KR101810654B1

KR101810654B1 - 토양 정화 설비 및 이를 이용하는 토양 정화 공정

Info

Publication number: KR101810654B1
Application number: KR1020160061974A
Authority: KR
Inventors: 송정훈; 이성로; 엄진석
Original assignee: 지에스건설 주식회사
Priority date: 2016-05-20
Filing date: 2016-05-20
Publication date: 2018-01-25
Also published as: KR20170130955A; US20170333961A1; US10040104B2

Abstract

본 발명은 토양 정화 설비 및 토양 정화 공정에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 진동 스크린 및 상기 진동 스크린의 하류에 구비되는 바 스크린을 포함하는 제1 스크린 장치; 상기 드럼 믹서 장치에서 혼합된 토양 혼합물이 유입되는 혼합 용기 및 상기 혼합 용기 내부로 유입된 상기 토양 혼합물에 전단력을 가하도록 회전하는 임펠러를 포함하는 스크러빙 장치; 상기 토양 혼합물을 진동 스크린에 통과시켜 상기 토양 혼합물로부터 오버사이즈 토양 덩어리를 분리하는 제2 스크린 장치; 토양 혼합물에 거품 발생을 위한 화학제 중 적어도 어느 하나 이상을 가하고 공기를 주입하여 상기 토양 혼합물로부터 오염물을 탈리시키며, 분리된 오염물을 부유시켜 분리하는 부유장치; 토양 혼합물에 포함된 물질들을 회전시켜서 입자 크기에 따라 분리하는 하이드로-사이클론 장치를 포함하는 토양 정화 설비가 제공될 수 있다.

Description

토양 정화 설비 및 이를 이용하는 토양 정화 공정{Soil remediation apparatus and method for remediating soil using thereof}

본 발명은 토양 정화 설비 및 이를 이용하여 토양을 정화하는 방법에 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.

본 발명의 실시예는 유류 등으로 오염된 토양을 효과적으로 정화할 수 있는 토양 정화 설비 및 이를 이용하여 토양을 정화하는 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 오염토를 진동 스크린과 바 스크린에 통과시켜서 상기 오염토로부터 오버사이즈 토양 덩어리를 분리하는 제1 스크린 장치; 상기 제1 스크린 장치를 통과한 상기 오염토를 전달받고, 전달받은 상기 오염토를 희석제, 포화증기 및 온수와 혼합시키는 드럼 믹서 장치; 상기 드럼 믹서 장치에서 혼합된 토양 혼합물이 유입되는 혼합 용기 및 상기 혼합 용기 내부로 유입된 상기 토양 혼합물에 전단력을 가하도록 회전하는 임펠러를 포함하는 스크러빙 장치; 상기 토양 혼합물을 진동 스크린에 통과시켜 상기 토양 혼합물로부터 오버사이즈 토양 덩어리를 분리하는 제2 스크린 장치; 상기 스크러빙 장치로부터 상기 토양 혼합물을 전달받고, 전달된 상기 토양 혼합물에 거품 발생을 위한 화학제를 첨가하고, 공기를 주입하여 상기 토양 혼합물로부터 오염물을 탈리시키며, 분리된 오염물을 부유시켜 분리하는 부유장치; 상기 부유장치로부터 배출된 상기 토양 혼합물 중 적어도 일부를 전달받고, 전달받은 상기 토양 혼합물에 포함된 물질들을 회전시켜서 입자크기에 따라 분리하는 하이드로-사이클론 장치; 및 상기 부유장치로부터 배출된 상기 토양 혼합물 중 적어도 일부를 전달받고, 전달받은 상기 토양 혼합물에 포함된 물질들을 상기 하이드로-사이클론 장치보다 빠른 각속도로 회전시켜서 입자 크기에 따라 분리하는 디실터를 포함하는 토양 정화 설비가 제공될 수 있다.

또한, 상기 드럼 믹서 장치는, 블레이드가 구비되는 회전 드럼, 및 상기 회전 드럼을 구동시키는 구동 모터를 포함하고, 상기 블레이드 및 회전 드럼 중 하나 이상이 회전함으로써, 오염토가 희석제, 포화증기 및 온수와 혼합되도록 구성되는 토양 정화 설비가 제공될 수 있다.

또한, 상기 부유장치는, 컨디셔너 셀 및 플로테이션 셀을 포함하고, 상기 컨디셔너 셀 및 상기 플로테이션 셀은 상기 토양 혼합물이 상기 컨디셔너 셀을 거친 후 상기 플로테이션 셀을 거치도록 배치되며, 상기 컨디셔너 셀에는 거품 발생을 위한 화학제가 공급되며, 상기 플로테이션 셀에는 펌프에 의해 공기가 공급되는 토양 정화 설비가 제공될 수 있다.

또한, 상기 하이드로-사이클론 장치는, 상기 부유장치로부터 배출된 토양 혼합물이 유입되는 사이클론 유입구; 사이클론 오버플로우 유출구; 및 사이클론 언더플로우 유출구를 포함하는 사이클론 몸체부;를 포함하고, 상기 사이클론 몸체부로 유입된 상기 토양 혼합물의 일부는 상기 사이클론 오버플로우 유출구를 통하여 배출되고, 상기 사이클론 몸체부로 유입된 상기 토양 혼합물의 나머지는 상기 사이클론 언더플로우 유출구를 통하여 배출되며, 상기 사이클론 오버플로우 유출구를 통해 배출되는 토양 혼합물은 상기 사이클론 언더플로우 유출구를 통해 배출되는 토양 혼합물 보다 상대적으로 더 작은 입자인 토양 정화 설비가 제공될 수 있다.

또한, 상기 디실터는, 디실터 몸체부를 포함하고, 상기 디실터 몸체부는, 상기 부유장치로부터 배출된 토양 혼합물이 유입되는 디실터 유입구, 디실터 오버플로우 유출구 및 디실터 언더플로우 유출구를 포함하고, 상기 디실터 몸체부로 유입된 상기 토양 혼합물의 일부는 상기 디실터 오버플로우 유출구를 통하여 배출되고, 상기 디실터 몸체부로 유입된 상기 토양 혼합물의 나머지는 상기 디실터 언더플로우 유출구를 통하여 배출되며, 상기 디실터 오버플로우 유출구를 통해 배출되는 토양 혼합물은 상기 디실터 언더플로우 유출구를 통해 배출되는 토양 혼합물 보다 상대적으로 더 작은 입자인 토양 정화 설비가 제공될 수 있다.

또한, 상기 제1 스크린 장치의 진동 스크린은, 제1 내부 스크린과 제2 내부 스크린을 포함하고, 상기 제1 내부 스크린과 상기 제2 내부 스크린은 체를 포함하고, 상기 제1 내부 스크린과 상기 제2 내부 스크린은 소정의 간격으로 이격되어 있으며, 상기 제1 내부 스크린의 체의 구멍 크기는 상기 제2 내부 스크린의 체의 구멍 크기보다 크게 형성되는 토양 정화 설비가 제공될 수 있다.

또한, 상기 스크러빙 장치의 상기 임펠러는 혼합 용기 내에 구비되는 제1 임펠러와 제2 임펠러를 포함하고, 상기 제1 임펠러와 상기 제2 임펠러는 쌍으로 구비되고, 상기 제1 임펠러는 일 방향으로 토양 혼합물을 유동시키고, 상기 제2 임펠러는 상기 제1 임펠러와 반대 방향으로 토양 혼합물을 유동시키는 토양 정화 설비가 제공될 수 있다.

또한, 상기 스크러빙 장치는, 혼합 용기 및 임펠러를 포함하고, 상기 임펠러가 상기 혼합 용기 내부로 유입된 상기 토양 혼합물에 전단력을 가하도록 회전하는 제1 어트리션 스크러버; 상기 제1 어트리션 스크러버의 하류에 구비되는 원심 분리기; 및 상기 제1 어트리션 스크러버 및 상기 원심 분리기와 연결되는 제2 어트리션 스크러버를 포함하고, 상기 제1 어트리션 스크러버를 통과한 토양 혼합물은, 상기 제2 어트리션 스크러버 및 상기 원심 분리기 중 하나 이상에 공급되며, 상기 원심 분리기를 통과한 토양 혼합물은 상기 제2 어트리션 스크러버에 공급되는 토양 정화 설비가 제공될 수 있다.

또한, 상기 원심 분리기는, 상기 제1 어트리션 스크러버를 통과한 토양 혼합물을 공급받고, 상기 제1 어트리션 스크러버를 통과한 상기 토양 혼합물로부터 점토성 성분을 제거하며, 상기 점토성 성분이 제거된 상기 토양 혼합물을 상기 제2 어트리션 스크러버에 전달하는 토양 정화 설비가 제공될 수 있다.

또한, 상기 제2 스크린 장치의 진동 스크린은, 제1 내부 스크린과 제2 내부 스크린을 포함하고, 상기 제2 스크린 장치의 상기 제1 내부 스크린과 상기 제2 스크린 장치의 상기 제2 내부 스크린은 체를 포함하고, 상기 제2 스크린 장치의 상기 제1 내부 스크린과 상기 제2 스크린 장치의 상기 제2 내부 스크린은 소정의 간격으로 이격되어 있으며, 상기 제2 스크린 장치의 상기 제1 내부 스크린의 체의 구멍 크기는 상기 제1 스크린의 상기 제2 내부 스크린의 체의 구멍 크기보다 작게 형성되며, 상기 제2 스크린 장치의 상기 제2 내부 스크린의 체의 구멍 크기는 상기 제2 스크린 장치의 상기 제1 내부 스크린의 체의 구멍 크기보다 작게 형성되는 토양 정화 설비가 제공될 수 있다.

또한, 상기 부유장치는, 유입되는 상기 토양 혼합물을 분리할 수 있도록 구성되고, 상기 토양 혼합물은, 거품을 포함하는 제1 토양 혼합물; 및 상기 제1 토양 혼합물보다 거품을 적게 포함하고 있는 제2 토양 혼합물로 분리되는 토양 정화 설비가 제공될 수 있다.

또한, 상기 부유장치는, 상기 제1 토양 혼합물을 거품 탱크로 이송하고, 상기 제2 토양 혼합물을 전처리 토양 탱크로 이송할 수 있도록 구성되는 토양 정화 설비가 제공될 수 있다.

또한, 상기 컨디셔너 셀은, 유입된 상기 토양 혼합물 중 일부를 상기 플로테이션 셀로 배출하고, 유입된 상기 토양 혼합물 중 나머지를 외부로 배출하도록 구성되는 토양 정화 설비가 제공될 수 있다.

또한, 오버사이즈 토양 덩어리 처리장치를 더 포함하고, 상기 오버사이즈 토양 덩어리 처리 장치는, 오버사이즈 처리 드럼 및 제3 스크린 장치를 포함하고, 상기 오버사이즈 토양 덩어리 처리장치는, 상기 제1 스크린 장치로부터 분리된 오버사이즈 토양 덩어리를, 상기 오버사이즈 처리 드럼과 상기 제3 스크린 장치에 순차적으로 통과시키는 토양 정화 설비가 제공될 수 있다.

