도 3은 본 발명에 따른 반응셀부 측단면도 (설치평면도의 B-B' 단면도)
도 4는 본 발명에 따른 유출부 측단면도 (설치평면도의 C-C' 단면도)
도 5는 본 발명에 따른 슬러지 세척수 배출부 측단면도 (설치평면도의 D-D' 단면도)
도 6은 본 발명에 따른 기질물질 반응블록 및 알칼리공급물질 반응블록의 구성도
도 6(a)는 본 발명에 따른 기질물질 반응블록의 구성도
도 6(b)는 본 발명에 따른 알칼리공급물질 반응블록의 구성도
도 7은 본 발명에 따른 반응셀부의 구성 단면도
도 7(a)는 본 발명에 따른 반응셀부 횡단면
도 7(b)는 본 발명에 따른 반응셀부 종단면
도 8은 본 발명에 따른 이동식 탈수 및 여과 장치의 구성도
도 9는 본 발명에 따른 이동식 탈수 및 여과 장치1 is a plan view of the installation of the acid mine drainage natural purification treatment facilities according to the present invention
Figure 1 (a) is a top plan view of the installation of the acid mine drainage natural purification treatment facilities according to the present invention
Figure 1 (b) is a bottom plan view of the installation of the acid mine drainage natural purification treatment facilities according to the present invention
Figure 2 is an inlet side cross-sectional view according to the present invention (AA 'cross-sectional view of the installation plan)
Figure 3 is a side cross-sectional view of the reaction cell unit according to the present invention (BB 'sectional view of the installation plan)
Figure 4 is a side cross-sectional view of the outlet according to the present invention (CC 'cross-sectional view of the installation plan view)
Figure 5 is a side cross-sectional view of the sludge washing water discharge unit according to the present invention (DD 'cross-sectional view of the installation plan)
6 is a block diagram of a substrate material reaction block and an alkali feed material reaction block according to the present invention;
Figure 6 (a) is a block diagram of a substrate material reaction block according to the present invention
Figure 6 (b) is a block diagram of an alkali feed material reaction block according to the present invention
7 is a cross-sectional view of the configuration of the reaction cell unit according to the present invention
Figure 7 (a) is a cross section of the reaction cell unit according to the present invention
Figure 7 (b) is a longitudinal section of the reaction cell unit according to the present invention
8 is a block diagram of a mobile dehydration and filtration apparatus according to the present invention
9 is a mobile dehydration and filtration apparatus according to the present invention
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.As the inventive concept allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.
제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다.The terms including ordinal, such as second, first, etc., may be used to describe various elements, but the elements are not limited to these terms.
상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the second component may be referred to as a first component, and similarly, the first component may also be referred to as a second component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected to or connected to that other component, but it may be understood that other components may be present in between. Should be. On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 설명하고자 한다.As the inventive concept allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail.
하기의 설명에서는 구체적인 구성요소 등과 같은 많은 특정사항들이 도시되어 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In the following description, numerous specific details are shown, such as specific components, which are provided to aid a more general understanding of the invention, and the invention may be practiced without these specific details. In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
본 발명의 산성광산배수 자연정화 처리시설은, 도 1에서와 같이 크게 유입부(100), 반응셀부(200), 유출부(300), 슬러지 세척수 배출부(400)로 구성된다.Acid mine drainage natural purification treatment plant of the present invention, as shown in Figure 1 is largely composed of the
상기 유입부(100)는, 유입수문(110)을 통하여 유입되는 산성광산배수를 반응셀부 상부로 분배 공급되도록 하며, 운전구역 선택수문(120)과 반응셀 유입구(130)의 수문조작으로 운전구역별 산성광산배수의 공급 및 차단을 선택할 수 있도록 구성되어 있으며, 도 2의 유입부 측단면도를 나타낸다. The
반응셀부(200)는, 도 3의 반응셀부 측단면도에서와 같이 위로부터 일정 수위를 유지하는 산성광산배수층(210), 유기물질로 충전된 기질물질층(220)과 석회석으로 충전되거나 유기물질과 석회석의 혼합물로 충전되는 알칼리공급물질층(230)으로 구성되어 산성광산배수의 자연정화과정이 진행되는 반응물질층 및 정화수가 취수되는 유출수층(240)으로 구성된 하향식 정화반응조이다.
