KR101682201B1 - 토양 복원 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 토양 복원 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 오염된 토양을 정화시켜 복토재로 재활용하기 위한 토양 복원 시스템에 있어서, 오염된 토양에 용출제를 반응시키는 세척조;와 상기 세척조로부터 반응이 끝난 토양을 전달받아 중화제 및 세척수를 주입시켜 토양을 세척시키는 중화조; 및 상기 중화조로부터 중화된 토양을 전달받아 탈수처리하여 정화된 토양과 여과액을 분리시키는 필터프레스;를 포함하여 구성되는 토양정화부; 상기 필터프레스로부터 분리된 여과액에서 미세토를 분리해내는 여과망;과 상기 여과망에서 미세토가 분리된 여과액에 대한 부유물질을 제거하는 공기부상조;와 상기 여과망으로부터 분리된 미세토 중 입경이 30㎛ 이상인 토양을 상기 중화조로 재투입시키는 미세토 재생라인; 및 상기 공기부상조로부터 부유물질이 제거된 처리수를 상기 중화조 또는 여과망에 재투입시키는 처리수 재생라인;을 포함하여 구성되는 폐수처리부;를 포함하여 약품 및 세척수의 사용량을 줄일 수 있어 친환경적이면서 경제적 장점이 있으며, 매질을 통한 초음파진동자의 물리적 진동 작용과 미세토양에 대한 반복적인 세척작용을 통해 세척 효율이 향상되는 효과가 있는 토양 복원 시스템에 관한 것이다.

Description

토양 복원 시스템{Restoration system for contaminated soil}

본 발명은 토양 복원 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 토양의 세척효율이 향상되며 토양세척을 위해 공급된 약품 및 여과액에 대한 재활용이 가능하여 친환경적이면서 경제성이 향상되는 토양 복원 시스템에 관한 것이다.

급속한 산업발전과 인간생활의 결과에 의해 여러 오염물질이 토양을 오염시키고 있는 실정으로서 유기물, 무기염류, 중금속류 및 기름 등이 토양을 오염시키는 주원인이 된다. 그 중 유기물은 토양 중의 미생물 등에 의해 분해되고, 무기염류도 비에 용해되기 때문에 그다지 문제가 되지는 않는 반면, 중금속과 기름에 의해 오염된 토양은 오염물질이 물에 잘 녹지 않고 토양에 계속 잔류·축적되어 가기 때문에 토양 오염은 더욱 가중되고, 결국은 이러한 오염물질이 여러 경로를 거쳐 인체 내에 축적되어 여러 질병을 유발하는 문제가 발생하게 된다.

이러한 토양 오염에 대한 종래의 오염토양 세척 방식은 대개 토양의 분쇄, 수 세척, 중금속 제거의 일반적인 기술에 불과하며 유류물질, 중금속 등의 오염물의 제거 효율이 떨어지며, 토양의 표면 측 오염물 제거에만 한정되어 있다. 특히, 미세토양의 경우는 세척제의 침투가 어려워 처리가 어려운 것이 현실이다.

따라서, 기존에는 물 또는 약품 등을 사용해 단순 세척하여 복원하기 쉬운 2mm 이상 크기의 토양만 정화 후 복원하고 그 이하 크기인 미세 토양은 정화하기에 물(약품) 등 비용이 많이 소요되거나 정화효과가 낮아 폐기하여 왔다.

아울러, 한번 사용된 물 및 약품은 폐기 처리해야하므로 친환경적이지 못한 단점도 있게 된다.

대한민국 등록특허 제10-0404738호

따라서, 본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 유류 및 중금속 등에 오염된 토양을 정화하기 위해 사용된 약품 및 세척수를 재활용하도록 하여 약품 및 세척수의 사용량을 줄이면서도 세척 효과는 향상되는 토양 복원 시스템을 제공하고자 함이다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 따른 오염토양 복원 시스템은 오염된 토양을 정화시켜 복토재로 재활용하기 위한 토양 복원 시스템에 있어서, 오염된 토양에 용출제를 반응시키는 세척조;와 상기 세척조로부터 반응이 끝난 토양을 전달받아 중화제 및 세척수를 주입시켜 토양을 세척시키는 중화조; 및 상기 중화조로부터 중화된 토양을 전달받아 탈수처리하여 정화된 토양과 여과액을 분리시키는 필터프레스;를 포함하여 구성되는 토양정화부; 상기 필터프레스로부터 분리된 여과액에서 미세토를 분리해내는 여과망;과 상기 여과망에서 미세토가 분리된 여과액에 대한 부유물질을 제거하는 공기부상조;와 상기 여과망으로부터 분리된 미세토 중 입경이 30㎛ 이상인 토양을 상기 중화조로 재투입시키는 미세토 재생라인; 및 상기 공기부상조로부터 부유물질이 제거된 처리수를 상기 중화조 또는 여과망에 재투입시키는 처리수 재생라인;을 포함하여 구성되는 폐수처리부;를 포함하여 구성되는 것이 특징이다.