또한, 상기 부유장치는 거품탱크 및 전처리 토양 탱크를 더 포함하고, 상기 부유장치는, 상기 플로테이션 셀에서 분리된 거품 표면의 오염물 및 오염된 미세토양을 거품탱크로 이송하고, 상기 플로테이션 셀에서 배출되는 토양 혼합물을 상기 전처리 토양 탱크로 이송하는 토양 정화 설비가 제공될 수 있다.

또한, 오염토를 진동 스크린과 바 스크린에 통과시켜서 상기 오염토로부터 오버사이즈 토양 덩어리를 분리하는 제1 스크린 공정; 상기 제1 스크린 장치를 통과한 상기 오염토를 드럼 믹서 장치에 공급하고, 전달받은 상기 오염토를 희석제, 포화증기 및 온수와 혼합시키는 드럼 믹서 공정; 상기 드럼 믹서 공정에서 혼합된 토양 혼합물을 스크러빙 장치에 공급하고, 상기 스크러빙 장치에 구비된 혼합 용기 및 임펠러 중 하나 이상을 회전시킴으로써 상기 토양 혼합물에 전단력을 가하는 스크러빙 공정; 상기 스크러빙 공정으로부터 공급받은 상기 토양 혼합물을 진동 스크린에 통과시켜 상기 토양 혼합물로부터 오버사이즈 토양 덩어리를 분리하는 제2 스크린 공정; 상기 제2 스크린 공정으로부터 상기 토양 혼합물을 부유장치로 전달하고, 상기 부유장치로 전달된 상기 토양 혼합물에 거품 발생을 위한 화학제 중 적어도 어느 하나 이상을 가하면서 공기를 주입하여 상기 토양 혼합물로부터 탈리된 오염물을 부유시키는 부유 공정; 상기 부유장치로부터 배출된 상기 토양 혼합물 중 적어도 일부를 하이드로-사이클론 장치로 전달하고, 상기 하이드로-사이클론 장치로 전달된 상기 토양 혼합물에 포함된 물질들을 회전시켜서 입자의 크기에 따라 분리하는 하이드로-사이클론 공정; 및 상기 부유장치로부터 배출된 상기 토양 혼합물 중 적어도 일부를 디실터로 전달하고, 상기 디실터로 전달된 상기 토양 혼합물에 포함된 물질들을 상기 하이드로-사이클론 장치보다 빠른 각속도로 회전시켜서 입자 크기에 따라 분리하는 디실터 공정;을 포함하는 토양 정화 공정이 제공될 수 있다.

또한, 상기 드럼 믹서 장치는, 블레이드가 구비되는 회전 드럼, 및 상기 회전 드럼을 구동시키는 구동 모터를 포함하고, 상기 블레이드 및 회전 드럼 중 하나 이상이 회전함으로써, 오염토를 희석제, 포화증기 및 온수와 혼합시키는 토양 정화 공정이 제공될 수 있다.

또한, 상기 부유장치는 컨디셔너 셀 및 플로테이션 셀 포함하고, 상기 부유장치로 전달된 상기 토양 혼합물은, 상기 컨디셔너 셀을 거친 후 상기 플로테이션 셀을 거치며, 상기 컨디셔너 셀에는 거품 발생을 위한 화학제가 공급되며, 상기 플로테이션 셀에는 펌프에 의해 공기가 가해지는 토양 정화 공정이 제공될 수 있다.

또한, 상기 하이드로-사이클론 장치는, 상기 부유장치로부터 배출된 토양 혼합물이 유입되는 사이클론 유입구; 유출구; 및 사이클론 언더플로우 유출구를 포함하는 사이클론 몸체부를 포함하고, 상기 사이클론 몸체부로 유입된 상기 토양 혼합물의 일부를 상기 사이클론 오버플로우 유출구를 통하여 배출시키고, 상기 사이클론 몸체부로 유입된 상기 토양 혼합물의 나머지를 상기 사이클론 언더플로우 유출구를 통하여 배출시키며, 상기 사이클론 오버플로우 유출구를 통해 배출되는 토양 혼합물은 상기 사이클론 언더플로우 유출구를 통해 배출되는 토양 혼합물 보다 상대적으로 더 작은 입자인 토양 정화 공정이 제공될 수 있다.

또한, 상기 디실터는, 디실터 몸체부를 포함하고, 상기 디실터 몸체부는, 상기 부유장치로부터 배출된 토양 혼합물이 유입되는 디실터 유입구, 디실터 오버플로우 유출구 및 디실터 언더플로우 유출구를 포함하고, 상기 디실터 몸체부로 유입된 상기 토양 혼합물의 일부를 상기 디실터 오버플로우 유출구를 통하여 배출시키고, 상기 디실터 몸체부로 유입된 상기 토양 혼합물의 나머지를 상기 디실터 언더플로우 유출구를 통하여 배출시키며, 상기 디실터 오버플로우 유출구를 통해 배출되는 토양 혼합물은 상기 디실터 언더플로우 유출구를 통해 배출되는 토양 혼합물 보다 상대적으로 더 작은 입자인 토양 정화 공정이 제공될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 토양 정화 설비를 이용하여 토양을 정화하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 제1 스크린 장치를 나타내는 개념도이다.
도 3은 드럼 믹서 장치를 나타내는 개념도이다.
도 4는 스크러빙 장치를 나타내는 개념도이다.
도 5는 제2 스크린 장치를 나타내는 개념도이다.
도 6은 부유 장치를 나타내는 개념도이다.
도 7은 하이드로-사이클론 장치를 나타내는 개념도이다.
도 8은 하이드로-사이클론의 몸체부의 개념도이다.
도 9는 디실터를 나타내는 개념도이다.
도 10은 열처리 탈착 장치를 나타내는 개념도이다.
도 11은 오버사이즈 토양 덩어리 처리장치를 나타내는 개념도이다.

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.

이하에서는, 도 1을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 토양 정화 설비를 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 토양 정화 설비를 이용하여 토양을 정화하는 방법을 나타낸 순서도이다.

본 발명의 실시예에 따른 토양 정화 설비(10)는 탄소수가 대략 35 이상인 중유 또는 원유에 의해 오염된 토양(오염토)를 제공받을 수 있고, 제공된 오염토에 함유된 중유 또는 원유가 제거함으로써 정화된 토양(정화토)를 생성할 수 있다.

본 실시예에서는 토양 정화 설비(10)가 중유 또는 원유에 의해 오염된 오염토를 제공받는 것을 예로 들어 설명하나, 본 발명의 사상은 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 토양 정화 설비(10)는 중유 또는 원유뿐만 아니라 다른 종류의 유류(Oil)에 의해 오염된 오염토를 제공받을 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 오염토 및, 이러한 오염토와 혼합/분리되는 물질이, 펌프 및 밸브가 구비된 통로를 통해 이송되거나, 컨베이어 벨트를 통해 이송되는 것으로 나타내었으나, 이는 예시에 불과하고 본 발명의 사상이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 서술한 펌프 및 밸브의 구동과, 컨베이어 벨트의 구동은 하나 이상의 제어부(미도시)에 의해 제어될 수 있다. 또한, 이하에서 서술하는 구동 수단의 거동도 하나 이상의 제어부에 의해 제어될 수 있다. 제어부는 오염토, 오염토와 혼합/분리되는 물질의 이송과, 각 장치의 작동 속도 등을 제어한다. 제어부는 예를 들어, P제어기 PI제어기 및 PID제어기 중 하나 이상일 수 있으며, 마이크로프로세서를 포함하는 연산 장치에 의해 구현될 수 있다.

도 1을 참조하면, 토양 정화 설비(10)는 제1 스크린 장치(100), 드럼 믹서 장치(200), 스크러빙 장치(300), 제2 스크린 장치(400), 부유장치(500), 하이드로-사이클론 장치(600), 디실터(700), 폐수 처리기(800), 열처리 탈착 장치(1000) 및 오버사이즈 토양 덩어리 처리장치(1100)를 포함한다.

이하, 도 2를 참조하여, 토양 정화 설비(10)의 제1 스크린 장치(100)를 설명한다. 도 2는 제1 스크린 장치를 나타내는 개념도이다.

도 2를 참조하면, 제1 스크린 장치(100)는 상류 스크린 장치(110), 하류 스크린 장치(120) 및 자기 분리장치(130)를 포함한다. 이러한 제1 스크린 장치(100)는 오염토를 스크린에 통과시켜서 오염토로부터 오버사이즈 토양 덩어리를 분리하는 제1 스크린 공정을 수행한다.

제2 스크린 공정 상류 스크린 장치(110)는, 제1 내부 스크린(111)과 제2 내부 스크린(112)를 포함하는 진동 스크린, 제1 토양 덩어리 컨베이어(113), 완충 호퍼(114) 및 상류 스크린 컨베이어(115)를 포함할 수 있다.

상류 스크린 장치(110)에 구비되는 진동 스크린은 체(sieve)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 진동 스크린은 20mm×20mm 구멍크기를 가지는 체로 구성되는 제1 내부 스크린(111)과, 7mm×7mm 구멍크기를 가지는 체로 구성되는 제2 내부 스크린(112)을 포함하는 이중 스크린일 수 있다. 이러한 제1 내부 스크린(111)과 제2 내부 스크린(112)은 소정의 간격을 가지면서, 중첩되어 구비될 수 있다. 진동 스크린에 의해 주 오염토 흐름으로부터 분리된 오버사이즈 토양 덩어리(debris)는, 제1 토양 덩어리 컨베이어(113)에 의해 배출된다. 여기서, 오버사이즈 토양 덩어리는 스크린에 의해 걸러진 토양 덩어리를 의미하는 것이고, 토양 덩어리의 크기를 한정하지는 않는다.

완충 호퍼(114)는 진동 스크린의 하부에 구비되고, 오염토 흐름을 유지한다. 오버사이즈 토양 덩어리가 분류된 오염토는 완충 호퍼(114)를 거쳐 상류 스크린 컨베이어(115)에 도달한다.

상류 스크린 컨베이어(115)는, 이송 컨베이어(116)로 오염토를 배출한다. 이송 컨베이어(116)는 상류 스크린 장치(110)에서 배출된 오염토를 하류 스크린 장치(120)로 이송한다. 상류 스크린 컨베이어(115) 및 이송 컨베이어(116) 중 하나 이상은 변동 주기 모터에 의해 구동될 수 있고, 변동 주기 모터의 속도 변화에 따라 하류 스크린 장치(120)로 공급되는 오염토의 공급속도를 변화시킬 수 있다.

