KR102122772B1 - Remediation apparatus for polluted soil and Water by Multi-Phase Extraction - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 오염토양 지하수정화 처리 중 부압증가에 의해 추출효율을 높일 수 있는 진공 다중추출방법에 의한 오염토양 지하수정화 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a contaminated soil groundwater purification apparatus by a vacuum multi-extraction method capable of increasing the extraction efficiency by increasing the negative pressure during a contaminated soil groundwater purification process.
일반적으로, 유류로 오염된 지반의 정화 처리의 물리적 추출기술로서 지반(토양)의 증기 즉 휘발성 유기화합물(VOCs; Volatile Organic Compounds)과 지하수 내의 유류오염물질(TPH; total petroleum hydrocarbon) 및 경소수성 액체(LNAPL)를 동시에 추출하는 다상추출(MPE : Multi-Phase Extraction)가 알려져 있다.In general, as a physical extraction technology for the purification treatment of soil contaminated with oil, vapors of ground (soil), namely volatile organic compounds (VOCs) and oil contaminants (TPH; total petroleum hydrocarbon) and lightly hydrophobic liquids in groundwater Multi-Phase Extraction (MPE), which simultaneously extracts (LNAPL), is known.
다상추출(MPE : Multi-Phase Extraction)은 불포화대(vadose zone)의 증기(VOCs)와 지하수내의 용존상 유류 및 자유상 유류(LNAPL)를 동시에 추출하는 기술의 일반적 용어로서, 토양중의 (오염)증기 추출과 지하수 펌프-처리 시설을 결합하여 밀폐된 추출(관)정에서 진공(부압)을 가함으로써 다상추출을 구현하는 방법이다.Multi-Phase Extraction (MPE) is a general term for the technique of simultaneously extracting vapors (VOCs) of unsaturated zones and dissolved and free-phase oils (LNAPL) in groundwater. )It is a method of realizing multiphase extraction by applying vacuum (negative pressure) in a closed extraction (pipe) well by combining steam extraction and groundwater pump-treatment facilities.
다상추출의 기본 원리는 일반적으로 지하수면 위의 불포화대까지 연장된 관정 스크린의 일부분을 포함하며 추출관정에 적용된다. 즉, 지하수면 또는 지하수면 아래에서 양수를 하므로 액상(지하수에 용존된 유류, 자유상유류)의 추출은 이루어지고, 관정에 작용된 진공은 토양 증기를 추출하는 동시에 압력구배를 증가시켜 지하수 추출량을 증가시킨다. 진공작용은 양수되는 우물로부터 지하수면을 크게 낮추지 않고 양수되는 관정에서 효과적으로 동수경사를 증가시킨다(EPA USA, 1999). The basic principle of polyphase extraction generally includes a portion of the well screen extending to the unsaturation zone above the water surface and applied to the well. That is, since the water is pumped from the ground level or below the ground level, extraction of the liquid phase (oil dissolved in the groundwater, free phase oil) is performed, and vacuum applied to the well extracts soil vapor and increases the pressure gradient while increasing the amount of groundwater extraction. Increase. The vacuum action does not significantly lower the groundwater level from the well being pumped, effectively increasing the hydraulic slope in the well being pumped (EPA USA, 1999).
도 1은 양수정에서 진공을 가할 때 그 영향을 보여주는 기본개념을 도시하였다. 진공을 가하지 않고, 양수도 없는 정적상태의 수위(1 참조), 진공을 가하지 않고 양수만 할 때 수위강하(2 참조), 이때의 수위강하는 지하수 양수에 따른 결과이다. 진공의 영향을 받는 우물은 가해진 진공압에 상응(Δh=진공압ㆇ물의비중)하는 수위 상승을 초래하고(3 참조), 진공은 음의 게이지 압력 (대기압 미만)이며 우물 쪽으로 음의 기울기를 생성한다. 그리고 다중추출에서 양수와 진공을 동시에 가할 때 유효한 수위강하는 진공작용과 지하수위의 디프레션(4 에 표시)에 의해 생성 된 수위강하의 합이 된다. 결국 동수경사가 증가하기 때문에 우물 양수율(추출 속도)의 증가가 실현된다(Suthersan, 1997). 투수성 다공질 매질 내에서 층류인 경우 다르시의 법칙(Darcy's Law)이 적용되는데, 동일 조건이라면 대수층을 통한 유출량은 동수경사(i)에 정비례한다는 것으로 알려져 있다(Q=kiA). 수위가 관리수위 이하로 강하되면 기상 위주로 추출되므로 액상의 양수량이 감소되어 강하되던 지하수위가 수렴되므로 더 이상 동수경사는 증가되지 않는다. 그러나 추출관정에 부압(진공)을 가할 경우 추가적인 수위 강하 없이 효과적으로 동수경사를 증가시킬 수 있다. 따라서 진공압의 재하는 동수경사가 증가되어 결과적으로 지하수 추출 속도가 증가된다(Suthersan, 1997).1 shows a basic concept showing the effect of applying vacuum in a water well. The static water level without vacuum and no pumping (see 1), the water level drop when pumping only without vacuum (see 2), and the drop in water at this time are the result of the pumping of groundwater. Wells affected by vacuum result in a rise in water level corresponding to the applied vacuum pressure (Δh=specific gravity of vacuum pressure water) (see 3), vacuum is negative gauge pressure (less than atmospheric pressure) and produces a negative slope towards the well do. In addition, the effective water level drop when multiple pumping and vacuum are applied simultaneously is the sum of the water level drop generated by the vacuum action and the depression of the ground water level (shown in 4). As a result, an increase in the hydraulic pumping rate (extraction rate) is realized because the hydraulic gradient increases (Suthersan, 1997). In the case of laminar flow in the permeable porous medium, Darcy's Law is applied, and it is known that the flow through the aquifer is directly proportional to the hydraulic slope (i) under the same conditions (Q=kiA). When the water level drops below the control level, it is extracted mainly in the gas phase, so the amount of liquid pumping is reduced, and the groundwater level, which has dropped, converges, so that the hydraulic gradient is no longer increased. However, when negative pressure (vacuum) is applied to the extraction well, the hydraulic slope can be effectively increased without additional drop in water level. Therefore, the hydraulic pressure load increases the hydraulic slope and consequently the groundwater extraction rate (Suthersan, 1997).