이때, 상기 세척조는 내측 공간부에 액체 매질이 수용되는 외부수조; 상기 공간부에 배치되어 상기 외부수조와 상호 이격되는 2중 수조구조를 이루되, 이격된 간격에 상기 액체 매질이 채워지게 되고, 바닥면에는 하측으로 연통 구조인 배출구가 형성된 세척공간이 마련되는 내부수조; 상기 공간부에 구성되며 상기 내부수조와는 이격 배치되는 하나 이상의 초음파진동자; 상기 내부수조에 구성되며 회전축이 수직방향으로 배치되는 교반날개를 포함하여 구성되는 교반수단;을 포함하여 구성되는 것이 특징이다.

한편, 상기 내부수조에는 약품순환라인이 구성되되, 상기 약품순환라인은 상기 내부수조의 내측에 배치되고 그 하부에 일정 간격으로 복수의 개구부가 형성되며 일측에 약품 공급장치가 구성되는 분사흡입관; 상기 분사흡입관과 연결관에 의해 연결되는 저장조;를 포함하여 구성되는 것이 특징이다.

또한, 상기 저장조는 상기 연결관으로부터 유입되는 약품혼합액이 저장되는 제 1저장조; 상기 제 1저장조 내에 구성되되 그 하부가 제 1저장조의 하측으로 노출되는 노출부가 형성되며, 상부가 개구되어 제 1저장조 내 약품의 수위가 차오르면서 월류 방식으로 유입되는 제 2저장조;를 포함하여 구성되고, 상기 연결관은 상기 분사흡입관과 연결되어 연장되는 메인관; 일단은 상기 메인관에, 타단은 상기 제 1저장조의 하단에 연결되는 제 1관; 일단은 상기 메인관에, 타단은 상기 제 2저장조의 노출부에 연결되는 제 2관;을 포함하여 구성되는 것이 특징이다.

이때, 상기 분사흡입관을 따라 그 하측으로 이격되는 유동제어판이 더 구성되되, 상기 유동제어판은 좌우 대칭인 사다리꼴 구조로써 하면과 상면은 평행하고 하면이 상면보다 길이가 긴 형태로 구성되는 것이 특징이다.

일례로써, 상기 배출구에는 차단 밸브가 구비된 배출관이 하측으로 연장되도록 상기 외부수조에 결합되되, 상기 배출관의 내측은 상기 공간부와 차단 구조로 구성되고, 상기 배출관은 상기 내부수조와 결합되며 하단에 제 1플랜지가 형성되는 상배출관; 상단에 제 2플랜지를 형성하여 상기 외부수조의 바닥면이 개재된 상태로 상기 제 1플랜지와 함께 볼팅 결합되며 상기 외부수조의 하측으로 연장되는 하배출관;을 포함하되, 상기 하배출관에는 차단 밸브가 마련되는 것이 특징이다.

또한, 상기 배출관에는 공기발생장치와 연결되는 하나 이상의 분사노즐이 상기 내부수조를 향하도록 구성되는 것이 특징이다.

이때, 상기 분사노즐과 인접한 상측에는 상기 배출관의 내주연을 따라 가드부재가 구성되되, 상기 가드부재는 단면이 3각형 형상인 것이 특징이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 토양 복원 시스템은 오염된 토양을 정화하기 위해 사용된 약품 및 세척수를 재활용하여 약품 및 세척수의 사용량을 줄일 수 있어 친환경적이면서 경제적인 장점이 있으며, 매질을 통한 초음파진동자의 물리적 진동 작용과 미세토양에 대한 반복적인 세척작용을 통해 세척 효율이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 토양 복원 시스템을 개략적으로 나타내는 블럭도.
도 2는 본 발명의 일 구성인 세척조를 나타내는 도면.
도 3은 도 2의 분해도.
도 4는 본 발명의 일 구성인 세척조의 일 실시 예를 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 일 구성인 세척조의 다른 실시 예를 나타내는 도면.
도 6은 도 5의 작동상태를 나타내는 도면.
도 7은 본 발명의 일 구성인 스크류날개의 일 실시 예를 나타내는 도면.
도 8은 본 발명의 일 구성인 분사노즐의 일 실시 예를 나타내는 도면.
도 9는 도 8의 다른 실시 예를 나타내는 도면.

