KR102395666B1 - 토양정화를 위한 모듈형 세척 장치 - Google Patents

토양정화를 위한 모듈형 세척 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102395666B1
KR102395666B1 KR1020210055740A KR20210055740A KR102395666B1 KR 102395666 B1 KR102395666 B1 KR 102395666B1 KR 1020210055740 A KR1020210055740 A KR 1020210055740A KR 20210055740 A KR20210055740 A KR 20210055740A KR 102395666 B1 KR102395666 B1 KR 102395666B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
soil
contaminated soil
unit
washing
water
Prior art date
Application number
KR1020210055740A
Other languages
English (en)
Inventor
이재원
Original Assignee
지우이앤이(주)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 지우이앤이(주) filed Critical 지우이앤이(주)
Priority to KR1020210055740A priority Critical patent/KR102395666B1/ko
Priority to CN202210399411.7A priority patent/CN114733893B/zh
Priority to CN202220877419.5U priority patent/CN217700633U/zh
Application granted granted Critical
Publication of KR102395666B1 publication Critical patent/KR102395666B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
    • B09C1/02—Extraction using liquids, e.g. washing, leaching, flotation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/231—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids by bubbling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/237—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids characterised by the physical or chemical properties of gases or vapours introduced in the liquid media
    • B01F23/2373—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids characterised by the physical or chemical properties of gases or vapours introduced in the liquid media for obtaining fine bubbles, i.e. bubbles with a size below 100 µm
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C1/00—Magnetic separation
    • B03C1/02—Magnetic separation acting directly on the substance being separated
    • B03C1/30—Combinations with other devices, not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
    • B07B1/00—Sieving, screening, sifting, or sorting solid materials using networks, gratings, grids, or the like
    • B07B1/005—Transportable screening plants
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
    • B07B1/00—Sieving, screening, sifting, or sorting solid materials using networks, gratings, grids, or the like
    • B07B1/04—Stationary flat screens
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
    • B07B1/00—Sieving, screening, sifting, or sorting solid materials using networks, gratings, grids, or the like
    • B07B1/28—Moving screens not otherwise provided for, e.g. swinging, reciprocating, rocking, tilting or wobbling screens
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
    • B07B1/00—Sieving, screening, sifting, or sorting solid materials using networks, gratings, grids, or the like
    • B07B1/46—Constructional details of screens in general; Cleaning or heating of screens
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
    • B07B15/00—Combinations of apparatus for separating solids from solids by dry methods applicable to bulk material, e.g. loose articles fit to be handled like bulk material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07C—POSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
    • B07C5/00—Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material being sorted, e.g. by control effected by devices which detect or measure such characteristic or feature; Sorting by manually actuated devices, e.g. switches
    • B07C5/04—Sorting according to size
    • B07C5/08—Sorting according to size measured electrically or electronically
    • B07C5/086—Magnetic sensing devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/02—Cleaning by the force of jets or sprays
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/04—Cleaning involving contact with liquid
    • B08B3/10—Cleaning involving contact with liquid with additional treatment of the liquid or of the object being cleaned, e.g. by heat, by electricity or by vibration
    • B08B3/12—Cleaning involving contact with liquid with additional treatment of the liquid or of the object being cleaned, e.g. by heat, by electricity or by vibration by sonic or ultrasonic vibrations
    • B08B3/123—Cleaning travelling work, e.g. webs, articles on a conveyor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
    • B09C1/005—Extraction of vapours or gases using vacuum or venting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
    • B07B2230/00—Specific aspects relating to the whole B07B subclass
    • B07B2230/01—Wet separation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
    • B07B2230/00—Specific aspects relating to the whole B07B subclass
    • B07B2230/04—The screen or the screened materials being subjected to ultrasonic vibration

Abstract

본 발명은 투입되는 오염토를 세척 및 선별하는 투입선별부, 상기 투입선별부에서 배출되는 오염토를 이송시키는 이송부, 상기 이송부의 이동 경로를 따라 이송되는 오염토를 향해 고압수를 분사하고, 오염토에 대한 오염 물질의 박리가 이루어지게 하는 세척부, 상기 세척부에서 배출되는 오염토를 교반, 오염토로부터 박리된 오염 물질과 정화토를 분리시키고, 정화토만이 선택적으로 배출되게 하는 오염토 분리부 및 상기 오염토 분리부에서 배출되는 정화토를 배출 경로를 따라 이송시키는 배출부를 포함한다.