하류 스크린 장치(120)는 바 스크린(bar screen)을 포함할 수 있다. 하류 스크린 장치(120)에 의해 주 오염토 흐름으로부터 분리된 오버사이즈 토양 덩어리는, 하류 스크린 장치(120)의 외부로 배출된다. 오버사이즈 토양 덩어리의 배출을 위해 컨베이어가 하류 스크린 장치(120)에 구비될 수 있다. 하류 스크린 장치(120)의 배출부에는, 변동 주기 모터에 의해 구동되는 벨트 공급장치(121)가 구비된다. 설비의 상태에 따라, 하류 스크린(120)의 하류에 공급되는 오염토의 공급속도는 변화될 수 있다. 하류 스크린(120)의 벨트 공급장치(121)는 벨트 컨베이어를 포함할 수 있다.

자기 분리장치(130)는 자기력 발생 장치(131) 및 컨베이어 벨트(132)를 포함할 수 있다. 오염토가 컨베이어 벨트(132)에 의해 이송되는 동안, 자기력 발생 장치(131)가 주 토양 흐름으로부터 잔여 금속 불순물을 분리해 낼 수 있다.

제1 스크린 장치(100)는 오버사이즈 토양 덩어리가 시스템에 적재되는 것을 방지함으로써, 제1 스크린 장치(100)의 하류에 구비되는 장치를 보호하고 설비 효율을 증가시킬 수 있다.

제1 스크린 장치(100)에 의해 오버사이즈 토양 덩어리가 제거된 오염토는 드럼 믹서 장치(200)로 이송되고, 오버사이즈 토양 덩어리는, 오버사이즈 토양 덩어리 처리장치(1100)로 이송된다.

이하, 도 3을 참조하여 드럼 믹서 장치(200)를 설명한다. 도 3은 드럼 믹서 장치를 나타내는 개념도이다.

도 3을 참조하면, 드럼 믹서 장치(200)는 회전 드럼(210)과 구동 모터(220)를 포함할 수 있다. 드럼 믹서 장치(200)는, 희석제, 염기성 용액, 포화증기와 고온의 물을 공급하기 위한 별도의 공급 장치, 예를 들어, 증기 공급기(230), 염기성 용액 공급기(240) 및 희석제 공급기(250) 등을 더 포함할 수 있다.

회전 드럼(210)은 수평으로 배치될 수 있고, 내부에 블레이드(미도시)를 포함할 수 있다. 오염토는 회전 드럼(210)에서 희석제, 염기성 용액, 포화증기 및 고온의 물과 혼합된다(토양 혼합물). 토양 혼합물은 회전 드럼에서 리버레이션 과정을 거친다. 여기서, '리버레이션'이란, 토양 알갱이들에 흡착되어 있는 중유 또는 원유를 알갱이 표면에서 물리, 화학적으로 탈리, 분리하는 것을 의미한다. 이러한 드럼 믹서 공정에 의해, 드럼 믹서 장치(200)는 토양 혼합물로부터 유분을 분리해내므로, 드럼 믹서 장치(200)에서는 토양 혼합물에 대한 '유분과 분리되지 않은 토양입자'의 비율이 감소할 수 있다.

구동 모터(220)는 회전 드럼(210) 및 블레이드 중 하나 이상을 회전시킨다. 회전 드럼(210) 및 블레이드 중 하나 이상의 회전에 의해, 오염토는, 희석제, 고온의 물 및 포화증기와 보다 잘 혼합될 수 있게 된다. 회전 드럼(210) 및 블레이드의 회전 속도는 희석제의 종류, 희석제에 대한 오염토의 비율, 회전 드럼 내의 온도 및 오염토의 입자 크기와 같은 물리적, 화학적 특성에 따라 결정될 수 있다. 일 예로, 회전 드럼(210)이 45㎥의 부피로 구성되고, 회전 드럼(210) 및 블레이드가 4.5분의 시간 동안 일정한 속도로 구동될 수 있다.

희석제는 경유(light oil), 가솔린(gasoline), 디젤(diesel), 케로신(kerosene), 이소프로필 알코올(isopropyl alcohol), 벤젠(benzene), 톨루엔(toluene), 미네랄 오일(mineral oil) 등일 수 있다. 또한, 상기 희석제는 탄소수가 기 설정된 범위 이하인 유류일 수 있고, 일 예로 탄소수가 35 이하인 유류일 수 있다.

염기성 용액은, 희석제와 함께, 흙 알갱이들에 흡착되어 있는 중유 또는 원유를, 오염토로부터 효과적으로 분리할 수 있도록 도와준다. 염기성 용액은 흙 알갱이들에 흡착되어 있는 중유 또는 원유가 물과 보다 잘 혼합될 수 있도록 도와준다. 염기성 용액은, 예를 들어 NaOH일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

고온의 물과 포화증기는 드림 믹서 장치(200)내의 토양 혼합물의 온도를 높게 유지할 수 있다. 토양 혼합물의 온도가 높게 유지됨으로써, 토양 혼합물의 유동성이 확보되고, 토양 혼합물의 점도가 낮아지게 된다.

드럼 믹서 장치(200)를 거친 오염토는 스크러빙 장치(300)로 이동된다. 이하, 도 4를 참조하여 스크러빙 장치(300)를 설명한다. 도 4는 스크러빙 장치를 나타내는 개념도이다.

도 4를 참조하면, 스크러빙 장치(300)는 토양 혼합물에 전단력을 가하는 스크러빙 공정을 수행한다. 이러한 스크러빙 장치(300)는 제1 어트리션 스크러버(310), 제2 어트리션 스크러버(330) 및 원심 분리기(320)를 포함할 수 있다. 스크러빙 장치(300)에 유입되는 토양 혼합물의 온도는 90℃ 미만이다.

제1 어트리션 스크러버(310)는 오염물을 토양 혼합물로부터 리버레이션시키는 제1 어트리션 스크러빙 공정이 수행될 수 있다. 이처럼, 제1 어트리션 스크러버(310)에서는 유분이 토양 혼합물로부터 리버레이션되므로, 제1 어트리션 스크러버(310)에서는 토양 혼합물에 대한 '유분과 분리되지 않은 토양입자'의 비율이 더욱 감소할 수 있다.

이러한 제1 어트리션 스크러버(310)는 혼합 용기(311); 임펠러(312); 임펠러 구동수단(313); 및 임펠러 축(314)를 포함한다. 임펠러 구동수단(313)은 임펠러(312)에 구동력을 가하며, 일예로 모터일 수 있다. 임펠러(312)는 혼합 용기(311)의 내부에 구비되고 2 이상으로 제공될 수 있다.

예를 들어, 임펠러(312)는 서로 반대방향으로 구비되는 제1 임펠러(312-1) 및 제2 임펠러(312-2)를 포함할 수 있다. 이러한 임펠러 쌍은 복수 개로 제공될 수 있다. 또한, 각각의 임펠러 쌍은 임펠러 축(314) 및 구동장치(313)에 연결될 수 있다. 도 4에서 보았을 때, 제1 임펠러(312-1)의 날개 방향은 토양 혼합물을 위쪽으로 이동시키도록 형성되고, 제2 임펠러(312-2)의 날개 방향은 토양 혼합물을 아래쪽으로 이동시키도록 형성된다.

제1 어트리션 스크러버(310)로 유입된 토양 혼합물은 임펠러(312)의 회전에 의하여 외력, 예를 들어 전단력(shear force)을 받게 된다. 토양 혼합물은 이러한 외력에 의해 혼합 용기(311) 내에서 더 작은 덩어리로 쪼개질 수 있다. 앞서 드럼 믹서 장치(200)에서 희석제, 염기성 용액과 반응하지 못했던 오염토는, 스크러빙 장치(300)에 의해 희석제, 염기성 용액과 반응하게 된다.

또한, 임펠러(312)가 가하는 외력에 의해 높은 점성을 가지는 오염물질, 예를 들어 페트로-탄화수소 물질(petro-hydro carbonated)이 오염토로부터 분리될 수 있다.

제1 어트리션 스크러버(310)에서 배출된 토양 혼합물은 후술하는 원심 분리기(320) 및 제2 어트리션 스크러버(330) 중 하나 이상에 이송된다.

원심 분리기(320)는 제1 어트리션 스크러버(310)로부터 1차적으로 처리된 토양 혼합물을 공급받을 수 있다. 제1 어트리션 스크러버(310)에서 원심 분리기(320)로 전달되는 토양 혼합물은 입자의 크기가 상대적으로 작은 점토성 입자를 다량 포함할 수 있다. 토양 혼합물에 포함된 다량의 점토성 입자가 제2 어트리션 스크러버(330)에 유입될 경우 점토성 입자가 제2 어트리션 스크러버(330)에서의 마멸작용을 방해할 수 있다. 이러한 원심 분리기(320)는 토양 혼합물이 제2 어트리션 스크러버(330)에 공급되기 전에, 토양 혼합물로부터 점토성 성분을 제거할 수 있다. 다시 말해, 토양 혼합물은 제1 어트리션 스크러버(310)에서의 제1 어트리션 스크러빙 공정과 제2 어트리션 스크러버(330)에서의 제2 어트리션 스크러빙 공정 사이에 토양 혼합물에서 점토성 성분을 제거하는 점토성 성분 제거 공정을 거칠 수 있다. 제1 어트리션 스크러버(310)에 배출된 토양 혼합물은 원심 분리기(320)에 통과됨으로써, 제2 어트리션 스크러버(330)에서 보다 효과적으로 분리되고 세퍼레이션될 수 있다. 한편, 이러한 원심 분리기(320)는, 예를 들어 하이드로-사이클론 장치일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

원심 분리기(320)는 적어도 하나의 회전 챔버(321) 및 회전 구동장치(미도시)를 포함할 수 있다. 회전 챔버(321)는 제1 유출구(322) 및 제2 유출구(323)를 포함할 수 있다. 제1 어트리션 스크러버(310)로부터 이송된 토양 혼합물은 회전 챔버(321)에 유입된다. 회전 챔버(321)의 회전에 의해 토양 혼합물은 원심력을 받는다. 토양 혼합물 중 상대적으로 작은 입자는 제1 유출구(322)로 배출되고, 토양 혼합물 중 상대적으로 큰 입자는 제2 유출구(323)로 배출된다. 제1 유출구(322)로 배출된 작은 입자는 제2 스크린 장치(400)에 전달되고, 제2 유출구(323)로 배출된 큰 입자는 제2 어트리션 스크러버(330)에 전달될 수 있다.

제1 유출구(322)는 회전 챔버(321)의 상부에 구비되고, 제2 유출구(323)는 회전 챔버(321)의 하부에 구비될 수 있다. 회전 챔버(321)는 이러한 구성 이외에, 별도의 회전부(미도시)를 포함하는 것도 가능하다. 회전 챔버(321)는 회전부의 회전을 통하여 토양 혼합물을 분리할 수 있다. 가압 펌프가 회전 챔버(321)에 공급되는 토양 혼합물을 가압할 수 있다. 또한, 토양 혼합물이 회전 챔버(321)의 접선 방향으로 유입될 수 있다. 토양 혼합물은 회전 운동을 하면서 회전 챔버(321)의 하부로 하강한다.

