KR102099048B1

KR102099048B1 - 컴팩트형 복합 오염토양 정화 시스템에 이용되는 드럼식 중금속 용출조

Info

Publication number: KR102099048B1
Application number: KR1020190112466A
Authority: KR
Inventors: 김성진
Original assignee: 측천산업(주)
Priority date: 2019-09-10
Filing date: 2019-09-10
Publication date: 2020-04-08

Abstract

본 발명의 일 측면은, 서로 연계된 구성 요소를 인접한 최적의 위치에 배치하여 현장 설치 부지를 최소화시켜 효율적인 관리 운용이 가능하도록 하면서도 유류와 중금속으로 복합 오염된 토양의 동시 처리가 가능한 컴팩트형 복합 오염토양 정화 시스템에 관한 것으로, 이러한 본 발명의 실시예에 따른 컴팩트형 복합 오염토양 정화 시스템은, 오염토가 공급되고 탈수 케이크가 배출되는 제1방향을 따라서 배치되어 오염토가 정량으로 이송되게 하는 오염토양 이송 컨베이어;와, 오염토양 이송 컨베이어의 일단에 배치되어 공급된 오염토를 축 회전 방식으로 제1방향으로 이송하면서 세척수를 분사하여 세척하는 믹스 와셔;와, 믹스 와셔의 일단에서 배치되어 공급된 오염토에서 일정 입도 이하의 토사는 통과시키고 일정 입도 이상의 토사는 통과하지 못하고 청정 자갈이 생성되게 하는 습식 진동 선별장치;와, 오염토양 이송 컨베이어와 교차되면서 청정 자갈이 배출되게 하는 제2방향을 따라서 배치되어 시스템의 중앙 섹터과 제1주변 섹터를 정의하는 기준이 되는 청정 자갈 배출 컨베이어;와, 시스템의 중앙 섹터에 배치되어 습식 진동 선별장치에서 유입된 토사에 대하여 습식으로 입도 분리를 수행하여 제1기준 입도보다 작은 입자를 제1a배출구로 배출하고 제1기준 입도보다 큰 입자를 제1b배출구로 배출하는 제1하이드로 사이클론;과, 제1하이드로 사이클론에 인접하게 배치되어 제1하이드로 사이클론의 제1b배출구에서 배출된 제1기준 입도보다 큰 입자에서 중금속이 용출되어 산 세척되도록 외관을 형성하며 내부에 산 세척제 수용부에 형성되는 본체에 구비되는 메인 마찰 세정유닛과 서브 마찰 세정유닛을 포함하는 어트리션 스크러버;와, 어트리션 스크러버에 인접하게 배치되어 어트리션 스크러버에서 배출된 입자에서 수분을 탈수하여 청정 모래를 생성하는 진동 세척 탈수장치;와, 청정 자갈 배출 컨베이어와 평행하도록 오염토양 이송 컨베이어와 교차되면서 청정 모래가 배출되는 제2방향을 따라서 배치되어 시스템의 중앙 섹터과 제2주변 섹터를 정의하는 기준이 되는 청정 모래 배출 컨베이어;와, 제2주변 섹터에 배치되어 진동 세척 탈수장치를 거친 토사에 대하여 습식으로 입도 분리를 수행하여 제2기준 입도보다 작은 입자를 제2a배출구로 배출하고 제2기준 입도보다 큰 입자를 제2b배출구로 배출하는 제2하이드로 사이클론;과, 제2주변 섹터에 배치되어 제1하이드로 사이클론의 제1a배출구 및 제2하이드로 사이클론의 제2a배출구에서 미세 토사를 공급받아서 미세 토사가 바닥으로 중력 침강되게 하는 침사조;와, 제2주변 섹터에 배치되어 침사조에서 침전되지 않은 미세 토사를 공급받아서 응집제를 이용하여 바닥으로 침전되게 하는 침전조;와, 중앙 섹터에 배치되어 침사조 및 침전조의 토출단에 연결되어 침사조 및 침전조에 토출되는 슬러지를 저류시키고 중력 분리된 농축 슬러지를 생성시키는 농축조;와, 제1주변 섹터에 배치되어 농축조에서 토출된 농축 슬러지가 유입되어 물을 배출시켜 농축 슬러지를 탈수 케이크로 생성시켜서 제1방향으로 배출하는 필터 프레스;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

컴팩트형 복합 오염토양 정화 시스템에 이용되는 드럼식 중금속 용출조{DRUM TYPE HEAVY METAL RELEASE REACTOR FOR COMPACT TYPE REMEDIATION SYSTEM OF COMPLEX CONTAMINATED SOILS}

본 발명은 컴팩트형 복합 오염토양 정화 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 서로 연계된 구성 요소를 인접한 최적의 위치에 배치하여 현장 설치 부지를 최소화시켜 효율적인 관리 운용이 가능하도록 하면서도 유류와 중금속으로 복합 오염된 토양의 동시 처리가 가능한 컴팩트형 복합 오염토양 정화 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 환경오염은 대기오염, 수질오염, 토양오염으로 구분할 수 있으며, 이들 중에서 특히 토양오염은 식량 생산에 매우 심각한 위협이 될 수 있을 뿐만 아니라 지표수는 물론 지하수 오염을 통한 식수원의 오염을 유발하기 때문에 오염된 토양은 이른 시간에 정화될 필요가 있다.

근래 국내에서 발생하는 토양오염은 주로 액상 폐기물의 무단 매립 또는 누출사고로 인하여 발생하며, 그 밖에 장기간 산업활동 과정에서 방치된 지상 적치물의 지하 확산에 의해 이루어지고, 이러한 발생요인에 의해 나타난 오염토양은 단일 종의 화합물보다는 여러 종류의 화학 종에 의해서 발생되며, 대표적인 복합 오염은 유류와 중금속의 형태로써 대부분의 산업활동 지역에서 발생하고 있다.

최근 오염된 토양을 복원하기 위한 방법으로는 토양 세척, 소각, 고형화, 안정화 및 용매추출 등과 같은 물리화학적 방법과, 토양 경작, 콤포스팅,바이오 벤팅, 식물복원 등과 같은 생물학적 방법으로 구분될 수 있으며, 이러한 방법들 중에서 비교적 쉽고 오염된 토양을 신속히 복원할 수 있는 것은 토양세척방법이다.

오염된 토양의 세척방법은 적절한 세척제를 사용하여 토양입자에 결합된 유해성 유기오염물질의 표면장력을 약화시키거나 중금속을 액상으로 변화시켜 토양입자로부터 분리시켜 처리하는 기법으로서, 광범위한 유기 및 무기 오염물질을 제거할 수 있는 한편 오염물질의 종류에 관계없이 적용할 수 있는 장점이 있다.

상기에서 토양 세척방법은 In-situ 법과, Ex-situ 법으로 구분되며, In-situ 법은 오염된 토양을 굴착하지 않고 세척용액 주입정, 세척용액 배출정, 세척유출수 처리시설, 펌프 및 계장시설, 휘발물질 처리시설 등을 오염된 부지에 설치하여 처리하고자 하는 오염토양 내에 세척제를 순환시켜 오염토양을 직접 세척하는 토양 세정법(Soil Flushing)으로서, 처리 시간이 길고 세척제의 회수가 어려움은 물론 이동성이 없는 단점이 있기 때문에 토양 세척방법은 주로 Ex-situ 법이 적용된다.

Ex-situ 법은 토양 내 오염물질의 분포 및 토양의 물리/화학적 특성을 파악하여 처리하고자 하는 범위의 오염된 토양을 굴착한 후, 적절한 세척제를 사용하여 굴착된 오염토양을 세척장치가 있는 곳에서 세척하는 방법으로서, 최근 일반화된 토양 세척법(Soil Washing)으로 이용된다.

종래 토양 세척방법으로 오염된 토양을 다단계로 선별 및 세척하여 오염토양에 부착된 유류 및 중금속을 포함한 각종 오염물질을 제거하여 토양을 복원하는 기술로서, 국내 특허 제10-0534067호(오염토의 복원과 선별 처리를 위한 토양 세척 방법과 장치)가 제안되었다.

상기의 선행기술은 오염토양을 건식 선별단계와, 고압 살수 선별단계를 통하여 선별한 다음, 1차 세척조에서 세척하는 동시에 오염물이 다량 함유된 부유 토양과 오염물이 소량 함유된 침적 토양으로 분리 배출한 후, 분리된 침적 토양을 2차 세척조에서 세척과 동시에 미세토와 조립토로 분리 배출하여 조립토는 탈수하여 복원용 토양으로 환원하며, 미세토는 1차 세척조에서 배출된 부유 토양과 함께 침전, 응집 및 탈수공정을 통하여 폐기용 오염슬러지로 만들고, 오염된 세척제는 중화시켜 재활용하는 기술이다.

