KR101955456B1 - Iot기반 오염토양 지중정화 관정의 실시간 모니터링에 의한 오염토양 정화기간예측 시스템 - Google Patents
Iot기반 오염토양 지중정화 관정의 실시간 모니터링에 의한 오염토양 정화기간예측 시스템 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 IOT기반 오염토양 지중정화 관정의 실시간 모니터링에 의한 오염토양 정화기간예측 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 오염토양을 지중정화하는 과정에서 지중정화 관정에서 수집된 센서 데이터를 기반으로 지중정화 관정을 실시간으로 모니터링하여 이를 토대로 정화기간을 예측할 수 있도록 한 IOT기반 오염토양 지중정화 관정의 실시간 모니터링에 의한 오염토양 정화기간예측 시스템에 관한 것이다.
Description
본 발명은 IOT기반 오염토양 지중정화 관정의 실시간 모니터링에 의한 오염토양 정화기간예측 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 오염토양을 지중정화하는 과정에서 지중정화 관정에서 수집된 센서 데이터를 기반으로 지중정화 관정을 실시간으로 모니터링하여 이를 토대로 정화기간을 예측할 수 있도록 한 IOT기반 오염토양 지중정화 관정의 실시간 모니터링에 의한 오염토양 정화기간예측 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 오염토양을 정화하기 위한 기술은 크게 생물학적 방법과 물리화학적 방법 등으로 구분할 수 있다.
물리화학적 방법은 오염물질의 물리적, 화학적 성질을 이용하여 정화하는 방법으로서, 토양 세척, 소각, 고형화, 안정화 및 용매 추출 등의 방법이 있는데, 복원 기간이 짧은 반면 처리 비용이 많이 들고 2차적인 환경오염을 유발할 수 있는 단점이 있다.
생물학적인 방법은 석유계 탄화수소 분해 균주인 미생물을 이용하여 유류를 분해하여 제거하는 방법으로서, 토양 경작, 콤포스팅(composting), 바이오벤팅(bioventing), 식물 복원 등의 방법이 있는데, 처리 비용이 상기 물리화학적 방법에 비하여 저렴하고 2차적인 환경오염을 유발하지 않으나 오염토양을 복원하는데 기간이 오래 걸린다.
상기와 같이 물리화학적 방법 및 생물학적 방법으로 분류되는 토양정화 기술은, 기술이 적용되는 방법에 따라 지상처리법(Ex-situ 법)과 지중처리법(In-situ 법)으로 구분될 수 있다.
지상처리법(Ex-situ 법)은 토양 내 오염물질의 분포 및 토양의 물리/화학적 특성을 파악하여 처리하고자 하는 범위의 오염된 토양을 굴착한 후, 적절한 세척액을 사용하여 굴착된 오염토양을 세척 장치가 있는 곳에서 세척하는 방법으로서, 굴착처리법이라고도 하며, 일반적으로 실시되는 토양 세척이 이에 속한다.
지중처리법(In-situ 법)은 지중에 관정을 삽입하여 약품, 산화제, 미생물 등을 주입하여 원위치에서 직접 처리하는 기술로서, 세척 용액 주입정, 세척 용액 배출정, 세척 유출수 처리시설, 펌프 및 휘발물질 처리 시설 등을 오염된 부지에 설치한 후 처리하고자 하는 오염토양 내에 세척수를 주입, 순환시키는 방식이다.
물리적화학적 방법중 지중처리법(In-situ 법)에 적용 가능한 기술로는 화학적 산화(chemical oxidation), 토양증기추출(SVE, soil vapor extraction), 공기주입확산(air sparging), 토양세정(soil flushing), 바이오슬러핑(Bio-slurping) 등이 있고, 생물학적 방법중 지중처리법(In-situ 법)에 적용 가능한 기술로는 토양경작(land farming), 바이오벤팅(bioventing), 바이오리액터(bioreactor) 등이 있다.
또한, 지중처리법(In-situ 법)중 주입정 설치를 통해 고정된 위치에서 정화약액을 주입하여 오염토양을 정화하는 지중고압주입법도 널리 사용되고 있다.
한편, 오염토양을 정화처리하는 과정에서 토양의 오염정도 및 정화처리정도를 실시간으로 모니터링하는 것은 물론, 일정기간 후 오염도를 파악하여 완전 정화처리까지 소요되는 정화기간을 예측하는 것도 필수적이다.
상기 오염토양 정화처리정도를 실시간으로 모니터링하거나 정화예측 관련 종래기술로는, 한국등록특허 10-0418280(2004년01월30일)에 정화목적이 긴급대응 또는 경감대책을 평가하고, 오염의 배경·부지특성조사 및 오염정도평가를 수행하는 제1단계(S31,S32); 오염정도가 규제기준의 허용범위내 인지를 판단하고, 허용범위 이내이면 종료하는 제2단계(S33); 상기 제2단계에서 허용범위를 벗어나면, 공기유량·최대 증기농도를 추정하고, 이를 근거로 최대 제거율을 구한 후, 이 최대 제거율과 목표 제거율을 비교하여 공법의 적용성을 검토하는 제3단계(S34,35); 토양층 확인·추출정/관측정 및 공기압 관측정 설치후, 진공펌프를 가동하고, 공기유량·공기압 및 증기농도를 측정하여 수리전도도 및 공기흐름율을 결정하는 제4단계(S36∼S38); 부지의 현황조사, 지질단면, 지하수면 및 보링 지하수 채취결과를 이용해서 지표하의 윤곽을 설정하며, 이후 오염원의 조성·공기투과계수·수리전도도를 포함하는 대수층 특성치에 기초해서 최적의 추출정수 및 위치를 결정하는 제5단계(S39,S40); 및 표면 차폐(seal)와 지하수 양수시스템·증기처리장치를 포함하는 장비를 설치하고, 이에 따른 비용을 산정하는 제6단계(S41);를 구비함을 특징으로 하는 토양 증기 추출 시스템의 최적설계 방법이 공지된 바 있다.