Description

토양정화를 위한 모듈형 세척 장치{Modular type soil washing apparatus for soil remediation}
본 발명은 토양정화를 위한 모듈형 세척 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 투입된 오염토양에 대해, 모듈화된 복수의 구성을 이용하여 선별, 이송, 세척, 분급 등의 과정이 연속적으로 이루어지도록 함으로써, 효과적으로 오염토에 포함된 미세한 입자의 이물질이나 오염물질을 제거, 세정 효율을 향상시킬 수 있는 토양정화를 위한 모듈형 세척 장치에 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.
최근, 국내에서 발생하는 토양오염은 주로 액상 폐기물의 무단 매립 또는 누출사고로 인하여 발생하고, 그 밖에도 장기간 산업활동 과정에서 방치된 지상 적치물의 지하 확산에 의해 이루어진다.
이러한 발생요인에 의해 나타난 오염토양은 단일 종의 화합물보다는, 여러 종류의 화학 종에 의해 발생되며, 대표적인 복합 오염은 유류와 중금속의 형태로써 대부분의 산업활동 지역에서 발생하고 있다.
한편, 오염된 토양을 복원하기 위한 방법으로는 토양 세척, 소각, 고형화, 안정화 및 용매추출 등과 같은 물리화학적 방법과, 토양 경작, 콤포스팅(composting), 바이오벤팅(bioventing), 식물복원 등과 같은 생물학적 방법으로 구분될 수 있으며, 이러한 여러 방법들 중에서 오염된 토양을 비교적 신속히 복원할 수 있는 것은 토양 세척방법이다.
이와 같은 오염된 토양의 세척방법은 물 또는 적절한 세척제(유기물: 계면활성제, 무기물: 무기산 또는 유기산)를 사용하여 토양입자에 결합된 유해성 유기오염물질이 소수성 결합으로 존재 오염물질을 분리 또는 용해시키거나, 중금속 등 무기오염물질이 흡착, 공침 등에 의하여 토양표면에 존재하는 오염물질을 용해 또는 박리시켜 분리/제거하는 방법이다.
그러나, 전술된 내용의 세척은 투입, 선별, 용출, 중화, 수처리, 슬러지 탈수의 과정을 순차적으로 거치며, 선별과 용출의 과정에서는 고액비 1:3 이상이 수반되기 때문에, 수처리 설비가 과다해지며, 특히 일정농도 이상의 오염이 존재하는 경우 물 만으로는 제거 효율이 낮아서 세척용제로 오염토양을 반응시킴에 따라 30분의 교반시간이 요구되어 연속식 처리에 한계점과 과도한 약품비가 발생할 뿐만 아니라, 약품에 의하여 영향 받은 토양을 중화시키기 위한 비용이 수반되는 단점이 있고, 강력한 세척용제가 적용됨에 따라 토양건강성을 훼손하여 식물생장에 영향을 주는 단점이 있다.
반면, 오염물질의 분리 및 제거를 위하여 물 만을 적용하는 경우, 상기와 동일하게 고액비 1:3 이상이 수반되어 수처리 설비는 과다해지며, 일정농도 이상의 오염이 존재하면 정화효율을 기대하기가 어렵고, 특히 유기오염물과 무기오염물이 동시에 존재하는 경우에는, 상이한 세척용제를 적용함에 따라 동시 적용의 한계가 있는 단점이 있다.
본 발명의 목적은, 진동호퍼로 투입된 오염토양에 대해 모듈화된 복수의 구성을 이용하여 선별, 이송, 세척, 분리 등의 과정이 연속적으로 이루어지도록 함으로써, 이물질이나 오염물질 제거에 따른 세정 효율을 향상시키는 한편, 오염토양과 물의 비율을 1:2미만으로 적용하여 중화가 필요없는 수준의 세척용제 또는 물 만을 세척액으로 사용, 약품 사용량, 폐액처리 및 수처리 용량을 감소화시킴과 함께, 토양 건강성에 문제가 없는 물리적 처리기술을 제공하는 토양정화를 위한 모듈형 세척 장치를 제공함에 있다.
본 발명에 따른 토양정화를 위한 모듈형 세척장치는 투입되는 오염토를 세척 및 선별하는 투입선별부, 상기 투입선별부에서 배출되는 오염토를 이송시키는 이송부, 상기 이송부의 이동 경로를 따라 이송되는 오염토를 향해 고압수를 분사하고, 오염토에 대한 오염 물질의 박리가 이루어지게 하는 세척부, 상기 세척부에서 배출되는 오염토를 교반, 오염토로부터 박리된 오염 물질과 정화토를 분리시키고, 정화토만이 선택적으로 배출되게 하는 오염토 분리부 및 상기 오염토 분리부에서 배출되는 정화토를 배출 경로를 따라 이송시키는 배출부;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 투입선별부는, 오염토의 투입 경로를 형성하며, 상부에서 하부로 갈수록 좁아지는 형상으로 형성되는 진동호퍼, 상기 진동호퍼와 연결되며, 상기 진동호퍼에서 배출되는 오염토가 이동하도록 일단부가 타단부 보다 높게 배치되는 본체, 상기 본체의 내부에 설치되며, 설정된 입경 이하의 오염토를 선별하는 선별 스크린, 상기 선별 스크린을 향하도록 복수로 구비되며, 오염토에 물을 분사하여 나노버블에 의한 사전박리를 유도하는 나노버블 분사부재 및 상기 선별 스크린에서 이동하는 오염토로 어쿠스틱 캐비테이션을 발생시켜, 기포의 붕괴 시 발생하는 쇽에너지로 오염 물질을 사전 박리시키는 초음파 진동자를 구비할 수 있다.
또한, 상기 나노버블 분사부재는, 상기 본체로 투입되는 오염토의 2배 미만의 물이 분사되도록 하는 것과 나노버블수를 주입할 수 있다.
또한, 상기 이송부는, 나노버블수와 오염토양이 이동 경로에 구비된 이송 스크류에의해 상기 세척부를 향하는 오염토의 오염 물질을 사전 박리하며 이송시킬 수 있다.
또한, 상기 세척부는, 상기 이송부에서 배출된 오염토에 대한 공동기포 발생을 위해 입측으로부터 직경이 축소되게 형성되며, 오염토로 공동기포의 발생 및 붕괴과정에서 발생되는 쇽에너지를 이용하여 오염토의 오염물질을 박히하며, 고속고압의 수류로 인하여 전단응력 및 수직응력을 발생시키고 오염물질의 박리가 이루어지도록 하는 표면박리구간, 상기 표면박리구간의 단부에서 내부 직경이 확대되게 형성되고, 상기 표면박리구간을 통과하는 유체가 압력변화로 인해 난류가 발생하여 입자간 충돌을 발생시키는 1차충돌구간 및 상기 1차충돌구간을 통과하여 충돌부재와 충돌에 의해 오염물질을 추가로 박리시키는 2차충돌구간을 구비할 수 있다.
또한, 상기 세척부는, 상기 1차충돌구간에 설치되고, 어쿠스틱 캐비테이션을 발생시켜, 기포 붕괴 시 발생하는 쇽에너지로 오염 물질을 추가 박리시키는 초음파 진동자를 더 구비할 수 있다.
또한, 상기 오염토 분리부는, 상기 세척부에서 배출되는 오염토가 유입되며, 내부에 교반기를 포함하고, 미리 설정된 구간 이상의 입도를 가지는 오염토를 배출시키는 토양 침강부재, 상기 토양 침강부재의 일측에 연결되며, 상기 토양 침강부재로 유입되는 오염토에 포함된 폐수를 배출시키는 폐수 배출부재 및 상기 토양 침강부재의 타측에 연결되며, 상기 토양 침강부재의 오염 기체를 흡입하여 배출되도록 하는 오염가스 배출부재를 구비할 수 있다.
또한, 상기 오염토 분리부는, 상기 토양 침강부재의 내부에서 직경이 좁아지는 하부 경사면에 설치되어 오염토 표면으로 미세 기포를 제공하는 미세기포 발생기를 더 구비할 수 있다.
또한, 상기 오염가스 배출부재는, 상기 토양 침강부재의 오염 기체가 이동하기 위한 흡입구를 구비하는 몸체, 상기 몸체의 내부에 설치되며, 상기 흡입구를 통해 상기 몸체로 오염 기체가 유입되게 하는 터보 블로어 및 상기 터보 블로어를 통해 상기 몸체의 내부로 유입된 오염 기체를 정화하는 활성탄을 구비할 수 있다.
또한, 일단이 상기 세척부에 연결되어 정화된 토양이 유입되고, 정화토의 이동을 가이드하는 가이드부재가 설치되며, 상기 가이드부재로 가이드되는 정화토 내 포함되는 자성을 가진 광물상 오염물질을 자력몸체, 상기 가이드부재의 단부에 설치되어 상기 가이드부재로 유입된 정화토에 포함되는 광물상 오염물질을 분리하고, 분리된 광물상 오염물질을 보관하는 드럼형 자성부재 및 상기 가이드부재의 외측면에 설치되어 상기 가이드부재의 각도를 변화시켜, 상기 드럼형 자성부재로 분리된 자성을 갖는 광물상 오염물질을 자성배출구로 배출되도록 구동력을 제공하는 구동부재가 구비된 자력선별부를 더 포함할 수 있다.
본 발명은, 진동호퍼로 투입된 오염토양에 대해 모듈화된 복수의 구성을 이용하여 선별, 이송, 세척, 분리 등의 과정이 연속적으로 이루어지도록 함으로써, 이물질이나 오염물질 제거에 따른 세정 효율을 향상시키는 한편, 오염토양과 물의 비율을 1:2미만으로 적용하고, 중화가 필요없는 수준의 세척용제 또는 물 만을 세척액으로 사용, 약품 사용량, 폐액처리 및 수처리 용량을 감소화시킴과 함께, 토양 건강성에 문제가 없는 물리적 처리기술을 제공하는 효과를 갖는다.