본 발명을 설명함에 있어서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 토양 복원 시스템을 개략적으로 나타내는 블럭도이고, 도 2는 본 발명의 일 구성인 세척조를 나타내는 도면이며, 도 3은 도 2의 분해도이다. 또한, 도 4는 본 발명의 일 구성인 세척조의 일 실시 예를 나타내는 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 구성인 세척조의 다른 실시 예를 나타내는 도면이며, 도 6은 도 5의 작동상태를 나타내는 도면이다. 그리고, 도 7은 본 발명의 일 구성인 스크류날개의 일 실시 예를 나타내는 도면이고, 도 8은 본 발명의 일 구성인 분사노즐의 일 실시 예를 나타내는 도면이며, 도 9는 도 8의 다른 실시 예를 나타내는 도면이다

본 발명에 따른 토양 복원 시스템은 오염된 토양을 정화시켜 복토재로 재활용하기 위한 것으로, 도 1에 도시된 바와 같이 토양정화부(1) 및 폐수처리부(2)를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

먼저, 토양정화부(1)는 세척조(10), 중화조(11) 및 필터프레스(12)를 포함하여 구성되는 것으로, 상기 세척조(10)는 오염된 토양을 반입시킨 후 용출제를 투입 및 반응시킴으로써 토양을 세척하도록 구성된다.

또한 상기 중화조(11)는 상기 세척조(10)의 하측에 배치되는 것으로 세척조(10)와의 연결통로에 차단밸브를 구성시켜 상기 세척조(10)에서 오염토양과 용출제간 혼합되어 일정시간 반응시킨 후 차단밸브를 개방시키게 되면 오염토양이 중화조(11)로 자연유하 배출되게 된다.

이때, 상기 중화조(11)에서는 도면에 구체적으로 도시된 바 없으나, 중화제 및 세척수를 주입함으로써 상기 세척조(10)에서 산세척된 토양을 중화시키게 된다.

상기 필터프레스(12)는 상기 중화조(11)로부터 중화된 토양을 전달받아 탈수처리 하여 탈수된 cake와 여과액으로 분리시키는 것으로, 이때 상기 필터프레스(12)는 종래의 다양한 기술이 적용 가능한 것으로 그 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

한편, 상기 필터프레스(12)에 의해 분리된 토양cake는 정화된 토양으로써 복토재 등으로 재활용하게 되는 것이고, 분리된 여과액은 세척조(10) 및 중화제를 거쳐 배출된 수분으로써 여기에는 입자가 가는 미세토가 함유될 수 있게 된다.

상기 필터프레스(12)에 의해 분리된 여과액은 여과망(21), 공기부상조(22), 미세토 재생라인(23) 및 처리수 재생라인(24)을 포함하여 구성되는 폐수처리부(2)로 유입시켜 폐수인 여과액에 대한 폐수처리를 실시하게 된다.

상기 여과망(21)에서는 필터프레스(12)로부터 분리된 여과액에 대해 30㎛ 이상의 입경을 갖는 토양을 걸러내도록 하여 추후 공정에 의해 재세척하여 복원된 토양으로써 복토재 등의 용도로 재사용되도록 구성된다.

또한, 상기 공기부상조(22)는 상기 여과망(21)에서 미세토가 분리된 여과액에 대한 부유물질을 제거토록 구성되는 것으로 응집 및 부상분리 과정을 적용시켜 여과액에 대한 재이용수로 사용가능하도록 구성되며, 이때, 상기 공기부상조(22) 역시 종래의 다양한 기술이 적용가능한 것으로 그 구체적인 설명은 생략한다.

상기 미세토 재생라인(23)은 도시된 바와 같이 상기 여과망(21)으로부터 분리된 입경이 30㎛ 이상인 토양에 대한 재세척을 실시하기 위해 상기 토양정화부(1)의 중화조(11)로 다시 전달시키도록 구성된다.

일반적으로 입경이 작은 미세토양의 경우 그 세척효율이 저하되는 바, 상기와 같은 미세토양이 재세척 과정을 거치도록 함으로써, 토양 세척의 효율이 향상됨과 아울러 폐기되는 토양의 양도 줄일 수 있는 효과가 제공되게 된다.

아울러, 상기 처리수 재생라인(24)은 상기 공기부상조(22)로부터 부유물질이 제거된 처리수를 상기 중화조(11) 또는 여과망(21)으로 재투입하여 상기 미세토 재생라인(23)을 통해 중화조(11)로 재투입되는 미세토에 대한 정화처리 시 부족한 수분을 보충하여 세척수 부족으로 인한 세척효율이 저하되는 것을 방지할 수 있게 된다.

이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 일 구성인 세척조(10)에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

상기 세척조(10)는 미세토양에 대해 물리적 진동(음파) 작용을 이용하여 약품 사용량을 줄임과 동시에 세척효율을 향상시키는 것으로 외부수조(100), 내부수조(200), 초음파진동자(300) 및 교반수단(400)을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 외부수조(100)는 내측에 공간부가 마련되며 공간부에는 액체의 매질이 수용되는 것으로, 이때, 상기 매질로는 물 또는 혼합액이 사용될 수 있으며, 이하에서 설명하게 될 초음파진동자(300)의 진동이 매질을 통해 미세토양에 간접조사될 수 있게 된다.

또한 상기 외부수조(100)에는 매질의 교체 등을 위해 배수구(110)가 더 구성될 수 있다.

상기 내부수조(200)는 상기 공간부에 배치되어 상기 외부수조(100)와 상호 이격된 상태로 2중 수조 구조를 취하도록 구성되는 것으로, 외부수조(100)와의 이격된 간격에는 상기 매질이 채워지게 된다.