또한, 한국등록특허 10-1406257(2014년06월03일)에 토양정화의 대상이 되는 공사현장의 사업부지 도면, 가시설 도면 및 지상시설물 도면이 저장된 데이터베이스부(100); 사용자가 데이터나 명령어를 입력하는 입력부(200); 상기 입력부(200)의 입력에 따라 상기 데이터베이스부(100)에 저장된 도면을 이용하여 3차원셀모델을 생성하는 프로그램이 내장된 3차원셀모델생성모듈(300); 상기 입력부(200)의 입력과 상기 3차원셀모델생성모듈(300)에서 생성한 3차원셀모델을 이용하여 토공굴착 순서 및 공정정보를 생성하는 프로그램이 내장된 공정산출모듈(400); 상기 입력부(200)의 입력과 상기 공정산출모듈(400)에서 생성된 토공굴착 순서 및 공정정보를 이용하여 분석보고서를 생성하는 프로그램이 내장된 보고서생성모듈(500); 및, 사용자가 상기 입력부(200)를 통하여 데이터나 명령어를 입력하는 화면을 제시하고, 상기 3차원셀모델생성모듈(300), 상기 공정산출모듈(400), 및 상기 보고서생성모듈(500)에서 생성된 자료들을 화면으로 제시하는 모니터부(600); 를 포함하여 구성되고, 상기 입력부(200)를 통하여 상기 데이터베이스부(100)에 저장된 공사현장의 가시설 도면을 선택하고 토공 굴착공정별로 선그리기명령(LineDraw)을 입력하고 3차원 토공셀의 심도를 지정하면 상기 3차원셀모델생성모듈(300)은 가시설 내부에 3차원 토공셀을 생성하고, 생성된 가시설 내 3차원 토공셀을 상기 모니터부(600)를 통하여 화면으로 제시하는 것을 특징으로 하는 토양정화 공정정보 자동생성 시스템이 공지된 바 있다.
또한, 한국등록특허 10-1248848(2013년03월25일)에는 토양 및 지하수 환경의 실시간 모니터링 시스템에 있어서, 적어도 하나 이상의 관측지에 설치되어 상기 관측지의 토양 및 지하수의 상태를 측정하여 상태정보를 생성하는 상태측정 센서부와, 상기 상태측정 센서부에 연결되어 상태정보를 모니터링하는 관측지 모니터링부, 각각의 상기 관측지 모니터링부를 통해 모니터링되는 상태정보를 수신하여 사용자 UI(User Interface)를 통해 제공하는 원격 모니터링 서버 및 상기 원격 모니터링 서버에 등록되어 메시지를 수신하는 적어도 하나 이상의 휴대용 단말을 포함하고, 상기 관측지 모니터링부는, 상기 상태측정 센서부에서 생성된 상태정보를 실시간으로 수신하여 저장함과 동시에 저장된 상태정보를 상기 원격 모니터링 서버에 전송하는 상태정보 수집부; 관측지의 주변정보를 저장하는 관측지 정보 저장부; 상기 상태정보 및 주변정보를 제공하는 정보 제공부; 관리자 모드 또는 사용자 모드에 따라 상태정보 또는 주변정보를 상기 정보 제공부에 선택적으로 제공하도록 상기 상태정보 수집부와 정보 저장부를 제어하는 동작모드 제어부; 및 상기 상태측정 센서부 및 관측지 모니터링부에 전원을 공급하는 전원 공급부;를 포함하며, 상기 상태정보 수집부는, 상기 상태측정 센서부에서 수신한 상태정보를 저장하는 상태정보 저장모듈; 상기 상태정보 저장모듈에 저장된 상태정보를 상기 원격 모니터링 서버에 무선으로 전송하는 통신모듈; 시간, 온도, 강우량 중 어느 하나를 포함하는 설정된 입력값에 따라 상기 상태측정 센서부가 동작하도록 제어하여, 상기 상태측정 센서부의 전원을 온오프함으로써 전력소모를 최소화하는 제어모듈; 및 상기 상태측정 센서부에서 생성되는 상태정보와 기 설정된 상태정보를 비교하는 상태정보 비교모듈;을 포함하고, 상기 상태정보 비교모듈은, 상기 상태측정 센서부에서 생성된 상태정보가 기 설정된 상태정보의 일정 범위를 벗어나는 경우, 상기 통신모듈을 통해 상기 원격 모니터링 서버에 알람을 전송하거나, 또는 생성된 상태정보와 기설정된 복수개의 사용자별 상태정보를 각각 비교하여 생성된 상태정보가 기 설정된 사용자별 상태정보에 대한 일정범위를 벗어나는 경우, 상기 원격 모니터링 서버에 각각의 사용자별 알람을 전송하여 기 등록된 휴대용 단말기 중 해당하는 휴대용 단말기로 경보메시지를 송신하며, 상기 동작모드 제어부는, 상기 관측지 모니터링부를 사용자 모드로 동작시키는 경우, 상기 정보 제공부를 통해 상태정보 및 주변정보에 대한 디스플레이 기능을 구현하고, 상기 관측지 모니터링부를 관리자 모드로 동작시키는 경우, 상기 정보 제공부를 통해 상기 상태정보 수집부 및 관측지 정보 저장부에 각각 저장되는 상태정보와 주변정보에 대해 편집가능한 것을 특징으로 하는 토양 및 지하수 환경의 실시간 모니터링 시스템이 공지되어 있다.
