KR102317302B1 - 마이크로파를 이용한 오염토양 정화장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마이크로파를 이용한 토양 오염 제거 장치에 대한 것으로, 마이크로파를 이용하여 오염토양을 정화하는 장치를 제공하며, 투입과 마이크로파의 조사 및 교반을 구현하는 자동화시스템을 구현할 수 있도록 해, 효율적인 토양오염을 제거할 수 있는 장치를 제공한다.

Description

마이크로파를 이용한 오염토양 정화장치{Device for remediating contaminated soils by microwave}

본 발명은 마이크로파를 이용한 토양 오염 제거방법에 관한 것이다.

기존의 토양오염 문제는 중금속 오염이 중심이었으나, 최근에는 유기화합물에 의한 오염 역시 큰 문제가 되고 있다. 이들은 토양 내에서 물리화학적 특성과 이동성에 따라 다른 거동을 보이는데, 유기화합물은 토양 심층부 및 지하수층까지 분포하면서 토양이나 지하수를 오염시키고 있는 것으로 나타났다. 토양오염을 유발할 가능성이 있는 시설 및 부지로는 폐기물 매립지, 유류 및 유해화학물질 저장시설, 광산지역, 과거 군부대 주둔 지역 등이 있다.

일반적으로 적용되고 있는 토양복원기술은 토양증기추출법, 생물학적 정화법, 소각, 열탈착, 화학적 산화 등이 적용되고 있으며, 이 중 열탈착 공법은 준 휘발성 물질을 단시간에 처리가 가능하고 오염토양복원에 효율적으로 적용이 가능한 공법으로 입증된 바 있다. 열탈착 공법은 특히 오염지역이 생물학적 처리기술의 적용이 어려운 고농도인 경우 타 공법에 비해 공정 운전에 대한 신뢰도가 높고 처리효율이 뛰어나며 복합 처리 연계가 수월한 공정으로 알려져 있다.

열탈착 공정은 적용되는 온도에 따라 고온 열탈착과 저온 열탈착으로 구분될 수 있으며 휘발성 물질의 열탈착 공법의 적용은 400℃ 이하에서 운전되는 저온 열탈착 방법이 경제성 측면에서 잇점이 있다고 보고된 바 있다. 열탈착 공법의 열원으로는 직가열, 열풍, 또는 마이크로파 조사 등의 방법들이 있으며, 이 중 마이크로파 가열방식은 피가열물이 발열체가 되는 내부 가열방식으로, 조사되는 에너지가 피가열물에만 흡수되므로 열효율이 높은 특징이 있다. 마이크로파는 300Mhz에서 300Ghz까지의 전자파를 가지며, 가열원리는 이온 전도와 쌍극자 회전에 의한 것이다.

이온전도는 마이크로파 전기장이 매질의 자유 이온을 공격하게 되고 이들 자유이온이 이온화되지 않는 분자와 충돌하여 열이 발생되는 원리이다. 쌍극자 회전은 전기적으로 중성인 극성물질이 가지는 양극과 음극의 극이 마이크로파의 진폭변화에 따라 회전하게 되며, 이때 분자간의 마찰로 인해 물질이 가열하게 되는 원리이다. 마이크로파 조사기법은 고형매질로의 우수한 투과율 및 열적 효과 발생에 따라 다른 물리적 처리법의 조사에 의한 정화기법들(예를 들어 전자빔, UV 등)에 비해 토양에의 적용성이 뛰어나고, 장비 제작 및 현장 적용이 우수하여, 고효율, 저비용 처리가 가능한 기술이다.

이에, 본 출원인은 한국등록특허 제10-16212191호를 출원 및 등록하여, 이러한 마이크로파를 이용한 토양오염 제거의 방안을 제시한바 있다. 그러나, 한국등록특허 제10-16212191호의 기술은 본 출원인의 노하우적인 기술을 특허로 구현함에 있어서, 토양의 함수율의 조절과 마이크로파의 상관관계에 대한 방법적인 고찰을 기준으로 토양오염의 제거방법의 아이디어를 구체화한 것이다.

