KR101933631B1 - 유류오염 지하수의 추출, 정화 및 재주입 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유류오염 지하수의 추출, 정화 및 재주입 시스템에 관한 것으로, 3상 혼합물 추출부, 1차 유수분리기, 고압수공급수단, 1차 처리수 유량조정조, 2차 유수분리기, 2차 처리수 유량조정 및 3차 유수분리기, 침전조, 활성탄 흡착조, 재주입부를 포함하여 관정 내의 수위조절 및 유지가 가능하고, 지층 조건에 따라 현장적용 제약이 적고, 지하수, 경소수성 액체 및 기상의 휘발성 유기화합물을 동시에 추출 가능하며, 다소의 진공을 유지할 수 있고, 적은 동력으로 많은 지하수의 추출, 정화 및 재주입이 가능하여 지하수 오염의 확산을 방지할 수 있으며, 필요 수위를 물리적으로 제어함으로써 스미어 존 관리가 가능하며, 지하수와 경소수성 액체 및 휘발성 유기화합물이 혼합된 3상 혼합물인 유류오염지하수로부터 경소수성 액체와 휘발성 유기화합물을 분리하여 경소수성 액체를 수집하여 처리하고, 휘발성 유기화합물을 수집하여 처리하고 정화된 공기는 대기 중으로 배출하며, 정화된 지하수를 재주입할 수 있고, 지하수 중의 용존상(溶存相) 유류를 분리하여 지하수의 정화효과를 상승시킬 수 있도록 한 것이다.

Description

유류오염 지하수의 추출, 정화 및 재주입 시스템{System for remediating oil-polluted ground water and put remediated ground water}

본 발명은 유류오염 지하수의 추출, 정화 및 재주입 시스템에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 관정 내의 수위조절 및 유지가 가능하고, 지층 조건에 따라 현장적용 제약이 적고, 지하수, 경소수성 액체 및 기상의 휘발성 유기화합물을 동시에 추출 가능하며, 다소의 진공을 유지할 수 있고, 적은 동력으로 많은 지하수의 추출, 정화 및 재주입이 가능하여 지하수 오염의 확산을 방지할 수 있으며, 필요 수위를 물리적으로 제어함으로써 스미어 존 관리가 가능하며, 지하수와 경소수성 액체 및 휘발성 유기화합물이 혼합된 3상 혼합물인 유류오염지하수로부터 경소수성 액체와 휘발성 유기화합물을 분리하여 경소수성 액체를 수집하여 처리하고, 휘발성 유기화합물을 수집하여 처리하고 정화된 공기는 대기 중으로 배출하며, 정화된 지하수를 재주입할 수 있고, 지하수 중의 용존상(溶存相) 유류를 분리하여 지하수의 정화효과를 상승시킬 수 있도록 한 유류오염 지하수의 추출, 정화 및 재주입 시스템에 관한 것이다.

국제인구행동연구소(PAI : Population Action International)는 강우유출량을 인구수로 나누어 1인당 물 사용가능량이 1000㎥ 미만은 물기근국가, 1000㎥ 이상 1700㎥ 미만은 물부족국가, 1700㎥ 이상은 물풍요국가로 분류하고 있다.

우리나라는 1993년 1인당 물 사용가능량이 1470㎥로 물부족국가에 해당되었고, 2000년 1인당 물 사용가능량도 1488㎥으로 물부족국에 해당되었으며, 2025년에는 많게는 1327㎥, 적게는 1199㎥가 될 것으로 분석되는 등 갈수록 물 사정이 어려워질 것으로 전망하고 있다.

특히 우리나라는 연간 강수량이 세계평균인 973mm보다 많은 1283mm이지만, 국토의 70% 정도가 급경사의 산지로 이루어져 있고, 강수량의 대부분이 여름철에 집중되어 있어 많은 양이 바다로 흘러가는 한편, 높은 인구밀도로 인해 1인당 강수량이 세계평균의 12%에 지나지 않는 것으로 나타났다.

오랫동안 우리나라는 부족한 물 자원을 효율적으로 보존 및 활용하기 위하여 하천에 댐을 건설하여 지표수를 가두는 지표수 자원개발에 치중하여 왔으나, 지표수의 개발은 수몰지역이 발생하여 실향민을 발생시키는 등 사회적 문제를 유발하는 문제점이 있었으며, 국토의 넓은 면적을 수몰시키기 때문에 여러 가지 제약이 뒤따르는 문제가 있다.

최근 우리나라는 부족한 물 자원을 효율적으로 활용하기 위하여 지하수의 개발에 눈을 돌려 다양한 기술을 개발해 왔다.

그러나 산업이 발전하고 유류의 사용량이 증가하면서 토양은 물론 지하수까지 유류로 오염되어 지하수의 활용에도 문제가 발생하고 있다.

따라서 유류로 오염된 지하수를 정화하여 다시 지하에 저장함으로써 지하수를 안전하고 효율적으로 활용할 수 있도록 하는 기술이 개발되고 있다.

유류로 오염된 지하에는 지하수와 그 상층에 부유하는 경소수성 액체(輕疏水性 液體, LNAPL; Light Non-Aqueous Phase Liquid)층과 그 상층에 기상의 휘발성 유기화합물(VOCs; Volatile Organic Compounds)이 혼재하게 된다. 경소수성 액체는 지하수에 용존된 것과 부유된 유동성 오염물질로 구분된다.

종래의 오염지하수를 정화하는 공법은 지하수와 경소수성 액체 및 휘발성 유기화합물을 지상으로 끌어올린 후 정화처리하는 지상처리(Ex-situ)공법과, 오염된 지하수를 끌어올리지 않고 지중에서 처리하는 지중처리(In-situ)공법으로 구분되며, 지상으로 추출하여 물리적으로 처리 후 지중에 재주입하는 지상처리(Ex-situ)공법이 많이 사용된다.

종래의 지상처리공법으로는 지하수면에 떠있는 유동성 오염물질을 진공추출하는 BS(Bio-Slurping)공법과, 수리적 경사를 주어 유류를 집수 후 양수하는 DPR(Dual Pump Recovery)공법이 있다.

상기 BS공법은 도 16에 도시한 바와 같이, 지중에 천공된 관정(10)과, 관정(10) 내에 삽입되며 하단이 대수면보다 낮은 위치에 이르는 슬러프 튜브(Slurp Tube)(11)와, 지상에 설치되며 흡입단(13)이 슬러프 튜브(11)에 연결되는 진공펌프와 연통된 기액분리기(12)와, 진공펌프와 연통된 기액분리기(12)의 토출단(14)에 연결된 유수분리기(16)를 포함하는 구조로서, 진공펌프와 연통된 기액분리기(12)가 가동되면 지하수의 상층에 부유하고 있는 경소수성 액체(LNAPL)와 그 상층에 있는 휘발성 유기화합물이 공기와 함께 흡입되고, 공기는 진공펌프와 연통된 기액분리기(12)의 배기단(15)으로 배출되고, 지하수와 경소수성 액체는 진공펌프와 연통된 기액분리기(12)의 토출단(14)으로 토출된다.

이때, 공기 중에는 휘발성 유기화합물(VOCs : Volatile Organic Compounds)이 혼재하고 있는바, 배기단(15)으로 배출되는 공기는 별도의 휘발성 유기화합물 처리장치(미도시)에 의하여 처리된다.

한편, 진공펌프와 연통된 기액분리기(12)의 토출단(14)으로 토출된 지하수와 경소수성 액체가 유수분리기(16)에 의하여 분리되며, 분리된 경소수성 액체는 별도의 수집장치에 의하여 회수되고, 정화된 지하수는 다시 지하로 재 주입된다.

이러한 BS공법은 지하 매질의 투수계수가 보통 이상인 지층 조건에서 효과적이며, 생물학적 호기성 분해 및 생분해 효율이 증대되고, 기액분리기에서 액상 추출시 동력과 자동제어 장치가 필요하며, 큰 동력으로 많은 기상(vapor) 추출, 바이오 벤팅(bio-venting) 효과가 크다는 장점이 있으나, 투수성이 큰 지반이 지표면에 피복되어 있는 지층 조건에서는 기밀 유지가 어렵게 되어 진공반경이 매우 작게 되어 다수의 추출정이 필요하게 되며, 통기성이 작은 지층 조건에서는 Dead Head 및 시스템 고장의 우려가 크고, 설비의 동력 소요량이 크며, 기액분리기에서 액상분리시 별도의 동력(펌프) 및 자동제어 설비가 필요하고, 추출관정의 수위 조절이 어렵고(1m 이내 수준), 장기적 수위변화에 대한 대응이 곤란하다는 문제점이 있다.

상기 DPR공법은 도 17에 도시한 바와 같이, 지중에 천공되는 관정(20)과, 관정(20) 내에 설치되어 지하수를 흡입하는 지하수펌프(21)와, 관정(20) 내에 설치되어 경소수성 액체를 흡입하는 경소수성 액체펌프(22)와, 지하수펌프(21)의 토출단에 연결되어 지상으로 연장되는 지하수추출관(23)과, 경소수성 액체펌프(22)의 토출단에 연결되어 지상으로 연장되는 경소수성 액체추출관(24)과, 지하수추출관(23)에 연결되는 정화탱크(25)와, 경소수성 액체추출관(24)에 연결되어 경소수성 액체를 저장하는 저장탱크(26)와, 정화탱크(25)에 연결되는 에어 스트리퍼(Air Stripper)(27)를 포함하는 구조로서, 지하수펌프(21)가 가동되면 지하수가 흡입되어 지하수추출관(23)을 통해 추출되고 정화탱크(25)에 의하여 정화된 후 다시 에어 스트리퍼(27)에 의하여 처리되어 처리된 공기는 대기 중으로 방출되고, 처리된 지하수는 다시 지중으로 재주입된다.

이러한 DPR공법은 투수성이 큰 지반에서 적용성이 우수한 장점이 있으나, 과도한 지하수위 저하는 스미어 존(Smear Zone)의 확대를 초래하여 토양오염을 가중시킬 수 있으며, 투수성이 낮은 매질에서는 적용성이 매우 낮으며, 경소수성 액체가 적은 현장 조건에서는 경제성 및 현장 적용성이 낮고, 기상의 휘발성 유기화합물(VOCs : Volatile Organic Compounds)을 추출할 수 없으며, 설비가 복잡하다는 문제점이 있다.

