KR102643348B1 - 화학사고 오염수를 긴급 정화하기 위한 이동식 자동운전 방제시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 화학물질 유출사고 발생시 화학물질 유출에 의한 오염수를 신속하게 정화할 수 있는 화학사고 오염수를 긴급 정화하기 위한 이동식 자동운전 방제시스템에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 화학사고 오염수를 긴급 정화하기 위한 이동식 자동운전 방제시스템은 화학물질 유출로 인해 발생된 오염수를 처리하기 위한 일괄 수처리공정을 구성하는 복수의 단위수처리유닛; 및 복수의 단위수처리유닛 각각의 동작, 복수의 단위수처리유닛으로 구성되는 수처리공정의 공정순서 및 복수의 단위수처리유닛을 연결하는 배관의 개폐여부를 제어하는 제어장치;를 포함하여 이루어지며, 복수의 단위수처리유닛 및 제어장치는 운송수단에 탑재되는 것을 특징으로 한다.

Description

화학사고 오염수를 긴급 정화하기 위한 이동식 자동운전 방제시스템{Mobile automatic operation control system for urgent purification of chemical accident contaminated water}

본 발명은 화학사고 오염수를 긴급 정화하기 위한 이동식 자동운전 방제시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 화학물질 유출사고 발생시 화학물질 유출에 의한 오염수를 신속하게 정화할 수 있는 화학사고 오염수를 긴급 정화하기 위한 이동식 자동운전 방제시스템에 관한 것이다.

화학사고 등으로 인해 하천, 지하수 등에 화학물질이 유입되면 오염수를 처리하기 위해 양수 후 처리 방식(pumping and treatment)이 일반적으로 이용되고 있다. 예를 들어, 화학사고 등으로 인해 인체에 유해한 화학물질이 하천, 지하수 등에 유출되면 이들 오염수를 펌프를 이용하여 양수한 후 소정의 수처리장치로 공급하여 처리하는 방식을 이용한다.

하지만, 이러한 양수 후 처리 방식은 장기간의 처리시간이 소요됨과 함께 낮은 체류시간을 갖고 있어 처리효율이 낮을 뿐만 아니라 이를 보완하기 위한 추가적인 정화설비가 요구되기도 한다. 또한, 소량의 화학물질 유출에 의해서도 생태계가 교란되는 등 화학사고는 치명적 위험요소를 갖고 있는 바, 화학사고 발생시 신속한 처리가 반드시 요구된다.

한국등록특허 제1617616호(2016. 5. 3. 공고)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 화학물질 유출사고 발생시 화학물질 유출에 의한 오염수를 신속하게 정화할 수 있는 화학사고 오염수를 긴급 정화하기 위한 이동식 자동운전 방제시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 화학사고 오염수를 긴급 정화하기 위한 이동식 자동운전 방제시스템은 화학물질 유출로 인해 발생된 오염수를 처리하기 위한 일괄 수처리공정을 구성하는 복수의 단위수처리유닛; 및 복수의 단위수처리유닛 각각의 동작, 복수의 단위수처리유닛으로 구성되는 수처리공정의 공정순서 및 복수의 단위수처리유닛을 연결하는 배관의 개폐여부를 제어하는 제어장치;를 포함하여 이루어지며, 복수의 단위수처리유닛 및 제어장치는 운송수단에 탑재되는 것을 특징으로 한다.

복수의 단위수처리유닛은, 자압펌프 및 방제호스를 통해 오염수를 펌핑하여 고형물 처리장치에 공급하는 오염수 펌핑장치; 오염수에 포함되어 있는 토양 및 고형물질을 침강시켜 분리하는 고형물 처리장치; 고형물 처리장치를 거친 오염수에 대해 pH 조절제 및 응집제를 적용하여 오염수의 pH를 조절하는 pH 회복장치; pH 회복장치에 의해 중화된 오염수를 대상으로 부상분리공정을 적용하여 오염수에 포함되어 있는 고형물질을 제거하며, 고형물질이 제거된 오염수를 UV 고도산화장치로 공급하는 부상분리조; 산화제 및 자외선을 이용하여 오염수에 포함되어 있는 유기물 및 화학물질을 산화, 분해시키는 UV 고도산화장치; 오염수 펌핑장치에 의한 오염수 펌핑과정에서 유입되는 독성가스, 고형물 처리장치와 pH 회복장치의 처리과정에서 발생되는 독성가스, UV 고도산화장치의 고도산화과정에서 발생되는 독성가스를 제거하는 독성가스 제거장치; 및 UV 고도산화장치에 의해 처리된 오염수에 잔존하는 독성오염물질을 흡착, 제거하는 독성이온물질 흡착장치;를 포함하여 구성된다.

