KR101875497B1 - 해상 폐기물처리장의 하이브리드 파이프라인 수송시스템 및 그 운용 방법 - Google Patents
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Abstract
해상 폐기물처리장과 육상 폐기물처리장 사이에 폐기물 수송을 위한 파이프라인을 설치함으로써 폐기물 수송을 위한 선박 없이 육상으로부터 직접 폐기물을 해상 폐기물처리장으로 수송함으로써 선박을 이용하여 폐기물을 운반하는 과정에서 발생할 수 있는 오염을 방지할 수 있고, 또한, 해상 폐기물처리장의 차폐시설과 육상 저류조 사이에 파이프라인을 설치하여 차폐시설의 오염수를 파이프라인을 이용하여 육상으로 수송함으로써 해상 폐기물처리장의 차폐시설 내부 수위가 해수면 외부 수위보다 높아지지 않도록 조정할 수 있으며, 또한, 해상 폐기물처리장의 차폐시설 내부 수위 및 해수면 외부 수위를 실시간 감지하여 차폐시설 내의 오염수를 육상의 정화처리시설로 수송함으로써 차폐시설 내부 수위가 해수면 외부 수위보다 높아서 발생하는 침출수의 유출을 확실하게 방지할 수 있는, 해상 폐기물처리장의 하이브리드 파이프라인 수송시스템 및 그 운용 방법이 제공된다.
Description
본 발명은 해상 폐기물처리장에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 육상 소각 폐기물을 해상 폐기물처리장(Offshore Waste Landfill)으로 수송하기 위한 파이프라인을 설치하고, 또한, 해상 폐기물처리장의 차폐시설 내부 수위가 해수면 외부 수위보다 높아지지 않도록 차폐시설의 오염수를 육상 저류조로 우회(Bypass) 수송하는 파이프라인을 설치한, 해상 폐기물처리장의 하이브리드 파이프라인 수송시스템 및 그 운용 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 바다 등의 해상에는 어로 작업 등으로 인하여 양식장과 같은 곳에서 발생하는 다양한 폐기물(Waste)이 떠다니게 된다. 또한, 태풍과 같은 큰 비가 오게 되면 바닷가 등에 초목류 또는 각종 생활 쓰레기 등의 부유물로 넘쳐나 맑고 깨끗하던 해상은 쓰레기 매립장을 방불케 하고 있으며, 이런 상황은 매년 더욱 악화되어 그 심각성은 날로 증가되고 있다.
이와 같은 부유물들은 해상에서의 체류시간이 많을수록 초목류 등은 부패하여 물속에 있는 산소를 고갈시키고, 또한 메탄가스 등이 발생하여 수질보호에 악영향을 끼치고 있다.
따라서 바다의 연안에 떠다니며 수질오염을 유발하는 각종 쓰레기와 같은 부유물들을 수거하여 처리하고 있다. 이때, 이러한 부유물들을 수거하는 종래의 방법으로는 소형 배나 모터보트에 사람이 타고서 직접 해상에 떠 있는 부유물들을 수거용 도구나 그물 등을 이용하여 순전히 인력만으로 건져내어 바지선과 같은 적재선에 옮겨 실었다. 이와 같이 바지선과 같은 적재선에 적재된 쓰레기들은 많은 인력이 투입되고, 이를 종류별로 선별하여 자루에 담아 육지의 소각설비가 있는 곳까지 운반하여야 하므로, 이에 따른 운송비용이 별도로 소요되며, 시간도 과다하게 소요되는 문제점이 있었다.
한편, 해상 폐기물처리장(Offshore Waste Landfill)은 해상 처분장이라고도 하며, 저투수성 해저지반의 상부에 호안구조물과 물의 이동을 차단하는 연직차수공으로 구성되는 제방 형식의 차폐시설을 설치하고, 이러한 차폐시설 내부에 소각재, 비가연성 고형폐기물, 준설토 등을 매립하는 시설이다.
이러한 해상 폐기물처리장은 호안과 차수벽체(또는 차수공)로 이루어진 제방으로서, 내부 및 외부를 완전히 차수함으로써 내부에서 발생될 수 있는 침출수가 외부 해양으로 유출되는 것을 차단하여야 한다.
구체적으로, 이러한 해상 폐기물처리장은 육상 폐기물처리장(Onshore Waste Landfill)과 비교하면 다음과 같은 특징이 있다.
도 1은 일반적인 관리형 폐기물을 처리하기 위한 해상 폐기물처리장을 예시하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 일반적인 관리형 폐기물을 처리하기 위한 해상 폐기물처리장(10)은, 불투수성 지층(11), 불투수성 개량지반(12), 차수공(13a, 13b), 외곽 매립호안(14), 관리형 폐기물(15), 내수위 관리부(16) 및 보유수 처리시설(17)을 포함하며, 여기서, 상기 차수벽체(13a, 13b)는 연직차수벽체(13a) 및 차수시트(13b)를 포함할 수 있다.
먼저, 관리형 폐기물(12)은 차수공(13a, 13b)이 필요한 폐기물로서, 외곽 매립호안(14)은 파랑, 고조 및 진파 등에 대한 안전과 관련해서 월파량이 허용치를 초과하지 않도록 설계하고, 월파한 해수가 보유수와 혼합될 경우, 혼합수를 적절히 처리하기까지 해상 폐기물처리장(10) 내에 저장할 필요가 있다. 이때, 차수공(13a, 13b)은 파랑, 해상 폐기물처리장(10) 내외의 수위차 등에 의해 영향을 받기 쉬우므로 이러한 영향을 고려해야 한다.
또한, 점성토 기반은 차수성이 확보되는 반면에 연약한 경우가 많으므로 외곽 매립호안(14)의 축조에 있어서 점성토 지반이 지닌 차수성을 확보하면서 연약지반에 대한 대책을 강구할 필요가 있다. 또한, 점성토는 폐기물의 매립처분이 따른 하중에 의해 압밀침하, 측방유동 등의 변형을 일으킬 염려가 있으므로 차수공(13a, 13b)은 기초지반의 변형에 따른 영향에 대응하여 장기 내구성을 가져야 한다.
이러한 해상 폐기물처리장(10)의 건설에 있어서, 외곽 매립호안(14) 및 차수공(13a, 13b)의 축조가 해상 또는 해중에서 시공되기 때문에 시공 방법을 신중하게 검토하여 정밀도가 확보될 수 있는 시공 방법을 선정해야 한다.
이러한 해상 폐기물처리장(10)은 육상 폐기물처리장과 달리 폐기물을 매립하기 전에도 해상 폐기물처리장(10) 내에 해수가 잔재하고, 이러한 해수 및 해상 폐기물처리장(10) 내에 유입된 우수를 폐기물의 매립 처분이 시작되는 시점부터 적절히 처리하여 해상 폐기물처리장(10) 외부로 배출할 필요가 있다.
또한, 육상 폐기물처리장의 경우, 하류에서 물을 이용하는 경우가 있기 때문에 지하수의 수질보전이 중요한 요소인 반면에, 해상 폐기물처리장(10)은 지하수 흐름의 최하부에 위치하거나 불투수성 지층(11)에 있는 점성토 지반에 설치되기 때문에 지하수의 수질보전에 있어서 일반적으로 특별한 배려는 필요하지 않을 수 있다. 보유수 등이 불투수성 지층(11)에 있는 점성토층을 통해서 장기적으로 인접 해역으로 침투할 가능성이 있지만, 중금속 등의 불용성, 토양에 의한 침투수의 정화작용을 고려하면, 유해물질의 유출은 제어될 수 있다. 따라서 모니터링 범위는 주변의 해수 및 저질토의 오염과 폐기물의 비산 및 유출로 제한된다. 오히려 해상 폐기물처리장(10)이 육상에 접하고 있는 경우, 육지 측의 차수벽체의 상류 쪽에서 지하수위가 상승할 수도 있다.
한편, 도 2는 종래의 기술에 따른 해상 폐기물처리장에서 내부 수위가 외부 수위보다 낮은 경우를 예시하는 도면이고, 도 3은 종래의 기술에 따른 해상 폐기물처리장에서 내부 수위가 외부 수위보다 높아진 경우를 예시하는 도면으로서, 도 3의 a)는 집중호우 또는 폭우로 인해 차폐시설(20)의 내부 수위가 해수면 외부 수위보다 높아진 경우를 나타내며, 도 3의 b)는 조수간만의 차이로 인해 차폐시설(20)의 내부 수위가 해수면 외부 수위보다 높아진 경우를 나타낸다.