유출부는(300), 반응셀부(200) 하단의 유출수층(240)과 반응셀 유출구(330)를 사이에 두고 연결되어 있으며, 수위조절 유출수문(310)으로 전체 정화반응조의 수위를 조절하면서 정화수를 배출하는 구조이며, 운전구역 선택수문(320)이 구비되어 있어 운전구역별로 정화수의 배출 및 수위를 제어할 수 있도록 구성되어 있으며, 도 4의 반응셀부 측단면도를 나타낸다. The
슬러지 세척수 배출부(400)는, 도 5의 슬러지 세척수 배출부 측단면도에서와 같이 유출부(300)의 상부에 위치하여 반응셀부(200)의 슬러지 세척수 배출구(410) 측과 연결되어 있으며, 기질물질층(220)의 상부에 침전된 슬러지를 수거하기 전에 세척하는 단계에서 사용된 세척수만을 분리 취수하여 슬러지 세척수 배출수문(420)을 통하여 배출할 수 있도록 구성되어 있으며, 운전구역 선택수문(420)이 구비되어 운전구역별로 슬러지 세척수를 취수하고 배출하는 것이 가능하다.The sludge wash
본 발명에 따른 반응셀부(200)의 산성광산배수층(210)은, 기본적으로 약 12m 높이를 유지하여 혐기적 상태로 운전되도록 하며, 그 하부에 위치하는 기질물질층(220)은 각종 우분, 참나무 폐목, 톱밥, 볏집, 버섯퇴비 등의 유기물질에 따라 다양한 비율로 혼합하여 약 0.51.0m 높이로 채워지며, 그 하부에 위치하는 알칼리공급물질층(230)은 유기물질과 석회석을 소정 비율로 혼합하여 약 0.51.0m 높이로 채워진다.Acid
기질물질층(220)에서는 황산염환원 박테리아에 의한 중금속의 환원으로 금속황화물을 수거하고, 알칼리공급물질층(230)으로의 안정된 유기물질 공급으로 혐기상태를 유지하도록 하며, 그 하부의 알칼리공급물질층(230)에서는 용존산소가 제거된 혐기성 분위기에서 석회석층을 지속적으로 용해시켜 알칼리를 생성하여 수산화물로 중금속을 제거하고 동시에 산성광산배수를 중화시키는 역할을 한다. The
상기와 같이 기질물질층(220) 및 알칼리공급물질층(230)은 산성광산배수를 정화하는 핵심적인 역할을 하지만, 종래 기술의 경우에는, 현장에서 구하기 용이한 유기물질들을 중심으로 임의적 비율로 혼합되어 현장에서 시공되어지는 경우가 대부분으로, 기질물질층(220)이 불균일하게 시공되는 경우가 많으며, 이로 인하여 투수성이 악화되고 유로가 집중되어 기질물질층(220) 및 알칼리공급물질층(230) 등의 반응물질층의 유실 훼손, 혐기상태의 유지 불량, 알칼리 공급 불안정 등으로 정화효율이 급격하게 저하되는 문제가 있으며, 또한 기질물질층(220) 상부에 자연산화반응에 의한 금속황화물이나 금속수산화물 등이 침전됨으로써 투수성이 악화되고 유로가 집중되는 현상이 발생하지만, 이러한 경우에도, 종래의 기술에서는 전면 개보수 외에는 별다른 방법이 없는 실정이다.As described above, the
본 발명의 산성광산배수 자연정화 처리시설에서는, 상기와 같은 종래 기술의 문제점으로부터 착안하여, 기질물질층(220)과 알칼리공급물질층(230)을 각각 기질물질 반응블록(221)과 알칼리공급물질 반응블록(231)의 배열로 구성하였다.In the acid mine drainage natural purification treatment plant of the present invention, the
본 발명의 기질물질 반응블록(221)과 알칼리공급물질 반응블록(231)은, 도 6과 같이 설치장착과 교체에 적합한 소정 크기의 반응블록(221, 231) 단위로 모듈화되어 도 7과 같이 반응셀 프레임(250)에 장착되며, 상기 모듈의 각 반응블록(221, 231)은 구성성분과 배합비율은 사전에 이루어지는 적용성 시험에 의거하여 규격화되고 표준화되며, 현장제작이 아닌 공장의 표준 생산시스템으로 만들어지고 품질이 관리되며, 현장의 산성광산배수 오염부하에 따라 구성성분과 배합비율을 달리하는 반응블록(221, 231)이 선정되며, 현장의 오염부하가 변동되는 경우에는 적합한 규격의 반응블록(221, 231)으로 교체하여 대응하는 것이 가능하다.The substrate