그리고, 본 발명은 복수의 구성이 하나의 장치로 모듈화되기 때문에, 설비의 간소화가 가능하고, 그에 따라 이동식으로 간편하게 사용할 수 있으며, 필요 시에 모듈화된 장치에 선택적으로 자력선별, 부유선별 등의 추가설비를 간단하게 적용할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 투입선별, 이송, 세척과정에서 공정수로 나노버블수를 적용하여 나노버블의 붕괴시 발생하는 에너지를 이용하여 오염토양 표면에 존재하는 오염물질의 사전박리를 유도한다.
또한, 본 발명은 고속 고압수류가 직경변화구간을 통과하는 동안 전단력과 감압에 의한 공동기포(캐비테이션버블) 발생 및 붕괴과정에서 발생되는 쇽에너지를 통해 오염 물질에 대한 1 차적 박리가 이루어지게 함과 동시에, 점진적인 직경확대에 따라 압력해제에 따라 발생되는 난류에 의하여 오염 토양간 충돌에 의하여 오염토의 표면으로 가해지는 충격으로 2 차적 박리가 이루어지게 하고, 최종 플랜지 표면에 오염토양이 충돌하면서 3차적 박리가 이루어지게 함으로써, 단순한 물리적 처리과정 만을 통해 효과적인 박리가 이루어지게 할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 고속고압의 수류가 급격한 직경변화구간을 통과하는 과정에서 액압의 감소로 공동기포가 발생, 붕괴되는 과정에서 나오는 쇽에너지를 이용하여 오염토 표면의 오염물질에 대한 박리가 이루어도록 하고, 이후 직경변화로 압력이 해제되면서 발생하는 난류에 의하여 오염토 입자간 충돌을 유도하여 입자간 충돌력으로 2차적으로 박리를 이루어지게 하며, 최종 말단의 충돌부재에 부딪히면서 발생하는 충돌력으로 3차적으로 박리가 이루어지게 함으로써, 단순한 물리적 처리과정 만을 통해 효과적인 박리가 이루어지게 할 수 있는 효과를 갖는다.
그에 따라, 본 발명은 오염 물질의 종류 및 특성에 구애 받지 않으며 폭넓은 처리가 가능하여 장치 적용의 범용성을 확대할 수 있고, 별도 화학약품을 사용하지 않고 순수 물을 통해서만 오염 물질의 제거가 가능할 수 있기 때문에, 세척수를 손쉽게 재이용할 수 있어 경제적인 처리가 가능할 수 있는 효과를 갖는다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 토양정화를 위한 모듈형 세척장치에 대한 전체 구성을 보여주는 도면이다.
도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 토양정화를 위한 모듈형 세척 장치에 대한 투입선별부를 보여주는 도면이다.
도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 토양정화를 위한 모듈형 세척장치에 대한 이송부를 보여주는 도면이다.
도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 토양정화를 위한 모듈형 세척장치에 대한 세척부를 보여주는 도면이다.
도 5 는 본 발명의 실시예에 따른 토양정화를 위한 모듈형 세척장치에 대한 세척부의 오염 물질 박리 원리를 보여주는 도면이다.
도 6 은 본 발명의 실시예에 따른 토양정화를 위한 모듈형 세척 장치에 대한 오염토 분리부 및 배출부를 보여주는 도면이다.
도 7 은 본 발명의 실시예에 따른 토양정화를 위한 모듈형 세척 장치에 대한 오염가스 배출부재를 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 토양정화를 위한 모듈형 세척장치에 대한 자력선별부를 보여주는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술 되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나, 본 발명은 이하에 개시되는 실시 예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 토양정화를 위한 모듈형 세척장치에 대한 전체 구성을 보여주는 도면이고, 도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 토양정화를 위한 모듈형 세척 장치에 대한 투입선별부를 보여주는 도면이며, 도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 토양정화를 위한 모듈형 세척장치에 대한 이송부를 보여주는 도면이다.
그리고, 도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 토양정화를 위한 모듈형 세척장치에 대한 세척부를 보여주는 도면이고, 도 5 는 본 발명의 실시예에 따른 토양정화를 위한 모듈형 세척장치에 대한 세척부의 오염 물질 박리 원리를 보여주는 도면이다.
또한, 도 6 은 본 발명의 실시예에 따른 토양정화를 위한 모듈형 세척 장치에 대한 오염토 분리부 및 배출부를 보여주는 도면이며, 도 7 은 본 발명의 실시예에 따른 토양정화를 위한 모듈형 세척 장치에 대한 오염가스 배출부재를 보여주는 도면이며, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 토양정화를 위한 모듈형 세척장치에 대한 자력선별부를 보여주는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 토양정화를 위한 모듈형 세척 장치는 투입선별부(100), 이송부(200), 세척부(300), 오염토 분리부(400) 배출부(500) 및 자력선별부(600)을 포함한다.
또한, 토양정화를 위한 모듈형 세척 장치에서 분사되는 물이나, 고압수로 사용되는 물은, 나노버블 장치에서 유입될 수 있다. 이때, 나노버블 장치는 물에 나노버블을 형성시킴으로써, 물에 미세한 버블들이 토양의 표면에 접촉될 수 있어, 토양에 부착되는 미세한 이물질까지 제거할 수 있다.
본 실시예에 따른 토양정화를 위한 모듈형 세척장치는 상기와 같은 복수의 구성이 하나의 장치로 모듈화되기 때문에, 설비의 간소화가 가능하고, 그에 따라 이동식으로 간편하게 사용할 뿐만 아니라, 필요 시에 상기와 같은 모듈화된 복수의 구성들 중, 투입선별부(100)는 투입되는 오염토를 세척 및 선별한다. 모듈화된 장치에 선택적으로 나노버블수 생성장치, 고압수 분사장치 등의 추가설비를 간단하게 적용할 수 있다.
이를 위해, 투입선별부(100)는 도 2에 도시된 바와 같이, 진동호퍼(110), 본체(120), 선별스크린(130), 나노버블 분사부재(140), 나노버블 발생장치(150), 고압수 발생장치(160) 초음파 진동자(170) 및 자력부재(180)를 구비한다.
또한, 투입선별부(100)에는 나노버블 분사부재(140) 및 나노버블 발생장치(150)이 설치됨으로써, 투입과 동시에 나노버블을 포함하는 물을 주입할 수 있어, 투입선별부(100)를 통과하는 오염토를 사전 박리할 수 있다.
먼저, 진동호퍼(110)는 오염토의 투입 경로를 형성하며, 상부에서 하부로 갈수록 좁아지는 형상으로 형성되며, 이러한 구조에 의해 포크레인 등을 이용한 오염토의 투입 시 유리하게 작용할 수 있다.
본체(120)는 진동호퍼(110)의 출측과 연결되며, 상기와 같은 형상의 진동호퍼(110)를 통해 투입된 오염토가 경사면을 따라 이동하면서 선별되도록 일단부가 타단부 보다 높게 배치된다.
선별스크린(130)은 본체(120) 내부에서 소정의 길이를 가지도록 설치되며, 본체(120)로 투입되는 오염토 중 일정 입경 이상, 일례로 10~60mm이상의 이물질 및 돌(자갈) 등은 외부로 배출시키고, 일정 입경 이하의 자갈 및 토양을 선별하여 낮게 배치된 타단부로 배출시킴으로써, 선별된 일정 입경 이하의 자갈 및 토양만이 토양의 세척복원을 위한 후공정에 전달될 수 있도록 구성된다.
나노버블 분사부재(140)는 선별스크린(130)의 상면을 향하도록 복수로 구비되는 한편, 이동하는 오염토에 나노버블수 등의 물을 분사한다.