그러나, 본 출원인의 한국등록특허 제10-16212191호의 기술에서, 오염된 토양의 함수율을 조절하면서 마이크로파로 오염원을 제거하는 것은 소량의 토양에서는 효과가 있으나, 실제 현장에 대량의 토양을 정화하는 방법으로 적용하는 것은 효율성이 떨어지며, 대량의 오염토양을 한국등록특허 제10-16212191호에서 제안한 바이브레이터의 진동만으로 오염원의 분리 탈착효과를 구현하는 것은 효율이 떨어지는 문제가 발생하게 된다. 이에, 실제 현장에서 사용될 수 있는 장치의 개발의 필요성이 절실하며, 오염된 토양의 정화효율을 실질적으로 구현하면서, 정화된 토양을 건조한 형태로 리사이클 할 수 있는 자동화 장치의 개발 필요성이 커지게 되었다.

한국등록특허 제10-1621291호

본 발명은 상술한 필요성을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 마이크로파를 이용한 토양오염 기술의 현장적용이 가능한 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다. 특히, 마이크로파를 이용하여 오염토양을 정화하는 장치를 제공하며, 투입과 마이크로파의 조사 및 교반을 구현하는 자동화시스템을 구현할 수 있도록 해, 효율적인 토양오염을 제거할 수 있도록 하며, 바이브레이터와 같은 진동방식의 비효율성을 개선하여 오염 토양의 교반을 효율적으로 수행하는 스크류군의 배치 구조를 도입하고, 동시에 이송을 병행할 수 있도록 하여, 정화효율과 시스템 자동화의 효율화를 개선할 수 있는 장치를 제공할 수 있다.

상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 실시예에서는, 도 1 내지 도 5에 도시된 것과 같이, 오염토양을 투입하는 호퍼(110)와 이송가이드 라인(130) 내에 배치되는 이송스크류 유닛(120)을 통해 오염토양을 가이드하여 공급하는 오염토양공급모듈(100); 상기 오염토양 공급모듈(100)의 이송 가이드 라인(130)의 하단부의 공급부(140)를 경유하여, 투입되는 오염토를 수용하는 전단 이송부(210)와, 상기 전단 이송부(210)에 투입된 토양을 마이크로파 전송영역 내부로 가이드하며 교반하는 다수의 스크류군(S)이 마련되는 중단 이송부(220)를 포함하는 오염토양 수용모듈(200); 및 상기 오염토양 수용모듈(200)의 상부에 배치되며, 마이크로파를 조사하는 다수의 도파관유닛(U)을 포함하는 오염토양 정화유닛(300);을 포함하는, 마이크로파를 이용한 오염토양 정화장치를 제공할 수 있도록 한다.

또한, 상기 이송스크류 유닛(120)은, 상기 이송 가이드 라인(130)의 길이방향을 따라 내부에 수용홈 공간(125)이 마련되며, 상기 수용홈 공간(125)에 안착되며, 구동모터(124)의 회전력을 인가 받아 회전하는 회전축(121)과, 상기 회전축(121)의 표면을 따라 연속적으로 구현되는 스크류날(122)을 포함하는 스크류부(S);를 포함하며, 상기 스크류날(122)의 회전에 따라 유입되는 오염토양을 분쇄하며, 상기 이송 가이드 라인(130)의 상부 방향으로 오염토양을 이송하여, 상기 이송 가이드 라인(130)의 하단부의 공급부(140)를 경유하도록 구현되는, 마이크로파를 이용한 오염토양 정화장치를 제공할 수 있도록 한다.