오염수 내의 단분자물질이 미리 설정된 기준값보다 많은 경우, 제어장치의 제어 하에 고형물 처리장치-pH 회복장치-부상분리조-UV 고도산화장치-독성이온물질 흡착장치의 순서로 공정이 진행되고, 오염수 내에 고분자물질 및 콜로이드성 물질이 미리 설정된 기준값보다 많은 경우, 제어장치의 제어 하에 고형물 처리장치-pH 회복장치-부상분리조-독성이온물질 흡착장치-UV 고도산화장치의 순서로 공정이 진행된다.

상기 독성이온물질 흡착장치는, 복수의 단위흡착컬럼과, 복수의 단위흡착컬럼이 장착되는 공간을 제공하는 프레임을 포함하여 구성되며, 복수의 단위흡착컬럼은 이웃하여 배치되며, 각 단위흡착컬럼 내에는 특정 독성이온물질을 흡착하는 흡착제가 구비되며, 오염수는 복수의 단위흡착컬럼을 순차적으로 거쳐 이동된다.

복수의 단위흡착컬럼은 제 1 군의 단위흡착컬럼들과 제 2 군의 단위흡착컬럼들로 구분되며, 제 1 군의 단위흡착컬럼들 각각에는 제 1 독성이온물질을 흡착하는 흡착제가 구비되고, 제 2 군의 단위흡착컬럼들 각각에는 제 2 독성이온물질을 흡착하는 흡착제가 구비된다.

오염수는 제 1 군의 단위흡착컬럼들을 순차적으로 거친 후 제 2 군의 단위흡착컬럼들에 공급되거나, 제 1 독성이온물질로 오염된 오염수는 제 1 군의 단위흡착컬럼에 공급하여 처리함과 동시에 제 2 독성이온물질로 오염된 오염수는 제 2 군의 단위흡착컬럼에 공급하여 처리한다.

단위흡착컬럼은 고정브라켓을 매개로 프레임에 고정되며, 고정브라켓은 프레임고정판과 컬럼고정판으로 구성되며, 프레임고정판과 컬럼고정판의 조합은 90도 각도로 절곡된 형상을 이루며, 프레임고정판은 프레임 상에 선택적으로 착탈되며, 컬럼고정판에 단위흡착컬럼이 선택적으로 착탈된다.

상기 단위흡착컬럼은 유로부와 컬럼부로 구성되며, 상기 유로부는 컬럼부에 오염수를 공급함과 함께 컬럼부의 오염수를 배출시키는 역할을 하며, 상기 컬럼부는 특성 독성이온물질을 흡착할 수 있는 흡착제를 구비하여 유로부를 통해 오염수를 공급받아 오염수에 포함되어 있는 독성이온물질을 흡착하는 역할을 한다.

상기 유로부는 몸체부, 유입관 및 유출관으로 구성되며, 몸체부는 오염수가 이동되는 공간을 제공함과 함께 컬럼부와 컬럼고정판이 고정되는 공간을 제공하며, 유입관은 몸체부의 일단측에 구비되어 오염수를 컬럼부에 공급하며, 유출관은 몸체부의 다른 일단측에 구비되어 컬럼부의 오염수를 배출하며, 몸체부는 밑면이 개구된 원통 형상을 이루고, 몸체부의 상면은 컬럼고정판과 선택적으로 착탈되며, 몸체부의 밑면에 상면이 개구된 형태의 컬럼부가 선택적으로 결합된다.

컬럼부 내에 컬럼부 내의 공간을 2개의 공간으로 구분하는 격벽이 구비되며, 격벽은 컬럼부의 지름을 가로지는 형태를 이룸과 함께 컬럼부의 수직방향을 따라 연장된 형태를 이루며, 격벽의 밑단은 컬럼부의 밑면과 이격된 형태를 이루어 격벽에 의해 구분되는 2개의 공간이 격벽 밑단과 컬럼부 밑면 사이의 공간을 통해 공간적으로 연결되며, 격벽에 의해 구분되는 2개의 공간은 각각 오염수가 유입되는 공간과 오염수가 배출되는 공간에 해당되며, 유입관을 통해 공급된 오염수는 컬럼부에 하향류로 유입되며, 컬럼부의 오염수는 상향류로 이동되어 유출관을 통해 배출된다.