또한, 상기 내부수조(200)의 내측에는 세척공간이 마련되는데, 이때 상기 세척공간의 바닥면에는 하부와 연통되는 배출구(210)가 마련된다.

세척공정 시에 상기 세척공간에 오염된 미세토양을 투입하여 세척하게 되는 것이고 세척 공정을 마친 후 세척된 미세토양은 상기 배출구(210)를 통해 중화조(11) 등에 전달하여 이후 공정을 수행하도록 구성할 수 있다.

이때, 상기 내부수조(200)의 바닥면은 상기 배출구(210)를 향해 하향 구배가 형성되도록 구성하여 토양에 대한 자연유하 배출이 가능토록 구성시킴이 바람직하다.

한편, 상기 외부수조(100) 및 내부수조(200)는 상면이 개방된 구조로 구성되어 외부수조(100)와 내부수조(200)의 착탈이 가능하며 내부수조(200)의 미세토양 및 정화약품의 투입이 용이하도록 구성시킴이 바람직하다.

또한, 미세토양은 상면이 개방된 내부수조(200)에 컨베이어 또는 정량펌프를 이용하여 투입되도록 구성할 수 있으며, 산화제, 용출제 등 토양 정화를 위한 약품 역시 투입되는 미세토양의 양 대비 설정된 양만큼 미세토양과 함께 투입되도록 구성될 수 있다.

이어서, 상기 초음파진동자(300)는 상기 공간부에 하나 이상 구성되는 것으로 상기 내부수조(200)와는 소정간격 이격 배치되어, 초음파진동자(300)의 물리적 진동이 매질을 통해 내부수조(200)에 전달되도록 구성된다.

상기와 같이 초음파진동자(300)를 통해 실시되는 초음파 공정은 인간의 가청주파수에 비해 높은(> 18kHz)의 초음파를 이용하는 공정으로써, 초음파가 압축, 팽창을 반복하면서 액체의 매질에 조사되면 액체 분자간 거리가 좁아졌다가 넓어짐을 반복하는데, 분자간 거리가 액체를 유지할 수 있는 거리에 비해 커지면 공동(cavity), 즉 공기방울이 형성되게 되고, 공동은 초음파의 에너지를 공기방울에 농축시키는 역할을 하게 된다.

이 공기방울이 붕괴될 때 고온 고압이 발생하며(5000K, 500atm), 이에 의해 화합물을 분해할 수 있게 된다. 이 외에 공기방울과 액체 계면에 초임계 상태 형성 등이 오염물 분해 메커니즘으로 작용하게 된다.

붕괴되는 공기방울 내부는 온도와 압력이 매우 높아 유기물의 직접적인 열분해가 일어나며, 계면에서는 온도가 높고 온도경사가 매우 커, 많은 양의 OH라디칼이 이동하고 이에 따라 오염물 농도가 높을 때 대부분의 분해가 이곳에서 일어나게 된다.

또한, 초음파진동자(300)를 이용한 초음파 공정을 이용할 경우 고체에 흡착된 중금속 용출이 촉진되는 원리를 이용하여 토양 내 중금속을 탈착시키는 작용이 적용되게 된다.

이어서, 상기 교반수단(400)은 상기 내부수조(200)에 구성되는 것으로 모터(410)와 연결된 회전축(420)이 수직방향으로 배치되어 내부수조(200)의 세척공간으로 연장되고 상기 회전축(420)에는 교반날개(430)가 구성되어 초음파를 이용한 미세토양의 세척공정 시 교반날개(430)를 회전시킴으로써 내부수조(200)의 세척공간에 투입된 미세토양에 대한 교반 작용이 수행되고 이로 인해 투입된 미세토양이 골고루 세척될 수 있어 세척효율이 향상될 수 있게 된다.

이때, 상기 교반날개(430)는 도시된 바와 같은 형태로 구성할 수 있으나, 그 밖에도 교반 효율이 증대되도록 교반날개(430)가 다양한 형태를 취하도록 구성시킬 수 있음은 자명한 바이다.

한편, 상기 배출구(210)에는 배출구(210)와 연통하여 하측으로 연장되어 상기 중화조(11)와 연결되는 배출관(500)이 더 구성되는데, 상기 배출관(500)에는 배출관(500)의 개폐를 제어하는 차단 밸브를 구비하여 세척공정 시 세척중인 미세토양이 배출관(500)을 통해 하부로 유입되는 것을 차단할 수 있게 된다.

또한, 상기 배출관(500)은 상기 내부수조(200)의 세척공간과 연통 되는 것으로 상기 외부수조(100)의 공간부와는 차단구조로 구성된다.

이러한 상기 배출관(500)은 도 3에 도시된 바와 같이 상배출관(510) 및 하배출관(520)을 포함하여 구성된다.