제2 어트리션 스크러버(330)는 제1 어트리션 스크러버(310)로부터 배출된 토양 혼합물 및 원심 분리기(320)로부터 배출된 토양 혼합물 중 하나 이상을 전달받는다. 제2 어트리션 스크러버(330)는 오염물을 토양 혼합물의 토양 입자 표면으로부터 재차 리버레이션시키는 제2 어트리션 스크러빙 공정을 수행할 수 있다. 제2 어트리션 스크러버(330)에서는 유분이 토양 혼합물의 토양 입자 표면으로부터 리버레이션되므로, 제2 어트리션 스크러버(330)에서는 토양 혼합물에 대한 '유분과 분리되지 않은 토양입자'의 비율이 더욱 감소할 수 있다. 이러한 제2 어트리션 스크러버(330)는 바이패스 통로(331)를 통해, 원심 분리기(320)를 거치지 않고, 제1 어트리션 스크러버(310)와 연결될 수 있다. 또한, 제2 어트리션 스크러버(330)는 원심 분리기 통로(332)를 통해 원심 분리기(320)와 연결될 수 있다.

제2 어트리션 스크러버(330)의 구체적인 구성은 제1 어트리션 스크러버(310)와 동일하므로, 이에 대한 구체적인 설명은 제1 어트리션 스크러버(310)에 관한 설명을 원용한다.

스크러빙 장치(300)를 거친 오염토 혼합물은 제2 스크린 장치(400)로 이송된다. 이하, 도 5를 참조하여 제2 스크린 장치(400)를 설명한다. 도 5는 제2 스크린 장치를 나타내는 개념도이다.

도 5를 참조하면, 제2 스크린 장치(400)는 오염토 혼합물을 스크린에 통과시켜서 오염토 혼합물로부터 상대적으로 큰 크기의 정화된 입자를 재차 분리하는 제2 스크린 공정을 수행한다. 이러한 제2 스크린 장치(400)는 제2 진동 스크린(410)을 포함할 수 있다. 제2 진동 스크린(410)은 체(sieve)를 포함할 수 있다. 제2 스크린 장치(400)에 구비되는 제2 진동 스크린(410)의 체(sieve)는, 제1 스크린 장치(100)에 구비되는 제1 진동 스크린(110)의 체(sieve) 보다 작게 구성될 수 있다. 예를 들어, 진동 스크린은 5mm×5mm 구멍크기를 가지는 체로 구성되는 제1 내부 스크린(411)과, 2mm×2mm 구멍크기를 가지는 체로 구성되는 제2 내부 스크린(412)을 포함하는 이중 스크린일 수 있다. 다만, 제1 내부 스크린(411) 및 제2 내부 스크린(412)의 구멍 크기가 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 유입 토양 조건에 적합한 구멍 크기로 조절될 수 있다. 이러한 제1 내부 스크린(411)과 제2 내부 스크린(412)은 소정의 간격을 가지면서, 중첩되어 구비될 수 있다. 스크린에 구비되는 체는, 우수한 내마모성과 내부식성을 위해 폴리우레탄으로 형성될 수 있다.

제2 스크린 장치(400)에 의해, 전 단계인 어트리션 스크러버(310, 320)에서 처리된 오염토 혼합물로부터 상대적으로 큰 크기의 정화된 입자가 분리된다. 또한, 이러한 상대적으로 큰 크기의 정화된 입자는 컨베이어(413)를 통해 배출된다. 한편, 제2 진동 스크린(400)을 거쳐 상대적으로 큰 크기의 정화된 입자가 분리된 오염토 혼합물은 펌프에 의해 부유장치(500)로 이송된다.

이하, 도 6을 참조하여, 부유 장치(500)를 설명한다. 도 6은 부유 장치를 나타내는 개념도이다.

도 6을 참조하면, 부유장치(500)는 컨디셔너 셀(conditioner cell, 510), 플로테이션 셀(floatation cell, 520), 공기 공급장치(540), 물 공급장치(550), 화학제 공급장치(580), 거품탱크(560) 및 전처리 토양 탱크(570)를 포함한다. 부유장치(500)는 제2 스크린 장치(400)로부터 토양 혼합물을 공급받는다. 예를 들어, 토양 혼합물은 제2 스크린 장치(400)로부터 부유장치(500)의 컨디셔너 셀(510)로 유입될 수 있다. 이러한 부유장치(500)는 토양 혼합물을 분리할 수 있도록 구성된다. 다시 말해, 이러한 부유장치(500)에 기포에 의하여, 토양 혼합물은 부유하는 제1 토양 혼합물 및 부유하지 않는 제2 토양 혼합물로 분리될 수 있다.

컨디셔너 셀(510)은, 토양 혼합물이 유입되는 컨디셔너 셀 유입구(514), 컨디셔너셀 유출통로(516)를 포함할 수 있다. 컨디셔너 셀(510)은, 물 공급기(550) 및 화학제 공급기(580)로부터 물 및 화학제를 공급받을 수 있다. 이러한 화학제는 일정한 크기의 기포 발생을 돕고, 기포가 모여 큰 기포가 되는 것을 방지하며, 수면에서 기포가 터지지 않고 유지되도록 돕는 작용을 할 수 있다. 이러한 화학제는 예를 들어, 지방족 알코올류(Aliphatic alcohols), 사이클릭 알코올류(Cyclic alcohols), 알콕시 파라핀류(Alkoxy paraffins), 폴리프로필렌 글리콜 에테르(Polypropylene glycol ethers), 폴리글리콜 에테르(Polyglycol ethers) 및 폴리글리콜 글리세롤 에테르(Polyglycol glycerol ethers) 중 하나 이상을 포함하는 거품 발생제(frother)일 수 있다.

컨디셔너 셀(510)에서는 토양 혼합물과 화학제가 플로테이션 셀(520)에 투입되기 전에 충분히 혼합되는 것을 기대할 수 있다. 다시 말해, 컨디셔너 셀(510)의 혼합에 의해 플로테이션 셀(520)에서의 부유 기작이 원활하게 진행될 수 있다. 이러한 혼합을 위해, 컨디셔너 셀(510)의 내부에는 임펠러(511)가 구비될 수 있다. 임펠러(511)는 축(512)을 통해 임펠러 구동수단(513), 예를 들어 모터에 연결되며, 임펠러 구동수단(513)에 의해 회전될 수 있다. 컨디셔너 셀(510)로 유입된 토양 혼합물은 임펠러(511)의 회전에 의해, 물 및 화학제와 혼합된다. 또한, 토양 혼합물은 임펠러(511)의 회전에 의해 전단력을 받고, 물리적으로 분쇄될 수도 있다.

공기, 물 및 화학제는 토양 혼합물에 거품을 발생시킨다. 토양의 유류 성분 및 오염된 입자들은 거품에 부착되고, 유류 성분 및 오염된 입자들은 거품에 의해 토양 혼합물로부터 탈리된다. 이러한 거품은 다량으로 발생되어 층(거품층)을 형성할 수 있다. 컨디셔너 셀(510)에 유입된 토양 혼합물과 컨디셔너 셀(510)에서 발생된 거품층은 컨디셔너셀 유출통로(516)를 통하여 플로테이션 셀(520)로 배출된다.

플로테이션 셀(520)은 컨디셔너 셀(510)로부터 토양 혼합물을 공급받는다. 플로테이션 셀(520)로 유입되는 토양 혼합물은, 첨가물을 제외하고 1) 유분과 분리된 토양입자, 2) 유분과 분리되지 않은 상대적으로 작은 토양입자, 3) 유분과 분리되지 않은 상대적으로 큰 토양입자 및 4) 분리된 유분 등으로 분류될 수 있다. 플로테이션 셀(520)에서는 실제적인 오염물의 부유 기작이 진행된다. 이러한 플로테이션 셀(520)에서의 부유 기작으로, 2) 유분과 분리되지 않은 상대적으로 작은 토양입자 및 4) 분리된 유분이, 토양 혼합물로부터 분리될 수 있다. 다시 말해, 플로테이션 셀(520)은 2) 유분과 분리되지 않은 상대적으로 작은 토양입자와 4) 분리된 유분을, 1) 유분과 분리된 토양입자와 3) 유분과 분리되지 않은 상대적으로 큰 토양입자를 공간적으로 분리하는 기능을 수행한다.

이러한 플로테이션 셀(520)은 거품층이 주로 통과하는 거품 배출통로(526)와 토양 혼합물이 주로 통과하는 토양혼합물 배출통로(528)를 포함한다.

플로테이션 셀(520)은 공기 공급기(540)에 의해 주입된 공기를 공급받을 수 있다. 또한, 플로테이션 셀(520)은 물 공급기(550)로부터 물을 추가로 공급받을 수 있다. 플로테이션 셀(520)로 공급된 공기는, 화학제 및 물에 의해 거품화된다. 거품은, 오염된 입자와, 토양에서 분리된 유류 성분을 부착한 채로 토양 혼합물의 위로 부유한다. 거품은 층(거품층)을 형성할 수도 있다. 다만, 토양입자가 이러한 거품층에 완전히 배제되는 것은 아니다. 다시 말해, 거품층은 화학제, 유분과 분리되지 않은 상대적으로 작은 토양입자 및 토양입자와 분리된 유분을 포함할 수 있다.

거품층은 거품 배출통로(526)를 통하여 거품탱크(560)로 배출되고, 토양 혼합물은 토양혼합물 배출통로(528)를 통하여 배출된다. 거품층의 용이한 배출을 위해, 플로테이션 셀(520)에서, 플로테이션셀의 거품 배출통로(526)는 토양혼합물 배출통로(528) 보다 위쪽에 배치될 수 있다.

플로테이션 셀(520)의 내부에는 임펠러(521), 교반기(524), 스키머(527) 및 물분사 노즐이 구비될 수 있다.

임펠러(521)는 축(522)을 통해 임펠러 구동 수단(523), 예를 들어 모터에 연결되며, 임펠러 구동수단(523)에 의해 회전될 수 있다. 플로테이션 셀(520)로 유입된 토양 혼합물은 임펠러(521)의 회전에 의해, 화학제, 물 및 공기와 더욱 혼합된다. 임펠러(521)의 회전은 토양 혼합물에 전단력을 가하고, 토양 혼합물을 물리적으로 분쇄할 수도 있다. 임펠러(521)의 회전은 거품 발생을 유도한다.

교반기(524)는 플로테이션 셀(520) 내의 토양 혼합물을 물, 공기 및 화학제 등과 화학제등을 임펠러(521)에 의한 운동력을 이용하여 섞어준다. 이러한 교반기(524)는 구동장치로부터 동력을 공급받을 수 있고, 플로테이션 셀(520)에 고정되어 있다. 교반기(524)에 의해 플로테이션 셀(520) 내에서 용이하게 거품이 용이하게 발생될 수 있다. 또한, 교반기(524)는 거품의 양호한 발생을 위해 공기 공급기(540)로부터 공기를 공급받아, 토양 혼합물 내에 분사되도록 작용할 수 있다. 다시 말해, 교반기(524)는 교반 기능뿐만 아니라 에어 블로어의 기능도 수행할 수 있다.