도 2에 도시된 바와 같이, 육상 폐기물처리장과 달리 해상 폐기물처리장은 해상에서 내부에 물이 존재하는 상태로 유지되며, 호안(14)과 차수벽체(13a)가 설치되므로 차폐시설(20)의 시공 후에도 내부에는 기존의 해수가 존재하며, 폐기물의 매립에 의하여 내부 수위가 증가할 수 있으며, 또한 침출수가 발생할 수 있다.
예를 들면, 차폐시설(20)로 차단된 해상 폐기물처리장의 내부 수위가 외부 해수의 수위보다 높을 경우, 호안(14)과 하부지반 내에서의 물 흐름방향이 해상 폐기물처리장의 내부에서 외부로 형성된다. 이에 따라, 해상 폐기물처리장 내부의 물이 차폐시설(20) 하부의 해저 지반을 통해 외해로 유출될 가능성이 있다.
따라서 도 2에 도시된 바와 같이, 해상 폐기물처리장의 내부 수위가 해수의 수위보다 약간 낮도록 유지되어야 해저 지반에서의 물 흐름 방향이 해상 폐기물처리장의 외부에서 내부로 형성되고, 해상 폐기물처리장 내부의 물이 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 해상 폐기물처리장의 수위를 적정하게 유지해야만 한다.
따라서 해상 폐기물처리장의 수위가 해수의 수위보다 약간 낮도록 유지되어야 해저 지반에서의 물 흐름 방향이 해상 폐기물처리장의 외부에서 내부로 형성되고, 해상 폐기물처리장 내부의 물이 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 폐기물이 매립됨에 따라 수질이 변화되므로 내부의 물을 집수하여 적절히 처리한 후 방류하여야 한다.
이에 따라, 해상 폐기물처리장의 수위를 적정값으로 유지할 수 있도록, 해상 폐기물처리장의 물을 정화해 배출할 수 있는 정화처리시설(30)이 오염수를 정화하여 해상으로 방류한다. 즉, 종래의 기술에 따른 해상 폐기물처리장은, 예를 들면, 일본의 경우, 오염수가 발생하게 되면 정화처리시설(30)을 설치하고, 오염수를 정화시킨 정화수를 해상으로 방류시키는 방식을 적용하고 있다.
이때, 폐기물에 의해 오염된 오염수는 해상 폐기물처리장을 구성하는 정화처리시설(30)의 집수조에 집수시켜 놓게 되는데, 이러한 오염수가 해상 쪽으로 침출되지 않도록 집수조 수위는 해양의 수위보다 낮게 형성시켜 침출수가 해상으로 침출되지 않도록 하고 있다. 하지만, 이러한 수위 조절이 용이하지 않고, 해상 폐기물처리장 내에 오염수를 처리하는 대규모 정화처리시설(30)을 구비함에 따라 초기 시설비용이 과다하게 소모된다는 문제점이 있다.
예를 들면, 도 3의 a)에 도시된 바와 같이, 집중호우 또는 폭우에 대응하는 집수조 내부 수위를 조절하기 위한 정화처리시설(30)이 필요하며, 특히, 국내의 경우, 도 3의 b)에 도시된 바와 같이, 조수간만의 차이에 의하여 집수조 내부 수위를 조절하기 위한 대규모의 정화처리시설(30)이 필요하며, 이에 따라 시설비용이 과다하게 발생될 수밖에 없다는 문제점이 있다.
또한, 일본의 경우, 육상에서 처리된 폐기물을 바지선과 같은 선박으로 운반하여 해상 폐기물처리장에 매립하고 있는데, 이러한 폐기물의 선박 운반과정에서 해양이 오염될 수 있다는 문제점이 있다.
한편, 선행기술로서, 대한민국 등록특허번호 제10-1611507호에는 "해상 처분장에 설치되는 집수관 및 집수관 설치방법"이라는 명칭의 발명이 개시되어 있는데, 도 4를 참조하여 설명한다.
도 4는 종래의 기술에 따른 해상 폐기물처리장에 설치되는 집수관을 예시하는 도면이다.
도 4를 침조하면, 종래의 기술에 따른 해상 폐기물처리장에 설치되는 집수관(41)은, 해상 폐기물처리장(43)의 지반(42) 상부에 형성되고, 폐기물이 투입되는 상기 해상 폐기물처리장(43) 내부에 존재하는 물(44)을 집수하는 집수관으로서, 고정부(51), 연직 집수부(52), 수평 집수부(53), 연장부(54), 정화부(55) 및 차폐막(56)을 포함한다.
고정부(51)는 지반(42)에 고정되며, 연직 집수부(52)는 상기 고정부(51)로부터 물 외부로 연장된다.
수평 집수부(53)는 해상 폐기물처리장(43)의 바닥면에 수평하도록 상기 연직 집수부(52)로부터 연장 형성된다. 이때, 상기 연직 집수부(52) 및 수평 집수부(53)의 외측면에, 상기 연직 집수부(52) 또는 수평 집수부(53)의 내부를 외부로 개구하는 관통부가 다수개 형성된다.
차폐막(56)은 연직 집수부(52)와 동심을 이루며 상기 연직 집수부(52) 외측에 장착된다.
종래의 기술에 따른 해상 폐기물처리장에 설치되는 집수관에 따르면, 차폐막 하단에 부착되고, 물의 표면에 부유하는 부이를 해상 폐기물처리장(43)에서 내부 수위 관리와 침출수 집배수를 위해 설치되며, 하부 불투수성 차수 지반의 손상을 최소화하여 설치되고, 매립 후에도 매립층 내부 간극수의 집배수 효율을 높일 수 있다. 또한, 종래의 기술에 따른 해상 폐기물처리장에 설치되는 집수관에 따르면, 해상 폐기물처리장(43)의 지반(42)에 고정된 고정부(51) 이외에도 다수개의 수평 집수부(53)가 해상 폐기물처리장(43)의 바닥면과 접촉하게 됨으로써 구조적 안전성을 향상시킬 수 있고, 또한, 고정부(51)로 인한 지반 파손이 최소화되므로 해상 폐기물처리장(43) 내부의 물(44)이 지하로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
하지만, 종래의 기술에 따른 해상 폐기물처리장에 설치되는 집수관의 경우에도 전술한 바와 같이, 집중호우나 폭우 또는 조수간만 차이 등에 의한 차폐시설의 내부 수위 상승에 대한 대책으로는 미흡한 실정이다.
한편, 도 5는 종래의 기술에 따른 해상 폐기물처리장에서 조수 간만의 차에 의해 내부 수위가 외부 수위보다 높아지는 것을 예시하는 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 종래의 기술에 따른 해상 폐기물처리장에서 평상시에는 해상의 외부 수위가 차폐시설의 내부 수위보다 높도록 관리되므로, 해저 지반에서의 물 흐름 방향이 해상 폐기물처리장의 외부에서 내부로 형성되고, 해상 폐기물처리장 내부의 물이 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있다. 하지만, 조수 간만의 차가 심한 경우, 예를 들면, 국내 서해안의 경우, 약 10m 이상의 조수 간만의 차이가 있고, 만조 시에는 해상의 외부 수위가 차폐시설의 내부 수위보다 높기 때문에 문제가 되지 않지만, 간조 시에는 해상의 외부 수위가 낮아져서 차폐시설의 내부 수위보다 낮아질 수 있고, 이에 따라 침출수가 발생하여 해상 폐기물처리장 내부의 물이 외부로 유출될 수 있다. 따라서 이러한 조수 간만의 차를 고려하여 차폐시설의 내부 수위를 관리해야만 한다.
한편, 전술한 바와 같이, 육상에서 처리된 폐기물을 바지선과 같은 선박으로 운반하여 해상 폐기물처리장에 매립하고 있는데, 이러한 폐기물의 선박 운반과정에서 해양이 오염될 수 있다는 문제점이 있다. 또한, 이러한 해상 폐기물처리장의 경우, 선박에 의한 폐기물 운반으로 인해 민원이 발생하고, 이산화탄소 발생 등의 문제점을 야기하고 있다.