도 2는 유류오염 지반의 복원 개념을 도시하였다(EPA, New England, 2002).지층은 상부에 다공질인 모래, 자갈층과 하부에 불투수층인 점토층으로 이루어진 지반이고, 지하수는 층류를 이루어 흐르다가 종국에는 하천에 유입된다. 지상에 노후한 유류저장시설로부터 유류가 유출, 또는 불법 매립한 LNAPL오염원이 있고 지반이 오염되었다. 정화를 위해 추출관정이 설치되었고, 오염물인 LNAPL이 하천으로 직접 유입되지 못하도록 하천 옆에 물리적 장벽(쉬트파일)이 설치되어 있다. Fig. 2 shows the concept of the restoration of oil-contaminated ground (EPA, New England, 2002). The ground layer is made of porous sand, gravel layer, and clay layer, which is an impermeable layer, and groundwater flows in a laminar flow. It flows into the river. Oil leaks from old oil storage facilities on the ground, or there is an illegal landfill of LNAPL pollutants and the soil is contaminated. An extraction well was installed for purification, and a physical barrier (sheet pile) was installed next to the stream to prevent the contaminant LNAPL from entering the stream directly.
또한, 종래기술로서 선행 기술문헌 "등록 특허 10-1830288 유류 오염 지하수 정화 장치"가 개시되어 있다. 그러나 이러한 종래기술은 방류수 처리, 추출관정에 가해지는 진공의 효과 감소, 지하수위 강하량 증가 및 스미어존(smear zone) 감소효과 미흡(지반 위해, 오염확산 요소), 오염수의 오염지역 외 유출 등의 문제점이 있었다.In addition, as a prior art, there is disclosed a prior art document "Patent Registration 10-1830288 Oil Pollution Groundwater Purification Device". However, in the prior art, treatment of effluent, reduction of the effect of vacuum applied to the extraction well, increase of the drop in the groundwater level and insufficient effect of reducing the smear zone (ground hazard, pollution diffusion factor), outflow of contaminated water, etc. There was a problem.
또한, 처리된 방류수를 인근 수계에 방류하지 않고 오염지역내 주입관정을 설치하여 지하로 재주입(환원)하는 종래기술이 있는데, 오염지역 내에서 재주입하므로 지하수위를 안정화해 지반침하 등의 위해요소를 차단하는 효과는 있으나, 처리된 방류수는 완전히 100% 정화 처리되지 못한 상태에서 원위치에 재주입되므로 주입수 중의 미량의 잔류 오염물질이 주입정의 필터 등에 스컴(skum)을 형성하여 주기적인 청소(써징) 또는 주기적인 주입관정 재설치 등의 경제적 손실이 발생되고, 완전히 100% 정화 처리되지 못한 오염물질을 지하수에 재공급하므로 잔류 오염물질이 지하수에 도달하기 전 최대한 정화 처리가 필요한 문제점이 있었다.In addition, there is a conventional technique of re-injecting (reducing) the treated effluent into the basement by installing an injection well in a contaminated area without discharging it into a nearby water system. Although it has the effect of blocking urea, the treated effluent is re-injected to its original position without being completely 100% purified, so a small amount of residual contaminants in the injection water form a scum on the filter of the injection well and periodically clean it ( Surging) or economic loss such as periodic injection well reinstallation, and re-supplying contaminants that have not been completely 100% purified to ground water, there is a problem that the residual pollutants need to be purified as much as possible before reaching the ground water.