본 발명에 따른 화학사고 오염수를 긴급 정화하기 위한 이동식 자동운전 방제시스템은 다음과 같은 효과가 있다.

화학물질 유출사고 발생 현장에 긴급히 투입되어 오염수의 성상에 따라 최적의 공정순서를 적용함으로써 화학물질 및 그로부터 파생된 제반 오염물질을 효과적으로 정화할 수 있다.

또한, 오염수에 포함된 다양한 독성이온물질에 대응하여, 복수의 단위흡착컬럼을 적어도 2개 이상의 군(群)으로 구분하고, 각 군별로 서로 다른 독성이온물질에 대한 흡착특성을 갖는 흡착제를 구비시키는 방법 등을 통해 다양한 오염원에 대해 효과적으로 대응할 수 있다. 이와 함께, 긴 체류시간의 확보가 가능한 단위흡착컬럼을 통해 오염수의 처리효율을 높일 수 있다. 아울러, 차량 등의 운송수단에 흡착시스템을 탑재함으로써 오염수 발생 현장에 신속히 투입될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 화학사고 오염수를 긴급 정화하기 위한 이동식 자동운전 방제시스템의 구성도.
도 2는 복수의 단위수처리유닛 간의 연결관계를 나타낸 참고도.
도 3a 및 도 3b는 이동식 자동운전 방제시스템의 제어패널에 디스플레이된 운전모드를 나타낸 참고도.
도 4는 차량에 탑재된 본 발명의 일 실시예에 따른 화학사고 오염수를 긴급 정화하기 위한 이동식 자동운전 방제시스템의 사시도.
도 5는 차량에 탑재된 본 발명의 일 실시예에 따른 화학사고 오염수를 긴급 정화하기 위한 이동식 자동운전 방제시스템의 평면도.
도 6은 차량에 탑재된 본 발명의 일 실시예에 따른 화학사고 오염수를 긴급 정화하기 위한 이동식 자동운전 방제시스템의 실제 사진.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 화학사고 오염수를 긴급 정화하기 위한 이동식 방제시스템의 사시도 및 정면도.
도 9 및 도 10은 도 7 및 도 8에서 프레임을 제외한 도면.
도 11은 오염수의 처리경로를 나타낸 참고도.
도 12는 단위흡착컬럼의 분리사시도.
도 13은 단위흡착컬럼에서의 오염수 흐름을 나타낸 참고도.
도 14 및 도 15는 이웃하는 단위흡착컬럼의 연결구조를 나타낸 참고도.

본 발명은 이동식 방제시스템을 제어하는 기술을 제시한다.

본 발명에서 이동식 방제시스템은 화학물질 유출사고 발생 현장에 긴급히 투입되어 일괄 수처리공정을 통해 화학물질 및 그로부터 파생되는 제반 오염물질을 정화시키는 장치이며, 일괄 수처리공정을 구현하기 위해 복수의 단위수처리유닛으로 이동식 방제시스템이 구성된다. 복수의 단위수처리유닛으로 이루어지는 이동식 방제시스템은 차량 등의 운송수단에 탑재되어 화학사고 현장에 투입될 수 있다.

다양한 화학물질 및 그로부터 파생되는 다양한 오염물질을 효과적으로 처리하기 위해서는 복수의 단위수처리유닛을 선택적으로 조합함과 함께 최적 흐름의 공정을 설계할 필요가 있다. 예를 들어, 누출된 화학물질의 종류에 따라 오염수의 성상이 상이할 수 있는데, 오염수의 성상과 무관하게 동일한 수처리공정을 적용한다면 오염수 처리효율에 한계가 있을 수 밖에 없다.

본 발명에서는 복수의 단위수처리유닛의 조합 그리고 이들 단위수처리유닛의 공정순서가 제어장치에 의해 제어된다. 일 예로, 단분자물질이 우세하게 포함되어 있는 오염수 또는 고분자물질이 우세하게 포함되어 있는 오염수 등 오염수의 성상에 따라 제어장치에 의해 공정순서가 선택적으로 변경되며, 이를 통해 오염수 내 화학물질 및 화학물질 오염으로 인해 파생되는 제반 오염을 효과적으로 정화시킬 수 있다.