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 해상 폐기물처리장과 육상 폐기물처리장 사이에 폐기물 수송을 위한 파이프라인을 설치함으로써 폐기물 수송을 위한 선박 없이 육상으로부터 직접 폐기물을 해상 폐기물처리장으로 수송할 수 있는, 해상 폐기물처리장의 하이브리드 파이프라인 수송시스템 및 그 운용 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 해상 폐기물처리장의 차폐시설과 육상 저류조 사이에 파이프라인을 설치하여 차폐시설의 오염수를 파이프라인을 이용하여 육상 저류조로 우회 수송함으로써 해상 폐기물처리장의 차폐시설 내부 수위가 해수면 외부 수위보다 높아지지 않도록 조정할 수 있는, 해상 폐기물처리장의 하이브리드 파이프라인 수송시스템 및 그 운용 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 해상 폐기물처리장의 차폐시설 내부 수위 및 해수면 외부 수위를 실시간 감지하여 차폐시설 내의 오염수를 육상 저류조로 우회 수송함으로써 차폐시설 내부 수위가 해수면 외부 수위보다 높아서 발생하는 침출수의 유출을 방지할 수 있는, 해상 폐기물처리장의 하이브리드 파이프라인 수송시스템 및 그 운용 방법을 제공하기 위한 것이다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 해상 폐기물처리장의 하이브리드 파이프라인 수송시스템은, 해상 폐기물처리장의 내부에 소각재, 비가연성 고형폐기물 또는 준설토의 폐기물이 매립될 수 있도록 저투수성 해저지반의 상부에 제방 형식으로 형성되고, 상기 폐기물과 함께 오염수가 저장되는 차폐시설; 상기 오염수를 정화하여 해상으로 방류하는 해상 정화처리시설; 상기 차폐시설 내의 오염수를 집수하여 저장하는 오염수 저장조; 상기 오염수 저장조로부터 수송된 오염수를 저장하도록 육상에 설치되며, 상기 차폐시설의 내부 수위가 기설정된 기준값보다 높지만 상기 해상 정화처리시설에 의해 상기 내부 수위를 낮추기 어려운 경우에 작동하는 육상 저류조; 상기 오염수를 육상 저류조로 수송 및 육상 저류조 오염수를 오염수 저장조로 수송하기 위해 상기 오염수 저장조와 상기 육상 저류조 사이에 설치되는 제1 파이프라인; 상기 오염수 저장조 및 상기 제1 파이프라인 사이에 설치되어 압송가압 방식으로 상기 오염수를 수송하는 압송가압 펌프; 육상 폐기물처리장으로부터 소각재 폐기물과 오염수를 상기 해상 폐기물처리장으로 일방향으로 수송하기 위해 상기 육상 폐기물처리장과 상기 해상 폐기물처리장 사이에 경사지게 설치되는 제2 파이프라인; 및 상기 차폐시설의 내부 수위가 기설정된 기준값보다 높은 경우, 상기 오염수를 상기 육상 저류조로 수송하기 위해 상기 압송가압 펌프의 구동을 제어하는 제어부를 포함하여 상기 제1 파이프라인은 상기 오염수를 육상 저류조와 오염수 저장조 사이에서 양방향으로 수송함으로써 상기 차폐시설의 내부 수위를 조절할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
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여기서, 상기 육상 폐기물처리장에서 처리된 소각재 폐기물은 상기 육상 저류조로 수송된 오염수와 혼합되어 젤 형태로 상기 제2 파이프라인을 통해 상기 해상 폐기물처리장으로 수송될 수 있다.
여기서, 상기 육상 폐기물처리장에서 처리된 소각재 폐기물 및 상기 육상 저류조에 저장된 오염수는 관로전환 설비를 통해 선택적으로 상기 해상 폐기물처리장으로 수송되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제1 파이프라인은 압력 차이를 이용하여 압력조정이 가능하도록 소구경으로 적어도 하나 이상 설치되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 제어부는 폭우, 집중호우 또는 조수간만의 차가 커서 상기 해상 정화처리시설만으로는 차폐시설 내부 수위를 낮추기 어려울 경우에 상기 압송가압 펌프를 구동하여 상기 오염수 저장조에 저장된 오염수를 상기 육상 저류조로 수송하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 해상 폐기물처리장의 하이브리드 파이프라인 수송시스템은, 상기 제1 파이프라인 내에 적어도 하나 이상 설치되고, 상기 제1 파이프라인을 통해 상기 오염수를 수송하는 도중에 상기 오염수 내의 침전물이 침전하지 않도록 와류를 발생시키는 와류 발생기를 추가로 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제어부는, 상기 차폐시설의 내부 수위를 결정하는 내부 수위 결정부; 상기 차폐시설의 해수면 외부 수위를 결정하는 외부 수위 결정부; 상기 내부 수위 결정부에서 결정된 내부 수위를 기설정된 기준값과 비교하거나 또는 상기 외부 수위 결정부에서 결정된 외부 수위와 비교하는 수위 비교부; 상기 수위 비교부에서 비교 결과에 따라 상기 내부 수위가 상기 기준값보다 큰 경우, 상기 제1 파이프라인을 통해 수송할 오염수의 양을 결정하는 오염수 수송량 결정부; 및 상기 결정된 오염수의 양에 따라 상기 압송가압 펌프의 구동속도 및 구동시간을 산출하여 상기 압송가압 펌프를 구동하는 압송가압 펌프 구동부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 육상 저류조는 육상에서 지하에 소정 깊이 매립되는 원통 형상의 저류조일 수 있다.
한편, 전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 다른 수단으로서, 본 발명에 따른 해상 폐기물처리장의 하이브리드 파이프라인 수송시스템의 운용 방법은, a) 해상 폐기물처리장에 설치된 해상 정화처리시설이 오염수를 정화하여 해상으로 방출하는 단계; b) 해안 폐기물처리장의 차폐시설 내부 수위 및 해수면의 외부 수위를 계측하는 단계; c) 제어부가 상기 내부 수위가 기설정된 기준값보다 큰지 확인하는 단계; d) 상기 내부 수위가 기설정된 기준값보다 큰 경우, 상기 차폐시설의 내부 수위가 하강하도록 상기 차폐시설 내의 오염수를 집수하여 오염수 저장조에 저장하는 단계; e) 상기 제어부가 육상 저류조로 우회 수송할 오염수 수송량을 결정하는 단계; f) 상기 제어부가 제1 파이프라인을 통해 오염수를 수송하기 위한 압송가압 펌프를 구동하는 단계; 및 g) 상기 육상 저류조가 우회 수송된 오염수를 저장하는 단계를 포함하되, 상기 제어부는 상기 차폐시설의 내부 수위가 기설정된 기준값보다 높은 경우, 상기 오염수를 상기 육상 저류조로 수송하기 위해 상기 압송가압 펌프의 구동을 제어하며, 상기 f) 단계의 제1 파이프라인은 상기 오염수 저장조에 저장된 오염수를 상기 육상 저류조로 수송함으로써 상기 차폐시설의 내부 수위를 낮추는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 해상 폐기물처리장의 하이브리드 파이프라인 수송시스템의 운용 방법은, h) 제2 파이프라인을 통해 육상 폐기물처리장에서 처리된 폐기물 또는 육상 저류조로 수송된 오염수를 수송하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 해상 폐기물처리장과 육상 폐기물처리장 사이에 설치된 파이프라인을 통해 오염수 또는 폐기물을 양방향 수송함으로써 하이브리드 방식으로 오염수 또는 폐기물을 처리할 수 있고, 이에 따라 해상 폐기물처리장이 중소규모의 폐기물만을 처리할 수 있을 정도로 시공함으로써 해상 폐기물처리장을 소규모로 운영함으로써 해상 폐기물처리장의 운영비를 최소화할 수 있고, 또한, 호안 구조물에 미치는 수위차에 의한 횡압력을 줄임으로써 호안 구조물을 슬림하게 시공할 수 있다.
본 발명에 따르면, 해상 폐기물처리장의 차폐시설과 육상 저류조 사이에 파이프라인을 설치하여 차폐시설의 오염수를 파이프라인을 이용하여 육상 저류조로 우회 수송함으로써 해상 폐기물처리장의 차폐시설 내부 수위가 해수면 외부 수위보다 높아지지 않도록 조정할 수 있다.
