KR102018523B1 - In-situ remediation and monitoring system of contaminants in subsurface by soil flushing and chemical oxidation and extraction - Google Patents

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KR102018523B1
KR102018523B1 KR1020180113795A KR20180113795A KR102018523B1 KR 102018523 B1 KR102018523 B1 KR 102018523B1 KR 1020180113795 A KR1020180113795 A KR 1020180113795A KR 20180113795 A KR20180113795 A KR 20180113795A KR 102018523 B1 KR102018523 B1 KR 102018523B1
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Abstract

The present invention relates to a ground cleaning and monitoring system by soil cleaning, chemical oxidation and extraction of ground pollutants. More specifically, the water containing a detergent for increasing pollutant solubility is injected into soil voids through wells to desorb the pollutants adsorbed on the soil. At the same time, oxidants are injected into groundwater and soil contaminated with oil and other organic compounds to decompose oil pollutants in contact with the oxidants into carbon dioxide and water in the ground and to perform direct in-situ oxidation. The present invention relates to a ground cleaning and monitoring system by soil cleaning, chemical oxidation and extraction of ground pollutants for simultaneously purifying soil and ground water.

Description

지중 오염물질의 토양세정, 화학적 산화 및 추출에 의한 지중정화 및 모니터링 시스템{In-situ remediation and monitoring system of contaminants in subsurface by soil flushing and chemical oxidation and extraction} In-situ remediation and monitoring system of contaminants in subsurface by soil flushing and chemical oxidation and extraction}

본 발명은 지중 오염물질의 토양세정, 화학적 산화 및 추출에 의한 지중정화 및 모니터링 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 오염물질 용해도를 증대시키기 위한 세정제가 함유된 물을 관정을 통하여 토양 공극 내에 주입함으로써 토양에 흡착된 오염물질을 탈착시킴과 동시에 유류 및 기타 유기 화합물로 오염된 지하수 및 토양에 산화제를 주입하여 산화제와 접촉한 유류 오염물질을 지중에서 이산화탄소와 물로 분해하여 현장(In-situ)에서 직접 산화 처리하여 토양과 지하수를 동시에 정화시키기 위한 지중 오염물질의 토양세정, 화학적 산화 및 추출에 의한 지중정화 및 모니터링 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a soil purification and monitoring system by soil cleaning, chemical oxidation and extraction of soil pollutants. More specifically, water containing a detergent for increasing pollutant solubility is injected into the soil pores through a well. By desorption of pollutants adsorbed on the soil, oxidants are injected into groundwater and soil contaminated with oil and other organic compounds to decompose oil pollutants in contact with oxidants into carbon dioxide and water in the ground (In-situ). The present invention relates to a ground cleaning and monitoring system by soil cleaning, chemical oxidation and extraction of soil pollutants to simultaneously purify soil and groundwater by direct oxidation treatment.

일반적으로 오염토양세정공법은 오염원 인근 지반에 주입정 및 양수정을 설치하고 주입정을 통하여 물 또는 세정제를 주입하여 오염토양을 통과시킨 후 양수정을 통하여 회수함으로써 오염토양을 세정하는 방법이다. In general, the contaminated soil cleaning method is a method of cleaning contaminated soil by installing injection wells and pumping wells in the ground near the source of contamination, injecting water or detergent through the injection wells, passing the contaminated soil, and recovering them through the wells.

이러한 토양세정공법은 주입정 및 양수정을 통한 세정을 통해 자연상태에서 오염물질이 희석 및 분해되는 것보다는 신속한 오염물 처리가 가능한 점에 장점이 있다.This soil cleaning method has an advantage in that it is possible to quickly treat pollutants rather than diluting and degrading the pollutants in the natural state through washing through the injection well and the pump well.

이러한 오염토양의 세정에 관한 종래 기술로는 한국등록특허 10-1195399에 코어와 상기 코어를 감싸는 부직포로 구성된 필터를 포함하며 오염된 지반 내에 삽입되는 복수의 연직배수재와, 상기 연직배수재와 연결되어 상기 연직배수재로 물을 주입하는 주입펌프 및 상기 연직배수재와 연결되어 상기 연직배수재로부터 오염물질을 흡입하는 진공브로워로 구성된 토양세정 시스템에 있어서, 상기 코어는 그 양면의 표면에 공기 및 오염물질이 상, 하방향 및 좌, 우방향으로 이동할 수 있도록 복수의 엠보싱이 형성되어 필터로 작용하는 횡하중의 완화와 상기 부직포의 폐색현상을 방지하며, 상기 진공브로워는 각각의 연직배수재와 잠금밸브가 구성된 진공라인을 통해 연결되고 상기 주입펌프는 각각의 연직배수재와 잠금밸브가 구성된 주입라인을 통해 연결되되 상기 각각의 잠금밸브는 제어부와 전기적으로 연결되며, 각각의 연직배수재는 상기 제어부의 제어신호에 따라 상기 진공브로워 또는 상기 주입펌프에 선택적으로 연결되어 각각의 연직배수제가 지중으로 물을 주입하는 주입배수제 또는 각각의 연직배수제가 오염물질을 외부로 배출하는 추출배수제로 선택적 전환이 되도록 구성됨을 특징으로 하는 연직배수재를 이용한 토양세정 시스템이 공지되어 있으나, 그러나, 상기 기술은 엠보싱이 형성된 필터가 구비된 연직배수재를 별도로 설치하여야 하므로 설치비용의 상승, 시스템 구조의 복잡 등의 단점이 있다.Conventional technology related to the cleaning of the contaminated soil includes a filter consisting of a core and a nonwoven fabric surrounding the core in Korean Patent Registration No. 10-1195399 and connected to the vertical drainage material and a plurality of vertical drainage material inserted into the contaminated ground. In the soil cleaning system consisting of an injection pump for injecting water into the vertical drainage and a vacuum blower connected to the vertical drainage to suck contaminants from the vertical drainage, the core has air and contaminants on both surfaces thereof. A plurality of embossings are formed to move downward, left, and right to prevent lateral loads acting as a filter and to prevent clogging of the nonwoven fabric, and the vacuum blower is provided with a vacuum line having respective vertical drainage and locking valves. The injection pump is connected through an injection line configured with a respective vertical drain and a lock valve. Wherein each of the lock valve is electrically connected to the control unit, each of the vertical drainage is selectively connected to the vacuum blower or the injection pump in accordance with the control signal of the control unit is injected each vertical drainage to inject water into the ground A soil cleaning system using a vertical drainage is known, which is characterized in that the drainage or each vertical drainage is configured to be selectively converted to an extractive drainage that discharges pollutants to the outside. However, the technique is provided with an embossed filter. Since the vertical drainage must be installed separately, there are disadvantages such as an increase in installation cost and complexity of the system structure.

또한, 한국등록특허 10-1120682에는 오염 제거 약품과 수조의 물을 고압으로 오염된 지중에 분사하는 로터리 천공기와 처리수를 집수하는 배수정 및 배수정 펌프를 구비하고, 상기 로터리 천공기의 고압펌프와 배수정 펌프를 제어하는 제어부를 구비하며, 상기 제어부가 배수정 펌프의 이상 유무를 판별하고 그 결과에 따라 고압펌프와 배수정 펌프를 연동 제어함으로써 지표면을 따라 오염물질이 확산되는 2차 오염을 방지하고 오염물질과 함께 분출되는 처리수를 효과적으로 회수 처리할 수 있도록 하는 오염 토양의 고압 세정 시스템 및 그 구동 방법이 공지된 바 있으나, 상기 기술은 물을 고압으로 오염된 지중에 분사하는 로터리 천공기를 별도로 설치하야 하는 문제점이 있었다. In addition, Korean Patent No. 10-1120682 includes a rotary perforator for spraying decontamination chemicals and water in a tank at high pressure, and a drain well and a drain well pump for collecting treated water, and the high pressure pump and the drain well pump of the rotary perforator. And a control unit for controlling the control unit to determine whether there is an abnormality of the drain pump, and to control the high pressure pump and the drain pump according to the result, thereby preventing secondary pollution from spreading the pollutants along the ground surface and with the pollutants. Although a high pressure cleaning system and a method of driving the polluted soil to efficiently recover the treated water is well known, the above technique has a problem of installing a separate rotary perforator for spraying water into the soil contaminated with high pressure. there was.

또한, 한국등록특허 10-0977151에는 세정액을 지반에 주입 및 회수하여 오염토양을 세정하는 현장처리 방법으로서, 오염토양 인근 지반의 수직 굴착및 지중 벽체 가설을 통하여 굴착기지(50)를 형성하는 기지구축단계(S10)와, 구축된 굴착기지(50)로부터 오염토양 방향으로 케이싱(60)을 압입함과 동시에 케이싱(60) 내부 토사를 굴착하는 상부관추진단계(S20)와, 굴착기지(50)로부터 오염토양 분포지반의 하부로 케이싱(60)을 압입함과 동시에 케이싱(60) 내부 토사를 굴착하되, 케이싱(60)의 선단으로부터 굴착기지(50) 측으로 소정의 경사가 형성되도록 하는 하부관추진단계(S40)가 포함되는 관 추진을 이용한 오염토양의 현장 세정 공법에 있어서, 상부관추진단계(S20)를 통하여 관입된 케이싱(60) 내부에 투수재를 충전함과 동시에 케이싱(60)을 굴착기지(50)내측으로 인발하여 상부관입체(30)를 형성하는 상부관입체형성단계(S30)와; 하부관추진단계(S40)를 통하여 관입된 케이싱(60) 내부에 투수재를 충전함과 동시에 케이싱(60)을 굴착기지(50) 내측으로 인발하여 하부관입체(40)를 형성하는 하부관입체형성단계(S50)가 포함됨을 특징으로 하는 관 추진을 이용한 오염토양의 현장 세정 공법이 공지되어 있으나, 상기 공법은 케이싱을 압입하고 내부에 투수재를 설치해야 하는 번거로움이 있으므로 활용되지 못하는 문제점이 있었다.In addition, Korean Patent No. 10-0977151 discloses a site treatment method for cleaning contaminated soil by injecting and recovering a cleaning solution into the ground, and constructing a base for forming an excavation base 50 through vertical excavation and construction of a ground wall near the soil. Step (S10), and the upper pipe driving step (S20) and the excavation base (50) for pressing the casing 60 in the contaminated soil direction from the built excavation base (50) and at the same time excavate the soil inside the casing (60) Pushing the casing 60 into the lower part of the soil contaminated soil from the ground and simultaneously excavating the internal soil of the casing 60, the lower pipe protruding to form a predetermined slope from the tip of the casing 60 to the excavation base 50 side In the field cleaning method of the soil contaminated using the propulsion of the pipe including the step (S40), while filling the permeable material in the casing 60 introduced through the upper pipe propulsion step (S20) and excavating the casing 60 at the same time Inward to base 50 An upper indentation forming step (S30) for drawing to form an upper indentation (30); A lower indentation forming step of filling the permeable material into the casing 60 introduced through the lower pipe propulsion step (S40) and simultaneously drawing the lower indentation 40 by drawing the casing 60 into the excavation base 50. On-site cleaning method of contaminated soil using a pipe propulsion, characterized in that the (S50) is known, but the method has a problem that can not be utilized because there is a need to press the casing and install a permeable material therein.