또한, 나노버블 분사부재(140)는 나노버블수를 주입시켜 나노버블의 붕괴시 발생하는 에너지에 의하여 오염물질 표면의 오염물질을 사전 박리시키는 나노버블 발생장치(150)와 연결되어 나노버블 분사부재(140)에 의해 분사될 수 있다.
또한, 나노버블 분사부재(140)는 별도의 유량계(미도시)가 설치될 수 있으며, 그에 따라 오염토를 향하여 분사되는 세척수의 유량을 측정하고, 선별효과를 확보할 수 있는 최소의 유량수치만큼 선택적으로 조절될 수 있다.
또한, 나노버블 분사부재(140)는 오염토의 양의 2배 미만의 비율로 나노버블을 포함하는 세척수가 분사될 수 있다.
이때, 나노버블 분사부재(140)는 본체(120)의 내측으로 나노버블을 포함하는 물을 분사함과 동시에 본체(120) 내부에 토양 및 이물질 등이 적층되는 것을 방지할 수 있도록, 수직분사부재(141) 및 수평분사부재(142)를 포함할 수 있다.
나노버블 분사부재(140)는 설정된 분사량에 해당하도록 선별스크린(130)으로 나노버블을 포함하는 물(세척수)을 분사하는데, 더 바람직하게는 본체(120)로 투입되는 오염토의 양과 동일한, 즉 오염토와 1:2 미만의 비율로 물이 분사되도록 한다
만일, 오염토의 박리를 위해 물이 아닌 강한 산성의 세척제를 사용하게 되면, 산과 오염물질의 반응시간이 필요할 뿐만 아니라, 이러한 산의 성분을 중화시키기 위하여 투입되어야 할 추가의 약제, 물 등의 양도 많아져야 한다.
그에 따라, 종래의 경우에는 버려지는 폐수의 양 또한 많아지게 되는데, 본 실시예에서는 리를 위해 물 만을 사용하기 때문에, 배출되는 물을 재사용할 수도 있고, 이때의 오염토와 함께 투입되는 물의 양도 오염토와 동일 비율로 투입되므로, 결과적으로는 박리에 사용되고 난 폐수도 줄일 수 있다.
수직분사부재(141)는 복수 개가 서로 이격되어 설치될 수 있고, 선별스크린(130)의 상방에서 하방으로 물을 분사할 수 있다. 이때, 물은 나노버블을 포함하는 물일 수 있다. 이를 통해, 본체(120)의 내측으로 유입되어 선별스크린(130)을 통과하는 이물질 등과 함께 혼합되어 있는 토양이 선별스크린을 통과하여 이송 스크류 부재로 배출한다.
또한, 수평분사부재(142)는 선별스크린(130)의 하부의 일측에 설치될 수 있다. 이때, 수평분사부재(142)의 분사 방향은 상술한 수직분사부재(141)와 수직하는 방향에 설치될 수 있다. 또한, 수평분사부재(142)는 선별스크린(130)의 하부에 설치될 수 있다. 또한, 수평분사부재(142)는 타측으로 이물질 및 토양 등을 이동시킬 수 있다. 또한, 수평분사부재(142)는 고압수가 배출될 수 있다.
이를 통해, 선별스크린(130)을 통과한 선별된 오염토를 타측 방향으로 이동시킬 수 있어, 선별스크린(130)의 하방에 선별된 오염토가 적층되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 선별스크린(130)을 통과한 10~60mm이하의 자갈 및 토양은 선별되어 본체(120)의 하부에 모이게 되는데, 이때 선별스크린(130)에는 투입 및 이동하는 오염토로 어쿠스틱 캐비테이션(acustic cavitation)을 발생시키기 위한 초음파 진동자(170)가 설치될 수 있다.
초음파 진동자(170)는 오염토에 흡착된 오염 물질의 사전 박리를 수행하기 위한 것으로서, 구동 시 선별스크린(130) 내에서 어쿠스틱 캐비테이션을 발생시켜, 이때 발생된 어쿠스틱 캐비테이션의 발생 및 붕괴에 의한 쇽에너지를 이용, 오염토 표면에 존재하는 오염 물질에 대한 사전 박리가 이루어지게 할 수 있다.
본 실시예에 따른 투입선별부(100)는 전술된 구성과 함께, 도 2에 도시된 바와 같이 자력부재(180)를 더 구비할 수 있다.
자력부재(180)는 경사를 가지는 본체(120)의 타단부에 설치되며, 오염토에 잔류하는 포함될 수 있는 나사, 못 등 철성분으로 구성된 이물질을 제거할 수 있다.
즉, 자력부재(180)는 선별스크린(130)을 통해 선별한 오염토에 대해, 후단의 설비계통에 이물질 유입으로 인한 고장을 방지하기 위한 것으로서, 선별된 일정 입경 이하의 오염토가 이송부(200)로 배출되기 이전에, 자성체를 이용하여 못, 볼트, 너트 등의 철물을 제거함으로써, 오염토의 추가 선별이 이루어지도록 후단의 설비 고장 및 막힘을 방지한다.
또한, 본체(120)에는 진동부재가 부착되어 진동을 발생시키는 것으로, 도면에 도시되지는 않았으나, 모터, 진동발생장치 등을 포함하여 구성될 수 있다.
진동부재는 모터 구동력을 전달받은 진동발생장치에서 회전운동을 요동 운동으로 변환시킴으로써, 본체(120)에 진동이 전가되도록 구성되는 것으로, 이러한 회전운동을 요동 운동으로 변환하는 진동발생장치의 원래는 종래의 다양한 기술이 적용 가능한 바, 그 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
이송부(200)는 투입선별부(100)에서 배출되는 오염토를 이송시키기 위한 것으로, 오염토 투입구(202) 및 오염토 배출구(204)를 구비하고, 오염토 투입구(202)로 배출된 투입선별부(100) 상의 오염토가 이동 레일(200a)에 구비된 이송 스크류(210) 동작에 의해 오염토를 사전 박리하며 오염토 배출구(204)로 이송시켜 이후 세척부(300)로 투입될 수 있도록 한다.
이러한 이송부(200)는 투입선별부(100)를 통해 오염토와 물이 1:2 미만의 비율로 혼합된 상태에서, 이송 스크류(210)의 회전 동작을 통해 대략 45 도 경사에서 누수 없이 세척부(300)로의 이송이 가능하며, 특히 이송 스크류(210)를 통해 이동하는 과정에서 오염토에 포함된 오염 물질을 계속해서 박리하고, 용해 제거를 유도하여 세척부(300)에 의한 세척 이전에 전처리가 이루어지도록 한다.
이때 나노버블은 토양표면의 오염물질 박리효과를 증진시킴으로서 전처리로서의 사전박리 효과를 높인다.
즉, 세척부(300)로 진입하기 전에 오염토와 나노버블을 포함하고 있는 물을 혼합하여 나노버블이 오염토를 1차적으로 세척함과 동시에 세척부(300)로 이동시킬 수 있다.
세척부(300)는 이동 경로를 따라 이송되어 호퍼(302)로 투입되는 오염토를 향해 나노버블을 포함하고 있는 고압수를 분사하고, 오염토에 대한 오염 물질의 박리가 이루어지게 한다. 예를 들어, 세척부(300)는 이젝터일 수 있다. 수직분사부재(141)와 세척부(300)는 선택적으로 이젝터일 수 있어, 고압수가 분사될 수 있다.
세척부(300)는 도 4에 도시된 바와 같이, 길이 방향을 따르며 표면박리구간(A), 1차충돌구간(B) 및 2차충돌구간(C)이 구비된다.
호퍼(302)는 투입선별부(100) 및 이송부(200)를 통해 오염토와 물이 1:2 미만의 비율로 함께 투입된다.
여기서, 호퍼(302)를 통해 투입된 오염토는 분사장치(304)를 통해 나노버블을 포함하는 고압수가 분사되어 오염 물질의 박리가 이루어지게 된다.
여기서, 분사장치(304)를 통해 고압으로 분사되는 물은 토양의 버퍼능력 이내의 저농도 산이나 물만을 사용하고 특히 나노버블이 포함되도록 하는 것이 바람직 하다.
이는, 종래와 같이 별도의 박리를 위한 세척제를 포함하는 유체가 아닌, 일반적인 나노버블이 포함된 물이 박리를 위해 사용되도록 함으로써, 추후에 오염 물질 분리 공정 시 물(세척수)의 재사용이 경제적이고 용이하게 할 있도록 하기 위함이다.
한편, 박리부(306)는 도 4에 도시된 바와 같이, 오염토에 대한 이동 경로를 형성하고, 고압수에 의해 오염 물질이 일부 탈리 박리된 상태에서, 물과 함께 이동하는 오염토에 대한 유속이 증가되도록 마련된다.
박리부(306)는 고속고압의 수류가 급격한 단면감소 구간을 통과할 때 액압이 감소하는 구조를 가짐에 따라 발생하는 공동기포를 이용, 고압수분사장치(304)와 함께 오염토에 점착된 오염 물질에 대한 연속적이 박리가 이루어지도록 한다.
이를 위해, 박리부(306)는 길이 방향을 따르며 표면박리구간(A), 1차충돌구간(B) 및 2차충돌구간 2차충돌구간(C)이 구비되어 형성된다.
먼저, 표면박리구간(A)은 오염토에 대한 유속 증가를 위해 입측으로부터 직경이 급격히 축소되도록 형성되며, 오염토에 대해 전단응력 및 수직응력을 발생시켜 오염 물질의 박리가 이루어지도록 한다.