이러한 종래의 선행기술은 건식 선별기와, 고압 살수 선별기에서 입도가 큰 토양입자를 선별한 후, 1차 및 2차세척조에서 세척공정이 수행된 다음, 세척공정에서 생성된 미세토와 부양토를 폐기용 오염 슬러지로 만들어 폐기하므로 폐기물의 처리비용이 과다하게 소요될 뿐만 아니라 폐기물로 인하여 제2의 환경오염을 야기하는 실정이고, 특히 미립자의 토양에 흡착된 오염물질을 효과적으로 제거하지 못하는 문제점들이 있었다.

또한, 종래의 토양 세척 기술만으로 금속 성분이 토양입자와 아주 강하게 결합되어 있는 경우, 금속성분 함유 토양과 미함유 토양의 밀도 및 표면 특성이 명확하게 구분되지 않는 경우, 중금속의 다양한 화학적 특성으로 인해 세척 기술이 적용하기 힘든 경우, 중금속이 다양한 크기의 토양입자와 결합되어 있을 경우, 실트/점토의 함량이 30~50%를 넘거나 휴믹질 함량이 높은 토양의 경우, 높은 점도를 가지는 유기물이 토양에 포함되어 있을 경우 토양에 흡착된 오염물질을 효과적으로 제거하기 힘든 문제가 있었다.

특히, 종래의 토양 세척 기술은 적용대상토양이 미세토사를 다량 함유하고 있는 경우, 정화 효율이 낮은 특징이 있는데, 이는 비표면적이 높고, 흡착사이트가 다량 존재하는 미세토의 특징에 기인한 것으로, 조립토의 경우에 비하여 유,무기 오염물질이 더욱 강하게 흡착되므로 정화 공법을 통한 탈착이 어려워 정화 시스템의 경제성, 친환경성, 작업성, 안전성 측면에서 설치 비용이 많이 투입되고 정화 시스템을 위한 현장 설치 부지가 많이 확보되어야 하는 문제점이 있다.