또한, 한국등록특허 제10-0395691에 오염된 토양에 지속적으로 물을 살포하여 기름등을 일정깊이로 관정된 집수정내로 집수한 다음 회수펌프로서 펌핑하여 유량조절조로 이송한 후 유수분리조에서 유수분리하고 순차적으로 화학약품처리조, 오존산화장치를 거치도록 하여 물리적, 화학적, 생물학적 처리를 이룸은 물론 정화된 처리수는 재차 살포되는 과정이 리사이클되어 이루어질 수 있도록 하는 기술이 공지되어 있으나, 이 기술은, 오염된 토양에 지속적으로 물을 살포하여야 하는 문제점이 있었다.In addition, by continuously spraying water on the soil contaminated in Korea Patent No. 10-0395691 to collect oil and the like into the sump well determined to a predetermined depth and then pumped as a recovery pump and transferred to the flow control tank and separated from the oil / water separation tank In order to perform the chemical treatment tank and the ozone oxidizer sequentially, the physical, chemical, and biological treatment, as well as the purified water can be recycled and recycled, but the technique is known. However, there was a problem in that water must be continuously sprayed on contaminated soil.

상기와 같이 토양세정공법의 종래 기술들은 구조가 복잡하고, 처리비용이 많이 들며, 특히 물 또는 세정제에 세정되지 않는 잔류오염물질로 인해 근본적으로 완전한 정화처리에는 한계가 있었다.As described above, the conventional techniques of the soil cleaning method are complicated in structure, expensive to treat, and in particular, there is a limit to the complete purification treatment due to residual pollutants which are not cleaned in water or detergent.

한편, 주유소나 산업시설의 유류 저장시설이 점차 노후화됨에 따라 유류나 유기용제와 같은 오염물질이 토양으로 누출되는 사례가 증가하고 있으며, 유류 등의 오염물질이 누출됨에 따라 토양 및 지하수 등의 환경적 피해가 현실화되고 있어, 토양 및 지하수의 오염영향을 감소시키기 위한 정화기술들이 개발되어 적용되고 있다.Meanwhile, as oil storage facilities at gas stations and industrial facilities are gradually aging, the incidence of contaminants such as oils and organic solvents is increasing into the soil, and as the contaminants such as oil are leaked, environmental factors such as soil and groundwater As damages have been realized, purification techniques have been developed and applied to reduce the impact of soil and groundwater contamination.

상기 정화기술들은 처리공정에 따라 생물학적 처리기술, 물리화학적 처리기술, 열적처리기술로도 분류할 수 있으며, 오염물질의 특성 및 부지 특성에 따라 단일 기술로 적용되거나, 여러 가지 기술을 복합적으로 사용하기도 하는데, 그 중 하나가 화학적 산화법(Chemical Oxidation)으로, 이 방법은 산화제를 지중의 오염물질과 접촉시켜 이산화탄소와 물로 분해시킴으로써 오염물질을 제거하는 방법이다. The purification techniques can be classified into biological treatment technology, physicochemical treatment technology and thermal treatment technology according to the treatment process, and can be applied as a single technology or a combination of various technologies depending on the characteristics of the pollutant and the site. One of them is chemical oxidation, which removes contaminants by contacting oxidants with ground pollutants and decomposing them into carbon dioxide and water.

이러한 화학적 산화법은 타기술에 비하여 유류 오염물질을 빠른 시간 내에 분해하여 처리할 수 있으며, 현재 산화제 및 오염물질을 효과적으로 접촉시키기 위한 다양한 방법이 개발되어 적용되고 있다.Compared to other technologies, the chemical oxidation method can decompose and treat oil pollutants in a short time, and various methods for effectively contacting oxidants and pollutants have been developed and applied.

상기 화학적 산화법에 관한 종래기술로는 한국등록특허 10-0353113에 오염된 토양과 지하수에 대해 각각 강한 산화력을 가지는 과산화수소수와 오존가스를 주입하여 산화제뿐만 아니라 산화제의 분해에 의해 생성되는 수산기(OH radical)에 의해 오염 물질을 현장(In-situ)에서 직접 산화 처리하여 토양과 지하수를 동시에 복원시키는 방법이 공지된 바 있다.Conventional techniques related to the chemical oxidation method include a hydroxyl group generated by decomposition of an oxidant as well as an oxidant by injecting hydrogen peroxide water and ozone gas having strong oxidizing power, respectively, to soil and groundwater contaminated in Korea Patent Registration 10-0353113. It has been known to restore soils and groundwater simultaneously by directly oxidizing pollutants in situ.

그러나, 상기한 방법은 강력한 산화제인 과산화수소를 사용함에 따라 토양의 2차 오염과 함께 고비용의 문제가 있었을 뿐만 아니라, 유류오염수를 오존과 산화반응시키는 과정에서 오존의 체류시간이 짧아 실질적으로 오염수를 정화시킬 수 없는 문제점이 있었다.However, the above-mentioned method has a problem of high cost with secondary pollution of the soil by using hydrogen peroxide, which is a powerful oxidant, and contaminated water due to short residence time of ozone in the process of oxidizing oil contaminated water with ozone. There was a problem that can not be purified.

또한, 한국공개특허 10-2006-0011321에는 펌프를 통해 유류오염 지하수를 프리오일제거탱크(10)로 유입하는 단계(S1); 상기 프리오일제거탱크(10) 내의 지하수 중 프리오일을 오일스키머 또는 오일제거기로 단속 또는 연속으로 제거하는 단계(S2); 프리오일이 제거된 오염수를 유화수제거탱크(20)로 유입시킨 후 겔화제 필터로 유화수를 여과하는 단계(S3); 여과된 오염수를 고도산화처리탱크(30)로 유입시킨 후 오존으로 산화시키는 단계(S4); 및 산화된 오염수를 지하토양속으로 배출시키는 단계(S5);를 포함하는 고도산화법에 의한 유류오염 토양 및 지하수 정화공법이 공지된 바 있으나, 상기 방법은 유류오염 지하수를 펌핑 추출하여 고도산화처리탱크에서 오존으로 산화시킨 후 지중으로 주입하는 지상처리로서 지중현장처리방법이 아니며, 또한, 오존산화과정에 많은 시간이 소요되는 문제점이 있었다.In addition, Korean Patent Publication No. 10-2006-0011321, the step of introducing the oil pollution ground water into the pre-oil removal tank 10 through a pump (S1); Intermittently or continuously removing the pre-oil in the ground water in the pre-oil removal tank (10) with an oil skimmer or an oil remover (S2); Introducing contaminated water from which the pre-oil has been removed into the emulsified water removal tank 20, and then filtering the emulsified water with a gelling filter (S3); Introducing filtered contaminated water into the advanced oxidation treatment tank 30 and oxidizing with ozone (S4); And it has been known that oil pollution soil and ground water purification method by the advanced oxidation method comprising the step of: (S5) to discharge the oxidized contaminated water into the underground soil, the method is pumped and extracted oil pollution ground water advanced oxidation treatment As a ground treatment that is oxidized with ozone in a tank and then injected into the ground, it is not an underground treatment method, and there is a problem that a long time is required for the ozone oxidation process.

또한, 한국등록특허 10-0850165에는 토양(10) 내의 오염 깊이까지 설치되어 오염된 토양(1)에 전기를 공급하여 토양(1) 자체가 발열함으로써 오염물질을 휘발시킴과 동시에 토양(1)내 오염물질을 미네랄화시키기 위하여 산화제를 주입하는 산화제 주입용 전극(2)과; 토양(1) 내에서 미네랄화되거나 휘발되어 이동하는 오염물질과 토양증기 및 지하수를 회수하기 위한 추출용 전극(3)과; 상기 산화제 주입용 전극(2)과 추출용 전극(3)에 전기를 공급하기 위한 전원(4)을 포함하며, 산화제 주입 및 전기저항 가열에 의해 미네랄화되거나 휘발된 오염물질과 토양증기 및 지하수를 상기 추출용 전극(3)을 통해 추출하여, 산화제 용액 제조 시 산화제 용액의 용매로 사용하거나, 산화제 용액 제조 시 교반작용을 하도록 재사용하여 산화제 주입용 전극(2)을 통해 토양(1)에 주입함으로써, 토양(1)을 정화시키는 것을 특징으로 하는 오염 토양 정화장치가 공지되어 있다.In addition, Korean Patent No. 10-0850165 is installed up to the depth of contamination in the soil (10) to supply electricity to the contaminated soil (1) by heating the soil (1) itself by heating the pollutants and at the same time in the soil (1) An oxidant injection electrode 2 for injecting an oxidant to mineralize contaminants; An extraction electrode (3) for recovering contaminants, soil vapor and ground water that are mineralized or volatilized and moved in the soil (1); And a power source 4 for supplying electricity to the oxidant injection electrode 2 and the extraction electrode 3, wherein the pollutants, soil vapor and ground water mineralized or volatilized by oxidant injection and electric resistance heating are included. Extracted through the extraction electrode 3, used as a solvent of the oxidant solution in the manufacture of the oxidant solution, or reused to agitate when the oxidant solution is prepared by injecting the soil (1) through the oxidant injection electrode (2) It is known that the contaminated soil purification device, characterized in that to purify the soil (1).

그러나, 상기 방법의 경우 산화제의 산화력을 증가시키기 위하여 오염 깊이까지 설치되어 오염된 토양에 전기를 공급하여 토양 자체가 발열시키도록 하는 면에서 별도의 전극을 설치하여야 하고, 전기사용에 따른 경제적인 문제점이 있었다.However, in the above method, in order to increase the oxidizing power of the oxidizing agent, a separate electrode must be installed in order to supply electricity to the contaminated soil so that the soil itself generates heat. There was this.