즉, 표면박리구간 (A)에서는 물과 함께 오염토가 이동함에 있어 그 직경이 작도록 형성되기 때문에, 이동하는 오염토에 작용하는 압력은 높아지고, 유체의 압력은 낮아지고 유속은 빨라지게 되는데, 이때 오염토를 향하여 고압수가 분사되게 되면, 고압수내 용존산소가 압력이 낮아짐에 따라 공동 기포 일 수 있는 버블이 생성되었다가 순간적으로 붕괴되면서 쇽에너지를 발생시키고, 이로 인하여 오염토양 표면의 오염물질이 박리된다.
또한 도 5에 도시된 바와 같이 전단응력 및 수직응력과 함께 마쇄(attrition), 해쇄(disintegration)의 효과 또한 발생되어 오염토에 점착된 오염 물질에 대한 박리가 이루어지게 할 수 있다.
1차 충돌구간(B)은 공동기포가 발생되지 않고, 압력의 변화에 의해, 난류가 형성되어 오염토 입자간의 충돌을 발생시켜 입자간에 부착된 오염물질을 박리시킬 수 있다.
그리고, 2차충돌구간(C)를 통과한 이후, 단부에 형성된 충돌부재(320)와의 충돌로 인하여 2차로 오염 물질의 박리가 이루어지게 한다.
또한, 2차충돌구간(C)에는 휘발된 오염 물질은 외부로 배출되고, 오염 물질이 제거된 오염토는 오염토 분리부(400)로 배출되게 된다.
이를 위해, 세척부(300)는 포집구(330) 및 세척배출구(340)를 구비한다.
포집구(330)는 2차충돌구간(C)의 출측 상부에 형성되며, 공동기포의 붕괴에 의하여 오염물질이 박리되면 발생된, 오염물질이 휘발성 오염물질인 경우, 오염이 박리되는 과정에서 발생 가능하고, 휘발되어 증기화된 오염가스의 포집을 위하여 포집경로를 형성할 수 있다.
또한, 세척배출구(340)는 2차충돌구간(C)의 출측 하부에 형성되며, 오염토가 배출되게 배출 경로를 형성한다.
이와 같이, 세척배출구(340)를 통해 배출된 세척 슬러리는 입자의 크기에 따라 분별하여 정화토로 정화될 수 있도록 오염토 분리부(400)로 이동하게 된다.
이와 함께, 세척부(300)는 상기와 같이 공동 기포 붕괴를 통해 오염 물질의 탈리 박리가 이루어지도록 함에 있어서, 더 많은 공동 기포의 발생을 위하여 초음파 진동자(310)를 더 구비할 수 있다.
즉, 초음파 진동자(310)는 1차충돌구간(B)에 설치되며, 전술된 투입선별부(100)의 초음파 진동자(170)와 동일하게 어쿠스틱 캐비테이션을 발생시켜, 1차충돌구간(B)에서 공동 기포가 발생되도록 함으로써, 전술된 충돌부재(320)의 구조에 의한 충돌 시 발생된 충돌 에너지와 함께, 2차충돌구간(C)에서 더 많은 오염 물질을 효과적으로 박리시킬 수 있다.
한편, 오염토 분리부(400)는 세척부(300)에서 배출되는 오염토를 교반하는 한편, 오염토로부터 박리된 오염 물질과 정화토를 분리시키고, 배출부(500)를 향해 정화토만이 선택적으로 배출되게 한다.
이를 위해, 오염토 분리부(400)는 도 6에 도시된 바와 같이, 토양 침강부재(410), 폐수 배출부재(420) 및 오염가스 배출부재(430)를 구비한다.
토양 침강부재(410)는 세척부(300)에서 배출된 오염 물질의 박리가 이루어진 오염토가 유입되며, 내부에 교반기(412)를 포함하고, 미리 설정된 구간 이상의 입도를 가지는 오염토를 배출부(500)로 배출시키도록 한다.
즉, 세척부(300)에서 배출된 미세 오염 입자가 포함된 폐수와 오염토의 경우, 토양 침강부재(410)에서 토양이 침강하여 배출부(500)로 배출되는데, 이때 오염토 입도는 0.075mm 에서 0.15mm의 구간을 기준으로 설정되어 상기 구간 이하의 입도를 가지는 오염토는 폐수 배출부재(420)로 배출되고, 상기 구간 이상의 입도를 가지는 오염토는 자연 침강하여 배출부(500)로 배출되도록 한다.
이를 위해, 폐수 배출부재(420)는 토양 침강부재(410)의 일측에 연결되어 교반기(412)의 동작에 의해 입도가 조절된, 다시 말해 0.075mm 이하의 오염토가 토양 침강부재(410)의 외부로 배출되도록 한다.
또한, 휘발성 물질을 함유한 오염물질이 포함되는 오염토는 오염가스 배출부재(430)를 통해 배출될 수 있다. 또한, 오염가스 배출부재(430)는 토양 침강부재(410)의 타측에 연결되며, 교반기(412)의 구동 시 발생된 휘발된 상태의 오염 물질의 포집을 위하여 토양 침강부재(410) 내부의 오염 기체를 흡입하여 배출하도록 한다.
이러한 오염가스 배출부재(430)는 도 7에 도시된 바와 같이, 몸체(432), 터보 블로어(434) 및 활성탄(436)을 구비할 수 있다.
여기서, 몸체(432)는 토양 침강부재(410)의 내부에 존재하는 오염 기체가 연결관(432b)을 통해 이동하기 위한 흡입구(432a)를 구비하며, 오염 기체가 포집되기 위하여 소정의 내부 공간을 가지는 함체 형상으로 이루어질 수 있다.
터보 블로어(434)는 몸체(432)의 내부에 설치되며, 모터(M)가 구동됨에 따라 토양 침강부재(410) 내부의 오염 기체가 흡입구(432a)를 통하여 몸체(423) 내부로 유입되게 한다.
활성탄(436)은 터보 블로어(434)를 통해 몸체(432)의 내부로 유입된 오염 기체를 정화하는 것으로, 층을 이루며 복수로 구비되고, 터보 블로어(434)를 통해 몸체(423) 내부로 유입된 오염 기체가 내부를 통과하며 정화되게 함으로써, 오염토 세척 시 발생된 오염 기체를 효과적으로 처리할 수 있다.
여기서, 활성탄(436)은 두개의 층으로 이루어진 것으로 도시되어 있으나, 정해진 것은 아니며, 수직 방향으로 더 많은 활성탄(436) 층이 배치되게 하여 더욱 효과적으로 오염 기체를 처리할 수도 있다.
한편, 오염토 분리부(400)은 미세기포 발생기(440)을 더 구비할 수 있다.
미세기포 발생기(440)는 토양 침강부재(410)의 내부에서 직경이 좁아지는 하부 경사면에 복수로 설치되며(도 6 참조), 교반이 이루어지는 오염토의 표면으로 미세 기포를 제공함으로써, 미세토의 부상을 효율적으로 해서, 정화토로 오염 집중된 미세토가 배출되지 못하도록 할 수 있다.
미세기포 발생기(440)는 교반기(412)와 함께 토양 침강부재(410)의 내부에서 오염토의 입도를 인위적으로 조절할 수 있게 하기 위한 것으로, 이와 같은 입도의 조절을 통해 0.075mm 이하로 조절된 오염토는 폐수 배출부재(420)를 통해 배출되게 하고, 0.075mm 내지 0.15mm 사이의 오염토의 경우, 추가 세척을 통한 회수를 위하여 세척부(300)로 배출되게 한다.
배출부(500)는 오염토 분리부(400)에서 배출되는 정화토를 배출 경로를 따라 이송시킨다.
이러한 배출부(500)의 경우, 이송 스크류(210)를 구비한 이송부(200) 구조와 동일한 구조를 가질 수 있으며, 도 5에 도시된 바와 같이 별도의 나노버블 분사부재(510)를 구비하여 정화토 배출구(502)로 배출되기 직전에 정화토가 추가적으로 세척되게 할 수도 있다,
그에 따라, 배출부(500)는 그 단부에서 최종적으로 세척이 이루어지게 하여 정화토가 배출되도록 함으로써, 선별, 세척, 분리, 정화 등을 통한 오염토에 대한 경제적 처리가 가능하게 할 수 있고, 결과적으로 오염토를 효과적으로 재사용하게 할 수 있다.
또한, 배출부(500)가 형성된 부분의 하방에는 배출되는 정화토를 탈수하는 정화토 탈수장치(520)가 설치될 수 있다. 정화토 탈수장치(520)는 상방에서 배출되는 정화토가 안착되어 미세하게 남아있는 정화토에 혼합되어 있는 물을 탈수할 수 있다.
이때, 정화토 탈수장치(520)에는 내부를 진동시키는 탈수부재(미도시)가 설치될 수 있어, 탈수부재(미도시)의 진동에 의해, 정화토의 수분을 제거할 수 있다.
이를 통해, 정화토 탈수장치(520)는 정화토에 남아있는 수분을 탈수 함으로써, 수분에 포함될 수 있는 오염 물질을 제거할 수 있어, 정화토의 정화 효율을 향상시켜 정화토의 품질을 향상시킬 수 있다.
즉, 정화토 탈수장치(520)는 폐수내 존재하는 미세입자를 침전시켜 폐수를 공정수로 재활용하게 하는 수처리와 수처리에서 침전된 미세입자를 탈수하는 슬러지 탈수부가 설치되어 물을 탈수함과 동시에 공정수를 재사용할 수 있다.
