KR101646993B1

KR101646993B1 - 중금속 오염 토양용 스크린선별장치

Info

Publication number: KR101646993B1
Application number: KR1020150045152A
Authority: KR
Inventors: 이상환; 박미정; 김윤수; 지원현; 신동춘; 김종원; 박준형; 이영근
Original assignee: 한국광해관리공단
Priority date: 2015-03-31
Filing date: 2015-03-31
Publication date: 2016-08-09

Abstract

본 발명은, 단부가 하향으로 기울어지게 배치되고, 기준크기 미만의 입도를 가지는 토양을 하부로 배출하는 제1스크린부재; 상기 제1스크린부재의 하단부 측에 배치되어 상기 제1스크린부재의 단부 측에서 낙하하는 토양이 저장되는 홈부가 구비되는 토양댐부재; 상기 토양댐부재에 상단부가 연결되고 단부가 하향으로 기울어지게 배치되고 기준크기 미만의 입도를 가지는 토양을 하부로 배출하는 제2스크린부재; 및 상기 토양댐부재에 저장되는 토양을 향해 물을 분사하는 물분사기기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

중금속 오염 토양용 스크린선별장치 {SORTING DEVICE FOR SOILS CONTAMINATED WITH HEAVY METALS}

본 발명은 중금속 오염 토양용 스크린선별장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 중금속 오염된 토양을 정화 처리하는데 있어 입경이 작은 미세토양을 효율적으로 선별할 수 있는 중금속 오염 토양용 스크린선별장치에 관한 것이다.

일반적으로 토양에는 자연발생적으로 또는 인위적인 경로를 통해 유입된 중금속이 다소 함유되어 있다.

납, 구리, 카드륨, 아연 및 수은 등을 비롯한 여러 중금속들은 토양 내에 적절한 함량이 유지되는 경우 토양으로부터 많은 영양분을 공급받는 식물 등의 다양한 생물체에게 있어서 꼭 필요한 존재이기도 한 반면, 지나치게 과량이 함유되는 경우에는 직접 또는 간접적인 경로를 통해 인간에게 매우 위해한 영향을 끼치기도 한다.

산업화가 급속히 진행됨에 따라, 각종 유해물질이 투기 및 유출됨으로써 토양과 지하수를 심각하게 오염시키고 있으며, 특히, 공단지역, 도시폐기물 처리지역 및 폐광/탄광 주변지역의 경우, 토양에 함유된 중금속의 농도는 일반적인 지역의 자연 상태의 토양에 비해 몇 백배 높은 것으로 보고되고 있다.

극도의 산업화가 초래한 토양의 오염은 토양의 자연정화능력의 범위를 넘어서 인류에게 커다란 위해요인으로까지 부상하고 있는 것이 현실이므로 토양에 함유된 중금속을 제거함으로써 오염토양을 정화시키는 문제는 생태계의 적절한 조정이라는 차원을 넘어 인류생존의 문제로까지 인식되고 있다.

종래 기술에 따른 중금속 오염 토양 설비는, 간략적인 입도 선별 후 중금속을 별도로 선별하지 않고 토양과 섞인 상태로 용출액(황산, 염산, 인산, 질산 등)과 혼합하여 중금속을 이온화한 후 토양을 중화한 후 복원하는 시스템이 주를 이루었다.

하지만 종래기술에 따른 설비의 적용결과 중금속의 농도가 효과적으로 낮아지지 않고 정화의 목적에 미달하는 경우가 많았으며 약품을 사용함으로써 2차적인 오염발생, 운영비용 및 후처리비용이 과다하게 발생하여 복원사업을 위한 의의를 잃는 경우가 많았다.

오염 토양의 효과적인 정화를 위해서는 정화단계에서 각 입경 크기별로 토양을 선별하는 것이 중요하다.

종래기술에 따른 토양 선별 스크린장치는 메시 사이즈가 다른 복수의 데크를 복수의 단으로 배치하고, 각 데크의 메시 사이즈를 다르게 하여 각 데크별 다른 사이즈의 입도를 선별하는 구조이다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 등록실용신안공보 제20-0953106호(2004년 06월 22일 공고, 고안의 명칭 : 오염 토양 세척액과 복원토양 분리용 진동 스크린 장치)에 개시되어 있다.