또한, 한국등록특허 10-1451385(2014년10월08일)에는 토양이나 지하수에 포함된 피검물질을 채취하여 분석하기 위한 토양 샘플링 장치로서, 상기 피검물질을 흡착할 수 있는 흡착재가 수용된 내부 공간을 포함하는 용기형 부재로서, 외부로부터 상기 내부 공간으로 상기 토양이나 지하수가 유입될 수 있도록 형성된 흡착 모듈;을 포함하며, 상기 흡착 모듈은, 서로 탈착 가능하게 결합되어 있으며, 상기 흡착재가 수용되는 내부 공간을 각각 구비하는 복수 개의 흡착 셀을 포함하고 있으며, 상기 복수 개의 흡착 셀은 미리 정한 간격만큼 이격된 상태로 상하로 나열되어 있는 것을 특징으로 하는 토양샘플링 장치를 사용하는 방법으로서, 시추공을 통하여 획득한 토양 코아를, 원형 그대로 보존하기 위하여 상기 토양 코아를 토양 코아 라이닝 튜브에 수납한 후, 3 내지 5℃ 이하의 온도에서 내장 보관하는 토양 코아 냉장 보관 단계; 상기 냉장 보관된 토양 코아의 외피를 혐기성 챔버 안에서 미리 정한 두께로 제거한 후, 상기 토양 코아의 내부 내용물을 획득하는 토양 코아 외피 제거 단계; 필요한 분석 횟수에 따라 상기 흡착 셀의 개수를 결정하여 형성하는 흡착 모듈 구성 단계; 상기 흡착 셀의 각 내부 공간에 흡착재를 삽입하는 흡착재 삽입 단계; 상기 흡착재를 포함하는 흡착 모듈을 상기 시추공에 미리 정한 깊이로 투하하는 흡착 모듈 투하 단계; 상기 흡착 모듈을 미리 정한 시간 동안 상기 시추공 내에서 배양하는 흡착 모듈 배양 단계; 상기 흡착 모듈을 상기 시추공으로부터 회수한 후, 복수 개의 흡착 셀 중 적어도 하나에 수용된 흡착재를 회수하는 흡착재 회수 단계; 상기 시추공으로부터 회수한 흡착 셀로부터 분리된 흡착재를 분석하는 흡착재 분석 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 토양지하수 정화 모니터링방법이 공지되어 있다.
그러나, 상기 종래 특허기술들은 토양 또는 오염지하수를 정화처리하기 전에 토양 및 지하수 환경을 실시간 모니터링하거나, 관정내의 토양 또는 지하수 상태를 모니터링하거나, 또는 정화처리과정 중의 토양지하수 정화 모니터링에 관한 것일 뿐, 본 발명과 같이, 오염토양을 지중정화하는 과정에서 지중정화 관정에서 수집된 센서 데이터를 기반으로 지중정화 관정을 실시간으로 모니터링하여 이를 토대로 정화기간을 예측할 수 있도록 한 IOT기반 오염토양 지중정화 관정의 실시간 모니터링에 의한 오염토양 정화기간예측 시스템은 현재까지 국내외적으로도 전혀 개발된 바 없다.
본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위하여, 오염토양을 지중정화하는 과정에서 지중정화 관정에서 수집된 센서 데이터를 기반으로 지중정화 관정을 실시간으로 모니터링하여 이를 토대로 정화기간을 예측할 수 있도록 한 IOT기반 오염토양 지중정화 관정의 실시간 모니터링에 의한 오염토양 정화기간예측 시스템을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위하여, 오염토양 지중정화를 위하여 굴착형성된 복수의 관정에 연결 설치되는 오염물질의 오염도를 측정하기 위한 오염도 센서, pH 센서, 온도 센서, 양수량 센서, 강수량 센서를 포함하는 센서유닛과, 상기 센서유닛으로 부터 전송되어 온 각각의 센서 데이터를 센서 데이터 종류별로 수집하기 위한 서버유닛과, 상기 서버유닛으로부터 사용자가 원하는 센서 데이터를 관정별 및 센서 데이터 종류별로 실시간으로 확인 또는 제어가능하도록 디스플레이하기 위한 웹 대시보드유닛을 포함하여 구성되되, 상기 웹 대시보드유닛은 오염지역의 센서 데이터 종류별 거동 변화를 포함하는 정화예측화면을 포함하여 구성되는 IOT기반 오염토양 지중정화 관정의 실시간 모니터링에 의한 오염토양 정화기간예측 시스템을 과제의 해결수단으로 한다.