도 7은 본 발명에 따른 기질물질 반응블록(221) 및 알칼리공급물질 반응블록(231)이 장착된 반응셀부(220)의 구성 단면도로서, 설치장착과 교체에 적합한 소정 크기의 각 반응블록(221, 231)은 반응블록 지지구조가 구비된 반응셀 프레임(250)에 장착되며, 이때에, 상기 반응블록(221, 231)으로 장착 배열되어 이루어지는 반응블록층의 상면은 약 3~10도의 기울기를 갖도록 설치되어, 기질물질 반응블록층의 상면에 침전되는 슬러지의 수거가 용이하도록 설치된다.7 is a cross-sectional view of the
상기 산성광산배수층(210), 기질물질층(220) 및 알칼리공급물질층(230)으로 구성된 반응셀부(200)는, 상기 산성광산배수 유입부(100) 측 및 유출부(300) 측까지 연장된 다수의 반응셀 프레임(250)이 설치되어 반응셀 채널(260)을 이룬다. The
각 반응셀 채널(260)은, 도 5에서와 같이, 유입부(100)와의 경계 상부에 반응셀 유입구(130)가 구비되고, 유출부(300)와의 경계 하부에 반응셀 유출구(330)가 구비되고, 슬러지 세척수 배출부(400)와의 경계 상부에 슬러지 세척수 배출구(410)가 구비되어 있으며, 또한 도 7에서와 같이 반응셀 프레임(250)의 높이는 산성광산배수층(210)의 내부에 잠기도록 설치하여 각 반응셀 채널(260)의 산성광산배수층(210) 수위가 항상 일정하게 되도록 설치되었지만, 산성광산배수층(210)의 상부로 돌출되도록 하여 각 반응셀 채널(260) 별로 광산성배수의 공급 및 차단을 제어할 수 있도록 하는 것도 가능하다. As shown in FIG. 5, each
본 발명의 산성광산배수 자연정화 처리시설은, 도 1에서와 같이 전체 정화처리시설의 산성광산배수를 차단하지 않고도, 독립적으로 광산성배수의 공급 및 차단이 독립적으로 제어되는 운전구역(500)이 제1 운전구역, 제2 운전구역 등으로 설정되어 있다.In the acid mine drainage natural purification treatment facility of the present invention, as shown in FIG. 1, the
반응셀부(200)가 운전구역 프레임(510)에 의하여 산성광산배수의 유로가 분리되어 있어서, 각 운전구역은 산성광산배수의 유입부(100)의 운전구역 선택수문(120) 및 반응셀 유입구(130)의 수문조작으로 산성광산배수의 유입을 독립적으로 차단할 수 있으며, 상기 운전구역 프레임(510)은 상기 반응셀 프레임과 달리 프레임의 높이가 산성광산배수층의 상부로 돌출되어, 산성광산배수를 독립적으로 분리하는 기능을 갖는다. The
유출부(300)의 반응셀 유출구(330)와 운전구역 선택수문(120)의 조작으로 운전구역 내의 정화수를 배출하고 수위를 제어할 수 있으며, 슬러지 세척수 배출부(400)의 슬러지 세척수 배출구(410) 및 운전구역 선택수문(420)의 조작으로 각 운전구역의 기질물질층(220) 상부의 침전된 슬러지를 세척하는 단계에서 사용된 세척수만을 분리하여 취수하고 슬러지 세척수 배출수문(420)을 통하여 배출하는 것도 가능하여, 기질물질층(220) 상부에 침전되는 슬러지의 세척 및 수거, 세척수의 분리 취수 배출, 각 반응블록(221, 231)의 점검, 보수 및 교체 등의 유지보수를 각 운전구역 단위별로 수행할 수 있다.The operation of the
상기와 같은 본 발명의 산성광산배수 자연정화 처리시설의 유지관리 방법은, 유지관리보수를 위한 운전구역을 선정하는 단계, 유입부(100)의 운전구역선택수문(120) 및 반응셀 유입구(130)의 수문조작으로 산성광산배수의 유입을 차단하는 단계, 유출부(300)의 반응셀 유출구(330), 운전구역선택수문(320) 및 수위조절 유출수문(310)의 수문조작으로 반응셀부(200)의 수위를 낮추는 단계, 산성광산배수가 제거된 기질물질층(220) 상부에 침전된 슬러지를 세척하는 단계, 슬러지 세척수 배출부(400)의 슬러지 세척수 배출구(410), 운전구역 선택수문(420) 및 슬러지 세척수 배출수문(430)을 조작하여 세척된 슬러지를 세척수와 분리하고 수거하는 단계, 슬러지가 제거된 상기 운전구역의 점검하고 훼손된 반응블록(221, 231)을 보수하거나 교체 장착하는 단계, 상기 각 수문의 조작으로 정비가 완료된 상기 운전구역에 산성광산배수를 유입시켜 운전을 재개하는 단계로 이루어진다.In the maintenance method of the acid mine drainage natural purification treatment facility of the present invention as described above, selecting a driving zone for maintenance and repair, the operation