상기 상배출관(510)은 상기 내부수조(200)와 결합되며 하단에 제 1플랜지(512)가 형성되고, 상기 하배출관(520)은 상단에 제 2플랜지(522)를 형성하며 상기 외부수조(100)의 하측으로 연장되도록 구성되며, 상기 차단밸브(501)는 상기 하배출관(520)에 배치된다.

이때, 상기 제 1플랜지(512)와 제 2플랜지(522)는 그 사이에 상기 외부수조(100)의 바닥면이 개재된 상태로 볼팅 결합되는 것으로 상기 배출관(500)은 상기 외부수조(100)의 바닥면에 고정되는 것으로, 매질의 유출을 방지하기 위해 각 플랜지와 외부수조(100)의 바닥면 사이에는 패킹(530)이 더 구성될 수 있다.

바람직하게는 상기 외부수조(100)의 바닥면에는 상기 배출관(500)이 고정되는 대응위치에 관통공(120)이 형성되어 상기 관통공(120)을 통해 배출관(500)이 통과하도록 구성될 수 있다.

이하에서는 도 4를 참조하여 본 발명의 일 구성인 내부수조(200)에 약품순환라인(600)이 더 구성되는 예에 대해 살펴보기로 한다.

상기 약품순환라인(600)은 상기 내부수조(200)로의 약품을 공급하게 되고 또한 내부수조(200)에서 오염된 토양과 약품 간 교반 또는 기포발생 등의 방식을 통해 상호 간 혼합 및 반응이 이뤄진 후, 토양이 침강하면 그 상측의 약품을 포함하는 상등수를 흡입하여 이를 재활용하도록 구성된다.

이때, 본 명세서에서 약품이라 함은 용출제를 포함하는 것으로 토양 정화에 효과적인 성분이 포함되는 다양한 성분이 더 포함될 수 있으며 여기에 세척수가 더 혼합된 혼합물을 뜻한다.

상기 약품순환라인(600)은 도시된 바와 같이 분사흡입관(610) 및 저장조(620)를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 분사흡입관(610)은 내부수조(200)의 내측에 배치되는 것으로 바람직하게는 상기 내부수조(200)의 형태에 대응하도록 구성되는데 그 일례로, 도면상 상기 내부수조(200)는 사각형 형상인 바 상기 분사흡입관(610)은 내부수조(200)의 테두리를 따라 배치되어 분사흡입관(610)에서 분사되는 약품과 토양 간 혼합이 원활이 이뤄질 수 있게 된다.

또한, 상기 분사흡입관(610)은 펌프(P)의 구동에 내부수조(200)로의 약품혼합물을 분사하거나 또는 내부수조(200)의 상등수를 흡입하도록 구성된다.

이때, 상기 분사흡입관(610)의 하부에는 일정 간격으로 개구부(611)가 형성되어 상기 개구부(611)을 통해 분사흡입관(610)으로 유입되는 약품이 내부수조(200) 전체에 골고루 분사하는 역할과 더불어 개구부(611)를 통해 토양의 침강 후 상측에 고이는 상등수를 흡입하는 역할을 선택적으로 수행하도록 구성된다.

아울러, 상기 분사흡입관(610)의 일측에는 약품공급장치(613)를 별도로 마련하여 토양에 투입되는 약품의 양을 제어하도록 구성되며, 이때 상기 약품공급장치(613)에서 투입되는 약품으로는 상기에서 언급한 바와 같이 용출제 등이 포함될 수 있게 된다.

상기 저장조(620)는 상기 분사흡입관(610)과 연결되는 것으로 이때 상기 저장조(620)와 분사흡입관(610)과는 연결관(630)에 의해 연결된다.

이때, 상기 저장조(620)는 도 5에 도시된 바와 같이 제 1저장조(621) 및 제 2저장조(622)를 포함하여 구성되는바, 이때, 상기 제 2저장조(622)는 상기 내부수조(200)로부터 흡입된 약품이 연결관(630)을 통해 유입될 수 있도록 구성된다.

상기 제 2저장조(622)는 상기 제 1저장조(621) 내부에 구성되는 것으로 그 하부가 제 1저장조(621)의 바닥면보다 더 하측으로 노출되는 노출부(622a)가 형성되며, 그 상부는 개구 되어 도시된 바와 같이 유입되는 약품이 제 2저장조(622) 내 약품의 수위가 차오르면서 제 1저장조(621)로 월류되도록 구성된다,

상기와 같이 제 1저장조(621)가 제 2저장조(622)의 약품이 월류하는 방식으로 유입되도록 하는 이유는 내부수조(200)내의 상등수 만을 흡입하더라도 여기에 각종 이물질이 포함될 수 있는바, 제 2저장조(622)에서 2차적 침강작용이 수행되도록 하여 재활용되는 약품의 수질을 제어할 수 있게 되는 것이다.

또한, 상기 제 1저장조(621)에 유입된 약품은 다시 연결관(630)을 통해 내부수조(200)로 전달시켜 약품을 재활용하도록 구성되는 까닭에 전체적으로 토양 정화에 있어 투입되는 줄여 약품사용량을 줄여 비용을 절감할 수 있게 되는 것이다.

