KR102510843B1 - 스마트 자동화 고화처리시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 오염토양의 정화 처리공정으로부터 분리 배출되는 탈수케이크를 고형화 및 안정화시켜 개량 토양으로 생산함으로써 폐기되는 자원이 재활용될 수 있게 하며, 사전 입력된 개량 토양의 사용 목적에 따라 고화제의 배합 비율이 자동으로 조정되는 하는 스마트 자동화 고화처리시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고화제가 수용되며 선택적으로 수용된 고화제를 배출하는 투입호퍼를 포함하고, 오염토양 정화처리시스템으로부터 배출되는 탈수케이크와 상기 투입호퍼에서 배출되는 고화제가 각각 유입되며, 일정 시간동안 유입된 탈수케이크와 고화제를 혼합하면서 이송하여 개량 토양으로 배출하는 고화처리부; 및 기입력된 개량 토양의 사용 목적에 따라 고화제의 배합 비율이 설정되고 설정된 배합 비율에 기반하여 상기 투입호퍼에 수용된 고화제의 배출량을 제어하는 제어부;를 포함하는 것이 특징이다.
Description
본 발명은 오염토양의 정화 처리공정으로부터 분리 배출되는 탈수케이크를 고형화 및 안정화시켜 개량 토양으로 생산함으로써 폐기되는 자원이 재활용될 수 있게 하며, 사전 입력된 개량 토양의 사용 목적에 따라 고화제의 배합 비율이 자동으로 조정되는 하는 스마트 자동화 고화처리시스템에 관한 것이다.
최근 전 세계적으로 인구증가 및 산업 발달로 발생되는 폐기물과 유해화학물질로 인하여 토양 및 지하수 오염의 심각성이 고조되어 개발사업으로 영향 받게 되는 토양환경에 대한 중요성이 대두되고 있다.
토양 내 중금속은 분해가 되지 않고 물리화학적 환경의 변화에 따라서 흡착 또는 고형화 되거나, 재용출 되어 오염이 확산되기도 한다.
토양에 축적되는 금속의 양이 증가하게 되면 식물이나 미생물의 효소활동을 방해하는 위험요소로 작용할 수 있다. 금속오염물이 지하수를 통해 유입되면 지하수를 이용하는 각종 생물체에 악영향을 끼침은 물론 식물조직에 흡수되면 먹이사슬을 통해 최종적으로 인간에게 위해를 준다.
이에 종래 대한민국 등록특허 10-2330314호 복합 오염토양 정화 시스템에서는 정화대상 오염토양이 투입되고 투입된 오염토양을 분쇄 처리하여 토출하는 분쇄기; 상기 분쇄기에서 토출되는 오염토양이 유입되고 세척수가 분사되어 공급된 오염토양을 세척하면서 오염토양에서 제 1입경 크기 이하의 토사를 선별하여 분리 배출하는 제 1습식선별장치; 상기 제 1습식선별장치에서 분리 배출되는 제 1입경 크기 이하의 토사가 유입되며, 제 1입경보다 상대적으로 작은 제 2입경 크기 이하의 미세 토사를 선별하여 분리 배출하는 제 1사이클론; 상기 제 1사이클론에서 분리 배출되는 미세 토사가 유입되며, 상기 미세 토사가 바닥으로 중력 침강되게 하고 침전되지 않은 부유 토사를 배출하는 침사조; 상기 침사조에서 배출되는 부유 토사가 유입되며, 응집제가 투입되어 부유 토사로부터 응집된 침전물이 바닥으로 침전되게 하는 응집침전조; 상기 침사조 및 응집침전조의 배출단에 연결되어 침사조 및 응집침전조에서 각각 침전 처리된 침전물이 유입되고, 이를 저류시켜 중력 분리된 농축 슬러지를 생성하며 생성된 농축 슬러지를 배출하는 농축조; 및 상기 농축조에서 배출되는 농축 슬러지가 유입되고, 농축 슬러지를 탈수 처리하여 탈수 케이크로 생성 및 배출하는 필터 프레스;를 포함하여 복합적으로 오염토양을 정화 처리하는 기술이 개시되었다.
그러나 상기 종래 기술의 경우 오염토양을 복수의 선별 과정을 통해 입경 분리함과 더불어 응집 침전 과정을 통해 오염토양을 정화하게 되고, 이 과정에서 배출되는 농축슬러지를 탈수 처리하여 탈수케이크로 배출하게 되는데, 이러한 탈수케이크는 폐기물로 분류되어 별도의 후처리 과정이 요구될 뿐만 아니라 오염토양의 정화 과정에서 지속적으로 배출되기 때문에 폐기물의 보관하기 위한 시설이 필요할 뿐 아니라 이를 유지 관리하기 위하여 다양한 경제적 손실이 발생하게 되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 오염토양의 정화 처리공정으로부터 분리 배출되는 탈수케이크를 개량 토양으로 생산함으로써 폐기되는 자원이 재활용될 수 있게 하며, 사전 입력된 개량 토양의 사용 목적에 따라 고화제의 배합 비율이 자동으로 조정될 수 있는 스마트 자동화 고화처리시스템을 제공함에 목적이 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 수단으로서 본 발명의 스마트 자동화 고화처리시스템(이하 "본 발명의 시스템"이라 칭함)은, 고화제가 수용되며 개폐구가 구비되어 선택적으로 수용된 고화제를 배출하는 투입호퍼를 포함하고, 오염토양 정화처리시스템으로부터 배출되는 탈수케이크와 상기 투입호퍼에서 배출되는 고화제가 각각 유입되며, 일정 시간동안 유입된 탈수케이크와 고화제를 혼합하면서 이송하여 개량 토양으로 배출하는 고화처리부; 및 기입력된 개량 토양의 사용 목적에 따라 고화제의 배합 비율이 설정되고 설정된 배합 비율에 기반하여 상기 투입호퍼에 수용된 고화제의 배출량을 제어하는 제어부;를 포함하는 것이 특징이다.
