KR101606870B1 - 토양 정화 장치 및 이를 포함하는 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 본 발명은 토양 정화 장치에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명의 일 측면에 따르면, 유류에 의해 오염된 토양이 포함된 혼합물을 정화하는 토양 정화 장치에 있어서, 상기 혼합물이 물과 기름과 토양으로 분리되는 공간을 제공하는 본체; 상기 본체의 일측에 형성되고, 상기 혼합물이 투입되는 투입부; 상기 본체에 제공되며, 분리된 물을 회수하는 물 회수라인 및 분리된 기름을 회수하는 기름 회수라인이 연결되는 라인접속부; 상기 본체의 타측에 형성되고, 분리된 토양을 배출하는 배출부; 및 상기 본체의 내측에 제공되어, 상기 분리된 토양을 상기 배출부로 이송시키는 토양 이송부를 포함하는 토양 정화 장치를 제공할 수 있다.

Description

토양 정화 장치 및 이를 포함하는 시스템{Soil remediation apparatus and system including thereof}

본 발명은 토양 정화 장치 및 이를 포함하는 시스템에 관한 것이다.

오늘날 산업은 거의 전적으로 화석 연료를 기반으로 하여 발전되어 왔으나, 산업의 발전과 함께 수반된 환경 오염 문제가 최근 심각한 사회 문제로 대두되고 있다.

상기와 같은 환경 오염은 크게 대기 오염, 수질 오염 및 토양 오염으로 구분할 수 있다. 특히, 토양 오염 문제는 식량 생산에 매우 심각한 위협이 되고, 지하수 오염을 통한 수질 오염을 유발시킬 뿐만 아니라, 대기 오염이나 수질 오염에 비하여 해결하기가 쉽지 않다.

한편, 화석 연료 중 석유와 같은 유류는 다양한 산업 분야에서 이용될 수 있어 매우 광범위하게 활용되고 있으나, 해양 기름 유출 사고 내지는 운송 및 저장에 있어서의 부주의 등의 여러가지 이유로 인해 상당량의 유류가 토양으로 유출되면서 심각한 토양 오염을 야기할 수 있다.

유류에 의해 오염된 토양이 자연적으로 회복되기 위해서는 상당한 기간을 필요로 하기 때문에, 유류에 의해 오염된 토양을 인위적으로 정화하기 위한 기술들에 대한 관심이 높아지고 있다.

유류에 의해 오염된 토양을 정화하는 기존의 방법들로, 토양 세척법(Soil washing), 열탈착법(Thermal desorption), 바이오 리미디에이션(bio remedation) 등의 기술들이 제안되고 있다.

상기 기술들을 구체적으로 살펴보면, 토양 세척법(Soil washing)은 물 또는 계면활성제(surfactant)를 이용하여 오염물질을 토양의 표면으로부터 분리시키는 기술이다.

이러한 토양 세척법은 중유 또는 원유로 오염된 토양을 처리하는 경우에는 계면활성제의 소모량이 비경제적으로 과다해지는 문제점이 있으며, 물이 중유 또는 원유와 접촉할 경우, 타르 볼(Tar Ball)이 생성되어 타르 볼에 의해 스크린이 막히는 현상 내지는 계면활성제의 접촉면적이 줄어들어 처리 효과가 급격히 줄어드는 현상을 보인다는 문제점이 있다.

열탈착법(Thermal desorption)은 유류에 의해 오염된 토양에 열을 가하여 유류 오염물을 휘발시킨 뒤, 휘발된 오염물을 연소실(burner)에서 태우는 공정에 의해 토양을 정화하는 기술이다. 휘발된 오염물을 연소실에서 태울 때, 분진이 발생하는데, 발생된 분진은 배그 필터(bag filter)로 걸러서 오염물질을 최소화 시킨 후에 대기로 배출하게 된다.

이러한 열탈착법은 오염된 토양으로부터 휘발된 오염물을 소각할 때, 오염물의 탄소수(carbon number)에 비례하여 산소량이 필요하다. 토양을 오염시킨 원인 물질이 탄소수가 비교적 낮은 경유(light oil)인 경우에는 열탈착법에 의해 정화하는 경우 문제될 것이 없으나, 탄소수가 비교적 높은 중유 등에 의해 토양이 오염되는 경우, 이러한 오염 물질을 소각하는 데 필요한 산소량 또한 매우 커지고, 배그 필터도 이에 비례하여 늘어나야 하므로, 후처리 시설이 매우 과다해져 버린다는 문제점이 있다.

바이오 리미디에이션(bio remedation)은 미생물을 이용하는 정화기술로서, US EPA에 따르면 일반적으로 TPH 5,000 mg/kg까지만 처리가 가능하며, 중유 또는 원유로 오염된 토양의 경우 TPH가 5,000 mg/kg를 훨씬 초과하는 경우가 일반적이므로, 미생물에 의한 처리로는 한계가 있다는 문제점이 있다. 여기서, TPH란 Total Petroleum Hydrocarbon의 약자로, 총 석유계 탄화수소를 의미하고, TPH 수치가 높을수록 토양의 오염 정도가 심각함을 나타낸다.