본 발명의 일 측면은, 현장 설치 부지를 최소화시켜 효율적인 관리 운용이 가능하도록 하면서도 유류와 중금속으로 복합 오염된 토양의 동시 처리가 가능한 컴팩트형 복합 오염토양 정화 시스템을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 측면은, 서로 연계된 구성 요소를 최적 위치에 설치하면서도 작업자의 이동 거리를 최소화 시켜서 근무 환경을 개선하는 컴팩트형 복합 오염토양 정화 시스템을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 또 다른 측면은, 투입되는 오염토의 오염 정도에 관계없이 항상 우수한 마찰 세정 성능을 발휘하는 어트리션 스트러버를 통하여 마찰 세정력을 극대화시킬 수 있는 컴팩트형 복합 오염토양 정화 시스템을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 또 다른 측면은, 어트리션 스크러버 내부에 메인 임펠러들과 중첩되는 서브 임펠러들이 메인 임펠러들 사이마다 설치되기 때문에 더욱 원활하게 마찰 세정시킬 수 있는 효과가 있으며, 어트리션 스크러버의 외곽부의 오염토까지 골고루 마찰 세정시킬 수 있는 컴팩트형 복합 오염토양 정화 시스템을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 실시예에 따른 컴팩트형 복합 오염토양 정화 시스템은, 투입 호퍼를 통하여 오염토가 공급되고 탈수 케이크가 배출되는 제1방향을 따라서 배치되어 오염토가 정량으로 이송되게 하는 오염토양 이송 컨베이어;와, 오염토양 이송 컨베이어의 일단에 배치되어 공급된 오염토를 세척하기 위하여 패들형으로 1개의 회전축에 다수개의 패들들이 부착되어 축 회전 방식으로 오염토를 제1방향으로 이송하는 믹스 와셔;와, 믹스 와셔의 일단에서 배치되어 공급된 오염토 중 제1크기 이상의 오염토를 선별해내는 제1선별망과, 제2습식 진동 선별을 효율적으로 하기 위하여 제1크기 보다 상대적으로 작은 제2크기를 가지며 제1선별망의 하부에 설치되는 제2선별망을 포함하여 청정 자갈이 생성되게 하는 습식 진동 선별장치;와, 오염토양 이송 컨베이어와 교차되면서 청정 자갈이 배출되게 하는 제2방향을 따라서 배치되어 시스템의 중앙 섹터과 제1주변 섹터를 정의하는 기준이 되는 청정 자갈 배출 컨베이어;와, 시스템의 중앙 섹터에 배치되어 습식 진동 선별장치에서 유입된 토사에 대하여 습식으로 입도 분리를 수행하여 제1기준 입도보다 작은 입자를 제1a배출구로 배출하고 제1기준 입도보다 큰 입자를 제1b배출구로 배출하는 제1하이드로 사이클론;과, 제1하이드로 사이클론에 인접하게 배치되어 제1하이드로 사이클론의 제1b배출구에서 배출된 제1기준 입도보다 큰 입자에서 중금속이 용출되어 산 세척되게 하는 산 세척 장치;와, 산 세척 장치에 인접하게 배치되어 산 세척 장치에서 배출된 입자에서 수분을 탈수하여 청정 모래를 생성하는 진동 세척 탈수장치;와, 청정 자갈 배출 컨베이어와 평행하도록 오염토양 이송 컨베이어와 교차되면서 청정 모래가 배출되는 제2방향을 따라서 배치되어 시스템의 중앙 섹터과 제2주변 섹터를 정의하는 기준이 되는 청정 모래 배출 컨베이어;와, 제2주변 섹터에 배치되어 진동 세척 탈수장치를 거친 토사에 대하여 습식으로 입도 분리를 수행하여 제2기준 입도보다 작은 입자를 제2a배출구로 배출하고 제2기준 입도보다 큰 입자를 제2b배출구로 배출하는 제2하이드로 사이클론;과, 제2주변 섹터에 배치되어 제1하이드로 사이클론의 제1a배출구 및 제2하이드로 사이클론의 제2a배출구에서 미세 토사를 공급받아서 미세 토사가 바닥으로 중력 침강되게 하고 오염수는 침사조 처리 수조로 공급하여 세척수로 재이용되게 하는 침사조;와, 제2주변 섹터에 배치되어 침사조에서 침전되지 않은 미세 토사를 공급받아서 제2주변 섹터에 배치된 응집제 교반조에서 공급된 응집제를 이용하여 바닥으로 침전되게 하는 침전조;와, 중앙 섹터에 배치되어 침사조 및 침전조의 토출단에 연결되어 침사조 및 침전조에 토출되는 슬러지를 저류시키고 중력 분리된 농축 슬러지를 생성시키는 농축조;와, 제1주변 섹터에 배치되어 농축조에서 토출된 농축 슬러지가 유입되어 물을 배출시켜 농축 슬러지를 탈수 케이크로 생성시켜서 제1방향으로 배출하는 필터 프레스;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 컴팩트형 복합 오염토양 정화 시스템은, 침전조에 인접하게 위치하면서 중앙 섹터에 배치되어 침전조에 인접하게 위치되어 침전조에서 보내지는 기포가 유입되어 기포 중에 함유된 기름을 분리하는 유수 분리조;와, 중앙 섹터에 배치되어 유수 분리조에서 기름이 분리된 물을 공급받아서 믹스 와셔와 습식 진동 선별장치와 어트리션 스크러버 및 진동 세척 탈수장치에 물을 공급하는 공정수 저장조;와, 중앙 섹터에 배치되어 공정수 저장조의 물이 일정 수위가 되도록 물을 보충하는 보충수 저장조;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 산 세척 장치는, 외관을 형성하며 내부에 약품 탱크에서 제공된 산 세척제가 수용되는 산 세척제 수용부가 구비된 본체;와, 본체의 중심부 상면에 회전 가능하게 결합되어 오염토에 대한 주된 마찰 세정을 수행하는 메인 임펠러들을 가지며 높이 방향을 따라서 길게 연장 형성되는 메인 구동축과, 메인 구동축에 회전력을 제공하기 위하여 본체의 상면에 배치되는 메인 구동모터를 포함하는 메인 마찰 세정유닛;과, 본체의 외곽부 상면에 회전 가능하게 결합되어 오염토에 대한 보조적인 마찰 세정을 수행하기 위하여 메인 임펠러들이 중첩되되 메인 임펠러들의 사이 사이마다 위치하는 서브 임펠러들을 가지며 메인 구동축에 나란하게 높이 방향을 따라서 길게 연장 형성되는 서브 구동축과, 서브 구동축에 회전력을 제공하기 위하여 본체의 상면에 배치되는 서브 구동모터를 포함하는 서브 마찰 세정유닛;과, 본체의 내주면을 따라서 연속적으로 돌출 형성되어 오염토가 본체의 상,하부로 이탈 또는 비산되지 않도록 함으로써 오염토에 대한 마찰 세정 효과를 극대화하기 위한 돌출부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 산 세척 장치는, 중금속을 용출하기 위한 처리수가 유입되는 용출조와, 용출조 내부에 설치되어 부상 회전함으로써 오염토의 낙하하는 힘을 이용하여 오염토에 화학적으로 결합되어 있는 중금속이 용출되게 하는 회전 드럼과, 회전 드럼을 용출조 내부에 부상하여 회전시키는 회전 장치를 포함하며, 회전 드럼은, 용출 대상인 미세토가 유입되는 제1크기의 원통형 인렛 드럼;과, 인렛 드럼을 거쳐서 유입된 미세토가 부상 회전하여 미세토에서 중금속이 용출되도록 그 외주면에 다수의 통공이 형성되고 그 내주면에 나선형의 제1회전 이송날이 형성되는 제1크기보다 큰 제2크기의 원통형 드럼 하우징;과, 드럼 하우징에서 중금속이 용출된 미세토가 외부로 배출되게 그 내주면에 나선형의 제2회전 이송날이 형성되는 제1크기의 원통형 아웃렛 드럼;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 컴팩트형 복합 오염토양 정화 시스템은, 현장 설치 부지를 최소화시켜 효율적인 관리 운용이 가능하도록 하면서도 유류와 중금속으로 복합 오염된 토양의 동시 처리가 가능하게 되는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 컴팩트형 복합 오염토양 정화 시스템은, 서로 연계된 구성 요소를 최적 위치에 설치하면서도 작업자의 이동 거리를 최소화 시켜서 근무 환경을 개선하도록 하는 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 컴팩트형 복합 오염토양 정화 시스템은, 투입되는 오염토의 오염 정도에 관계없이 항상 우수한 마찰 세정 성능을 발휘하는 어트리션 스트러버를 통하여 마찰 세정력을 극대화시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 컴팩트형 복합 오염토양 정화 시스템은, 어트리션 스크러버 내부에 메인 임펠러들과 중첩되는 서브 임펠러들이 메인 임펠러들 사이마다 설치되기 때문에 더욱 원활하게 마찰 세정시킬 수 있는 효과가 있으며, 어트리션 스크러버의 외곽부의 오염토까지 골고루 마찰 세정시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 컴팩트형 복합 오염토양 정화 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 컴팩트형 복합 오염토양 정화 시스템을 나타낸 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 컴팩트형 복합 오염토양 정화시스템의 산 세척 장치버를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 일 실시예에 따른 컴팩트형 복합 오염토양 정화시스템의 산 세척 장치의 일부를 확대하여 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 컴팩트형 복합 오염토양 정화 시스템에 이용되는 산 세척 장치의 정면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 컴팩트형 복합 오염토양 정화 시스템에 이용되는 산 세척 장치의 측면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 컴팩트형 복합 오염토양 정화 시스템에 이용되는 산 세척 장치의 회전 드럼을 확대하여 나타낸 사시도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 컴팩트형 복합 오염토양 정화 시스템에 이용되는 산 세척 장치의 회전 드럼을 확대하여 나타낸 단면도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 컴팩트형 복합 오염토양 정화 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 컴팩트형 복합 오염토양 정화 시스템을 나타낸 평면도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 컴팩트형 복합 오염토양 정화 시스템(10)은, 오염토가 공급되고 탈수 케이크가 배출되는 제1방향(D1)을 따라서 배치되어 오염토가 정량으로 이송되게 하는 오염토양 이송 컨베이어(100);와, 오염토양 이송 컨베이어(100)의 일단에 배치되어 공급된 오염토를 축 회전 방식으로 제1방향(D1)으로 이송하면서 세척수를 분사하여 세척하는 믹스 와셔(200);와, 믹스 와셔(200)의 일단에서 배치되어 공급된 오염토에서 일정 입도 이하의 토사는 통과시키고 일정 입도 이상의 토사는 통과하지 못하고 청정 자갈이 생성되게 하는 습식 진동 선별장치(300);와, 오염토양 이송 컨베이어(100)와 교차되면서 청정 자갈이 배출되게 하는 제2방향(D2)으로 배치되어 시스템(10)의 중앙 섹터(SM)과 제1주변 섹터(S1)를 정의하는 기준이 되는 청정 자갈 배출 컨베이어(400);와, 시스템(10)의 중앙 섹터(SM)에 배치되어 습식 진동 선별장치(300)에서 유입된 토사에 대하여 습식으로 입도 분리를 수행하여 제1기준 입도보다 작은 입자를 제1a배출구(511)로 배출하고 제1기준 입도보다 큰 입자를 제1b배출구(521)로 배출하는 제1하이드로 사이클론(500);과, 제1하이드로 사이클론에 인접하게 배치되어 제1하이드로 사이클론(500)의 제1b배출구(521)에서 배출된 제1기준 입도보다 큰 입자에서 중금속이 용출되어 산 세척되게 하는 산 세척 장치(600);와, 산 세척 장치(600)에 인접하게 배치되어 산 세척 장치(600)에서 배출된 입자에서 수분을 탈수하여 청정 모래를 생성하는 진동 세척 탈수장치(700);와, 청정 자갈 배출 컨베이어(400)와 평행하도록 오염토양 이송 컨베이어(100)와 교차되면서 청정 모래가 배출되는 제2방향(D2)을 따라서 배치되어 시스템(10)의 중앙 섹터(SM)과 제2주변 섹터(S2)를 정의하는 기준이 되는 청정 모래 배출 컨베이어(800);와, 시스템(10)의 제2주변 섹터(S2)에 배치되어 진동 세척 탈수장치(700)를 거친 토사에 대하여 습식으로 입도 분리를 수행하여 제2기준 입도보다 작은 입자를 제2a배출구(911)로 배출하고 제2기준 입도보다 큰 입자를 제2b배출구(921)로 배출하는 제2하이드로 사이클론(900);과, 제2주변 섹터(S2)에 배치되어 제1하이드로 사이클론(500)의 제1a배출구(511) 및 제2하이드로 사이클론(900)의 제2a배출구(911)에서 미세 토사를 공급받아서 미세 토사가 바닥으로 중력 침강되게 하는 침사조(1000);와, 제2주변 섹터(S2)에 배치되어 침사조(1000)에서 침전되지 않은 미세 토사를 공급받아서 응집제를 이용하여 바닥으로 침전되게 하는 침전조(1100);와, 중앙 섹터(SM)에 배치되어 침사조(1000) 및 침전조(1100)의 토출단에 연결되어 침사조(1000) 및 침전조(1100)에 토출되는 슬러지를 저류시키고 중력 분리된 농축 슬러지를 생성시키는 농축조(1200);와, 제1주변 섹터(S1)에 배치되어 농축조(1200)에서 토출된 농축 슬러지가 유입되어 물을 배출시켜 농축 슬러지를 탈수 케이크로 생성시켜서 제1방향(D1)으로 배출하는 필터 프레스(1300);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 컴팩트형 복합 오염토양 정화시스템(10)에서는 도 2를 기준으로 좌우 방향인 제1방향(D1)을 따라서 오염토가 공급되어 탈수 케이크로 시스템의 측단으로 배출되게 하며, 전후 방향인 제2방향(D2)을 따라서 세척된 오염토가 청정 자갈이나 청정 모래가 시스템(10)의 전단으로 배출되게 한다.

먼저, 시스템(10)의 좌측 선단에 배치되어 오염토가 공급되는 투입 호퍼(110)는 상부로 갈수록 단면이 커지는 구조로 되어 포크레인 등을 통해 오염토의 공급시 유리한 구조를 갖게 된다.

투입 호퍼(110)에 공급된 오염토는 제1방향(D1)을 따라서 배치된 오염토양 이송 컨베이어(100)를 통해 믹스 와셔(200)로 공급한다. 이때 오염토는 그 성상을 구분하지 않으나, 오염 정도를 파악하여 후공정 시 오염 정도에 따라 그 시간을 결정할 수 있다.

오염토양 이송 컨베이어(100)를 통해 믹스 와셔(200)로 투입된 오염토는 습식 진동 선별장치(300) 내에서 유류와 중금속의 탈착 및 입도에 따른 선별이 이루어진다. 이러한 습식 진동 선별장치(300)는 일정 입도 이상의 입자(2mm~40mm)를 선별하여 청정 자갈 배출 컨베이어(400)를 통하여 청정 자갈로 배출하고, 일정 입도 이하의 입자(2mm 이하)만을 선별 통과시켜서 후속 공정을 진행한다.

구체적으로, 오염토는 투입 호퍼(110)의 하단에 연결되고 제1방향(D1)을 따라서 길게 배치된 오염토양 이송 컨베이어(100)를 통하여 투입된 믹스 와셔(200)에서 세척수와 혼합된다.