하나의 예로써, 상기 제어부는, 상기 고화처리부에서 생산되는 개량 토양의 사용 목적을 입력하는 입력모듈과, 상기 입력모듈에서 입력된 개량 토양의 사용 목적에 따라 고화제의 배합 비율을 설정하는 설정모듈과, 상기 설정모듈에서 설정되는 고화제의 배합 비율을 기반으로 탈수케이크의 유입량 대비 상기 고화제의 유입량을 산출하는 산출모듈과, 상기 산출모듈에서 산출되는 고화제의 유입량에 따라 상기 투입호퍼의 개폐구의 작동을 제어하는 구동모듈을 포함하는 것이 특징이다.
하나의 예로써, 상기 제어부는, 상기 고화처리부로 유입되는 탈수케이크의 유입량을 계측하고 그 계측 결과를 상기 산출모듈로 전달하는 제 1계측센서 및 상기 투입호퍼에서 배출되는 고화제의 배출량을 계측하고 그 계측 결과를 상기 구동모듈로 전달하는 제 2계측센서를 더 포함하는 것이 특징이다.
하나의 예로써, 상기 고화처리부는, 상기 오염토양 정화처리시스템에서 배출되는 탈수케이크와 상기 투입호퍼에서 배출되는 고화제가 각각 유입되며 유입된 탈수케이크와 고화제를 일방향으로 이송시켜 배출하는 공급스크류와, 상기 공급스크류에서 배출되는 탈수케이크와 고화제가 유입되고 유입된 탈수케이크와 고화제를 혼합하면서 일방향으로 이송시켜 배출하는 혼합이송스크류를 포함하는 것이 특징이다.
하나의 예로써, 상기 혼합이송스크류는, 스크류가 내재되며 상면에 개구가 형성되고 일단의 하면에 배출구가 형성되는 제 1몸체와, 상기 개구를 덮는 형상으로 일단의 상면에 유입구가 형성되고 내부에 공간부가 형성되어 상,하 혼합이 이루어지도록 하는 제 2몸체로 구성되는 것이 특징이다.
하나의 예로써, 상기 혼합이송스크류는, 상기 공급스크류에서 배출되는 탈수케이크와 고화제가 유입되고 유입된 탈수케이크와 고화제를 1차 혼합하면서 일방향으로 이송시켜 배출하는 제 1혼합이송스크류와, 유입구가 상기 제 1혼합이송스크류의 배출구에 연통하도록 설치되어 제 1혼합이송스크류에서 배출되는 혼합물이 유입되고 유입된 혼합물 2차 혼합하면서 일방향으로 이송시켜 배출하는 제 2혼합이송스크류를 포함하는 것이 특징이다.
하나의 예로써, 상기 제 1혼합이송스크류 및 제 2혼합이송스크류는 유입구에서 배출구를 향하여 상향의 경사구배가 형성되도록 설치되는 것이 특징이다.
하나의 예로써, 상기 공급스크류의 배출구에 상기 제 1혼합이송스크류의 유입구가 대면하면서 직교하는 방향으로 설치되고, 상기 제 1혼합이송스크류의 배출구에 상기 제 2혼합이송스크류의 유입구가 대면하면서 직교하는 방향으로 설치되는 것이 특징이다.
하나의 예로써, 상기 제 2몸체에는, 상단에서 하단방향으로 탄성복원력을 가진 하향유도판이 하나 이상 구성되는 것이 특징이다.
하나의 예로써, 상기 제 2몸체에는, 길이방향에 직교하는 횡혼합봉과 상기 횡혼합봉에서 스크류의 날개 피치간에 위치하도록 돌출되는 종혼합봉으로 구성된 혼합구가 구성되는 것이 특징이다.
하나의 예로써, 상기 제 2혼합이송스크류의 배출구에는 내부에 하향으로 경사구배가 형성되며 끝단에서 하향으로 낙하되도록 하는 유로가 형성되도록 하는 비산유도판이 복수로 구성되며 상기 비산유도판의 배면에는 비산흡착시트가 구성되는 비산방지관이 구성되는 것이 특징이다.
이와 같이 본 발명의 시스템에 의하면, 오염토양의 정화 처리공정으로부터 분리 배출되는 탈수케이크를 고화제의 투입과 혼합을 통해 고형화 및 안정화시켜 개량 토양으로 생산하여 폐기되는 자원이 재활용될 수 있게 함으로써 환경 문제를 해소할 수 있음은 물론 경제성을 향상시킬 수 있게 되며, 특히 사전 입력된 개량 토양의 사용 목적에 따라 고화제의 배합 비율이 자동으로 조정되게 하여 관리 및 작업 편의성을 향상시킬 수 있게 되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 시스템을 개략적으로 나타내는 블록도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어부의 구성을 나타내는 블록도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 오염토양 정화처리시스템의 구성을 나타내는 블록도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고화처리부의 구성을 나타내는 평면도.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고화처리부의 구성을 나타내는 측면도.
도 6은 본 발명의 일 구성으로 혼합이송스크류의 분해도.
도 7은 도 6에 도시된 혼합이송스크류의 작동상태도.
도 8은 혼합이송스크류의 일 실시 예를 나타내는 측단면도.
도 9는 도 8에 도시된 혼합이송스크류의 정면도.
도 10은 제 2혼합이송스크류에 비산방지관이 구성된 예를 도시하는 측단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어부의 구성을 나타내는 블록도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 오염토양 정화처리시스템의 구성을 나타내는 블록도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고화처리부의 구성을 나타내는 평면도.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고화처리부의 구성을 나타내는 측면도.
도 6은 본 발명의 일 구성으로 혼합이송스크류의 분해도.
도 7은 도 6에 도시된 혼합이송스크류의 작동상태도.
도 8은 혼합이송스크류의 일 실시 예를 나타내는 측단면도.
도 9는 도 8에 도시된 혼합이송스크류의 정면도.
도 10은 제 2혼합이송스크류에 비산방지관이 구성된 예를 도시하는 측단면도.