또한, 배출된 정화토사를 최종탈수하여 폐수내 존재하는 오염물질을 제거하여 정화효율을 높이는 최종탈수장치를 구비할 수 있어, 오염된 토사의 정화효율을 향상시킬 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 토양정화를 위한 모듈형 세척장치에 대한 자력선별부를 나타낸 도면이다.
도 8을 참고하면, 자력선별부(600)는 상방에서 정화된 토양이 유입되어 하방으로 배출될 수 있도록 세척부(300)의 세척배출구(340)에 연결될 수 있다. 또한, 자력선별부(600)는 정화토에 자력으로 선별 가능한 Fe와 결합하여 자성을 가지는 오염물질을 자성으로 선별함으로써, 정화토의 품질을 향상시킬 수 있다.
또한, 자력선별부(600)는 유입된 정화토에 포함되는 Fe- 결합형태의 광물상 오염토양을 부착하는 드럼형 자성부재(620),　드럼의 회전과 자성스크레퍼(622)에 의해 부착된 광물상 오염을 원활하게 배출되도록 드럼은 1/2 면적은 자성을 보유하고, 1/2은 자성을 보유하지 않도록 구성되고 드럼을 회전시키도록 구동력을 제공하는 구동부재가 구비될 수 있다.
또한, 자력선별부(600)는 유입된 정화토가 배출될 때, 토양의 표면박리만으로는 오염물질의 제거가 안되는 광물상 오염중 Fe결합 형태의 오염물질과 FE결합 형태가 아닌 오염물질을 효과적으로 분리하여 정화 품질을 높일 수 있도록, 자력몸체(610), 드럼형 자성부재(620) 및 구동부재(630)를 포함할 수 있다.
자력몸체(610)는 사각 단면으로 형성될 수 있다. 또한, 자력몸체(610)는 내부에 중공부가 형성될 수 있다. 또한, 상부는 세척부(300)의 세척배출구(340)와 연결될 수 있어, 정화토가 유입될 수 있다.
이때, 자력몸체(610) 내부에는 정화토가 유입되어 정화토에 포함되는 Fe- 결합형태의 광물상 오염토양을 부착하여 배출할 수 있도록 정화토의 이동시키는 가이드부재(611) 및 비자성배출구(612)를 포함할 수 있다.
가이드부재(611)는 판 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 가이드부재(611)는 자력몸체(610)의 좌측에서 우측으로 연장 형성될 수 있다. 이때, 가이드부재(611)는 복수 개가 서로 이격 설치될 수 있다. 최초 가이드부재(611)는 정화토가 유입되는 하방에 설치되어 유입되는 정화토를 우측으로 이동시킬 수 있다.
또한, 최초 가이드부재(611)의 하방에는 최초 가이드부재(611)의 하방에는 최초 가이드부재(611)와 이격된 두 번째 가이드부재(611)가 설치될 수 있다. 이때, 두 번째 가이드부재(611)는 자력몸체(610)의 내측면에 연결되어 좌측 방향으로 연장될 수 있다.
즉, 가이드부재(611)는 유입된 정화토를 좌우로 이동될 수 있도록 유도할 수 있다. 이때, 자력몸체(610)의 하단부에는 비자성배출구(612)가 설치되어 광물상 오염물질의 이물질이 분리된 정화토를 하방으로 배출할 수 있다. 또한, 가이드부재(611)의 단부에는 드럼형 자성부재(620)가 결합될 수 있다.
드럼형 자성부재(620)는 중심축에 자력을 갖을 수 잇는 드럼형자석(621)이 설치될 수 있어, 정화토에 혼합될 수 있는 정화토에 포함되는 Fe- 결합형태의 광물상 오염토양을 분리할 수 있다.
또한, 드럼형 자성부재(620)는 일면이 자성을 띄고 있고 타면에는 비자성을 띄고 있어, 자성을 띄고 있는 부분에 결합형태의 광물상 오염토양이 부착되고 드럼형 자성부재(620)의 회전에 의해 광물상 오염토양이 외부로 배출될 수 있다.
또한, 드럼형 자성부재(620)의 일측에는 드럼형 자성부재(620)와 이격되어 자성 스크래퍼(622)가 설치될 수 있다.
자성 스크래퍼(622)는 드럼형자석(621)에 부착된 광물상 오염토양을 하방으로 분리시킬 수 있다. 이때, 분리된 광물상 오염물질의 이물질은 자력몸체(610)의 하단부에 형성되는 자성배출구(623)로 배출될 수 있다.
구동부재(630)는 자성배출구(623)에 연장된 가이드부재(611)와 연결될 수 있다. 또한, 구동부재(630)는 좌측 또는 우측으로 이동 가능함으로써, 복수 개의 가이드부재(611)의 각도를 변화시킬 수 있다. 이를 통해, 광물상 오염토양이 자성배출구(623)를 통해 배출될 수 있다.
본 발명은, 호퍼로 투입된 오염토양에 대해 모듈화된 복수의 구성을 이용하여 선별, 이송, 세척, 분리 등의 과정이 연속적으로 이루어지도록 함으로써, 이물질이나 오염물질 제거에 따른 세정 효율을 향상시키는 한편, 오염토양과 물의 비율을 1:2미만으로 적용하여 중화가 필요없는 수준의 세척용제 또는 물 만을 세척액으로 사용, 약품 사용량, 폐액처리 및 수처리 용량을 감소화시킴과 함께, 토양 건강성에 문제가 없는 물리적 처리기술을 제공하는 효과를 갖는다.
또한, 나노버블 생성 장치를 결합하여 오염토를 정화할 때, 사용되는 모든 물에 나노버블을 발생시킨 물을 사용함으로써, 오염토의 정화효율이 향상되고 미세하게 부착되는 미세 오염 물질에 대한 정화효율을 향상시킬 수 있다.
그리고, 본 발명은 복수의 구성이 하나의 장치로 모듈화되기 때문에, 설비의 간소화가 가능하고, 그에 따라 이동식으로 간편하게 사용할 수 있으며, 필요 시에 모듈화된 장치에 선택적으로 자력선별, 부유선별 등의 추가설비를 간단하게 적용할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 고압수 분사 및 유속 증가를 통해 오염 물질에 대한 1 차적 박리가 이루어지게 함과 동시에, 고속 고압의 물을 포함한 오염토가 급격한 직경변화 구간을 통과할 때 액압의 감소가 발생되게 하여, 이때, 발생된 공동 기포의 붕괴에 의해 오염토의 표면으로 가해지는 쇽에너지로 오염물질을 박리하고, 이후 압력해제 구간에서 발생하는 난류로 오염토 입자간 충돌하는 충격력으로 2 차적 박리가 이루어지게 하며, 말단의 충돌판에 부딪힐 때의 충격력으로 2차적 박리가 이루어지게함으로써, 단순한 물리적 처리과정 만을 통해 효과적인 박리가 이루어지게 할 수 있는 효과를 갖는다.
본 발명은 투입선별 및 이송과정에서 나노버블수에 의한 오염물질의 사전박리를 이루어지게 한다
또한, 본 발명은 고압수 분사 및 유속 증가를 통해 오염 물질에 대한 1 차적 박리가 이루어지게 함과 동시에, 물을 포함한 오염토에 대한 감압이 발생되게 하여, 이때 발생된 공동 기포의 붕괴에 의해 오염토의 표면으로 가해지는 충격으로 2 차적 박리가 이루어지게 함으로써, 단순한 물리적 처리과정 만을 통해 효과적인 박리가 이루어지게 할 수 있는 효과를 갖는다.
그에 따라, 본 발명은 오염 물질의 종류 및 특성에 구애 받지 않으며 폭넓은 처리가 가능하여 장치 적용의 범용성을 확대할 수 있고, 별도 화학약품을 사용하지 않고 순수 물을 통해서만 오염 물질의 제거가 가능할 수 있기 때문에, 세척수를 손쉽게 재이용할 수 있어 경제적인 처리가 가능할 수 있는 효과를 갖는다.
이상의 본 발명은 도면에 도시된 실시 예(들)를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형이 이루어질 수 있으며, 상기 설명된 실시예(들)의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해여야 할 것이다.
100 : 투입선별부 110, 302 : 호퍼
120 : 본체
130 : 선별 스크린 140,141,142,510 : 나노버블 분사부재 150: 나노버블 발생장치
150 : 나노버블 발생장치 160: 고압수 발생장치
170, 310 : 초음파 진동자 200 : 이송부
210 : 이송 스크류 300 : 세척부
304 : 분사장치 306 : 탈리 박리부
320 : 충돌부재 330 : 포집구
340 : 세척배출구 400 : 오염토 분리부
410 : 토양 침강부재 412 : 교반기
420 : 폐수 배출부재 430 : 오염가스 배출부재
432 : 몸체 432a : 흡입구
432b : 연결관 434 : 터보 블로어
436 : 활성탄 440 : 미세기포 발생기
500 : 배출부 502 : 정화토 배출구
520 : 정화토 탈수장치
600 : 자력선별부 610 : 자력몸체
611 : 가이드부재 612 : 비자성배출구
620 : 드럼형 자성부재 621 : 드럼형자석
622 : 스크래퍼 623 : 자성배출구
630 : 구동부재
A : 표면박리구간 B : 1차충돌구간
C : 2차충돌구간