또한, 원유에 의해 오염된 토양이 수십년간 방치되는 경우, 원유에 함유된 탄소수가 비교적 낮은 경유(light oil) 성분은 모두 날라가고, 난분해성 중유(heavy oil) 성분만 남게 되어, 생물학적인 분해가 어려울 수 있고, 건조하고 햇빛이 강한 환경에서는 미생물에 필요한 수분공급 및 통기성 확보가 현실적으로 어려워서, 바이오 리미디에이션 공정을 적용하는 것 자체가 어렵다는 한계점이 있다.

한국공개특허 KR10-2011-0087944

본 발명의 실시예는 유류 등으로 오염된 토양을 효과적으로 정화할 수 있는 토양 정화 장치 및 이를 포함하는 시스템을 제공하고자 한다.

투입부; 상기 본체에 제공되며, 분리된 물을 회수하는 물 회수라인 및 분리된 기름을 회수하는 기름 회수라인이 연결되는 라인접속부; 상기 본체의 타측에 형성되고, 분리된 토양을 배출하는 배출부; 및 상기 본체의 내측에 제공되어, 상기 분리된 토양을 상기 배출부로 이송시키는 토양 이송부를 포함하는 토양 정화 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 본체의 측벽에 제공되며, 상기 본체의 내부에서 분리된 물과 기름을 확인할 수 있는 높이에 형성되는 윈도우를 더 포함하고, 상기 라인접속부는 상기 윈도우에 대응되는 높이에 배치되는 토양 정화 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 라인접속부는 상기 윈도우의 일측 또는 양측에 접하도록 제공되는 토양 정화 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 토양 이송부는, 상기 본체의 저부에 제공되어 상기 혼합물 및 상기 분리된 토양 중 적어도 하나를 상기 배출부 방향으로 밀어내는 스크류 펌프인 토양 정화 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 본체의 내부에 제공되고, 상기 투입부를 통해 투입되는 상기 혼합물에서 토양을 걸러내는 필터를 더 포함하는 토양 정화 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 필터는 상기 투입부로부터 기 설정된 거리로 이격 설치되고, 상기 혼합물의 적어도 일부는 상기 필터를 통과하도록 진행하는 토양 정화 장치 가 제공될 수 있다.

또한, 상기 라인접속부는 상하로 배열되고, 상기 분리된 물 또는 상기 분리된 기름을 상기 본체 외부로 배출할 수 있도록 형성된 복수 개의 배출구를 포함하고, 상기 기름 회수라인은 상기 분리된 물과 상기 분리된 기름의 경계면의 상측에 위치한 상기 배출구 중 어느 하나에 연결되고, 상기 물 회수라인은 상기 경계면의 하측에 위치한 상기 배출구 중 어느 하나에 연결되는 토양 정화 장치 가 제공될 수 있다.

또한, 상기 본체에 설치되고, 상기 분리된 토양과 상기 분리된 물 및 기름이 서로 접촉하지 못하도록 차단하는 경계판을 더 포함하는 토양 정화 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 경계판은 상기 본체 내부의 상기 분리된 기름, 상기 분리된 물 및 상기 토양이 서로 층을 이루며 분리된 영역에 대응하여 제공되는 토양 정화 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 경계판은 상기 분리된 토양을 상기 배출부로 안내하는 토양 정화 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 경계판은 상향 경사진 부분을 포함하는 토양 정화 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 혼합물은 오염토, 물 및 탄소수가 35 이하인 유류의 혼합물인 토양 정화 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 혼합물이 분리되는 상기 본체 내부의 공간은, 상기 투입부로 투입된 분리 전의 혼합물이 존재하는 혼합영역, 상기 분리 전의 혼합물에서 토양이 걸러지고 남은 물 및 기름의 혼합물이 존재하는 과도영역 및 물질의 밀도 차이에 의해 상기 물 및 기름의 혼합물이 층을 이루면서 기름과 물로 분리된 상태로 유지되는 분리영역으로 구성되는 토양 정화 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 본체의 내부에 제공되고, 상기 투입부를 통해 투입되는 상기 혼합물에서 토양을 걸러내는 필터를 더 포함하고, 상기 혼합영역은 상기 투입부로부터 상기 필터까지의 공간으로 정의되는 토양 정화 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 본체에 설치되고, 상기 분리된 토양과 상기 분리된 물 및 기름이 서로 접촉하지 못하도록 차단하는 경계판을 더 포함하고, 상기 과도영역은 상기 필터로부터 상기 경계판의 단부까지의 공간으로 정의되는 토양 정화 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 배출부로 배출되는 토양을 별도의 후처리 시설로 이송하는 콘베이어 벨트를 더 포함하는 토양 정화 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 배출부의 내부에 제공되고, 상기 분리된 토양을 상기 배출부를 따라 이송시키는 상승 토양 이송부를 더 포함하는 토양 정화 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 토양 이송부의 토양 이송이 끝나는 지점에 제공되고, 상기 토양 이송부에 의해 이송된 토양이 저장되는 호퍼를 더 포함하고, 상기 상승 토양 이송부는, 상기 호퍼 내부에서부터 상기 배출부의 출구까지에 걸쳐서 제공되는 토양 정화 장치가 제공될 수 있다.