나아가, 상기 오염토양 수용모듈(200)은, 상기 공급부(140)에서 투입되는 오염토양이 1차적으로 안착되어 수용되는 전단 이송부(210)를 구비하며, 상기 전단 이송부(210)에 인입되는 다수의 다수의 스크류군(S)의 말단부의 회전에 의해 안착되는 오염토양을 교반하며 마이크로파 전송영역(G)이 마련되는 중단 이송부(220)으로 이송시키며, 상기 마이크로파 전송영역(G) 내부에는 상기 다수의 스크류군(S)의 회전에 의해 유입된 오염토양이 교반되어 마이크로파에 노출되도록 하는, 마이크로파를 이용한 오염토양 정화장치를 제공할 수 있도록 한다.

또한, 상기 다수의 스크류군(S)은, 한 쌍의 스크류(232, 234)가 상호 인접하는 단위스크류 유닛(S1, S2, S3)가 적어도 3개 이상 마련되며, 각각의 단위스크류 유닛(S1, S2, S3)은, 서로 인접하는 한 쌍의 스크류의 인접면(Y) 방향으로 스크류가 회전(y1, y2)하도록 구현되어, 오염토양의 교반을 수행함과 동시에, 이송동자을 구현하도록 하는, 마이크로파를 이용한 오염토양 제거장치를 제공할 수 있도록 한다.

나아가, 상기 오염토양 정화유닛(300)은, 상기 오염토양 수용모듈(200)의 상부에 위치하며, 상기 마이크로파 전송영역(G)으로 마이크로파를 조사하는 다수의 도파관 유닛(U)을 포함하며, 상기 도파관 유닛(U)는, 상기 마이크로파 전송영역(G)의 중심부를 따라 마이크로파를 조사하는 다수의 도파관 유닛(U)이 정렬되어 배치되는 중심부 조사군(U2); 및 상기 중심부 조사군(U)의 양측면에 배치되며, 상기 중심부 조사군(U)의 제2조사면(T2) 방향으로 경사각(m)을 이루며 배치되는 한 쌍의 측면부 조사군(U2, U3);을 포함하는, 마이크로파를 이용한 오염토양 제거장치를 제공할 수 있도록 한다.

아울러, 상기 한 쌍의 측면부 조사군(U2, U3)은, 상기 제2조사면(T2)와 한 쌍의 측면부 조사군(U2, U3)의 제1 및 제3조사면(T1, T3)의 가상의 연장선이 이루는 경사각(m)이 120~170도의 범위에서 조절되도록 조절하는 각도조절부(N)을 더 포함하마이크로파를 이용한 오염토양 제거장치를 제공할 수 있도록 한다.

또한, 상기 오염토양 정화유닛(300)은, 상기 마이크로파 전송영역(G)을 경유한 오염토양이 상기 다수의 스크류군(S)의 회전동작에 의해 이송되어 배출되는 정화토양 배출유닛(250);을 더 포함하며, 상기 정화토양 배출유닛(250)의 내부에 배치되어, 정화토양의 수분함유량 및 오염도를 센싱하는 검사모듈을 더 포함하는, 마이크로파를 이용한 오염토양 제거장치를 제공할 수 있도록 한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 마이크로파를 이용하여 오염토양을 정화하는 장치를 제공하며, 투입과 마이크로파의 조사 및 교반을 구현하는 자동화시스템을 구현할 수 있도록 해, 효율적인 토양오염을 제거할 수 있도록 하는 효과가 있다.

특히, 별도의 수분 공급을 하지 않더라도, 오염토양 자체의 함유된 수분만으로 오염원을 제거할 수 있도록, 마이크로파의 조사 효율성을 극대화할 수 있는 도파관 유닛을 배치하여, 정화와 동시에 정화된 토양의 건조가 구현되도록 할 수 있도록 하는 장점이 구현된다.