이러한 믹스 와셔(200)는 오염토양 이송 컨베이어(100)의 일단에 연속적으로 배치되어 공급된 오염토를 세척하기 위하여 패들형(paddle type)으로 1개의 회전축(210)에 다수개의 패들들(220)이 부착된다. 또한, 세척수는 믹스 와셔(200) 상부에 설치된 스프레이 노즐들(230)을 통하여 분사된다.

따라서, 회전축(210)이 회전하면서 패들(220)에 의해 토양을 이송하면 스프레이 노즐들(230)로부터 세척수가 분사되어 혼합되면서 토양을 세척한다.

이러한 믹스 와셔(200)는, 회전축(220)의 회전속도를 조절함으로서 오염토양의 처리량을 조절할 수 있다.

공급되는 세척수는, 후술하는 바와 같이, 공정수 저장조(1400)로부터 공급되는데, 이러한 믹스 와셔(200)의 규격은 길이 4.56m, 폭 0.66m 그리고 높이 0.72m 정도이고, 회전축을 회전하기 위한 구동모터는 15마력 정도를 이용할 수 있다.

믹스 와셔(200)로부터 세척된 토양은 습식 진동 선별장치(300)에 투입되어 일정 입도의 크기를 기준으로 오염토를 분리 선별하여 2mm~40mm 크기의 청정 자갈을 생성 반출한다.

즉, 습식 진동 선별장치(300)는, 믹스 와셔(200)의 우측단에 배치되어 믹스 와셔(200)에서 배출되는 토양 슬러리가 유입되어 일정 입도 이상의 입자를 선별하고 일정 입도 이하의 미세 입자만을 통과시켜 후속 공정을 진행한다.

구체적으로, 이러한 습식 진동 선별장치(300)는, 제1습식 진동 선별을 효율적으로 하기 위하여 오염토 중 제1크기 이상의 오염토를 선별해내는 제1선별망(310)과, 제2습식 진동 선별을 효율적으로 하기 위하여 제1크기 보다 상대적으로 작은 제2크기를 가지며 제1선별망(310)의 하부에 설치되는 제2선별망(320)을 포함하여 구성될 수 있음은 물론이며, 습식 진동 선별장치(300)를 통과하지 못한 입자들은 청정 자갈 배출 컨베이어(400)를 통하여 선별되어 2mm~40mm 크기의 세척 골재를 생성하게 된다.

여기서, 본 발명의 실시예에 따른 청정 자갈 배출 컨베이어(400)는 제1방향(D1)으로 배치된 오염토양 이송 컨베이어(100)와 교차되는 제2방향(D2)으로 배치되는데, 특히 이러한 청정 자갈 배출 컨베이어(400)는, 컴팩트형 복합 오염토양 정화 시스템(10)의 중앙 섹터(SM)과 제1주변 섹터(S1)를 정의하는 기준이 된다.

습식 진동 선별장치(300)를 거친 일정 크기 이하의 토사는 펌프(P)를 통하여 컴팩트형 복합 오염토양 정화 시스템(10)의 중앙 섹터(SM)에 배치된 제1하이드로 사이클론(500)으로 공급된 후 후속 공정을 통하여 고도 선별된다.

제1하이드로 사이클론(500)은, 습식으로 제1기준 입도를 기초로 입도 분리를 수행하는데, 이러한 제1하이드로 사이클론(500)은 속이 빈 원추형의 제1테이퍼부(510)와 제1노즐부(520)로 구성되고, 원통형의 접선방향에서 진입하는 제1투입구(530)와, 제1테이퍼부(510)의 넓은 입구 측에 연결되는 제1a배출구(511)와, 제1노즐부(520)에 연결되는 제1b배출구(521)로 구성된다.

즉, 제1투입구(530) 측으로 물과 오염토가 투입되고, 제1테이퍼부(510) 내부에는 소용돌이 현상과 원심력 등에 의해 큰 소용돌이와 작은 소용돌이 및 이들을 축선방향으로 관통하는 수직 유동이 발생한다.

이때, 입자의 무게차이로 인해 원심력에 차이가 발생하고 이로 인해 제1기준 입도 보다 큰 입도를 가진 입자와 제1기준 입도보다 작은 입도를 가진 입자와 물이 분리된다.

다시 말해, 제1기준 입도 보다 작은 입자와 물은 제1a배출구(511)를 통해 배출되고, 제1기준입도 보다 큰 입자는 제1b배출구(521)를 통해 배출되는데, 이때 제1테이퍼부(510)의 길이와 양단의 입구면적비를 조절함으로써 원하는 입도를 기준으로 토사를 분리할 수 있게 된다.

제1하이드로 사이클론(500)의 제1a배출구(511)를 통해 배출되는 제1기준 입도 보다 작은 입자와 물은 침사조(1000)로 공급되고, 제1b배출구(521)를 통해 배출되는 제1기준입도 보다 큰 입자는 산 세척 장치(600)로 공급된다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 컴팩트형 복합 오염토양 정화시스템의 산 세척 장치를 나타낸 도면이며, 도 4는 도 3에 도시된 일 실시예에 따른 컴팩트형 복합 오염토양 정화시스템의 산 세척 장치의 일부를 확대하여 나타낸 도면이다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 산 세척 장치(600)는 어트리션 스크러버(600)를 포함할 수 있는데, 이러한 어트리션 스크러버(600)는, 제1하이드로 사이클론(500)의 제1b배출구(521)에서 분리 선별된 제1기준입도 보다 큰 입도를 가진 큰 입자를 산 세척하기 위한 구성으로, 이러한 어트리션 스크러버(600)는, 외관을 형성하며 내부에 약품 탱크(21,22,23)에서 제공된 산 세척제가 수용되는 산 세척제 수용부(611)가 구비된 본체(610)와, 본체(610)의 중심부에 배치되어 오염토에 대한 주된 마찰 세정을 수행하는 메인 마찰 세정유닛(620)과, 본체(610)의 외곽부에서 메인 마찰 세정유닛(620)과 나란하게 배치되어 오염토에 대한 보조적인 마찰 세정을 수행하는 서브 마찰 세정유닛(630)과, 본체(610)의 내주면을 따라서 연속적으로 돌출 형성되어 오염토가 본체(610)의 상,하부로 이탈 또는 비산되지 않도록 함으로써 오염토에 대한 마찰 세정 효과를 극대화하기 위한 돌출부(640)를 포함하여 구성된다.

여기서 어트리션 스크러버(600)는 도 2에 도시된 바와 같이, 중앙 섹터(SM)와 제2주변 섹터(S2)에 연속적으로 걸쳐서 배치되어 제1하이드로 사이클론(500)과 진동 세척 탈수장치(700) 사이에서 오염토양의 세척 작업이 연속적으로 수행될 수 있도록 한다.

본체(610)는 본 발명의 일 실시예에 따른 컴팩트형 복합 오염토양 정화 시스템(10)의 어트리션 스크러버(600)의 외관을 형성하는 것으로 다양한 형상과 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 본체(610)는 실린더형, 직사각형, 정사각형, 정팔각형 등 다양한 형상으로 이루어질 수 있을 뿐만 아니라, 이러한 본체(610)는 스틸, 스테인레스 스틸, 콘크리트, 플라스틱, 금속, 세라믹 등 다양한 재료로 이루어질 수 있다.

본체(610)의 내부에는 약품 탱크(21,22,23)에서 펌프(P)에 의해 제공된 산 세척제가 수용되는 산 세척제 수용부(611)가 구비되는데, 이러한 산 세척제 수용부(611)에서 오염토, 세척제의 고액비는 약 1:1의 비율로 투입될 수 있다. 여기서 약품 탱크(21,22,23)는 어트리션 스크러버(600)의 본체(610) 내부에 산 세척제를 포함한 세척제를 주입하여 중금속을 포함한 오염물질의 용해도를 높이고 토양입자 표면에 활성을 높여 오염물질의 탈착을 유도할 수 있다.

이러한 약품 탱크(21,22,23)는 오염물질의 효율적인 분리를 위하여 다양한 산 세척제를 포함한 세척제가 사용될 수 있는데, 예를 들어, 토양입자 계면의 활성을 높이는 계면활성제가 수용된 제1약품 탱크(21)와, 토양입자와 결합한 중금속 양이온을 용출시켜 착화합물을 만들어 토양입자와 중금속이 재결합되지 않도록 하는 킬레이트제가 수용된 제2약품 탱크(22)와, 토양입자 결합하고 있거나 탈리된 오염물질을 산화시켜 분해하는 산화제가 수용된 제3약품 탱크(23)를 포함할 수 있다.

메인 마찰 세정유닛(620)은, 본체(610)의 중심부 상면에 회전 가능하게 결합되어 오염토에 대한 주된 마찰 세정을 수행하는 메인 임펠러들(621)을 가지며 높이 방향을 따라서 길게 연장 형성되는 메인 구동축(622)과, 메인 구동축(622)에 회전력을 제공하기 위하여 본체(610)의 상면에 배치되는 메인 구동모터(623)를 포함하여 구성된다.