Claims (10)

  1. 투입되는 오염토를 세척 및 선별하는 투입선별부;
    상기 투입선별부에서 배출되는 오염토를 이송시키는 이송부;
    상기 이송부의 이동 경로를 따라 이송되는 오염토를 향해 고압수를 분사하고, 오염토에 대한 오염 물질의 박리가 이루어지게 하는 세척부;
    상기 세척부에서 배출되는 오염토를 교반, 오염토로부터 박리된 오염 물질과 정화토를 분리시키고, 정화토만이 선택적으로 배출되게 하는 오염토 분리부; 및
    상기 오염토 분리부에서 배출되는 정화토를 배출 경로를 따라 이송시키는 배출부;를 포함하는 것을 특징으로 하고,
    상기 투입선별부는,
    오염토의 투입 경로를 형성하며, 상부에서 하부로 갈수록 좁아지는 형상으로 형성되는 진동호퍼;
    상기 진동호퍼와 연결되며, 상기 진동호퍼에서 배출되는 오염토가 이동하도록 일단부가 타단부 보다 높게 배치되는 본체;
    상기 본체의 내부에 설치되며, 설정된 입경 이하의 오염토를 선별하는 선별 스크린;
    상기 선별 스크린을 향하도록 복수로 구비되며, 오염토에 물을 분사하여 나노버블에 의한 사전박리를 유도하는 나노버블 분사부재; 및
    상기 선별 스크린에서 이동하는 오염토로 어쿠스틱 캐비테이션을 발생시켜, 기포의 붕괴 시 발생하는 쇽에너지로 오염 물질을 사전 박리시키는 초음파 진동자를 구비하는 것을 특징으로 하며,
    상기 나노버블 분사부재는,
    수직 방향으로 물을 분사하는 수직분사부재와 수평 방향으로 물을 분사하는 수평분사부재를 포함하여 상기 본체에 이물질이 적층되는 것을 방지하고,
    상기 이송부는,
    나노버블수와 오염토양이 이동 경로에 구비된 이송 스크류에의해 상기 세척부를 향하는 오염토의 오염 물질을 사전 박리하며 이송시키는 것을 특징으로 하는 토양정화를 위한 모듈형 세척 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 나노버블 분사부재는,
    상기 본체로 투입되는 오염토의 2배 미만의 물이 분사되도록 하는 것과 나노버블수를 주입하는 것을 특징으로 하는 토양정화를 위한 모듈형 세척 장치.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 세척부는,
    상기 이송부에서 배출된 오염토에 대한 공동기포 발생을 위해 입측으로부터 직경이 축소되게 형성되며, 오염토로 공동기포의 발생 및 붕괴과정에서 발생되는 쇽에너지를 이용하여 오염토의 오염물질을 박리하며, 고속고압의 수류로 인하여 전단응력 및 수직응력을 발생시키고 오염물질의 박리가 이루어지도록 하는 표면박리구간;
    상기 표면박리구간의 단부에서 내부 직경이 확대되게 형성되고, 상기 표면박리구간을 통과하는 유체가 압력변화로 인해 난류가 발생하여 입자간 충돌을 발생시키는 1차충돌구간; 및
    상기 1차충돌구간을 통과하여 충돌부재와 충돌에 의해 오염물질을 추가로 박리시키는 2차충돌구간;을 구비하는 것을 특징으로 하는 토양정화를 위한 모듈형 세척 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 세척부는,
    상기 1차충돌구간에 설치되고, 어쿠스틱 캐비테이션을 발생시켜, 기포 붕괴 시 발생하는 쇽에너지로 오염 물질을 추가 박리시키는 초음파 진동자를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 토양정화를 위한 모듈형 세척 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 오염토 분리부는,
    상기 세척부에서 배출되는 오염토가 유입되며, 내부에 교반기를 포함하고, 미리 설정된 구간 이상의 입도를 가지는 오염토를 배출시키는 토양 침강부재;
    상기 토양 침강부재의 일측에 연결되며, 상기 토양 침강부재로 유입되는 오염토에 포함된 폐수를 배출시키는 폐수 배출부재; 및
    상기 토양 침강부재의 타측에 연결되며, 상기 토양 침강부재의 오염 기체를 흡입하여 배출되도록 하는 오염가스 배출부재;를 구비하는 것을 특징으로 하는 토양정화를 위한 모듈형 세척 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 오염토 분리부는,
    상기 토양 침강부재의 내부에서 직경이 좁아지는 하부 경사면에 설치되어 오염토 표면으로 미세 기포를 제공하는 미세기포 발생기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 토양정화를 위한 모듈형 세척 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 오염가스 배출부재는,
    상기 토양 침강부재의 오염 기체가 이동하기 위한 흡입구를 구비하는 몸체;
    상기 몸체의 내부에 설치되며, 상기 흡입구를 통해 상기 몸체로 오염 기체가 유입되게 하는 터보 블로어; 및
    상기 터보 블로어를 통해 상기 몸체의 내부로 유입된 오염 기체를 정화하는 활성탄;을 구비하는 것을 특징으로 하는 토양정화를 위한 모듈형 세척 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    일단이 상기 세척부에 연결되어 정화된 토양이 유입되고, 정화토의 이동을 가이드하는 가이드부재가 설치되며, 상기 가이드부재로 가이드되는 정화토 내 포함되는 자성을 가진 광물상 오염물질을 분리하여 배출시키기 위한 자력몸체;
    상기 가이드부재의 단부에 설치되어 상기 가이드부재로 유입된 정화토에 포함되는 광물상 오염물질을 분리하고, 분리된 광물상 오염물질을 보관하는 드럼형 자성부재; 및
    상기 가이드부재의 외측면에 설치되어 상기 가이드부재의 각도를 변화시켜, 상기 드럼형 자성부재로 분리된 자성을 갖는 광물상 오염물질을 자성배출구로 배출되도록 구동력을 제공하는 구동부재가 구비된 자력선별부를 더 포함하는 토양정화를 위한 모듈형 세척 장치.
KR1020210055740A 2021-04-29 2021-04-29 토양정화를 위한 모듈형 세척 장치 KR102395666B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210055740A KR102395666B1 (ko) 2021-04-29 2021-04-29 토양정화를 위한 모듈형 세척 장치
CN202210399411.7A CN114733893B (zh) 2021-04-29 2022-04-15 用于土壤净化的模块型清洗装置
CN202220877419.5U CN217700633U (zh) 2021-04-29 2022-04-15 用于土壤净化的模块型清洗装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210055740A KR102395666B1 (ko) 2021-04-29 2021-04-29 토양정화를 위한 모듈형 세척 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102395666B1 true KR102395666B1 (ko) 2022-05-09