본 발명의 목적은, 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 관정 내 지하수와 경소수성 액체 및 휘발성 유기화합물을 동시에 추출할 수 있는 다상추출형 유류오염지하수 추출장치로, 필요한 위치에 지하수위 조절 및 유지가 가능하며, 투수성 및 통기성 등의 지층 조건에 따른 적용에 제약이 적고, 관정 내부에 진공압을 유지할 수 있고, 기존 공법 대비 적은 동력으로 많은 지하수의 회수가 가능하며 추출관정당 포괄면적을 최대화할 수 있는 특징이 있어, 지하수 오염의 정화 및 확산방지에 응급 적용할 수 있으며, 필요 수위를 물리적으로 제어하고 넓은 면적의 불포화대에 대해 오염 증기를 추출하고 공기를 공급할 수 있게 함으로써 스미어 존(Smear Zone)의 관리와 스미어 존의 자정능력을 최대한 활용할 수 있는 진공 다중추출방법에 의한 오염토양 지하수정화 장치를 제공하는 것이다.The object of the present invention is to solve this problem, a multi-phase extraction type oil pollution groundwater extraction device capable of simultaneously extracting groundwater and light-hydrophobic liquids and volatile organic compounds in a well, and controlling and maintaining the groundwater level at a required location. It is possible, and there are few restrictions on application according to geological conditions such as permeability and breathability, it can maintain the vacuum pressure inside the well, and it can recover a lot of groundwater with less power than the existing method and maximize the comprehensive area per extraction well It has the characteristics that it can be applied to emergency treatment for the purification and diffusion prevention of groundwater pollution, and it can physically control the required water level and extract polluted vapor and supply air to a large area of unsaturated zone. ), and to provide a groundwater purification system for polluted soil by a vacuum multiple extraction method that can make the most of the self-cleaning ability of the smear zone.
상기한 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로서 본 발명은, 지반에 상시지하수위보다 깊게 천공된 추출공에 관정케이싱이 삽입되고, 상기 관정케이싱 내부에 설치된 제트펌프; 상기 제트펌프의 상단에 연결되어 지상으로 연장되는 추출관; 상기 제트펌프에 고압수를 공급하는 고압수공급수단; 상기 추출관에 연결되어 추출물을 수용하는 기액분리기; 상기 기액분리기에 연결되는 유수분리기; 및 상기 관정케이싱 주변 불포화토층에 기밀이 유지되도록 상기 관정케이싱을 중심으로 주변부의 지면을 덮도록 설치되는 방수기밀시트;를 포함할 수 있다.As a specific means for achieving the above object, the present invention, a well casing is inserted into the extraction hole drilled deeper than the groundwater level on the ground, a jet pump installed inside the well casing; An extraction pipe connected to the upper end of the jet pump and extending to the ground; High pressure water supply means for supplying high pressure water to the jet pump; A gas-liquid separator connected to the extraction tube to receive the extract; An oil-water separator connected to the gas-liquid separator; And a watertight airtight sheet installed to cover the ground of the periphery around the well casing so that airtightness is maintained in the unsaturated soil layer around the well casing.
이때, 상기 방수기밀시트가 지면에 밀착된 상태를 계속 유지할 수 있도록 상기 관정케이싱 상부에는 관정케이싱 상단부가 지면 상부로 돌출되지 않도록 지면 하부에서 일부 돌출되는 공간인 매설공간부가 형성될 수 있다.At this time, the buried space part which is a space that partially protrudes from the bottom of the ground may be formed on the top of the well casing so that the top end of the well casing does not protrude to the top of the ground so that the waterproof airtight sheet can be kept in close contact with the ground.
이때, 상기 매설공간부의 벽면에는 토사로부터 상기 매설공간부를 보호하도록 보호캡이 설치될 수 있다.At this time, a protective cap may be installed on the wall surface of the buried space portion to protect the buried space portion from soil.
이때, 상기 추출관과 고압수공급수단은 상기 매설공간부로부터 방수기밀시트 끝단까지 연장된 다음 지상으로 노출 연장될 수 있다.At this time, the extraction pipe and the high-pressure water supply means may extend from the buried space portion to the end of the waterproof airtight sheet and then extend to the ground.
이때, 상기 방수기밀시트의 끝단에는 기밀처리용 도랑이 형성되고, 상기 기밀처리용 도랑에 상기 방수기밀시트 끝단이 고정될 수 있다.At this time, an airtight groove is formed at the end of the waterproof airtight sheet, and the end of the waterproof airtight sheet can be fixed to the airtight groove.
이때, 상기 방수기밀시트는 흙채움, 물채움, 처리수 주입, 또는 위핑 타일에 의해 상기 기밀처리용 도랑에 고정될 수 있다.At this time, the waterproof airtight sheet may be fixed to the airtight groove by filling with soil, filling with water, injecting treated water, or whipping tiles.
이때, 상기 추출관과 기액분리기 사이에는 진공압 증대를 목적으로 지상용 제트펌프가 설치될 수 있다.At this time, a jet pump for ground may be installed between the extraction pipe and the gas-liquid separator for the purpose of increasing vacuum pressure.
이때, 상기 관정케이싱 내부에 설치되는 제트펌프는 제1제트펌프와 제2제트펌프가 연결되어 이중으로 설치될 수 있다.At this time, the jet pump installed inside the well casing may be installed in a double connection with the first jet pump and the second jet pump.