아울러, 상기 제 2저장조(622)의 하단부, 즉 노출부(622a)는 하부로 좁아지는 깔때기 구조로 구성되고 그 하단에 밸브(도면부호 미도시)를 마련함으로써 침강된 이물질이 일정량 쌓일 경우 밸브 제어를 통해 침강된 이물질을 배출시키는 구조로 구성시킴이 바람직하다.

한편, 상기 연결관(630)은 메인관(631), 제 1관(632) 및 제 2관(633)을 포함하여 구성되는데, 먼저 상기 메인관(631)은 일단이 상기 분사흡입관(610)에 연결된 상태로 타단은 상기 저장조(620)를 향해 연장되도록 구성된다.

상기 제 1관(632)은 일단이 상기 메인관(631)에, 타단이 상기 제 1저장조(621)에 연결하도록 구성되고, 상기 제 2관(633)은 일단이 상기 메인관(631)에, 타단이 상기 제 2저장조(622)의 노출부(622a)에 연결되도록 구성한다.

이러한 상기 제 1관(632) 및 제 2관(633)은 도시된 바와 같이 각각 메인관(631)에 연결됨에 있어 각각 3방밸브(632a,633a)가 적용될 수 있는바 분사흡입관(610)의 개방구(611)를 통한 약품 분사 및 흡수 작용은 각각 3방밸브(632a,633a)의 적절한 제어에 의해 가능할 수 있게 된다.

이때, 펌프(P)는 각 3방밸브(632a,633a)의 사이에 구성되어 하나의 펌프(P) 가동과 아울러 각각 3방밸브(632a,633a)의 제어만을 통해 상기 분사흡입관(610)의 개방구(611)를 통한 약품 분사 및 흡수 작용을 제어할 수 있게 되는 것이다.

이하에서는 도 6a 내지 도 6b를 참고하여 상기 실시 예의 작동상태를 구체적으로 살펴본다.

먼저, 도 6a는 상기 내부수조(200)로에서 토양의 침강 후 상등수를 흡입하여 저장조(620)로 전달하는 과정을 나타내는 것으로, 도시된 바와 같이 펌프(P)의 가동에 의해 분사흡입관(610)으로 상등수가 흡입되어 메인관(631), 펌프(P), 제 2관(633)을 거쳐 제 2저장조(622)로 유입되게 된다.

이때, 삼방밸브인 제 1밸브(632a)는 제 1저장조(621)방향이 차단되고 펌프(P)측이 개방되며, 삼방밸브인 제 2밸브(633a)는 제 2관(633) 측은 폐쇄시키면서 제 2저장조(622) 측은 개방시킴으로써 내부수조(200)의 상등수를 저장조(620)로 원활히 전달할 수 있게 된다.(검정 화살표 참조)

이후, 도시된 바와 같이 제 2저장조(622)에 채워지는 약품은 수위가 차오름에 따라 개구된 상부면을 월류하여 제 1저장조(621)로 유입되게 되므로 이물질은 하부로 침강하게 되고 비교적 깨끗한 약품만 월류되므로 상기 내부수조(200)에서의 침강작용과 더불어 저장조(620)에서도 2차 침강 작용을 수행함으로써 재활용되는 약품의 질이 향상될 수 있게 된다.

한편, 6b는 상기 방식에 의해 상기 저장조(620)에 저장된 약품을 다시 세척조(10)로 전달하여 개구부(611)을 통해 내부수조(200)에 분사하는 과정을 나타낸 것으로, 도시된 바와 같이 펌프의 가동에 의해 제 1저장조(621)에 저장된 약품은 제 1관(632), 펌프(P), 제 2관(633), 메인관(631)을 차례로 거쳐 내부수조(200)로 유입될 수 있게 된다.

이때, 삼방밸브인 제 1밸브(632a)는 도시된 바와 같이 메인관(631) 측 방향을 폐쇄(OFF)시키고 펌프(P) 측 방향을 개방시키며, 삼방밸브인 제 2밸브(633a)는 제 2저장조(622) 방향은 폐쇄시키고 제 2관(633) 측 방향을 개방(ON)시킴으로써, 하나의 펌프(P)의 구동을 통해 재활용 약품이 내부수조(200)로의 전달을 원활하게 수행할 수 있게 되는 것이다.(흰 화살표 참조)

상기한 바와 같은 작용에 의해 본 발명에 따른 토양 복원 시스템은 토양을 세척함에 있어 약품을 재활용함으로써 토양 정화의 효과는 향상시키면서 투입되는 약품의 사용량을 줄임으로써 토양정화의 효율 향상 및 비용이 절감되는 효과를 제공할 수 있게 된다.