나아가, 바이브레이터와 같은 진동방식의 비효율성을 개선하여 오염 토양의 교반을 효율적으로 수행하는 스크류군의 배치 구조를 도입하고, 동시에 이송을 병행할 수 있도록 하여, 정화효율과 시스템 자동화의 효율화를 개선할 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마이크로파를 이용한 오염토양 정화장치(이하, '본 발명'이라 한다.)의 측면 개념도를 도시한 것이다.
도 2는 도 1에서, 오염토양공급모듈(100)의 구조와 작동원리를 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은 도 1에서, 오염토양 수용모듈(200) 내부의 스크류군(S)의 배치구조와 작동원리를 설명하기 위한 개념도이다.
도 4는 오염토양 수용모듈(200)과 오염토양 정화유닛(300)의 요부 구성의 배치와 작동원리를 설명하기 위한 개념도이다.
도 5는 다수의 도파관 유닛(U) 배치 구조를 설명하기 위한 개념도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마이크로파를 이용한 오염토양 정화장치(이하, '본 발명'이라 한다.)의 측면 개념도를 도시한 것이다. 도 2는 도 1에서, 오염토양공급모듈(100)의 구조와 작동원리를 설명하기 위한 개념도이다. 도 3은 도 1에서, 오염토양 수용모듈(200) 내부의 스크류군(S)의 배치구조와 작동원리를 설명하기 위한 개념도이다. 도 4는 오염토양 수용모듈(200)과 오염토양 정화유닛(300)의 요부 구성의 배치와 작동원리를 설명하기 위한 개념도이다. 도 5는 다수의 도파관 유닛(U) 배치 구조를 설명하기 위한 개념도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명은 오염토양을 투입하는 호퍼(110)와 이송가이드 라인(130) 내에 배치되는 이송스크류 유닛(120)을 통해 오염토양을 가이드하여 공급하는 오염토양공급모듈(100)과, 상기 오염토양 공급모듈(100)의 이송 가이드 라인(130)의 하단부의 공급부(140)를 경유하여, 투입되는 오염토를 수용하는 전단 이송부(210)와, 상기 전단 이송부(210)에 투입된 토양을 마이크로파 전송영역 내부로 가이드하며 교반하는 다수의 스크류군(S)이 마련되는 중단 이송부(220)를 포함하는 오염토양 수용모듈(200) 및 상기 오염토양 수용모듈(200)의 상부에 배치되며, 마이크로파를 조사하는 다수의 도파관유닛(U)을 포함하는 오염토양 정화유닛(300)을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 오염토양공급모듈(100)은 대량의 오염토양을 자동화 공정으로 투입하여 공급할 수 있도록 하는 구성으로, 투입호퍼(110)에서 공급되는 오염토양을 가이드하여 이송(도 1: x1-->x2-->x3)할 수 있도록 한다. 이를 위해, 본 발명의 오염토양공급모듈(100)은 이송 스크류유닛(120)을 구비할 수 있도록 한다.

상기 이송스크류 유닛(120)은, 도 2에 도시된 것과 같이, 상기 이송 가이드 라인(130)의 길이방향을 따라 내부에 수용홈 공간(125)이 마련되며, 상기 수용홈 공간(125)에 안착되며, 구동모터(124)의 회전력을 인가 받아 회전하는 회전축(121)과, 상기 회전축(121)의 표면을 따라 연속적으로 구현되는 스크류날(122)을 포함하는 스크류부(S)를 포함하여 구성된다.

이 경우, 상기 스크류날(122)은, 호퍼(110)을 통해 유입되는 오염토양과 접촉하고, 회전에 따라 유입되는 오염토양을 분쇄하며, 동시에 상기 이송 가이드 라인(130)의 상부 방향으로 오염토양을 이송하여, 상기 이송 가이드 라인(130)의 하단부의 공급부(140)를 경유하도록 구현되도록 한다. 최초 공급되는 오염토양의 경우, 상당향의 수분을 함유하고 동시에 유류와 같은 오염원을 함께 포함하고 있어, 뭉친형태로 공급되는 경우가 많으며, 이러한 최초 공급 상태의 오염토양은 상기 이송스크류 유닛(120)을 경유하며 1차적으로 분쇄되며 이송이 이루어지게 되어, 정화 처리를 용이하게 할 수 있도록 한다.