본 발명을 설명함에 있어서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명한다.
도 1을 참조하면 본 발명의 시스템은, 오염토양 정화처리시스템(1)으로부터 배출되는 탈수케이크와 고화제가 각각 유입되며 일정 시간동안 유입된 탈수케이크 고화제를 혼합하면서 이송하여 개량 토양으로 배출하는 고화처리부(2) 및 상기 고화처리부에서 생산되는 개량 토양의 사용 목적에 따라 투입되는 고화제의 배합 비율을 자동으로 조정하는 제어부(3)를 포함하여 구성될 수 있다.
먼저 상기 오염토양 정화처리시스템(1)은 오염토양을 정화 처리하고 정화 과정에서 최종적으로 발생하게 되는 미세토를 탈수 처리한 후 탈수케이크로서 배출한다.
이러한 오염토양 정화처리시스템(1)은 복수의 선별 수단을 연계 배치하고 이들의 순차적인 입경 분리를 통해 정화대상 오염토양을 미세화시킴으로써 정화 효율을 향상시킬 수 있도록 구성될 수 있다.
예를 들면 상기 오염토양 정화처리시스템(1)은 도 3에 도시된 바와 같이 정화대상 오염토양을 입경별로 선별하면서 세척하는 전처리부와, 상기 전처리부에서 처리되는 미세토사를 침전 처리하여 정화시키기 위한 침사조(20) 및 응집침전조(30)와, 상기 침사조(20) 및 응집침전조(30)의 처리 과정에서 발생하는 침전물을 농축시켜 농축슬러지로 배출하는 농축조(40)와, 상기 농축조(40)에서 배출되는 농축슬러지를 탈수 처리하는 필터프레스(60)를 포함할 수 있다.
상기 전처리부는 정화대상 오염토양이 투입되며 투입된 오염토양을 설정된 입경 이하의 미세토사로 선별하면서 습식 세척 처리하여 배출하는 것으로, 분쇄기(10)와, 제 1습식선별장치(11)와, 제 1사이클론(12)을 포함할 수 있다.
상기 분쇄기(10)는 외부로부터 정화대상 오염토양이 투입되며, 후단의 선별 과정이 용이해질 수 있도록 오염토양을 일정 크기로 분쇄시켜 토출한다.
이와 같은 분쇄기(10)의 분쇄 구조와 작동 기작은 공지 기술들로부터 다양하게 실시될 수 있으므로 이에 대한 상세 설명은 생략한다.
상기 제 1습식선별장치(11)는 상기 분쇄기(10)의 후단에 연결되어 분쇄기(10)에서 분쇄되어 토출되는 오염토양이 유입된다. 상기 제 1습식선별장치(11)는 도면에 도시된 바 없으나 적어도 하나 이상의 선별망이 구비되고 상기 선별망에 대하여 진동을 부여함으로써 설정된 일정 입경의 크기를 기준으로 오염토양을 분리 선별하게 됨과 더불어 오염토양을 세척하여 배출한다.
즉 상기 제 1습식선별장치(11)는 내부에 복수의 분사노즐이 구비되어 오염토양의 유입과 동시에 또는 시간차를 두고 세척수가 분사되어 공급된 오염토양을 세척하면서, 오염토양에서 제 1입경 크기 이하의 토사를 선별하여 분리 배출한다.
이때 상기 제 1입경 크기는 2 내지 3mm일 수 있으며, 제 1입경 크기 이상의 토사는 세척 토사로서 분리 배출되어 별도의 처리과정을 거칠 수 있다.
그리고 상기 제 1습식선별장치(11)에서 분사되는 세척수는 이하에서 설명하는 세척수탱크(50)로부터 공급되는 것일 수 있다.
상기 제 1사이클론(12)은 상기 제 1습식선별장치(11)에서 분리 배출되는 제 1입경 크기 이하의 토사가 유입되며, 제 1입경보다 상대적으로 작은 제 2입경 크기 이하의 미세 토사를 선별하여 분리 배출한다.
상기 제 1사이클론(12)은 유입된 토사에 있어 비중차에 의한 입경 분리 과정을 실시하는 것으로, 이러한 제 1사이클론(12)의 구조 및 작동 기작은 다양한 공지기술의 적용이 가능하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
상기 전처리부는 정화대상 오염토양에 대한 입경 분리를 반복적으로 실시하여 토사를 더욱 미세화함으로써 정화 효율을 배가시킬 수 있게 하는 제 2습식선별장치(13)와 제 2사이클론(14)을 더 포함할 수 있다.
상기 제 2습식선별장치(13)와 제 2사이클론(14)은 상기 제 1사이클론(12)의 후단과 상기 침사조(20)의 전단에 마련되어 제 1사이클론(12)에서 배출되는 제 2입경 크기 이하의 미세 토사를 다시 입경 분리하여 상기 침사조(20)로 공급하게 된다.
상기 제 2습식선별장치(13)는 상기 제 1사이클론(12)의 후단에 구비되고 상기 제 1사이클론(12)에서 분리 배출되는 제 2입경 크기 이하의 미세 토사가 유입되며, 세척수가 분사되어 유입된 제 2입경 크기 이하의 미세 토사를 세척하면서 제 2입경보다 상대적으로 작은 제 3입경 크기 이하의 미세 토사를 선별하여 분리 배출한다.
상기 제 2습식선별장치(13)는 상술한 제 1습식선별장치(11)와 동일한 선별 구조를 가질 수 있으며, 다만 선별되는 토사의 입경에 있어 상기 제 2입경보다 상대적으로 작은 제 3입경 크기 이하의 미세 토사를 선별하는 과정을 수행하게 된다.
이때 상기 제 3입경 크기는 07 내지 08mm일 수 있으며, 제 3입경 크기 이상의 토사는 세척 토사로서 분리 배출되어 별도의 처리과정을 거칠 수 있다. 그리고 상기 제 2습식선별장치(13)에서 분사되는 세척수 역시 이하에서 설명하는 세척수탱크(50)로부터 공급되는 것일 수 있다.