또한, 한국등록특허 10-1161535에는 오염토양을 정화하기 위한 물질로서 고상형 탄소 또는 영양분 재료, 비생물학적 및 생물학적 복합 처리제, 고점성 액상 또는 반고상 처리제 중에서 선택된 하나 이상인 지연제 1 : 5~70중량% 농도의 과산화수소인 산화제 7 내지 10의 비율로 혼합된 상기 산화제를 공급할 수 있는 모터펌프(15)를 가지고, 상기 지연제가 혼합된 상기 산화제를 저장하는 산화제 탱크(10)와; 상기 산화제 탱크에 저장된 상기 지연제가 혼합된 상기 산화제에 유압을 공급할 수 있는 모터펌프(16)를 가지는 압축 탱크(20)와; 상기 산화제 탱크에 저장된 상기 지연제가 혼합된 상기 산화제와 압축공기 또는 압축수의 온도, 압력, 유량과 상기 모터 펌프(15)(16)를 제어할 수 있는 콘트롤러가 설치된 콘트롤 판넬(30)과; 상기 산화제 탱크(10)에 저장된 상기 지연제가 혼합된 상기 산화제를 오염토양의 관정 속으로 이송시키기 위하여 2~10kgf/㎠의 압력이 유지되는 고압호스(40)와; 상기 고압호스(40)에 설치되고, 상기 산화제 탱크(10)로부터 상기 지연제가 혼합된 상기 산화제와 압축공기 또는 압축수를 흡입하기 위한 흡입밸브(50)와; 상기 고압호스(40)에 설치되고, 상기 모터펌프(15)를 통하여 상기 산화제 탱크(10)로부터 상기 지연제가 혼합된 상기 산화제와 압축공기 또는 압축수를 토출하기 위한 토출밸브(60)와; 상기 산화제 탱크(10)의 측면에는 상기 지연제가 혼합된 상기 산화제의 수위를 감지할 수 있는 레벨스위치(70)가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 오염토양 파쇄 정화 시스템이 공지되어 있다.In addition, Korean Patent No. 10-1161535 discloses a retardant 1: 5 to 70 wt% which is one or more selected from solid carbon or nutrient material, abiotic and biological complex treatment agent, high viscosity liquid or semisolid treatment agent as a material for purifying contaminated soil. An oxidant tank (10) having a motor pump (15) capable of supplying the oxidant mixed at a ratio of oxidant 7 to 10% of hydrogen peroxide at a concentration, and storing the oxidant mixed with the retarder; A compression tank (20) having a motor pump (16) capable of supplying hydraulic pressure to the oxidant mixed with the retardant stored in the oxidant tank; A control panel (30) provided with a controller for controlling the temperature, pressure and flow rate of the oxidant and compressed air or compressed water mixed with the retardant stored in the oxidant tank and the motor pump (15) (16); A high pressure hose 40 for maintaining a pressure of 2 to 10 kgf / cm 2 to transfer the oxidant mixed with the retarder stored in the oxidant tank 10 into the contaminated soil well; An intake valve (50) installed in the high pressure hose (40) and configured to suck the oxidant and compressed air or compressed water mixed with the retarder from the oxidant tank (10); A discharge valve (60) installed in the high pressure hose (40) for discharging the oxidant and compressed air or compressed water mixed with the retardant from the oxidant tank (10) through the motor pump (15); The soil soil crushing purification system is known on the side of the oxidant tank 10 is provided with a level switch 70 that can detect the level of the oxidant mixed with the retarder.

그러나, 상기 시스템은 산화제로서 과산화수소를 사용함에 따라 토양의 2차 오염 문제가 있었으며, 과산화수소의 산화력을 지연시키기 위한 지연제를 별도로 사용함으로써 산화시간이 많이 소요되고, 고압의 압축수로 토양을 파쇄시켜야 함에 따라 처리비용이 증가되는 문제점이 있었다.However, the system has a problem of secondary pollution of the soil by using hydrogen peroxide as an oxidant, and it requires a long time for oxidation by separately using a retarder to delay the oxidizing power of hydrogen peroxide, and it has to be crushed with high pressure compressed water. As a result, there was a problem that the treatment cost increases.

위에서 언급한 바와 같이 상기 토양세정공법이 세정제에 세정되지 않는 잔류오염물질로 인해 근본적으로 완전한 정화처리에는 한계가 있었으며, 동시에 화학적 산화공법은 토양에 흡착된 오염물질을 탈착시키기에는 근본적으로 불가능한 문제점이 있었으므로 토양세정과 동시에 화학적 산화방법에 의하여 토양과 지하수를 동시에 정화시키기 위한 지중 오염물질의 지중정화시스템 개발이 시급하였다.As mentioned above, the soil cleaning method has a limitation in the complete purification process due to residual pollutants which are not cleaned in the cleaner, and at the same time, the chemical oxidation method is fundamentally impossible to desorb the pollutants adsorbed on the soil. Therefore, it was urgently needed to develop the ground purification system of soil pollutants to simultaneously purify the soil and groundwater by chemical oxidation.

뿐만 아니라, 오염물질의 환경매질 내 용출 및 이동은, 비가시적이며 복잡 다양한 구조를 가지는 지하특성 때문에, 오염범위 및 오염 정도에 대한 관측과 오염물질의 거동 예측이 매우 어려우므로 오염범위 및 오염 정도에 대한 모니터링에 의한 추적감시가 필요하다.In addition, the dissolution and movement of pollutants in the environmental medium is very difficult to observe the range and degree of contamination and to predict the behavior of the pollutants due to the invisible and complex underground characteristics. Follow-up monitoring by monitoring is required.

특히, 토양·지하수의 오염물질 거동 예측과 성공적인 토양·지하수 정화를 위하여는 토양·지하수 환경에 대한 물리적(밀도, 투수성, 함수량, 확산, 유속 등), 화학적(pH, 전기전도도, 산화 환원 전위, 양이온 교환능력, 유기 탄소/질소, 유기물함량 등), 생물학적(미생물 종/군집 분포, 바이오 매스량 등) 특성을 정확하게 이해할 수 있도록 샘플링 및 모니터링하면서 그 결과에 따라 정화처리하는 것이 중요하므로, 지중오염물질의 오염범위 및 오염 정도를 추적감시할 수 있도록 지중 오염물질 오염도를 실시간 자동으로 측정하는 오염도 데이터를 기반으로 오염도를 실시간으로 모니터링하기 위한 시스템 개발이 필요하다.In particular, in order to predict the pollutant behavior of soil and groundwater and to successfully clean up soil and groundwater, physical (density, permeability, water content, diffusion, flow rate, etc.), chemical (pH, electrical conductivity, redox potential) , Cation exchange capacity, organic carbon / nitrogen, organic matter content, etc.) and biological (microbial species / community distribution, biomass content, etc.) sampling and monitoring to ensure accurate understanding of the results It is necessary to develop a system for real-time monitoring of pollution levels based on pollution level data that automatically measures the pollution level of underground pollutants in order to track and monitor the pollutant range and pollution level.

[특허문헌 1] 한국등록특허 10-1195399(등록일자 2012년10월23일)[Patent Document 1] Korea Patent Registration 10-1195399 (Registration Date October 23, 2012) [특허문헌 2] 한국등록특허 10-1120682(등록일자 2012년02월20일)[Patent Document 2] Korea Patent Registration 10-1120682 (Registration date February 20, 2012) [특허문헌 3] 한국등록특허 10-0977151(등록일자 2010년08월16일)[Patent Document 3] Korea Patent Registration 10-0977151 (Registration Date August 16, 2010) [특허문헌 4] 한국등록특허 10-0395691(등록일자 2003년08월12일)[Patent Document 4] Korea Patent Registration 10-0395691 (Registration Date August 12, 2003) [특허문헌 5] 한국등록특허 10-0353113(등록일자 2002년09월04일)[Patent Document 5] Korea Patent Registration 10-0353113 (Registration date September 04, 2002) [특허문헌 6] 한국공개특허 10-2006-0011321(공개일자 2006년02월03일)[Patent Document 6] Korean Patent Publication 10-2006-0011321 (published February 03, 2006) [특허문헌 7] 한국등록특허 10-0850165(등록일자 2008년07월28일)[Patent Document 7] Korea Patent Registration 10-0850165 (Registration Date July 28, 2008) [특허문헌 8] 한국등록특허 10-1161535(등록일자 2012년06월25일)[Patent Document 8] Korea Patent Registration 10-1161535 (Registration Date June 25, 2012)