한편, 화학물질 유출에 의해 오염수가 발생되는 경우, 화학물질 자체에 대한 정화가 기본적으로 요구되지만 화학물질 유출로 인한 하천의 pH 변화, 화학물질이 기화되어 발생되는 독성가스의 처리, 오염수의 펌핑시 오염수와 함께 유입되는 토양에 대한 처리 등도 요구된다. 이러한 화학물질 및 그로부터 파생되는 제반 오염물질을 처리하기 위해서는 다양한 수처리공정이 복합적으로 적용되어야 하는데, 통상의 수처리공정은 처리대상수를 수처리장치에 공급하여 진행하는 방식인 바, 화학사고 현장에 복합적인 수처리공정을 적용하는 것은 현실적으로 가능하지 않다.

본 발명은 제어장치를 통해 화학물질 제거를 위한 수처리공정을 최적화함과 함께 화학물질 유출에 의해 파생되는 다양한 오염물질에 대해서도 처리가 가능한 이동식 자동운전 방제시스템에 관한 기술을 제시한다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 화학사고 오염수를 긴급 정화하기 위한 이동식 자동운전 방제시스템을 상세히 설명하기로 한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 화학사고 오염수를 긴급 정화하기 위한 이동식 자동운전 방제시스템은 복수의 단위수처리유닛(10)(20)(30)(40)(50)(60)(100)과 제어장치(70)를 포함하여 이루어진다.

단위수처리유닛은 단위수처리공정을 수행하는 장치로서, 복수의 단위수처리유닛을 조합함으로써 오염수 내 화학물질 및 화학물질 유출로 인해 파생된 제반 오염을 효과적으로 제거하기 위한 일괄 수처리공정을 구현할 수 있다. 복수의 단위수처리유닛은 오염수 펌핑장치(10), 고형물 처리장치(20), pH 회복장치(30), 부상분리조(40), UV 고도산화장치(50), 독성가스 제거장치(60), 독성이온물질 흡착장치(100)로 구성될 수 있다. 또한, 특정 단위수처리유닛에 약품을 공급하는 약품공급장치(31)(32)(41)(51)가 더 구비된다. 여기서, 복수의 단위수처리유닛 및 제어장치(70)는 차량 등의 운송수단에 탑재되는 형태를 이룬다(도 4 및 도 5 참조).

상기 제어장치(70)는 각각의 단위수처리유닛의 동작, 복수의 단위수처리유닛의 공정순서, 약품의 공급여부 및 공급량 등을 제어하는 역할을 한다. 예를 들어, 오염수의 성상에 따라 복수의 단위수처리유닛의 공정순서를 선택적으로 변경할 수 있으며, 오염물질의 농도에 따라 약품의 공급여부 및 공급량을 제어할 수 있다. 또한, 복수의 단위수처리유닛을 서로 연결하는 배관의 개폐여부도 제어장치(70)에 의해 제어된다. 이러한 제어장치(70)에 의한 제어는 제어장치(70)와 각각의 단위수처리유닛 간의 통신연결관계 하에 이루어진다.

이동식 방제시스템을 구성하는 각각의 단위수처리유닛 즉, 오염수 펌핑장치(10), 고형물 처리장치(20), pH 회복장치(30), 부상분리조(40), UV 고도산화장치(50), 독성가스 제거장치(60), 독성이온물질 흡착장치(100)에 대해 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

상기 오염수 펌핑장치(10)는 제어장치(70)의 제어 하에 방제호스를 통해 오염수를 펌핑하여 고형물 처리장치(20)에 공급하는 역할을 한다. 오염수 펌핑장치(10)는 세부적으로, 방제호스, 자압펌프 및 저류조로 구성될 수 있다. 방제호스는 자압펌프의 동작에 따라 오염수를 취수하고, 자압펌프는 방제호스에 진공압을 인가하여 방제호스에 의한 오염수 취수를 유도하며, 저류조는 자압펌프 및 방제호스에 의해 취수된 오염수를 저류함과 함께 오염수를 성상별로 분리하는 역할을 한다. 또한, 오염수 취수 대상지점이 접근이 어려운 구역에 위치한 경우 무선 오염수 방제장치를 이용할 수 있다. 무선 오염수 방제장치는 무선이동체와 조종패널로 구성될 수 있으며, 무선이동체는 조종패널의 무선제어 하에 해상 또는 호소의 오염지역으로의 이동, 오염지역에서의 오염수 취수를 가능하게 하며, 조종패널은 무선이동체의 이동 및 제반 기능을 무선제어한다. 이러한 오염수 펌핑장치(10) 및 무선 오염수 방제장치는 본 출원인의 한국등록특허 제2401186호에 개시된 기술을 적용할 수 있다.