메인 구동모터(623)는, 메인 구동축(622)에 회전력을 제공하고 회전수 제어가 가능하다. 메인 구동축(622)은 알루미나 재질로 형성되고, 하단에 복수의 메인 임펠러들(621)이 방사상으로 구비되며, 메인 구동모터(623)에 연결되어 메인 구동모터(623)의 회전에 의해 회전된다. 이러한 메인 임펠러들(621)은 산 세척제 수용부(611)의 중심부에서 토양 슬러리를 서로 혼합 및 충돌시켜서 마찰 분쇄와 분산시키는 역할을 한다.

구체적으로, 메인 구동축(622)이 본체(610)의 중심부 상면에 회전 가능하게 결합되고 메인 구동축(622)에 방사상으로 구비된 메인 임펠러들(621)은 토양 슬러리 내의 입자 사이의 마찰에 의해 마멸(attrition) 및 파괴(breaking)시켜서 오염토에 붙어 있는 유류 및 각종 중금속을 효율적으로 분리할 수 있을 뿐만 아니라, 토양 슬러리를 마찰 분쇄시켜서 오염토 입자 내부에 분포된 유류 및 각종 중금속이 효율적으로 분리될 수 있도록 한다. 나아가, 메인 임펠러들(621)은 오염토 입자와의 충돌에 의한 마찰열에 의한 온도 상승을 유도하여 저휘발성 유류 오염 물질의 유동성(mobility)이 상승되도록 한다. 즉, 메인 임펠러들(621)은 고속 회전에 의해 오염토 입자에 대해 마멸(attrition)시키는 제1공정과, 파괴(breaking)시키는 제2공정을 동시에 수행하면서 마찰열을 발생시켜서 오염토 입자의 표면 및 내부에 분포된 유류 및 각종 중금속이 효율적으로 분리될 수 있도록 한다.

서브 마찰 세정유닛(630)은, 본체(610)의 외곽부 상면에 회전 가능하게 결합되어 오염토에 대한 보조적인 마찰 세정을 수행하는 서브 임펠러들(631)을 가지며 메인 구동축(622)에 나란하게 높이 방향을 따라서 길게 연장 형성되는 서브 구동축(632)과, 서브 구동축(632)에 회전력을 제공하기 위하여 본체(610)의 상면에 배치되는 서브 구동모터(633)를 포함하여 구성된다.

서브 구동축(632)은 본체(610)의 외곽부 상면에 회전 가능하게 결합되고 서브 구동축(632)에 방사상으로 구비된 서브 임펠러들(631)은 토양 슬러리 내의 입자 사이의 마찰에 의해 마멸 및 파괴시켜서 오염토에 붙어 있는 유류 및 각종 중금속을 효율적으로 분리할 수 있을 뿐만 아니라, 토양 슬러리를 마찰 분쇄시켜서 오염토 입자 내부에 분포된 유류 및 각종 중금속이 효율적으로 분리될 수 있도록 한다.

여기서 메인 임펠러들(621)의 회전 반경 R1과 서브 임펠러들(631)의 회전 반경 R2의 합은 메인 구동축(622)과 서브 구동축(632) 사이의 이격 거리 L보다 큰 값을 가지도록 한다. 또한, 서브 임펠러들(631)은 메인 임펠러들(621)와 서로 간섭 또는 충돌이 방지되도록 메인 임펠러들(621)의 사이마다 위치되도록 배치될 수 있다.

이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 어트리션 스크러버(600)는 메인 임펠러들(621)과 서브 임펠러들(631)이 동시에 회전하면서 오염토의 마찰 세정이 효율적으로 이루어지는데, 특히 메인 임펠러들(621)과 서브 임펠러들(631)이 중첩되기 때문에 큰 마찰 세정력이 작용하므로 오염토 입자의 표면 및 내부에 분포된 유류 및 각종 중금속이 매우 효율적으로 분리될 수 있도록 한다.

또한, 서브 임펠러들(631)이 본체(610)의 외곽부에 위치한 오염토에 대한 보조적인마찰 세정하기 때문에 오염토의 위치에 관계 없이 오염토 입자의 표면 및 내부에 분포된 유류 및 각종 중금속이 매우 효율적으로 분리될 수 있도록 한다.

또한, 메인 임펠러들(621)과 서브 임펠러들(631)의 회전 속도를 서로 다르게 하거나 회전 방향을 반대로 동작시키면 마찰 세정력을 더욱 극대화시킬 수 있게 된다.

본체(610)에는 내주면을 따라서 연속적으로 돌출 형성되는 돌출부(640)가 더 구비되는데, 이러한 돌출부(640)는 메인 임펠러들(621)과 서브 임펠러들(631)과의 상호 회전마찰력을 극대화시키면서 오염토에 대한 마찰 세정력을 더욱 극대화시킬 수 있게 된다.

여기서, 돌출부(640)는 본체(610) 내주면의 높이 방향 상부측에서 중앙부측으로 갈수록 점차적으로 작아지게 형성된 다음 다시 중앙부측에서 하부측으로 갈수록 점차적으로 커지게 형성되어 오염토가 본체(610)의 상부측 또는 하부측으로 이탈 또는 비산되지 않고 메인 임펠러들(621) 또는 서브 임펠러들(631) 방향의 중앙부 또는 외곽부의 중심 높이로 모일 수 있게 되므로 오염토의 마찰 세정 효과를 더욱 극대화시킬 수 있게 된다.

어트리션 스크러버(600)에서 산 세척된 물과 입자는 진동 세척 탈수장치(700)로 공급되는데, 이러한 진동 세척 탈수장치(700)은, 어트리션 스크러버(600)에서 산 세척된 입자에서 수분을 탈수하여 청정 모래 배출 컨베이어(800)를 통해 0.075mm~2mm 크기의 청정 모래를 생성 반출하거나, 청정 모래를 제외한 나머지 입자들은 펌프(P)를 통하여 제2하이드로 사이클론(900)으로 공급되어 후속 공정이 진행될 수 있도록 한다.

청정 모래 배출 컨베이어(800)는 청정 자갈 배출 컨베이어(400)와 서로 나란하며 오염토양 이송 컨베이어(100)와 교차되는 제2방향(D2)으로 배치되며, 특히 컴팩트형 복합 오염토양 정화 시스템(10)의 중앙 섹터(SM)과 제2주변 섹터(S2)를 정의하는 기준이 된다.

진동 세척 탈수장치(700)를 거친 미세 토사는 컴팩트형 복합 오염토양 정화 시스템(10)의 제2주변 섹터(S2)에 배치된 제2하이드로 사이클론(900)으로 제공되는데, 이러한 제2하이드로 사이클론(900)은, 습식으로 입도 분리를 수행하여 제2기준 입도보다 작은 입자를 제2a배출구(911)로 배출하고 제2기준 입도보다 큰 입자를 제2b배출구(921)로 배출한다. 특히 이러한 제2하이드로 사이클론(900)은, 제1하이드로 사이클론(500)과 동일한 구성을 가지는 것으로 습식으로 제2기준 입도를 기초로 입도 분리를 수행하는데, 이러한 제2하이드로 사이클론(900)은 크게 속이 빈 원추형의 제2테이퍼부(910)와 제2노즐부(920)로 구성되고, 원통형의 접선방향에서 진입하는 제2투입구(930)와, 제2테이퍼부(910)의 넓은 입구 측에 연결되는 제2a배출구(911)와, 제2노즐부(920)에 연결되는 제2b배출구(921)로 구성된다.

제2하이드로 사이클론(900)의 제2a배출구로 배출되는 제2기준 입도보다 작은 입자는 침사조(1000)로 공급되고, 제2b배출구(921)로 배출되는 제2기준 입도보다 큰 입자는 진동 세척 탈수장치(700)에 의하여 다시 탈수 절차가 진행될 수 있다.

제1하이드로 사이클론(500)의 제1a배출구(511)와 제2하이드로 사이클론(900)의 제2a배출구(911)에서 배출되는 미세 토사는 컴팩트형 복합 오염토양 정화 시스템(10)의 제2주변 섹터(S2)에 배치된 침사조(1000)로 공급된다.

이렇게 제1 및 제2하이드로 사이클론(500,900)을 거친 제1 및 제2기준 입도 이하의 미세 토사와 세척수는 침사조(1000)에서 5∼10분 정도 체류하면서 미세 토사가 중력 침전되어 세척수와 분리된다.

따라서 침사조(1000)의 하부에 침전된 미세 토사는 컴팩트형 복합 오염토양 정화 시스템의 중앙 섹터(SM)에 배치된 농축조(1200)로 공급되고, 나머지 침전되지 않은 극미세토양과 상등수는 컴팩트형 복합 오염토양 정화 시스템(10)의 제2주변 섹터(S2)에 배치된 침전조(1100)로 공급된다.