상기 오염토양 지중정화는 상기 복수의 관정내에 물, 토양세정제, 화학적 산화제를 포함하는 정화약액으로부터 선택되는 1종 이상을 주입하여 추출된 추출수를 양수하여 정화장치에 의하여 정화하거나 또는 상기 복수의 관정으로부터 토양증기를 추출하여 정화장치에 의하여 정화하는 것을 과제의 해결수단으로 한다.
상기 오염물질은 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 에틸벤젠, 석유계총탄화수소(TPH), 트리클로로에틸렌(TCE), 테트라클로로에틸렌(PCE), 유기인화합물, 벤조피렌, PCB, 시안, 페놀을 포함하는 석유계오염물질과; 비소, 납, 카드뮴, 6가크롬, 구리, 수은, 아연, 니켈, 불소를 포함하는 중금속오염물질;을 포함하는 것을 과제의 해결수단으로 한다.
상기 오염도센서는 상기 오염물질에 따라 기체크로마토그래피(GC), 기체크로마토그래피-질량분석계(GC-MS), 원자흡수분광광도계, 원자발광광도계, 흡광광도계, 적외선분광광도계, 자외선분광광도계를 포함하여 구성되는 분석장치를 선택하여 이용하는 것을 과제의 해결수단으로 한다.
상기 오염도센서는 토양증기추출을 이용하거나 샘플채취된 오염토양을 물 및/또는 용매로 세정한 오염물질추출액을 이용하여 오염도를 측정하는 것을 과제의 해결수단으로 한다.
상기 정화예측화면은 오염지역범위지도에 오염지역범위, 오염심도, 복수의 관정별로 센서 데이터 수치와 이를 근거로 한 센서 데이터의 2차원 또는 3차원 등고선도, 정화장치위치, 관정위치를 포함하여 나타내는 오염지도화면에 센서 데이터 종류를 선택하기 위한 센서 데이터 종류선택창을 구성하고, 시작 및 종료일시를 선택하기 위한 기간슬라이드바를 구성하여 선택기간동안의 오염지역범위, 오염심도, 복수의 관정별로 센서 데이터 수치와 이를 근거로 한 센서 데이터의 2차원 또는 3차원 등고선도를 포함하는 변화이력을 나타내도록 구성되는 것을 과제의 해결수단으로 한다.
상기 정화예측화면은 선택기간동안의 변화이력으로부터 선택기간동안의 오염저감상태를 확인할 수 있도록 구성되는 것을 과제의 해결수단으로 한다.
상기 정화예측화면은 일정기간 후의 오염도 예측치와 정화기간 예측치를 출력하도록 구성되되, 상기 일정기간 후의 오염도 예측치와 정화기간 예측치는 다음 지수함수에 의한 정화기간예측알고리즘이 반영된 프로그램에 의해 산출되는 것을 과제의 해결수단으로 한다.
C: 일정기간 경과 후 지하수 오염도(mg/L)
C0: 초기 지하수 오염도(mg/L)
K: 저감계수(day-1)
T: 시간(day)
상기 일정기간 후의 오염도 예측치는 상기 오염물질 오염도 센서 데이터 중 일정기간(day) 경과 후 지하수 오염도(mg/L)(C)와 초기 지하수 오염도(mg/L)(C0)로부터 저감계수(day-1)(K)를 산출한 후, 상기 지수함수에 의한 그래프를 출력하여 상기 그래프로부터 일정시간(day) 후의 오염도를 오염도 예측치로 산출하는 것을 과제의 해결수단으로 한다.
상기 정화기간 예측치는 상기 오염물질 오염도 센서 데이터 중 일정기간(day) 경과 후 지하수 오염도(mg/L)(C)와 초기 지하수 오염도(mg/L)(C0)로부터 저감계수(day-1)(K)를 산출한 후, 상기 지수함수에 의한 그래프를 출력하여 상기 그래프로부터 정화목표 오염도를 설정하고 상기 정화목표 오염도를 달성하기 위한 기간을 정화기간 예측치로 산출하는 것을 과제의 해결수단으로 한다.
상기 정화예측화면은 선택기간동안의 약품투입량, 전력소모량을 표출하여 나타내고, 상기 약품투입량, 전력소모량을 토대로 상기 정화기간예측알고리즘이 반영된 프로그램에 연동하여 상기 정화기간 예측치 기간동안 사용될 약품투입량 예측치, 전력소모량 예측치를 산출하여 표출하는 것을 과제의 해결수단으로 한다.
상기 IOT기반 오염토양 지중정화 관정의 실시간 모니터링에 의한 오염토양 정화기간예측 시스템은 정화처리시공사 또는 관리감독기관에 온라인 접속하여 확인 또는 제어할 수 있는 것을 과제의 해결수단으로 한다.