상기 이송스크류 유닛(120)을 통해 1차 분쇄되어 이송이 이루어진 오염토양은 상기 이송 가이드 라인(130)의 하단부의 공급부(140)를 경유하여 하부로 이동하여, 상기 오염토양 수용모듈(200)의 전단 이송부(210)의 내부로 안착하게 된다. 상기 전단 이송부(210)에는 후술하는 다수의 다수의 스크류군(S)의 말단부 부분이 위치하는 부분으로, 투입되는 오염토양은 스크류군(S)의 회전에 의해 전진(도 1에서 x4 화살표 방향)하게 된다.

구체적으로, 상기 오염토양 수용모듈(200)은, 상기 공급부(140)에서 투입되는 오염토양이 1차적으로 안착되어 수용되는 전단 이송부(210)를 구비하며, 상기 전단 이송부(210)에 인입되는 다수의 스크류군(S)의 말단부의 회전에 의해 안착되는 오염토양을 교반하며 마이크로파 전송영역(G)이 마련되는 중단 이송부(220)으로 이송시키며, 상기 마이크로파 전송영역(G) 내부에는 상기 다수의 스크류군(S)의 회전에 의해 유입된 오염토양이 교반되어 마이크로파에 노출되도록 하는 기능을 수행하게 된다.

상기 다수의 스크류군(S)은 도 2에 도시된 전단 이송부(210)과 중단 잇오부(220)에 걸쳐서 배치되게 되며, 유입되는 오염토양을 분쇄 교반하며, 전진(이송) 시키는 기능을 수행하게 된다.

구체적으로, 도 3에 도시된 것과 같이, 상기 다수의 스크류군(S)은, 한 쌍의 스크류(232, 234)가 상호 인접하는 단위스크류 유닛(S1, S2, S3)가 적어도 3개 이상 마련되며, 각각의 단위스크류 유닛(S1, S2, S3)은, 서로 인접하는 한 쌍의 스크류의 인접면(Y) 방향으로 스크류가 회전(y1, y2)하도록 구현되어, 오염토양의 교반을 수행함과 동시에, 이송동작을 구현하도록 하는 기능을 수행한다.

도 3에 도시된 것과 같이, 각각 인접하는 한 쌍의 스크류(232, 234)가 배치되며, 일예로 6개의 단위 스크류가 3 쌍의 단위스크류 유닛(S1, S2, S3)을 구현하는 것을 예로 하여 설명한다. 각각 쌍을 이루는 단위스크류 유닛, 일예로 제2단위스크류유닛(S2)을 예를 들면, 좌측의 단위스크류(232)의 회전방향은, 시계방향(y1)으로 회전을 하게 되며, 우측의 단위스크류(234)는 반시계 방향(y2)로 회전이 이루어지게 된다. 즉, 한 쌍의 스크류는 서로 인접하는 인접 경계면(Y) 방향으로 회전을 이루어, 오염토양을 분쇄하며 교반을 수행하게 된다. 동시에 스크류의 회전에 따라 오염토양은 전진(이송)하게 된다.

이러한 본 발명의 단위 스크류의 배치와 회전구조는, 오염원에 의해 덩어리져 있는 토양 상태를 분쇄하며 지속적으로 교반을 수행할 수 있도록 하여, 후술하는 마이크로파와의 접촉 면적을 극대화할 수 있도록 하는 물리적 정화과정을 수행할 수 있도록 한다.

적게는 수백 kg에서 많게는 수십 톤에 이르는 오염토양이 연속적으로 유입되는 토양 정화 과정에서는, 단순히 오염토양에 마이크로파와 수분을 투입하는 것으로는 오염원의 제거 효율이 극히 떨어지게 된다.