상기 제 2사이클론(14)은 상기 제 2습식선별장치(13)의 후단과 침사조(20)의 전단 사이에 구비되고, 상기 제 2습식선별장치(13)에서 분리 배출되는 제 3입경 크기 이하의 미세 토사가 유입되며, 제 3입경보다 상대적으로 작은 제 4입경 크기 이하의 미세 토사를 선별하여 분리 배출하고 이를 상기 침사조(20)로 유입되게 한다.
상기 제 2사이클론(14)은 유입된 토사에 있어 비중차에 의한 입경 분리 과정을 실시하는 것으로, 이러한 제 2사이클론(14)의 구조 및 작동 기작 역시 다양한 공지기술의 적용이 가능하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
이처럼 본 발명의 일 실시 예에 따른 전처리부에서는 상기 제 1습식선별장치(11), 제 1사이클론(12), 제 2습식선별장치(13) 및 제 2사이클론(14)을 연계 배치하고, 이들의 순차적인 입경 분리를 통해 정화대상 오염토양을 더욱 미세화시킴으로써 표면적이 상대적으로 작은 토사에 흡착되는 중금속 등의 제거도 별도의 산화제 투입 없이 가능하게 되는 바, 친환경적이면서도 정화 효율이 더욱 향상될 수 있게 한다.
한편 상기 오염토양 정화처리시스템은 상기 전처리부에서 선별된 미세토사를 정화하기 위한 일 구성으로서 침사조(20)를 포함하고 있는 바, 상기 침사조(20)는 상기 제 1사이클론(12) 또는 제 3사이클론(14)에서 분리 배출되는 미세토사 즉 제 2입경 크기 이하 또는 제 4입경 크기 이하의 미세토사와 상기 제 1습식선별장치(11) 등에서 사용된 세척수가 유입되며, 기설정된 시간동안 체류 처리하여 미세토사가 바닥으로 중력 침강되게 하여 세척수와 분리되게 한다.
그리고 상기 침사조(20)에서는 상기 과정을 통해 침전된 미세토사와 침전되지 않은 부유토사를 각각 분리 배출하게 되는 바, 침전된 미세토사의 경우 이하에서 설명하는 농축조(40)로 공급되고, 침전되지 않은 부유토사 즉 상대적으로 비중이나 입경이 더욱 작은 극미세토사의 경우 후처리를 위하여 응집침전조(30)로 공급된다.
상기 응집침전조(30)는 상기 침사조(20)에서 배출되는 부유토사와 상등수가 함께 유입됨과 더불어 외부로부터 응집제가 투입되며, 기설정된 시간동안 체류처리하여 부유토사로부터 응집제에 의해 응집되는 침전물이 바닥으로 침전되도록 한다.
여기서 상기 응집제는 액체 속에 현탁되어 있는 고체입자가 서로 응집되도록 하여 침강시키는 물질로서 무기전해질 또는 유기고분자 화합물을 사용할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 공지의 다양한 응집제 중 적합한 하나를 선택하여 사용할 수 있음은 당연하다.
그리고 상기 응집첨전조(30)는 유입된 부유토사에 대한 침전 처리를 위하여 일정량의 처리수가 수용될 수 있는데, 이때 상기 처리수는 부유토사와 함께 유입되는 상등수에 의해 보충되는 것이거나 또는 별도의 외부 물이 유입되는 것일 수 있다.
상기 응집침전조(30)에서 침전 처리되는 침전물은 상기 침사조(20)와 마찬가지로 후단에 연결되는 농축조(40)로 유입되고, 상기 농축조(40)에서 농축 처리되어 농축 슬러지로서 배출될 수 있다.
그리고 상기 응집침전조(30)에서는 응집 침전 과정에서 침전물과 부유물 등이 걸러진 처리수가 발생하게 되는데, 이러한 처리수는 응집침전조(30)에 별도로 마련된 처리수배출라인을 통해 배출시킬 수 있으며, 배출된 처리수의 경우 상기 응집침전조(30)의 후단에 마련되는 세척수탱크(50)로 유입되어 저장될 수 있다. 또한 상기 세척수탱크(50)에 저장된 처리수는 상기 제 1습식선별장치(11) 및 제 2습식선별장치(13)로 공급되게 하여 세척수로서 활용될 수 있도록 한다.
상기 농축조(40)는 상기 침사조(20) 및 응집침전조(30)의 배출단에 연결되어 침사조(20) 및 응집침전조(30)에서 각각 침전 처리된 미세토사와 침전물이 유입되고, 이를 저류시켜 중력 분리된 농축 슬러지를 생성하며, 생성된 농축 슬러지를 배출한다.
상기 필터프레스(60)는 상기 농축조(40)의 후단에 연결되어 농축조(40)로부터 배출되는 농축 슬러지가 유입된다.
상기 필터프레스(60)는 공압식 또는 유압식 프레스 방식을 적용하여 유입된 농축 슬러지를 압착시키는 것으로 이러한 탈수 처리를 통해 탈수케이크로 생성 및 배출하게 되며, 이러한 탈수케이크는 상기 고화처리부(2)로 유입되어 고화제와의 혼합을 통해 개량 토양으로서 재활용된다.
한편 상기 고화처리부(2)는 고화제가 수용되며 개폐구가 구비되어 선택적으로 수용된 고화제를 배출하는 투입호퍼(70)를 포함하고, 상술한 오염토양 정화처리시스템(1)으로부터 배출되는 탈수케이크와 상기 투입호퍼(70)에서 배출되는 고화제가 각각 유입되며, 일정 시간동안 유입된 탈수케이크와 고화제를 혼합하면서 이송하여 개량 토양으로 배출함으로써, 개량 토양이 성토, 매립시설 복토재, 되메우기, 성토용 등 다양한 기능성 토사로 재활용될 수 있게 한다.