상기한 바와 같은 본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.According to the present invention as described above has the following effects.
(1) 본 발명은 방수기밀시트에 의해 추출관정 주변 토층의 공극을 통하여 공기유입이 방지되기 때문에 추출공 내의 강력한 진공압이 유지되어 양수추출 시 수위유지 또는 상승이 발생되어 지속적 추출이 가능해지게 된다.(1) In the present invention, since the air inflow is prevented through the pores of the soil layer around the extraction well by the waterproof airtight sheet, a strong vacuum pressure is maintained in the extraction hole, and when water is extracted, the water level is maintained or raised to enable continuous extraction. .
(2) 본 발명은 추출에 따른 지하수위 변화를 조절하여 잔류오일이 남는 스미어 존이 확대되지 않게 되어 매우 안정적인 추출 효과를 제공하게 된다.(2) The present invention provides a very stable extraction effect because the smear zone in which residual oil remains is not enlarged by controlling the change in groundwater level according to extraction.
도 1은 일반적인 양수관정의 진공효과에 대한 개념도이다.
도 2는 일반적인 NAPL 복원 개념도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 의한 다중추출방법에 의한 오염토양 지하수정화 장치의 모식도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 의한 다중추출방법에 의한 오염토양 지하수정화 장치의 방수기밀시트와 관정케이싱의 모식도이다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 의한 다중추출방법에 의한 오염토양 지하수정화 장치의 지상에 설치된 장비들의 모식도이다.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 의한 다중추출방법에 의한 오염토양 지하수정화 장치에 적용될 수 있는 위핑 타일의 일례를 보여주는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 의한 다중추출방법에 의한 오염토양 지하수정화 장치의 모식도이다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 의한 다중추출방법에 의한 오염토양 지하수정화 장치의 방수기밀시트와 관정케이싱의 모식도이다.
도 9는 본 발명의 제3실시예에 의한 다중추출방법에 의한 오염토양 지하수정화 장치의 지상에 설치된 장비들의 모식도이다.
도 10은 본 발명의 제3실시예에 의한 다중추출방법에 의한 오염토양 지하수정화 장치의 방수기밀시트와 관정케이싱의 모식도이다.
도 11은 본 발명에 의한 다중추출방법에 의한 오염토양 지하수정화 장치와 종래기술과의 효과 차이를 설명하기 위한 모식도이다.1 is a conceptual diagram for a vacuum effect of a general pumping well.
2 is a general NAPL restoration conceptual diagram.
3 is a schematic diagram of a soil purification apparatus for soil soil by a multiple extraction method according to a first embodiment of the present invention.
4 is a schematic diagram of a watertight airtight sheet and well casing of a contaminated soil underground water purification apparatus by a multiple extraction method according to a first embodiment of the present invention.
5 is a schematic diagram of the equipment installed on the ground of the apparatus for purifying soil soil by the multiple extraction method according to the first embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view showing an example of a weaving tile that can be applied to an apparatus for purifying soil soils by a multiple extraction method according to a first embodiment of the present invention.
7 is a schematic diagram of an apparatus for purifying contaminated soil groundwater by a multiple extraction method according to a second embodiment of the present invention.
8 is a schematic diagram of a watertight airtight sheet and a well casing of a contaminated soil underground water purification apparatus by a multiple extraction method according to a second embodiment of the present invention.
9 is a schematic diagram of equipment installed on the ground of the soil purification apparatus for soil pollution by the multiple extraction method according to the third embodiment of the present invention.
10 is a schematic diagram of a watertight airtight sheet and well casing of a contaminated soil underground water purification apparatus by a multiple extraction method according to a third embodiment of the present invention.
11 is a schematic diagram for explaining the difference in effectiveness between the soil soil purification apparatus and the prior art by the multiple extraction method according to the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art to which the present invention pertains can easily practice. The present invention can be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In the drawings, parts not related to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and the same reference numerals are attached to the same or similar elements throughout the specification.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.In this specification, terms such as “include” or “have” are intended to indicate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, and that one or more other features are present. It should be understood that the existence or addition possibilities of fields or numbers, steps, actions, components, parts or combinations thereof are not excluded in advance. In addition, when a part such as a layer, film, region, plate, etc. is said to be "above" another part, this includes not only the case "directly above" the other part but also another part in the middle. Conversely, when a portion of a layer, film, region, plate, or the like is said to be “under” another portion, this includes not only the case “underneath” another portion, but also another portion in the middle.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 다중추출방법에 의한 오염토양 지하수정화 장치를 보다 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, an apparatus for purifying soil soil by multiple extraction methods according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
본 발명의 제1실시예에 따른 다중추출방법에 의한 오염토양 지하수정화 장치는, 도 3 내지 도 5를 참고하면, 제트펌프(20), 추출관(42), 고압수공급수단(부스트펌프, 30), 기액분리기(40), 유수분리기(50), 방수기밀시트(70), 매설공간부(80), 그리고 기밀처리용 도랑(90)을 포함한다.A contaminated soil underground water purification apparatus by a multiple extraction method according to a first embodiment of the present invention, referring to FIGS. 3 to 5, a
상기 제트펌프(20)는, 도 1 내지 도 3을 참고하면, 지반에 상시지하수위보다 깊게 천공된 추출공에 관정케이싱이 삽입되고, 상기 관정케이싱 내부에 설치될 수 있다.Referring to FIGS. 1 to 3, the
이때, 상기 추출공(2)은 통상적인 오거드릴을 이용하여 천공할 수 있으며, 미리 탐사된 상시지하수위의 깊이와 지반의 상태에 따라 설계된 천공 깊이로 천공하는 것이 바람직하다.At this time, the extraction hole (2) can be drilled using a conventional auger drill, it is preferable to puncture to the depth of the periphery designed in accordance with the depth of the ground water level and the ground level of the previously explored.