본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위하여 오염물질 용해도를 증대시키기 위한 세정제가 함유된 물을 관정을 통하여 토양 공극 내에 주입함으로써 토양에 흡착된 오염물질을 탈착시킴과 동시에 유류 및 기타 유기 화합물로 오염된 지하수 및 토양에 산화제를 주입하여 산화제와 접촉한 유류 오염물질을 지중에서 이산화탄소와 물로 분해하여 현장(In-situ)에서 직접 산화 처리하여 토양과 지하수를 동시에 정화시키기 위한 지중 오염물질의 토양세정, 화학적 산화 및 추출에 의한 지중정화 및 모니터링 시스템을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a groundwater contaminated with oil and other organic compounds while desorbing contaminants adsorbed to the soil by injecting water containing a detergent for increasing pollutant solubility into the soil pores through a well. Soil cleaning and chemical oxidation of soil pollutants to purify soil and groundwater simultaneously by injecting oxidants into soil and decomposing oil pollutants in contact with oxidants into carbon dioxide and water in the ground and directly oxidizing them in situ. And to solve the problem to provide a ground purification and monitoring system by extraction.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위하여, 지중 오염물질의 토양세정, 화학적 산화 및 추출에 의한 지중정화시스템에 있어서, 세정제 용해 용수공급을 위한 지하수 관정 또는 공업용수 배관과, 지중 오염물질 용해도를 증대시키기 위한 고상 또는 액상 세정제 주입장치와, 상기 지하수 관정 또는 공업용수 배관으로부터 주입된 지하수 또는 공업용수와 상기 세정제 주입장치로부터 주입된 세정제를 균질하게 교반 혼합 용해하는 세정제 용해조와, 상기 세정제 용해조에서 균질 교반 혼합된 용해세정제를 이송펌프에 의하여 이송하여 저장하는 용해세정제 저장조와, 상기 용해세정제 저장조로부터 용해세정제를 펌핑하여 주입관정으로 용해세정제를 주입하기 위한 용해세정제 주입펌프와, 상기 용해세정제 주입펌프로부터 주입된 용해세정제를 지중으로 확산시키기 위하여 분기관으로 연결되는 복수의 용해세정제 주입관정을 포함하여 구성되는 용해세정제 주입장치;와 산화제인 과황산염 용해 용수공급을 위한 지하수 추출 관정 또는 공업용수 배관과, 과황산염 주입장치와, 상기 지하수 추출 관정 또는 공업용수 배관으로부터 주입된 지하수 또는 공업용수와 상기 과황산염 주입장치로부터 주입된 과황산염을 균질하게 교반 혼합 용해하여 저장하는 과황산염 용해조와, 상기 과황산염 용해조로부터 과황산염 용해수를 펌핑하여 과황산염 희석조로 이송하는 과황산염이송펌프와, 상기 과황산염이송펌프에 의해 이송되는 과황산염 용해수를 추가의 용수로 희석시키기 위한 과황산염 희석조와, 상기 과황산염 희석조로부터 과황산염 희석액을 주입관정으로 주입하기 위한 과황산염 희석액 주입펌프와, 상기 과황산염 희석액 주입펌프로부터 주입된 과황산염 희석액을 지중으로 확산시키기 위하여 분기관으로 연결되는 복수의 과황산염 희석액 주입관정을 포함하여 구성되는 과황산염 희석액 주입장치;와 주입된 용해세정제에 의하여 토양에 흡착된 오염물질이 탈착되어 포함된 오염지하수 또는 주입된 과황산염 희석액에 의하여 유류 및 유기오염물질이 산화 분해된 오염지하수가 집수되는 복수의 오염지하수 추출정과, 상기 복수의 오염지하수 추출정으로부터 오염지하수를 펌핑하여 추출하는 오염지하수 추출펌프와, 상기 복수의 오염지하수 추출정과 추출펌프로부터 추출된 오염지하수가 분기관을 통하여 집수되는 중계집수조와, 상기 중계집수조로부터 오염지하수를 오염지하수 정화처리장치로 이송하기 위한 오염지하수 이송펌프를 포함하여 구성되는 오염지하수 추출장치;와 상기 복수의 오염지하수 추출정에 연결설치되는 실시간 오염도 측정장치;를 포함하여 구성되는 지중 오염물질의 토양세정, 화학적 산화 및 추출에 의한 지중정화 및 모니터링 시스템을 과제의 해결수단으로 한다.The present invention is to solve the above problems, in the ground purification system by soil cleaning, chemical oxidation and extraction of soil pollutants, groundwater wells or industrial water piping for supplying detergent dissolving water, and to increase the solubility of ground pollutants A solid or liquid detergent injector, a detergent dissolving tank for homogeneously stirring and dissolving the ground water or industrial water injected from the groundwater well or the industrial water pipe, and the detergent injected from the cleaner injector, and a homogeneous stirring mixing in the detergent dissolving tank. A dissolving detergent storage tank for transferring and storing the dissolved dissolving agent by a transfer pump, a dissolving detergent injection pump for pumping dissolving detergent from the dissolving detergent storage tank, and injecting dissolving detergent into an injection tube, and injected from the dissolving detergent injection pump Dissolved cleaner A dissolving detergent injecting device comprising a plurality of dissolving detergent injecting pipes connected to the branch pipes to diffuse; and an underground water extraction pipe or industrial water pipe for supplying disulfide dissolved water as an oxidant, and a persulfate injecting device; Persulfate dissolution tank for homogeneously stirring, mixing and dissolving ground water or industrial water injected from groundwater extraction well or industrial water pipe and persulfate injected from the persulfate injection device, and pumping persulfate dissolved water from the persulfate dissolution tank. A persulfate transfer pump for transferring to the persulfate dilution tank, a persulfate dilution tank for diluting the persulfate dissolved water transferred by the persulfate transfer pump with additional water, and a persulfate dilution solution from the persulfate dilution tank Persulfate diluent injection pump for injecting with Persulfate diluent injecting device comprising a plurality of persulfate diluent injecting tube connected to the branch pipe to diffuse the persulfate diluent injected from the persulfate diluent injecting pump into the ground; A plurality of contaminated groundwater extraction wells in which oil and organic contaminants are oxidatively decomposed by contaminated groundwater or infused persulfate diluent containing desorbed contaminants, and contaminated groundwater from the plurality of contaminated groundwater extraction wells Contaminated groundwater extraction pump for pumping and extracting, a conduit collection tank in which contaminated groundwater extracted from the plurality of contaminated groundwater extraction wells and extraction pumps are collected through branch pipes, and conveying contaminated groundwater from the relay collection tank to a contaminated groundwater purification apparatus Including contaminated groundwater transfer pump The groundwater purification and monitoring system by soil cleaning, chemical oxidation and extraction of underground pollutants, including; a groundwater extraction device configured to be connected to the plurality of groundwater extraction wells; It is a solution.

상기 실시간 오염도 측정장치는 상기 복수의 오염지하수 추출정으로부터 펌핑되는 지하수를 샘플링 채취하여 저장하기 위한 1차 샘플링수조와; 상기 1차 샘플링수조로부터 펌핑되는 지하수의 이물질을 필터링하기 위한 필터프레스와; 상기 필터프레스를 거친 지하수를 저장하기 위한 2차 샘플링수조와; 상기 2차 샘플링수조로부터 지하수를 일정량 샘플링 채취하기 위한 정량펌프와; 상기 정량펌프로부터 채취된 지하수 샘플을 수용하기 위한 바이알과; 상기 지하수가 수용된 바이알에 메탄올을 투입하여 혼합되도록 하기 위한 메탄올주입노즐과; 상기 메탄올이 혼합되어 수용된 바이알을 진동시켜 지하수 및 메탄올을 균일하게 혼합되도록 하기 위한 진동장치와; 상기 진동완료된 바이알로부터 일정량 채취된 지하수 및 메탄올 혼합물이 주입되어 오염물질을 분석하기 위한 GC/MS 오염도 측정장치;를 포함하여 구성되는 것을 과제의 해결수단으로 한다.The real-time pollution degree measuring device includes a primary sampling tank for sampling and storing groundwater pumped from the plurality of contaminated groundwater extraction wells; A filter press for filtering foreign substances in the ground water pumped from the primary sampling tank; A secondary sampling tank for storing the groundwater that has passed through the filter press; A fixed-quantity pump for sampling a predetermined amount of groundwater from the secondary sampling tank; A vial for receiving groundwater samples collected from the metering pump; A methanol injection nozzle for mixing methanol into the vial containing the ground water; A vibrator for mixing the methanol mixed with the vial to mix the groundwater and methanol; The GC / MS pollution degree measuring device for analyzing a pollutant is injected into the groundwater and methanol mixture collected from the vibrated vial is a solution to the problem.

상기 1차 샘플링수조와, 필터프레스와, 2차 샘플링수조와, 정량펌프와, 바이알은 오염도 측정이 완료된 후, 메탄올에 의해 1차 세척되고, 증류수에 의해 2차 세척되는 것을 과제의 해결수단으로 한다.The primary sampling tank, the filter press, the secondary sampling tank, the metering pump, and the vial are first washed with methanol and secondly washed with distilled water after the measurement of contamination is completed. do.

상기 실시간 오염도 측정장치로부터 측정된 일정기간의 오염도 데이터와 다음 지수함수에 의한 정화기간산출알고리즘이 반영된 프로그램에 의하여 오염도를 모니터링하고 정화기간을 산출하기 위한 정화기간 모니터링 장치를 포함하는 것을 과제의 해결수단으로 한다.And a purification period monitoring device for monitoring the pollution degree and calculating the purification period by a program in which pollution degree data for a predetermined period measured from the real-time pollution degree measuring device and a purification period calculation algorithm based on the next index function are reflected. It is done.

Figure 112018094644415-pat00001
Figure 112018094644415-pat00001

C: 일정기간 경과 후 지하수 오염도(mg/L)C: Groundwater contamination after a certain period of time (mg / L)

C0: 초기 지하수 오염도(mg/L)C 0 : initial groundwater contamination (mg / L)

K: 저감계수(day-1) K: Reduction Factor (day -1 )

T: 시간(day)T: day

상기 고상 세정제 주입장치 및 상기 과황산염 주입장치는 원통형의 하우징과, 상기 하우징 내부에 회전 축설되는 스크류 샤프트 및 스크류 블레이드와, 상기 하우징 일단 상부에 설치되는 고상 세정제 저장 호퍼와, 상기 하우징 타단 하부에 설치되는 주입 슈트를 포함하여 구성되는 것을 과제의 해결수단으로 한다.The solid state detergent injector and the persulfate injector may include a cylindrical housing, a screw shaft and a screw blade rotatably arranged inside the housing, a solid state cleaner storage hopper installed at an upper end of the housing, and a lower end of the housing. What is comprised including the injection chute which becomes a solution to the subject is made.

본 발명에 따른 지중 오염물질의 토양세정, 화학적 산화 및 추출에 의한 지중정화 및 모니터링 시스템은 오염물질 용해도를 증대시키기 위한 세정제가 함유된 물을 관정을 통하여 토양 공극 내에 주입함으로써 토양에 흡착된 오염물질을 탈착시킴과 동시에 유류 및 기타 유기 화합물로 오염된 지하수 및 토양에 산화제를 주입하여 산화제와 접촉한 유류 오염물질을 지중에서 이산화탄소와 물로 분해하여 현장(In-situ)에서 직접 산화 처리하여 토양과 지하수를 동시에 정화시킬 수 있도록 구조 및 처리과정이 간단하여 처리비용을 절감시킬 수 있는 우수한 장점이 있다.The soil purification and monitoring system by soil cleaning, chemical oxidation and extraction of soil pollutants according to the present invention is a contaminant adsorbed on soil by injecting water containing a detergent to increase pollutant solubility into the soil pores through the wells At the same time, oxidants are injected into groundwater and soil contaminated with oils and other organic compounds to decompose oil pollutants in contact with oxidants into carbon dioxide and water in the ground and directly oxidize in-situ to soil and groundwater. Simple structure and processing to purify at the same time has an excellent advantage to reduce the processing cost.

