KR101613811B1 - 작업성 및 사용연한 개선을 위한 동전기제염장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 작업성 및 사용연한 개선을 위한 동전기제염장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 오염된 토양이나 콘크리트가 채워진 여과포가 수용되는 중간셀과, 상기 중간셀 양측에 배치되어 전해액과 전극이 수용되는 음극셀과, 양극셀을 포함하는 하우징; 상기 하우징에 수용되고, 상기 각 셀을 구획하는 격자판; 및 상기 하우징의 내측부에 구비되어 상기 격자판의 탈부착을 가능하게 하는 분리수단;을 포함하여 구성된다.
즉 본 발명은 중간셀, 음극셀 및 양극셀을 구획하는 격자판은 분리수단에 의하여 탈부착 가능하도록 함으로써 제염 완료 후, 후속작업의 편의성을 확보하여 작업성을 향상시키고, 여과포의 손상을 줄여 여과포의 사용연한을 증대시키며, 이를 통하여 작업 인력과 폐기물을 저감시킬 수 있는 작업성 및 사용연한 개선을 위한 동전기제염장치를 제안하고자 한다.

Description

작업성 및 사용연한 개선을 위한 동전기제염장치{ELECTROKINETIC DECONTAMINATION EQUIPMENT}

본 발명은 중간셀, 음극셀 및 양극셀을 구획하는 격자판은 분리수단에 의하여 탈부착 가능하도록 함으로써 제염 완료 후, 후속작업의 편의성을 확보하고, 여과포의 손상을 줄여 인력과 폐기물을 감소시킬 수 있는 작업성 및 사용연한 개선을 위한 동전기제염장치에 관한 것이다.

일반적으로 동전기제염장치로는 대한민국 공개특허 제10-2010-0009709(2010.01.29. 이하 '종래기술'이라 함) “동전기법에 계면활성 세정을 융합한 중금속 오염토양의 처리방법”이 개시되어 있다.

상기 종래기술은 오염된 토양에 양극과 음극을 대향 배치하는 단계; 상기 오염된 토양에 계면활성제 100중량부, 상기 계면활성제 100중량부를 기준으로 유기산 혼합물 10 내지 30중량부 및 에틸렌디아민테트라아세트산 10 내지 30중량부를 주입하는 단계; 및 상기 오염된 토양에 전압을 인가하는 단계를 포함하여 구성된다.

상기 종래기술에 따르면 계면활성제를 첨가하여 토양의 정화 효율을 향상시킬 수 있는 동전기법에 계면활성 세정을 융합한 중금속 오염토양의 처리방법을 제공할 수 있게 된다.

통상적으로 우라늄으로 오염된 토양/콘크리트를 제염하기 위해 동전기제염장치 본체에는(음극셀, 토양/콘크리트셀, 양극셀) 3개의 셀로 나뉘어지고, 특히 셀과 셀 사이를 나누는 다공성 격막인 격자판이 동전장치 내부의 바닥과 안쪽 벽에 단단히 고정되어 있다.

이러한 동전기제염장치의 구동원리는 토양/콘크리트셀에 폴리프로필렌(P.P) 재질의 여과포를 설치하고 오염된 토양/콘크리트를 투입한 후, 양극셀과 음극셀에는 전해용액으로 채우고 각각의 전극을 통해 약 5주간 제염을 수행하게 된다.

이러한 기존의 제염과정에서 발생할 수 있는 문제점은 토양/콘크리트셀에 사용하는 여과포의 손상이다.

이 경우 고온의 강산 등의 극한 조건에서 오랜 시간 동전기제염장치를 가동하는 경우 여과포가 부식되어 외부의 작은 힘이 가해져도 쉽게 찢어지는 문제가 있는데, 종래의 동전기제염장치의 경우에는 각 셀을 구획하는 격자판이 고정되어 있어 제염완료 후, 후속작업 시 여과포의 손상이 크고, 이를 회피하기 위해 많은 시간과 인력 투입으로 어려움을 겪게 된다.