또한, 투입수를 저장하는 물 저장부; 상기 물 저장부와 연결되고, 상기 투입수를 가열하는 가열부; 상기 오염된 토양으로부터 기름을 분리하는 분리제를 저장하는 분리제 저장부; 상기 오염된 토양, 상기 가열된 투입수 및 상기 분리제를 제공받아 혼합하여 혼합물을 생성하는 믹싱부; 및 상기 혼합물을 받아 토양을 정화하는 상기 토양 정화 장치를 포함하는 토양 정화 시스템이 제공될 수 있다.

또한, 상기 토양 정화 장치에 연결되고, 상기 토양 정화 장치에서 분리된 물에 함유된 불순물을 응집 및 침전시키는 응집침전부; 및 상기 응집침전부에 연결되고, 상기 응집침전부에서 침전된 불순물을 가압하여 상기 침전된 불순물에 함유된 물을 분리하는 필터 프레스부를 더 포함하고, 상기 응집침전부에서 불순물이 제거된 물 및 상기 필터 프레스부에서 분리된 물이 상기 물 저장부로 회수되는 토양 정화 시스템이 제공될 수 있다.

또한, 상기 가열부는 상기 투입수를 50℃ 이상으로 가열하고, 상기 분리제는 탄소수가 35 이하의 유류인 토양 정화 시스템이 제공될 수 있다.

또한, 상기 가열부는 상기 투입수를 상온 이상으로 가열하고, 상기 분리제는 가솔린(gasoline), 디젤(disel), 케로신(kerosene), 이소프로필 알코올(isopropyl alcohol), 벤젠(benzene), 톨루엔(toluene), 미네랄 오일(mineral oil), 인산, 황산 및 염산 중 어느 하나인 토양 정화 시스템이 제공될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 물질의 밀도 차이를 이용하여 유류 등에 의해 오염된 토양을 기름, 물 및 토양으로 효과적으로 분리해낼 수 있으므로, 오염토의 정화를 용이하게 할 수 있다는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 토양 정화 장치를 포함하는 토양 정화 시스템을 개념적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 토양 정화 시스템을 이용해서 유류 등에 의해 오염된 토양을 정화하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 토양 정화 장치를 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3의 토양 정화 장치의 내부를 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 토양 정화 장치의 내부를 도시한 단면도이다.
도 6는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 토양 정화 장치의 내부를 도시한 단면도이다.

이하에서는 본 발명의 사상을 구현하기 위한 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다. 아울러 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 토양 정화 장치를 포함하는 토양 정화 시스템을 개념적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 토양 정화 시스템을 이용해서 유류 등에 의해 오염된 토양을 정화하는 방법을 나타낸 순서도이다.

본 발명의 실시예에 따른 토양 정화 시스템(1)은 탄소수가 대략 35 이상인 중유 또는 원유에 의해 오염된 오염토를 제공받을 수 있고, 제공된 오염토에 함유된 중유 또는 원유가 제거되어 정화토를 생성할 수 있다.

본 실시예에서는 토양 정화 시스템(1)이 중유 또는 원유에 의해 오염된 오염토를 제공받는 것을 예로 들어 설명하나, 본 발명의 사상은 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 토양 정화 시스템(1)으로는 중유 또는 원유 뿐만 아니라 다른 종류의 석유(Oil)에 의해 오염된 오염토가 제공될 수도 있다.

토양 정화 시스템(1)은 물 저장부(60), 물 저장부(60)로부터 유입된 투입수를 50℃ 이상으로 가열하는 가열부(20), 경유를 저장하는 경유 저장부(30), 유입된 오염토의 큰 입자의 알갱이들을 걸러내는 스크린부(40), 가열부(20)에서 제공되는 가열된 투입수와 경유 저장부(30)에서 제공되는 경유와 스크린부(40)에서 걸러진 오염토를 고르게 혼합하는 믹싱부(50), 및 믹싱부(50)에서 혼합된 투입수, 경유, 오염토의 혼합물을 분리하는 토양 정화 장치(10)를 포함할 수 있다.

경유 저장부(30)에 저장되는 경유(light oil)는 흙 알갱이들에 흡착되어 있는 중유 또는 원유를 화학적으로 분리해낼 수 있고, 가솔린(gasoline), 디젤(disel), 케로신(kerosene), 이소프로필 알코올(isopropyl alcohol), 벤젠(benzene), 톨루엔(toluene), 미네랄 오일(mineral oil) 등일 수 있다. 또한, 상기 경유는 탄소수가 기 설정된 범위 이하인 유류일 수 있고, 일 예로 탄소수가 35 이하인 유류일 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 경유가 저장되는 경유 저장부(30)가 제공되는 것을 예로 들어 설명하나, 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 인산, 황산 또는 염산 중 어느 하나를 저장하는 저장하는 저장부가 경유 저장부(30) 대신 제공될 수도 있다.