도 1은 본 발명의 토양세정, 화학적 산화 및 추출에 의한 지중정화 및 모니터링 시스템 공정흐름도
도 2는 본 발명의 용해세정제 주입장치 구성도
도 3은 본 발명의 과황산염 희석액 주입장치 구성도
도 4는 본 발명의 오염지하수 추출장치 구성도
도 5는 본 발명의 고상 세정제 또는 과황산염 주입장치 구성도
도 6은 본 발명의 실시간 오염도 측정장치 구성도Figure 1 is a process flow diagram of the soil purification and monitoring system by soil cleaning, chemical oxidation and extraction of the present invention
2 is a block diagram of a dissolving detergent injection device of the present invention
3 is a block diagram of a persulfate diluent injection device of the present invention
Figure 4 is a block diagram of the groundwater extraction apparatus of the present invention
5 is a block diagram of the solid-state detergent or persulfate injection device of the present invention
6 is a block diagram of a real-time pollution degree measuring apparatus of the present invention

본 발명은, 지중 오염물질의 토양세정, 화학적 산화 및 추출에 의한 지중정화시스템에 있어서, 세정제 용해 용수공급을 위한 지하수 관정 또는 공업용수 배관과, 지중 오염물질 용해도를 증대시키기 위한 고상 또는 액상 세정제 주입장치와, 상기 지하수 관정 또는 공업용수 배관으로부터 주입된 지하수 또는 공업용수와 상기 세정제 주입장치로부터 주입된 세정제를 균질하게 교반 혼합 용해하는 세정제 용해조와, 상기 세정제 용해조에서 균질 교반 혼합된 용해세정제를 이송펌프에 의하여 이송하여 저장하는 용해세정제 저장조와, 상기 용해세정제 저장조로부터 용해세정제를 펌핑하여 주입관정으로 용해세정제를 주입하기 위한 용해세정제 주입펌프와, 상기 용해세정제 주입펌프로부터 주입된 용해세정제를 지중으로 확산시키기 위하여 분기관으로 연결되는 복수의 용해세정제 주입관정을 포함하여 구성되는 용해세정제 주입장치;와 산화제인 과황산염 용해 용수공급을 위한 지하수 추출 관정 또는 공업용수 배관과, 과황산염 주입장치와, 상기 지하수 추출 관정 또는 공업용수 배관으로부터 주입된 지하수 또는 공업용수와 상기 과황산염 주입장치로부터 주입된 과황산염을 균질하게 교반 혼합 용해하여 저장하는 과황산염 용해조와, 상기 과황산염 용해조로부터 과황산염 용해수를 펌핑하여 과황산염 희석조로 이송하는 과황산염이송펌프와, 상기 과황산염이송펌프에 의해 이송되는 과황산염 용해수를 추가의 용수로 희석시키기 위한 과황산염 희석조와, 상기 과황산염 희석조로부터 과황산염 희석액을 주입관정으로 주입하기 위한 과황산염 희석액 주입펌프와, 상기 과황산염 희석액 주입펌프로부터 주입된 과황산염 희석액을 지중으로 확산시키기 위하여 분기관으로 연결되는 복수의 과황산염 희석액 주입관정을 포함하여 구성되는 과황산염 희석액 주입장치;와 주입된 용해세정제에 의하여 토양에 흡착된 오염물질이 탈착되어 포함된 오염지하수 또는 주입된 과황산염 희석액에 의하여 유류 및 유기오염물질이 산화 분해된 오염지하수가 집수되는 복수의 오염지하수 추출정과, 상기 복수의 오염지하수 추출정으로부터 오염지하수를 펌핑하여 추출하는 오염지하수 추출펌프와, 상기 복수의 오염지하수 추출정과 추출펌프로부터 추출된 오염지하수가 분기관을 통하여 집수되는 중계집수조와, 상기 중계집수조로부터 오염지하수를 오염지하수 정화처리장치로 이송하기 위한 오염지하수 이송펌프를 포함하여 구성되는 오염지하수 추출장치;와 상기 복수의 오염지하수 추출정에 연결설치되는 실시간 오염도 측정장치;를 포함하여 구성되는 지중 오염물질의 토양세정, 화학적 산화 및 추출에 의한 지중정화 및 모니터링 시스템을 기술구성의 특징으로 한다.The present invention provides groundwater wells or industrial water pipes for supplying detergent dissolving water, and solid or liquid detergents for increasing soil solubility in groundwater purification systems by soil cleaning, chemical oxidation and extraction of soil pollutants. A pump, a detergent dissolving tank for homogeneously stirring and dissolving the ground water or industrial water injected from the groundwater well or the industrial water pipe, and the cleaner injected from the cleaner injection device, and a dissolution cleaner mixed with the homogeneous stirring in the detergent dissolving tank. Dissolving detergent storage tank for transporting and storing by discharging, dissolving detergent injection pump for pumping dissolving detergent from the dissolving detergent storage tank and injecting dissolving detergent into an injection well, and dissolving detergent injected from the dissolving detergent injection pump into the ground. Branch to make A dissolving detergent injector comprising a plurality of dissolving detergent injecting wells connected thereto; and an underground water extraction well or industrial water pipe for supplying persulfate dissolved water as an oxidant; and a persulfate injecting device; and the groundwater extraction well or industrial water. Persulfate dissolution tank for homogeneously mixing, mixing and dissolving ground water or industrial water injected from the pipe and persulfate injected from the persulfate injection device, and pumping the persulfate dissolved water from the persulfate dissolution tank to transfer to the persulfate dilution tank. A persulfate transfer pump, a persulfate dilution tank for diluting the persulfate dissolved water transferred by the persulfate transfer pump to additional water, and a persulfate for injecting the persulfate diluent from the persulfate dilution tank into an injection tube. Diluent injection pump and the persulfate diluent injection pump A persulfate diluent injection device comprising a plurality of persulfate diluent injection wells connected to branch pipes for diffusing the persulfate diluent injected from the ground into the ground; and contaminants adsorbed on the soil by the injected dissolution cleaner are desorbed And a plurality of contaminated groundwater extraction wells in which oil and organic pollutants are oxidized and decomposed by contaminated groundwater or injected persulfate diluent, and the contaminated groundwater is pumped and extracted from the plurality of contaminated groundwater extraction wells. A groundwater extraction pump, a relay catchment tank in which the contaminated groundwater extracted from the plurality of contaminated groundwater extraction wells and the extraction pump are collected through branch pipes, and a contaminated groundwater transport pump for transferring the contaminated groundwater from the relay collection tank to the contaminated groundwater purification treatment apparatus. Contaminated groundwater extraction device configured to include And soil cleaning, chemical oxidation and extraction of ground pollutants, comprising: a real-time pollution degree measuring device connected to the plurality of contaminated groundwater extraction wells.

상기 실시간 오염도 측정장치는 상기 복수의 오염지하수 추출정으로부터 펌핑되는 지하수를 샘플링 채취하여 저장하기 위한 1차 샘플링수조와; 상기 1차 샘플링수조로부터 펌핑되는 지하수의 이물질을 필터링하기 위한 필터프레스와; 상기 필터프레스를 거친 지하수를 저장하기 위한 2차 샘플링수조와; 상기 2차 샘플링수조로부터 지하수를 일정량 샘플링 채취하기 위한 정량펌프와; 상기 정량펌프로부터 채취된 지하수 샘플을 수용하기 위한 바이알과; 상기 지하수가 수용된 바이알에 메탄올을 투입하여 혼합되도록 하기 위한 메탄올주입노즐과; 상기 메탄올이 혼합되어 수용된 바이알을 진동시켜 지하수 및 메탄올을 균일하게 혼합되도록 하기 위한 진동장치와; 상기 진동완료된 바이알로부터 일정량 채취된 지하수 및 메탄올 혼합물이 주입되어 오염물질을 분석하기 위한 GC/MS 오염도 측정장치;를 포함하여 구성되는 것을 기술구성의 특징으로 한다.The real-time pollution degree measuring device includes a primary sampling tank for sampling and storing groundwater pumped from the plurality of contaminated groundwater extraction wells; A filter press for filtering foreign substances in the ground water pumped from the primary sampling tank; A secondary sampling tank for storing the groundwater that has passed through the filter press; A fixed-quantity pump for sampling a predetermined amount of groundwater from the secondary sampling tank; A vial for receiving groundwater samples collected from the metering pump; A methanol injection nozzle for mixing methanol into the vial containing the ground water; A vibrator for mixing the methanol mixed with the vial to mix the groundwater and methanol; Characterized in that the technical configuration comprises a; GC / MS pollution degree measuring device for analyzing the contaminants by the injection of a mixture of ground water and methanol collected from the vibrating completed vial.

상기 1차 샘플링수조와, 필터프레스와, 2차 샘플링수조와, 정량펌프와, 바이알은 오염도 측정이 완료된 후, 메탄올에 의해 1차 세척되고, 증류수에 의해 2차 세척되는 것을 기술구성의 특징으로 한다.The primary sampling tank, the filter press, the secondary sampling tank, the metering pump, and the vial are first washed with methanol and secondly washed with distilled water after the contamination measurement is completed. do.

상기 실시간 오염도 측정장치로부터 측정된 일정기간의 오염도 데이터와 다음 지수함수에 의한 정화기간산출알고리즘이 반영된 프로그램에 의하여 오염도를 모니터링하고 정화기간을 산출하기 위한 정화기간 모니터링 장치를 포함하는 것을 기술구성의 특징으로 한다.And a purification period monitoring device for monitoring pollution levels and calculating a purification period by a program in which pollution degree data of a predetermined period measured from the real-time pollution degree measuring device and a purification period calculation algorithm based on the next index function are reflected. It is done.

Figure 112018094644415-pat00002
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C: 일정기간 경과 후 지하수 오염도(mg/L)C: Groundwater contamination after a certain period of time (mg / L)

C0: 초기 지하수 오염도(mg/L)C 0 : initial groundwater contamination (mg / L)

K: 저감계수(day-1) K: Reduction Factor (day -1 )

T: 시간(day)T: day

상기 고상 세정제 주입장치 및 상기 과황산염 주입장치는 원통형의 하우징과, 상기 하우징 내부에 회전 축설되는 스크류 샤프트 및 스크류 블레이드와, 상기 하우징 일단 상부에 설치되는 고상 세정제 저장 호퍼와, 상기 하우징 타단 하부에 설치되는 주입 슈트를 포함하여 구성되는 것을 기술구성의 특징으로 한다.The solid state detergent injector and the persulfate injector may include a cylindrical housing, a screw shaft and a screw blade rotatably arranged inside the housing, a solid state cleaner storage hopper installed at an upper end of the housing, and a lower end of the housing. It is characterized by a technical configuration that is configured to include an injection chute.

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.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention.