또한 손상된 여과포는 재사용이 불가능하여 전량 방사성폐기물로 처리하기 때문에 처분비용이나 1회성 사용수명에 따른 구매비용에 있어서 경제성이 떨어지는 문제를 안고 있다.

대한민국 공개특허 제10-2010-0009709(2010.01.29.)

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,

중간셀, 음극셀 및 양극셀을 구획하는 격자판은 분리수단에 의하여 탈부착 가능하도록 함으로써 제염 완료 후, 후속작업의 편의성을 확보하여 작업성을 향상시키고, 여과포의 손상을 줄여 여과포의 사용연한을 증대시키며, 이를 통하여 작업 인력과 폐기물을 저감시키고자 하는 것을 하나의 목적으로 한다.

또한 본 발명은 분리수단의 구조가 단순하여 제작이 용이하여 제작 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 작업환경 개선과 작업 시 발생할 수 있는 안전사고를 미연에 방지하고자 하는 것을 또 하나의 목적으로 한다.

본 발명에 따른 작업성 및 사용연한 개선을 위한 동전기제염장치는 오염된 토양이나 콘크리트가 채워진 여과포가 수용되는 중간셀과, 상기 중간셀 양측에 배치되어 전해액과 전극이 수용되는 음극셀과, 양극셀을 포함하는 하우징; 상기 하우징에 수용되고, 상기 각 셀을 구획하는 격자판; 및 상기 하우징의 내측부에 구비되어 상기 격자판의 탈부착을 가능하게 하는 분리수단;을 포함하여 이루어진다.

본 발명에 따른 작업성 및 사용연한 개선을 위한 동전기제염장치는 중간셀, 음극셀 및 양극셀을 구획하는 격자판은 분리수단에 의하여 탈부착 가능하도록 함으로써 제염 완료 후, 후속작업의 편의성을 확보하여 작업성을 향상시킬 수 있다.

또한 본 발명은 여과포의 손상을 줄여 여과포의 사용연한을 증대시킬 수 있고, 이를 통하여 작업 인력과 폐기물을 저감시킴으로써 비용을 절감할 수 있다.

또한 본 발명은 분리수단의 구조가 단순하여 제작이 용이하여 제작 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 작업환경 개선과 작업 시 발생할 수 있는 안전사고를 미연에 방지할 수 있다.

또한 본 발명은 동전기 가동 시, 수소의 발생으로 pH가 상승하여 부식정도가 심한 양극셀에 인접한 여과포를 복수 겹으로 이중처리함으로써 여과포의 손상을 최대한 방지하고, 이를 통하여 장기간에 걸친 재사용을 가능하게 할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 작업성 및 사용연한 개선을 위한 동전기제염장치를 나타내는 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 동전기제염장치를 나타내는 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 동전기제염장치에서 제염 완료 후, 후속작업을 나타내는 평면도,
도 4는 본 발명에 따른 동전기제염장치에서 제염 완료 후, 후속작업을 나타내는 측면도.

이하에서는 본 발명에 따른 작업성 및 사용연한 개선을 위한 동전기제염장치를 첨부된 도면을 참조하여 보다 자세하게 설명하기로 한다.

본 명세서상에서 사용되는 엄밀하지 않은 방향기준을 첨부된 도 1을 참조하여 특정하면,

중간셀(11)을 기준으로 격자판(20)의 중간셀(11) 쪽 측면을 '내측 또는 내측면'이라 하고, 격자판(20)의 음극셀(13) 또는 양극셀(15) 쪽 측면을 '외측 또는 외측면'이라 한다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 작업성 및 사용연한 개선을 위한 동전기제염장치는

중간셀(11), 음극셀(13) 및 양극셀(15)이 배치되는 하우징(10)과, 각 셀을 구획하기 위한 격자판(20)과, 이 격자판(20)의 탈부착을 위한 분리수단(30)을 포함하여 구성된다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 하우징(10)은

중심부에 오염된 토양이나, 콘크리트(S)가 채워지는 중간셀(11)이 구비되고, 중간셀(11) 양측으로는 전극이 배치되는 음극셀(13)과 양극셀(15)이 배치된다.