또한, 용존된 유류오염물질을 중력작용에 의존하여 부상 수집하는 종래의 유수분리기는 큰 규격의 설비를 필요로 하고 이에 따른 넓은 부지를 필요로 하는 단점이 있고, 다량의 오염지하수를 소규모 설비로 정화하기 위해서는 연속적인 순환 정화처리가 필요하지만 유적의 부상속도가 느려 설비의 처리용량이 작아지는 단점이 있다. 그리고 정화 처리된 지하수를 지하에 재주입하기 위해서는 지하수의 수질이 오염지하수 정화완료 기준인 생활용수 수질기준을 충족하여야 하며, 유류가 지하수에 유입되기 전 또는 유입된 후 지하수의 수질이 유류성분 이외에 생활용수 수질기준을 초과하여 있을 가능성이 있다. 이는 유수분리기로 부상분리 처리하여 유류성분을 제거하였다고 하더라도 지하수의 수질이 생활용수 수질기준과 탁도 등의 환경기준을 충족하지 못하여 처리수를 지중에 재주입할 수 없게 될 수 있다.

따라서 관정 내 수위조절 및 유지가 가능하며, 지층 조건에 따른 현장적용 제약이 적고, 지하수, 경소수성 액체 및 기상(氣相)의 휘발성 유기화합물을 동시에 추출 가능하며, 다소의 진공을 유지할 수 있고, 적은 동력으로 많은 지하수의 회수가 가능하여 지하수 오염의 확산을 방지할 수 있으며, 필요 수위를 물리적으로 제어함으로써 스미어 존(Smear Zone) 관리가 가능한 유류오염 지하수 추출장치가 필요하고, 지상으로 추출된 유류오염 지하수에서 LNAPL 및 용존상 유류를 효과적으로 부상분리할 수 있는 유수분리 장치와 유수분리처리로 제거할 수 없는 부유물질(SS), 유해물질 등을 효과적으로 제거하여 생활용수 수질기준(또는 방류수 수질기준)을 확보하여 지중에 재 주입함으로써 지하수 정화 및 지하수 오염 확산방지를 실현할 수 있는 오염지하수 추출, 정화 및 재주입 과정을 통합한 유류오염 지하수의 추출, 정화 및 재주입 시스템 개발이 요구되고 있다.

일본공개특허 특개2000-210656호 (2000.08.02. 공개) "지하수 정화장치 및 방법"

따라서 본 발명의 목적은 관정 내의 수위조절 및 유지가 가능하고, 지층 조건에 따라 현장적용 제약이 적고, 지하수, 경소수성 액체 및 기상의 휘발성 유기화합물을 동시에 추출 가능하며, 다소의 진공을 유지할 수 있고, 적은 동력으로 많은 지하수의 추출, 정화 및 재주입이 가능하여 지하수 오염의 확산을 방지할 수 있으며, 필요 수위를 물리적으로 제어함으로써 스미어 존 관리가 가능하게 되도록 한 유류오염 지하수의 추출, 정화 및 재주입 시스템을 제공하려는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 지하수와 경소수성 액체 및 휘발성 유기화합물이 혼합된 3상 혼합물인 유류오염 지하수로부터 부유하는 경소수성 액체와 휘발성 유기화합물을 분리하여 경소수성 액체를 수집하여 처리하고, 휘발성 유기화합물을 활성탄에 흡착시켜 처리하고 정화된 공기는 대기 중으로 배출하며, 용존상 경소수성 액체를 부상??수집처리하고 정화된 지하수를 재주입할 수 있도록 한 유류오염 지하수에 용존되어 있는 미세 유적에 기포를 부착시켜 부상속도를 제고시킴으로써 용존상 경소수성 액체를 효과적으로 회수할 수 있는 오염지하수 추출, 정화 및 재주입 시스템을 제공하려는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 부상분리 되지 않은 용존상(溶存相) 유류, 부유물질(SS : Suspended Solid), 기타 유해물질을 침전 및 흡착시켜 주입수의 수질을 개선한 후 지중에 재주입하여 지하수의 정화효과를 상승시킬 수 있도록 한 유류오염 지하수의 추출, 정화 및 재주입 시스템을 제공하려는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출한 본 발명은 지하수와 경소수성 액체 및 기상의 휘발성 유기화합물이 혼합된 3상 혼합물을 추출하는 3상 혼합물 추출부(100)와; 상기 3상 혼합물 추출부(100)에서 추출된 3상 혼합물로부터 지하수와 경소수성 액체 및 기상의 휘발성 유기화합물을 분리 처리하는 1차 유수분리기(200)와; 상기 1차 유수분리기(200)에서 분리 처리된 1차 처리수를 가압하여 상기 3상 혼합물 추출부(100)에 고압수로서 공급하는 고압수공급수단(300)과; 상기 1차 유수분리기(200)에서 처리된 1차 처리수의 유량을 조절하는 1차 처리수 유량조정조(400)와; 상기 1차 유수분리기(200)에서 분리 처리된 1차 처리수 중의 용존상 유류와 휘발성 유기화합물을 분리 처리하는 2차 유수분리기(500)와; 상기 2차 유수분리기(500)에서 분리 처리된 2차 처리수의 유량을 조정하는 2차 처리수 유량조정 및 3차 유수분리기(600)와; 상기 2차 처리수 유량조정 및 3차 유수분리기(600)에서 조정된 3차 처리수를 침전 처리하는 침전조(700)와; 상기 침전조(700)에서 침전 처리된 침전 처리수로부터 용존상 유류, 부유물질(SS) 및 유해물질을 흡착 처리하는 활성탄 흡착조(800)와; 상기 활성탄 흡착조(800)에서 흡착 처리된 최종 처리수를 지중에 재주입하는 재주입부(900)와; 2차 유수분리기(500)에서 부상된 경소수성 스컴(skum)을 분리 처리하는 스키머(1000)와; 기상의 유기화합물을 흡착 처리하는 활성탄 처리탑(1100)을 포함하여 구성된다.

상기 3상 혼합물 추출부(100)는 지반에 상시지하수위보다 깊게 천공되는 굴착공(H) 내에 삽입되는 관정케이싱(110)과, 상기 관정케이싱(110)의 내부에 삽입되는 제트펌프(120)와, 상기 제트펌프(120)의 상단에 연결되어 지상으로 연장되는 추출관(130)을 포함하고, 상기 제트펌프(120)는 제트펌프본체(121)와, 상기 제트펌프본체(121)의 상단에 연결되며 상부로 가면서 점차 확장되는 테이퍼형 확장관(122)과, 상기 제트펌프본체(121) 내에서 상기 확장관(122)의 하단을 향해 고압수를 상향분사하는 제트노즐(123) 및, 상기 제트노즐(123)에 고압수를 공급하는 고압수공급관(124)을 포함한다.

상기 1차 유수분리기(200)는 내부 공간이 격막(201)에 의하여 상하로 구획된경소수성 액체 저장부(210)과 유수분리부(220)와, 상기 3상 혼합물 추출부(100)에서 추출된 3상 혼합물을 상기 유수분리부(220)에 유입시키는 3상 혼합물 유입부(230)와, 상기 유수분리부(220) 내에 설치되며 상기 3상 혼합물 유입부(230)에 연결되는 이퀄라이제이셔너(Equalizationer, 240)와, 상기 격막(201)의 상단부에 연결되어 상부로 연장되는 경소수성 액체(LNAPL) 상승관(250)과, 상기 이퀄라이제이셔너(240)에 연결되어 상부에 연장되는 1차 처리수 배출부(260)와, 상기 유수분리부(220) 내의 1차 처리수를 고압수공급수단(300)으로 반송하는 반송부(270)와, 상기 경소수성 액체 저장부(210)에 연결되어 외부로 도출되는 경소수성 액체 배출부(280) 및, 상기 경소수성 액체 저장부(210)의 상단에 설치되는 습기제거부(290)을 포함한다.

상기 고압수공급수단(300)은 상기 3상 혼합물 추출부(100)와 1차 유수분리기(200) 사이에 설치되는 부스트펌프(310)와, 상기 부스트펌프(310)의 흡입단을 상기 1차 유수분리기(200)의 유수분리부(220)에 연결하는 흡입관(320) 및, 상기 부스트펌프(310)의 토출단을 상기 고압수공급관(124)에 연결하는 토출관(330)을 포함한다.

상기 1차 처리수 유량조정조(400)는 상단에 1차 처리수 배출부(260)에 연결되는 1차 처리수 유입관(410)과, 하단에 유량조정된 1차 처리수가 배출되는 1차 처리수 유량조정배출관(420)을 포함한다.