여기서, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 토양 정화 장치(10)는 믹싱부(50)에서 혼합된 혼합물을 제공받을 수 있으며, 혼합물을 물, 기름 및 토양으로 분리할 수 있다. 또한, 분리된 물은 물 회수라인(16)을 통해 응집침전부(70)로 회수될 수 있고, 분리된 기름은 기름 회수라인(18)을 통해 별도의 후처리 시설(미도시)로 이송될 수 있으며, 분리된 토양은 토양 회수부(17)를 통해 별도의 후처리 시설(미도시)로 이송되어 재활용될 수 있다. 토양 정화 장치(10)의 구체적인 구성 및 혼합물의 분리 과정에 대해서는 후술하겠다.

한편, 토양 정화 시스템(1)은 토양 정화 장치(10) 내에서 분리된 물을 유입 받아, 유입된 물에 포함된 미세한 불순물들을 응집 및 침전시키는 것에 의해 유입된 물을 정화하는 응집침전부(70) 및 응집침전부(70) 내에서 침전된 불순물을 이송 받아 여과시키는 필터 프레스부(80)를 더 포함할 수 있다.

이때, 필터 프레스부(80)는 하나 이상의 여과판 및 여과포를 포함하는 일반적인 가압식 여과기일 수 있으나, 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 침전된 불순물을 여과시킬 수 있는 구성이면 어느 것이든 채용 가능하다. 또한, 필터 프레스부(80)에서 불순물이 여과되는 과정에서 불순물에 함유되어 있던 물이 분리될 수 있고, 분리된 물은 물 공급라인(12)을 통해 물 저장부(60)로 공급될 수 있으며, 물이 분리되고 남은 불순물은 슬러지로서 외부로 배출될 수 있다.

본 실시예에 따른 토양 정화 시스템(1)의 토양 정화 과정은 다음과 같다. 먼저, 정화를 필요로 하는 오염토가 스크린부(40)에 투입되고(S10), 스크린부(40)에 제공되는 필터(42)를 거치면서 입자의 크기가 비교적 큰 알갱이들은 1차적으로 걸러질 수 있다(S20).

한편, 물 저장부(60)에 저장된 투입수가 가열부(20)로 이송되어 가열될 수 있고(S30), 가열된 투입수는 믹싱부(50)로 제공될 수 있다. 가열부(20)에서 투입수는 바람직하게는 50℃ 이상으로 가열될 수 있으나, 100℃ 이상으로 가열되어 스팀의 형상으로 믹싱부(50)에 제공되는 것도 가능하다.

1차로 걸러진 오염토는, 가열부(20)에 의해 가열된 투입수 및 경유 저장부(30)에 저장된 경유와 함께 믹싱부(50)로 유입되어 균일하게 혼합될 수 있다. 믹싱부(50)에서 혼합되는 과정에서, 경유는 상온보다 높은 온도에서 오염토의 흙 알갱이들에 부착된 중유 또는 원유와 반응하여 흙 알갱이들로부터 중유 또는 원유를 분리시키게 된다(S40). 상온보다 높은 온도 하에서는 흙 알갱이들에 부착된 중유 또는 원유의 점도가 낮아져서, 중유 또는 원유가 흙 알갱이들로부터 용이하게 분리될 수 있다.

한편, 믹싱부(50)에서 혼합된 혼합물은 토양 정화 장치(10)로 이송될 수 있고, 토양 정화 장치(10)에서 기름, 물 및 토양으로 분리될 수 있다(S50).

물 및 기름과 분리된 토양은 가장 아래로 침전하게 되고, 침전된 토양은 토양 정화 장치(10)의 외부로 배출될 수 있다. 또한, 토양 정화 장치(10)에서 분리된 기름은 경유와 오염토로부터 분리된 중유 또는 원유가 혼합된 상태이며, 별도로 마련되는 유류 처리 시설로 이송될 수 있다(S60).

또한, 토양 정화 장치(10)에서 분리된 물은 응집침전부(70) 및 필터 프레스부(80)를 거치면서 정화될 수 있고(S70), 이렇게 정화된 물은 물 회수라인(12)를 통해 물 저장부(60)로 이송되어 재활용될 수 있다(S80).

이러한 과정을 거쳐서, 토양 정화 시스템(1)에 투입된 오염토는 경유와 고온의 투입수와의 혼합 및 침전 작용에 의해 유류가 효과적으로 제거될 수 있다. 또한, 정화 처리시 투입한 물을 다시 회수함으로써, 정화 처리시 투입되는 물의 양을 대폭 줄일 수 있다.

이하에서는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 토양 정화 장치(10)의 구체적인 구성에 대하여 서술하겠다.

도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 토양 정화 장치를 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3의 토양 정화 장치의 내부를 도시한 단면도이다.