먼저, [도 1]을 참조하여 설명하면, 본 발명의 지중 오염물질의 토양세정, 화학적 산화 및 추출에 의한 지중정화 및 모니터링 시스템은 오염물질 용해도를 증대시키기 위한 세정제가 함유된 물을 관정을 통하여 토양 공극 내에 주입함으로써 토양에 흡착된 오염물질을 탈착시킴과 동시에 유류 및 기타 유기 화합물로 오염된 지하수 및 토양에 산화제를 주입하여 산화제와 접촉한 유류 오염물질을 지중에서 이산화탄소와 물로 분해하여 현장(In-situ)에서 직접 산화 처리하여 토양과 지하수를 동시에 복원시키도록 구성된다.First, referring to [FIG. 1], the soil cleaning and monitoring system by soil cleaning, chemical oxidation and extraction of the soil pollutants of the present invention through the water containing the detergent to increase the solubility of the pollutants through the wells By injecting into the soil voids, it desorbs the pollutants adsorbed on the soil, and injects oxidants into the groundwater and soil contaminated with oils and other organic compounds, and decomposes the oil pollutants in contact with the oxidants into carbon dioxide and water in the ground. It is configured to restore soil and groundwater simultaneously by direct oxidation in situ.

보다 구체적으로, [도 2]를 참조하면, 본 발명의 지중 오염물질의 토양세정, 화학적 산화 및 추출에 의한 지중정화시스템은 세정제 용해 용수공급을 위한 지하수 관정 또는 공업용수 배관과, 지중 오염물질 용해도를 증대시키기 위한 고상 또는 액상 세정제 주입장치와, 상기 지하수 관정 또는 공업용수 배관으로부터 주입된 지하수 또는 공업용수와 상기 세정제 주입장치로부터 주입된 세정제를 균질하게 교반 혼합 용해하는 세정제 용해조와, 상기 세정제 용해조에서 균질 교반 혼합된 용해세정제를 이송펌프에 의하여 이송하여 저장하는 용해세정제 저장조와, 상기 용해세정제 저장조로부터 용해세정제를 펌핑하여 주입관정으로 용해세정제를 주입하기 위한 용해세정제 주입펌프와, 상기 용해세정제 주입펌프로부터 주입된 용해세정제를 지중으로 확산시키기 위하여 분기관으로 연결되는 복수의 용해세정제 주입관정을 포함하여 구성되는 용해세정제 주입장치를 포함하여 구성된다.More specifically, referring to [FIG. 2], the ground cleaning system by soil cleaning, chemical oxidation and extraction of the ground pollutants of the present invention is groundwater wells or industrial water pipes for the supply of detergent dissolving water and solubility of ground pollutants In a solid or liquid detergent injector for increasing the concentration, a detergent dissolving tank for homogeneously stirring and mixing and dissolving the ground water or industrial water injected from the groundwater well or the industrial water pipe and the detergent injected from the cleaner injection device, and in the detergent dissolving tank. A dissolving detergent storage tank for transferring and storing homogeneous stirred mixed dissolving detergent by a transfer pump, a dissolving detergent injection pump for pumping dissolving detergent from the dissolving detergent storage tank and injecting dissolving detergent into an injection tube, and the dissolving detergent injection pump Dissolving detergent injected from the ground And a dissolving detergent injecting device including a plurality of dissolving detergent injecting wells connected to the branch pipes for acidification.

또한, [도 3]을 참조하면, 본 발명의 지중 오염물질의 토양세정, 화학적 산화 및 추출에 의한 지중정화시스템은 산화제인 과황산염 용해 용수공급을 위한 지하수 추출 관정 또는 공업용수 배관과, 과황산염 주입장치와, 상기 지하수 추출 관정 또는 공업용수 배관으로부터 주입된 지하수 또는 공업용수와 상기 과황산염 주입장치로부터 주입된 과황산염을 균질하게 교반 혼합 용해하여 저장하는 과황산염 용해조와, 상기 과황산염 용해조로부터 과황산염 용해수를 펌핑하여 과황산염 희석조로 이송하는 과황산염이송펌프와, 상기 과황산염이송펌프에 의해 이송되는 과황산염 용해수를 추가의 용수로 희석시키기 위한 과황산염 희석조와, 상기 과황산염 희석조로부터 과황산염 희석액을 주입관정으로 주입하기 위한 과황산염 희석액 주입펌프와, 상기 과황산염 희석액 주입펌프로부터 주입된 과황산염 희석액을 지중으로 확산시키기 위하여 분기관으로 연결되는 복수의 과황산염 희석액 주입관정을 포함하여 구성되는 과황산염 희석액 주입장치를 포함하여 구성된다.In addition, referring to Figure 3, the soil purification system by soil cleaning, chemical oxidation and extraction of the ground pollutants of the present invention is ground water extraction wells or industrial water pipes for persulfate dissolved water supply as an oxidant, and persulfate A persulfate dissolution tank for homogeneously stirring, mixing and storing an injection device, ground water or industrial water injected from the groundwater extraction well or industrial water pipe, and persulfate injected from the persulfate injection device; A persulfate transfer pump for pumping sulphate dissolved water to be transferred to the persulfate dilution tank, a persulfate dilution tank for diluting the persulfate dissolved water transferred by the persulfate transfer pump with additional water, and the persulfate dilution tank Persulfate diluent injection pump for injecting sulphate diluent into the injection well, It is configured to include a persulfate diluent injection device comprising a plurality of persulfate diluent injection pipe connected to the branch pipe to diffuse the persulfate diluent injected from the sulfate diluent injection pump into the ground.

또한, [도 4]를 참조하여 설명하면, 본 발명의 지중 오염물질의 토양세정, 화학적 산화 및 추출에 의한 지중정화시스템은 주입된 용해세정제에 의하여 토양에 흡착된 오염물질이 탈착되어 포함된 오염지하수 또는 주입된 과황산염 희석액에 의하여 유류 및 유기오염물질이 산화 분해된 오염지하수가 집수되는 복수의 오염지하수 추출정과, 상기 복수의 오염지하수 추출정으로부터 오염지하수를 펌핑하여 추출하는 오염지하수 추출펌프와, 상기 복수의 오염지하수 추출정과 추출펌프로부터 추출된 오염지하수가 분기관을 통하여 집수되는 중계집수조와, 상기 중계집수조로부터 오염지하수를 오염지하수 정화처리장치로 이송하기 위한 오염지하수 이송펌프를 포함하여 구성되는 오염지하수 추출장치를 포함하여 구성된다.In addition, referring to FIG. 4, the soil cleaning system by soil cleaning, chemical oxidation, and extraction of the soil pollutants of the present invention is a contamination containing the desorbed pollutants adsorbed to the soil by the injected dissolving agent. A plurality of contaminated groundwater extraction wells in which contaminated groundwater oxidatively decomposed oil and organic pollutants by groundwater or injected persulfate diluent is collected, and a contaminated groundwater extraction pump for pumping and extracting contaminated groundwater from the plurality of contaminated groundwater extraction wells; And a relay catchment tank in which the contaminated groundwater extracted from the plurality of contaminated groundwater extraction wells and the extraction pump is collected through a branch pipe, and a contaminated groundwater transport pump for transferring the contaminated groundwater from the relay collection tank to the contaminated groundwater purification apparatus. Contaminated groundwater extraction device is configured.

이때, 세정제에 의한 토양세정은 오염물질 용해도를 증대시키기 위한 세정제가 함유된 물을 관정을 통하여 토양 공극 내에 주입함으로써 토양에 흡착된 오염물질을 탈착하여 오염지하수에 포함시켜 추출하여 정화처리하게 된다.At this time, the soil cleaning by the cleaning agent is injected into the soil pores through the well to the water containing the cleaning agent to increase the solubility of the contaminants to desorb the contaminants adsorbed to the soil is included in the contaminated groundwater to be extracted and purified.

상기 세정제는 고상 세정제 또는 액상 세정제를 사용할 수 있는데, 고상 세정제로는 중탄산나트륨을 사용하고, 액상 세정제는 과산화수소 및 계면활성제를 사용하는 것이 바람직하다.The detergent may be a solid detergent or a liquid detergent, and sodium bicarbonate may be used as the solid detergent, and hydrogen peroxide and a surfactant may be used as the liquid detergent.

아울러, 본 발명은 토양세정과 동시에 화학적 산화과정을 거치게 되는데, 화학적 산화는 지중 오염물질을 산화반응을 일으켜 제거하는 공법으로서 과황산염을 이용한 산화공법인 바, 상기 과황산염의 산화촉매로서 황산제일철을 사용하는 것이 특징이며, 본 발명의 산화반응기전은 다음과 같다.In addition, the present invention is subjected to a chemical oxidation process at the same time as the soil cleaning, the chemical oxidation is a method of removing the ground pollutants by the oxidation reaction by using a persulfate oxidation method, using ferrous sulfate as the oxidation catalyst of the persulfate The oxidation reaction mechanism of the present invention is as follows.

Figure 112018094644415-pat00003
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즉, 본 발명의 화학적 산화 반응기전은 다음과 같이 순차반응으로 진행된다.That is, before the chemical oxidation reactor of the present invention proceeds in a sequential reaction as follows.

과황산염 + 황산제1철 → 황산이온 + 황산라디칼Persulfate + Ferrous Sulfate → Sulfate Ion + Sulfate Radical

(S2O8 2 - + Fe2+ --> Fe3 + + SO4 - + SO4 2-) (S 2 O 8 2+ Fe 2+ -> Fe 3 + + SO 4 - + SO 4 2-)

과황산염 + 물 → 과산화수소Persulfate + water → hydrogen peroxide

(2H2O + S2O8 2- --> 2HSO4 - + H2O2) (2H 2 O + S 2 O 8 2- -> 2HSO 4 - + H 2 O 2)

과산화수소 + 철 → OH라디칼Hydrogen peroxide + iron → OH radical

(H2O2 + Fe2+ --> Fe3 + + OH + OH-) (H 2 O 2 + Fe 2+ -> Fe 3 + + OH + OH -)

황산염라디칼 , OH라디칼 (매우 강한 산화제 생성) → 유기물 산화Sulfate radicals, OH radicals (produce very strong oxidizing agents) → organic matter oxidation

(SO4 - + Fe 2+ --> SO42 - + Fe3 +)(SO 4 - + Fe 2+ -> SO 42 - + Fe 3 +)

여기서, 상기 과황산염 용해조에는 산화력 증가를 위한 산화촉매로서 황산제일철을 혼합하여 사용하는 것이 바람직하며, 상기 과황산염 회석조에는 보조산화제로서 과산화수소를 사용하는 것이 바람직하고, 이때 사용되는 상기 과황산염은 과황산나트륨인 것이 바람직하다.Here, the persulfate dissolution tank is preferably used by mixing ferrous sulfate as an oxidation catalyst for increasing the oxidizing power, it is preferable to use hydrogen peroxide as a secondary oxidant in the persulfate gray bath, wherein the persulfate is used It is preferable that it is sodium sulfate.