이는 유류오염과 같이, 토양이 오염원과 응집되어 있는 상황이 대부분이게 되는바, 방법론적 측면에서의 함수율의 조절은 큰 효과가 없으며, 마이크로파의 직접적인 접촉 면적과 접촉시간을 극대화할 수 있는 방안이 필요하게 되며, 동시에 자동화 과정에서 대량의 토양을 순차적으로 이송하여, 정화와 동시에 마이크로파의 특징인 열탈작 효과로 인해 수분과 유해 휘발성 가스를 탈착하게 되며, 이를 통해 최종 단계에서는 건조된 정화 토양을 획득할 수 있게 된다.

도 4는 상기 오염토양 수용모듈(200) 내에 단위스크류 유닛(S1, S2, S3)이 회전하며, 오염토양을 교반 및 분쇄를 지속적으로 수행하는 과정에, 상부에서 마이크로파를 조사하는 과정을 수행하는 오염토양 정화유닛(300)의 동작관계를 설명하기 위한 개념도이다.

도 4를 참조하면, 상기 오염토양 정화유닛(300)은, 상기 오염토양 수용모듈(200)의 상부에 위치하며, 상기 마이크로파 전송영역(G)으로 마이크로파를 조사하는 다수의 도파관 유닛(U)을 포함하여 구성될 수 있도록 한다.

특히, 이 경우, 상기 도파관 유닛(U)은 마이크로파를 형성하여 조사하는 부분으로, 오염토양에 조사되는 집중도를 높이기 위해, 도 4 및 도 5와 같은 3열의 배치 구조를 가질 수 있도록 함이 바람직하다.

즉, 상기 도파관 유닛(U)는, 상기 마이크로파 전송영역(G)의 중심부를 따라 마이크로파를 조사하는 다수의 도파관 유닛(U)이 정렬되어 배치되는 중심부 조사군(U2) 및 상기 중심부 조사군(U)의 양측면에 배치되며, 상기 중심부 조사군(U)의 제2조사면(T2) 방향으로 경사각(m)을 이루며 배치되는 한 쌍의 측면부 조사군(U2, U3)을 포함하여 구성될 수 있도록 한다.

중심부 조사군(U2)는 상기 마이크로파 전송영역(G)의 중심부를 따라 배치되는 다수의 도파관 유닛군으로 구성(도 5참조)될 수 있으며, 이 경우, 단위스크류 유닛의 회전시 중앙 부위에서 교반되는 오염토양에 집중조사가 가능하도록 한다. 또한, 본 발명의 양측에 배치되는 단위스크류 유닛(S 1, S 3)의 경우에도, 회전을 통해 인접 경계면에서 교반과 분쇄가 이루어지게 되며, 전진을 하며 다수의 토양이 중심부 쪽으로 움직이는 경향성을 보이게 된다. 이러한 오염토양에는, 상기 중심부 조사군(U)의 제2조사면(T2) 방향으로 경사각(m)을 이루며 배치되는 한 쌍의 측면부 조사군(U2, U3)을 통해 집중조사를 구현할 수 있도록 한다.

상기 경사각(m)은 상기 제2조사면(T2)와 한 쌍의 측면부 조사군(U2, U3)의 제1 및 제3조사면(T1, T3)의 가상의 연장선이 이루는 경사각(m)이 120~170도의 범위에서 조절되도록 조절될 수 있도록 한다. 즉, 측면부 조사군(U2, U3)의 마이크로파 조사각도를 일정 부분에서 조절할 수 있도록 각도조절부(N)를 통해, 전체적으로 해당 라인의 측면부 조사군(U2, U3)의 기울기를 조절할 수 있도록 한다. 이는 도시되지는 않았으나, 모터구동을 통해 구현되는 각도 조절 회전축을 배치하여 구현할 수 있다.