본 발명에 따르면, 해상 폐기물처리장의 차폐시설 내부 수위 및 해수면 외부 수위를 실시간 감지하여 차폐시설 내의 오염수를 육상 저류조로 우회 수송함으로써, 차폐시설 내부 수위가 해수면 외부 수위보다 높아서 발생하는 침출수의 유출을 확실하게 방지할 수 있다.
본 발명에 따르면, 해상 폐기물처리장과 육상 폐기물처리장 사이에 폐기물 수송을 위한 파이프라인을 설치함으로써 폐기물 수송을 위한 선박 없이 육상으로부터 직접 폐기물을 해상 폐기물처리장으로 수송함으로써 선박을 이용하여 폐기물을 운반하는 과정에서 발생할 수 있는 오염을 방지할 수 있다.
도 1은 일반적인 관리형 폐기물을 처리하기 위한 해상 폐기물처리장을 예시하는 도면이다.
도 2는 종래의 기술에 따른 해상 폐기물처리장에서 내부 수위가 외부 수위보다 낮은 경우를 예시하는 도면이다.
도 3은 종래의 기술에 따른 해상 폐기물처리장에서 내부 수위가 외부 수위보다 높아진 경우를 예시하는 도면이다.
도 4는 종래의 기술에 따른 해상 폐기물처리장에 설치되는 집수관을 예시하는 도면이다.
도 5는 종래의 기술에 따른 해상 폐기물처리장에서 조수 간만의 차에 의해 내부 수위가 외부 수위보다 높아지는 것을 예시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 해상 폐기물처리장의 하이브리드 파이프라인 수송시스템의 동작 원리를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 해상 폐기물처리장의 하이브리드 파이프라인 수송시스템에서 육상 저류조를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 해상 폐기물처리장의 하이브리드 파이프라인 수송시스템의 구성도이다.
도 9는 도 8에 도시된 제어부의 구체적인 구성도이다.
도 10은 도 8에 도시된 압송가압 펌프를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 해상 폐기물처리장의 하이브리드 파이프라인 수송시스템에서 관로전환 설비를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 해상 폐기물처리장의 하이브리드 파이프라인 수송시스템의 동작을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 해상 폐기물처리장의 하이브리드 파이프라인 수송시스템의 운용 방법의 동작흐름도이다.
도 2는 종래의 기술에 따른 해상 폐기물처리장에서 내부 수위가 외부 수위보다 낮은 경우를 예시하는 도면이다.
도 3은 종래의 기술에 따른 해상 폐기물처리장에서 내부 수위가 외부 수위보다 높아진 경우를 예시하는 도면이다.
도 4는 종래의 기술에 따른 해상 폐기물처리장에 설치되는 집수관을 예시하는 도면이다.
도 5는 종래의 기술에 따른 해상 폐기물처리장에서 조수 간만의 차에 의해 내부 수위가 외부 수위보다 높아지는 것을 예시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 해상 폐기물처리장의 하이브리드 파이프라인 수송시스템의 동작 원리를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 해상 폐기물처리장의 하이브리드 파이프라인 수송시스템에서 육상 저류조를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 해상 폐기물처리장의 하이브리드 파이프라인 수송시스템의 구성도이다.
도 9는 도 8에 도시된 제어부의 구체적인 구성도이다.
도 10은 도 8에 도시된 압송가압 펌프를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 해상 폐기물처리장의 하이브리드 파이프라인 수송시스템에서 관로전환 설비를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 해상 폐기물처리장의 하이브리드 파이프라인 수송시스템의 동작을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 해상 폐기물처리장의 하이브리드 파이프라인 수송시스템의 운용 방법의 동작흐름도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
[해상 폐기물처리장의 하이브리드 파이프라인 수송시스템]
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 해상 폐기물처리장의 하이브리드 파이프라인 수송시스템의 동작 원리를 개략적으로 설명하기 위한 도면이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 해상 폐기물처리장의 하이브리드 파이프라인 수송시스템에서 육상 저류조를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 해상 폐기물처리장의 하이브리드 파이프라인 수송시스템은, 도 6에 도시된 바와 같이, 해상 폐기물처리장(100)의 차폐시설(110)의 내부 수위와 기설정된 기준값 또는 외부 수위보다 높은 경우, 해상 정화처리시설(120)에서 이를 처리하지 못하게 되는데, 오염수 저장조(130)와 육상 저류조(140) 사이에 제1 파이프라인(150)을 설치하고, 오염수를 상기 육상 저류조(140)로 수송하여 저장한다. 이때, 후술하는 바와 같이, 압송가압식 펌프를 이용하여 해상 폐기물처리장(100)의 오염수를 함께 육상으로 우회 수송하여 육상 저류조(140)에 저장할 수 있고, 상기 육상 저류조(140)에 저장된 오염수는 상기 해상 폐기물처리장(100)의 오염수 저장조(130)로 반송될 수 있다. 즉, 상기 제1 파이프라인(150)은 상기 오염수 저장조(130)와 상기 육상 저류조(140) 사이에 수평으로 설치되어 양방향으로 오염수를 수송할 수 있다.
여기서, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 육상 저류조(140)는 육상에서 지하에 소정 깊이(D) 매립되는 원통 형상 또는 우물통형의 저류조일 수 있고, 구조적으로 안정한 지하시설로 설치함에 따라 지상에서의 부지면적을 최소화할 수 있다.
또한, 상기 육상 저류조(140)에 저장된 오염수는 육상 폐기물처리장(200)로 수송하여, 제2 파이프라인(160)을 통해 상기 육상 폐기물처리장(200)에서 처리된 소각재 폐기물과 함께 상기 해상 폐기물처리장(100)으로 수송될 수 있다.
즉, 상기 해상 폐기물처리장(100) 및 상기 육상 폐기물처리장(200) 사이에 제2 파이프라인(160)을 경사지게 설치하여, 상기 육상 폐기물처리장(200)에서 처리된 소각재 폐기물을 수송하여 해상 폐기물처리장(100)에서 처리하거나, 또는 관로전환 설비(210)를 통해 상기 육상 저류조(140)에 저장된 오염수를 상기 육상 폐기물처리장(200)에서 처리된 소각재 폐기물과 혼합하여 젤(Gel) 형태로 상기 해상 폐기물처리장의 차폐시설(110)로 수송시킬 수 있다.
다시 말하면, 본 발명의 실시예에 따른 해상 폐기물처리장의 하이브리드 파이프라인 수송시스템의 경우, 상기 육상 폐기물처리장(200)과 해상 폐기물처리장(100) 사이에 제2 파이프라인(160)을 설치하고, 상기 육상 폐기물처리장(200)에서 발생하는 소각재 폐기물을 제2 파이프라인(160)을 통해 해상 폐기물처리장(100)으로 수송하게 된다. 이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 해상 폐기물처리장의 하이브리드 파이프라인 수송시스템의 경우, 기존의 바지선과 같은 선박을 이용하여 소각재 폐기물을 해상 폐기물처리장(100)로 운반하는 것이 아니라 제2 파이프라인(160)을 통해 소각재 폐기물을 운반한다.
이때, 상기 폐기물 또는 오염수는 고형물일 수도 있고 수분이 섞여있기도 하므로 압송해야 하고, 겔(Gel) 형태로 본다면 침전이 문제이다. 이에 따라 상기 오염수 및 소각재 폐기물을 수송할 때, 상기 제1 및 제2 파이프라인(150, 160) 내에 각각 와류를 발생시켜 침전이 발생하지 않도록 하는 방식을 사용하게 된다. 본 발명의 실시예에 따른 해상 폐기물처리장의 하이브리드 파이프라인 수송시스템에서, 하이브리드(Hybrid)의 의미는 해상 폐기물처리장(100)과 육상 폐기물처리장(200) 사이에 양방향으로 제1 및 제2 파이프라인(150, 160)이 복합적으로 설치된 것을 의미한다.