다시, 도 4를 살펴보면 상기 분사흡입관(610)에는 분사흡입관(610)을 따라 그 하측으로 소정간격 이격되는 유동제어판(640)이 더 구성되는데, 이때 4각형 형태로 된 분사흡입관(610)의 코너에는 각각 결속구(650)가 마련되고 각 결속구(650)의 하측 간을 상기 유동제어판(640)이 연결되도록 구성하여 유동제어판(640)은 분사흡입관(610)으로부터 소정간격 이격될 수 있게 된다.

한편, 도 4의 AA선 단면도에 도시된 바와 같이 상기 유동제어판(640)은 좌우 대칭인 사다리꼴 구조로써 하면과 상면은 평행하되, 하면이 상면보다 길이가 긴 형태를 취하도록 하여 분사흡입관(610)의 약품분사시 유동제어판(640)의 구조에 의해 약품이 내부수조(200)에 골고루 분사될 수 있으며, 아울러 분사흡입관(610)으로의 상등수 흡수시 침전물이 흡수되는 것을 차단하는 효과를 제공할 수 있게 된다.

다시 도 2를 보면 상기 배출관(500) 내부에는 스크류날개(440)가 구성될 수 있는 바, 상기 스크류날개(440)에 의해 자연유하 구조인 내부수조(200)의 미세토양이 세척공정 중에 배출관(500)으로 유입되는 것을 제어함과 아울러 세척공간 내에서 교반 작용이 보다 활발히 수행될 수 있도록 구성된다.

이하에서는 도 7을 참조하여 상기 스크류날개(440)에 대해 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.

상기 스크류날개(440)는 도시된 바와 같이 상기 교반날개(430)로부터 하측으로 더 연장된 회전축(420)에 구성되는 것으로, 상기 스크류날개(440)는 상기 회전축(420)의 회전에 연동하도록 구성된다.

이때, 상기 스크류날개(440)의 형상은 도시된 바와 같이 나선형태로써 스크류날개(440)의 회전에 의해 배출관(500)으로 유입되는 미세토양을 도 3에서의 화살표와 같이 상측 즉, 내부수조(200)의 세척공간으로 밀어 올리는 구조로 구성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 그 밖에도 스크류날개(440)의 형상은 스크류날개(440)의 회전시 배출관(500)으로 유입되는 미세토양을 상측으로 유동시키는 구조라면 어떠한 형태라도 무방하다.

또한, 상기 스크류날개(440)의 직경은 상기 배출관(500)의 내경 보다 작되, 상호 간 유격을 최소화시켜 미세토양의 제어에 유리하도록 구성시킴이 바람직하다.

상기와 같은 구성에 기해 미세토양은 회전하는 교반날개(430)에 의해 교반되게 되고, 또한 내부수조(200)가 자연유하 구조로 되어 미세토양은 배출구(210) 측으로 유동하게 되며, 배출구(210)로 유입된 미세토양은 상기 스크류날개(440)의 작용에 의해 다시 교반날개(430)의 회전 반경 영역으로 상승하게 되는 것으로, 이러한 작용이 반복수행되면서 보다 효율적인 교반작용을 도모할 수 있게 되므로 결국 본 발명의 초음파 세척장치의 세척효율이 향상될 수 있게 되는 것이다.

이하에서는 도 8 내지 도 9를 참조하여 상기 배출관(500)에 분사노즐(710)이 더 구성되는 예에 대해 살펴본다.

먼저, 도 8에서와 같이 상기 분사노즐(710)은 하나 이상이 상기 배출관(500)에 구성되되, 분사노즐(710)이 향하는 방향이 내부수조(200)를 향하도록 구성하여 상기 실시 예에서와 같이 세척 공정시 배출구(210)를 통해 배출관(500)으로 유입되는 미세토양을 내부수조(200)의 세척공간으로 유동시키는 작용을 하게 된다.

이때, 상기 분사노즐(710)은 외부의 공기발생장치(700)와 연결되어 압축된 고압의 공기가 분사노즐(610)을 통해 분사되도록 구성된다.

또한, 도 5에서와 같이 상기 분사노즐(710)과 인접한 상측에는 상기 배출관(500)의 내주연을 따라 가드부재(720)가 더 구성될 수 있으며, 상기 가드부재(720)는 도시된 바와 같이 단면이 3각형 구조로 되어 자연유하 구조로 되어 미세토양이 분사노즐(710)에 직접 낙하하는 것을 방지하여 분사노즐(710)이 미세토양에 의해 폐색되는 것을 방지할 수 있게 된다.