먼저 중간셀(11)에는 오염된 토양이나 콘크리트(S)가 여과포(40)에 담겨 수용되며, 이때 여과포(40)는 토양이나 콘크리트(S)는 투과되지 않고 전해액은 투과가 가능한 메쉬 형태로 형성될 수 있다.

또한 음극셀(13)과 양극셀(15)에는 전해액이 충진되고, 각각 음전극(C)과 양전극(A)이 배치되어 해당 전압이 인가되고, 이때 전원공급장치(1)로부터 전원이 공급되면 전기삼투현상에 의하여 전해액이 양극셀(15)에서 음극셀(13)로 이동하면서 오염된 토양이나 콘크리트(S)를 제염하여 정화하게 된다.

이 경우 동전기 가동 시, 수소(H⁺)가 발생하게 되는데, 이에 의하여 양극셀(15)의 전해액은 산성도(pH)가 높아져 양극셀(15)에 인접한 여과포(40)는 상대적으로 음극셀(13)에 인접한 여과포(40)보다 손상이 심해진다.

따라서 이러한 문제를 해결하기 위해 도 2에 도시된 바와 같이 양극셀(15)에 인접한 여과포(40)를 복수 겹, 예컨대 2겹으로 이중처리함으로써 여과포(40)의 손상을 최대한 방지하고, 이에 의하여 여과포(40)를 장시간에 걸쳐 재사용이 가능하게 된다.

또한 여과포(40)는 산과 열에 강한 폴리프로필렌(polypropylene) 수지로 제작될 수 있고, 전체적으로 여과포(40)의 손상을 방지하기 위해 여과포(40)의 두께를 두껍게 제작하는 것이 바람직하고, 이때 여과포(40)의 최대 두께는 2mm로 제작될 수 있다.

도 1 내지 도 4에 도시되 바와 같이 본 발명에 따른 격자판(20)은

용액 투과성을 갖는 다공성 격막으로 구성되어 각 셀을 구획하여 분리시키게 된다.

본 발명에 따른 격자판(20)은 종래의 동전기제염장치와 같이 하우징(10)에 고정된 형태로 제작되는 것과 달리 탈부착이 가능하도록 구성되어 제염 완료 후, 토양이나 콘크리트(S)가 담긴 여과포(40)의 수거 작업이 용이할 뿐만 아니라, 여과포(40)의 손상을 최대한 방지할 수 있게 된다.

이를 위해 본 발명에서는 분리수단(30)을 도입하였고, 이하에서 분리수단(30)에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 분리수단(30)은

하우징(10)에 내측부에 구비되어 격자판(20)의 탈부착이 가능하도록 함으로써 제염 완료 후, 후속작업 시 작업성을 향상시키도록 구성된다.

즉 본 발명에 따른 분리수단(30)은 격자판(20)의 내측부 또는 내외측부에 배치되는 지지대로 구성되고,

이 지지대는 하우징(10)의 내측면 형성되는 내측지지대(31)와, 전극과 격자판(20) 사이에 배치되는 격자판지지대(33)를 포함하여 구성된다.

먼저 내측지지대(31)는 하우징(10)의 저부에 한 쌍으로 구성되어 격자판(20)의 하단부가 끼워지는 제1 지지체(31a)와, 하우징(10)의 내측 양측면에 수직방향으로 형성되고, 상기 격자판(20)의 내측방향에 배치되어 격자판(20)을 지지하는 제2 지지체(31b)로 구성된다.

다음으로 격자판지지대(33)는 하우징(10)의 내측 양측면에 형성되어 격자판(20)의 외측방향에 배치되는데, 이 경우 하우징(10)의 내측에는 수직방향으로 형성되어 전극이 끼워지는 전극지지대(35)가 구비되고, 이 전극지지대(35)와 격자판(20) 사이의 공간상에 형성되는 끼움공간(I)에 격자판지지대(33)가 삽입된다.