본 발명의 자연정화 처리시설로부터 생성되는 슬러지의 후처리는, 도 8에서와 같이 슬러지 인발 펌프(610), 응집제 교반설비(620), 슬러지 탈수기(630) 여과기공급펌프(640) 및 탈리여액 여과기(650) 등을 포함하는 슬러지 탈수 및 여과 장치(600)를 이용하여 처리되며, 도 9에서와 같이 슬러지 탈수 및 여과 장치가 장착된 전용 차량을 이용하면 경제적이고 효율적인 슬러지의 후처리가 가능하다.After treatment of the sludge produced from the natural purification treatment plant of the present invention, as shown in Figure 8, the
본 발명의 자연정화 처리시설의 슬러지 후처리 방법은, 기질물질층(220) 상부에 침전된 슬러지를 세척하는 단계, 세척된 슬러지를 세척수와 분리하여 수거하는 단계, 수거된 슬러지에 응집제를 첨가하여 혼합 교반하여 플록(Floc)을 형성하도록 하고 슬러지 탈수기에 주입하는 단계, 슬러지의 탈수기로부터 유출되는 오염수를 탈리여액처리장치로 여과처리하여 방류하는 단계, 탈수처리된 슬러지를 케이크(Cake)의 형태로 압축하여 저장장치로 이송하는 단계로 이루어진다.In the sludge aftertreatment method of the natural purification treatment facility of the present invention, the step of washing the sludge precipitated on the
100 : 유입부
110 : 유입수문
120 : 운전구역 선택수문
130 : 반응셀 유입구
200 : 반응셀부
210 : 산성광산배수층
220 : 기질물질층
221 : 기질물질 반응블록
222 : 기질물질
223 : 기질물질 반응블록의 상하부 유공망
230 : 알칼리공급물질층
231 : 알칼리공급물질 반응블록
232 : 알칼리공급물질
233 : 알칼리공급물질 반응블록의 상하부 유공망
240 : 정화수 유출수층
250 : 반응셀 프레임
260 : 반응셀 채널
300 : 유출부
310 : 수위조절 유출수문
320 : 운전구역 선택수문
330 : 반응셀 유출구
400 : 슬러지 세척수 배출부
410 : 슬러지 세척수 배출구
420 : 운전구역 선택수문
430 : 슬러지 세척수 배출수문
500 : 운전구역
510 : 운전구역 프레임
520 : 제1운전구역
530 : 제2운전구역
600 : 슬러지 탈수 및 여과 장치
610 : 슬러지 인발 펌프
620 : 응집제 교반설비
630 : 슬러지 탈수기
640 : 여과기공급펌프
650 : 탈리여액 여과기100: inlet
110: inflow sluice
120: Selected gate for driving zone
130: reaction cell inlet
200: reaction cell part
210: acid mine drainage layer
220: substrate material layer
221: substrate material reaction block
222: Substrate Substance
223: upper and lower perforation network of substrate material reaction block
230: alkali feed material layer
231: alkali feed material reaction block
232: alkali feed material
233: upper and lower perforation network of alkali feed material reaction block