구체적으로 상기 고화처리장치(2)는 도 4에 도시된 바와 같이, 투입호퍼(70)와, 공급스크류(80) 및 혼합이송스크류(90)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 투입호퍼(70)는 고화제가 수용되는 내부공간을 가지며, 상기 내부공간에 수용된 고화제를 배출하는 개폐구가 구비된다.
그리고 상기 개폐구에는 도면에 도시된 바 없으나 전자식 개폐밸브가 마련될 수 있으며, 탈수케이크의 투입량 및 개량 토양의 사용 목적에 따른 고화 정도 등을 고려하여 선택적으로 수용된 고화제의 배출량을 제어할 수 있다.
또한 상기 투입호퍼(70)는 상기 개폐구를 통해 배출되는 고화제를 교반하면서 상기 공급스크류(80)로 투입되게 하는 이송스크류(71)를 더 포함할 수 있다.
상기 이송스크류(71)는 일단이 상기 투입호퍼(70)의 개폐구와 연통되어 배출되는 고화제가 유입되고, 타단이 상기 공급스크류(80)의 선택된 위치에 연통되어 입자간 응집된 일부 고화제를 교반하여 분산시켜, 고화제의 입자가 균일한 상태로 상기 공급스크류(80)에 유입될 수 있게 한다.
상기 공급스크류(80)는 상기 필터프레스(60)에서 배출되는 탈수케이크와 상기 투입호퍼(70)에서 배출되는 고화제가 각각 유입되며, 유입된 탈수케이크와 고화제를 일방향으로 이송시켜 배출한다.
그리고 상기 공급스크류(80)는 고형화된 탈수케이크와 고화제를 분쇄시키면서 탈수케이크 및 고화제 간이 혼합된 상태로 배출되게 한다.
상기 혼합이송스크류(90)는 상기 공급스크류(80)에서 배출되는 탈수케이크와 고화제가 유입되고, 유입된 탈수케이크와 고화제를 혼합하면서 일방향으로 이송시켜 배출한다. 이러한 혼합이송스크류(90)는 탈수케이크를 이송하는 과정에서 분쇄된 탈수케이크와 고화제가 혼합되게 하여 상기 탈수케이크를 고형화 및 안정화시키게 되고 그에 따라 재활용이 가능한 개량 토양으로서 생산을 하게 된다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 상기 혼합이송스크류(90)는 상기 탈수케이크가 개량 토양으로 안정화되기까지 충분한 시간을 확보할 수 있게 하는 구조를 가질 수 있다.
예를 들면, 상기 혼합이송스크류(90)는 도 4에 도시된 바와 같이 상기 공급스크류(80)에서 배출되는 탈수케이크와 고화제가 유입되고 유입된 탈수케이크와 고화제를 1차 혼합하면서 일방향으로 이송시켜 배출하는 제 1혼합이송스크류(91)와, 상기 제 1혼합이송스크류(91)의 배출측에 설치되어 제 1혼합이송스크류(91)에서 배출되는 혼합물이 유입되고 유입된 혼합물 2차 혼합하면서 일방향으로 이송시켜 배출하는 제 2혼합이송스크류(92)를 포함할 수 있다.
즉 본 실시 예에 따른 고화처리장치(2)는 상기 혼합이송스크류(90)가 적어도 둘 이상이 연계된 구조를 가짐으로써, 고화제와의 반응으로 혼합물이 고형화 및 안정화될때까지 충분한 이동 시간을 제공하게 되는 것이다.
그리고 상기 제 1혼합이송스크류(91) 및 제 2혼합이송스크류(92)는 도면에 도시된 바와 같이 케이싱의 내부에 수용되어 있으며, 유입구(910, 920) 및 배출구(911, 921)만이 개구되어 혼합 및 이송되는 혼합물들이 외부로 비산되는 것을 방지하도록 구성되어 있다.
특히 상기 제 1혼합이송스크류(91) 및 제 2혼합이송스크류(91)는 각각 유입구(912-2, 922-2)에서 배출구(911-2, 921-2)를 향하여 상향의 경사구배가 형성되도록 설치되어 혼합물의 이동 시간을 최대한 지연시킴으로써 고형화 및 안정화가 더욱 효과적으로 진행될 수 있도록 한다.
뿐만 아니라 본 실시 예에서는 도 4에 도시된 바와 같이 상기 공급스크류(80)의 배출구(801)에 상기 제 1혼합이송스크류(91)의 유입구(912-2)가 대면하면서 직교하는 방향으로 설치되고, 상기 제 1혼합이송스크류(91)의 배출구(911-2)에 상기 제 2혼합이송스크류(92)의 유입구(922-2)가 대면하면서 직교하는 방향으로 설치될 수 있다.
다시 말해 상기 공급스크류(80)와, 제 1혼합이송스크류(91) 및 제 2혼합이송스크류(92)는 "ㄷ"자 배치 구조를 갖도록 상호 연결되어 설치 공간을 최소화할 수 있게 되는 바, 직선형 연계 배치 구조와 비교하여 협소한 공간에서도 설치가 가능하다.
특히 본 발명에 있어 상기 제 1 및 제 2혼합이송스크류(91, 92)는, 스크류(913)가 내재되며 상면에 개구(911-1, 921-1)가 형성되고 일단의 하면에 배출구(911-2, 921-2)가 형성되는 제 1몸체(911, 912)와, 상기 개구(911-1, 921-1)를 덮는 형상으로 일단의 상면에 유입구(912-2, 922-2)가 형성되고 내부에 공간부(912-1, 922-1)가 형성되어 상,하 혼합이 이루어지도록 하는 제 2몸체(912, 922)로 구성됨을 특징으로 한다.
상기 제 1 및 제 2혼합이송스크류(91, 92)는 동일한 구조 및 작동기작을 가지고 있으므로 이하 설명의 편의를 위해 제 1혼합이송스크류(91)에 대해서만 설명한다.