상기 2차 유수분리기(500)는 내부공간에 구획 형성되는 유수분리부(510)와 기액분리부(520)와 2차 처리수 배출부(530)와, 입구가 상기 1차 처리수 유량조정배출관(420)과 연결되고 출구가 상기 기액분리부(520)의 상부에 위치하는 인젝터(540)와, 상기 1차 처리수 유량조정배출관(420)과 상기 인젝터(540)의 입구를 연결하는 1차 처리수 이송관(550)과, 상기 1차 처리수 이송관(550)에 설치되는 1차 처리수 이송펌프(560)와, 상기 유수분리부(510)에 설치되는 상등수배출관(570) 및, 상기 기액분리부(520)의 상단에 설치되는 습기제거부(580)을 포함하며, 상기 2차 처리수 유량조정 및 3차 유수분리기(600)는 경사판(630)에 의하여 상하로 구획되며 상기 경사판(630)의 최저위치에서 연통되는 되는 하부공간(610)과 상부공간(620)과, 상기 하부공간(610)에 2차 처리수를 유입시키는 2차 처리수 유입관(640)과, 상기 상부공간(620)에 연결되어 유량조정 및 용존상 유류가 분리된 3차 처리수를 배출하는 3차 처리수 배출관(650)과, 상기 하부공간(610)에서 상부공간(620)에 이르는 상승통로(660)와, 상기 상승통로(660)의 일측에 설치되는 용존상 유류 회수부(670)를 포함하며, 상기 침전조(700)는 중앙의 제1 침전조(710)와, 상기 제1 침전조(710)의 상류측에 하단이 연통되게 구획 설치된 제2 침전조(720)와, 상기 제1 침전조(710)의 하류측에 하단이 연통되게 구획 설치된 제3 침전조(730)와, 상기 2차 처리수 유량조정 및 3차 유수분리기(600)의 유량조정 3차 처리수 배출관(650)과 상기 제1 침전조(710)의 상단부를 연결하는 3차 처리수 유입관(740)과, 상기 제2 침전조(720)의 상단에 설치되는 습기제거부(750)을 포함하며, 상기 활성탄 흡착조(800)는 상기 제3 침전조(730)에 월류통로(820)를 통해 연통되는 활성탄 충전조(810)와, 상기 활성탄 충전조(810)의 내부에 충전되는 활성탄(830)과, 상기 활성탄 충전조(810)의 상부에 설치되는 최종처리수 월류관(840) 및, 상기 최종처리수 원류관(840)에 연결되는 최종처리수 배출관(850)을 포함하며, 상기 재주입부(900)는 지중에 매설되는 재주입 관정케이싱(910)과, 상기 최종 처리수 배출관(850)과 재주입 관정 케이싱(910)을 연결하는 최종 처리수 이송관(920)과, 상기 재주입 관정케이싱(910)의 하부에 연결되는 재주입 관정스크린(930)을 포함하며, 상기 2차 유수분리기(500)의 상등수배출관(570)에서 배출된 2차 처리수로부터 경소수성 스컴(skum)을 분리 처리하는 스키머(1000)를 더 포함하고, 상기 스키머(1000)는 하류측 단부에 월류노치(1011)가 형성된 제1 구획벽(1010)에 의하여 구획되는 후방 챔버(CH1)와 전방 챔버(CH2)와, 상기 후방 챔버(CH1)의 상류측에 설치되어 상승유입유로(1021)를 형성하는 유입월류벽(1020)과, 상기 상승유입유로(1021)에 연결되는 2차 처리수 유입관(1030)과, 상기 2차 처리수 유입관(1030)을 상기 2차 유수분리기(500)의 상등수배출관(570)에 연결하는 2차 처리수 이송관(1040)과, 상기 후방 챔버(CH1)의 하류측과 전방 챔버(CH2)의 하류측에 걸쳐서 설치되어 하강배출유로(1051)를 형성하는 배출월류벽(1050)과, 상기 하강배출유로(1051)와 상기 1차 처리수 이송관(550)을 연결하는 재처리용 반송관(1060)과, 상기 후방 챔버(CH1)의 내부에 설치되며 상기 유입월류벽(1020)의 상단에서 상기 배출월류벽(1050)의 중단부를 향하여 하향경사지게 설치되는 경사판(1070)과, 상기 배출월류벽(1050)에서 상류측으로 이격됨과 아울러 하단이 상기 경사판(1070)의 하류측 단부의 상면에서 상방으로 이격된 상태로 상기 후방 챔버(CH1)와 전방 챔버(CH2))에 걸쳐서 설치되어 배출월류벽(1050)과의 사이에 후방 챔버측 상승배출유로(1081)와 전방 챔버측 상승배출유로(1082)를 형성하는 상승유로형성판(1080)과, 상기 전방 챔버(CH2)의 일측에 연결되는 드레인관(1090)을 포함하며, 상기 1차 유수분리기(200)의 습기제거부(290)와 2차 유수분리기(500)의 습기제거부(580)와 침전조(700)의 습기제거부(750)에서 이송된 공기 중의 휘발성 유기화합물을 흡착 처리하는 활성탄 처리탑(1100)을 더 포함하며, 구성됨을 특징으로 하는 유류오염 지하수의 추출, 정화 및 재주입 시스템.

본 발명의 유류오염 지하수의 추출, 정화 및 재주입 시스템에 의하면 지하수와 경소수성 액체 및 휘발성 유기화합물이 혼합된 3상 혼합물을 추출하는 3상 혼합물 추출부와; 상기 3상 혼합물 추출부에서 추출된 3상 혼합물로부터 지하수와 부유하는 경소수성 액체 및 기상의 휘발성 유기화합물을 분리 처리하는 1차 유수분리기와; 상기 1차 유수분리기에서 분리 처리된 1차 처리수를 가압하여 상기 3상 혼합물 추출부에 고압수로서 공급하는 고압수공급수단과; 상기 1차 유수분리기에서 처리된 1차 처리수의 유량을 조절하는 1차 처리수 유량조정조와; 상기 1차 유수분리기에서 분리 처리된 1차 처리수 중의 용존상 유류와 휘발성 유기화합물을 분리 처리하는 2차 유수분리기와; 상기 2차 유수분리기에서 분리 처리된 2차 처리수의 유량을 조정하는 2차 처리수 유량조정 및 3차 유수분리기와; 상기 2차 처리수 유량조정 및 3차 유수분리기에서 조정된 3차 처리수를 침전 처리하는 침전조와; 상기 침전조에서 침전 처리된 침전 처리수로부터 부유물질(SS)과 유해물질을 흡착 처리하는 활성탄 흡착조와; 상기 활성탄 흡착조에서 흡착 처리된 최종 처리수를 지중에 재주입하는 재주입부;를 포함하여, 관정 내의 수위조절 및 유지가 가능하고, 지층 조건에 따라 현장적용 제약이 적고, 지하수, 경소수성 액체 및 기상의 휘발성 유기화합물을 동시에 추출 가능하며, 다소의 진공을 유지할 수 있고, 적은 동력으로 많은 지하수의 추출, 정화 및 재주입이 가능하여 지하수 오염의 확산을 방지할 수 있으며, 필요 수위를 물리적으로 제어함으로써 스미어 존 관리가 가능하게 되며, 지하수와 경소수성 액체 및 휘발성 유기화합물이 혼합된 3상 혼합물인 유류오염지하수로부터 경소수성 액체와 휘발성 유기화합물을 분리하여 경소수성 액체를 수집하여 처리하고, 휘발성 유기화합물을 수집하여 처리하고 정화된 공기는 대기 중으로 배출하며, 정화된 지하수를 재주입할 수 있고, 유류 이외 정화된 지하수 중의 유해물질을 제거하여 지하수의 정화효과를 상승시킬 수 있다.

도 1 내지 도 15는 본 발명에 의한 유류오염 지하수의 추출, 정화 및 재주입 시스템의 바람직한 실시 예를 보인 것으로,
도 1은 본 실시 예에 따른 시스템 전체를 보인 도면,
도 2는 3상 혼합물 추출부와 고압수 공급수단을 보인 도면,
도 3은 1차 유수분리기를 보인 도면,
도 4는 2차 유수분리기와 스키머를 보인 도면,
도 5는 인젝터를 보인 확대 단면도,
도 6 내지 도 8은 상등수배출관의 사시도, 분해 사시도 및 확대 단면도,
도 9는 2차 처리수 유량조정 및 3차 유수분리기를 보인 도면,
도 10은 침전조와 활성탄 흡착조를 보인 도면,
도 11은 재주입부를 보인 도면,
도 12 내지 도 15는 스키머의 평면도, A-A선 단면도, B-B선 단면도, 분해 사시도이다.

이하, 본 발명에 의한 유류오염 지하수의 추출, 정화 및 재주입 시스템을 첨부 도면에 예시한 바람직한 실시 예에 따라서 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 15는 본 발명에 의한 유류오염 지하수의 추출, 정화 및 재주입 시스템의 바람직한 실시 예를 보인 것이다.

본 실시 예에 따른 유류오염 지하수의 추출, 정화 및 재주입 시스템은 도 1 내지 도 15에 도시한 바와 같이, 지하수와 경소수성 액체 및 기상의 휘발성 유기화합물이 혼합된 3상 혼합물을 추출하는 3상 혼합물 추출부(100)와; 상기 3상 혼합물 추출부(100)에서 추출된 3상 혼합물로부터 지하수와 부유하는 경소수성 액체 및 휘발성 유기화합물을 분리 처리하는 1차 유수분리기(200)와; 상기 1차 유수분리기(200)에서 분리 처리된 1차 처리수를 가압하여 상기 3상 혼합물 추출부(100)에 고압수로서 공급하는 고압수공급수단(300)과; 상기 1차 유수분리기(200)에서 처리된 1차 처리수의 유량을 조절하는 1차 처리수 유량조정조(400)와; 상기 1차 유수분리기(200)에서 분리 처리된 1차 처리수 중의 용존상 유류와 휘발성 유기화합물을 분리 처리하는 2차 유수분리기(500)와; 상기 2차 유수분리기(500)에서 분리 처리된 2차 처리수의 유량을 조정하는 2차 처리수 유량조정 및 3차 유수분리기(600)와; 상기 2차 처리수 유량조정 및 3차 유수분리기(600)에서 조정된 3차 처리수를 침전 처리하는 침전조(700)와; 상기 침전조(700)에서 침전 처리된 침전 처리수로부터 용존상 유류를 흡착 처리하는 활성탄 흡착조(800)와; 상기 활성탄 흡착조(800)에서 흡착 처리된 최종 처리수를 지중에 재주입하는 재주입부(900)와; 경소수성 스컴(skum)을 분리 처리하는 스키머(1000)와; 기상의 유기화합물을 흡착 처리하는 활성탄 처리탑(1100)을 포함하여 구성된다.

상기 3상 혼합물 추출부(100)는 지반에 상시지하수위보다 깊게 천공되는 굴착공(H) 내에 삽입되는 관정케이싱(110)과, 상기 관정케이싱(110)의 내부에 삽입되는 제트펌프(120)와, 상기 제트펌프(120)의 상단에 연결되어 지상으로 연장되는 추출관(130)을 포함한다.

상기 굴착공(H)은 통상적인 오거드릴을 이용하여 천공할 수 있으며, 미리 탐사된 상기 지하수위의 깊이와 지반의 상태에 따라 설계된 천공 깊이로 천공된다.

상기 관정케이싱(110)은 상단부를 구성하는 관정케이싱본체(111)와, 상기 관정케이싱본체(111)의 하단에 상단이 결합되는 관정스크린(112)과, 상기 관정스크린(112)의 하단을 폐쇄(밀폐)하는 관정플러그(113) 및, 상기 관정케이싱본체(111)의 상단을 폐쇄하는 관정캡(114)을 포함한다.

상기 관정케이싱(110)의 관정케이싱본체(111)와 관정스크린(112)의 외경은 상기 굴착공(H)의 내경보다 작게 형성하여 굴착공(H)의 내주면에 관정케이싱본체(111)와 관정스크린(112)의 외주면 사이에 간극이 형성되도록 구성된다.

상기 관정케이싱본체(111)는 상단이 지표면(GL)에서 돌출되며, 하단이 상시지하수위보다 상부에 위치하도록 구성되고, 상기 관정스크린(112)의 상단이 상기 지하수위보다 상부에 위치하고 하단이 상시지하수위보다 하부에 위치하도록 구성된다.