본 발명의 제 1 실시예에 따른 토양 정화 장치(10)는 믹싱부(50)로부터 혼합물(M)이 유입되어 물과 기름과 토양으로 분리되는 공간을 제공하는 본체(100), 본체(100)의 일측에 형성되고 혼합물(M)이 투입되는 투입부(102), 투입된 혼합물(M)에 포함된 토양의 입자들은 투과되지 못하고 물(W) 및 기름(O) 입자만이 투과되는 필터(107), 본체의 외면을 형성하는 외벽(105), 본체(100)의 후단 측에 형성되고, 분리된 토양을 배출하는 배출부(112), 본체(100)의 내측에 제공되어 분리된 토양(S)을 배출부(112)로 이송시키는 토양 이송부(111), 토양 이송부(111)를 구동시키는 구동부(103), 본체(100) 내부의 물(W) 및 기름(O)의 수위를 작업자가 체크하기 위한 윈도우(104) 및 외부의 물 회수라인(16) 및 기름 회수라인(18)이 연결되는 라인접속부(106), 본체(100)의 내부에서 분리된 물(W) 및 기름(O)과 토양(S)을 구분하는 경계판(109) 및 배출부(112)로 배출되는 토양을 별도의 후처리 시설로 이송하는 콘베이어 벨트(101)를 포함할 수 있다.

본체(100)의 내부는 투입부(102)로 투입된 혼합물(M)이 존재하는 혼합영역(A), 필터(107)를 통과한 물(W) 및 기름(O)의 혼합물(WO)이 존재하는 과도영역(B) 및 물질의 밀도 차이에 의해 혼합물(M)이 위에서부터 기름(O), 물(W) 및 토양(S)으로 분리된 상태로 유지되는 분리영역(C)으로 이루어질 수 있다.

투입부(102)는 본체(100)의 전단측에 제공될 수 있고, 투입부(102)를 통해 믹싱부(50)로부터 혼합물(M)이 본체(100) 내의 혼합영역(A)으로 투입될 수 있다.

혼합영역(A)의 혼합물(M)에 포함된 물(W) 및 기름(O)의 입자는 필터(107)를 투과하고, 토양 입자는 필터(107)를 투과하지 못하고 침전될 수 있다.

필터(107)는 굵은 크기의 토양 입자는 통과하지 못하고 미세한 물(W) 및 기름(O) 입자만이 통과될 수 있는 미세공들이 형성된 판일 수 있고, 본체(100) 내부에 제공되어 투입부(102)를 통해 투입되는 혼합물(M)에서 토양을 걸러낼 수 있다.

필터(107)는 투입부(102)로부터 기 설정된 거리로 이격 설치될 수 있고, 혼합물(M) 중 일부는 필터(107)를 통과하고 나머지는 필터(107)와 외벽(105) 사이에 형성되는 틈으로 빠져나갈 수 있다. 상기 틈은 필터(107)의 하방에 형성될 수도 있으나, 필터(107)의 측방 또는 상방에 형성되는 것도 가능하다.

또한, 필터(107)는 혼합영역(A)과 과도영역(B)을 구분하는 경계일 수 있다.

필터(107)를 투과하지 못한 토양 입자는 침전되어 본체(100)의 하부에 쌓일 수 있고, 필터(107)를 통하지 않은 혼합물(M)과 본체(100)의 하부에 쌓인 토양은 토양 이송부(111)에 의해 본체(100)의 외부로 이송될 수 있다.

토양 이송부(111)는 기존에 알려진 일반적인 스크류 펌프일 수 있고, 본체(100)의 하부에 제공될 수 있으며, 본체(100)의 투입부(102) 측 하부에 제공되는 구동부(103)에 의해 구동될 수 있다.

또한, 토양 이송부(111)는 혼합영역(A), 과도영역(B) 및 분리영역(C) 모두에 걸쳐서 제공될 수 있으나, 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니고, 과도영역(B) 및 분리영역(C)에 걸쳐서만 제공될 수도 있으며, 분리영역(C)에 걸쳐서만 제공될 수도 있다.

한편, 필터(107)를 투과한 물(W) 및 기름(O)의 혼합물(WO)은 시간이 지남에 따라 과도영역(B)에서 분리영역(C) 쪽으로 밀려나면서 밀도 차이에 의해 층을 이루며 물(W)과 기름(O)으로 분리될 수 있다.

또한, 필터(107)는 본체(100)의 바닥면과 소정 거리 이격되어 있으므로, 필터(107)와 본체(100)의 바닥면 사이로 혼합물(M)이 통과될 수 있다. 이렇게 통과한 혼합물(M)은 믹싱부(50)를 거치면서 고온의 투입수 및 경유와 혼합된 상태이므로, 이들의 작용에 의해 시간이 지남에 따라 기름(O), 물(W) 및 토양(S)으로 층을 이루며 분리될 수 있고, 분리된 토양(S)은 하방으로 침전되어 본체(100)의 바닥면에 쌓일 수 있다.

본체(100)의 내부에는 외벽(105)과 일체로 형성되고, 본체(100)의 후단 측으로부터 본체(100)의 내부측으로 수평 방향으로 돌출한 경계판(109)이 제공될 수 있고, 경계판(109)은 바닥면에 쌓인 토양(S)과 물(W) 및 기름(O)을 서로 구분하여, 분리된 물(W) 및 기름(O)이 토양(S)과 접촉하지 못하도록 차단할 수 있다. 또한, 경계판(109)은 분리영역(C)에 대응하여 제공될 수 있다.