한편, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 해상 폐기물처리장의 하이브리드 파이프라인 수송시스템의 구성도이고, 도 9는 도 8에 도시된 제어부의 구체적인 구성도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 해상 폐기물처리장의 하이브리드 파이프라인 수송시스템은, 차폐시설(110), 해상 정화처리시설(120), 오염수 저장조(130), 육상 저류조(140), 제1 파이프라인(150), 제2 파이프라인(160), 압송가압 펌프(170), 제어부(180) 및 와류 발생기(190)를 포함할 수 있고, 또한, 해상 폐기물처리장(100) 및 육상 폐기물처리장(200) 사이에 소각재 폐기물 운반을 위한 제2 파이프라인(160)을 포함할 수 있고, 상기 육상 저류조(140)에 저장된 오염수는 오염수 배관(230)을 통해 상기 육상 폐기물처리장(200)으로 수송되고, 이에 따라 상기 육상 폐기물처리장(200)에서 처리된 소각재 폐기물을 상기 오염수와 혼합하여 상기 해상 폐기물처리장(100)으로 수송하게 된다.
차폐시설(110)은 해상 폐기물처리장(100)의 내부에 소각재, 비가연성 고형폐기물 또는 준설토의 폐기물이 매립될 수 있도록 저투수성 해저지반의 상부에 제방 형식으로 형성되고, 상기 폐기물과 함께 오염수가 저장된다.
해상 정화처리시설(120)은 상기 오염수를 정화하여 해상으로 방류한다. 이때, 본 발명의 실시예에 따른 해상 폐기물처리장(100)의 경우, 상기 해상 정화처리시설(120)을 중소규모로 운영할 수 있다.
오염수 저장조(130)는 상기 차폐시설(110) 내의 오염수를 집수하여 저장한다. 이때, 상기 오염수 저장조(130)는 평상시 상기 해상 정화처리시설(120)로 오염수를 수송하지만, 상기 해상 정화처리시설(120)의 처리용량 이상으로 오염수를 처리해야 할 경우, 후술하는 바와 같이 제1 파이프라인(150)을 통해 육상 저류조(140)로 오염수를 우회 수송하게 된다. 즉, 폭우, 집중호우 또는 조수간만의 차가 커서 상기 차폐시설(110)의 내부 수위가 기설정된 기준값보다 높은데도 불구하고 상기 해상 정화처리시설(120)이 상기 오염수를 모두 처리하지 못할 경우, 상기 제1 파이프라인(150)을 통해 육상 저류조(140)로 오염수를 우회 수송하게 된다.
육상 저류조(140)는 상기 오염수 저장조(130)로부터 수송된 오염수를 저장하도록 육상에 설치되며, 상기 차폐시설(110)의 내부 수위가 기설정된 기준값보다 높지만 상기 해상 정화처리시설(120)에 의해 상기 내부 수위를 낮추기 어려운 경우에 작동한다. 여기서, 상기 육상 저류조(140)는 육상에서 지하에 소정 깊이 매립되는 원통 형상 또는 우물통형의 저류조일 수 있지만, 이에 국한되는 것은 아니며, 또한, 상기 육상 저류조(140)는 육상 폐기물처리장 내에 연결될 수도 있다.
제1 파이프라인(150)은 상기 오염수를 육상 저류조(140)로 우회 수송하기 위해 상기 오염수 저장조(130)와 상기 육상 저류조(140) 사이에 설치된다. 예를 들면, 상기 제1 파이프라인(150)은 20~30㎞ 정도까지 연장될 수 있으므로, 압력 차이를 이용하여 압력조정이 가능하도록 소구경으로 적어도 하나 이상 설치되는 것이 바람직하며, 만일 하나의 파이프라인 사용시 대구경 파이프라인이여야 하며, 고압이 필요하므로, 상기 제1 파이프라인(150)은 적어도 하나 이상의 소구경으로 설치될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 파이프라인(150)은 상기 오염수 저장조(130)에 저장된 오염수를 상기 육상 저류조(140)로 우회 수송함으로써 상기 차폐시설(110)의 내부 수위를 낮추는 역할을 한다. 이에 따라 해상 폐기물처리장(100)에 과다한 규모의 해상 정화처리시설(120)을 설치할 필요가 없게 된다. 이러한 제1 파이프라인(150)은 양방향으로 오염수를 수송할 수 있도록 하여 차폐시설(110)의 수위를 조절할 수 있도록 하게 된다.
제2 파이프라인(160)은 상기 육상 폐기물처리장(200)과 상기 해상 폐기물처리장(100)의 차폐시설(110) 사이에 경사지게 설치되어, 상기 육상 폐기물처리장(200)으로부터 소각재 폐기물을 상기 해상 폐기물처리장(100)의 차폐시설(110)로 일방향으로 수송하게 된다. 이때, 상기 육상 저류조(140)에 저장된 오염수와 상기 육상 폐기물처리장(200)의 소각재 폐기물은 관로전환 설비(210)를 통해 선택적으로 상기 해상 폐기물처리장(100)으로 수송될 수 있으며, 특히, 소각재 폐기물을 수송할 때, 상기 오염수와 혼합되어 젤 형태로 상기 해상 폐기물처리장(100)으로 수송될 수 있고 경사지게 설치되어 중력으로 일방향으로 차폐시설(110)로 폐기물과 오염수를 수송하게 된다.
압송가압 펌프(170)는 상기 오염수 저장조(130) 및 상기 제1 파이프라인(150) 사이에 설치되어 압송가압 방식으로 상기 오염수를 수송한다. 즉, 해상 폐기물처리장에서 발생하는 오염수의 경우, 압송가압 펌프(170)를 이용하여 제1 파이프라인(150)을 통해 육상 저류조(140)로 압송할 수 있고, 또한, 경사지게 설치된 제2 파이프라인(160)을 통해 중력을 이용하여 상기 육상 폐기물처리장(200)으로부터 해상 폐기물처리장(100)으로 수송시킬 수 있다.
와류 발생기(190)는 상기 제1 파이프라인(150) 내에 적어도 하나 이상 설치되고, 상기 제1 파이프라인(150)을 통해 상기 오염수를 수송하는 도중에 상기 오염수 내의 침전물이 침전하지 않도록 와류를 발생시킨다. 즉, 상기 오염수 내의 "물"과 "침전물"이 분리되지 않아야 하므로, 상기 제1 파이프라인(150) 내에 와류를 강제로 발생시킴에 따라 물만 수송되지 않고, 침전물(또는 소각재)까지 함께 수송될 수 있다. 여기서, 상기 와류 발생기(190)는 상기 제2 파이프라인(160) 내에 설치될 수도 있다.
제어부(180)는 상기 차폐시설(110)의 내부 수위가 기설정된 기준값보다 높은 경우, 상기 오염수를 상기 육상 저류조(140)로 우회 수송하기 위해 상기 압송가압 펌프(170)의 구동을 제어한다. 즉, 상기 제어부(180)는 폭우, 집중호우 또는 조수간만의 차가 커서 상기 해상 정화처리시설(120)만으로는 차폐시설(110) 내부 수위를 낮추기 어려울 경우에 상기 압송가압 펌프(170)를 구동함으로써, 상기 오염수 저장조(130)에 저장된 오염수를 상기 육상 저류조(140)로 우회 수송할 수 있다. 예를 들면, 서해안의 경우, 외부 수위가 조수 간만으로 인해 10m 이상까지 상승 및 하강을 반복하게 되고, 이러한 경우 내부 수위를 외부 수위보다 낮게 유지하는 것이 용이하지 않다는 문제점이 있다. 이에 따라 내부 수위가 일정 수위 이상으로 상승하면, 상기 제1 파이프라인(150)을 통해 상기 오염수를 수송함으로써 해상 폐기물처리장(100)의 운영비를 최소화할 수 있다. 또한, 호안 구조물에 미치는 수위차에 의한 횡압력을 줄임으로써, 호안 구조물을 슬림하게 만들 수 있다.
구체적으로, 상기 제어부(180)는, 도 9에 도시된 바와 같이, 내부 수위 결정부(181), 외부 수위 결정부(182), 수위 비교부(183), 오염수 수송량 결정부(184) 및 압송가압 펌프 구동부(185)를 포함한다.
상기 제어부(180)의 내부 수위 결정부(181)는 제1 계측기(191)를 사용하여 계측된 결과에 따라 상기 차폐시설(110)의 내부 수위를 결정하고, 상기 제어부(180)의 외부 수위 결정부(182)는 제2 계측기(192)를 사용하여 계측된 결과에 따라 상기 차폐시설(110)의 해수면 외부 수위를 결정한다. 여기서, 상기 차폐시설(110) 내부 수위 및 해수면의 외부 수위는 각각 제1 및 제2 계측기(191, 192)를 사용하여 실시간 계측하며, 수위를 계측하는 계측기(191, 192)는 통상적인 초음파 계측기 등을 사용할 수 있으므로, 구체적인 설명은 생략한다.