본 발명의 IOT기반 오염토양 지중정화 관정의 실시간 모니터링에 의한 오염토양 정화기간예측 시스템은 오염토양을 지중정화하는 과정에서 지중정화 관정에서 수집된 센서 데이터를 기반으로 지중정화 관정을 실시간으로 모니터링하여 이를 토대로 일정기간 후의 오염도를 예측하거나 정화목표 오염도를 달성하기 위한 정화기간을 예측할 수 있으므로 효율적인 정화처리를 이룰 수 있는 우수한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 IOT기반 오염토양 지중정화 관정의 실시간 모니터링에 의한 오염지하수 정화기간예측 시스템 전체 구성을 나타내는 개략도
도 2는 본 발명의 IOT기반 오염토양 지중정화 관정의 실시간 모니터링에 의한 오염지하수 정화기간예측 시스템 웹대시보드의 정화예측화면
도 3은 본 발명의 IOT기반 오염토양 지중정화 관정의 실시간 모니터링에 의한 오염지하수 정화기간예측 시스템 웹대시보드의 정화예측화면
도 4는 본 발명의 IOT기반 오염토양 지중정화 관정의 실시간 모니터링에 의한 오염지하수 정화기간예측 시스템 웹대시보드의 정화예측화면
도 5는 본 발명의 IOT기반 오염토양 지중정화 관정의 실시간 모니터링에 의한 오염지하수 정화기간예측 시스템 웹대시보드의 정화예측화면
도 2는 본 발명의 IOT기반 오염토양 지중정화 관정의 실시간 모니터링에 의한 오염지하수 정화기간예측 시스템 웹대시보드의 정화예측화면
도 3은 본 발명의 IOT기반 오염토양 지중정화 관정의 실시간 모니터링에 의한 오염지하수 정화기간예측 시스템 웹대시보드의 정화예측화면
도 4는 본 발명의 IOT기반 오염토양 지중정화 관정의 실시간 모니터링에 의한 오염지하수 정화기간예측 시스템 웹대시보드의 정화예측화면
도 5는 본 발명의 IOT기반 오염토양 지중정화 관정의 실시간 모니터링에 의한 오염지하수 정화기간예측 시스템 웹대시보드의 정화예측화면
본 발명은, 오염토양 지중정화를 위하여 굴착형성된 복수의 관정에 연결 설치되는 오염물질의 오염도를 측정하기 위한 오염도 센서, pH 센서, 온도 센서, 양수량 센서, 강수량 센서를 포함하는 센서유닛과, 상기 센서유닛으로 부터 전송되어 온 각각의 센서 데이터를 센서 데이터 종류별로 수집하기 위한 서버유닛과, 상기 서버유닛으로부터 사용자가 원하는 센서 데이터를 관정별 및 센서 데이터 종류별로 실시간으로 확인 또는 제어가능하도록 디스플레이하기 위한 웹 대시보드유닛을 포함하여 구성되되, 상기 웹 대시보드유닛은 오염지역의 센서 데이터 종류별 거동 변화를 포함하는 정화예측화면을 포함하여 구성되는 IOT기반 오염토양 지중정화 관정의 실시간 모니터링에 의한 오염토양 정화기간예측 시스템을 기술구성의 특징으로 한다.
상기 오염토양 지중정화는 상기 복수의 관정내에 물, 토양세정제, 화학적 산화제를 포함하는 정화약액으로부터 선택되는 1종 이상을 주입하여 추출된 추출수를 양수하여 정화장치에 의하여 정화하거나 또는 상기 복수의 관정으로부터 토양증기를 추출하여 정화장치에 의하여 정화하는 것을 기술구성의 특징으로 한다.
상기 오염물질은 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 에틸벤젠, 석유계총탄화수소(TPH), 트리클로로에틸렌(TCE), 테트라클로로에틸렌(PCE), 유기인화합물, 벤조피렌, PCB, 시안, 페놀을 포함하는 석유계오염물질과; 비소, 납, 카드뮴, 6가크롬, 구리, 수은, 아연, 니켈, 불소를 포함하는 중금속오염물질;을 포함하는 것을 기술구성의 특징으로 한다.
상기 오염도센서는 상기 오염물질에 따라 기체크로마토그래피(GC), 기체크로마토그래피-질량분석계(GC-MS), 원자흡수분광광도계, 원자발광광도계, 흡광광도계, 적외선분광광도계, 자외선분광광도계를 포함하여 구성되는 분석장치를 선택하여 이용하는 것을 기술구성의 특징으로 한다.
상기 오염도센서는 토양증기추출을 이용하거나 샘플채취된 오염토양을 물 및/또는 용매로 세정한 오염물질추출액을 이용하여 오염도를 측정하는 것을 기술구성의 특징으로 한다.
상기 정화예측화면은 오염지역범위지도에 오염지역범위, 오염심도, 복수의 관정별로 센서 데이터 수치와 이를 근거로 한 센서 데이터의 2차원 또는 3차원 등고선도, 정화장치위치, 관정위치를 포함하여 나타내는 오염지도화면에 센서 데이터 종류를 선택하기 위한 센서 데이터 종류선택창을 구성하고, 시작 및 종료일시를 선택하기 위한 기간슬라이드바를 구성하여 선택기간동안의 오염지역범위, 오염심도, 복수의 관정별로 센서 데이터 수치와 이를 근거로 한 센서 데이터의 2차원 또는 3차원 등고선도를 포함하는 변화이력을 나타내도록 구성되는 것을 기술구성의 특징으로 한다.