종래기술에 따른 스크린 장치는, 토양 선별 스크린구조로 6mm이하의 입도를 가지는 토양을 정밀하게 선별하려면 투입되는 제품이 메시 위에 겹치지 않고 고르게 깔려서 진행이 되어야 하기 때문에 투입되는 물량에 맞추어 면적을 넓히려면 용량에 비하여 면적이 너무 크거나 여러 대의 스크린을 설치해야 하는 문제점이 있다.

또한, 종래기술에 따른 스크린 장치는, 여러 층 겹쳐서 선별이 이루어지면 상부에 미세토 및 중금속 입자들이 하부로 배출되지 못하고 큰 입자 위에 얹힌 상태로 배출되어 중금속 농도가 떨어지지 않아 복원 토양으로 불합격판정을 받는 경우가 많은 문제점이 있다.

따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.

본 발명은 중금속 오염된 토양을 정화 처리하는데 있어 입경이 작은 미세토양을 효율적으로 선별할 수 있는 중금속 오염 토양용 스크린선별장치을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 상기 토양댐부재는 출구 측에 상기 제2스크린부재로 연결되도록 단부가 상향경사진 경사배출면이 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 경사배출면은 상기 제1스크린부재와 상기 제2스크린부재의 경사각도와 동일하게 형성되고, 그 방향은 반대로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 중금속 오염 토양용 스크린선별장치은, 기울어지게 배치된 스크린에 토양을 물과 함께 이송하면서 고르게 펼쳐지게 하여 토양의 입도 선별효율을 크게 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 중금속 오염 토양용 스크린선별장치은, 적은 동력으로 넓은 선별면적을 갖는 스크린 적용이 가능하여 운영비 및 설비비를 절감할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 중금속 오염 토양용 스크린선별장치가 도시된 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 중금속 오염 토양용 스크린선별장치가 도시된 종단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 중금속 오염 토양용 스크린선별장치가 도시된 사시도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 중금속 오염 토양용 스크린선별장치의 일 실시예를 설명한다.

이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다.

그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 중금속 오염 토양용 스크린선별장치가 도시된 개략도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 중금속 오염 토양용 스크린선별장치가 도시된 종단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 중금속 오염 토양용 스크린선별장치가 도시된 사시도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 중금속 오염 토양용 스크린선별장치는, 단부가 하향으로 기울어지게 배치되고, 기준크기 미만의 입도를 가지는 토양을 하부로 배출하는 제1스크린부재(10)를 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 중금속 오염 토양용 스크린선별장치는, 제1스크린부재(10)의 단부 측에 하부 측으로 이격되게 배치되는 제2스크린부재(30)를 포함한다.

본 발명에 따른 미세토양 선별용 스크린장치는, 제1스크린부재(10)의 상부 측에서 토양을 제1스크린부재(10)로 배출하는 토양공급슈트부재(50)를 더 포함한다.

토양공급슈트부재(50)는 내부에 토양을 일시적으로 저장보관하고, 보관된 토양을 하단부의 배출구로 배출하여 제1스크린부재(10)의 상부로 공급한다.

토양공급슈트부재(50)에서 배출된 토양은 기울어진 제1스크린부재(10)의 상부면과 제2스크린부재(30)의 상부면을 따라 이동하고, 토양 중 기준크기 미만의 입도를 가지는 토양은 제1스크린부재(10)와 제2스크린부재(30)의 하부면으로 배출되고, 토양 중 기준 크기 이상의 입도를 가지는 토양은 제2스크린부재(30)의 단부 측으로 배출된다.

제1스크린부재(10)와 제2스크린부재(30)는 우레탄재질의 메시패널인 것을 일 예로 하며, 이 외에도 철, 스테인리스, 고무 등의 메시패널일 수도 있고, 기준크기 미만의 입도를 가지는 토양을 통과시키는 구멍이 전면에 고르게 다수 형성된 형태로 다양하게 변형 실시할 수 있다.

기준크기는 토양의 선별기준에 따라 다양하게 변형될 수 있고, 제1스크린부재(10)와 제2스크린부재(30)는 기설정된 기준크기에 맞는 다수의 구멍을 가져 구멍을 통해 기준크기 미만의 토양을 하부 측으로 배출한다.

제1스크린부재(10)와 제2스크린부재(30)는 기울어지게 배치되어 상부면으로 토양을 이송시키면서 하부로 기준크기 미만의 입도를 가지는 토양을 배출하며, 토양은 물과 함께 제1스크린부재(10)와 제2스크린부재(30)의 상부면을 원활하게 이송하면서 입도 선별되는 것이 바람직하다.