240: purified water effluent layer
250: reaction cell frame
260: reaction cell channel
300: outlet
310: water level control
320: Selected gate for driving zone
330: reaction cell outlet
400: sludge washing water discharge part
410: sludge washing water outlet
420: Selected gate for driving zone
430: sludge washing water discharge gate
500: driving area
510: driving area frame
520: first operating area
530: second operation area
600: sludge dewatering and filtration device
610: Sludge Drawing Pump
620: flocculant stirring equipment
630: sludge dehydrator
640: strainer feed pump
650: Tally filtrate filter
Claims (11)
일정 수위를 유지하는 산성광산배수층, 유기물질로 충전된 기질물질층, 석회석이 충전되거나 유기물질과 석회석의 혼합물이 충전된 알칼리공급물질층 및 정화된 산성광산배수의 유출수층으로 이루어진 반응셀부;
수위조절수문을 구비하는 유출부; 및
슬러지 세척수 배출부;를
포함하는 것을 특징으로 하는 산성광산배수 자연정화 처리시설.An inlet having a passage through which an acidic mine drainage is introduced to distribute the upper portion of the reaction tank;
A reaction cell portion comprising an acid mine drainage layer maintaining a constant water level, a substrate material layer filled with an organic material, an alkali feed material layer filled with limestone or a mixture of organic material and limestone, and an effluent layer of purified acid mine drainage;
An outlet having a water level control gate; And
Sludge washing water discharge;
Acid mine drainage natural purification treatment facility comprising a.
각 반응블록의 배열로 구성되는 각 반응물질층의 상면이 3~10도의 기울기를 갖도록 설치되는 것을 특징으로 하는 산성광산배수 자연정화 처리시설.The method of claim 2, wherein the reaction block,
The acid mine drainage natural purification treatment facility, characterized in that the upper surface of each reactant layer consisting of an array of each reaction block is installed to have a slope of 3 to 10 degrees.
각 반응블록의 상부와 하부에 다공판 또는 메시 구조의 유공판이 구비되는 것을 특징으로 하는 산성광산배수 자연정화 처리시설.The method of claim 3, wherein the reaction block,
An acid mine drainage natural purification treatment facility, characterized in that the upper and lower portions of each reaction block is provided with a porous plate or a porous plate of the mesh structure.