이때, 상기 관정케이싱(10)은 하단부가 상시지하수위의 하부에 위치하고 상단부가 매설공간부(80)로 돌출되도록 설치된다. 상기 관정케이싱(10)은 상반부를 구성하는 관정케이싱본체와, 상기 관정케이싱본체의 하단에 상단이 결합되는 관정스크린과, 상기 관정스크린의 하단을 폐쇄하는 관정플러그(11) 및, 상기 관정케이싱본체의 상단을 폐쇄하는 관정캡(12)을 포함한다. 상기 관정케이싱(10)의 관정케이싱본체와 관정스크린의 외경은 상기 추출공(2)의 내경보다 작게 형성하여 추출공(2)의 내주면과 관정케이싱본체와 관정스크린의 외주면 사이에 간극이 형성되도록 구성된다. 상기 관정케이싱본체는 상단이 매설공간부에서 돌출되며 하단이 상시지하수위보다 상부에 위치하도록 구성되고, 상기 관정스크린은 상단이 상시지하수위보다 상부에 위치하고 하단이 상시지하수위보다 하부에 위치하도록 구성된다. 상기 관정케이싱본체와 관정스크린은 용접에 의하여 결합할 수 있으며, 상기 관정스크린과 관정플러그(11)는 억지끼움 및 용접에 의하여 결합할 수 있고, 상기 관정케이싱본체와 관정캡(12)은 관정케이싱본체의 외주면에 형성되는 수나사부와 관정캡(12)의 내주면에 형성되는 암나사부에 의하여 나사식으로 결합할 수 있다. 상기 관정케이싱본체와 관정캡(12) 사이에는 오링을 끼워 기밀을 유지할 수 있도록 구성된다. At this time, the
이때, 상기 제트펌프(20)는 제트펌프본체(21), 테이퍼형 확장관(22), 제트노즐(23) 및 고압수공급관(32)으로 구성되며, 상기 제트펌프본체(21)의 상단에 연결되며 상부로 가면서 점차 확장되는 테이퍼형 확장관(22)과, 상기 제트펌프본체(21) 내에서 상기 테이퍼형 확장관(22)의 하단을 향해 고압수를 상향 분사하는 제트노즐(23) 및, 상기 제트노즐(23)에 고압수를 공급하는 고압수공급관(32)을 포함한다. 상기 고압수공급관(32)은 상기 보호캡(81)의 측면을 관통하여 매설공간부(80)와 관정케이싱(10)의 내부에 걸쳐서 설치된다.At this time, the
이때, 상기 제트펌프본체(21)의 하단부에는 체크밸브가 설치되어 제트펌프본체(21)의 하단에서 흡입되는 지하수, 경소수성 액체 및 휘발성 유기화합물이 상방향으로 유동할 수는 있지만, 역방향인 하방향으로는 유동할 수 없도록 구성될 수 있다.At this time, a check valve is installed at the lower end of the
상기 추출관(42)은 상기 테이퍼형 확장관(22)의 상단에 연결된다. 이때, 상기 추출관(42)은 상기 관정케이싱(10)의 관정캡(12)을 관통하여 매설공간부(80)로 연장된다.The
이때, 상기 추출관(42)과 고압수공급관(32)은 매설공간부(80)로부터 방수기밀시트(70) 끝단까지 연장된 다음 지상으로 노출 연장될 수 있다.At this time, the
상기 기액분리기(40)는 추출관(42)을 통하여 추출된 3상 혼합물로부터 지하수와 경소수성 액체 및 휘발성 유기화합물을 분리하는 통상적인 기액분리기를 사용할 수 있다.The gas-
상기 기액분리기(40)는 상기 추출관(42)에 연결되는 3상 혼합물 유입부와, 상기 고압수공급수단에 연결되는 지하수유출구와, 휘발성 유기화합물을 배출하는 휘발성 유기화합물 배출부와 지하수 및 경소수성 액체를 이송하는 2상 혼합물 이송부를 포함할 수 있다.The gas-
상기 고압수공급수단은 토출단이 상기 고압수공급관(32)에 연결되고, 흡입단이 기액분리기(40)에 연결되는 부스트펌프(30)를 포함하여 구성될 수 있다.The high-pressure water supply means may include a
이때, 상기 부스트펌프(30)의 흡입단은 기액분리기(40)의 지하수유출구에 연결될 수 있다.At this time, the suction end of the
여기서 기액분리기(40)에 저류되는 지하수와 경소수성 액체는 비중의 차이에 의하여 경소수성 액체는 상층을 형성하고, 지하수는 하층을 형성하게 되는데, 하층을 형성하는 지하수는 고압수공급수단에 의하여 제트펌프(20)의 제트노즐(23)에 고압수로서 공급될 수 있다.Here, the ground water stored in the gas-
상기 유수분리기(50)는 상기 기액분리기(40)의 2상 혼합물 이송부에 연결되는 유입부와, 분리된 경소수성 액체를 배출하는 경소수성 액체 배출부와, 잔존하는 휘발성 유기화합물을 배출하는 휘발성 유기화합물 배출부 및, 분리된 지하수를 배출하는 지하수 배출부를 포함할 수 있다.The oil-
상기 방류조(60)는 상기 유수분리기(50)의 지하수 배출부에 연결되는 유입부와, 유입된 지하수를 방류하는 방류부를 포함할 수 있다.The
상기 방수기밀시트(70)는, 도 3 내지 도 4를 참고하면, 상기 관정케이싱(10) 주변의 기밀이 유지되도록 상기 관정케이싱(10)을 중심으로 주변부의 지면을 덮도록 설치될 수 있다.3 to 4, the waterproof