상기 정화예측화면은 선택기간동안의 변화이력으로부터 선택기간동안의 오염저감상태를 확인할 수 있도록 구성되는 것을 기술구성의 특징으로 한다.
상기 정화예측화면은 일정기간 후의 오염도 예측치와 정화기간 예측치를 출력하도록 구성되되, 상기 일정기간 후의 오염도 예측치와 정화기간 예측치는 다음 지수함수에 의한 정화기간예측알고리즘이 반영된 프로그램에 의해 산출되는 것을 기술구성의 특징으로 한다.
C: 일정기간 경과 후 지하수 오염도(mg/L)
C0: 초기 지하수 오염도(mg/L)
K: 저감계수(day-1)
T: 시간(day)
상기 일정기간 후의 오염도 예측치는 상기 오염물질 오염도 센서 데이터 중 일정기간(day) 경과 후 지하수 오염도(mg/L)(C)와 초기 지하수 오염도(mg/L)(C0)로부터 저감계수(day-1)(K)를 산출한 후, 상기 지수함수에 의한 그래프를 출력하여 상기 그래프로부터 일정시간(day) 후의 오염도를 오염도 예측치로 산출하는 것을 기술구성의 특징으로 한다.
상기 정화기간 예측치는 상기 오염물질 오염도 센서 데이터 중 일정기간(day) 경과 후 지하수 오염도(mg/L)(C)와 초기 지하수 오염도(mg/L)(C0)로부터 저감계수(day-1)(K)를 산출한 후, 상기 지수함수에 의한 그래프를 출력하여 상기 그래프로부터 정화목표 오염도를 설정하고 상기 정화목표 오염도를 달성하기 위한 기간을 정화기간 예측치로 산출하는 것을 기술구성의 특징으로 한다.
상기 정화예측화면은 선택기간동안의 약품투입량, 전력소모량을 표출하여 나타내고, 상기 약품투입량, 전력소모량을 토대로 상기 정화기간예측알고리즘이 반영된 프로그램에 연동하여 상기 정화기간 예측치 기간동안 사용될 약품투입량 예측치, 전력소모량 예측치를 산출하여 표출하는 것을 기술구성의 특징으로 한다.
상기 IOT기반 오염토양 지중정화 관정의 실시간 모니터링에 의한 오염토양 정화기간예측 시스템은 정화처리시공사 또는 관리감독기관에 온라인 접속하여 확인 또는 제어할 수 있는 것을 기술구성의 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 도면을 통하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 도면에 한정되지 않는다.
[도 1]을 참조하면, 본 발명의 IOT기반 오염토양 지중정화 관정의 실시간 모니터링에 의한 오염지하수 정화기간예측 시스템은 오염토양 지중정화를 위하여 굴착형성된 복수의 관정에 연결 설치되는 오염물질의 오염도를 측정하기 위한 오염도 센서, pH 센서, 온도 센서, 양수량 센서, 강수량 센서를 포함하는 센서유닛과, 상기 센서유닛으로 부터 전송되어 온 각각의 센서 데이터를 센서 데이터 종류별로 수집하기 위한 서버유닛과, 상기 서버유닛으로부터 사용자가 원하는 센서 데이터를 관정별 및 센서 데이터 종류별로 실시간으로 확인 또는 제어가능하도록 디스플레이하기 위한 웹 대시보드유닛을 포함하여 구성되되, 상기 웹 대시보드유닛은 오염지역의 센서 데이터 종류별 거동 변화를 포함하는 정화예측화면을 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 오염토양 지중정화는 상기 복수의 관정내에 물, 토양세정제, 화학적 산화제를 포함하는 정화약액으로부터 선택되는 1종 이상을 주입하여 추출된 추출수를 양수하여 정화장치에 의하여 정화하거나 또는 상기 복수의 관정으로부터 토양증기를 추출하여 정화장치에 의하여 정화된다.
이때, 상기 오염물질은 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 에틸벤젠, 석유계총탄화수소(TPH), 트리클로로에틸렌(TCE), 테트라클로로에틸렌(PCE), 유기인화합물, 벤조피렌, PCB, 시안, 페놀을 포함하는 석유계오염물질과; 비소, 납, 카드뮴, 6가크롬, 구리, 수은, 아연, 니켈, 불소를 포함하는 중금속오염물질;을 포함한다.
또한, 상기 오염도센서는 상기 오염물질에 따라 기체크로마토그래피(GC), 기체크로마토그래피-질량분석계(GC-MS), 원자흡수분광광도계, 원자발광광도계, 흡광광도계, 적외선분광광도계, 자외선분광광도계를 포함하여 구성되는 분석장치를 선택하여 이용할 수 있다.
또한, 상기 오염도센서는 토양증기추출을 이용하거나 샘플채취된 오염토양을 물 및/또는 용매로 세정한 오염물질추출액을 이용하여 오염도를 측정한다.