한편, 본 발명의 지중 오염물질의 토양세정, 화학적 산화 및 추출에 의한 지중정화 및 모니터링 시스템에서 상기 세정제 용해수 주입펌프와 상기 복수의 세정제 용해수 주입관정 사이에는 적산수량계를 더 포함하여 구성될 수 있고, 또한, 상기 과황산염이송펌프와 과황산염 희석조 및/또는 상기 과황산염 희석액 주입펌프와 과황산염 희석액 주입관정 사이에는 적산수량계를 더 포함하여 구성될 수 있으며, 또한, 상기 복수의 오염지하수 추출정과 중계집수조 사이에는 적산수량계를 더 포함하여 구성될 수도 있다.On the other hand, in the ground cleaning and monitoring system by soil cleaning, chemical oxidation and extraction of the soil pollutants of the present invention may be configured to further include an integrated water meter between the detergent dissolved water injection pump and the plurality of detergent dissolved water injection wells. In addition, between the persulfate transfer pump and the persulfate dilution tank and / or the persulfate diluent injection pump and the persulfate dilution injection injection may further comprise an integrated water meter, and further, the plurality of contaminated groundwater extraction It may be configured to further include an integrated water meter between the fixed and the relay collection tank.

또한, 상기 고상 세정제 주입장치 또는 과황산염 주입장치는 [도 5]를 참조하면, 원통형 하우징(1)과, 상기 하우징 내부에 회전 축설되는 스크류 샤프트(2) 및 스크류 블레이드(3)와, 상기 하우징 일단 상부에 설치되는 세정제 또는 과황산염 저장 호퍼(4)와, 상기 하우징 타단 하부에 설치되는 주입 슈트(5)를 포함하여 구성되고, 주입용량은 0.1 ㎥/hr 이상인 것이 바람직하다.In addition, the solid-state detergent injection device or persulfate injection device, referring to [FIG. 5], a cylindrical housing (1), a screw shaft (2) and a screw blade (3) rotatably arranged inside the housing, and the housing It comprises a cleaning agent or persulfate storage hopper (4) once installed at the top, and the injection chute (5) installed at the lower end of the housing, the injection capacity is preferably 0.1 m 3 / hr or more.

아울러, 도시하지는 않았지만, 상기 액상 세정제 주입장치는 과산화수소 및 계면활성제 혼합액 탱크 및 주입펌프를 포함하여 구성될 수 있다.In addition, although not shown, the liquid detergent injection device may be configured to include a hydrogen peroxide and surfactant mixture liquid tank and injection pump.

또한, 상기 복수의 용해세정제 주입관정과 복수의 과황산염 희석액 주입관정은 서로 동일한 것일 수 있다.In addition, the plurality of dissolving detergent injection and the plurality of persulfate dilution injection injection may be the same.

한편, 본 발명의 지중 오염물질의 토양세정, 화학적 산화 및 추출에 의한 지중정화 및 모니터링 시스템에서 사용되는 실시간 오염도 측정장치는 [도 6]에 도시한 바와 같이, 상기 복수의 오염지하수 추출정으로부터 펌핑되는 지하수를 샘플링 채취하여 저장하기 위한 1차 샘플링수조와, 상기 1차 샘플링수조로부터 펌핑되는 지하수의 이물질을 필터링하기 위한 필터프레스와, 상기 필터프레스를 거친 지하수를 저장하기 위한 2차 샘플링수조와, 상기 2차 샘플링수조로부터 지하수를 일정량 샘플링 채취하기 위한 정량펌프와, 상기 정량펌프로부터 채취된 지하수 샘플을 수용하기 위한 바이알과, 상기 지하수가 수용된 바이알에 메탄올을 투입하여 혼합되도록 하기 위한 메탄올주입노즐과, 상기 메탄올이 혼합되어 수용된 바이알을 진동시켜 지하수 및 메탄올을 균일하게 혼합되도록 하기 위한 진동장치와, 상기 진동완료된 바이알로부터 일정량 채취된 지하수 및 메탄올 혼합물이 주입되어 오염물질을 분석하기 위한 GC/MS 오염도 측정장치를 포함하여 구성된다.On the other hand, the real-time pollution degree measurement apparatus used in the soil cleaning and monitoring system by the soil cleaning, chemical oxidation and extraction of the ground pollutants of the present invention, as shown in Figure 6, pumped from the plurality of contaminated groundwater extraction wells A primary sampling tank for sampling and storing the groundwater to be used, a filter press for filtering foreign substances in the groundwater pumped from the primary sampling tank, a secondary sampling tank for storing the groundwater having passed through the filter press, A metering pump for sampling a predetermined amount of groundwater from the secondary sampling tank, a vial for accommodating groundwater samples collected from the metering pump, and a methanol injection nozzle for mixing methanol into the vial containing the groundwater; , Vibrating the vial received by mixing the methanol, groundwater and And a vibration device to be uniformly mixed-ol, is a mixture of methanol is injected into ground water and a predetermined amount taken from the vibration is complete, the vial comprises a GC / MS contamination measuring apparatus for analyzing pollutants.

상기 GC/MS 오염도 측정장치는, 일반적으로, 가스크로마토그래프(GC)/질량분석기(Mass Spectrometer, MS)로서 유기화합물의 정성 및 정량 분석이 가능한 분석장치이다. GC의 컬럼에서 분리된 분자는 진공상태의 MS에서 이온화되어 분자구조가 깨지는데, 각 물질마다 고유한 질량 스펙트럼을 가지게 되므로 이를 이용하여 어떤 성분이 얼마나 함유되어 있는지 알수 있다.The GC / MS contamination measuring device is generally a gas chromatograph (GC) / mass spectrometer (MS) is an analyzer capable of qualitative and quantitative analysis of organic compounds. The molecules separated in the column of the GC are ionized in a vacuum MS to break the molecular structure, and each substance has its own mass spectrum, so it can be used to determine how many components are contained.

상기 GC/MS 오염도 측정장치를 이용하여 오염물질의 오염도를 측정하기 위하여는 측청샘플의 전처리가 필요한데, 이를 위하여 본 발명에서는 상기 복수의 오염지하수 추출관정으로부터 펌핑되는 지하수를 샘플링 채취하여 저장하기 위한 1차 샘플링수조와, 상기 1차 샘플링수조로부터 펌핑되는 지하수의 이물질을 필터링하기 위한 필터프레스와, 상기 필터프레스를 거친 지하수를 저장하기 위한 2차 샘플링수조와, 상기 2차 샘플링수조로부터 지하수를 일정량 샘플링 채취하기 위한 정량펌프와, 상기 정량펌프로부터 채취된 지하수 샘플을 수용하기 위한 바이알과, 상기 지하수가 수용된 바이알에 메탄올을 투입하여 혼합되도록 하기 위한 메탄올주입노즐과, 상기 메탄올이 혼합되어 수용된 바이알을 진동시켜 지하수 및 메탄올을 균일하게 혼합되도록 하기 위한 진동장치에 의하여 측청샘플을 전처리하게 된다.In order to measure the contamination level of the pollutant using the GC / MS pollution degree measuring device, pretreatment of the side samples is required. For this purpose, in the present invention, the groundwater pumped from the plurality of contaminated groundwater extraction wells is collected and stored. A sampling amount of groundwater from the secondary sampling tank, a filter press for filtering foreign substances in the groundwater pumped from the primary sampling tank, a secondary sampling tank for storing the groundwater having passed through the filter press, and a predetermined amount of groundwater from the secondary sampling tank A vibrating vial containing a metering pump for sampling, a vial for accommodating groundwater samples collected from the metering pump, a methanol injection nozzle for mixing methanol into the vial containing the groundwater, and a mixed vial of the methanol The ground water and methanol The vibration sample is pretreated by the vibration sample.

이때, 상기 1차 샘플링수조와, 필터프레스와, 2차 샘플링수조와, 정량펌프와, 바이알은 오염도 측정이 완료된 후, 메탄올에 의해 1차 세척되고, 증류수에 의해 2차 세척되어 선 측정된 오염도를 배제하고, 향후 측정되는 측청샘플의 정확한 오염도를 측정할 수 있게 된다.At this time, the first sampling tank, the filter press, the second sampling tank, the metering pump, and the vial are first washed with methanol, and then secondly washed with distilled water, and then the measured contamination is measured. Except for this, it is possible to measure the exact contamination level of the measured side samples.

아울러, 본 발명의 지중 오염물질의 토양세정, 화학적 산화 및 추출에 의한 지중정화 및 모니터링 시스템은 상기 실시간 오염도 측정장치로부터 측정된 일정기간의 오염도 데이터와 다음 지수함수에 의한 정화기간산출알고리즘이 반영된 프로그램에 의하여 오염도를 모니터링하고 정화기간을 산출하기 위한 정화기간 모니터링 장치를 포함하여 구성되어 목표로 하는 정화기간을 산출할 수 있다.In addition, the soil purification and monitoring system by soil cleaning, chemical oxidation and extraction of the ground pollutants of the present invention is a program that reflects the pollutant data for a certain period measured from the real-time pollution degree measuring device and the purification period calculation algorithm by the following index function It is configured to include a purification period monitoring device for monitoring the pollution degree and to calculate the purification period can calculate the target purification period.

Figure 112018094644415-pat00004
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C: 일정기간 경과 후 지하수 오염도(mg/L)C: Groundwater contamination after a certain period of time (mg / L)

C0: 초기 지하수 오염도(mg/L)C 0 : initial groundwater contamination (mg / L)

K: 저감계수(day-1) K: Reduction Factor (day -1 )

T: 시간(day)T: day

즉, 과거 일정기간 경과 후 지하수 오염도(mg/L)(C)와 초기 지하수 오염도(mg/L)(C0)로부터 저감계수(day-1)(K)를 산출한 후, 일정기간(day) 후의 오염도를 산출할 수 있으며, 이를 지수함수에 의한 그래프로 출력하여 상기 그래프로부터 정화목표 오염도를 설정하고 상기 정화목표 오염도를 달성하기 위한 기간을 정화기간 으로 산출할 수 있다.In other words, after calculating the reduction factor (day -1 ) (K) from the groundwater pollution level (mg / L) (C) and the initial groundwater pollution level (mg / L) (C 0 ) after a certain period of time in the past, ), The degree of pollution can be calculated, and this can be output as a graph by an exponential function to set the degree of purification target pollution from the graph and to calculate the period for achieving the degree of purification pollution as the purification period.