반응블록을 지지하는 지지대가 구비된 반응셀 프레임을 갖는 것을 특징으로 하는 산성광산배수 자연정화 처리시설.The method of claim 4, wherein the reaction block,
The acid mine drainage natural purification treatment facility, characterized in that it has a reaction cell frame provided with a support for supporting the reaction block.
반응셀 프레임으로 구분되고, 기질물질 반응블록과 알칼리공급물질 반응블록으로 형성된 다수의 반응셀 채널을 갖는 것을 특징으로 하는 산성광산배수 자연정화 처리시설.The method of claim 1, wherein the reaction cell unit,
An acid mine drainage treatment system characterized in that it comprises a plurality of reaction cell channels, which are divided into a reaction cell frame and formed of a substrate material reaction block and an alkali feed material reaction block.
산성광산배수를 분리하여 독립적으로 구분되는 산성광산배수층을 형성하는 운전구역 프레임을 갖는 것을 특징으로 하는 산성광산배수 자연정화 처리시설.The method of claim 6, wherein the reaction cell unit,
An acid mine drainage natural purification treatment facility, characterized in that it has an operating zone frame that separates the acid mine drainage to form an acid mine drainage layer that is independently separated.
산성광산배수의 유로를 독립적인 운전구역으로 분리하는 반응셀부의 운전구역 프레임;
운전구역의 정화수를 독립적으로 배출하고 수위를 제어할 수 있는 유출부의 반응셀 유출구, 운전구역 선택수문 및 수위조절 유출수문;을 구비하여
상기 반응셀 유출구, 운전구역 선택수문 및 수위조절 유출수문수문의 조작으로 산성광산배수의 공급과 차단이 독립적인 복수의 운전구역이 포함되는 것을 특징으로 하는 산성광산배수 자연정화 처리시설.Operation zone selection gate and reaction cell inlet for inlet to select and shut off the acid mine drainage by operation zone independently;
A driving zone frame of the reaction cell unit separating the flow path of the acid mine drainage into an independent driving zone;
Equipped with a reaction cell outlet, an outlet of the operating zone, a selective gate and a water level control outlet, which can independently discharge the purified water in the driving zone and control the water level.
The acid mine drainage treatment system characterized in that it comprises a plurality of operation zones independent of the supply and blocking of the acid mine drainage by the operation of the reaction cell outlet, the operation zone selection gate and the water level control outflow gate.
기질물질층 상부의 슬러지 세척수를 운전구역별로 분리 취수하고 슬러지 세척수 배출수문을 통하여 배출하는 것이 가능하도록, 슬러지 세척수 배출부의 슬러지 세척수 배출구, 운전구역 선택수문 및 슬러지 세척수 배출수문를 포함하는 것을 특징으로 하는 산성광산배수 자연정화 처리시설.The method of claim 8, wherein the driving zone,
Sludge wash water outlet of the sludge wash water outlet, the operating zone selection gate and the sludge wash water discharge gate to enable the sludge wash water on the substrate material layer to be separated and collected by the operating zone and discharged through the sludge wash water discharge gate. Mine drainage natural purification treatment facility.
상기 세척된 슬러지를 세척수와 분리하고 수거하는 단계에서 수거된 슬러지에 응집제를 첨가하여 혼합 교반하여 플록을 형성하도록 하고 슬러지 탈수기에 주입하는 단계, 슬러지의 탈수기로부터 유출되는 오염수를 탈리여액처리장치로 여과처리하여 방류하는 단계, 탈수처리된 슬러지를 케이크의 형태로 압축하여 저장장치로 이송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자연정화 처리시설의 유지관리방법.
The method of claim 10,
In the step of separating and collecting the washed sludge with the washing water, a flocculant is added to the collected sludge to be mixed and stirred to form a floc and injected into the sludge dehydrator, and the contaminated water flowing out of the sludge dehydrator is desorbed into the filtrate. Filtering and discharging, compressing the dewatered sludge in the form of a cake and transporting the sludge to a storage device.
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