상기관정케이싱본체(111)와 관정스크린(112)은 용접에 의하여 결합할 수 있으며, 상기 관정스크린(112)과 관정플러그(113)는 억지끼움 및 용접에 의하여 결합할 수 있고, 상기 관정케이싱본체(111)와 관정캡(114)은 관정케이싱본체(111)의 외주면에 형성되는 수나사부와 관정캡(114)의 내주면에 형성되는 암나사부에 의하여 나사식으로 결합할 수 있다.

상기 관정케이싱본체(111)와 관정캡(114) 사이에는 오링(OR1)을 끼워 기밀이 유지되도록 구성된다. 이를 위하여 상기 관정캡(114)의 내주면에서는 복수개의 오링홈을 형성할 수 있다.

상기 관정케이싱본체(111)의 외주면과 굴착공(H)의 내주면 사이에는 제1 채움재(116)와 제2 채움재(117)이 삽입된다.

상기 제1 채움재(116)은 지표면(GL)의 높이에서 상기 굴착공(H)과 관정케이싱본체(111) 사이에 삽입되고, 상기 제2 채움재(117)은 관정케이싱본체(111)의 하단부근에서 상기 굴착공(H)과 관정케이싱본체(111)의 사이에 삽입된다.

상기 제1 채움재(116)은 시멘트 그라우트(Cement Grout)로 구성할 수 있으며, 제2 채움재(117)은 벤토나이트(Bentonite)로 구성할 수 있다.

또한 상기 제1 채움재(116)와 제2 채움재(117) 사이 및 제2 채움재(117)의 하부에는 샌드 팩(Sand Pack)(118)이 충전된다.

여기서, 시멘트 그라우트로 구성된 제1 채움재(116)은 지반과 관정케이싱(110)을 고정하는 역할을 하며, 벤토나이트로 구성된 제2 채움재(117)은 관정 외부의 지표수, 오염물 및 공기가 관정 굴착면 주면을 통해 관정 내부로 유입되는 것을 차단하고 관정스크린(112) 주면의 통기대를 통하여 관정 내부로 공기가 유입되도록 유도하여 산소 공급과 기상의 휘발성 유기화합물 제거가 동시에 이루어져 궁극적으로 바이오벤팅(Bio-Venting)을 발생시키는 기능을 수행하게 되고, 샌드 팩(118)은 필터재로 작용하여 관정스크린(112)을 통한 토사 유입을 차단하여 굴착공(H)의 유실을 방지하는 역할을 하게 된다.

상기 관정캡(114)의 상면에는 맨홀(119)이 구비된다. 상기 맨홀(119)은 상기 관정케이싱본체(111)의 내부와 연통되게 설치되는 맨홀관(119a)과, 상기 맨홀관(119a)을 개폐하는 맨홀덮개(119b)로 구성된다.

상기 맨홀관(119a)과 맨홀덮개(119b)는 상기 맨홀관(119a)의 외주면에 형성되는 수나사부와 맨홀덮개(119b)의 내주면에 형성되는 암나사부에 의하여 나사식으로 결합될 수 있다.

상기 제트펌프(120)는 제트펌프본체(121)와, 상기 제트펌프본체(121)의 상단에 연결되며 상부로 가면서 점차 확장되는 테이퍼형 확장관(122)과, 상기 제트펌프본체(121) 내에서 상기 확장관(122)의 하단을 향해 고압수를 상향분사하는 제트노즐(123) 및, 상기 제트노즐(123)에 고압수를 공급하는 고압수공급관(124)을 포함한다.

상기 고압수공급관(124)은 상기 관정캡(114)의 상면을 관통하여 지상과 관정케이싱(110)의 내부에 걸쳐서 설치된다.

상기 제트펌프본체(121)의 하단부에는 체크밸브(125)가 설치되어 제트펌프본체(121)의 하단에서 흡입되는 지하수, 경소수성 액체 및 기상의 휘발성 유기화합물이 상 방향으로 유동할 수는 있지만 역방향인 하 방향으로는 유동할 수 없도록 구성된다.

상기 체크밸브(125)는 도시 예와 같이, 제트펌프본체(121)의 내주면에서 돌출된 밸브시트(125a)와, 상기 밸브시트(125a)의 상면에 접촉하는 밸브판(125b)으로 구성할 수 있으나, 기성 제품 중의 하나를 채용할 수도 있다.

상기 추출관(130)은 상기 확장관(122)의 상단에 연결된다. 상기 추출관(130)은 상기 관정케이싱(110)의 관정캡(114)을 관통하여 지상으로 연장된다.

상기 1차 유수분리기(200)는 내부 공간이 격막(201)에 의하여 상하로 구획된경소수성 액체 저장부(210)과 유수분리부(220)와, 상기 3상 혼합물 추출부(100)에서 추출된 3상 혼합물을 상기 유수분리부(220)에 유입시키는 3상 혼합물 유입부(230)와, 상기 유수분리부(220) 내에 설치되며 상기 3상 혼합물 유입부(230)에 연결되는 이퀄라이제이셔너(Equalizationer, 240)와, 상기 격막(201)의 상단부에 연결되어 상부로 연장되는 경소수성 액체 상승관(250)과, 상기 이퀄라이제이셔너(240)에 연결되어 상부에 연장되는 1차 처리수 배출부(260)와, 상기 유수분리부(220) 내의 1차 처리수를 고압수공급수단(300)으로 반송하는 반송부(270)와, 상기 경소수성 액체 저장부(210)에 연결되어 외부로 도출되는 경소수성 액체 배출부(280) 및, 상기 경소수성 액체 저장부(210)의 상단에 설치되는 습기제거부(290)을 포함하여 구성된다.

상기 3상 혼합물 유입부(230)는 상기 추출관(130)에 연결되는 3상 혼합물 이송관(231)과, 상기 3상 혼합물 이송관(231)에 설치되는 3상 혼합물 이송펌프(232)와, 상기 경소수성 액체 저장부(210)의 상부측에 연결되는 유입관(233)과, 상기 유입관(233)의 내부단을 감싸며 공기를 배출시키는 유입조정조(234) 및, 상기 유입조정조(234)의 하단에 연결되는 연장관(235)을 포함한다.

상기 경소수성 액체 상승관(250)은 하단이 상기 격막(201)의 상단부에 연결되고, 상단이 상기 경소수성 액체 저장부(210) 내부로 개방되고 1차 처리수 상승관(261) 보다 일정 길이만큼 단부높이가 높게 설치되는 수직관으로 이루어진다.

상기 1차 처리수 배출부(260)는 상기 유수분리부(220)에 연결되어 상부로 연장되는 1차 처리수 상승관(261)과, 상기 1차 처리수 상승관(261)의 상단부를 감싸는 1차 처리수 배출조정조(262)와, 상기 1차 처리수 배출조정조(262)에 연결되어 외부로 도출되는 1차 처리수 배출관(263)을 포함한다.

상기 반송부(270)는 상기 유수분리부(220)에 연결되는 반송유출관(271)과, 반송유출관(271)에 설치되어 부스트펌프(310)의 흡입관(320)과 연통되는 반송밸브(274)를 포함한다.

경소수성 액체 배출부(280)은 상기 경소수성 액체 저장부(210)에 연결되어 외부로 도출되는 경소수성 액체 배출관(281)과, 상기 경소수성 액체 배출관(281)에 설치되는 경소수성 액체 배출밸브(282) 및, 경소수성 액체 배출관(281)에 연결되어 외부로 배출할 수 있는 경소수성 액체 이송관(283) 및, 경소수성 액체 저장부(210)에 물이 혼입되어 있을 경우 물과 경소수성 액체(유류)를 분리??배출하기 위한 배출밸브(284)를 포함한다.

상기 습기제거부(290)은 상기 경소수성 액체 저장부(210)의 상부에 연통되게 설치되는 습기제거기 챔버(291)와, 상기 습기제거기 챔버(291) 내에 충전되는 습기제거기(emister, 292) 및, 상기 습기제거기 챔버(291)의 상단에 연결되어 휘발성 유기화합물이 배출되는 기상배출관(293)을 포함한다.

상기 유수분리부(220) 하단에는 드레인부(DR2)가 연결 설치된다.

상기 고압수공급수단(300)은 상기 3상 혼합물 추출부(100)와 1차 유수분리기(200) 사이에 설치되는 부스트펌프(310)와, 상기 부스트펌프(310)의 흡입단을 상기 1차 유수분리기(200)의 반송밸브(274)에 연결하는 흡입관(320) 및, 상기 부스트펌프(310)의 토출단을 상기 고압수공급관(124)에 연결하는 토출관(330)을 포함한다.

여기서 1차 유수분리기(200)에 저류되는 지하수와 경소수성 액체는 비중의 차이에 의하여 경소수성 액체는 상층을 형성하고, 지하수는 하층을 형성하게 되는데, 하층을 형성하는 지하수는 고압수공급수단(300)에 의하여 제트노즐(123)에 공급함으로써 제트펌프(120) 가동을 시작할 수 있다.

즉, 최초 작동시에는 1차 유수분리기(200) 내에 지하수가 저류되어 있지 않으므로 1차 유수분리기(200)의 유수분리부(220)에 미리 마중수를 채워두어 마중수를 고압수공급수단(300)의 고압수공급관(124)을 통해 제트펌프(120)의 제트노즐(123)에 공급함으로써 제트펌프(120)의 가동이 시작되도록 할 수 있다.

여기서 3상 혼합물 추출부(100)는 하나만 설치할 수도 있으나, 정화 및 재주입에 소요되는 시간을 단축하기 위하여 3상 혼합물 추출부(100)를 복수개 설치하여 운용할 수 있는바, 이 경우, 추출관(130)과 3상 혼합물 이송관(231) 사이에 메니폴드(236a, 236b)를 설치하여 복수개의 추출관(130)을 하나의 혼합물 이송관(231)에 병렬로 연결할 수 있으며, 고압수공급관(124)과 토출관(330) 사이에 메니폴드(340a, 340b)를 설치하여 복수개의 고압수공급관(124)을 하나의 토출관(330)에 병렬로 연결할 수 있으며, 제트펌프(120)와 부스트펌프(310)을 조합할 경우 양정고가 10m 내외이며 흡입압이 낮으므로 양정고를 10~35m 수준으로 높일 필요가 있는 경우 혼합물 이송관(231)과 3상 혼합물 유입부(230) 사이에 공급펌프(232)를 추가할 수 있다.