상기 정화예측화면은 [도 2] 내지 [도 5]에 도시한 바와 같이, 오염지역범위지도에 오염지역범위, 오염심도, 복수의 관정별로 센서 데이터 수치와 이를 근거로 한 센서 데이터의 2차원 또는 3차원 등고선도, 정화장치위치, 관정위치를 포함하여 나타내는 오염지도화면에 센서 데이터 종류를 선택하기 위한 센서 데이터 종류선택창을 구성하고, 시작 및 종료일시를 선택하기 위한 기간슬라이드바를 구성하여 선택기간동안의 오염지역범위, 오염심도, 복수의 관정별로 센서 데이터 수치와 이를 근거로 한 센서 데이터의 2차원 또는 3차원 등고선도를 포함하는 변화이력을 나타내도록 구성된다.
특히, 상기 정화예측화면은 선택기간동안의 변화이력으로부터 선택기간동안의 오염저감상태를 확인할 수 있도록 구성된다.
즉, 상기 정화예측화면에서 센서 데이터 종류를 선택하고 기간슬라이드바를 시작부터 종료까지 슬라이드 이동하면 시작부터 종료일시까지의 오염지역범위, 오염심도, 복수의 관정별로 센서 데이터 종류별 수치와 이를 근거로 한 센서 데이터 종류별의 2차원 또는 3차원 등고선도의 변화이력을 나타낼 수 있으며, 이로부터 정화기간동안의 오염저감상태를 확인할 수 있다.
예를들어 [도 6]에 도시한 바와 같이 상기 정화예측화면으로부터 기간별로 등고선도의 변화이력을 표출하여 정화기간동안의 오염저감상태를 확인하고 이로부터 정화완료기간을 예측할 수 있다.
한편, 상기 정화예측화면은 일정기간 후의 오염도 예측치와 정화기간 예측치를 출력하도록 구성되되, 상기 일정기간 후의 오염도 예측치와 정화기간 예측치는 다음 지수함수에 의한 정화기간예측알고리즘이 반영된 프로그램에 의해 산출된다.
C: 일정기간 경과 후 지하수 오염도(mg/L)
C0: 초기 지하수 오염도(mg/L)
K: 저감계수(day-1)
T: 시간(day)
이때, 상기 일정기간 후의 오염도 예측치는 상기 오염물질 오염도 센서 데이터 중 일정기간(day) 경과 후 지하수 오염도(mg/L)(C)와 초기 지하수 오염도(mg/L)(C0)로부터 저감계수(day-1)(K)를 산출한 후, 상기 지수함수에 의한 그래프를 출력하여 상기 그래프로부터 일정시간(day) 후의 오염도를 오염도 예측치로 산출한다.
또한, 상기 정화기간 예측치는 상기 오염물질 오염도 센서 데이터 중 일정기간(day) 경과 후 지하수 오염도(mg/L)(C)와 초기 지하수 오염도(mg/L)(C0)로부터 저감계수(day-1)(K)를 산출한 후, 상기 지수함수에 의한 그래프를 출력하여 상기 그래프로부터 정화목표 오염도를 설정하고 상기 정화목표 오염도를 달성하기 위한 기간을 정화기간 예측치로 산출한다.
또한, 상기 정화예측화면은 선택기간동안의 약품투입량, 전력소모량을 표출하여 나타내고, 상기 약품투입량, 전력소모량을 토대로 상기 정화기간예측알고리즘이 반영된 프로그램에 연동하여 상기 정화기간 예측치 기간동안 사용될 약품투입량 예측치, 전력소모량 예측치를 산출하여 표출하는 것도 가능하다.
아울러, 상기 IOT기반 오염토양 지중정화 관정의 실시간 모니터링에 의한 오염지하수 정화기간예측 시스템은 정화처리시공사 또는 관리감독기관에 온라인 접속하여 확인 또는 제어할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 도면에 의하여 본 발명의 기술 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.
Claims (12)
- 오염토양 지중정화를 위하여 굴착형성된 복수의 관정에 연결 설치되는 오염물질의 오염도를 측정하기 위한 오염도 센서, pH 센서, 온도 센서, 양수량 센서, 강수량 센서를 포함하는 센서유닛과, 상기 센서유닛으로 부터 전송되어 온 각각의 센서 데이터를 센서 데이터 종류별로 수집하기 위한 서버유닛과, 상기 서버유닛으로부터 사용자가 원하는 센서 데이터를 관정별 및 센서 데이터 종류별로 실시간으로 확인 또는 제어가능하도록 디스플레이하기 위한 웹 대시보드유닛을 포함하여 구성되되, 상기 웹 대시보드유닛은 오염지역의 센서 데이터 종류별 거동 변화를 포함하는 정화예측화면을 포함하여 구성되고,
상기 정화예측화면은 오염지역범위지도에 오염지역범위, 오염심도, 복수의 관정별로 센서 데이터 수치와 이를 근거로 한 센서 데이터의 2차원 또는 3차원 등고선도, 정화장치위치, 관정위치를 포함하여 나타내는 오염지도화면에 센서 데이터 종류를 선택하기 위한 센서 데이터 종류선택창을 구성하고, 시작 및 종료일시를 선택하기 위한 기간슬라이드바를 구성하여 선택기간동안의 오염지역범위, 오염심도, 복수의 관정별로 센서 데이터 수치와 이를 근거로 한 센서 데이터의 2차원 또는 3차원 등고선도를 포함하는 변화이력을 나타내도록 구성되며,
상기 정화예측화면은 일정기간 후의 오염도 예측치와 정화기간 예측치를 출력하도록 구성되되, 상기 일정기간 후의 오염도 예측치와 정화기간 예측치는 다음 지수함수에 의한 정화기간예측알고리즘이 반영된 프로그램에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 IOT기반 오염토양 지중정화 관정의 실시간 모니터링에 의한 오염토양 정화기간예측 시스템