제1스크린부재(10)와 제2스크린부재(30)의 사이에는 낙하하는 토양이 저장되는 홈부(21)가 구비된 토양댐부재(20)가 배치된다.

토양댐부재(20)는 제1스크린부재(10)의 하단부 측에 배치되어 제1스크린부재(10)의 단부 측에서 낙하하는 토양이 홈부(21) 내로 저장된다.

또한, 제2스크린부재(30)는 홈부(21)의 출구 측에 연결되게 배치되어 홈부(21)의 출구에서 배출되는 토양을 하단부 측으로 이송한다.

토양댐부재(20)는 출구 측에 제2스크린부재(30)로 연결되도록 단부가 상향경사진 경사배출면(22)이 구비되고, 경사배출면(22)은 제1스크린부재(10)와 제2스크린부재(30)의 경사각도(α)와 동일한각도(β)로 형성되어 토양의 이동흐름이 일정하게 유지될 수 있도록 한다.

경사배출면(22)은 단부가 상향경사지고, 제1스크린부재(10)와 제2스크린부재(30)는 단부가 하향경사진 것으로 지면을 기준으로 경사진 경사각도는 동일하고, 그 방향만 반대인 것이며, 본 실시예의 경사각도는 30도로 이루어진다.

토양댐부재(20)에 저장된 토양은 물분사기기(40)에 의해 분사된 물에 의해 표면에 뭍은 중금속 등의 오염물질이 세척되고, 물분사기기(40)에서 분사된 물의 수압에 의해 토양댐부재(20)에서 배출되어 제2스크린부재(30)로 이동된다.

물분사기기(40)는, 토양댐부재(20)의 홈부(21)를 향해 물을 분사하는 분사노즐부(41)와, 분사노즐부(41)로 물을 공급하는 물공급부(42)를 포함한다.

물분사기기(40)는 토양댐부재(20)에 저장된 토양을 향해 물을 분사하여 토양을 세척하여 오염물질을 제거하고, 토양댐부재(20)에 저장된 토양을 밀어내어 제2스크린부재(30)로 배출되게 한다.

물을 지속적으로 공급하여 토양댐부재(20)에서 배출되는 토양이 제2스크린부재(30)의 상부면에 고르게 펼쳐져 이동될 수 있도록 한다.

분사노즐부(41)는 제2스크린부재(30)의 상부면을 기준으로 경사배출면(22)의 경사면과 동일한각도(γ)로 홈부(21)를 향해 물을 분사하여 토양이 최소한의 부하로 뒤섞이고, 제2스크린부재(30) 측으로 원활하게 이동하여 배출될 수 있도록 한다.

토양은 토양공급슈트부재(50)에서 배출되어 물과 함께 제1스크린부재(10)의 상부면에 고르게 펼쳐져 이동하며, 이때 물은 선별되는 토양과 함께 제1스크린부재(10)의 구멍을 통해 하부로 배출되므로 제1스크린부재(10)의 하단부 측으로 갈수록 토양을 고르게 펼치는 물이 부족하다.

본 발명에 따른 중금속 오념 토양용 스크린선별장치는, 제1스크린부재(10)의 하단부 측에 토양댐부재(20)를 배치하고, 토양댐부재(20)의 내부로 물분사기기(40)로 물을 분사하여 선별된 토양을 한 번 더 뒤섞고 토양표면에 흡착되어 있는 중금속을 효과적으로 분리 선별할 수 있도록 한다.

또한, 물분사기기(40)에 의해 분사된 물에 의해 토양은 제2스크린부재(30)의 상부면에 고르게 펼쳐져 이동하므로 토양은 제1스크린부재(10) 및 제2스크린부재(30)의 상부면에 고르게 펼쳐진 상태로 이동하여 선별효율을 90% 이상 얻을 수 있다.

본 발명에 따른 중금속 오염 토양용 스크린선별장치는, 제1스크린부재(10)와 제2스크린부재(30)의 하부 측으로 배출되는 토양을 받아 배출하는 하부슈트부재(60)를 더 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 중금속 오염 토양용 스크린선별장치는, 제2스크린부재(30)의 단부 측에 배치되어 제2스크린부재(30)의 단부측으로 낙하되는 토양을 받아 배출하는 받침슈트부재(70)를 더 포함한다.