또한 상기 부스트펌프(310)를 마중수 충수장치가 구비된 것을 사용할 수도 있다.

상기 1차 처리수 유량조정조(400)는 상기 1차 유수분리기(200)에서 처리되어 후술하는 2차 유수분리기(500)로 이송되는 1차 처리수의 유량을 조정하는 것이다. 상기 1차 처리수 유량조정조(400)는 상단에 상기 1차 처리수 배출부(260)에 연결되는 1차 처리수 유입관(410)과, 하단에 유량조정된 1차 처리수가 배출되는 1차 처리수 유량조정배출관(420)을 포함한다.

상기 1차 처리수 유입관(410)은 상기 1차 처리수 배출부(260)에 연결되며, 상기 1차 처리수 유량조정배출관(420)은 후술하는 2차 유수분리기(500)의 1차 처리수 이송관(550)에 연결된다.

상기 2차 유수분리기(500)는 내부공간에 구획 형성되는 유수분리부(510)와 기액분리부(520)와 2차 처리수 배출부(530)와, 입구가 상기 유수분리부(510) 내에 위치하고 출구가 상기 기액분리부(520)의 상부에 위치하는 인젝터(540)와, 상기 1차 처리수 배출관(263)과 상기 인젝터(540)의 입구를 연결하는 1차 처리수 이송관(550)과, 상기 1차 처리수 이송관(550)에 설치되는 1차 처리수 이송펌프(560)와, 상기 유수분리부(510)에 설치되는 상등수배출관(570) 및, 상기 기액분리부(520)의 상단에 설치되는 습기제거부(580)을 포함하여 구성된다.

상기 2차 처리수 배출부(530)는 하부가 유수분리부(510)와 하단에서 연결되며, 하단에 설치되는 2차 처리수 배출관(531)을 포함한다. 2차 처리수 배출부(530)와 유수분리부(510) 사이에는 월류벽이 설치되어 있어 유수분리부(510) 내부 수위를 일정하게 유지한다.

상기 인젝터(540)는 1차 처리수 이송펌프(560)에 의하여 가압되어 공급되는 1차 처리수 분사관(541)과, 후단에 상기 1차 처리수 분사관(541)의 노즐부(542)가 삽입되며 선단부로 가면서 점차 확장 형성되어 선단이 상기 기액분리부(520)의 상부에 위치하는 기액혼합관(543)과, 상기 기액혼합관(543)의 후단부에 연결되고 외부에 개방되어 외부 공기가 흡입되는 흡기밸브(544)를 포함한다.

상기 1차 처리수 분사관(541)에서 1차 처리수가 고압으로 분사되면 흡기밸브(544)를 통하여 외부 공기가 흡입되어 상기 기액혼합관(543)에서 1차 처리수와 혼합되어 기액분리부(520)로 이송되며, 기액분리부(520) 내에서 용존상의 미세 유적에 공기방울이 부착되어 유적의 부상성이 증대된다.

상기 1차 처리수 이송관(550)에는 개폐밸브(551)가 구비된다.

상기 상등수배출관(570)은 주벽 일측에 슬릿(572)이 형성되며 전방단부와 후방단부가 상기 유수분리부(510)의 전면벽과 후면벽을 향하는 회동원통체(571)와, 상기 회동원통체(571)의 전방단부와 후방단부를 폐쇄하는 전, 후방마감판(573a, 573b)과, 상기 후방마감판(573b)에 연결되어 유수분리부(510)의 후면벽을 관통하여 후방으로 돌출되는 상등수회수관(574)과, 상기 전방마감판(573a)에 결합된 핸들(575)과, 상기 유수분리부(510)에 전면벽과 후면벽 후방단부 형성되어 상기 회동원통체(571)의 일단을 회동 가능하게 지지하는 원통부(577)와 상기 원통부(577)에 일체로 형성되는 반원통부(578)를 가지는 회동지지관체(576)와, 상기 원통부(577)와 반원통부(578)에 결합되어 상기 회동원통체(571)의 전방단부와 후방단부를 회동 가능하게 지지하는 지지캡(579a, 579b)을 포함하여 구성된다.

상기 상등수배출관(570)은 핸들(575)을 이용하여 회동원통체(571)를 회동시키는 것에 의하여 슬릿(572)이 유수분리부(510)의 유류오염수의 수면에 위치하도록 조절할 수 있다(도 8 참조).

상기 습기제거부(580)은 습기제거기(demister, 582)가 충전되는 습기제거 챔버(581)와, 상기 습기제거 챔버(581)의 상단에 연결되는 기상배출관(583)을 포함하여 구성된다.

상기 2차 처리수 유량조정 및 3차 유수분리기(600)는 상기 2차 유수분리기(500)에서 처리된 2차 처리수로의 유량을 조정함과 아울러 2차 처리수로부터 용존상 유류를 분리 처리하기 위한 것이다.

상기 2차 처리수 유량조정 및 3차 유수분리기(600)는 경사판(630)에 의하여 상하로 구획되며 상기 경사판(630)의 최저위치에서 연통되는 되는 하부공간(610)과 상부공간(620)과, 상기 하부공간(610)에 2차 처리수를 유입시키는 2차 처리수 유입관(640)과, 상기 상부공간(620)에 연결되어 유량조정 및 용존상 유류 분리된 3차 처리수를 배출하는 3차 처리수 배출관(650)과, 상기 하부공간(610)에서 상부공간(620)에 이르는 상승통로(660)와, 상기 상승통로(660)의 일측에 설치되는 용존상 유류 회수부(670)를 포함한다.

상기 하부공간(610)에는 드레인부(DR6)가 연결 설치된다.

상기 2차 처리수 유입관(640)은 2차 처리수 이송관(641)을 통하여 2차 처리수 배출관(531)에 연결되고, 3차 처리수 배출관(650)은 3차 처리수 이송펌프(742)를 거쳐 후술하는 침전조(700)의 3차 처리수 유입관(740)에 연결된다.

상기 침전조(700)은 중앙의 제1 침전조(710)와, 상기 제1 침전조(710)의 상류측에 하단이 연통되게 구획 설치된 제2 침전조(720)와, 상기 제1 침전조(710)의 하류측에 하단이 연통되게 구획 설치된 제3 침전조(730)와, 상기 2차 처리수 유량조정 및 3차 유수분리기(600)의 유량조정 3차 처리수 배출관(650)과 상기 제1 침전조(710)의 상단부를 연결하는 3차 처리수 유입관(740)과, 상기 제2 침전조(720)의 상단에 설치되는 습기제거부(750)을 포함한다.

상기 3차 처리수 유입관(740)은 3차 처리수 이송관(741)을 통해 3차 처리수 배출관(650)에 연결되며, 3차 처리수 이송관(641)에는 3차 처리수 이송펌프(742)가 설치된다.

상기 습기제거부(750)은 상기 제2 침전조(720)의 상부에 연통되게 설치되는 활성탄 챔버(751)와, 상기 활성탄 챔버(751) 내에 충전되는 활성탄(752) 및, 상기 활성탄 챔버(751)의 상단에 연결되어 휘발성 유기화합물이 배출되는 기상 배출관(753)을 포함한다.

상기 활성탄 흡착조(800)는 상기 제3 침전조(730)에 월류통로(820)를 통해 연통되는 활성탄 충전조(810)와, 상기 활성탄 충전조(810)의 내부에 충전되는 활성탄(830)과, 상기 활성탄 충전조(810)의 상부에 설치되는 최종처리수 월류관(840) 및, 상기 최종처리수 월류관(840)에 연결되는 최종처리수 배출관(850)을 포함한다.

상기 재주입부(900)는 지중에 매설되는 재주입 관정케이싱(910)과, 상기 최종 처리수 배출관(850)과 상기 재주입 관정케이싱(910)을 연결하는 최종 처리수 이송관(920)과, 상기 재주입 관정케이싱(910)의 하부에 연결되는 재주입 관정스크린(930)을 포함하여 구성된다.

또한 상기 2차 유수분리기(500)의 상등수배출관(570)에서 배출된 2차 처리수로부터 스컴(skum)을 분리 회수하는 스키머(1000)를 더 포함한다.

상기 스키머(1000)는 하류측 단부에 월류노치(1011)가 형성된 제1 구획벽(1010)에 의하여 구획되는 후방 챔버(CH1)와 전방 챔버(CH2)와, 상기 후방 챔버(CH1)의 상류측에 설치되어 상승유입유로(1021)를 형성하는 유입월류벽(1020)과, 상기 상승유입유로(1021)에 연결되는 2차 처리수 유입관(1030)과, 상기 2차 처리수 유입관(1030)을 상기 2차 유수분리기(500)의 상등수배출관(570)에 연결하는 2차 처리수 이송관(1040)과, 상기 후방 챔버(CH1)의 하류측과 전방 챔버(CH2)의 하류측에 걸쳐서 설치되어 하강배출유로(1051)를 형성하는 배출월류벽(1050)과, 상기 하강배출유로(1051)와 상기 1차 처리수 이송관(550)을 연결하는 재처리용 반송관(1060)과, 상기 후방 챔버(CH1)의 내부에 설치되며 상기 유입월류벽(1020)의 상단에서 상기 배출월류벽(1050)의 중단부를 향하여 하향경사지게 설치되는 경사판(1070)과, 상기 배출월류벽(1050)에서 상류측으로 이격됨과 아울러 하단이 상기 경사판(1070)의 하류측 단부의 상면에서 상방으로 이격된 상태로 상기 후방 챔버(CH1)와 전방 챔버(CH2))에 걸쳐서 설치되어 배출월류벽(1050)과의 사이에 후방 챔버측 상승배출유로(1081)와 전방 챔버측 상승배출유로(1082)를 형성하는 상승유로형성판(1080)과, 상기 전방 챔버(CH2)의 일측에 연결되는 드레인관(1090)을 포함하여 구성된다(도 12 내지 도 15 참조).

상기 재처리용 반송관(1060)은 반송 이송관(1061)을 통하여 1차 처리수 이송관(550)에 연결되며, 반송 이송관(1061)에는 반송 이송밸브(1062)가 설치된다.

상기 후방 챔버(CH1)는 상기 구획벽(1010)의 후방측과 경사판(1070)의 상방측으로 한정되며, 상기 전방 챔버(CH2)는 상기 구획벽(1010)의 전방측과 경사판(1070)의 하방측으로 한정된다.