제 1혼합이송스크류(91)는 도 6 및 도 7에서 보는 바와 같이 제 1몸체(911) 및 제 2몸체(912)로 구성되는 바, 상기 제 1몸체(911)는 스크류(913)가 내재되며 상면에 개구(911-1)가 형성되고 일단의 하면에 배출구(911-2)가 형성됨을 특징으로 한다.
상기 제 1몸체(91)에 개구(911-1)가 형성되도록 하는 것은 가압에 의해 혼합물이 강하게 응집되어 배출구(911-2)에서 혼합물이 배출되지 않고 스크류(913)가 헛도는 것을 제어하기 위한 것이다. 즉 스크류(913)의 회전에 의해 가압되던 혼합물이 개구(911-1)에서 압력이 해제되면서 배출구(911-2)에서 혼합물의 배출이 원활히 이루어지도록 하기 위한 것이다.
상기 제 2몸체(912)는 상기 개구(911-1)를 덮는 형상으로 일단의 상면에 유입구(912-2)가 형성되고 내부에 공간부(912-1)가 형성되도록 구성된다.
상기 유입구(912-2)에서 유입된 혼합물은 상기 제 1몸체(911)로 낙하되어 스크류(913)의 회전에 의해 타단으로 유동케 되는데, 계속적으로 혼합물이 유입되면서 상기 공간부(912-1)에도 혼합물이 충진되어 진다.
이렇게 되면 도 7에서 보는 바와 같이 제 1몸체(91)에서는 배출구(911-2) 방향으로 혼합물이 유동이 생기며 제 2몸체(912)에서는 제 1몸체(911)에서 혼합물이 유동하여 형성되는 공간으로 혼합물이 자중에 의해 하강하는 유동이 형성되는 것이다. 이렇게 하강하는 유동은 도면에서 보는 바와 같이 전체적으로 상향의 경사구배의 형성에 따라 반시계방향의 유동이 형성되는 것이다.
또한 이러한 과정에서 제 1몸체(911)에서 유동하는 혼합물은 압력이 느슨해진 공간부(912-1)로 개구(911-1)를 통해 상향하는 유동이 형성되는 것이다. 이렇게 제 2몸체(912)가 형성됨에 따라 혼합물의 상,하 혼합이 용이하게 이루어지는 것이며, 이러한 작동기작에 의해 제 1혼합이송스크류(91)에서는 동일한 길이에서 충분한 혼합시간이 보장되도록 하는 것이다.
종래 기술과 같이 제 1혼합이송스크류(91)에 제 1몸체(911)만이 구성된다면 스크류(913)에 있어 어느 피치간에 내재되는 혼합물은 그 혼합물 그대로 유동하면서 배출구(911-2)로 배출될 수 있는데 이러한 경우에는 충분한 혼합효율을 기대할 수 없는 문제가 있다.
이에 본 발명에서는 제 1몸체(911)에 제 2몸체(912)가 상호 연통하도록 더 구성되도록 함으로써 상기에서 언급한 바와 같이 혼합물 간에 상,하 연동이 가능하도록 함으로써 탈수 케이크와 고화제의 혼합효율을 더욱 높이게 되는 것이다.
또한 본 발명에서는 혼합효율을 더욱 높이기 위한 실시예가 도 8 및 도 9에서 제시되고 있다.
본 실시예에서 상기 제 2몸체(912)에는, 상단에서 하단방향으로 탄성복원력을 가진 하향유도판(914)이 하나 이상 구성되는 예가 제시된다.
제 1몸체(911)에서는 상기에서 언급한 바와 같이 스크류(913)의 회전에 의해 혼합물이 배출구(911-2) 방향으로 유동이 형성되는데, 이러한 유동에 의해 제 2몸체(912)에서도 혼합물이 배출구(911-2) 방향으로 어느 정도 유동이 형성된다.
이러한 과정에서 상기 하향유도판(914)은 탄성에 의해 절곡이 이루어지고, 상기에서 언급한 바와 같이 유동과정에서 제 2몸체(912)의 혼합물이 제 1몸체(911) 방향으로 하향의 유동이 형성될 시에 상기 하향유도판(914)에 가압력이 해제되면서 복원력이 생겨 제 2몸체(912)에서 혼합물의 하향으로 유동하는 힘에 복원력이 부가되도록 하는 것이다.
즉 혼합효율을 더욱 배가시키도록 하는 것이다. 또한 하향유도판(914)의 이러한 탄성 및 복원력에 의한 거동은 제 2몸체(912)에서 혼합물을 교란시켜 제 1몸체(911)의 혼합물과 제 2몸체(912)의 혼합물 간 상,하 혼합효율을 높여주게 되는 것이다.
상기 하향유도판(914)은 탄성복원력을 갖는데, 재질자체로 탄성복원력을 가진 재질을 사용할 수 있으며, 도면에서 보는 바와 같이 고무 등 탄성복원력이 있는 재질을 가지며 제 2몸체(12)에 부착된 체결부에 평활면의 판부 일단이 부착되도록 하여 구성될 수 있다.
이에 더하여 본 발명의 실시예에서는 상기 제 2몸체(912)에는, 길이방향에 직교하는 횡혼합봉(915-1)과 상기 횡혼합봉(915-1)에서 스크류(913)의 날개(913-2) 피치간에 위치하도록 돌출되는 종혼합봉(915-2)으로 구성된 혼합구(915)가 더 구성된 예를 제시한다.
상기 혼합구(915)는 "T"자 형상으로 상기 제 2몸체(912)의 양측벽 간을 연결하도록 형성되는 횡혼합봉(915-1)과 상기 제 2혼합봉(915-1)에서 하향으로 돌출되어 스크류(913)의 날개(913-2) 피치간에 위치하는 종혼합봉(915-2)으로 구성되는 것이다.