이때, 상기 방수기밀시트(70)로는 방수포 또는 방수비닐을 적용할 수 있을 것이다.At this time, the waterproof
이때, 상기 방수기밀시트(70)가 지면(1)에 밀착된 상태를 계속 유지할 수 있도록 상기 관정케이싱(10) 상부에는 관정케이싱(10) 상단부가 지상으로 돌출되지 않도록 지면(1) 하부에서 일부 돌출되는 공간인 매설공간부(80)가 형성될 수 있다. 이러한 매설공간부(80)의 구성에 의해 상기 방수기밀시트(70)가 제대로 역할을 수행할 수 있게 된다.At this time, in order to keep the waterproof
이때, 상기 매설공간부(80)의 벽면에는 토사로부터 상기 매설공간부(80)를 보호하도록 보호캡(81)이 설치될 수 있다. 또한 상기 보호캡(81)의 상부면은 맨홀(82)에 의해 덮혀 있을 수 있다.At this time, a
이때, 상기 방수기밀시트(70)의 끝단에는 기밀처리용 도랑(90)이 형성되고, 상기 기밀처리용 도랑(90)에 상기 방수기밀시트(70) 끝단이 고정될 수 있다.At this time, an end of the waterproof
이때, 상기 방수기밀시트(70)는 흙채움(91), 물채움, 처리수 주입, 또는 위핑 타일(weeping tile)에 의해 상기 기밀처리용 도랑(90)에 고정될 수 있다.At this time, the waterproof
도 3을 참고하면, 본 발명의 제1실시예에 의한 다중추출방법에 의한 오염토양 지하수정화 장치가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 추출공(2)은 매설공간부(80) 하부에 굴착되어 있고, 추출공(2)에는 관정케이싱이 설치되어 있다. 상기 관정케이싱(10) 내부에는 제트펌프(20)가 설치되어 있다. 상기 관정케이싱(10) 상단부는 매설공간부(80)로 돌출되도록 노출되어 있으나, 지면(1) 하부에 위치하게 되어 방수기밀시트(70)의 작용에 간섭하지 않게 된다. 상기 관정케이싱(10) 내부로부터 추출관(42)과 고압수공급관(32)은 수평으로 매설된 다음 기밀처리용 도랑(90)을 통과한 다음 지상으로 연장되도록 설치되어 있다. 고압수는 부스트펌프(30)로부터 분배기(31)를 거쳐 고압수공급관(32)을 거친 다음 관정케이싱(10) 내부의 노즐(23)로 공급되도록 되어 있고, 추출된 지하수 혼합물은 추출관(42)과 분배기(41)를 거쳐 기액분리기(40)로 이동하도록 되어 있다. 지상에 설치된 장비는 기존기술과 거의 동일하다.Referring to FIG. 3, an apparatus for purifying contaminated soil underground water by a multiple extraction method according to a first embodiment of the present invention is illustrated. As shown, the
도 4를 참고하면, 본 발명의 제1실시예에 의한 다중추출방법에 의한 오염토양 지하수정화 장치에서 방수기밀시트(70)가 설치된 부분을 자세히 볼 수 있다. 펌프(30)에 의해 고압수는 고압수공급관(32)을 통하여 노즐(23)로 공급되고, 제트펌프(20)의 작동에 의해 지하수의 추출이 이루어지게 된다. 이때 방수기밀시트(70)가 없는 종래와 같은 경우에는 지표로부터 공기가 쉽게 추출관정 내로 침투하여 진공압이 적게 발생하여 A 레벨과 같은 형태로 수위가 나타내게 되나, 본 발명과 같이 추출관정의 상부 지표를 기밀처리 하므로 진공압이 강하게 제공되어 B 레벨의 형태로 수위가 나타나게 된다. 즉 관정케이싱(10) 주위에는 제트펌프(20)의 작동에 의해 진공압이 걸리게 되고, 그 상태에서 방수기밀시트(70)에 의해 지상의 공기가 바로 흡수되지 않고 추출관정에서 먼 곳에 위치한 수장막(92)을 거쳐 공급되므로 강한 진공압이 더해져 지하수가 B 레벨 형태의 수위를 유지한 상태로 계속 추출될 것이다.Referring to Figure 4, it can be seen in detail the portion of the watertight
도 4 및 5를 참고하면, 기존의 장비와 거의 유사한 구성을 가지고 있으나, 여기서 방류조(60)에서 방류라인(61)이 기밀유지용 도랑(90)으로 연결된 차이점이 있다. 이러한 방류수를 기밀유지용 도랑(90)으로 연결함으로써 도 6과 같이 방류수와 빗물에 의해 수장막(92)을 형성하여 더욱 기밀을 유지함으로써 진공압 효과를 증대시킬 수 있게 된다.Referring to Figures 4 and 5, but has a configuration almost similar to the existing equipment, there is a difference in that the