Family

ID=81582651

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210055740A KR102395666B1 (ko) 2021-04-29 2021-04-29 토양정화를 위한 모듈형 세척 장치

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102395666B1 (ko)
CN (2) CN114733893B (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116786411A (zh) * 2023-08-24 2023-09-22 江苏泰斯特生态环保研究院有限公司 一种用于污染土壤振动筛分的装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120064806A (ko) * 2010-12-10 2012-06-20 송원근 개량형 토양세척기법을 이용한 유류 오염토양의 정화 장치 및 방법
KR20160116840A (ko) * 2015-03-31 2016-10-10 한국광해관리공단 중금속 오염 토양용 자력선별장치 및 이를 이용하는 선별방법
KR101768006B1 (ko) * 2016-07-08 2017-08-14 효림산업주식회사 나노버블 및 무기산 다단세척을 이용한 복합오염토양 정화처리시스템
KR101888121B1 (ko) * 2018-02-12 2018-08-13 우림종합건설 주식회사 맞춤형 미세기포를 이용한 유류오염토양 정화 시스템
KR20200075420A (ko) * 2018-12-18 2020-06-26 지우이앤이(주) 오염토 세척 장치

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108620427A (zh) * 2017-12-30 2018-10-09 上海康恒环境修复有限公司 一种模块化土壤淋洗的方法及设备
CN209697705U (zh) * 2019-04-02 2019-11-29 湖南嘉沣工程设计有限责任公司 一种微纳米气泡强化异位淋洗设备
CN110842017A (zh) * 2019-11-27 2020-02-28 智优株式会社 模块化移动式土壤淋洗系统
CN112058889B (zh) * 2020-07-15 2022-04-19 北京建工环境修复股份有限公司 用于石油烃类有机污染土壤的高效一体化清洗系统及方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120064806A (ko) * 2010-12-10 2012-06-20 송원근 개량형 토양세척기법을 이용한 유류 오염토양의 정화 장치 및 방법
KR20160116840A (ko) * 2015-03-31 2016-10-10 한국광해관리공단 중금속 오염 토양용 자력선별장치 및 이를 이용하는 선별방법
KR101768006B1 (ko) * 2016-07-08 2017-08-14 효림산업주식회사 나노버블 및 무기산 다단세척을 이용한 복합오염토양 정화처리시스템
KR101888121B1 (ko) * 2018-02-12 2018-08-13 우림종합건설 주식회사 맞춤형 미세기포를 이용한 유류오염토양 정화 시스템
KR20200075420A (ko) * 2018-12-18 2020-06-26 지우이앤이(주) 오염토 세척 장치

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116786411A (zh) * 2023-08-24 2023-09-22 江苏泰斯特生态环保研究院有限公司 一种用于污染土壤振动筛分的装置
CN116786411B (zh) * 2023-08-24 2023-11-07 江苏泰斯特生态环保研究院有限公司 一种用于污染土壤振动筛分的装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN114733893A (zh) 2022-07-12
CN217700633U (zh) 2022-11-01
CN114733893B (zh) 2023-07-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5316223A (en) Method and apparatus for cleaning contaminated particulate material
KR100988942B1 (ko) 오염토양 세척 선별장치
KR101396416B1 (ko) 열 변형 파쇄를 이용한 복합오염 토양의 유류와 중금속 동시 탈리 장치 및 이를 포함하는 복합오염 토양의 정화 시스템 및 방법
KR100952752B1 (ko) 미세토양 세척장치 및 방법
KR101358147B1 (ko) 미세기포를 이용한 오염토양 분리세척 방법 및 그 장치
KR100755910B1 (ko) 유류오염토양 복원공법과 이에 사용되는 장치
KR100988047B1 (ko) 토양의 오염물질 세척방법 및 시스템
KR100870909B1 (ko) 유류에 오염된 토사석의 복원방법 및 그 장치
JP5990442B2 (ja) 汚染土壌の減容化処理方法
US6123483A (en) Method and apparatus for decontaminating soil and mud polluted with hazardous waste and petroleum products
KR101658523B1 (ko) 오염토양 선별 및 세척처리 정화시스템
KR102395666B1 (ko) 토양정화를 위한 모듈형 세척 장치
KR100460629B1 (ko) 토양세척기 및 이를 이용한 토양세척장치
KR101223435B1 (ko) 유류 및 금속 혼합 오염 토양의 처리 시스템
JP4433962B2 (ja) Ｐｃｂ汚染土壌の洗浄方法及びｐｃｂ汚染土壌の洗浄装置
KR100987198B1 (ko) 차량에 탑재된 오염토양 세척 선별장치
KR100954206B1 (ko) 복합 오염 토양 내의 유류 및 중금속 물질 제거장치
KR102112962B1 (ko) 오염토 세척 선별 장치
JP2002254063A (ja) 汚染土壌の浄化方法及びそれに用いる分離装置
JP2004016980A (ja) 分離方法及び装置並びにそれを用いた浄化方法及び装置
WO2013186873A1 (ja) 汚染土壌処理システム
KR102395659B1 (ko) 소각재 무해화를 위한 모듈형 세척 장치
KR100988043B1 (ko) 차량에 탑재된 오염토양의 슬러지 분리장치
JP4112276B2 (ja) 泥水中の微細土粒子の洗浄回収方法
JP4421417B2 (ja) 汚染土壌の浄化処理装置

Legal Events

Date Code Title Description
GRNT Written decision to grant