상기 드레인관(1090)에는 드레인밸브(미도시)를 설치하여 스컴(skum)을 분리하는 동안은 폐쇄하고, 스컴(skum) 회수나 전방 챔버(CH2)의 청소가 필요한 경우 개방할 수 있다.

또한 상기 1차 유수분리기(200)의 습기제거부(290)과 2차 유수분리기(500)의 습기제거부(580)에서 이송되어진 휘발성 유기화합물로 오염된 공기 중의 오염물질을 흡착 처리하는 활성탄 처리탑(1100)을 더 포함한다.

이하, 본 실시예에 따른 유류오염 지하수의 추출, 정화 및 재주입 시스템의 작용에 대하여 설명한다.

본 발명에 의한 유류오염 지하수의 추출, 정화 및 재주입 시스템이 작동하기 전에는 지하수의 수위가 상시지하수위를 유지하게 되며, 지하수층에 용존되어 있는 경소수성 액체와 지하수층의 수면에 경소수성 액체층이 부유되어 있고, 그 상층 통기대에는 기상의 휘발성 유기화합물층이 형성되어 있다.

이 상태에서 부스트펌프(310)에 마중수를 충전하고, 부스트펌프(310)를 가동시키면, 마중수가 가압토출되어 고압수공급관(124)을 통하여 제트노즐(123)에 고압수로서 공급되고, 제트노즐(123)에서 고속으로 분사된다.

이 과정에서 고압수는 고속으로 분사되어 확장관(122)의 하단을 통과하고, 내부로 유입되어 확장관을 따라 확장되면서 속도가 급격히 감소화게 되고, 이에 따라 동적에너지 감소와 이에 상응하는 확장관(122)의 하단에서의 흡입력 증가(압력 감소)와 확장관(122) 상부에서의 압력 증가가 발생하여 지하수와 경소수성 액체 및 휘발성 유기화합물을 포함하는 3상 혼합물이 제트펌프본체(121)의 하단을 통하여 흡입되고 흡입된 3상 혼합물은 고압수와 함께 확장관(122)의 상부로 가면서 속도는 감소하고 수압은 증가하여 확장관(122)의 상단에 연결된 추출관(130)을 통해 지상으로 배출된다.

여기서, 제트펌프(120)는 고압수공급수단(300)으로부터 가압 공급되는 고압수가 제트노즐(123)에서 확장관(122)의 하단을 향해 상향 분사될 때 고속의 유속을 가지며, 확장관(122)을 통과할 때 단면적 비율에 따라 급격한 유속저하가 발생하며, 이에 다른 동적에너지 변환작용에 의해 제트펌프(122)의 하단에서는 강력한 흡입력이, 추출관(130) 방향으로는 압력이 발생하게 되어 3상 혼합물의 흡입 및 추출이 효과적으로 이루어지고, 마중수와 추출물은 지상으로 배출된다.

또한 동적에너지 변환작용에 의해 발생된 제트펌프(120)의 흡입력은 흡입구 주변의 물질을 흡입하게 되며, 이때 흡입되는 유체는 지하수, 경소수성 액체 및 휘발성 유기화합물 등의 성상에 따른 제약이 없다. 즉, 제트펌프(120)의 하단 흡입구가 물에 완전히 잠겨 있다면, 물만 흡입될 것이며, 물만 흡입되면 지하수위가 저하되어 제트펌프(120)의 흡입구가 노출되고, 제트펌프(120)의 흡입구가 노출되면 지하수나 경소수성 액체보다는 기상의 휘발성 유기화합물 위주로 흡입되고, 지하수의 배출양이 감소되어 지하수위는 다시 상승하게 된다. 상기의 과정이 반복되면 제트펌프(120)의 흡입구로 유입되는 지하수, 경소수성 액체 및 휘발성 유기화합물이 관정의 수리지질학적 특성에 따라 적정한 비율로 혼합되어 흡입, 배출될 것이며, 지하수위는 제트펌프(120)의 흡입구 설치 레벨에 물리적으로 유지된다.

제트펌프(120)의 흡입력은 고압수공급수단(300)으로부터 고압의 구동 유체를 공급받아 제트펌프(120)에서 구동유체의 동적에너지가 변환작용에 의해 전환되어 생성되므로 흡입유체의 구성비와 무관하게 항상 일정한 크기가 유지되며, 기상의 휘발성 유기화합물 또는 지하수만이 흡입되는 경우에도 전체 시설계통에 과열, 과부하를 초래하지 않아 연속가동이 가능하게 된다.

Bio-Slurping 공법의 추출시스템 구성의 일예는 유수분리기(3m³), Roots(or Ring) Blower(15kW), 이송펌프(1.5 kWㅧ2대), 활성탄 필터(1m³, 기상용) 및 유수분리장치 등으로 구성된다. Blower(15kW) 1대로 12개의 추출정(추출속도 : 기상 0.4m³/min)에서 동시에 추출이 가능하며 이는 Blower의 송풍능력 15m³/min(5000 mm aq.)의 약 30% 정도를 유용하는 수준이다. Blower의 가동 시간은 과열이 발생할 수 있어 1회(또는 1일) 4시간 이내로 관리함이 일반적이다. Bio-Slurping 공법의 주요 추출 대상은 기상의 휘발성 유기화합물이며, Slurp Tube의 선단이 지하수위면 하부에 1m 이상 잠기게 되면 dead head가 발생될 수 있으며, 통기성이 낮은 지반 즉 공기추출압(Air Emergence Pressure)이 5000 mm aq. 이상인 지반(silty clay loam : 5,000mm aq., clay : 20,000mm aq.)에서는 상기 Blower를 적용한 BS 공법을 적용할 수 없다.

DPR(Dual Pump Recovery) 공법의 경우 1개의 추출정 내부에 2대의 수중펌프를 배치하고 Level Switch 등 자동제어 장치를 설치하여 하부의 지하수펌프(21)는 지하수를 양수하여 관정 주변의 지하수위를 낮추어 수면에 경소수성 액체 층이 형성되도록 유도하며, 상부 지하수펌프(22)는 경소수성 액체 관정 외부로 양수하는 역할을 한다. DPR 공법은 매 관정마다 각각의 지하수펌프를 2대씩 배치하므로 최소한의 지하수 양수량이 확보되어야 하므로 지하수량이 많은 조건에서 적용성이 우수하나 경소수성 액체 두께가 얇은 경우 상부 지하수펌프(22)에 의한 경소수성 액체 추출이 이루어지지 않거나 효율이 불량하여 적용성이 저하된다. 따라서 투수성이 낮은 지반조건 및 경소수성 액체 두께가 얇은 현장조건에서는 DPR 공법은 적용성이 없고, 과도한 지하수위 저하는 스미어 존(Smear Zone)을 확대시켜 토양오염대를 확대시킬 수 있는 단점이 있다.

제트펌프(120)의 구동 에너지는 고압수공급수단(300)으로부터 부여 받으며, 고압수공급수단(300) 내의 마중수(고압수)는 1차 유수분리기(200), 고압수공급수단(300), 제트펌프(120)를 연속적으로 순환하며, 기상은 1차 유수분리기(200)에서 대부분 제거되고 액상만 고압수공급수단(300)에 공급되므로 마중수는 항시 일정한 압력과 일정한 송수량을 유지하며, 이는 제트펌프(120)에서 일정한 흡입력과 송수 능력을 유지하게 될 뿐만 아니라 흡입 대상인 지하수, 경소수성 액체 및 휘발성 유기화합물 등의 성상 또는 혼합비에 무관하게 일정한 성능을 유지하므로 3상추출(MPE)이 가능하게 되고, 적용지반의 투수성 또는 통기성에 제약을 받지 않게 된다.

또한 본 발명은 지상에서 고압펌프(Booster Pump)를 이용하여 지하수면 주변의 유체를 위주로 추출하므로 적은 동력으로 많은 유체를 회수할 수 있다. 이는 Bio-Slurping 공법에서 15kW의 동력으로 관정 12개를 동시 추출(1.25kW/관정)할 수 있어 동력 소모량이 BS 공법의 38.6% 수준으로 에너지 소비량이 적을 뿐만 아니라 액상 위조로 추출되므로 관정의 간격이 BS 공법에서는 수m인 것이 비해 본 발명은 수십m로 넓게 되어 관정시공을 적게 할 수 있고, 넓은 면적을 포괄할 수 있는 친환경적 공법을 제공할 수 있다.

또한 본 발명은 고압수공급수단(300)에 의한 물을 구동유체(마중수)로 사용하고 마중수는 1차 유수분리기(200)를 통해 공급되므로 추출되는 피 구동유체의 성상에 관계없이 항상 일정한 구동에너지를 보유하고 마중수가 냉각 기능을 하므로 설비가동에 따른 펌프과열 및 dead head 문제에 제약 없이 일일 24시간 가동도 가능하게 된다.

지하수정화나 지하수오염 응급확산방지 조치 등은 통상 최하 10개월 이상 현장운영을 하게 되며, 지하수위는 계절에 따른 변동 및 정화 시설 운영에 따른 변동이 발생할 수 있으며, 지하수위의 승강이 반복되는 불포화대가 발생하는데 이러한 구간을 스미어 존(Smear Zone)이라고 한다.

스미어 존(Smear Zone)에서의 지하수위 변동과 이에 따른 경소수성 액체의 승강이 반복되면 유류에 의한 토양오염대가 스미어 존(Smear Zone)에 형성될 수 있으므로 스미어 존(Smear Zone)의 관리가 필요하다. 본 고안은 제트펌프(120) 흡입구 아래로는 지하수위가 강하되지 않으므로 제트펌프(120) 설치 위치를 적절히 관리하면 스미어 존(Smear Zone)의 관리가 가능하게 된다.

추출관(130)을 통하여 추출된 고압수와 3상 혼합물은 1차 유수분리기(200)의 3상 혼합물 이송펌프(232)에 의하여 3상 혼합물 이송관(231)과 3상 혼합물 유입관(233)을 통해 유입조정조(234)로 유입되고, 유입조정조(234)에서 기상은 대부분 분리되고 액상은 연장관(235)을 통해 하부의 이퀄라이제이셔너(240)로 유입된다.