경계판(109)에 의해 물(W)과 토양(S)이 서로 접촉되지 않으므로, 토양(S)이 스크루 펌프(111)에 의해 밀려나더라도 분리영역(C)에 존재하는 물(W) 및 기름(O)은 토양(S)의 이동에 따른 영향을 받지 않을 수 있고 층을 이루며 분리된 상태가 유지될 수 있다. 또한, 경계판(109)은 분리된 토양(S)을 배출부(112)로 안내하는 역할을 할 수도 있다.

이렇게 분리된 물(W) 및 기름(O)의 수위는 본체(100)의 측벽에 제공되며, 상기 본체의 내부에서 분리된 물과 기름을 확인할 수 있는 높이에 형성되는 윈도우(104)를 통해 작업자가 육안으로 확인할 수 있다. 작업자는 물(W) 및 기름(O)의 수위를 확인한 후, 해당 수위에 맞추어 라인접속부(106)에 물 회수라인(16) 및 기름 회수라인(18)을 접속시킬 수 있다.

또한, 윈도우(104) 및 라인접속부(106)는 서로 접하도록 제공될 수 있고, 라인접속부(106)는 윈도우(104)에 대응되는 높이에 배치될 수 있으며, 분리영역(C)에 대응하는 본체(100)의 측벽에 제공될 수 있다.

라인접속부(106)는 상하 방향으로 일정 간격으로 배열되는 복수 개의 배출구(108)를 포함할 수 있다. 또한, 배출구(108)는 개폐가능하도록 버터플라이 밸브가 설치될 수도 있으나, 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니며, 밸브가 설치되지 않는 것도 가능하며, 버터플라이 밸브 외에 다른 타입의 밸브일 수도 있다.

기름 회수라인(18)은 혼합물(M)로부터 분리된 물(W)과 분리된 기름(O)의 경계면(I)의 상측에 위치한 배출구(108) 중 하나에 연결될 수 있고, 물 회수라인(16)은 경계면(I)의 하측에 위치한 배출구(108) 중 하나에 연결될 수 있다.

배출구(108)에 연결된 물 회수라인(16) 및 기름 회수라인(18)을 통해 물(W)과 기름(O)이 각각 별도의 후처리 시설(미도시)로 이송되어 소정의 후처리를 거쳐서 재활용될 수 있다. 이로써, 혼합물(M)에 포함되어 있던 물과 기름을 수득하여 재활용할 수 있으므로 비용 절감의 효과를 얻을 수 있다.

토양 이송부(111)에 의해 이송되는 토양은 본체(100)의 후단측에 형성된 배출부(112)를 통해 배출될 수 있고, 본체(100)의 배출부(112)를 형성하는 외벽(105)이 상방으로 경사지게 형성될 수 있다.

배출부(112)를 통해 배출된 토양(S)은 배출부(112)와 연결되는 콘베이어 벨트(101)에 의해 별도의 후처리 유닛(미도시)으로 이송될 수 있다.

콘베이어 벨트(101)에 의해 이송되는 토양(S)은 혼합물(M)에서 기름 및 물이 제거된 깨끗한 토양으로서, 별도의 후처리 시설(미도시)로 회수되어 재활용될 수 있다.

본 실시예에 따른 토양 정화 장치(10)에 의하면 유류에 의해 오염된 토양으로부터 기름 및 물을 효과적으로 분리해내고, 정화된 토양을 얻을 수 있으므로, 오염토를 효과적으로 정화하여 재활용할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 토양 정화 장치에 관하여 도 5를 참조하여 서술하겠다.

도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 토양 정화 장치의 내부를 도시한 단면도이다.

본 실시예에 따른 토양 정화 장치(10')는 제 1 실시예와 비교하여 배출부(112) 측에 상승 토양 이송부(122) 및 호퍼(126)가 추가로 제공된다는 점에서 차이가 있으므로, 이러한 차이점을 위주로 설명하며, 동일한 부분에 대해서는 제 1 실시예의 설명 및 도면 부호를 원용한다.

도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 토양 정화 장치(10')는 토양 이송부(111)에 의한 토양 이송이 끝나는 지점의 외벽(105) 측에 이송된 토양(S)이 임시로 저장되는 호퍼(126)가 형성될 수 있고, 배출부(112) 내부에 배출부(112)를 따라서 토양(S)을 상승시키는 상승 토양 이송부(122)가 제공될 수 있으며, 호퍼(126)의 내부에 상승 토양 이송부(122)를 구동시키는 상승 구동부(124)가 제공될 수 있다.

상승 토양 이송부(122)는 토양 이송부(111)와 동일하게 구성될 수 있으며, 배출부(112)를 따라 호퍼(126) 내부에서부터 배출부(112)의 출구까지에 걸쳐서 제공될 수 있다.

호퍼(126)는 토양 이송부(111)에 의한 토양 이송이 끝나는 지점에서 외벽(105)의 일부가 하측으로 돌출되어 형성될 수 있고, 외벽(105)이 돌출된 부분의 내부에 토양(S)을 저장할 수 있는 공간이 형성될 수 있다. 토양 이송부(111)에 의해 밀려난 토양(S)이 호퍼(126)의 내부에 쌓여서 임시로 저장될 수 있고, 호퍼(126)에 쌓인 토양(S)은 상승 토양 이송부(122)에 의해 배출부(112)를 통해 이송될 수 있으며, 외부로 배출될 수 있다.