또한, 스키머(527)는 플로테이션 셀(520)의 거품층을 거품 배출통로(526)로 이동시킨다. 이러한 스키머(527)는 지면과 나란하게 연장되는 회전축을 따라 회전하도록 구성될 수 있으며, 이러한 회전력을 제공하는 구동장치를 포함할 수 있다. 스키머(527)는 물레방아와 유사한 방식으로 구성될 수 있으며, 브러쉬를 포함할 수 있다. 스키머(527)에 의해 거품 배출통로(526)로 이동된 거품층은 거품 배출통로(526)를 따라 외부로 배출된다. 한편, 플로테이션 셀(520)이 복수 개로 구비되는 경우, 각 플로테이션 셀(520)에 구비되는 스키머(527)는 동일한 회전축을 가지며 하나의 구동장치에 의해 작동될 수 있다.

물 분사 노즐은 물 공급기(550)와 연결되고, 물 공급기(550)로부터 공급되는 물은 펌프(P)에 의해 가압되어 물 분사 노즐을 통해 배출될 수 있다. 물 공급기(550)는 컨디셔너 셀(510), 플로테이션 셀(520) 및 거품탱크(560) 중 하나 이상에 물을 공급한다. 물 공급기(550)는 폐수 처리기(800)에서 처리된 물을 이용할 수 있다.

플로테이션 셀(520)은 복수 개 제공될 수 있고, 복수 개의 플로테이션 셀(520)은 토양혼합물 배출통로(528)에 의해 연결될 수 있다. 예를 들어, 도 6에서와 같이, 플로테이션 셀(520)은 제1 플로테이션 셀(520-1), 제2 플로테이션 셀(520-2), 제3 플로테이션 셀(520-3) 및 제4 플로테이션 셀(520-4)을 포함할 수 있다. 또한, 제1 토양혼합물 배출통로(528-1)는 제1 플로테이션 셀(520-1)과 제2 플로테이션 셀(520-2)을 연결하고, 제2 토양혼합물 배출통로(528-2)는 제2 플로테이션 셀(520-2)과 제3 플로테이션 셀(520-3)을 연결하고, 제3 토양혼합물 배출통로(528-3)는 제3 플로테이션 셀(520-3)과 제4 플로테이션 셀(520-4)을 연결할 수 있다.

거품 배출통로(526)는 복수 개의 플로테이션 셀(520) 중 적어도 일부의 플로테이션 셀(520)을 연결시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 거품 배출통로(526-1)는 제1 플로테이션 셀(520-1)과 제2 플로테이션 셀(520-2)를 연결하고, 제1 플로테이션 셀(520-1)과 제2 플로테이션 셀(520-2)의 거품층을 배출하도록 구성될 수 있다. 또한, 제2 거품 배출통로(520-2)는 제3 플로테이션 셀(520-3)과 제4 플로테이션 셀(526-4)를 연결하고, 제3 플로테이션 셀(520-3)과 제4 플로테이션 셀(520-4)의 거품층을 배출하도록 구성될 수 있다.

다시 말해, 제1 플로테이션 셀(520-1) 내의 거품층은 내부에 구비되는 스키머(527)에 의해 제1 거품 배출통로(526-1)로 이송된 후, 제1 거품 배출통로 (526-1)를 따라 거품 탱크(560)로 배출된다. 또한, 제2 플로테이션 셀(520-2) 내의 거품층은 내부에 구비되는 스키머(527)에 의해 제1 거품 배출통로(526-1)로 이송된 후, 제1 거품 배출통로 (526-1)를 따라 거품 탱크(560)로 배출된다. 이러한 제1 거품 배출통로(526-1)는 제1 플로테이션 셀(520-1)로부터 공급받은 거품층이 제2 플로테이션 셀(520-2)로 유출되지 않도록 구성된다.

또한, 제4 플로테이션 셀(520-4) 내의 거품층은 내부에 구비되는 스키머(527)에 의해 제2 거품 배출통로(526-2)로 이송된 후, 제2 거품 배출통로 (526-2)를 따라 거품 탱크(560)로 배출된다. 또한, 제3 플로테이션 셀(520-3) 내의 거품층은 내부에 구비되는 스키머(527)에 의해 제2 거품 배출통로(526-2)로 이송된 후, 제2 거품 배출통로 (526-2)를 따라 거품 탱크(560)로 배출된다. 이러한 제2 거품 배출통로(526-2)는 제4 플로테이션 셀(520-4)로부터 공급받은 거품층이 제3 플로테이션 셀(520-3)로 유출되지 않도록 구성된다. 제2 거품 배출통로(526-2)를 따라 거품층이 이송되는 방향은 제3 토양혼합물 배출통로(528-3)를 따라 토양 혼합물이 이송되는 방향과 반대된다.

이러한 제1 거품 배출통로(526-1)의 거품 배출과 제2 거품 배출통로(526-2)의 거품 배출은 제2 플로테이션 셀(520-2)와 제3 플로테이션 셀(520-3)의 사이에서 이루어질 수 있다.

제2 플로테이션 셀(520-2)은 공기 공급기(540)로부터 공기를 공급받고 물 공급기(550)로부터 물을 공급받는다. 제2 플로테이션 셀(520-2) 내에 구비되는 임펠러가 토양 혼합물을 공기와 물과 혼합시키고, 제2 플로테이션 셀(520-2) 내에서 거품이 추가적으로 발생한다. 제1 플로테이션 셀(520-1)에서 토양 혼합물로부터 분리되지 않았던 유류 성분 및 오염된 입자들은 제2 플로테이션 셀(520-2)내에서 발생한 거품에 부착될 수 있다. 제2 플로테이션 셀(520-2) 내의 거품은 제1 거품 배출통로(526-1)를 통하여 외부로 배출되어 거품탱크(560)로 이송된다. 또한, 제2 플로테이션 셀(520-2) 내의 토양 혼합물은 제2 토양혼합물 배출통로(528-2)를 통해 제3 플로테이션 셀(520-3)로 이송된다. 토양 혼합물이 제2 플로테이션 셀(520-2)로부터 제3 플로테이션 셀(520-3)로 이송되는 과정에서 화학제가 추가적으로 공급될 수 있다.

제3 플로테이션 셀(520-3)은 공기 공급기(540)로부터 공기를 공급받고 물 공급기(550)로부터 물을 공급받는다. 제3 플로테이션 셀(520-3) 내에 구비되는 임펠러가 토양 혼합물을 공기와 물과 혼합시키고, 제3 플로테이션 셀(520-3) 내에서 거품이 추가적으로 발생한다. 제1, 2 플로테이션 셀(520-1, 520-2)에서 토양 혼합물로부터 분리되지 않았던 유류 성분 및 오염된 입자들은 제3 플로테이션 셀(520-3)내에서 발생한 거품에 부착될 수 있다. 제3 플로테이션 셀(520-3) 내의 거품은 제2 거품 배출통로(526-2)를 통하여 외부로 배출되어 거품탱크(560)로 이송된다. 또한, 제3 플로테이션 셀(520-3) 내의 토양 혼합물은 제3 토양혼합물 배출통로(528-3)를 통해 제4 플로테이션 셀(520-4)로 이송된다.

제4 플로테이션 셀(520-4)은 공기 공급기(540)로부터 공기를 공급받고 물 공급기(550)로부터 물을 공급받는다. 제4 플로테이션 셀(520-4) 내에 구비되는 임펠러가 토양 혼합물을 공기와 물과 혼합시키고, 제4 플로테이션 셀(520-3) 내에서 거품이 추가적으로 발생한다. 제1 내지 제3 플로테이션 셀(520-1, 520-2, 520-3)에서 토양 혼합물로부터 분리되지 않았던 유류 성분 및 오염된 입자들은 제4 플로테이션 셀(520-4)내에서 발생한 거품에 부착될 수 있다. 제4 플로테이션 셀(520-4) 내의 거품은 제2 거품 배출통로(526-2)를 통하여 외부로 배출되어 거품탱크(560)로 이송된다. 또한, 제4 플로테이션 셀(520-4) 내의 토양 혼합물은 제4 토양혼합물 배출통로(528-4)를 전처리 토양 탱크(570)로 배출된다.

거품탱크(froth tank, 560)는 거품탱크 임펠러(561) 및 거품탱크 임펠러 구동수단(562)을 포함한다. 거품탱크(560)에는 거품과 함께, 2) 유분과 분리되지 않은 상대적으로 작은 토양입자와 4) 토양 혼합물로부터 분리된 유분이 유입된다. 또한, 거품탱크(560)는 물 공급기(550)로부터 물을 공급받을 수 있다. 거품탱크 임펠러(561)는 물, 거품, 미세 토양입자 및 유류성분을 다시 한번 혼합한다(거품 혼합물). 이후, 소정의 시간이 지나면 거품 탱크(560)에서의 거품은 시간이 지나면 꺼지게 된다.

이후, 거품탱크(560)는 거품 혼합물을 디실터(de-silter, 700)로 이송한다. 거품 탱크(560)는 플로테이션 셀로부터 2) 유분과 분리되지 않은 작은 토양 입자와 4) 토양 혼합물로부터 분리된 유분을 공급받고, 분리된 토양 혼합물에서 거품을 꺼지게 할 수 있다. 거품 탱크(560)는 거품이 제거된 토양 혼합물을 디실터로 내보낼 수 있다. 전처리 토양 탱크(570)는 컨디셔너 셀 및 플로테이션 셀로부터 토양 혼합물을 공급받는다. 이러한 토양 혼합물은 1) 유분과 분리된 토양입자와 3) 유분과 분리되지 않은 큰 토양입자를 포함하며, 소량의 2) 유분과 분리되지 않은 작은 토양입자와 4) 토양 혼합물로부터 분리된 유분을 더 포함할 수 있다. 전처리 토양 탱크(570)는 이러한 토양 혼합물을 후처리 단계로 보내기 위한 버퍼 탱크(buffer tank)로 기능할 수 있다. 이러한 후처리 단계는 후술하는 하이드로-사이클론 장치(600)에서 이루어질 수 있다.

또한, 전처리 토양 탱크(570)는 토양탱크 임펠러(571) 및 토양탱크 임펠러 구동수단(572)을 포함한다. 전처리 토양 탱크(570)는 플로테이션 셀(520)로부터 배출된 토양 혼합물 및 물을 공급받는다. 토양 혼합물은 토양탱크 임펠러(571)에 의해 물과 섞일 수 있다.

화학제 공급기(580)는 선택적인 화학제, 예를 들어 프로더(frother)를 컨디셔너 셀에 공급할 수 있다. 화학제는 오염 물질을 부유시키기 위한 거품을 발생시킬 수 있다. 이러한 화학제는, 예를 들어 프로더(frother)일 수 있다. 유류 성분으로 오염된 미세 입자는, 화학제에 의해 발생된 공기 거품에 부착됨으로써, 토양으로부터 분리된다.