이퀄라이제이셔너(240)에서는 지하수와 경소수성 액체가 분리되어 유수분리부(220)에는 지하수와 용존상의 경소수성 액체가 저류되고, 부상성이 큰 경소수성 액체는 경소수성 액체 상승관(250)에 체류하게 되고 LNAPL 층의 두께가 일정두께 이상이 되면 Ghyben-Herzberg principle에 따라 월류하여 경소수성 액체 저장부(210)에 저장된다. 경소수성 액체 저장부(210) 상부에는 휘발성 유기화합물이 체류하며 유입조정조(234)를 통해 유입되는 기상 유입량만큼 습기제거부(290)를 거쳐 기상배출과(293)을 통하여 배출되어 활성탄 처리탑(1100)으로 이송된다. 유수분리부(220)에 저류되어 있는 지하수와 용존상의 경소수성 액체는 유입조정조(234)를 통해 공급되는 액상 유입량만큼 1차 처리수 배출관(263)을 통해 배출된다.

기상배출관(293)을 통해 배출된 기상은 상기 활성탄 처리탑(1100)에서 휘발성 유기화합물이 활성탄에 흡착 처리된 후 청정공기가 대기 중으로 배출된다.

한편, 유수분리부(220) 내의 지하수와 경소수성 액체는 반송부(270)를 통해 고압수공급수단(300)으로 반송되어 마중수로 재사용된다.

1차 처리수 배출관(263)을 통해 배출된 지하수와 경소수성 액체는 수두차에 의하여 유량조정조(400)를 거쳐서 유량조정된 후 2차 유수분리기(500)로 이송된다.

1차 처리수 배출관(263)을 통해 배출된 지하수와 경소수성 액체는 1차 처리수 이송펌프(560)에 의하여 1차 처리수 이송관(550)을 통해 인젝터(540)의 1차 처리수 분사관(541)로 공급되고 노즐부(542)에서 기액혼합관(543) 내부로 분사된다.

이 과정에서 노즐부(542)가 삽입되어 있는 기액혼합관(543)의 후단부의 내부는 압력이 급격히 급강하게 되고, 이에 따라 흡기밸브(544)를 통해 외부의 공기가 흡입되며, 흡입된 공기는 노즐부(542)에서 분사되는 1차 처리수와 혼합되고, 기액혼합관(543)의 선단부에서 기액분리부(520)의 내부로 분출된다.

이 과정에서 외부 공기가 혼합된 1차 처리수의 압력이 급격이 감압되고, 이러한 감압에 따라 액상과 기상이 감압 분리되는데, 기상인 공기가 분리되는 과정에서 경소수성 액체 표면에 부착된다.

기액분리부(520)에 분출된 1차 처리수와 공기의 혼합물 중 경소수성 액체는 기포가 부착되어 기포의 부상력에 의해 상층으로 부상하게 되고, 지하수는 하층으로 침강하게 되면서 상호 분리되며, 가장 가벼운 휘발성 유기화합물 기액분리부(520)의 상부로 상승하여 습기제거부(580)를 통과하면서 습기는 제거되고 공기와 휘발성 유기화합물만 기상배출관(583)을 통해 배출되어 활성탄 처리탑(1100)으로 이송되어 휘발성 유기화합물은 활성탄에 흡착 처리된 후 청정공기가 대기 중으로 방출된다.

한편, 유수분리부(510) 내에는 지하수와 경소수성 액체가 채워지게 되는데 기포가 부착된 경소수성 액체은 2차 처리수 배출부(530)로 이송되는 과정에서 수면으로 상승하며 스컴(scum)을 형성한다. 수면으로 상승된 스컴(scum)은 상등수배출관(570)을 통해 배출되어 스키머(1000)로 이송된다.

상등수배출관(570)은 슬릿(572)이 2차 유수분리기(500) 내의 유류오염수의 수면에 위치하도록 조절된 상태(도 8 참조)이므로 2차 유수분리기(500) 내의 유류오염수 중 상층으로 부상한 스컴(scum)은 상등수배출관(570)의 회동원통체(571)에 형성된 슬릿(572)을 통해 회동원통체(571)의 내부로 유입되고, 회동원통체(571)의 후방단부에 연결된 상등수회수관(574)을 통해 스키머(1000)로 이송된다.

2차 유수분리기(500)의 유수분리부(510) 내의 지하수는 비중의 차이에 의하여 하층으로 침강하게 되고, 하단에서 유수분리부(510)에 연결되어 있는 2차 처리수 배출부(530)로 유입되어 2차 처리수 배출관(531)을 통하여 배출된다.

2차 처리수 배출관(531)을 통해 배출된 2차 처리수는 수두차에 의하여 2차 처리수 이송관(641)을 통해 이송되어 2차 처리수 유량조정 및 3차 유수분리기(600)의 2차 처리수 유입관(640)을 통해 하부공간(610) 내로 유입된다.

하부공간(610)으로 유입된 2차 처리수는 상승통로(660)로 이동하는 과정에서 유수분리가 지속되며, 상승통로(660)를 통해 상승하면서 유수 분리가 이루어지게 되며, 분리된 지하수는 상부공간(620)으로 월류하며, 분리된 유류는 용존상 유류 회수부(670)로 회수된다.

상기 용존상 유류 회수부(670)의 상부에는 맨홀(571)을 형성하여 회수된 유류를 수거할 수 있도록 구성할 수 있다.

상부공간(620)으로 월류한 지하수는 3차 처리수 배출관(650)을 통해 배출된다.

3차 처리수 배출관(650)을 통해 배출된 3차 처리수는 3차 처리수 이송펌프(742)에 의하여 3차 처리수 이송관(741)을 통해 제1 침전조(710)로 유입된다.

제1 침전조(710)로 유입된 3차 처리수는 제1 침전조(710)에 하단이 연결된 제2 침전조(720)와 제3 침전조(730)로 유입되어 체류하는 과정에서 부유물질(SS)는 점차 응집 및 침전이 이루어지고 상등 지하수는 활성탄 충전조(810)로 이송된다.

이 과정에서 제2 침전조(720)의 상층에는 휘발성 유기화합물이 부상하게 될 수 있는데, 이 휘발성 유기화합물은 제2 침전조(720) 상부에 구비된 습기제거부(750)에서 제습 처리되고, 기상배출관(753)을 통해 배출된다.

기상배출관(753)을 통해 배출된 기상은 활성탄 처리탑(1100)에서 휘발성 유기화합물이 활성탄에 흡착 처리된 후 청정공기가 대기 중으로 배출된다.

한편, 제3 침전조(730)에서는 침전처리수의 수위가 상승함에 따라 상등수가 활성탄 흡착조(800)의 월류통로(820)를 통해 활성탄 충전조(810)로 유입되고, 활성탄 충전조(810) 내의 수위가 상승함에 따라 활성탄(830)과 접촉하면서 침전처리수 중의 고용물질(Dissolved Solid)이 흡착 제거된다.

활성탄 충전조(810) 내의 수위가 상승하여 최종처리수 월류관(840)에 이르면, 상등수, 즉 최종처리수가 최종처리수 월류관(840)을 통하여 월류하여 최종처리수 배출관(850)을 통하여 배출된다.

최종처리수 배출관(850)을 통해 배출된 최종처리수는 재주입부(900)의 최종처리수 이송관(920)을 통해 이송되어 재주입 관정케이싱(910)에 유입되며, 여기서 재주입 관정스크린(930)을 통해 지중으로 재주입된다.

한편, 2차 유수분리기(500)에서 처리된 2차 처리수는 스키머(1000)에 의하여 스컴(skum)을 회수하고, 지하수는 다시 2차 유수분리기(500)로 반송함으로써 처리 효율을 더욱 높일 수 있다.

상등수배출관(570)에서 배출된 상등수와 스컴(skum)은 스키머(1000)로 이송되어 스컴(skim)을 챔버에 농집시켜 최종 유류오염물질을 수거할 수 있게 된다.

즉, 상등수배출관(570)에서 배출되는 상등수는 유류 성분이 농집된 스컴(skim)과 처리된 지하수가 혼합된 상태로서 상등수배출관(570)에서 배출된 상등수는 2차 처리수 유입관(1030)을 통해 상승유입유로(1021)로 유입되고, 상승유입유로(1021) 내의 수위가 상승하면 농집된 스컴(skim)이 월류하여 후방 챔버(CH1)로 유입된다.

후방 챔버(CH1)에 유입된 상등수는 경사판(1070)을 따라 흘러내리면서 후방 챔버(CH1)에 채워지게 된다.

후방 챔버(CH1)에 채워지는 상등수의 수위가 상승하여 월류노치(1011)의 높이에 이르면, 물과 스컴(skim)은 비중차이에 의해 이동경로를 달리하여 스컴(skim)은 월류노치(1011)를 월류하여 전방 챔버(CH2)로 농집되게 되고, 전방 챔버(CH2)에서 최종적으로 유류오염물질을 스컴(skim)상태로 수거된다.

후방 챔버(CH1) 내의 상등수는 상승유로형성판(1080)의 하단과 경사판(1070)의 상면 사이를 통해 상승유로(1081)를 따라 상승하게 되며, 이때 상등수는 스컴(skim)이 제거된 처리수만 통과하게 되고, 그 수위가 배출월류벽(1050)의 상단높이에 이르게 되면, 하강배출유로(1051)로 월류하게 된다.

후방 챔버(CH2) 내에는 스컴(skim)이 더욱 농집되고 스컴(skim)과 함께 유입된 처리수는 상승유로형성판(1080)의 하단을 통해 상승유로(1082)를 따라 상승하게 되고, 그 수위가 배출월류벽(1050)의 상단높이에 이르게 되면, 하강배출유로(1051)로 월류하여 반송된다.

여기서 배출월류벽(1050)의 상단높이는 전방 챔버(CH2)측 높이가 후방 챔버(CH1)측 높이보다 낮게 형성함으로써 후방 챔버(CH1)측 상등수가 하강배출유로(1051)로 월류하기 전에 전방 챔버(CH2)측 상등수가 하강배출유로(1051)로 월류하도록 하는 것이 바람직하다. 이에 따라 배출월류벽(1050)의 높이와 구획벽(1010) 내의 월류노치(1011)의 높이를 같게 하여 부상된 스컴(skim) 위주로 전방 챔버(CH2)로 배출되게 하며, 전방 챔버(CH2) 내의 처리수가 쉽게 배출되도록 배출월류벽(1050)의 높이를 후방 챔버(CH1)측보다 전방 챔버(CH2)측을 낮게 설계하여 처리수가 월류되도록 함이 바람직하다. 결과적으로는 후방 챔버(CH1)측 상등수와 전방 챔버(CH2)측 상등수는 하강배출유로(1051)에서 합류된다.