배출부(112)는 지면과 상방으로 경사지게 형성되어 있으므로, 제 1 실시예에서와 같이 토양(S)을 이송하는 수단이 토양 이송부(111)만 구비된 경우에는 토양(S) 이송에 필요한 출력을 내는데 한계가 있을 수 있고, 배출부(112)를 따라 토양(S)을 이송하는 데 파워가 부족할 경우도 발생할 수 있다.

이에, 본 실시예에서는 배출부(112)를 통해 토양(S)을 이송하는 상승 토양 이송부(122)를 추가하여, 제 1 실시예에 비해 더 안정적으로 토양(S)을 외부로 이송할 수 있으므로, 공정의 안정성이 확보된다는 효과가 있다.

이하에서는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 토양 정화 장치에 관하여 도 6을 참조하여 서술하겠다.

도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 토양 정화 장치의 내부를 도시한 단면도이다.

본 실시예에 따른 토양 정화 장치(10")는 제 1 실시예와 비교하여 라인접속부(106) 및 본체(100) 후방 측의 외벽(105) 부분의 형상에 있어서의 차이가 있으므로, 이러한 차이점을 위주로 설명하며, 동일한 부분에 대해서는 제 1 실시예의 설명 및 도면 부호를 원용한다.

제 1 실시예에 따른 토양 정화 장치(10)는 라인접속부(106)가 윈도우(104)의 일측에만 제공되고 있으나, 본 실시예에 따른 토양 정화 장치(10")는 라인접속부(106)가 윈도우(104)의 양측에 하나씩 총 두 개가 제공될 수 있다.

또한, 제 1 실시예에 따른 토양 정화 장치(10)는 본체(100)의 배출부(112)를 형성하는 외벽(105)이 상방으로 경사지게 형성되는 반면에, 본 실시예에 따른 토양 정화 장치(10’)는 본체(100)의 배출부(112)를 형성하는 외벽(105)이 하방으로 경사지게 형성될 수 있다. 이에 따라, 본 실시예에 따른 토양 정화 장치(10’)는 제 1 실시예와 비교하였을 때, 중력에 의해 토양(S)이 이송되는 힘을 받을 수 있으므로, 구동부(103)에서 토양 이송부(111)를 구동하여 토양(S)을 본체(100)의 외부로 이송하는 데 사용되는 에너지가 절약되는 효과가 있다.

상기 제 1 실시예 및 제 2 실시예에서는 본체(100)의 배출부(112)를 형성하는 외벽(105)이 상방으로 경사지거나, 하방으로 경사지게 형성되는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니고, 지면에 대하여 평행하게 형성되는 것도 가능하다.

이상 본 발명의 실시예에 따른 토양 정화 장치의 구체적인 실시 형태로서 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는 것이며, 본 명세서에 개시된 기초 사상에 따르는 최광의 범위를 갖는 것으로 해석되어야 한다. 당업자는 개시된 실시형태들을 조합/치환하여 적시되지 않은 형상의 패턴을 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 이외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 속함은 명백하다.

1: 토양 정화 시스템 10, 10', 10": 토양 정화 장치
100: 본체 101: 콘베이어 벨트
102: 투입부 103: 구동부
104: 윈도우 105: 외벽
106: 라인접속부 107: 필터
108: 배출부 109: 경계판
111: 토양 이송부 112: 배출부
122: 상승 토양 이송부 124: 상승 구동부
126: 호퍼

Claims (22)