화학제 공급기(580)는 최초의 컨디셔너 셀(제1 컨디셔너 셀)에 화학제를 공급할 수 있다. 또한, 화학제 공급기(580)는 컨디셔너 셀과 플로테이션 셀 사이의 통로 및 복수 개의 플로테이션 셀 사이의 통로 중 하나 이상에 선택적으로 화학제를 공급할 수 있다. 예를 들어, 화학제 공급기(580)는 컨디셔너 셀(510)에 화학제를 공급할 수 있고(부유장치(500)에서의 화학제의 제1 공급), 컨디셔너 셀(510)과 제1 플로테이션 셀 사이에 구비되는 컨디셔너셀 유출통로(516)에 화학제를 공급할 수 있으며(부유장치(500)에서의 화학제의 제2 공급), 및 제2 플로테이션 셀과 제3 플로테이션 셀 사이의 통로(제2 토양혼합물 배출통로(528-2))에 화학제를 공급할 수 있다(부유장치(500)에서의 화학제의 제3 공급). 이러한 통로에 공급되는 화학제의 양은 적절하게 조절될 수 있다.

토양 혼합물은 통로에서 화학제와 혼합된 후, 2개의 플로테이션 셀을 거치게 된다. 다시 말해, 컨디셔너 셀과 제1 플로테이션 셀 사이에 구비되는 컨디셔너셀 유출통로(516)에서 화학제를 공급받은 후, 제1 및 제2 플로테이션 셀(520-1, 520-2)를 거치고, 또한, 제2 플로테이션 셀과 제3 플로테이션 셀 사이의 제2 토양혼합물 배출통로(528-2)에서 화학제를 공급받은 후, 제3 및 제4 플로테이션 셀(520-3, 520-4)를 거치게 된다. 이를 통해, 부유장치(500)는, 보다 효과적으로 플로테이션 셀(520)에서 거품을 발생시키고, 토양 혼합물로부터 유류 성분 및 오염된 입자들을 보다 효과적으로 제거할 수 있다.

화학제 공급기(580)는 펌프(P), 밸브 및 이들을 제어하는 제어부를 포함할 수 있으며, 플로테이션 셀에서의 화학제 공급은 제어부에 의해 조절될 수 있다. 예를 들어, 플로테이션 셀에서의 화학제의 제2 공급은, 플로테이션 셀에서의 화학제의 제1 공급 보다 적은 양일 수 있다.

부유장치(500)는 유입 토양 혼합물 내 토양 입자 표면에서 오염물을 탈리시키는 기능(리버레이션, Liberation)과, 탈리된 오염물 및 오염된 미세한 토양입자의 혼합물을 부유시킴으로써 오염물 및 오염된 미세토양을 토양 혼합물로부터 공간적으로 분리(세퍼레이션, Separation)하는 기능을 가지고 있다.

부유장치(500)의 전처리 토양 탱크(570)를 거친 토양 혼합물은 하이드로-사이클론 장치(600)로 공급된다. 부유장치(500)의 거품탱크(560)로 공급된 거품 혼합물은 디실터(700)로 공급된다.

이하, 도 7, 도 8 및 도 9를 참조하여, 하이드로-사이클론 장치(600) 및 디실터(700)를 설명한다. 도 7은 하이드로-사이클론 장치를 나타내는 개념도이고, 도 8은 하이드로-사이클론의 몸체부의 개념도이며, 도 9는 디실터를 나타내는 개념도이다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 하이드로-사이클론 장치(600)에서는 부유 장치로부터 전달받은 토양 혼합물을 입자의 크기 및 질량 중 하나 이상에 따라 분류하는 하이드로-사이클론 공정이 수행될 수 있다. 하이드로-사이클론 장치(600)는 실린더 형상을 가지는 적어도 하나의 사이클론 몸체부(610), 가압 펌프(미도시) 및 사이클론 몸체부(610)의 회전을 위한 구동부(미도시)를 포함한다. 일 예로, 사이클론 몸체부(610)는 원뿔 모양으로 형성될 수 있다. 사이클론 몸체부(610)는, 유입구(611), 사이클론 오버플로우 유출구(612) 및 사이클론 언더플로우 유출구(613)을 포함한다. 사이클론 오버플로우 유출구(612)는 사이클론 몸체부(610)의 상부에 구비되고, 사이클론 언더플로우 유출구(613)는 사이클론 몸체부(610)의 하부에 구비될 수 있다. 사이클론 몸체부(610)는 이러한 구성 이외에, 별도의 회전부(미도시)를 포함하는 것도 가능하다. 사이클론 몸체부(610)는 회전부의 회전을 통하여 토양 혼합물을 분리할 수 있다. 가압 펌프가 사이클론 몸체부(610)에 공급되는 토양 혼합물을 가압할 수 있다. 또한, 토양 혼합물이 사이클론 몸체부(610)의 접선 방향으로 유입될 수 있다. 토양 혼합물은 회전 운동을 하면서 사이클론 몸체부(610)의 하부로 하강한다.

토양 혼합물이 사이클론 몸체부(610)의 하부로 하강하는 동안, 실런더부(610)에서는 토양 혼합물의 와류가 형성되고, 세퍼레이션 작용을 거친다. 여기서, '세퍼레이션 작용'이란, 유리된 유류와 오염된 미세 토양 입자를, 토양 혼합물로부터 공간적으로 분리하는 것을 의미한다. 사이클론 몸체부(610)의 회전에 의해 토양 혼합물은 원심력을 받는다. 원심력에 의해, 토양 혼합물은, 상대적으로 작고 가벼운 입자가 포함된 제1 흐름(614)은 미세 토양입자, 잔류 오일 및 물이 포함되며, 상대적으로 크고 무거운 입자를 포함하는 제2 흐름(615)은 토양 혼합물로부터 유류 성분 및 오염된 미세입자들이 제거된 토양 입자를 주로 포함하는 흐름으로 분리된다. 상대적으로 작고 가벼운 입자를 포함하는 제1 흐름(614)은 사이클론 몸체부(610)의 중심부분에서 상승하여 사이클론 오버플로우 유출구(612)로 배출된다. 상대적으로 크고 무거운 입자를 포함하는 제2 흐름(615)은 원심력에 의해 사이클론 몸체부(610)의 외벽 측으로 모여 농축된 상태가 된다. 이러한 제2 흐름(615)은 사이클론 몸체부(610)의 아래쪽으로 하강하고, 사이클론 언더플로우 유출구(613)를 통하여 사이클론 몸체부(610)로부터 배출된다. 사이클론 몸체부(610)의 사이클론 오버플로우 유출구(612)는 폐수 처리기(800)와 연결되고, 사이클론 몸체부(610)의 사이클론 언더플로우 유출구(613)는 토양 정화 설비(10)의 배출구(미도시)와 연결된다.

이러한 하이드로-사이클론 장치(600)는, 부유 장치(500)로부터 배출된 토양 혼합물에 포함된 물질들을 회전시키고, 부유 장치로부터 배출된 토양 혼합물에 포함된 물질들을 입자의 크기에 따라 분리한다. 하이드로-사이클론 장치(600)에 유입된 토양 혼합물은 토양과 폐수로 분리된다. 폐수는 사이클론 오버플로우 유출구(612)를 통하여 배출되어 폐수 처리기(800)로 공급되고, 하이드로-사이클론 장치(600)에서 처리된 정화토는 사이클론 언더플로우 유출구(613)를 통하여 배출된다. 이러한 정화토는 별도의 세척장치로 공급되어 한번 더 세척될 수 있다.

도 9를 참조하면, 디실터(700)는 부유장치(500)의 거품탱크(560)의 하류에 구비된다. 거품, 미세 토양입자 및 유류 성분을 포함하는 거품 혼합물이, 거품탱크(560)로부터 디실터(700)로 유입된다. 거품 혼합물은 상당량의 토양입자와 유류 성분을 포함하기 때문에, 디실터(700)에서는 이러한 미세 토양입자와 유류 성분을 분리하는 디실터 공정이 실시된다.

디실터(700)는 실린더 형상을 가지는 적어도 하나 이상의 디실터 몸체부(710), 가압 펌프(미도시) 및 디실터 몸체부(710)의 회전을 위한 구동부(미도시)를 포함한다. 디실터 몸체부(710)는 디실터 유입구(711), 디실터 오버플로우 유출구(712) 및 디실터 언더플로우 유출구(713)을 포함한다. 디실터 오버플로우 유출구(712)는 디실터 몸체부(710)의 상부에 구비되고, 디실터 언더플로우 유출구(713)는 디실터 (710)의 하부에 구비될 수 있다. 디실터(700)는, 기본적으로 상술한 하이드로-사이클론 장치(600)와 작동 원리가 동일하다. 다만, 디실터(700)로 유입되는 거품, 미세 토양입자 및 유류 등은, 하이드로-사이클론 장치(600)로 유입되는 토양 혼합물보다 평균적으로 작은 크기의 입자로 구성된다는 점에서 상술한 하이드로-사이클론 장치(600)와 차이가 있다. 따라서, 디실터(700)는 하이드로-사이클론 장치(600)보다 평균적으로 작은 입자를 분리할 수 있도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 디실터 몸체부(710)는 하이드로-사이클론 장치(600)의 사이클론 몸체부(610)보다 작은 크기로 형성될 수 있고, 디실터 몸체부(710)는 하이드로-사이클론 장치(600)의 사이클론 몸체부(610)보다 빠른 각속도로 회전하도록 구성될 수 있다. 이러한 각속도의 제어는 제어부에 의해 이루어질 수 있다.

디실터(700)의 원심력에 의해, 거품 혼합물은 미세 토양입자가 포함된 제1 흐름과, 유류 성분이 포함된 제2 흐름으로 분리된다. 제1 흐름은 디실터 몸체부(710)의 디실터 언더플로우 배출구(713)로 배출되고, 제2 흐름은 디실터 몸체부(710)의 중심 부분에서 상승하여 디실터 오버플로우 유출구(712)로 배출된다. 디실터 언더플로우 유출구(713)로 배출된 미세 토양입자는 드라이 베드(dry bed, 미도시)를 거쳐, 열처리 탈착 장치(1000)로 이송된다. 디실터 오버플로우 유출구(712)로 배출된 유류 성분은 별도의 후처리 장치(미도시)로 이송된다.

앞서 서술한 바와 같이, 하이드로-사이클론 장치(600)는 폐수 처리기(800)와 연결된다. 이하에서는 폐수 처리기(800)에 대하여 설명한다.

폐수 처리기(800)는 API 분리기(American Petroleum Institute separator) 및 공기부상 유수 분리기를 포함할 수 있다. 하이드로-사이클론 장치(600)에서 배출되는 폐수는 소량의 잔여 오일을 포함하며, 오일이 포함된 폐수는 폐수 처리기(800)에 의해 정화된다.