따라서 격자판(20)의 하단부는 제1 지지체(31a)에 끼워짐과 동시에, 내측면은 내측지지대(31)의 제2 지지체(31b)에 의하여 지지되고, 격자판(20)의 외측면은 격자판지지대(33)에 의하여 지지됨으로써 하우징(10) 내부에서 기립된 상태가 유지된다.

본 발명에 따른 동전기제염장치에 의하여 제염이 완료되면 제염된 토양이나 콘크리트(S)를 수거하게 되는데,

이하에서는 본 발명에 따른 분리수단(30)을 이용한 제염 완료 후의 후속작업, 즉 여과포(40)에 채워진 토양이나 콘크리트(S)의 수거작업을 도 3 및 도 4를 참조하여 설명하기로 한다.

먼저 여과포(40)의 수거작업에 앞서 음극셀(13)과 양극셀(15)에 충진된 전해액을 배출시키고, 또한 여과포(40)에 채워져 있는 제염된 토양이나 콘크리트(S)를 절반 정도 덜어내는 선행작업을 수행하게 된다.

이때 여과포(40)에서 토양이나 콘크리트(S)를 덜어내는 이유는 여과포(40)의 인양 시, 여과포(40)의 무게를 줄여 여과포(40)의 손상을 줄이기 위함이다.

이 상태에서 격자판지지대(33)의 상단에 배치된 걸림부(33a)에 인양장치를 걸고, 격자판지지대(33)를 들어올려 하우징(10) 밖으로 꺼내게 된다.

격자판지지대(33)를 하우징(10) 밖으로 꺼낸 후에는 격자판(20)의 상단부를 외측방향, 즉 음극셀(13)이나 양극셀(15) 쪽으로 기울이게 되면 격자판(20)과 여과포(40)가 이격되어 분리되고, 이렇게 격자판(20)과 여과포(40)가 분리되면 인양장치를 이용하여 여과포(40)를 하우징(10) 외부로 꺼냄으로써 여과포(40)의 수거작업은 종료된다.

상기한 바와 같이 제염된 토양이나, 콘크리트(S)가 수거된 후에는 인양장치를 이용하여 격자판지지대(33)를 들어올려 하단부부터 끼움공간(I)에 삽입하게 되면 기울어진 상태의 격자판(20)은 수직하게 세워져 격자판지지대(33)와 내측지지대(31)에 의하여 지지된다.

이 상태에서 전해액을 음극셀(13)과 양극셀(15)에 공급하고, 중간셀(11)에 여과포(40)를 넣은 후, 여과포(40)에 오염된 토양이나, 콘크리트(S)를 채워 제염작업을 수행하게 된다.

이 경우 여과포(40)를 중간셀(11)에 넣기 전에 여과포(40)에 오염된 토양이나, 콘크리트(S)를 채운 후, 여과포(40)를 중간셀(11)에 삽입하는 것도 가능하나, 토양이나 콘크리트(S)의 무게에 의하여 여과포(40)가 손상될 수 있기 때문에 빈 여과포(40)를 중간셀(11)에 먼저 삽입한 후, 토양이나 콘크리트(S)를 채울 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

따라서 분리수단에 의하여 격자판의 탈부착이 가능하도록 함으로써 제염 완료 후, 후속작업의 편의성을 확보하여 작업성을 향상시킬 수 있고, 여과포의 손상을 줄여 여과포의 사용연한을 증대시키며, 이를 통하여 작업 인력과 폐기물을 저감시킬 수 있게 된다.