또한 가드부재(720)가 3각형 구조로 되어 분사노즐(710)의 대각방향에서 상기 가드부재(720)에 의해 분사 각이 차단되는 것을 방지하면서도 도시된 바와 같이 미세토양을 회전축(420) 기준으로 그 대각방향으로 유동(도 9 화살표 참조)시키도록 가이드 역할을 수행함으로써 미세토양은 교반날개(430)의 대향측 영역으로 유동시키게 되는데, 이는 교반날개(430)의 교반작용과 배출구(210)로 낙하하는 미세토양이 다시 대각방향의 교반날개(430)로 전달되는 작용이 반복 수행되면서 교반효율은 극대화될 수 있게 되는 것이다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

1 : 토양정화부 2 : 폐수처리부
10 : 세척조 11 : 중화조
12 : 필터프레스 21 : 여과망
22 : 공기부상조 23 : 미세토 재생라인
24 : 처리수 재생라인 100 : 외부수조
200 : 내부수조 300 : 초음파진동자
400 : 교반수단

Claims (8)

1. 오염된 토양을 정화시켜 복토재로 재활용하기 위한 토양 복원 시스템에 있어서,
   오염된 토양에 용출제를 반응시키는 세척조;와 상기 세척조로부터 반응이 끝난 토양을 전달받아 중화제 및 세척수를 주입시켜 토양을 세척시키는 중화조; 및 상기 중화조로부터 중화된 토양을 전달받아 탈수처리하여 정화된 토양과 여과액을 분리시키는 필터프레스;를 포함하여 구성되는 토양정화부;
   상기 필터프레스로부터 분리된 여과액에서 미세토를 분리해내는 여과망;과 상기 여과망에서 미세토가 분리된 여과액에 대한 부유물질을 제거하는 공기부상조;와 상기 여과망으로부터 분리된 미세토 중 입경이 30㎛ 이상인 토양을 상기 중화조로 재투입시키는 미세토 재생라인; 및 상기 공기부상조로부터 부유물질이 제거된 처리수를 상기 중화조 또는 여과망에 재투입시키는 처리수 재생라인;을 포함하여 구성되는 폐수처리부;
   를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 토양 복원 시스템.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 세척조는
   내측 공간부에 액체 매질이 수용되는 외부수조;
   상기 공간부에 배치되어 상기 외부수조와 상호 이격되는 2중 수조구조를 이루되, 이격된 간격에 상기 액체 매질이 채워지게 되고, 바닥면에는 하측으로 연통 구조인 배출구가 형성된 세척공간이 마련되는 내부수조;
   상기 공간부에 구성되며 상기 내부수조와는 이격 배치되는 하나 이상의 초음파진동자;
   상기 내부수조에 구성되며 회전축이 수직방향으로 배치되는 교반날개를 포함하여 구성되는 교반수단;
   을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 토양 복원 시스템.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 내부수조에는 약품순환라인이 구성되되,
   상기 약품순환라인은
   상기 내부수조의 내측에 배치되고 그 하부에 일정 간격으로 복수의 개구부가 형성되며 일측에 약품 공급장치가 구성되는 분사흡입관;
   상기 분사흡입관과 연결관에 의해 연결되는 저장조;
   를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 토양 복원 시스템.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 저장조는
   상기 연결관으로부터 유입되는 약품이 저장되는 제 1저장조;
   상기 제 1저장조 내에 구성되되 그 하부가 제 1저장조의 하측으로 노출되는 노출부가 형성되며, 상부가 개구되어 제 1저장조 내 약품의 수위가 차오르면서 월류 방식으로 유입되는 제 2저장조;를 포함하여 구성되고,
   상기 연결관은
   상기 분사흡입관과 연결되어 연장되는 메인관;
   일단은 상기 메인관에, 타단은 상기 제 1저장조의 하단에 연결되는 제 1관;
   일단은 상기 메인관에, 타단은 상기 제 2저장조의 노출부에 연결되는 제 2관;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 토양 복원 시스템.
   
5. 제 3항에 있어서,
   상기 분사흡입관을 따라 그 하측으로 이격되는 유동제어판이 더 구성되되,
   상기 유동제어판은 좌우 대칭인 사다리꼴 구조로써 하면과 상면은 평행하고 하면이 상면보다 길이가 긴 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 토양 복원 시스템.
   
6. 제 2항에 있어서,
   상기 배출구에는 차단 밸브가 구비된 배출관이 하측으로 연장되도록 상기 외부수조에 결합되되, 상기 배출관의 내측은 상기 공간부와 차단 구조로 구성되고,
   상기 배출관은
   상기 내부수조와 결합되며 하단에 제 1플랜지가 형성되는 상배출관;
   상단에 제 2플랜지를 형성하여 상기 외부수조의 바닥면이 개재된 상태로 상기 제 1플랜지와 함께 볼팅 결합되며 상기 외부수조의 하측으로 연장되는 하배출관;을 포함하되,
   상기 하배출관에는 차단 밸브가 마련되는 것을 특징으로 하는 토양 복원 시스템.
   
7. 제 6항에 있어서,
   상기 배출관에는
   공기발생장치와 연결되는 하나 이상의 분사노즐이 상기 내부수조를 향하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 토양 복원 시스템.
   
8. 제 7항에 있어서,
   상기 분사노즐과 인접한 상측에는 상기 배출관의 내주연을 따라 가드부재가 구성되되,
   상기 가드부재는 단면이 3각형 형상인 것을 특징으로 하는 토양 복원 시스템.
   
   
   
   
   
   

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