상기 고형물 처리장치(20)는 오염수 펌핑장치(10)를 통한 오염수 취수시 오염수와 함께 채취된 토양 그리고 오염수에 포함되어 있는 고형물질을 침강시키는 역할을 하며, 토양 및 고형물질이 분리된 오염수는 pH 회복장치(30)로 전달된다.

상기 pH 회복장치(30)는 오염수의 pH를 오염되기 전의 pH로 회복시키기 위한 장치로서, pH조절제 및 응집제를 이용하여 오염수의 pH를 조절한다. 세부적으로, pH 회복장치(30)는 급속혼화조, 응집조 및 완속온화조로 구성된다. 고형물 처리장치(20)를 거친 오염수가 급속혼화조에 공급된 상태에서 pH 조절제 즉, 산성용액 또는 염기성용액을 급속혼화조에 투입함과 함께 급속교반시킨다. 급속교반된 오염수는 응집조로 이동되며, 응집조에서는 응집제 예를 들어, PAC를 투입하여 플록(floc) 생성을 유도하며, 응집과정을 거친 오염수는 완속혼화조로 이동됨과 함께 완속혼화조에서의 완속교반에 의해 오염수의 중화가 진행된다. pH 회복장치(30)의 일측에는 pH 센서가 구비되며, pH 센서에 의해 측정된 오염수의 pH에 따라 산성용액 또는 염기성용액의 공급 및 그 공급량이 결정된다. 또한, pH 조절제 및 응집제의 공급을 위해 pH 회복장치(30)의 일측에 pH 조절제 공급장치(31), 응집제 공급장치(32)가 구비될 수 있다.

상기 부상분리조(40)는 pH 회복장치(30)에 의해 중화된 오염수를 대상으로 부상분리공정을 적용하여 오염수에 포함되어 있는 고형물질을 제거하는 역할을 한다. 부상분리조(40)의 일측에는 미세기포공급장치(41)가 구비되며, 미세기포공급장치(41)로부터 부상분리조(40)에 20∼50㎛ 크기의 미세기포가 공급되면 오염수에 포함되어 있는 고형물질이 미세기포와 결합되어 오염수의 수면 상으로 부상분리된다. 부상분리된 고형물질은 스크래퍼 등을 이용하여 제거할 수 있다. 고형물질이 제거된 오염수는 UV 고도산화장치(50)로 이동된다.

상기 UV 고도산화장치(50)는 산화제 및 자외선을 이용하여 오염수에 포함되어 있는 유기물 및 화학물질을 산화, 분해시키는 역할을 한다. UV 고도산화장치(50)의 반응조에 부상분리조(40)를 거친 오염수가 공급된 상태에서 반응조에 산화제 예를 들어, 과산화수소(H₂O₂)를 공급함과 함께 자외선을 조사하면 오염수 내의 유기물 및 화학물질은 산화되어 분해된다. UV 고도산화장치(50)에 의해 처리된 오염수는 독성이온물질 흡착장치(100)로 이동되며, 오염수 내에 잔존하는 독성이온물질은 독성이온물질 흡착장치(100)에 의해 흡착, 제거된다. UV 고도산화장치(50)의 일측에는 산화제를 공급하는 산화제 공급장치(51)가 구비될 수 있다.

상기 독성가스 제거장치(60)는 본 발명의 이동식 방제시스템의 제반 장치에서 발생되는 독성가스를 습식 스크러빙(scrubbing) 방식을 통해 제거하는 장치이다. 즉, 오염수 펌핑장치(10)에 의한 오염수 펌핑과정에서 유입되는 독성가스, 고형물 처리장치(20)와 pH 회복장치(30)의 처리과정에서 발생되는 독성가스, UV 고도산화장치(50)의 고도산화과정에서 발생되는 독성가스 모두는 독성가스 제거장치(60)로 이동되며, 독성가스 제거장치(60)는 습식 스크러빙 방식을 이용하여 독성가스를 제거한다.