상기 제어부(180)의 수위 비교부(183)는 상기 내부 수위 결정부(181)에서 결정된 내부 수위를 기설정된 기준값과 비교하거나 또는 상기 외부 수위 결정부(182)에서 결정된 외부 수위와 비교한다.
상기 제어부(180)의 오염수 수송량 결정부(184)는 상기 수위 비교부(183)에서 비교 결과에 따라 상기 내부 수위가 상기 기준값보다 큰 경우, 상기 제1 파이프라인(150)을 통해 수송할 오염수의 양을 결정한다.
상기 제어부(180)의 압송가압 펌프 구동부(185)는 상기 결정된 오염수의 양에 따라 상기 압송가압 펌프(170)의 구동속도 및 구동시간을 산출하여 상기 압송가압 펌프(170)를 구동한다.
나아가 상기 제어부(180)는 도 8과 같이, 제 2파이프라인(160)에 추가로 설치된 필터링부를 제어하도록 함으로서, 상기 필터링부에 의하여 오염수, 폐기물에 있어 고형물질등을 스크린하거나 침전 및 화학적방법(용제이용) 등을 통하여 가능한 해상 폐기물처리장의 정화 부담을 줄이도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 해상 폐기물처리장의 하이브리드 파이프라인 수송시스템은, 해상 폐기물처리장(100)과 육상 폐기물처리장(200) 사이에 소각재 폐기물 수송을 위한 제2 파이프라인(160)을 설치함으로써 폐기물 수송을 위한 선박 없이 육상으로부터 직접 소각재 폐기물을 상기 해상 폐기물처리장(100)으로 수송할 수 있고, 이에 따라, 바지선과 같은 선박을 이용하여 폐기물을 운반하는 과정에서 오염이 발생할 수 있는 문제점을 해결할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 해상 폐기물처리장의 하이브리드 파이프라인 수송시스템의 경우, 해상 폐기물처리장(100) 및 육상 폐기물처리장(200) 사이에 양방향으로 파이프라인(150, 160)을 하이브리드 방식으로 설치하며, 육상 폐기물처리장(200)의 소각재 폐기물을 해상으로 수송하여 해상 폐기물처리장(100)에서 처리할 수 있고, 또한, 압송가압 펌프를 이용하여 해상 폐기물처리장(100)의 일정 크기 이하의 폐기물 또는 소각재와 함께 오염수를 육상으로 수송하여 육상 폐기물처리장(200)에서 처리할 수도 있다.
한편, 도 10은 도 8에 도시된 압송가압 펌프를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 해상 폐기물처리장의 하이브리드 파이프라인 수송시스템에서, 압송가압 펌프(170)는 오염수 저장조(130)에 저장되어 배관(131)을 통해 수송되는 오염수에 압력을 가하고, 제1 파이프라인(150)을 통해 육상에 매립 설치된 육상 저류조(140)로 우회 수송할 수 있다. 예를 들면, 상기 압송가압 펌프(170)는 기존의 아파트 등 단지의 쓰레기 중앙처리시스템의 구성 및 개념을 이용하거나 또는 준설토, 석탄회 처리장에서의 압송시스템을 이용할 수도 있으므로, 상세한 설명은 생략한다.
한편, 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 해상 폐기물처리장의 하이브리드 파이프라인 수송시스템에서 관로전환 설비를 나타내는 도면이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 해상 폐기물처리장의 하이브리드 파이프라인 수송시스템에서 관로전환 설비(210)는, 변환 배관(211), 연결 플랜지(212), 연결체인(213), 구동모터(214), 베어링(215), 회전축(216), 연결용 공기 스프링 실린더(217) 및 고무 스토퍼(218)를 포함하며, 상기 관로전환 설비(210)를 통해 선택적으로 폐기물을 수송하거나 오염수를 선택적으로 수송할 수 있고, 또한, 오염수 및 폐기물을 함께 해상 폐기물처리장(100)으로 수송할 수도 있다.
구체적으로, 상기 육상 폐기물처리장(200)에서 처리된 소각재 폐기물은 폐기물 배관(220)과 상기 관로전환 설비(210)의 변환 배관(211)이 연결되면, 상기 제2 파이프라인(160)을 통해 해상 폐기물처리장(100)로 수송되며, 또한, 상기 육상 저류조(140)에 저장된 오염수는 오염수 배관(230)과 상기 관로전환 설비(210)의 변환 배관(211)이 연결되면, 상기 제2 파이프라인(160)을 통해 해상 폐기물처리장(100)로 수송될 수 있는데, 이때, 수송이 용이하도록 상기 소각재 폐기물과 오염수를 혼합하여 젤(Gel) 상태로 하여 수송할 수도 있다.
한편, 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 해상 폐기물처리장의 하이브리드 파이프라인 수송시스템의 동작을 구체적으로 설명하기 위한 도면으로서, 도 12의 a)는 집중호우 폭우로 인해 해상 폐기물처리장의 차폐시설(110)의 내부 수위가 상승하여 해수면 오부 수위보다 높은 경우, 오염수 저장조(130)를 통해 오염수를 육상 저류조(140)로 수송하게 되고, 이에 따라 차폐시설(110)의 내부 수위를 하강시킬 수 있는 것을 나타낸다.
도 12의 b)는 조수간만의 차로 인해 해상 폐기물처리장의 차폐시설(110)의 내부 수위가 상승하여 기설정된 기준값보다 높은 경우, 예를 들면, 국내 서해안의 경우 하루에 두 번씩 외부 수위가 10m 이상 변동이 발생하므로, 오염수 저장조(130)를 통해 오염수를 육상 저류조(140)로 수송하게 되고, 이에 따라 차폐시설(110)의 내부 수위를 하강시킬 수 있는 것을 나타낸다. 여기서, 전술한 바와 같이, 조수 간만의 차로 인해 해수면 외부 수위 변화가 심한 경우에는 차폐시설(110)의 내부 수위는 기설정된 기준값과 비교하여야 한다.
이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 해상 폐기물처리장의 하이브리드 파이프라인 수송시스템은, 차폐시설의 내부 수위를 조절할 수 있고, 예를 들면, 내부 수위가 경계수면 이상일 경우 차폐시설 내의 오염수를 자유낙하에 의해 오염수 저장조로 수송시킬 수 있고, 또한, 내부 수위가 경계수면 이하일 경우 차폐시설 내의 오염수 유출을 정지시킨다. 특히, 간조 시 내부 수위를 낮추어 침출수 누수를 방지하여 안정성을 확보할 수 있고, 또한, 해상 폐기물처리장의 경우, 내부 및 외부 수위차가 크면 호안이 구조적인 불안정을 야기할 수 있으므로, 만조 시에는 육상 저류조로부터 해상 폐기물처리장의 해상 정화처리시설로 오염수를 반송한다.
결국, 본 발명의 실시예에 따르면, 해상 폐기물처리장과 육상 폐기물처리장 사이에 설치된 파이프라인을 통해 오염수 또는 폐기물을 양방향 수송함으로써 하이브리드 방식으로 오염수 또는 폐기물을 처리할 수 있고, 이에 따라 해상 폐기물처리장이 중소규모의 폐기물만을 처리할 수 있을 정도로 시공함으로써 해상 폐기물처리장을 소규모로 운영함으로써 해상 폐기물처리장의 운영비를 최소화할 수 있고, 또한, 호안 구조물에 미치는 수위차에 의한 횡압력을 줄임으로써 호안 구조물을 슬림하게 시공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 대규모의 폐기물을 처리하는 해상 폐기물처리장이 필요 없기 때문에, 시설비를 저감시킬 수 있고, 이때, 해상 폐기물처리장에서 중소규모의 폐기물만을 처리해도 된다. 또한, 해상 폐기물처리장에서 내부 수위를 기준값 또는 외부 수위 이하로 관리함으로써 침출수 관리가 용이하다. 또한, 해상 폐기물처리장 및 육상 폐기물처리장 사이에 폐기물 수송을 위한 파이프라인을 설치함으로써 선박을 이용한 폐기물 수송이 필요 없게 된다.