상기 경사각(m)은 상기 제2조사면(T2)와 한 쌍의 측면부 조사군(U2, U3)의 제1 및 제3조사면(T1, T3)의 가상의 연장선이 이루는 경사각(m)이 120~170도의 범위로 조절하는 것은, 120˚미만의 각도에서는 중앙부로 집중되는 조사량이 너무 많아져서 조사편차가 커지게 되며, 170˚이상에서는 경사 조절로 인한 조사편차의 집중도의 변화가 크지 않아 조사율 강화의 효과가 떨어지게 된다.

따라서, 도 4에 도시된 구조와 같이, 한 쌍의 측면부 조사군(U2, U3)은 중심부를 향하여 일정한 경사각을 구비하도록 배치하는 것이 바람직하며, 이는 본 발명의 단위스크류 유닛(S1, S2, S3)의 회전 방향에 따른 오염토양의 이동성과 연계하여 마이크로파와 오염토양의 접촉 빈도와 접촉 면적을 극대화할 수 있게 한다는 점에서 유리하다.

또한, 본 발명에서는, 상기 오염토양 정화유닛(300)은, 상기 마이크로파 전송영역(G)을 경유한 오염토양이 상기 다수의 스크류군(S)의 회전동작에 의해 이송되어 배출되는 정화토양 배출유닛(250)을 더 포함하여 구성될 수 있다. 상기 정화토양 배출유닛(250)은 상술한 상기 오염토양 정화유닛(300)을 경유하며, 마이크로파의 조사로 인한 오염토양에 대한 열탈착으로 오염물질의 탈착이 이루어지고, 3열 구조의 강한 마이크로파 조사로 인한 정화 토양의 건조가 이루어지게 되어, 건조된 정화토양을 배출할 수 있게 된다.

이상의 본 발명은, 별도의 수분 공급을 하지 않더라도, 오염토양 자체의 함유된 수분만으로 오염원을 제거할 수 있도록, 마이크로파의 조사 효율성을 극대화할 수 있는 도파관 유닛을 배치하여, 정화와 동시에 정화된 토양의 건조가 구현되도록 할 수 있게 된다.

나아가, 기존의 바이브레이터와 같은 진동방식의 비효율성을 개선하여 오염 토양의 교반을 효율적으로 수행하는 스크류군의 배치 구조를 도입하고, 동시에 이송을 병행할 수 있도록 하여, 정화효율과 시스템 자동화의 효율화를 개선할 수 있게 된다.

이상에서와 같이 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 바람직한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아니다. 이처럼 이 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 본 발명의 실시예의 결합을 통해 다양한 실시예들이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

100: 오염토양 공급모듈
110: 호퍼
120: 이송 스크류유닛
130: 이송 가이드 라인
200: 오염토양 수용모듈
210: 전단 이송부
220: 중단 이송부
300: 오염토양 정화유닛
S: 스크류군
S1, S2, S3 : 단위스크류 유닛
U: 도파관 유닛
G: 마이크로파 전송영역

Claims (7)