도 11을 참고하면, 기존과 본 발명의 경우의 효과를 모식도로 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이, (a)의 종래의 경우에는, 실제 작용 시, 토층의 공극을 통하여 공기가 유입되고, 추출공(2) 내의 진공상태를 유지할 수 없게 되기 때문에 수두강하(수위강하)에 의해 지속적 추출에 어려움이 예상되고, 잔류 오일이 남은 스미어 존(smear zone)이 증가하게 되며, VACp < INp가 되어 결국 데드헤드(Dead Head) 기간이 길어지는 결과로 귀결된다. 도 11에서 (b)의 본 발명의 경우에는, 방수기밀시트(70)와 수장막(92)에 의해 공기 유입이 제어되기 때문에 추출공(2) 내의 진공상태를 계속 유지하게 되어 부압(-)이 증가하게 되고, 양수추출 시 수위유지 또는 상승이 일어나 지속적인 추출이 가능해지게 되는 동시에, 잔류 오일이 남은 스미어 존의 확대를 방지하고 매우 안정적인 추출이 이루어지게 되며, VACp >> INp가 되어 효과적임을 알 수 있다.Referring to Figure 11, it shows the effect of the conventional and the present invention in a schematic diagram. As shown, in the conventional case of (a), during actual action, air flows through the pores of the soil layer, and the vacuum in the
한편, 도 7과 도 8을 참고하면, 본 발명의 제2실시예에 의한 다중추출방법에 의한 오염토양 지하수정화 장치가 도시되어 있다. 제1실시예와 다른 점은 관정케이싱(10)과 분배기(41) 사이에 새로운 제2추출관(121)을 관정케이싱(10) 내부로 연결하되, 지상에서 분배기(41)로 가기 전에 제트펌프(120)를 하나 더 설치한 것이다. 즉 지상용 제트펌프(120)를 더한 것이다. 추출공(2) 내 부압을 증가시키기 위하여 제트펌프(120)를 추가한 것이다. 이것은 방수기밀시트(70)와 수장막(92)이 설치되기 때문에 지상으로부터 추출공(2) 내부로 유입되는 공기량이 조절되어 실현 가능하게 된 것이다. 물론 새로운 제트펌프(120)는 새로운 라인(122)을 통하여 분배기(31)와 연결시키고 고압수를 제공받게 된다.Meanwhile, referring to FIGS. 7 and 8, an apparatus for purifying contaminated soil underground water by a multiple extraction method according to a second embodiment of the present invention is illustrated. The difference from the first embodiment is to connect the new
한편, 도 9와 도 10을 참고하면, 본 발명의 제3실시예에 의한 다중추출방법에 의한 오염토양 지하수정화 장치가 도시되어 있다. 제2실시예와 다른 점은 상기 관정케이싱(10) 내부에 설치되는 제트펌프(20')의 추출관(42)이 새로운 라인(122)에 연결되어 제2제트펌프와 이중(직열)으로 설치된 것이다. 여기서 제1제트펌프(21', 22', 23')는 제2제트펌프(22", 23")를 거쳐 분배기(41)로 연결되며, 제2제트펌프(22", 23")는 분배기(31)와 연결된 고압수공급관(132)을 추가하게 된다.On the other hand, referring to Figures 9 and 10, there is shown a pollution soil underground water purification apparatus by a multiple extraction method according to a third embodiment of the present invention. The difference from the second embodiment is that the
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.Although one embodiment of the present invention has been described above, the spirit of the present invention is not limited to the embodiments presented herein, and those skilled in the art to understand the spirit of the present invention may add elements within the scope of the same spirit. However, other embodiments may be easily proposed by changing, deleting, adding, or the like, but this will also be considered to be within the scope of the present invention.