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.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make various modifications and changes without departing from the essential characteristics of the present invention. Accordingly, the drawings disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these drawings. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

Claims (5)

지중 오염물질의 토양세정, 화학적 산화 및 추출에 의한 지중정화 및 모니터링 시스템에 있어서, 세정제 용해 용수공급을 위한 지하수 관정 또는 공업용수 배관과, 지중 오염물질 용해도를 증대시키기 위한 고상 또는 액상 세정제 주입장치와, 상기 지하수 관정 또는 공업용수 배관으로부터 주입된 지하수 또는 공업용수와 상기 세정제 주입장치로부터 주입된 세정제를 균질하게 교반 혼합 용해하는 세정제 용해조와, 상기 세정제 용해조에서 균질 교반 혼합된 용해세정제를 이송펌프에 의하여 이송하여 저장하는 용해세정제 저장조와, 상기 용해세정제 저장조로부터 용해세정제를 펌핑하여 주입관정으로 용해세정제를 주입하기 위한 용해세정제 주입펌프와, 상기 용해세정제 주입펌프로부터 주입된 용해세정제를 지중으로 확산시키기 위하여 분기관으로 연결되는 복수의 용해세정제 주입관정을 포함하여 구성되는 용해세정제 주입장치;와
산화제인 과황산염 용해 용수공급을 위한 지하수 추출 관정 또는 공업용수 배관과, 과황산염 주입장치와, 상기 지하수 추출 관정 또는 공업용수 배관으로부터 주입된 지하수 또는 공업용수와 상기 과황산염 주입장치로부터 주입된 과황산염을 균질하게 교반 혼합 용해하여 저장하는 과황산염 용해조와, 상기 과황산염 용해조로부터 과황산염 용해수를 펌핑하여 과황산염 희석조로 이송하는 과황산염이송펌프와, 상기 과황산염이송펌프에 의해 이송되는 과황산염 용해수를 추가의 용수로 희석시키기 위한 과황산염 희석조와, 상기 과황산염 희석조로부터 과황산염 희석액을 주입관정으로 주입하기 위한 과황산염 희석액 주입펌프와, 상기 과황산염 희석액 주입펌프로부터 주입된 과황산염 희석액을 지중으로 확산시키기 위하여 분기관으로 연결되는 복수의 과황산염 희석액 주입관정을 포함하여 구성되는 과황산염 희석액 주입장치;와
주입된 용해세정제에 의하여 토양에 흡착된 오염물질이 탈착되어 포함된 오염지하수 또는 주입된 과황산염 희석액에 의하여 유류 및 유기오염물질이 산화 분해된 오염지하수가 집수되는 복수의 오염지하수 추출정과, 상기 복수의 오염지하수 추출정으로부터 오염지하수를 펌핑하여 추출하는 오염지하수 추출펌프와, 상기 복수의 오염지하수 추출정과 추출펌프로부터 추출된 오염지하수가 분기관을 통하여 집수되는 중계집수조와, 상기 중계집수조로부터 오염지하수를 오염지하수 정화처리장치로 이송하기 위한 오염지하수 이송펌프를 포함하여 구성되는 오염지하수 추출장치;와
상기 복수의 오염지하수 추출정에 연결설치되는 실시간 오염도 측정장치;를 포함하여 구성되되,
상기 고상 세정제 주입장치 및 상기 과황산염 주입장치는 원통형의 하우징과, 상기 하우징 내부에 회전 축설되는 스크류 샤프트 및 스크류 블레이드와, 상기 하우징 일단 상부에 설치되는 고상 세정제 저장 호퍼와, 상기 하우징 타단 하부에 설치되는 주입 슈트를 포함하여 구성되고,
상기 실시간 오염도 측정장치는 상기 복수의 오염지하수 추출정으로부터 펌핑되는 지하수를 샘플링 채취하여 저장하기 위한 1차 샘플링수조와;
상기 1차 샘플링수조로부터 펌핑되는 지하수의 이물질을 필터링하기 위한 필터프레스와;
상기 필터프레스를 거친 지하수를 저장하기 위한 2차 샘플링수조와;
상기 2차 샘플링수조로부터 지하수를 일정량 샘플링 채취하기 위한 정량펌프와;
상기 정량펌프로부터 채취된 지하수 샘플을 수용하기 위한 바이알과;
상기 지하수가 수용된 바이알에 메탄올을 투입하여 혼합되도록 하기 위한 메탄올주입노즐과;
상기 메탄올이 혼합되어 수용된 바이알을 진동시켜 지하수 및 메탄올을 균일하게 혼합되도록 하기 위한 진동장치와;
상기 진동완료된 바이알로부터 일정량 채취된 지하수 및 메탄올 혼합물이 주입되어 오염물질을 분석하기 위한 GC/MS 오염도 측정장치;를 포함하고,
상기 1차 샘플링수조와, 필터프레스와, 2차 샘플링수조와, 정량펌프와, 바이알은 오염도 측정이 완료된 후, 메탄올에 의해 1차 세척되고, 증류수에 의해 2차 세척되며,
상기 실시간 오염도 측정장치로부터 측정된 일정기간의 오염도 데이터와 다음 지수함수에 의한 정화기간산출알고리즘이 반영된 프로그램에 의하여 오염도를 모니터링하고 정화기간을 산출하기 위한 정화기간 모니터링 장치를 포함하되, 상기 정화기간산출알고리즘이 반영된 프로그램은, 일정기간 경과 후 지하수 오염도(mg/L)(C)와 초기 지하수 오염도(mg/L)(C0)로부터 저감계수(day-1)(K)를 산출한 후, 일정기간(day) 후의 오염도를 산출한 후, 이를 지수함수에 의한 그래프로 출력하여 상기 그래프로부터 정화목표 오염도를 설정하고 상기 정화목표 오염도를 달성하기 위한 기간을 정화기간으로 산출하는 것을 특징으로 하는 지중 오염물질의 토양세정, 화학적 산화 및 추출에 의한 지중정화 및 모니터링 시스템
Figure 112019078560516-pat00005

C: 일정기간 경과 후 지하수 오염도(mg/L)
C0: 초기 지하수 오염도(mg/L)
K: 저감계수(day-1)
T: 시간(day)In the ground cleaning and monitoring system by soil cleaning, chemical oxidation and extraction of ground pollutants, groundwater wells or industrial water pipes for supplying detergent dissolving water, solid state or liquid detergent injectors for increasing the soil solubility, and A detergent dissolving tank for homogeneously stirring and dissolving the ground water or industrial water injected from the groundwater well or the industrial water pipe and the detergent injected from the cleaner injection device, and a dissolution cleaner mixed with the homogeneous stirring in the detergent dissolving tank by a transfer pump. Dissolving detergent storage tank for transporting and storing, dissolving detergent injection pump for pumping dissolving detergent from the dissolving detergent storage tank and injecting dissolving detergent into the injection well, and dispersing dissolving detergent injected from the dissolving detergent injection pump into the ground. Branch pipe Soluble detergent injection device that is configured to include a plurality of injection wells through to dissolve the cleaning agent; and
Groundwater extraction wells or industrial water piping for persulfate dissolution water supply as oxidant, persulfate injection device, groundwater or industrial water injected from the groundwater extraction well or industrial water pipe and persulfate injected from the persulfate injection device Persulfate dissolution tank for homogeneously stirring, mixing, dissolving and storing the persulfate discharging tank, pumping persulfate dissolved water from the persulfate dissolving tank, and transferring the persulfate dilution tank to the persulfate dilution tank; A persulfate dilution tank for diluting water into additional water, a persulfate diluent injection pump for injecting a persulfate diluent from the persulfate dilution tank into an injection well, and a persulfate diluent injected from the persulfate diluent injection pump Connected with branch pipe to diffuse into It persulfates diluent injection device which comprises a number of sulfates and diluent injection wells; and
A plurality of contaminated groundwater extraction wells in which contaminated groundwater containing desorbed contaminants adsorbed to the soil by the injected dissolving detergent or contaminated groundwater in which oil and organic contaminants are oxidatively decomposed by the injected persulfate diluent is collected; A contaminated groundwater extraction pump for pumping and extracting contaminated groundwater from contaminated groundwater extraction wells; a relay catchment tank where contaminated groundwater extracted from the plurality of contaminated groundwater extraction wells and extraction pumps is collected through branch pipes; and contaminated groundwater from the relay collection tank Polluted groundwater extraction device comprising a contaminated groundwater transport pump for transporting the groundwater to the groundwater purification treatment device; And
It comprises a; real-time pollution degree measuring device is connected to the plurality of contaminated groundwater extraction wells;
The solid state detergent injector and the persulfate injector may include a cylindrical housing, a screw shaft and a screw blade rotatably arranged inside the housing, a solid state cleaner storage hopper installed at an upper end of the housing, and a lower end of the housing. Configured to include an injection chute,
The real-time pollution degree measuring device includes a primary sampling tank for sampling and storing groundwater pumped from the plurality of contaminated groundwater extraction wells;
A filter press for filtering foreign substances in the ground water pumped from the primary sampling tank;
A secondary sampling tank for storing the groundwater that has passed through the filter press;
A fixed-quantity pump for sampling a predetermined amount of groundwater from the secondary sampling tank;
A vial for receiving groundwater samples collected from the metering pump;
A methanol injection nozzle for mixing methanol into the vial containing the ground water;
A vibrator for mixing the methanol mixed with the vial to mix the groundwater and methanol;
And a GC / MS pollution degree measuring device for analyzing a pollutant by injecting a groundwater and methanol mixture collected from the vibrating-completed vial.
The first sampling tank, filter press, the second sampling tank, the metering pump, and the vial are first washed with methanol and secondly washed with distilled water after the contamination measurement is completed.
And a purification period monitoring device for monitoring pollution levels and calculating a purification period by a program in which pollution degree data of a predetermined period measured from the real-time pollution degree measuring device and a purification period calculation algorithm based on a next index function are reflected, and calculating the purification period. The program reflecting the algorithm calculates the reduction factor (day -1 ) (K) from the groundwater contamination (mg / L) (C) and the initial groundwater pollution (mg / L) (C 0 ) after a certain period of time. After calculating the pollution degree after the day (day), and outputs it as a graph by the exponential function to set the purification target pollution degree from the graph and calculate the period for achieving the purification target pollution degree as the purification period Ground cleaning and monitoring system by soil cleaning, chemical oxidation and extraction of materials
Figure 112019078560516-pat00005

C: Groundwater contamination after a certain period of time (mg / L)
C 0 : initial groundwater contamination (mg / L)
K: Reduction Factor (day -1 )
T: day 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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