하강배출유로(1051)의 상등수는 1차 처리수 이송펌프(560)에 의하여 재처리용 반송관(1060)과 반송 이송관(1061) 및 1차 처리수 이송관(550)을 통해 1차 처리수와 함께 2차 유수분리기(500)의 인젝터(540)로 반송되어 상술한 처리 과정을 거치게 된다.

전방 챔버(CH2) 내의 상등수는 전방 챔버(CH2)의 청소가 필요한 경우 드레인관(1090)에 설치된 드레인밸브(미도시)를 개방하는 것에 의하여 배출할 수 있다.

이상에서 설명한 실시 예들은 그 일 예로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것으로 상술한 실시예에 의하여 본 발명의 기술적 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 3상 혼합물 추출부 200 : 1차 유수분리기
300 : 고압수공급수단 400 : 1차 처리수 유량조정조
500 : 2차 유수분리기 600 : 2차 처리수 유량조정 및 3차 유수분리기
700 : 침전조 800 : 활성탄 흡착조
900 : 재주입부 1000 : 스키머
1100 : 활성탄 처리탑

Claims (1)

1. 지하수와 경소수성 액체 및 휘발성 유기화합물이 혼합된 3상 혼합물을 추출하는 3상 혼합물 추출부(100)와; 상기 3상 혼합물 추출부(100)에서 추출된 3상 혼합물로부터 지하수와 경소수성 액체 및 휘발성 유기화합물을 분리 처리하는 1차 유수분리기(200)와; 상기 1차 유수분리기(200)에서 분리 처리된 1차 처리수를 가압하여 상기 3상 혼합물 추출부(100)에 고압수로서 공급하는 고압수공급수단(300)과; 상기 1차 유수분리기(200)에서 처리된 1차 처리수의 유량을 조절하는 1차 처리수 유량조정조(400)와; 상기 1차 유수분리기(200)에서 분리 처리된 1차 처리수 중의 용존상 유류와 휘발성 유기화합물을 분리 처리하는 2차 유수분리기(500)와; 상기 2차 유수분리기(500)에서 분리 처리된 2차 처리수의 유량을 조정하는 2차 처리수 유량조정 및 3차 유수분리기(600)와; 상기 2차 처리수 유량조정 및 3차 유수분리기(600)에서 조정된 3차 처리수를 침전 처리하는 침전조(700)와; 상기 침전조(700)에서 침전 처리된 침전 처리수로부터 용존상 유류를 흡착 처리하는 활성탄 흡착조(800)와; 상기 활성탄 흡착조(800)에서 흡착 처리된 최종 처리수를 지중에 재주입하는 재주입부(900);를 포함하여 구성되며,
   상기 3상 혼합물 추출부(100)는 지반에 상시지하수위보다 깊게 천공되는 굴착공(H) 내에 삽입되는 관정케이싱(110)과, 상기 관정케이싱(110)의 내부에 삽입되는 제트펌프(120)와, 상기 제트펌프(120)의 상단에 연결되어 지상으로 연장되는 추출관(130)을 포함하고,
   상기 제트펌프(120)는 제트펌프본체(121)와, 상기 제트펌프본체(121)의 상단에 연결되며 상부로 가면서 점차 확장되는 테이퍼형 확장관(122)과, 상기 제트펌프본체(121) 내에서 상기 확장관(122)의 하단을 향해 고압수를 상향분사하는 제트노즐(123) 및, 상기 제트노즐(123)에 고압수를 공급하는 고압수공급관(124)을 포함하며,
   상기 1차 유수분리기(200)는 내부 공간이 격막(201)에 의하여 상하로 구획된경소수성 액체 저장부(210)과 유수분리부(220)와, 상기 3상 혼합물 추출부(100)에서 추출된 3상 혼합물을 상기 유수분리부(220)에 유입시키는 3상 혼합물 유입부(230)와, 상기 유수분리부(220) 내에 설치되며 상기 3상 혼합물 유입부(230)에 연결되는 이퀄라이제이셔너(Equalizationer)(240)와, 상기 격막(201)의 상단부에 연결되어 상부로 연장되는 경소수성 액체 상승관(250)과, 상기 이퀄라이제이셔너(240)에 연결되어 상부에 연장되는 1차 처리수 배출부(260)와, 상기 유수분리부(220) 내의 1차 처리수를 고압수공급수단(300)으로 반송하는 반송부(270)와, 상기 경소수성 액체 저장부(210)에 연결되어 외부로 도출되는 경소수성 액체 배출부(280) 및, 상기 경소수성 액체 저장부(210)의 상단에 설치되는 습기제거부(290)을 포함하고,
   상기 고압수공급수단(300)은 상기 3상 혼합물 추출부(100)와 1차 유수분리기(200) 사이에 설치되는 부스트펌프(310)와, 상기 부스트펌프(310)의 흡입단을 상기 1차 유수분리기(200)의 유수분리부(220)에 연결하는 흡입관(320) 및, 상기 부스트펌프(310)의 토출단을 상기 고압수공급관(124)에 연결하는 토출관(330)을 포함하며,
   상기 1차 처리수 유량조정조(400)는 상단에 상기 1차 처리수 배출부(260)에 연결되는 1차 처리수 유입관(410)과, 하단에 유량조정된 1차 처리수가 배출되는 1차 처리수 유량조정배출관(420)을 포함하고,
   상기 2차 유수분리기(500)는 내부공간에 구획 형성되는 유수분리부(510)와 기액분리부(520)와 2차 처리수 배출부(530)와, 입구가 상기 유수분리부(510)에 위치하고 출구가 상기 기액분리부(520)의 상부에 위치하는 인젝터(540)와, 상기 1차 처리수 유량조절배출관(420)과 상기 인젝터(540)의 입구를 연결하는 1차 처리수 이송관(550)과, 상기 1차 처리수 이송관(550)에 설치되는 1차 처리수 이송펌프(560)와, 상기 유수분리부(510)에 설치되는 상등수배출관(570) 및, 상기 기액분리부(520)의 상단에 설치되는 습기제거부(580)을 포함하며,
   상기 2차 처리수 유량조정 및 3차 유수분리기(600)는 경사판(630)에 의하여 상하로 구획되며 상기 경사판(630)의 최저위치에서 연통되는 되는 하부공간(610)과 상부공간(620)과, 상기 하부공간(610)에 2차 처리수를 유입시키는 2차 처리수 유입관(640)과, 상기 상부공간(620)에 연결되어 유량조정 및 용존상 유류 분리된 3차 처리수를 배출하는 3차 처리수 배출관(650)과, 상기 하부공간(610)에서 상부공간(620)에 이르는 상승통로(660)와, 상기 상승통로(660)의 일측에 설치되는 용존상 유류 회수부(670)를 포함하고,
   상기 침전조(700)는 중앙의 제1 침전조(710)와, 상기 제1 침전조(710)의 상류측에 하단이 연통되게 구획 설치된 제2 침전조(720)와, 상기 제1 침전조(710)의 하류측에 하단이 연통되게 구획 설치된 제3 침전조(730)와, 상기 유량조정 및 3차 유수분리기(600)의 유량조정 3차 처리수 배출관(650)과 상기 제1 침전조(710)의 상단부를 연결하는 3차 처리수 유입관(740)과, 상기 제2 침전조(720)의 상단에 설치되는 습기제거부(750)을 포함하며,
   상기 활성탄 흡착조(800)는 상기 제3 침전조(730)에 월류통로(820)를 통해 연통되는 활성탄 충전조(810)와, 상기 활성탄 충전조(810)의 내부에 충전되는 활성탄(830)과, 상기 활성탄 충전조(810)의 상부에 설치되는 최종처리수 월류관(840) 및, 상기 최종처리수 월류관(840)에 연결되는 최종처리수 배출관(850)을 포함하고,
   상기 재주입부(900)는 지중에 매설되는 재주입 관정케이싱(910)과, 상기 최종 처리수 배출관(850)과 재주입 관정케이싱(910)을 연결하는 최종 처리수 이송관(920)과, 상기 재주입 관정케이싱(910)의 하부에 연결되는 재주입 관정스크린(930)을 포함하며,
   상기 2차 유수분리기(500)의 상등수배출관(570)에서 배출된 2차 처리수로부터 경소수성 액체를 분리 처리하는 스키머(1000)를 더 포함하고,
   상기 스키머(1000)는 하류측 단부에 월류노치(1011)가 형성된 제1 구획벽(1010)에 의하여 구획되는 후방 챔버(CH1)와 전방 챔버(CH2)와, 상기 후방 챔버(CH1)의 상류측에 설치되어 상승유입유로(1021)를 형성하는 유입월류벽(1020)과, 상기 상승유입유로(1021)에 연결되는 2차 처리수 유입관(1030)과, 상기 2차 처리수 유입관(1030)을 상기 2차 유수분리기(500)의 상등수배출관(570)에 연결하는 2차 처리수 이송관(1040)과, 상기 후방 챔버(CH1)의 하류측과 전방 챔버(CH2)의 하류측에 걸쳐서 설치되어 하강배출유로(1051)를 형성하는 배출월류벽(1050)과, 상기 하강배출유로(1051)와 상기 1차 처리수 이송관(550)을 연결하는 재처리용 반송관(1060)과, 상기 후방 챔버(CH1)의 내부에 설치되며 상기 유입월류벽(1020)의 상단에서 상기 배출월류벽(1050)의 중단부를 향하여 하향경사지게 설치되는 경사판(1070)과, 상기 배출월류벽(1050)에서 상류측으로 이격됨과 아울러 하단이 상기 경사판(1070)의 하류측 단부의 상면에서 상방으로 이격된 상태로 상기 후방 챔버(CH1)와 전방 챔버(CH2))에 걸쳐서 설치되어 배출월류벽(1050)과의 사이에 후방 챔버측 상승배출유로(1081)와 전방 챔버측 상승배출유로(1082)를 형성하는 상승유로형성판(1080)과, 상기 전방 챔버(CH2)의 일측에 연결되는 드레인관(1090)을 포함하며,
   상기 1차 유수분리기(200)의 습기제거부(290)과 2차 유수분리기(500)의 습기제거부(580) 및 제2 침전조(720)의 상단에 설치되는 습기제거부(750)에서 이송되어 온 휘발성 유기화합물을 흡착 처리하는 활성탄 처리탑(1100)을 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 유류오염 지하수의 추출, 정화 및 재주입 시스템.

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