그리고, 침전조(1100)로 공급된 극미세토양과 세척수는 침전조(1100)에 응집제를 투여하여 극미세토양을 응집, 침전시키고 침전된 극미세토양은 농축조(1200)를 통해 컴팩트형 복합 오염토양 정화 시스템(10)의 제1주변 섹터(S1)에 배치된 필터 프레스(1300)로 공급되고, 오염수는 침사조 처리수조(1010)로 공급되어 세척수로서 재이용되도록 한다.

이때 응집제는 컴팩트형 복합 오염토양 정화 시스템(10)의 제2주변 섹터(S2)에 배치된 응집제 교반조(1110)에서 세척수와 상호 혼합되어 침전조(1100)로 투입되는 것이다. 응집제는 액체 속에 현탁되어 있는 고체입자를 서로 뭉치도록 하여 침강시키는 물질로서 무기전해질 또는 유기고분자 화합물을 사용할 수 있다.

한편, 침사조(1000) 및 침전조(1100)에는 각각 침사조(1000) 및 침전조(1100)에서 배출되는 스컴을 제거하기 위한 스컴제거장치(1020)와 스컴저장장치(1120)가 접속되어 있다. 스컴제거장치(1020,1120)는 침사조(1000)와 침전조(1100)에서 부유고형물이 분리된 오폐수를 채우고 공기를 주입하여 상부에 부상하는 미세부유고형물 및 유분 등을 걷어내어 스컴저장장치(1030,1130)에 저장하게 된다.

여기서, 침전조(1100)에서 보내지는 스컴은 유수 분리조(1140)로 유입되어 스컴 중에 함유된 기름을 분리하게 된다. 이러한 유수 분리조(1140)를 통하여 분리된 기름은 오일 저장탱크(1150)에 저장될 수 있다.

농축조(1200)는, 컴팩트형 복합 오염토양 정화 시스템의 중앙 섹터(SM)에 배치되어 컴팩트형 복합 오염토양 정화 시스템(10)의 제2주변 섹터(S2)에 배치된 침사조(1000) 및 침전조(1100)에서 공급된 미세 토사를 농축시켜 컴팩트형 복합 오염토양 정화 시스템(10)의 제1주변 섹터(S1)에 배치된 필터 프레스(1300)로 이송하게 된다.

이러한 필터 프레스(1300)는, 농축된 미세 토사를 탈수시켜 탈수 케이크로 배출하고, 탈수 과정에서 배출되는 청수는 여액 탱크(1310)로 이송되며, 탈수 케이크는 별도의 탈수 케이크 처리설비로 이송될 수 있다.

이러한 필터 프레스(1300)는 공압식 필터 프레스로 구성될 수 있는데, 이를 위해 컴팩트형 복합 오염토양 정화시스템은, 필터 프레스(1300)에 충진된 슬러지를 공기압에 의해 압착시키는 에어 탱크(1320);와, 공기를 압축하여 에어 탱크(1320)에 저장하기 위한 에어 컴프레셔(1330);를 더 포함하여 구성될 수 있다.

한편, 유수 분리조(1140)에서 기름이 분리된 물은 공정수 저장조(1400)로 공급되는데, 이러한 공정수 저장조(1400)는 믹스 와셔(200)와 습식 진동 선별장치(300)와 어트리션 스크러버(600) 및 진동 세척 탈수장치(700)에 물을 공급하게 되며, 공정수 저장조(1400)에는 공정수 저장조(1400)의 물이 일정 수위가 되도록 물을 보충하는 보충수 저장조(1500)가 접속되어 있다.

여기서, 본 발명의 실시예에 따른 컴팩트형 복합 오염토양 정화시스템(10)의 제1하이드로 사이클론(500), 농축조(1200), 유수 분리조(1140), 공정수 저장조(1400), 보충수 저장조(1500)는 중앙 섹터(SM)에 배치되고 제2하이드로 사이클론(900), 진동 세척 탈수장치(700), 침사조(1000), 침전조(1100)가 제2주변 섹터(S2)에 배치되는데 이는 서로 연계된 구성 요소를 최적의 위치에 배치함으로써 현장 설치 부지를 최소화시키면서도 필터 프레스(1300)를 제1주변 섹터(S1)에 배치하여 필터 프레스(1300)에서 배출되는 탈수 케이크가 오염토가 투입되는 방향 그대로 배출될 수 있도록 할 뿐만 아니라 세척된 청정 모래와 청정 자갈은 탈수 케이크와 구분되게 시스템(10)의 앞쪽으로 배출시켜 효율적인 관리 운용이 가능하도록 하면서도 유류와 중금속으로 복합 오염된 토양의 동시 처리가 가능하게 된다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 컴팩트형 복합 오염토양 정화 시스템(10)은, 서로 연계된 구성 요소를 인접한 위치에 설치하면서도 작업자의 이동 거리를 최소화 시켜서 근무 환경을 개선하도록 하는 있도록 하는 효과가 있다.

본 발명의 다른 실시예를 도 5 내지 도 8을 참조하여 설명한다. 전술한 일 실시예와 동일한 구성 요소를 나타내는 경우에는 동일한 부호를 부여하고, 그 설명은 생략한다. 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 컴팩트형 복합 오염토양 정화 시스템에 이용되는 산 세척 장치의 정면을 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 컴팩트형 복합 오염토양 정화 시스템에 이용되는 산 세척 장치의 측면을 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 컴팩트형 복합 오염토양 정화 시스템에 이용되는 산 세척 장치의 회전 드럼을 확대하여 나타낸 사시도이며, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 컴팩트형 복합 오염토양 정화 시스템에 이용되는 산 세척 장치를 확대하여 나타낸 단면도이다.

도 5 내지 도 8에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 컴팩트형 복합 오염토양 정화 시스템에 이용되는 산 세척 장치(600a)는 드럼식 중금속 용출조(600a)를 포함하는데, 이러한 드럼식 중금속 용출조(600a)는, 외관을 형성하며 내부에 용출재 탱크(21,22,23)에서 제공되는 용출재와 오염토를 혼합하여 오염토에서 중금속을 용출하기 위한 처리수가 유입되는 용출조(610a)와, 용출조(610a) 내부에 설치되어 다수의 통공을 가지며 부상 회전함으로써 오염토에 결합되어 있는 중금속을 용출하는 회전 드럼(620a)과, 회전 드럼(620a)을 용출조(610a) 내부에 부상하여 회전시키는 회전 장치(630a)와, 회전 드럼(620a)의 내면에 돌출되도록 형성되어 회전 드럼(620a)이 회전할 때 오염토를 끌어 올려 낙하시키는 기능을 수행하는 내면 돌출부(641a) 및 그 내부의 처리수를 내면 돌출부(641a) 내부로 공급할 수 있도록 내면 돌출부(641a)와 대응하는 위치의 회전 드럼(620a) 외면에 설치되어 회전 드럼(620a)이 회전됨에 따라서 용출조(610a) 내부의 처리수를 상부로 끌어 올려 낙하시키는 기능을 수행하는 외면 저장부(642a)를 구비하는 제1상승부재(640a)와, 회전 드럼(620a)의 외면에 돌출되도록 형성되어 회전 드럼(620a)이 회전됨에 따라서 용출조(610a) 내부의 처리수를 상부로 끌어 올려 회전 드럼(620a) 내부로 낙하시키는 기능을 수행하는 제2상승부재(650a)를 포함하여 구성된다.

이러한 용출조(610a)는 상부 일측에 처리수 투입구(611a)를 가지고, 상부 타측에는 용출재 투입구(612a)를 가지게 있다.

구체적으로, 용출조(610a)는 상부 일측으로 처리수를 제공하기 위하여 공정수 저장조(1400)와 연결하는 처리수 투입구(611a)를 구성하여 용출조(610a) 내부로의 처리수 투입이 용이하게 이루어질 수 있도록 한다.

이때, 중금속 용출 과정에서 이용되는 처리수 투입구(611a)로 투입되는 처리수의 온도 조절이 가능하여 오염 토양에서 중금속이 보다 효율적으로 용출될 수 있도록 한다.

또한, 용출조(610a)는 상부 타측으로 용출재를 제공하기 위하여 용출재 탱크(21,22,23)와 연결하는 용출재 투입구(612a)를 구성하여 용출조(610a) 내부로의 용출재 투입이 용이하게 이루어질 수 있도록 한다.

또한, 용출조(610a)는 하부 일측으로 용출조(610a) 내부에서 유입, 사용한 처리수를 외부 배출시키기 위한 처리수 배출구(613a)를 가질 수 있음은 물론이다.