1. 오염토양을 투입하는 호퍼(110)와 이송가이드 라인(130) 내에 배치되는 이송스크류 유닛(120)을 통해 오염토양을 이송 가이드 라인(130)의 상부 방향을 향하도록 이송시키며 분쇄작업과 수분 배출을 수행하며 가이드하여 공급하는 오염토양 공급모듈(100); 상기 오염토양 공급모듈(100)의 이송 가이드 라인(130)의 하단부의 공급부(140)를 경유하여, 투입되는 오염토를 수용하는 전단 이송부(210)와, 상기 전단 이송부(210)에 투입된 토양을 마이크로파 전송영역 내부로 가이드하며 교반하는 다수의 스크류군(S)이 마련되는 중단 이송부(220)를 포함하는 오염토양 수용모듈(200); 및 상기 오염토양 수용모듈(200)의 상부에 배치되며, 마이크로파를 조사하는 다수의 도파관유닛(U)을 포함하는 오염토양 정화유닛(300);을 포함하되,
   상기 이송스크류 유닛(120)은, 상기 이송 가이드 라인(130)의 길이방향을 따라 내부에 수용홈 공간(125)이 마련되며, 상기 수용홈 공간(125)에 안착되며, 구동모터(124)의 회전력을 인가 받아 회전하는 회전축(121)과, 상기 회전축(121)의 표면을 따라 연속적으로 구현되는 스크류날(122)을 포함하는 스크류부(S);를 포함하고, 상기 스크류날(122)의 회전에 따라 유입되는 오염토양을 분쇄하며, 상기 이송 가이드 라인(130)의 상부 방향으로 오염토양을 이송하여, 상기 이송 가이드 라인(130)의 하단부의 공급부(140)를 경유하도록 구현되며,
   상기 오염토양 수용모듈(200)은, 상기 공급부(140)에서 투입되는 오염토양이 1차적으로 안착되어 수용되는 전단 이송부(210)를 구비하며, 상기 전단 이송부(210)에 인입되는 다수의 스크류군(S)의 말단부의 회전에 의해 안착되는 오염토양을 교반하며 마이크로파 전송영역(G)이 마련되는 중단 이송부(220)으로 이송시키며, 상기 마이크로파 전송영역(G) 내부에는 상기 다수의 스크류군(S)의 회전에 의해 유입된 오염토양이 교반되어 마이크로파에 직접 노출되도록 하며,
   상기 다수의 스크류군(S)은, 한 쌍의 스크류(232, 234)가 상호 인접하는 단위스크류 유닛(S1, S2, S3)가 적어도 3개 이상 마련되며, 각각의 단위스크류 유닛(S1, S2, S3)은, 서로 인접하는 한 쌍의 스크류의 인접 경계면(Y) 방향으로 스크류가 회전(y1, y2)하도록 구현되어, 오염토양의 교반을 수행함과 동시에, 이송동작을 구현하며,
   상기 오염토양 정화유닛(300)은, 상기 오염토양 수용모듈(200)의 상부에 위치하며, 상기 마이크로파 전송영역(G)으로 마이크로파를 조사하는 다수의 도파관 유닛(U)을 포함하며, 상기 도파관 유닛(U)는, 상기 마이크로파 전송영역(G)의 중심부를 따라 마이크로파를 조사하는 다수의 도파관 유닛(U)이 정렬되어 배치되는 중심부 조사군(U2)과, 상기 중심부 조사군(U2)의 양측면에 배치되며, 상기 중심부 조사군(U2)의 제2조사면(T2) 방향으로 경사각(m)을 이루며 배치되는 한 쌍의 측면부 조사군(U1, U3);으로 구성되며,
   상기 한 쌍의 측면부 조사군(U1, U3)은, 상기 제2조사면(T2)와 한 쌍의 측면부 조사군(U1, U3)의 제1 및 제3조사면(T1, T3)의 가상의 연장선이 이루는 경사각(m)이 120˚~ 170 ˚의 범위로 구현하여, 상기 단위스크류 유닛(S1, S2, S3)의 회전에 의해 오염토양이 집중되는 마이크로파 전송영역(G)의 중앙 영역에 마이크로파의 집중이 이루어져, 오염토양과 마이크로파의 직접 접촉 면적 및 접촉시간을 극대화하며, 상기 측면부 조사군(U1, U3)의 마이크로파 조사각도를 조절할 수 있도록 각도조절부(N)를 통해, 전체적으로 해당 라인의 측면부 조사군(U1, U3)의 기울기를 조절 가능하도록 하며,
   상기 마이크로파 전송영역(G)을 경유한 오염토양이 상기 다수의 스크류군(S)의 회전동작에 의해 이송되어 배출되는 정화토양 배출유닛(250);을 더 포함하며, 상기 정화토양 배출유닛(250)의 내부에 배치되어, 정화토양의 수분함유량 및 오염도를 센싱하는 검사모듈을 더 포함하는,
   마이크로파를 이용한 오염토양 정화장치.
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