토양 중 기설정된 기준크기 미만의 입도를 가지는 토양은 제1스크린부재(10)와 제2스크린부재(30)의 하부 측에서 하부슈트부재(60)로 배출되고, 토양 중 기설정된 기준크기 이상의 입도를 가지는 토양은 받침슈트부재(70)를 통해 하부로 배출된다.

본 발명에 따른 중금속 오염 토양용 스크린선별장치는, 복수의 토양공급슈트부재(50)와, 복수의 토양공급슈트부재(50)로 토양을 분배하여 공급하는 메인저장호퍼부재(51)를 더 포함한다.

메인저장호퍼부재(51)는 복수의 토양공급슈트부재(50)로 토양을 분배하고, 토양을 효과적으로 선별할 수 있도록 한다.

또한, 본 발명에 따른 중금속 오염 토양용 스크린선별장치는, 제1스크린부재(10), 제2스크린부재(30), 토양댐부재(20), 물분사기기를 포함한 하나의 단을 이루는 스크린체(100)를 복수로 구비하고, 복수의 스크린체(100)를 복수의 토양공급슈트의 하부 측에 각각 배치하여 토양을 정화처리하는 용량에 따라 스크린체(100)를 선택적으로 사용하고, 스크린체(100)로 토양을 효율적으로 분배하여 선별처리효율을 높일 수 있다.

또한, 복수의 스크린체(100)는 서로 연결되고, 복수의 스크린체(100)를 진동시키는 진동기기(90)를 더 포함하여 복수의 스크린체(100)를 하나의 구동부로 동시에 구동 가능하게 한다.

또한, 본 발명에 따른 중금속 오염 토양용 스크린선별장치는, 각 스크린체(100)의 하부에 배치되는 하부슈트부재(60)에서 배출되는 토양을 모아 배출하는 배출슈트부재(80)를 더 포함한다.

본 발명은 기울어지게 배치된 스크린에 토양을 물과 함께 이송하면서 고르게 펼쳐지게 하여 토양의 입도 선별효율을 크게 향상시킨다.

본 발명은 적은 동력으로 넓은 선별면적을 갖는 스크린 적용이 가능하여 운영비 및 설비비를 절감할 수 있게 된다.

본 발명은 도면에 도시되는 일 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

또한, 중금속 오염 토양용 스크린선별장치을 예로 들어 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 중금속 오염 토양용 스크린선별장치이 아닌 다른 제품에도 본 발명의 정화장치 및 정화방법이 사용될 수 있다.

따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

10 : 제1스크린부재 20 : 토양댐부재
21 : 홈부 22 : 경사배출면
30 : 제2스크린부재 40 : 물분사기기
41 : 분사노즐부 42 : 물공급부
50 : 토양공급슈트부재 51 : 메인저장호퍼부재
60 : 하부슈트부재 70 : 받침슈트부재
80 : 배출슈트부재 90 : 진동기기
100 : 스크린체

Claims

단부가 하향으로 기울어지게 배치되고, 기준크기 미만의 입도를 가지는 토양을 하부로 배출하는 제1스크린부재;
상기 제1스크린부재의 하단부 측에 배치되어 상기 제1스크린부재의 단부 측에서 낙하하는 토양이 저장되는 홈부가 구비되는 토양댐부재;
상기 토양댐부재에 상단부가 연결되고 단부가 하향으로 기울어지게 배치되고 기준크기 미만의 입도를 가지는 토양을 하부로 배출하는 제2스크린부재; 및
상기 토양댐부재에 저장되는 토양을 향해 물을 분사하는 물분사기기를 포함하고,
상기 토양댐부재는 출구 측에 상기 제2스크린부재로 연결되도록 단부가 상향경사진 경사배출면이 구비되고,
상기 경사배출면은 상기 제1스크린부재와 상기 제2스크린부재의 경사각도와 동일하게 형성되고, 그 방향은 반대로 이루어지고,
상기 물분사기기는, 상기 토양댐부재의 상기 홈부를 향해 물을 분사하는 분사노즐부와, 상기 분사노즐부로 물을 공급하는 물공급부를 포함하고,
상기 분사노즐부는 상기 제2스크린부재의 상부면을 기준으로 상기 경사배출면의 경사면과 동일한각도로 상기 홈부를 향해 물을 분사하는 것을 특징으로 하는 중금속 오염 토양용 스크린선별장치.
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