그리고 회전 드럼(620a)은 용출조(610a) 내부에 부상 설치되면서 그 양측으로 각각 용출조(610a) 양측부에 관통, 연장되어 회전 장치(630a)와 연결되는 인렛 드럼(621a)과 아웃렛 드럼(622a)을 가지고 있다.

이러한 회전 드럼(620a)은 용출조(610a) 내부에 설치되어 부상 회전함으로써 미세토의 낙하하는 힘을 이용하여 미세토에 화학적으로 결합되어 있는 중금속이 용출되게 하는데, 구체적으로, 회전 드럼(620a)은 용출 대상인 오염 토양이 유입되는 인렛 드럼(621a)과, 인렛 드럼(621a)을 거쳐 유입된 오염 토양이 부상 회전하여 중금속이 용출되도록 하는 드럼 하우징(660a)과, 중금속이 용출된 오염 토양이 배출되는 아웃렛 드럼(622a)을 포함하여 구성된다.

즉, 회전 드럼(620a)은 드럼 하우징(660a) 양측으로, 인렛 드럼(621a)과 아웃렛 드럼(622a)을 일정길이 구성하여 용출조(610a) 양측에 관통, 연장시키고, 동시에 인렛 드럼(621a)과 아웃렛 드럼(622a)을 회전 장치(630a)와 연결 구성되게 한다.

여기서, 인렛 드럼(621a)과 아웃렛 드럼(622a)은 동일한 제1크기를 가지는 원통형으로 하고, 드럼 하우징(660a)은 오염 토양의 중금속이 보다 효율적으로 용출될 수 있도록 제1크기보다 큰 제2크기를 가지는 원통형으로 할 수 있다.

한편, 도면에서는 인렛 드럼(621a)과 드럼 하우징(660a) 및 아웃렛 드럼(622a)가 구분되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 이러한 인렛 드럼(621a)과 드럼 하우징(660a) 및 아웃렛 드럼(622a)은 일체형으로 제작될 수 있다.

또, 인렛 드럼(621a)에서 이송된 미세토가 드럼 하우징(660a)의 내부에 유입되도록 하되, 드럼 하우징(660a)은 내면에 나선형의 회전 이송날(661)이 형성되어 유입된 미세토가 일방향으로 이송되도록 형성되고, 드럼 하우징(660a)의 외면에는 다수의 통공(662a)이 형성되어 회전 시 통공(662a)에 의해 오염토가 용출재에 의해 용출되도록 형성된다.

또, 회전 드럼(620a)의 아웃렛 드럼(622a) 내면으로 나선형의 회전 이송날(623)이 형성되어 유입된 미세토가 일방향으로 이송될 수 있도록 한다.

그리고 회전 장치(630a)는 회전 드럼(620a)의 인렛 드럼(621a) 및 아웃렛 드럼(622a)의 하부를 소정의 높이로 받침하여, 회전 드럼(620a)이 용출조(610a) 내부에서 부상, 회전되게 하는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 회전 장치(630a)는 회전 드럼(620a)의 양측을 구성하는 인렛 드럼(621a)과 아웃렛 드럼(622a) 외면으로 각각 구성하는 회전 기어(631a)과, 아웃렛 드럼(622a) 중심 외면에 구성하는 구동 기어(632a)과, 용출조(610a)의 양측 일정 높이에 위치하여 회전 드럼(620a) 양측의 인렛 드럼(621a)과 아웃렛 드럼(622a)에 구성된 각각의 회전 기어(631a) 하부를 받침하는 다수개의 회전 롤러(633a)와, 아웃렛 드럼(622a)의 구동 기어(632a)과 구동 체인(634a)으로 연결되어 회전 구동시키는 구동 모터(635)를 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 다수개의 회전 롤러(633a)는 하부 베이스 설치대(636a)에 의해 일정 높이에 위치하고 또 베어링에 의해 회전되게 구성함이 바람직하다.

이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 드럼식 중금속 용출조(600a)는 회전 드럼(620a)의 회전 마찰 효율성을 극대화시켜 미세토로부터 중금속이 다시 제거될 수 있도록 한다.

본 발명의 실시예에 따른 컴팩트형 복합 오염토양 정화 시스템(10)의 회전 드럼(620a)은 회전할 때 오염토의 상승 및 낙하가 이루어질 수 있도록 드럼 하우징(660a)에 형성된 복수의 제1상승부재(640a)와 제2상승부재(650a)를 각각 구비된다.

제1상승부재(640a)는 처리수를 좁은 범위에 집중적으로 분사하는 출구를 가지는데, 구체적으로 제1상승부재(640a)는 드럼 하우징(660a)의 내면에 돌출되도록 형성되어 드럼 하우징(660a)이 회전할 때 오염토를 끌어 올려 낙하시키는 기능을 수행하는 내면 돌출부(641a)와, 그 내부의 처리수를 내면 돌출부(641a) 내부로 공급할 수 있도록 내면 돌출부(641a)와 대응하는 위치의 드럼 하우징(660a) 외면에 설치되어 드럼 하우징(660a)이 회전됨에 따라서 용출조(610a) 내부의 처리수를 상부로 끌어 올려 낙하시키는 기능을 수행하는 외면 저장부(642a)를 구비한다.

드럼 하우징(660a) 내면에 설치된 복수의 내면 돌출부(641a)는 드럼 하우징(660a)이 회전할 때 오염토를 끌어 올려 낙하시키는 기능뿐 아니라 용출조(610a) 내부의 처리수를 상부로 끌어 올려 낙하시키는 기능을 한다.

이러한 내면 돌출부(641a)은, 드럼 하우징(660a)의 내면에 고정되며 내부에 처리수를 수용하는 수용공간이 형성된 돌출벽(643a)과, 돌출벽(643a) 내부의 처리수가 배출될 수 있도록 돌출벽(643a)에 형성되어 처리수를 좁은 범위에 집중적으로 분사하는 다수의 출구(644a)를 포함한다.

돌출벽(643a)은 드럼 하우징(660a)의 내면으로부터 산형으로 돌출하며, 드럼 하우징(660a)의 회전방향과 교차하는 방향으로 긴 길이를 구비한다. 다수의 출구(644a)는 돌출벽(643a)의 첨단부분에 형성된다. 그리고 이러한 내면 돌출부(641a)가 설치된 위치의 드럼 하우징(660a)에는 내면 돌출부(641a) 내부의 수용공간으로 처리수가 유입될 수 있도록 통공(662a)이 형성된다. 이는 내면 돌출부(641a)가 하부에 위치할 때 용출조(610a)의 처리수가 통공(662a)을 통해 돌출벽(643a) 내부로 유입되고, 돌출벽(643a)이 상부에 위치할 때 돌출벽(643a) 내부로 유입된 처리수가 출구(644a)를 통하여 드럼 하우징(660a) 내부로 배출되어 낙하함으로써 중금속 용출 효과를 높일 수 있도록 한 것이다.

드럼 하우징(660a)의 외면에는 보다 많은 양의 처리수를 상부로 끌어올려 낙하시키기 위한 복수의 외면 저장부(642a)가 형성된다. 외면 저장부(642a)는, 드럼 하우징(660a) 외면에 결합되는 쪽이 개방된 사다리꼴 용기 형태로 마련되며, 드럼 하우징(660a)의 중심으로부터 최대 반경에 해당하는 외측면 중앙부분에는 그 내부로 물이 유입될 수 있도록 입구(645a)가 형성된다. 즉 외면 저장부(642a)는 내부에 물을 수용할 수 있도록 둘레가 폐쇄된 형태이다.

이러한 외면 저장부(642a)는 그 내부의 처리수를 내면 돌출부(641a) 내부로 공급할 수 있도록 각 내면 돌출부(641a)와 대응하는 위치의 드럼 하우징(660a) 외면에 설치되며, 많은 양의 처리수를 수용할 수 있도록 드럼 하우징(660a)의 전후 길이에 상당하는 전후방향 길이를 구비하고, 내면 돌출부(641a)의 폭보다 큰 폭을 구비한다. 외면 저장부(642a)의 입구(645a) 폭은 내면 돌출부(641a) 전체 폭보다 작게 형성된다.

외면 저장부(642a)의 입구(645a) 폭이 작으면 많은 양의 물을 수용할 수 있으나 입구(645a) 폭이 너무 작으면 외면 저장부(642a)이 용출조(610a) 하측에 위치할 때 그 내부로 처리수 유입이 원활하지 않을 수 있으므로, 외면 저장부(642a)의 입구(645a)는 그 내부로 충분한 양의 처리수가 유입될 수 있는 정도의 크기를 구비해야 한다.