1. 유류에 의해 오염된 토양이 포함된 혼합물을 정화하는 토양 정화 장치에 있어서,
   상기 혼합물이 물과 기름과 토양으로 분리되는 공간을 제공하는 본체;
   상기 본체의 일측에 형성되고, 상기 혼합물이 투입되는 투입부;
   상기 본체에 제공되며, 분리된 물을 회수하는 물 회수라인 및 분리된 기름을 회수하는 기름 회수라인이 연결되는 라인접속부;
   상기 본체의 타측에 형성되고, 분리된 토양을 배출하는 배출부;
   상기 본체의 내측에 제공되어, 상기 분리된 토양을 상기 배출부로 이송시키는 토양 이송부;
   상기 본체의 내부에 제공되고, 상기 투입부로부터 기 설정된 거리로 이격 설치되며, 상기 투입부를 통해 투입되는 상기 혼합물에서 토양을 걸러내고, 상기 혼합물 중 물과 기름을 통과시키는 필터; 및
   상기 본체의 배출부로부터 상기 본체의 내측을 향해 수평 방향으로 돌출되고, 상기 분리된 토양과 상기 분리된 물 및 기름이 서로 접촉하지 못하도록 차단하며, 상기 분리된 토양을 상기 배출부로 안내하는 경계판을 포함하고,
   상기 본체는,
   내부가 상기 투입부로 투입된 분리 전의 혼합물이 존재하는 혼합영역, 상기 분리 전의 혼합물에서 토양이 걸러지고 남은 물 및 기름의 혼합물이 존재하는 과도영역 및 물질의 밀도 차이에 의해 상기 물 및 기름의 혼합물이 층을 이루면서 기름과 물로 분리된 상태로 유지되는 분리영역으로 구획되고,
   상기 필터는 상기 혼합영역과 상기 과도영역을 구분하도록 배치되고,
   상기 경계판은 상기 분리영역과 상기 과도영역의 경계지점까지 연장 형성되며,
   상기 필터와 상기 본체의 외벽 사이에는, 상기 분리된 토양이 이동할 수 있는 틈이 형성되고,
   상기 토양 이송부는, 상기 경계판과 상기 본체의 외벽 사이에 제공되고, 상기 틈을 통과한 상기 분리된 토양을 이송시키는 토양 정화 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 본체의 측벽에 제공되며, 상기 본체의 내부에서 분리된 물과 기름을 확인할 수 있는 높이에 형성되는 윈도우를 더 포함하고,
   상기 라인접속부는 상기 윈도우에 대응되는 높이에 배치되는 토양 정화 장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 라인접속부는 상기 윈도우의 일측 또는 양측에 접하도록 제공되는 토양 정화 장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 토양 이송부는,
   상기 본체의 저부에 제공되어 상기 혼합물 및 상기 분리된 토양 중 적어도 하나를 상기 배출부 방향으로 밀어내는 스크류 펌프인 토양 정화 장치.
5. 삭제
6. 삭제
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 라인접속부는 상하로 배열되고, 상기 분리된 물 또는 상기 분리된 기름을 상기 본체 외부로 배출할 수 있도록 형성된 복수 개의 배출구를 포함하고,
   상기 기름 회수라인은 상기 분리된 물과 상기 분리된 기름의 경계면의 상측에 위치한 상기 배출구 중 어느 하나에 연결되고,
   상기 물 회수라인은 상기 경계면의 하측에 위치한 상기 배출구 중 어느 하나에 연결되는 토양 정화 장치.
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 경계판은 상향 경사진 부분을 포함하는 토양 정화 장치.
12. 제 1 항에 있어서,
    상기 혼합물은 오염토, 물 및 탄소수가 35 이하인 유류의 혼합물인 토양 정화 장치.
13. 삭제
14. 삭제
15. 삭제
16. 제 1 항에 있어서,
    상기 배출부로 배출되는 토양을 별도의 후처리 시설로 이송하는 콘베이어 벨트를 더 포함하는 토양 정화 장치.
17. 제 1 항에 있어서,
    상기 배출부의 내부에 제공되고, 상기 분리된 토양을 상기 배출부를 따라 이송시키는 상승 토양 이송부를 더 포함하는 토양 정화 장치.
18. 제 17 항에 있어서,
    상기 토양 이송부의 토양 이송이 끝나는 지점에 제공되고, 상기 토양 이송부에 의해 이송된 토양이 저장되는 호퍼를 더 포함하고,
    상기 상승 토양 이송부는,
    상기 호퍼 내부에서부터 상기 배출부의 출구까지에 걸쳐서 제공되는 토양 정화 장치.
19. 투입수를 저장하는 물 저장부;
    상기 물 저장부와 연결되고, 상기 투입수를 가열하는 가열부;
    상기 오염된 토양으로부터 기름을 분리하는 분리제를 저장하는 분리제 저장부;
    상기 오염된 토양, 상기 가열된 투입수 및 상기 분리제를 제공받아 혼합하여 혼합물을 생성하는 믹싱부; 및
    상기 혼합물을 받아 토양을 정화하는 제 1 항 내지 제 4 항, 제 7 항, 제 11 항, 제 12 항 및 제 16 항 중 어느 한 항의 토양 정화 장치를 포함하는 토양 정화 시스템.
20. 제 19 항에 있어서,
    상기 토양 정화 장치에 연결되고, 상기 토양 정화 장치에서 분리된 물에 함유된 불순물을 응집 및 침전시키는 응집침전부; 및
    상기 응집침전부에 연결되고, 상기 응집침전부에서 침전된 불순물을 가압하여 상기 침전된 불순물에 함유된 물을 분리하는 필터 프레스부를 더 포함하고,
    상기 응집침전부에서 불순물이 제거된 물 및 상기 필터 프레스부에서 분리된 물이 상기 물 저장부로 회수되는 토양 정화 시스템.
21. 제 19 항에 있어서,
    상기 가열부는 상기 투입수를 50℃ 이상으로 가열하고,
    상기 분리제는 탄소수가 35 이하의 유류인 토양 정화 시스템.
22. 제 19 항에 있어서,
    상기 가열부는 상기 투입수를 상온 이상으로 가열하고,
    상기 분리제는 가솔린(gasoline), 디젤(disel), 케로신(kerosene), 이소프로필 알코올(isopropyl alcohol), 벤젠(benzene), 톨루엔(toluene), 미네랄 오일(mineral oil), 인산, 황산 및 염산 중 어느 하나인 토양 정화 시스템.

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