C: 일정기간 경과 후 지하수 오염도(mg/L)
C0: 초기 지하수 오염도(mg/L)
K: 저감계수(day-1)
T: 시간(day)
- 제1항에 있어서,
상기 오염토양 지중정화는 상기 복수의 관정내에 물, 토양세정제, 화학적 산화제를 포함하는 정화약액으로부터 선택되는 1종 이상을 주입하여 추출된 추출수를 양수하여 정화장치에 의하여 정화하거나 또는 상기 복수의 관정으로부터 토양증기를 추출하여 정화장치에 의하여 정화하는 것을 특징으로 하는 IOT기반 오염토양 지중정화 관정의 실시간 모니터링에 의한 오염토양 정화기간예측 시스템
- 제1항에 있어서,
상기 오염물질은 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 에틸벤젠, 석유계총탄화수소(TPH), 트리클로로에틸렌(TCE), 테트라클로로에틸렌(PCE), 유기인화합물, 벤조피렌, PCB, 시안, 페놀을 포함하는 석유계오염물질과; 비소, 납, 카드뮴, 6가크롬, 구리, 수은, 아연, 니켈, 불소를 포함하는 중금속오염물질;을 포함하는 것을 특징으로 하는 IOT기반 오염토양 지중정화 관정의 실시간 모니터링에 의한 오염토양 정화기간예측 시스템
- 제1항에 있어서,
상기 오염도센서는 상기 오염물질에 따라 기체크로마토그래피(GC), 기체크로마토그래피-질량분석계(GC-MS), 원자흡수분광광도계, 원자발광광도계, 흡광광도계, 적외선분광광도계, 자외선분광광도계를 포함하여 구성되는 분석장치를 선택하여 이용하는 것을 특징으로 하는 IOT기반 오염토양 지중정화 관정의 실시간 모니터링에 의한 오염토양 정화기간예측 시스템
- 제4항에 있어서,
상기 오염도센서는 토양증기추출을 이용하거나 샘플채취된 오염토양을 물 또는 용매로 세정한 오염물질추출액을 이용하여 오염도를 측정하는 것을 특징으로 하는 IOT기반 오염토양 지중정화 관정의 실시간 모니터링에 의한 오염토양 정화기간예측 시스템
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 정화예측화면은 선택기간동안의 변화이력으로부터 선택기간동안의 오염저감상태를 확인할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 IOT기반 오염토양 지중정화 관정의 실시간 모니터링에 의한 오염토양 정화기간예측 시스템
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 일정기간 후의 오염도 예측치는 상기 오염물질의 오염도 센서의 데이터 중 일정기간(day) 경과 후 지하수 오염도(mg/L)(C)와 초기 지하수 오염도(mg/L)(C0)로부터 저감계수(day-1)(K)를 산출한 후, 상기 지수함수에 의한 그래프를 출력하여 상기 그래프로부터 일정시간(day) 후의 오염도를 오염도 예측치로 산출하는 것을 특징으로 하는 IOT기반 오염토양 지중정화 관정의 실시간 모니터링에 의한 오염토양 정화기간예측 시스템
- 제1항에 있어서,
상기 정화기간 예측치는 상기 오염물질의 오염도 센서의 데이터 중 일정기간(day) 경과 후 지하수 오염도(mg/L)(C)와 초기 지하수 오염도(mg/L)(C0)로부터 저감계수(day-1)(K)를 산출한 후, 상기 지수함수에 의한 그래프를 출력하여 상기 그래프로부터 정화목표 오염도를 설정하고 상기 정화목표 오염도를 달성하기 위한 기간을 정화기간 예측치로 산출하는 것을 특징으로 하는 IOT기반 오염토양 지중정화 관정의 실시간 모니터링에 의한 오염토양 정화기간예측 시스템
- 제1항에 있어서,
상기 정화예측화면은 선택기간동안의 약품투입량, 전력소모량을 표출하여 나타내고, 상기 약품투입량, 전력소모량을 토대로 상기 정화기간예측알고리즘이 반영된 프로그램에 연동하여 상기 정화기간 예측치 기간동안 사용될 약품투입량 예측치, 전력소모량 예측치를 산출하여 표출하는 것을 특징으로 하는 IOT기반 오염토양 지중정화 관정의 실시간 모니터링에 의한 오염토양 정화기간예측 시스템
- 제1항에 있어서,
상기 IOT기반 오염토양 지중정화 관정의 실시간 모니터링에 의한 오염토양 정화기간예측 시스템은 정화처리시공사 또는 관리감독기관에 온라인 접속하여 확인 또는 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 IOT기반 오염토양 지중정화 관정의 실시간 모니터링에 의한 오염토양 정화기간예측 시스템
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| KR1020180084822A KR101955456B1 (ko) | 2018-07-20 | 2018-07-20 | Iot기반 오염토양 지중정화 관정의 실시간 모니터링에 의한 오염토양 정화기간예측 시스템 |
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