한편 본 발명에 따른 분리수단(30)은 음극셀(13) 측 격자판(20) 또는 양극셀(15) 측 격자판(20), 또는 모든 격자판(20)을 탈부착될 수 있도록 배치할 수 있으나,

도 2 내지 도 4의 도시에서는 음극셀(13) 측 격자판(20)에 분리수단(30)이 배치되어 있고, 양극셀(15) 측 격자판(20)은 하우징(10)에 고정된 상태로 배치되어 있다.

이는 동전기 가동 시, 전기삼투현상에 의하여 전해액이 양극셀(15)에서 음극셀(13)로 이동하기 때문에 음극셀 쪽의 공간을 상대적으로 양극셀 쪽 공간보다 넓게 형성될 수 있다.

이러한 경우 분리수단(30)에 의하여 여과포(40)로부터 격자판(20)의 분리작업을 위한 작업공간은 음극셀(13) 측이 양극셀에 비하여 상대적으로 넓기 때문에 작업이 쉽고 용이하여 유리하기 때문이다.

다만 첨부된 도면에는 도시되지 않았지만, 분리수단은 양극셀 측에만 형성될 수 있을 뿐만 아니라, 음극셀과 양극셀 모두에 형성되는 것도 가능하며, 그 기능 역시 동일하다.

이상에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명인 작업성 및 사용연한 개선을 위한 동전기제염장치를 설명함에 있어 특정 형상 및 방향을 위주로 설명하였으나, 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

S : 토양 또는 콘크리트
A : 양전극 C : 음전극
I : 끼움공간
1 : 전원공급장치
10 : 하우징
11 : 중간셀 13 : 음극셀
15 : 양극셀
20 : 격자판
30 : 분리수단
31 : 내측지지대 31a : 제1 지지체
31b : 제2 지지체 33 : 격자판지지대
33a : 걸림부 35 : 전극지지대
40 : 여과포

Claims (6)

1. 오염된 토양이나 콘크리트(S)가 채워진 여과포(40)가 수용되는 중간셀(11)과,
   상기 중간셀(11) 양측에 배치되어 전해액과 전극이 수용되는 음극셀(13)과, 양극셀(15)을 포함하는 하우징(10);
   상기 하우징(10)에 수용되고, 상기 각 셀을 구획하는 격자판(20); 및
   상기 하우징(10)의 내측부에 구비되어 상기 격자판(20)의 탈부착을 가능하게 하는 분리수단(30);
   을 포함하여 이루어진 작업성 및 사용연한 개선을 위한 동전기제염장치.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 분리수단(30)은
   상기 하우징(10)에 연결되어 상기 격자판(20)의 내측부를 지지하는 내측지지대(31)와,
   상기 전극과 상기 격자판(20) 사이에 배치되어 상기 격자판(20)의 외측부를 지지하고, 상기 하우징(10)으로부터 인입출이 가능한 격자판지지대(33)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 작업성 및 사용연한 개선을 위한 동전기제염장치.
   
3. 제 2 항에 있어서, 상기 내측지지대(31)는
   상기 하우징(10)의 저부에 형성되어 상기 격자판(20)의 하단을 지지하는 제1 지지체(31a)와,
   상기 하우징(10)의 내측면에 형성되어 상기 격자판(20)의 내측부를 지지하는 제2 지지체(31b)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 작업성 및 사용연한 개선을 위한 동전기제염장치.
   
4. 제 2 항에 있어서, 상기 분리수단(30)은
   상기 하우징(10)에 연결되어 상기 전극를 고정시키고, 상기 격자판(20)과 사이에 상기 격자판지지대(33)를 위한 끼움공간(I)을 형성하는 전극지지대(35)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 작업성 및 사용연한 개선을 위한 동전기제염장치.
   
5. 제 2 항에 있어서,
   상기 격자판지지대(33)의 상단에는 걸림부(33a)가 더 구비되는 것을 특지으로 하는 작업성 및 사용연한 개선을 위한 동전기제염장치.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 양극셀(15)에 인접한 여과포(40)는 복수 겹으로 구성되는 것을 특징으로 하는 작업성 및 사용연한 개선을 위한 동전기제염장치.

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