API 분리기는, 폴리머 공급장치 및 응집 챔버를 포함하며, API 분리기는 밀도차를 이용하여 물, 오일 및 고체를 분리한다. 폴리머 공급장치로부터 공급된 폴리머는, 응집 챔버에서 미세 고체입자와 함께 응집되고, 응집 후 API 분리기의 바닥에 가라앉는다. API 분리기의 바닥에는 고체가 쌓여 퇴적층을 형성한다. API 분리기의 상층에는 오일이 위치한다. 고체 퇴적층과 오일 사이에는 물이 위치한다. API 분리기는 하이드로-사이클론 장치(600) 에 의해 분리되지 못한 미세입자 및 오일 방울(droplet)을 물로부터 분리해낸다. 예를 들어, API 분리기는 대략 150 마이크로미터의 오일을 제거할 수 있도록 구성될 수 있다. API 분리기에서 분리된 오일은 별도의 오일 탱크에 저장될 수 있고, API 분리기에서 분리된 물은 공기부상 유수 분리기로 전달될 수 있다.

공기부상 유수 분리기는 공기 거품 발생장치 및 적어도 하나 이상의 플로테이션 챔버를 포함한다. 공기부상 유수 분리기는 API 분리기로부터 전달받은 물은 공기부상 유수 분리기 내에 유입된다. 공기 거품 발생장치에 의해 플로테이션 챔버로 유입된 물에서 거품이 발생된다. 물 속의 미세입자 및 오일 성분이 거품에 달라 붙는다. 거품은 미세입자 및 오일성분과 함께 수면위로 부유한다. 유수 분리기는 API 분리기에 의해 분리되지 못한 미세입자 및 오일 방울(droplet)을 물로부터 분리해낸다.

한편, 이상에서는 폐수 처리기(800)가 하이드로-사이클론 장치(600)에서 사용된 폐수를 처리하는 것으로 서술하였으나, 이는 예시에 불과하다. 폐수 처리기(800)는 하이드로-사이클론 장치(600)뿐만 아니라, 토양 정화 설비(10)에서 사용된 폐수를 수집, 처리하는 것도 가능하다.

이하, 도 10을 참조하여, 열처리 탈착 장치(1000)를 설명한다. 도 10은 열처리 탈착 장치를 나타내는 개념도이다.

도 10을 참조하면, 열처리 탈착 장치(1000)는 공급부(1010), 무산소성 열 흡착 유닛(Anaerobic Thermal Desorption Unit (A.T.D.U), 1020), 냉각기(1030), 증기 회수 장치(1040) 및 물처리 유닛(미도시)을 포함한다.

공급부(1010)는 공급 호퍼(1011), 스크류 컨베이어 장치(1012)를 포함할 수 있다. 공급 호퍼(1011)로 유입된 미세 토양 입자는, 스크류 컨베이어 장치를 거쳐 무산소성 가열 유닛(1020)으로 공급된다.

가열 유닛(1020)은 회전로(1021), 구동장치(미도시), 공급부(1023), 배출후드(1024) 및 가열장치(미도시)를 포함한다. 공급부(1023)를 통하여 회전로(1021)에 미세 토양 입자가 유입된다. 회전로(1021)의 미세 토양 입자는 가열장치에 의해 가열되고, 회전로(1021)는 구동장치에 의해 회전된다. 열처리된 토양은 배출후드를 통해 가열 유닛(1020)으로부터 배출된다.

냉각기(1030)는 가열 유닛(1020)으로부터 배출된 토양을 냉각시킨다. 예를 들어, 냉각기(1030)는 냉각 타워일 수 있다.

가열 유닛(1020)으로부터 발생된 증기는 증기 회수 장치(1040)로 이송된다. 증기 회수 장치(1040)는 프리 스크러버(pre-scrubber), 벤츄리 스크러버, 팬 및 응축기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 가열 유닛(1020)으로부터 발생된 증기는, 프리 스크러버에 의해 대략 50℃까지 냉각되고, 이후에 벤츄리 스크러버에 의해 감압될 수 있으며, 이후 팬 및 응축기에 의해 대략 6~7℃ 정도로 냉각될 수 있다.

물처리 장치는 공정 용수(process water)를 냉각시키고, 공정 용수로부터 오일, 고체를 분리해낸다. 이러한 물처리 장치는 예를 들어, 물/오일 분리기, 열교환기, 냉각 타워 및 펌프 등을 포함하는 장치일 수 있다.

이러한 열처리 탈착 장치(1000)는 위 과정을 거쳐 거친 미세 토양 입자를 정화토로 바꿀 수 있다. 다시 말해, 미세 토양 입자는 열처리 탈착 장치(1000)에서 정화토가 되어 배출될 수 있다.

이하, 도 11을 참조하여, 오버사이즈 토양 덩어리 처리장치(1100)를 설명한다. 도 11은 오버사이즈 토양 덩어리 처리장치(1100)를 나타내는 개념도이다.

도 11을 참조하면, 오버사이즈 토양 덩어리 처리장치(1100)는 하나 이상의 오버사이즈 처리 드럼(1110) 및 제3 스크린 장치(1120)을 포함할 수 있다. 이러한 오버사이즈 토양 덩어리 처리장치(1100)에서는 오버사이즈 토양 덩어리를 처리하는 오버사이즈 토양 처리 공정이 실시될 수 있다.

오버사이즈 처리 드럼(1110)는 유입된 오버사이즈 토양 덩어리를 물리적으로 분쇄한다. 제3 스크린 장치(1120)는 분쇄된 오염토를 소정의 크기 이하로 분리한다. 오버사이즈 토양 덩어리 처리장치(1100)에 의해 분쇄된 오염토 혼합물은 제2 스크린 장치(400)로 다시 유입되고, 분쇄되지 못한 오버사이즈 토양은 별도의 후처리 장치(미도시)로 이송된다.

이러한 오버사이즈 처리 드럼(1110)의 구체적인 구성은 앞서 서술한 드럼 믹서 장치(200)의 구성과 실질적으로 동일한 구성을 가질 수 있으므로, 이에 대한 구체적인 설명은 드럼 믹서 장치(200)에 관한 설명을 원용한다. 또한, 제3 스크린 장치(1120)의 구체적인 구성은 앞서 서술한 제2 스크린 장치(400)의 구성과 동일하므로, 이에 대한 구체적인 설명은 제2 스크린 장치(400)에 관한 설명을 원용한다.

또한, 오버사이즈 토양 덩어리 처리장치(1100)는 복수 개로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제2 스크린 장치(400)에서 배출되는 오버사이즈 토양을 처리하기 위해 추가적인 오버사이즈 토양 덩어리 처리장치가 제공될 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 토양 정화 설비는 필요에 따라 물 공급기, 증기 공급기, 물 회수기, 유류 수집기, 증발용 저수지(evaporation pond) 및 냉각기를 추가로 포함할 수 있다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 설명된 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범위 내에서 얼마든지 구성요소의 치환과 변경이 가능한 바, 이 또한 본 발명의 권리에 속하게 된다.

100: 제1 스크린 장치 110: 상류 스크린 장치
120: 하류 스크린 장치 130: 자기 분리장치
200: 드림 믹서 장치 210: 회전 드럼
220: 구동 모터 230: 증기 공급기
240: 염기성 용액 공급기 250: 희석제 공급기
300: 스크러빙 장치 310: 제1 어트리션 스크러버
320: 원심 분리기 330: 제2 어트리션 스크러버
400: 제2 스크린 장치 410: 제2 진동 스크린
500: 부유장치 510: 컨디셔너 셀
520: 플로테이션 셀
540: 공기 공급장치 550: 물 공급장치
560: 거품탱크 570: 전처리 토양 탱크
580: 화학제 공급기 600: 하이드로-사이클론 장치
610: 사이클론 몸체부 700: 디실터
710: 디실터 몸체부 800: 폐수 처리기
1000: 열처리 탈착 장치 1010: 공급부
1020: 가열 유닛 1040: 증기 회수 장치
1100: 오버사이즈 토양 덩어리 처리장치
1110: 오버사이즈 처리 드럼 1120: 제3 스크린 장치