외면 저장부(642a) 내부와 내면 돌출부(641a) 내부는 드럼 하우징(660a)에 형성된 통공(662a)에 의해 연통된다. 따라서, 드럼 하우징(660a) 회전에 의하여 외면 저장부(642a)가 상승하면, 외면 저장부(642a) 내부의 물이 통공(662a)을 통하여 내면 돌출부(641a) 내부로 유입될 수 있고, 이 물은 내면 돌출부(641a)의 출구(644a)를 통하여 드럼 하우징(660a) 내부로 낙하할 수 있다.

제2상승부재(650a)는 드럼 하우징의 통공(662a)을 통하여 처리수를 넓은 범위에 분산시켜서 분사시키는데, 구체적으로 제2상승부재(650a)는 드럼 하우징(660a)의 외면에 따라서 다수 구비되어 드럼 하우징(660a)이 회전됨에 따라서 용출조(610a) 내부의 처리수를 상부로 끌어 올려 드럼 하우징(660a) 내부로 낙하시키는 기능만을 수행한다.

이러한 제2상승부재(650a)는, 드럼 하우징(660a)의 정회전 또는 역회전시, 처리수를 끌어올려 드럼 하우징(660a)으로 유입시키도록 구비되는 것으로, 드럼 하우징(660a)의 외면으로부터 직경 방향으로 돌출되게 형성된 외면 돌출부(651a)와, 외면 돌출부(651a)로부터 일측 방향으로 연장 형성된 제1절곡부(652a)와, 외면 돌출부(651a)로부터 제1절곡부(652a)와는 반대되는 타측 방향으로 연장 형성된 제2절곡부(653a)를 포함한다.

제2상승부재(650a)의 외면 돌출부(651a)는, 드럼 하우징(660a)의 외면으로부터 직경 방향으로 돌출되게 형성된다.

그리고, 제1절곡부(652a)는, 외면 돌출부(651a)로부터 연장 형성되는 것으로, 외면 돌출부(651a)의 일측 방향으로 절곡되도록 연장 형성된다. 이러한 제1절곡부(652a)와 외면 돌출부(651a)에 의해 형성되는 공간은, 드럼 하우징(660a)의 정회전시, 처리수가 수용되어 끌어올려지는 공간이 된다.

또한, 제2절곡부(653a)는, 제1절곡부(652a)와 마찬가지로 외면 돌출부(651a)로부터 연장 형성되는 것으로, 제1절곡부(652a)가 절곡된 반대 방향인 타측 방향으로 절곡되도록 연장 형성된다. 이러한 제2절곡부(653a)와 외면 돌출부(651a)에 의해 형성되는 공간은, 드럼 하우징(660a)의 역회전시, 처리수가 수용되어 끌어올려지는 공간이 된다.

한편, 제2상승부재(650a)가 인접된 드럼 하우징(660a)의 일부분에는, 비다공부(654a)가 형성된다. 이러한 비다공부(654a)는, 드럼 하우징(660a)에 다수 형성된 통공(662a)이 형성되지 않은 부분, 즉, 드럼 하우징(660a)의 내부와 용출조(610a) 사이가 막혀 있는 부분으로서, 제2상승부재(650a)에 의해 끌어올려지는 처리수가 끌어올려지는 도중에 드럼 하우징(660a) 내부로 유입되지 않고, 소정 위치까지 끌어올려진 후 넓은 범위에 걸쳐 처리수가 분산되어 낙하될 수 있도록 드럼 하우징(660a) 내부로 유입되도록 수용하는 역할을 한다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 컴팩트형 복합 오염토양 정화 시스템(10)의 드럼식 중금속 용출조(600a)는 좁은 범위에 집중적으로 분사하는 제1상승부재(640a)와 넓은 범위에 분산시켜서 분사하는 제2상승부재(650a)에 의해 낙하하는 처리수의 양이 많아지므로 오염토의 중금속 용출 효과가 향상되는 이점이 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 컴팩트형 복합 오염토양 정화 시스템(10)의 드럼식 중금속 용출조(600a)는 특정 구조의 제1상승부재(640a) 및 제2상승부재(650a)를 드럼 하우징(660a) 내외면에 일체형 구조로 형성함으로써 드럼 하우징(660a)을 효율적으로 이용하여 보다 컴팩트한 구조를 구현할 수 있어 드럼식 중금속 용출조(600a)의 공간 활용도를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 컴팩트형 복합 오염토양 정화 시스템은 서로 연계된 구성 요소별로 구획하여 배치함으로써 현장 설치 부지를 최소화시켜 효율적인 관리 운용이 가능할 뿐만 아니라 작업자의 이동 거리를 최소화시켜서 근무환경을 개선하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이다.

10...컴팩트형 복합 오염토양 정화 시스템 100...오염토양 이송 컨베이어
200...믹스 와셔 300...습식 진동 선별장치
400...청정 자갈 배출 컨베이어 500...제1하이드로 사이클론
600...어트리션 스크러버 700...진동 세척 탈수장치
800...청정 모래 배출 컨베이어 900...제2하이드로 사이클론
1000...침사조 1100...침전조
1200...농축조 1300...필터 프레스
1400...공정수 저장조 1500...보충수 저장조

Claims

오염토에서 중금속을 용출하기 위한 처리수가 유입되는 용출조와, 상기 용출조 내부에 설치되어 부상 회전함으로써 오염토의 낙하하는 힘을 이용하여 오염토에 화학적으로 결합되어 있는 중금속이 용출되게 하는 회전 드럼과, 상기 회전 드럼을 상기 용출조 내부에 부상하여 회전시키는 회전 장치를 포함하는 컴팩트형 복합 오염토양 정화 시스템에 이용되는 드럼식 중금속 용출조에 있어서,
상기 회전 드럼은,
용출 대상인 미세 토사가 유입되는 제1크기의 원통형 인렛 드럼;과, 상기 인렛 드럼을 거쳐서 유입된 미세 토사가 부상 회전하여 상기 미세 토사에서 중금속이 용출되도록 그 외주면에 다수의 통공이 형성되고 그 내주면에 나선형의 제1회전 이송날이 형성되는 상기 제1크기보다 큰 제2크기의 원통형 드럼 하우징;과, 상기 드럼 하우징에서 중금속이 용출된 미세 토사가 외부로 배출되게 그 내주면에 나선형의 제2회전 이송날이 형성되는 상기 제1크기의 원통형 아웃렛 드럼;을 포함하며,
상기 드럼식 중금속 용출조는,
상기 드럼 하우징의 내면에 돌출되도록 형성되어 상기 드럼 하우징이 회전할 때 오염토를 끌어 올려 낙하시키는 기능을 수행함과 동시에 그 출구를 통하여 처리수를 좁은 범위에 집중적으로 낙하시키는 기능을 수행하는 내면 돌출부, 및 그 내부의 처리수를 상기 내면 돌출부 내부로 공급할 수 있도록 상기 내면 돌출부와 대응하는 위치의 상기 드럼 하우징 외면에 결합되는 쪽이 개방된 사다리꼴 용기 형태로 형성되어 상기 드럼 하우징이 회전됨에 따라서 상기 용출조 내부의 처리수를 상부로 끌어 올려 낙하시키는 기능을 수행하는 외면 저장부를 구비하는 복수의 제1상승부재;와, 상기 복수의 제1상승부재와 교번적으로 위치하면서 상기 드럼 하우징이 정회전 또는 역회전됨에 따라서 상기 용출조 내부의 처리수를 상부로 끌어 올려 상기 드럼 하우징의 통공을 통하여 넓은 범위에 분산시켜서 낙하시키는 기능을 수행하는 복수의 제2상승부재;를 포함하며,
상기 제2상승부재는,
상기 드럼 하우징의 외면으로부터 직경 방향으로 돌출되게 형성된 외면 돌출부와, 상기 외면 돌출부로부터 일측 방향으로 연장 형성된 제1절곡부와, 상기 외면 돌출부로부터 상기 제1절곡부와는 반대되는 타측 방향으로 연장 형성된 제2절곡부를 포함하되, 상기 제1절곡부와 외면 돌출부에 의해 형성되는 공간은, 상기 드럼 하우징의 정회전시, 처리수가 수용되어 끌어올려지는 공간이 되고, 상기 제2절곡부와 외면 돌출부에 의해 형성되는 공간은, 상기 드럼 하우징의 역회전시, 처리수가 수용되어 끌어올려지는 공간이 되어, 상기 제1상승부재와 함께 오염토에서 중금속이 용출되게 하며,
상기 제2상승부재가 인접된 드럼 하우징의 일부분에는,
비다공부가 형성되어, 상기 제2상승부재에 의해 끌어올려지는 처리수가 끌어올려지는 도중에 드럼 하우징 내부로 유입되지 않고, 소정 위치까지 끌어올려진 후 넓은 범위에 걸쳐 처리수가 분산되어 낙하될 수 있도록 드럼 하우징 내부로 유입되도록 수용하는 것을 특징으로 하는 컴팩트형 복합 오염토양 정화 시스템에 이용되는 드럼식 중금속 용출조.
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