상기 횡혼합봉(915-1)은 상기에서 언급한 바와 같이 제 2몸체(912)의 공간부(912-1)에서 유동하는 혼합물을 상,하로 교란시키도록 하여 제 2몸체(912)에서 혼합물의 혼합효율을 높이는 구성이고, 상기 종혼합봉(915-2)은 스크류(913)의 날개(913-2) 피치간에 위치토록 하여 스크류(913)의 회전에 의해 스크류(913)의 날개(913-2) 피치간에 형성되는 혼합물의 유동을 제어토록 함으로써 제 1몸체(911)에서 혼합물의 혼합효율을 높이는 구성에 해당하는 것이다.
특히 상기 종혼합봉(915-2)의 구성에 의해 스크류(913)의 날개(913-2) 피치간에 침적되어 낌을 유발할 수 있는 강하게 응집된 혼합물이 상기 종혼합봉(915-2)에 타격되면서 깨지도록 하여 상기에서 언급한 혼합작용이 용이하게 이루어지도록 하는 것이다.
또한 본 발명에서는 도 10에서 보는 바와 같이 제 2혼합이송스크류(92)의 배출구(921-2)에서 개량토를 배출시 비산이 방지되도록 하는 실시예가 더 제시되고 있다.
본 실시예에서는 상기 제 2혼합이송스크류(92)의 배출구(921-2)에 비산방지관(93)이 구성됨을 특징으로 하는데, 상기 비산방지관(93)은 내부에 하향으로 경사구배가 형성되며 끝단에서 하향으로 낙하되도록 하는 유로(934)가 형성되도록 하는 비산유도판(931)이 복수로 구성되며 상기 비산유도판(931)의 배면에는 비산흡착시트(932)가 구성됨을 특징으로 한다.
도면에서 보는 바와 같이 상기 비산유도판(931)은 각각 하향으로 경사구배가 형성되도록 지그재그로 구성되어 배출구(921-2)로부터 배출되는 개량토(S1)가 상기 비산유도판(931)을 타고 하향으로 슬라이드 되면서 유로(934)를 통해 하부에 위치하는 비산유도판(931)으로 낙하되는 과정이 반복되면서 외부로 배출되도록 하는 것이다.
즉 비산유도판(931)의 구성에 의해 개량토(S1)가 낙하하여 비산유도판(931)에 타격되고 슬라이드 되면서 하향하는데 이 과정에서 비산(S2)이 발생되고 이렇게 발생된 비산(S2)은 상부에 위치하는 비산유도판(931)의 배면부분에 포집되는 것이다.
이와 같이 비산유도판(931)의 배면부분에 포집된 비산(S2)은 비산유도판(931)의 배면에 구성되는 비산흡착시트(932)에 흡착이 되도록 하는 것이다.
상기와 같은 작동기작에 의해 개량토에 혼입된 비산이 제거된 상태로 외부로 배출되도록 함으로써 양질의 개량토가 공급되고 외부로 비산이 토출되어 오염을 야기시키는 것이 제어되도록 하는 것이다.
여기서 비산흡착시트(932)는 다양한 공지의 재질이 사용될 수 있으며, 예로 부직포가 적용될 수 있다.
한편 상기 제어부(3)는 기입력된 개량 토양의 사용 목적에 따라 고화제의 배합 비율이 설정되고 설정된 배합 비율에 기반하여 상기 투입호퍼(70)에 수용된 고화제의 배출량을 제어하도록 구성된다.
도 2에 도시된 바와 같이 상기 제어부(3)는 상기 고화처리부(2)에서 생산되는 개량 토양의 사용 목적을 입력하는 입력모듈(300)과, 상기 입력모듈(300)에서 입력된 개량 토양의 사용 목적에 따라 고화제의 배합 비율을 설정하는 설정모듈(310)과, 상기 설정모듈(310)에서 설정되는 고화제의 배합 비율을 기반으로 탈수케이크의 유입량 대비 상기 고화제의 유입량을 산출하는 산출모듈(320)과, 상기 산출모듈(320)에서 산출되는 고화제의 유입량에 따라 상기 투입호퍼(70)의 개폐구의 작동을 제어하는 구동모듈(330)을 포함할 수 있다.
즉 본 발명의 제어부(3)에서는 상기 고화처리부(2)를 통해 생산될 개량 토양의 사용 목적을 선택하고, 선택된 사용 목적에 따라 고화제의 배합 비율이 자동으로 설정되며, 설정된 배합 비율을 기반으로 탈수케이크의 유입량에 맞춰 고화제의 배출량이 제어되도록 상기 투입호퍼(70)의 개폐구를 작동시키는 것이다.
이때 상기 개량 토양의 사용 목적 다시 말해 개량 토양의 용도는 성토, 매립시설의 복토재, 되메우기, 성토, 순환 골재 등을 포함하는 토목용 토사나 기타 농업용 토사 중 어느 하나일 수 있으며, 각 용도에 적합한 고화 정도를 가질 수 있다.
상기 제어부(3)는 상기 고화처리부(2)로 유입되는 탈수케이크의 유입량을 계측하고 그 계측 결과를 상기 산출모듈(320)로 전달하는 제 1계측센서(340)를 더 포함하여 상기 산출모듈(320)에서 고화제의 유입량이 산출될 수 있게 한다.
그리고 상기 제어부(3)는 상기 투입호퍼(70)에서 배출되는 고화제의 배출량을 계측하고 그 계측 결과를 상기 구동모듈(330)로 전달하는 제 2계측센서(350)를 더 포함하여 상기 구동모듈(330)에서 상기 개폐구의 개폐 작동 시점을 파악할 수 있도록 한다.