Claims

오염토를 진동 스크린과 바 스크린에 통과시켜서 상기 오염토로부터 오버사이즈 토양 덩어리를 분리하는 제1 스크린 장치;
상기 제1 스크린 장치를 통과한 상기 오염토를 전달받고, 전달받은 상기 오염토를 희석제, 포화증기 및 온수와 혼합시키는 드럼 믹서 장치;
상기 드럼 믹서 장치에서 혼합된 토양 혼합물이 유입되는 혼합 용기 및 상기 혼합 용기의 내부로 유입된 상기 토양 혼합물에 전단력을 가하도록 회전하는 임펠러를 포함하는 스크러빙 장치;
상기 스크러빙 장치로부터 상기 토양 혼합물을 전달받고, 상기 토양 혼합물을 진동 스크린에 통과시켜 상기 토양 혼합물로부터 오버사이즈 토양 덩어리를 분리하는 제2 스크린 장치;
상기 제2 스크린 장치로부터 상기 토양 혼합물을 전달받고, 전달된 상기 토양 혼합물에 거품 발생을 위한 화학제를 첨가하고, 공기를 주입하여 상기 토양 혼합물로부터 오염물을 탈리시키며, 분리된 오염물을 부유시켜 분리하는 부유장치;
상기 부유장치로부터 배출된 상기 토양 혼합물 중 적어도 일부를 전달받고, 전달받은 상기 토양 혼합물에 포함된 물질들을 회전시켜서 입자크기에 따라 분리하는 하이드로-사이클론 장치; 및
상기 부유장치로부터 배출된 상기 토양 혼합물 중 적어도 일부를 전달받고, 전달받은 상기 토양 혼합물에 포함된 물질들을 상기 하이드로-사이클론 장치보다 빠른 각속도로 회전시켜서 입자 크기에 따라 분리하는 디실터를 포함하는 토양 정화 설비.
제 1 항에 있어서,
상기 드럼 믹서 장치는, 블레이드가 구비되는 회전 드럼, 및 상기 회전 드럼을 구동시키는 구동 모터를 포함하고,
상기 블레이드 및 회전 드럼 중 하나 이상이 회전함으로써, 오염토가 희석제, 포화증기 및 온수와 혼합되도록 구성되는 토양 정화 설비.
제 1 항에 있어서,
상기 부유장치는,
컨디셔너 셀 및 플로테이션 셀 포함하고,
상기 컨디셔너 셀 및 상기 플로테이션 셀은 상기 토양 혼합물이 상기 컨디셔너 셀을 거친 후 상기 플로테이션 셀을 거치도록 배치되며,
상기 컨디셔너 셀에는 거품 발생을 위한 화학제가 공급되며, 상기 플로테이션 셀에는 펌프에 의해 공기가 공급되는 토양 정화 설비.
제 1 항에 있어서,
상기 하이드로-사이클론 장치는,
상기 부유장치로부터 배출된 토양 혼합물이 유입되는 사이클론 유입구; 사이클론 오버플로우 유출구; 및 사이클론 언더플로우 유출구를 포함하는 사이클론 몸체부;를 포함하고,
상기 사이클론 몸체부로 유입된 상기 토양 혼합물의 일부는 상기 사이클론 오버플로우 유출구를 통하여 배출되고, 상기 사이클론 몸체부로 유입된 상기 토양 혼합물의 나머지는 상기 사이클론 언더플로우 유출구를 통하여 배출되며,
상기 사이클론 오버플로우 유출구를 통해 배출되는 토양 혼합물은 상기 사이클론 언더플로우 유출구를 통해 배출되는 토양 혼합물 보다 상대적으로 더 작은 토양 정화 설비.
제 1 항에 있어서,
상기 디실터는 디실터 몸체부를 포함하고,
상기 디실터 몸체부는, 상기 부유장치로부터 배출된 토양 혼합물이 유입되는 디실터 유입구, 디실터 오버플로우 유출구 및 디실터 언더플로우 유출구를 포함하고,
상기 디실터 몸체부로 유입된 상기 토양 혼합물의 일부는 상기 디실터 오버플로우 유출구를 통하여 배출되고, 상기 디실터 몸체부로 유입된 상기 토양 혼합물의 나머지는 상기 디실터 언더플로우 유출구를 통하여 배출되며,
상기 디실터 오버플로우 유출구를 통해 배출되는 토양 혼합물은 상기 디실터 언더플로우 유출구를 통해 배출되는 토양 혼합물 보다 상대적으로 더 작은 토양 정화 설비.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 스크린 장치의 진동 스크린은, 제1 내부 스크린과 제2 내부 스크린을 포함하고,
상기 제1 내부 스크린과 상기 제2 내부 스크린은 체를 포함하고, 상기 제1 내부 스크린과 상기 제2 내부 스크린은 소정의 간격으로 이격되어 있으며,
상기 제1 내부 스크린의 체의 구멍 크기는 상기 제2 내부 스크린의 체의 구멍 크기보다 크게 형성되는 토양 정화 설비.
제 1 항에 있어서,
상기 스크러빙 장치의 상기 임펠러는 혼합 용기 내에 구비되는 제1 임펠러와 제2 임펠러를 포함하고,
상기 제1 임펠러와 상기 제2 임펠러는 쌍으로 구비되고,
상기 제1 임펠러는 일 방향으로 토양 혼합물을 유동시키고, 상기 제2 임펠러는 상기 제1 임펠러와 반대 방향으로 토양 혼합물을 유동시키는 토양 정화 설비.
제 1 항에 있어서,
상기 스크러빙 장치는,
혼합 용기 및 임펠러를 포함하고, 상기 임펠러가 상기 혼합 용기 내부로 유입된 상기 토양 혼합물에 전단력을 가하도록 회전하는 제1 어트리션 스크러버;
상기 제1 어트리션 스크러버의 하류에 구비되는 원심 분리기; 및
상기 제1 어트리션 스크러버 및 상기 원심 분리기와 연결되는 제2 어트리션 스크러버를 포함하고,
상기 제1 어트리션 스크러버를 통과한 토양 혼합물은, 상기 제2 어트리션 스크러버 및 상기 원심 분리기 중 하나 이상에 공급되며,
상기 원심 분리기를 통과한 토양 혼합물은 상기 제2 어트리션 스크러버에 공급되는 토양 정화 설비.
제 8 항에 있어서,
상기 원심 분리기는,
상기 제1 어트리션 스크러버를 통과한 토양 혼합물을 공급받고,
상기 제1 어트리션 스크러버를 통과한 상기 토양 혼합물로부터 점토성 성분을 제거하며,
상기 점토성 성분이 제거된 상기 토양 혼합물을 상기 제2 어트리션 스크러버에 전달하는 토양 정화 설비.
제 1 항에 있어서,
상기 제2 스크린 장치의 진동 스크린은, 제1 내부 스크린과 제2 내부 스크린을 포함하고,
상기 제2 스크린 장치의 상기 제1 내부 스크린과 상기 제2 스크린 장치의 상기 제2 내부 스크린은 체를 포함하고, 상기 제2 스크린 장치의 상기 제1 내부 스크린과 상기 제2 스크린 장치의 상기 제2 내부 스크린은 소정의 간격으로 이격되어 있으며,
상기 제2 스크린 장치의 상기 제1 내부 스크린의 체의 구멍 크기는 상기 제1 스크린의 상기 제2 내부 스크린의 체의 구멍 크기보다 작게 형성되며,
상기 제2 스크린 장치의 상기 제2 내부 스크린의 체의 구멍 크기는 상기 제2 스크린 장치의 상기 제1 내부 스크린의 체의 구멍 크기보다 작게 형성되는 토양 정화 설비.
제 1 항에 있어서,
상기 부유장치는, 유입되는 상기 토양 혼합물을 분리할 수 있도록 구성되고,
상기 토양 혼합물은, 거품을 포함하는 제1 토양 혼합물; 및 상기 제1 토양 혼합물보다 거품을 적게 포함하고 있는 제2 토양 혼합물로 분리되는 토양 정화 설비.
제 11 항에 있어서,
상기 부유장치는,
상기 제1 토양 혼합물을 거품 탱크로 이송하고, 상기 제2 토양 혼합물을 전처리 토양 탱크로 이송할 수 있도록 구성되는 토양 정화 설비.
제 3 항에 있어서,
상기 컨디셔너 셀은,
상기 토양 혼합물 중 일부를 상기 플로테이션 셀로 배출하고,
상기 토양 혼합물 중 나머지를 외부로 배출하도록 구성되는 토양 정화 설비.
제 1 항에 있어서,
오버사이즈 토양 덩어리 처리장치를 더 포함하고,
상기 오버사이즈 토양 덩어리 처리 장치는, 오버사이즈 처리 드럼 및 제3 스크린 장치를 포함하고,
상기 오버사이즈 토양 덩어리 처리장치는, 상기 제1 스크린 장치로부터 분리된 오버사이즈 토양 덩어리를, 상기 오버사이즈 처리 드럼과 상기 제3 스크린 장치에 순차적으로 통과시키는 토양 정화 설비.
제 3 항에 있어서,
상기 부유장치는 거품탱크 및 전처리 토양 탱크를 더 포함하고,
상기 부유장치는, 상기 플로테이션 셀에서 분리된 거품 표면의 오염물 및 오염된 미세토양을 거품탱크로 이송하고, 상기 플로테이션 셀에서 배출되는 토양 혼합물을 상기 전처리 토양 탱크로 이송하는 토양 정화 설비.
오염토를 진동 스크린과 바 스크린에 통과시켜서 상기 오염토로부터 오버사이즈 토양 덩어리를 분리하는 제1 스크린 공정;
상기 제1 스크린 공정을 통과한 상기 오염토를 드럼 믹서 장치에 공급하고, 전달받은 상기 오염토를 희석제, 포화증기 및 온수와 혼합시키는 드럼 믹서 공정;
상기 드럼 믹서 공정에서 혼합된 토양 혼합물을 스크러빙 장치에 공급하고, 상기 스크러빙 장치에 구비된 혼합 용기 및 임펠러 중 하나 이상을 회전시킴으로써 상기 토양 혼합물에 전단력을 가하는 스크러빙 공정;
상기 스크러빙 공정으로부터 공급받은 상기 토양 혼합물을 진동 스크린에 통과시켜 상기 토양 혼합물로부터 오버사이즈 토양 덩어리를 분리하는 제2 스크린 공정;
상기 제2 스크린 공정으로부터 배출된 상기 토양 혼합물을 부유장치로 전달하고, 상기 부유장치로 전달된 상기 토양 혼합물에 거품 발생을 위한 화학제 중 적어도 어느 하나 이상을 가하면서 공기를 주입하여 상기 토양 혼합물로부터 탈리된 오염물을 부유시키는 부유 공정;
상기 부유장치로부터 배출된 상기 토양 혼합물 중 적어도 일부를 하이드로-사이클론 장치로 전달하고, 상기 하이드로-사이클론 장치로 전달된 상기 토양 혼합물에 포함된 물질들을 회전시켜서 입자의 크기에 따라 분리하는 하이드로-사이클론 공정; 및
상기 부유장치로부터 배출된 상기 토양 혼합물 중 적어도 일부를 디실터로 전달하고, 상기 디실터로 전달된 상기 토양 혼합물에 포함된 물질들을 상기 하이드로-사이클론 장치보다 빠른 각속도로 회전시켜서 입자 크기에 따라 분리하는 디실터 공정;을 포함하는 토양 정화 공정.
제 16 항에 있어서,
상기 드럼 믹서 장치는, 블레이드가 구비되는 회전 드럼, 및 상기 회전 드럼을 구동시키는 구동 모터를 포함하고,
상기 블레이드 및 회전 드럼 중 하나 이상이 회전함으로써, 오염토를 희석제, 포화증기 및 온수와 혼합시키는 토양 정화 공정.
제 16 항에 있어서,
상기 부유장치는 컨디셔너 셀 및 플로테이션 셀 포함하고,
상기 부유장치로 전달된 상기 토양 혼합물은, 상기 컨디셔너 셀을 거친 후 상기 플로테이션 셀을 거치며,
상기 컨디셔너 셀에는 거품 발생을 위한 화학제가 공급되며, 상기 플로테이션 셀에는 펌프에 의해 공기가 가해지는 토양 정화 공정.
제 16 항에 있어서,
상기 하이드로-사이클론 장치는,
상기 부유장치로부터 배출된 토양 혼합물이 유입되는 사이클론 유입구; 사이클론 오버플로우 유출구; 및 사이클론 언더플로우 유출구를 포함하는 사이클론 몸체부를 포함하고,
상기 사이클론 몸체부로 유입된 상기 토양 혼합물의 일부를 상기 사이클론 오버플로우 유출구를 통하여 배출시키고, 상기 사이클론 몸체부로 유입된 상기 토양 혼합물의 나머지를 상기 사이클론 언더플로우 유출구를 통하여 배출시키며,
상기 사이클론 오버플로우 유출구를 통해 배출되는 토양 혼합물은 상기 사이클론 언더플로우 유출구를 통해 배출되는 토양 혼합물 보다 상대적으로 더 작은 입자인 토양 정화 공정.
제 16 항에 있어서,
상기 디실터는, 디실터 몸체부를 포함하고,
상기 디실터 몸체부는, 상기 부유장치로부터 배출된 토양 혼합물이 유입되는 디실터 유입구, 디실터 오버플로우 유출구 및 디실터 언더플로우 유출구를 포함하고,
상기 디실터 몸체부로 유입된 상기 토양 혼합물의 일부를 상기 디실터 오버플로우 유출구를 통하여 배출시키고, 상기 디실터 몸체부로 유입된 상기 토양 혼합물의 나머지를 상기 디실터 언더플로우 유출구를 통하여 배출시키며,
상기 디실터 오버플로우 유출구를 통해 배출되는 토양 혼합물은 상기 디실터 언더플로우 유출구를 통해 배출되는 토양 혼합물 보다 상대적으로 더 작은 입자인 토양 정화 공정.