[해상 폐기물처리장의 하이브리드 파이프라인 수송시스템의 운용 방법]
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 해상 폐기물처리장의 하이브리드 파이프라인 수송시스템의 운용 방법의 동작흐름도이다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 해상 폐기물처리장의 하이브리드 파이프라인 수송시스템의 운용 방법은, 먼저, 해상 정화처리시설(120)이 오염수를 정화하여 해상으로 방출한다(S110).
다음으로, 해안 폐기물처리장(100)의 차폐시설(110) 내부 수위 및 해수면의 외부 수위를 계측한다(S120). 이때, 상기 차폐시설(110) 내부 수위 및 해수면의 외부 수위는 각각 제1 및 제2 계측기(191, 192)를 사용하여 실시간 계측하며, 수위를 계측하는 계측기(191, 192)는 통상적인 초음파 계측기 등을 사용할 수 있으므로, 구체적인 설명은 생략한다.
다음으로, 제어부(180)가 상기 내부 수위가 기설정된 기준값보다 큰지 확인한다(S130).
다음으로, 상기 내부 수위가 기설정된 기준값보다 크고, 또한, 상기 해상 정화처리시설(120)만으로는 차폐시설(110) 내부 수위를 낮추기 어려울 경우, 예를 들면, 폭우, 집중호우 또는 조수간만의 차가 큰 경우, 상기 차폐시설(110)의 내부 수위가 하강하도록 상기 차폐시설(110) 내의 오염수를 집수하여 오염수 저장조(130)에 저장한다(S140).
다음으로, 상기 제어부(180)가 육상 저류조(140)로 우회 수송할 오염수 수송량을 결정한다(S150). 여기서, 상기 육상 저류조(140)는 육상에서 지하에 소정 깊이 매립되는 원통 형상의 저류조일 수 있다.
다음으로, 상기 제어부(180)가 제1 파이프라인(150)을 통해 오염수를 수송하기 위한 압송가압 펌프(170)를 구동한다(S160). 이때, 상기 제1 파이프라인(150)은 압력 차이를 이용하여 압력조정이 가능하도록 소구경으로 적어도 하나 이상 설치되는 것이 바람직하며, 상기 제1 파이프라인(150)이 상기 오염수 저장조(130)에 저장된 오염수를 상기 육상 저류조(140)로 우회 수송함으로써 상기 차폐시설(110)의 내부 수위를 낮출 수 있으며 역으로도 가능하다.
다음으로, 상기 제어부(180)가 상기 제1 파이프라인(150) 내에 설치된 와류발생기(190)를 구동한다(S170). 즉, 상기 제어부(180)는 상기 제1 파이프라인(150) 내에 적어도 하나 이상 설치된 와류발생기(190)를 구동하여 상기 제1 파이프라인(150)을 통해 상기 오염수를 수송하는 도중에 상기 오염수 내의 침전물이 침전하지 않도록 와류를 발생시킨다.
다음으로, 상기 육상 저류조(140)가 우회 수송된 오염수를 저장한다(S180). 이때, 상기 육상 저류조(140)에 저장된 오염수는 상기 해상 정화처리시설(120)로 반송하여 정화처리한 후에 방류하거나 또는 육상에서 정화 처리하여 방류할 수도 있다. 이때, 상기 제2 파이프라인(160) 내에도 상기 제1 파이프라인(150) 내에 설치된 와류발생기(190)가 적어도 하나 이상 설치될 수 있다.
다음으로, 제2 파이프라인(160)을 통해 육상 폐기물처리장(200)에서 처리된 폐기물 또는 육상 저류조(140)로 수송된 오염수를 수송한다(S190). 이때, 상기 제2 파이프라인(160)은 상기 해상 폐기물처리장(100) 및 상기 육상 폐기물처리장(200) 사이에 경사지게 설치되어, 상기 육상 폐기물처리장(200)에서 처리된 소각재 폐기물이 상기 육상 저류조(140)로 수송된 오염수와 혼합되어 젤(Gel) 형태로 상기 해상 폐기물처리장(100)으로 수송될 수 있다. 이때, 이러한 제2 파이프라인(160)을 통해 폐기물을 수송할 경우, 전술한 압송가압펌프(170)는 사용하지 않아도 된다.
결국, 본 발명의 실시예에 따르면, 해상 폐기물처리장과 육상 폐기물처리장 사이에 폐기물 수송을 위한 파이프라인을 설치함으로써 폐기물 수송을 위한 선박 없이 육상으로부터 직접 폐기물을 해상 폐기물처리장으로 수송함으로써 선박을 이용하여 폐기물을 운반하는 과정에서 발생할 수 있는 오염을 방지할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 해상 폐기물처리장과 육상 폐기물처리장 사이에 설치된 파이프라인을 통해 오염수 또는 폐기물을 양방향 수송함으로써 하이브리드 방식으로 오염수 또는 폐기물을 처리할 수 있고, 이에 따라 해상 폐기물처리장이 중소규모의 폐기물만을 처리할 수 있을 정도로 시공함으로써 해상 폐기물처리장을 소규모로 운영함으로써 해상 폐기물처리장의 운영비를 최소화할 수 있고, 또한, 호안 구조물에 미치는 수위차에 의한 횡압력을 줄임으로써 호안 구조물을 슬림하게 시공할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 해상 폐기물처리장의 차폐시설과 육상 저류조 사이에 제1 파이프라인을 설치하여 차폐시설의 오염수를 제1 파이프라인을 이용하여 육상 저류조로 우회 수송함으로써 해상 폐기물처리장의 차폐시설 내부 수위가 해수면 외부 수위보다 높아지지 않도록 조정할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 해상 폐기물처리장의 차폐시설 내부 수위 및 해수면 외부 수위를 실시간 감지하여 차폐시설 내의 오염수를 육상 저류조로 우회 수송함으로써 차폐시설 내부 수위가 해수면 외부 수위보다 높아서 발생하는 침출수의 유출을 확실하게 방지할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 해상 폐기물처리장 200: 육상 폐기물처리장
110: 차폐시설 120: 해상 정화처리시설
130: 오염수 저장조 140: 육상 저류조
150: 제1 파이프라인 160: 제2 파이프라인
170: 압송가압 펌프 180: 제어부
190: 와류 발생기 210: 관로전환 설비
220: 폐기물 배관 230: 오염수 배관
181: 내부 수위 결정부 182: 외부 수위 결정부
183: 수위 비교부 184: 오염수 수송량 결정부
185: 압송가압 펌프 구동부 191: 제1 수위계(내부 수위 계측)
192: 제2 수위계(외부 수위 계측)
110: 차폐시설 120: 해상 정화처리시설
130: 오염수 저장조 140: 육상 저류조
150: 제1 파이프라인 160: 제2 파이프라인
170: 압송가압 펌프 180: 제어부
190: 와류 발생기 210: 관로전환 설비
220: 폐기물 배관 230: 오염수 배관
181: 내부 수위 결정부 182: 외부 수위 결정부
183: 수위 비교부 184: 오염수 수송량 결정부
185: 압송가압 펌프 구동부 191: 제1 수위계(내부 수위 계측)
192: 제2 수위계(외부 수위 계측)
Claims (12)
- 해상 폐기물처리장(100)의 내부에 소각재, 비가연성 고형폐기물 또는 준설토의 폐기물이 매립될 수 있도록 저투수성 해저지반의 상부에 제방 형식으로 형성되고, 상기 폐기물과 함께 오염수가 저장되는 차폐시설(110);
상기 오염수를 정화하여 해상으로 방류하는 해상 정화처리시설(120);
상기 차폐시설(110) 내의 오염수를 집수하여 저장하는 오염수 저장조(130);
상기 오염수 저장조(130)로부터 수송된 오염수를 저장하도록 육상에 설치되며, 상기 차폐시설(110)의 내부 수위가 기설정된 기준값보다 높지만 상기 해상 정화처리시설(120)에 의해 상기 내부 수위를 낮추기 어려운 경우에 작동하는 육상 저류조(140);
상기 오염수를 육상 저류조(140)로 수송 및 육상 저류조(140)의 오염수를 오염수 저장조(130)로 수송하기 위해 상기 오염수 저장조(130)와 상기 육상 저류조(140) 사이에 설치되는 제1 파이프라인(150);
상기 오염수 저장조(130) 및 상기 제1 파이프라인(150) 사이에 설치되어 압송가압 방식으로 상기 오염수를 수송하는 압송가압 펌프(170);