이에 더하여 상기 제어부(3)는 관리자 단말(4)을 더 포함할 수 있는 바, 상기 관리자 단말(4)은 상기 제어부(3)에서 처리되는 정보들을 즉, 입력된 개량 토양의 사용 목적과 그에 따라 설정된 고화제의 배합 비율과 탈수케이크의 유입량 및 고화제의 배출량 등을 모니터링할 수 있게 한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
1 : 오염토양 정화처리시스템 2 : 고화처리부
3 : 제어부 4 : 관리자 단말
300 : 입력모듈 310 : 설정모듈
320 : 산출모듈 330 : 구동모듈
340 : 제 1계측센서 350 : 제 2계측센서
3 : 제어부 4 : 관리자 단말
300 : 입력모듈 310 : 설정모듈
320 : 산출모듈 330 : 구동모듈
340 : 제 1계측센서 350 : 제 2계측센서
Claims (11)
- 고화제가 수용되며 개폐구가 구비되어 선택적으로 수용된 고화제를 배출하는 투입호퍼를 포함하고, 오염토양 정화처리시스템으로부터 배출되는 탈수케이크와 상기 투입호퍼에서 배출되는 고화제가 각각 유입되며, 일정 시간동안 유입된 탈수케이크와 고화제를 혼합하면서 이송하여 개량 토양으로 배출하는 고화처리부; 및
기입력된 개량 토양의 사용 목적에 따라 고화제의 배합 비율이 설정되고 설정된 배합 비율에 기반하여 상기 투입호퍼에 수용된 고화제의 배출량을 제어하는 제어부;를 포함하고,
상기 고화처리부는,
상기 오염토양 정화처리시스템에서 배출되는 탈수케이크와 상기 투입호퍼에서 배출되는 고화제가 각각 유입되며 유입된 탈수케이크와 고화제를 일방향으로 이송시켜 배출하는 공급스크류와, 상기 공급스크류에서 배출되는 탈수케이크와 고화제가 유입되고 유입된 탈수케이크와 고화제를 혼합하면서 일방향으로 이송시켜 배출하는 혼합이송스크류를 포함하며,
상기 혼합이송스크류는,
스크류가 내재되며 상면에 개구가 형성되고 일단의 하면에 배출구가 형성되는 제 1몸체와, 상기 개구를 덮는 형상으로 일단의 상면에 유입구가 형성되고 내부에 공간부가 형성되어 상,하 혼합이 이루어지도록 하는 제 2몸체로 구성되되, 상기 제 2몸체에는 상단에서 하단방향으로 탄성복원력을 가진 하향유도판이 하나 이상 구성되며,
상기 혼합이송스크류는,
상기 공급스크류에서 배출되는 탈수케이크와 고화제가 유입되고 유입된 탈수케이크와 고화제를 1차 혼합하면서 일방향으로 이송시켜 배출하는 제 1혼합이송스크류와, 유입구가 상기 제 1혼합이송스크류의 배출구에 연통하도록 설치되어 제 1혼합이송스크류에서 배출되는 혼합물이 유입되고 유입된 혼합물 2차 혼합하면서 일방향으로 이송시켜 배출하는 제 2혼합이송스크류를 포함하고,
상기 제 1혼합이송스크류 및 제 2혼합이송스크류는 유입구에서 배출구를 향하여 상향의 경사구배가 형성되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 스마트 자동화 고화처리시스템.
- 제 1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 고화처리부에서 생산되는 개량 토양의 사용 목적을 입력하는 입력모듈과, 상기 입력모듈에서 입력된 개량 토양의 사용 목적에 따라 고화제의 배합 비율을 설정하는 설정모듈과, 상기 설정모듈에서 설정되는 고화제의 배합 비율을 기반으로 탈수케이크의 유입량 대비 상기 고화제의 유입량을 산출하는 산출모듈과, 상기 산출모듈에서 산출되는 고화제의 유입량에 따라 상기 투입호퍼의 개폐구의 작동을 제어하는 구동모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 자동화 고화처리시스템.
- 제 2항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 고화처리부로 유입되는 탈수케이크의 유입량을 계측하고 그 계측 결과를 상기 산출모듈로 전달하는 제 1계측센서 및 상기 투입호퍼에서 배출되는 고화제의 배출량을 계측하고 그 계측 결과를 상기 구동모듈로 전달하는 제 2계측센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 자동화 고화처리시스템.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 공급스크류의 배출구에 상기 제 1혼합이송스크류의 유입구가 대면하면서 직교하는 방향으로 설치되고, 상기 제 1혼합이송스크류의 배출구에 상기 제 2혼합이송스크류의 유입구가 대면하면서 직교하는 방향으로 설치되는 것을 특징으로 하는 스마트 자동화 고화처리시스템.
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 제 2몸체에는,
길이방향에 직교하는 횡혼합봉과 상기 횡혼합봉에서 스크류의 날개 피치간에 위치하도록 돌출되는 종혼합봉으로 구성된 혼합구가 구성됨을 특징으로 하는 스마트 자동화 고화처리시스템.
- 제 1항에 있어서,
상기 제 2혼합이송스크류의 배출구에는 내부에 하향으로 경사구배가 형성되며 끝단에서 하향으로 낙하되도록 하는 유로가 형성되도록 하는 비산유도판이 복수로 구성되며 상기 비산유도판의 배면에는 비산흡착시트가 구성되는 비산방지관이 구성됨을 특징으로 하는 스마트 자동화 고화처리시스템.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220115129A KR102510843B1 (ko) | 2022-09-13 | 2022-09-13 | 스마트 자동화 고화처리시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020220115129A KR102510843B1 (ko) | 2022-09-13 | 2022-09-13 | 스마트 자동화 고화처리시스템 |
Publications (1)
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|---|---|
| KR102510843B1 true KR102510843B1 (ko) | 2023-03-17 |
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ID=85872356
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020220115129A KR102510843B1 (ko) | 2022-09-13 | 2022-09-13 | 스마트 자동화 고화처리시스템 |
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| KR (1) | KR102510843B1 (ko) |
Citations (4)
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| KR102330314B1 (ko) | 2021-04-22 | 2021-11-24 | (주)신대양 | 복합 오염토양 정화 시스템 |
| KR20220122883A (ko) * | 2021-02-26 | 2022-09-05 | 주식회사 알프스글로벌 | 폐비닐 재생용 압출기 |
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2022
- 2022-09-13 KR KR1020220115129A patent/KR102510843B1/ko active IP Right Grant
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