1 : 지면
2 : 추출공 10 : 관정케이싱
11 : 플러그 12 : 관정캡
20 : 제트펌프 21 : 제트펌프본체
22 : 테이퍼형 확장관 23 : 노즐
30 : 펌프 31 : 분배기
32 : 고압수공급관 40 : 기액분리기
41 : 분배기 42 : 추출관
50 : 유수분리기 60 : 방류조
70 : 방수기밀시트 80 : 매설공간부
81 : 보호캡 82 : 맨홀
90 : 도랑 91 : 흙채움
92 : 수장막 1: Ground
2: Extraction hole 10: Well casing
11: Plug 12: Well cap
20: jet pump 21: jet pump body
22: tapered expansion tube 23: nozzle
30: pump 31: distributor
32: high pressure water supply pipe 40: gas-liquid separator
41: distributor 42: extraction tube
50: Oil-water separator 60: Discharge tank
70: waterproof airtight sheet 80: buried space
81: protective cap 82: manhole
90: ditch 91: fill the soil
92: curtain
Claims (6)
상기 제트펌프의 상단에 연결되어 지상으로 연장되는 추출관;
상기 제트펌프에 고압수를 공급하는 고압수공급수단;
상기 추출관에 연결되어 추출물을 수용하는 기액분리기;
상기 기액분리기에 연결되는 유수분리기;
상기 관정케이싱 주변의 기밀이 유지되도록 상기 관정케이싱을 중심으로 주변부의 지면을 덮도록 설치되는 방수기밀시트;
를 포함하고,
상기 방수기밀시트가 지면에 밀착된 상태를 계속 유지할 수 있도록 상기 관정케이싱 상부에는 관정케이싱 상단부가 지면 상부로 돌출되지 않도록 지면 하부에서 일부 돌출되는 공간인 매설공간부가 형성되며,
상기 방수기밀시트의 끝단에는 기밀처리용 도랑이 형성되고, 상기 기밀처리용 도랑에 상기 방수기밀시트 끝단이 고정되되, 상기 기밀처리용 도랑 하부에 빗물 또는 방류수에 의해 수장막이 형성되도록 상기 방수기밀시트 끝단이 상기 기밀처리용 도랑에 고정되며,
상기 매설공간부의 벽면에는 토사로부터 상기 매설공간부를 보호하도록 보호캡이 설치되고, 상기 보호캡의 상부면은 맨홀에 의해 덮혀 밀폐되며,
상기 추출관과 고압수공급수단은 상기 방수기밀시트에 간섭하지 않도록 상기 매설공간부로부터 상기 방수기밀시트의 끝단까지 연장된 다음 지상으로 노출 연장된, 다중추출방법에 의한 오염토양 지하수정화 장치.A well casing is inserted into an extraction hole drilled deeper than the groundwater level in the ground, and a jet pump installed inside the well casing;
An extraction pipe connected to the upper end of the jet pump and extending to the ground;
High pressure water supply means for supplying high pressure water to the jet pump;
A gas-liquid separator connected to the extraction tube to receive the extract;
An oil-water separator connected to the gas-liquid separator;
A waterproof airtight sheet installed to cover the ground of the periphery around the well casing so that airtightness around the well casing is maintained;
Including,
In order to keep the waterproof airtight sheet in close contact with the ground, a buried space portion, which is a space that partially protrudes from the bottom of the ground, is formed on the top of the well casing so that the top end of the well casing does not protrude to the top of the ground,
An airtight groove is formed at the end of the waterproof airtight sheet, and the end of the waterproof airtight sheet is fixed to the airtight groove, and the waterproof airtight sheet is formed at the bottom of the airtight groove by rainwater or discharge water. The end is fixed to the airtight groove,
A protective cap is installed on the wall surface of the buried space portion to protect the buried space portion from soil, and the upper surface of the protective cap is sealed by a manhole,
The extraction pipe and the high-pressure water supply means extend from the buried space part to the end of the waterproof airtight sheet and then extend the exposure to the ground so as not to interfere with the watertight airtight sheet.
상기 방수기밀시트는 흙채움, 물채움, 처리수 주입, 또는 위핑 타일에 의해 상기 기밀처리용 도랑에 고정된 다중추출방법에 의한 오염토양 지하수정화 장치.According to claim 1,
The watertight airtight sheet is soil filling, water filling, injecting treated water, or contaminated soil underground water purification device by a multiple extraction method fixed to the hermetic ditches by a whipping tile.
상기 추출관과 기액분리기 사이에는 지상용 제트펌프가 설치된 다중추출방법에 의한 오염토양 지하수정화 장치.According to claim 1,
An apparatus for purifying contaminated soil underground by a multiple extraction method in which a jet pump for ground is installed between the extraction pipe and the gas-liquid separator.
상기 관정케이싱 내부에 설치되는 제트펌프는 제1제트펌프와 제2제트펌프가 연결되어 이중으로 설치된 다중추출방법에 의한 오염토양 지하수정화 장치.The method of claim 1 or 5,
The jet pump installed inside the well casing is a first jet pump and a second jet pump connected to the pollution soil underground water purification device by a multiple extraction method installed in duplicate.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2019
- 2019-12-20 KR KR1020190171691A patent/KR102122772B1/en active IP Right Grant
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