육상 폐기물처리장(200)으로부터 소각재 폐기물과 오염수를 상기 해상 폐기물처리장(100)으로 일방향으로 수송하기 위해 상기 육상 폐기물처리장(200)과 상기 해상 폐기물처리장(100) 사이에 경사지게 설치되는 제2 파이프라인(160); 및
상기 차폐시설(110)의 내부 수위가 기설정된 기준값보다 높은 경우, 상기 오염수를 상기 육상 저류조(140)로 수송하기 위해 상기 압송가압 펌프(170)의 구동을 제어하는 제어부(180)를 포함하되,
상기 제1 파이프라인(150)은 상기 오염수를 육상 저류조(140)와 오염수 저장조(130) 사이에서 양방향으로 수송함으로써 상기 차폐시설(110)의 내부 수위를 조절할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 해상 폐기물처리장의 하이브리드 파이프라인 수송시스템. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 육상 폐기물처리장(200)에서 처리된 소각재 폐기물은 상기 육상 저류조(140)로 수송된 오염수와 혼합되어 젤(Gel) 형태로 상기 제2 파이프라인(160)을 통해 상기 해상 폐기물처리장(100)으로 수송되는 것을 특징으로 하는 해상 폐기물처리장의 하이브리드 파이프라인 수송시스템. - 제3항에 있어서,
상기 육상 폐기물처리장(200)에서 처리된 소각재 폐기물 및 상기 육상 저류조(140)에 저장된 오염수는 관로전환 설비(210)를 통해 선택적으로 상기 해상 폐기물처리장(100)으로 수송되는 것을 특징으로 하는 해상 폐기물처리장의 하이브리드 파이프라인 수송시스템. - 제1항에 있어서,
상기 제1 파이프라인(150)은 압력 차이를 이용하여 압력조정이 가능하도록 소구경으로 적어도 하나 이상 설치되는 것을 특징으로 하는 해상 폐기물처리장의 하이브리드 파이프라인 수송시스템. - 제1항에 있어서,
상기 제어부(180)는 폭우, 집중호우 또는 조수간만의 차가 커서 상기 해상 정화처리시설(120)만으로는 차폐시설(110) 내부 수위를 낮추기 어려울 경우에 상기 압송가압 펌프(170)를 구동하여 상기 오염수 저장조(130)에 저장된 오염수를 상기 육상 저류조(140)로 수송하는 것을 특징으로 하는 해상 폐기물처리장의 하이브리드 파이프라인 수송시스템. - 제1항에 있어서,
상기 제1 파이프라인(150) 내에 적어도 하나 이상 설치되고, 상기 제1 파이프라인(150)을 통해 상기 오염수를 수송하는 도중에 상기 오염수 내의 침전물이 침전하지 않도록 와류를 발생시키는 와류 발생기(190)를 추가로 포함하는 해상 폐기물처리장의 하이브리드 파이프라인 수송시스템. - 제1항에 있어서, 상기 제어부(180)는,
상기 차폐시설(110)의 내부 수위를 결정하는 내부 수위 결정부(181);
상기 차폐시설(110)의 해수면 외부 수위를 결정하는 외부 수위 결정부(182);
상기 내부 수위 결정부(181)에서 결정된 내부 수위를 기설정된 기준값과 비교하거나 또는 상기 외부 수위 결정부(182)에서 결정된 외부 수위와 비교하는 수위 비교부(183);
상기 수위 비교부(183)에서 비교 결과에 따라 상기 내부 수위가 상기 기준값보다 큰 경우, 상기 제1 파이프라인(150)을 통해 수송할 오염수의 양을 결정하는 오염수 수송량 결정부(184); 및
상기 결정된 오염수의 양에 따라 상기 압송가압 펌프(170)의 구동속도 및 구동시간을 산출하여 상기 압송가압 펌프(170)를 구동하는 압송가압 펌프 구동부(185)
를 포함하는 해상 폐기물처리장의 하이브리드 파이프라인 수송시스템. - 제1항에 있어서,
상기 육상 저류조(140)는 육상에서 지하에 소정 깊이 매립되는 원통 형상의 저류조인 것을 특징으로 하는 해상 폐기물처리장의 하이브리드 파이프라인 수송시스템. - a) 해상 폐기물처리장(100)에 설치된 해상 정화처리시설(120)이 오염수를 정화하여 해상으로 방출하는 단계;
b) 해안 폐기물처리장(100)의 차폐시설(110) 내부 수위 및 해수면의 외부 수위를 계측하는 단계;
c) 제어부(180)가 상기 내부 수위가 기설정된 기준값보다 큰지 확인하는 단계;
d) 상기 내부 수위가 기설정된 기준값보다 큰 경우, 상기 차폐시설(110)의 내부 수위가 하강하도록 상기 차폐시설(110) 내의 오염수를 집수하여 오염수 저장조(130)에 저장하는 단계;
e) 상기 제어부(180)가 육상 저류조(140)로 우회 수송할 오염수 수송량을 결정하는 단계;
f) 상기 제어부(180)가 제1 파이프라인(150)을 통해 오염수를 수송하기 위한 압송가압 펌프(170)를 구동하는 단계; 및
g) 상기 육상 저류조(140)가 우회 수송된 오염수를 저장하는 단계를 포함하되,
상기 제어부(180)는 상기 차폐시설(110)의 내부 수위가 기설정된 기준값보다 높은 경우, 상기 오염수를 상기 육상 저류조(140)로 수송하기 위해 상기 압송가압 펌프(170)의 구동을 제어하며, 상기 f) 단계의 제1 파이프라인(150)은 상기 오염수 저장조(130)에 저장된 오염수를 상기 육상 저류조(140)로 수송함으로써 상기 차폐시설(110)의 내부 수위를 낮추는 것을 특징으로 하는 해상 폐기물처리장의 하이브리드 파이프라인 수송시스템의 운용 방법. - 제10항에 있어서,
h) 제2 파이프라인(160)을 통해 육상 폐기물처리장(200)에서 처리된 폐기물 또는 육상 저류조(140)로 수송된 오염수를 수송하는 단계를 추가로 포함하며,
상기 h) 단계에서 상기 제2 파이프라인(160)은 상기 해상 폐기물처리장(100) 및 상기 육상 폐기물처리장(200) 사이에 경사지게 설치되어, 상기 육상 폐기물처리장(200)에서 처리된 소각재 폐기물이 상기 육상 저류조(140)로 수송된 오염수와 혼합되어 젤(Gel) 형태로 상기 해상 폐기물처리장(100)으로 수송되는 것을 특징으로 하는 해상 폐기물처리장의 하이브리드 파이프라인 수송시스템의 운용 방법. - 제11항에 있어서,
상기 육상 폐기물처리장(200)에서 처리된 소각재 폐기물 및 상기 육상 저류조(140)에 저장된 오염수는 관로전환 설비(210)를 통해 선택적으로 상기 해상 폐기물처리장(100)으로 수송되는 것을 특징으로 하는 해상 폐기물처리장의 하이브리드 파이프라인 수송시스템의 운용 방법.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160149906A KR101875497B1 (ko) | 2016-11-11 | 2016-11-11 | 해상 폐기물처리장의 하이브리드 파이프라인 수송시스템 및 그 운용 방법 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20200076038A (ko) | 2018-12-19 | 2020-06-29 | 조재희 | 저류공간을 이용한 해상 처분장 침출수 방지 시스템 및 그 운영방법 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0742130A (ja) * | 1993-07-29 | 1995-02-10 | Osutorando:Kk | 海面埋立地における遮水設備 |
| JPH10165916A (ja) * | 1996-10-09 | 1998-06-23 | Osuto Rand:Kk | 外部を囲繞する土木構造物における遮水設備 |
| JP2003320335A (ja) * | 2002-04-30 | 2003-11-11 | Toyo Constr Co Ltd | 海面廃棄物処分場およびその管理方法 |
| JP2009291778A (ja) * | 2008-05-09 | 2009-12-17 | Ik Shoji Kk | 生もの洗浄水等の汚水処理システム |
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2016
- 2016-11-11 KR KR1020160149906A patent/KR101875497B1/ko active IP Right Grant
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20180052846A (ko) | 2018-05-21 |
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