상기 독성이온물질 흡착장치(100)는 상술한 바와 같이 UV 고도산화장치(50)를 거친 오염수에 잔존하는 독성이온물질을 흡착, 제거하는 장치이다. 독성이온물질 흡착장치(100)는 복수의 단위흡착컬럼으로 이루어지며, 단위흡착컬럼은 일정 체류시간 확보가 가능하도록 유로가 설계되며, 오염수가 복수의 단위흡착컬럼을 거치도록 하여 오염수 내의 독성이온물질을 효과적으로 처리할 수 있다. 독성이온물질 흡착장치(100)의 상세 구성 및 동작에 대해서는 후술하여 상세히 설명하기로 한다.

상술한 바와 같이, 복수의 단위수처리유닛이 조합된 상태에서 오염수의 성상에 따라 제어장치(70)의 제어 하에 복수의 단위수처리유닛의 공정순서가 선택적으로 변경된다.

화학사고로 인해 유출된 화학물질이 단분자물질이 우세한 경우, 고형물 처리장치(20)-pH 회복장치(30)-부상분리조(40)-UV 고도산화장치(50)-독성이온물질 흡착장치(100)의 순서로 공정이 진행되고, 반면 오염수에 고분자물질이 우세한 경우이거나 콜로이드성 물질이 일정 기준 이상 포함된 경우에는 고형물 처리장치(20)-pH 회복장치(30)-부상분리조(40)-독성이온물질 흡착장치(100)-UV 고도산화장치(50)의 순서로 공정이 진행된다.

이와 같이 공정순서를 선택적으로 변경하는 이유는, 단분자물질은 고분자물질 및 콜로이드성 물질에 비해 상대적으로 UV 고도처리장치(50)에 의해 쉽게 산화되는 특성을 갖는 반면 고분자물질 및 콜로이드성 물질은 단분자물질에 비해 상대적으로 독성이온물질 흡착장치(100)에 용이하게 흡착되는 특성을 갖기 때문이다. 이 때, 오염수 내의 단분자물질 우세 여부, 고분자물질의 우세 여부, 콜로이드성 물질의 기준 초과 여부 각각에 대응하여 운전모드가 설정됨과 함께 사용자에 의해 특정 운전모드가 선택될 수 있다. 또한, 오염수의 성상에 따라 복수의 단위수처리유닛의 공정순서를 선택적으로 변경하기 위해 제어장치(70)는 복수의 단위수처리유닛을 서로 연결하는 배관을 선택적으로 개폐함으로써 오염수의 이동경로를 변경한다. 도 3a 및 도 3b는 이동식 자동운전 방제시스템의 제어패널(71)에 디스플레이된 운전모드를 나타낸 것으로서, 제어패널(71)의 디스플레이 화면에서 사용자가 특정 운전모드(A1공정∼A4공정, B1공정∼B4공정, C공정 등 중 어느 하나)를 선택하면 해당 운전모드에 대한 공정흐름이 도시된다. A1공정∼A4공정은 오염수 내에 단분자물질이 우세한 경우에서의 운전모드에 해당되고, B1공정∼B4공정은 오염수 내에 고분자물질 또는 콜로이드성 물질이 우세한 경우에서의 운전모드에 해당된다. 참고로, 도 3a는 A2공정을 선택한 것에 대한 디스플레이화면이고, 도 3b는 B2공정을 선택한 것에 대한 디스플레이화면이다.

이상 설명한 바와 같이, 제어장치(70)의 제어 하에 복수의 단위수처리유닛이 제어됨과 함께 오염수의 성상에 따라 복수의 단위수처리유닛의 공정순서가 선택적으로 변경되며, 이를 통해 오염수 내 화학물질 및 화학물질 유출로 인해 파생된 제반 오염물질을 효과적으로 제거할 수 있다.

다음으로, 독성이온물질 흡착장치의 상세 구성에 대해 설명하기로 한다.

독성이온물질 흡착장치(100)는 상술한 바와 같이 UV 고도산화장치(50)를 거친 오염수에 잔존하는 독성이온물질을 흡착, 제거하는 장치이며, 복수의 단위흡착컬럼으로 이루어진다.

구체적으로, 단위흡착컬럼(100)은 독성이온물질이 포함된 오염수를 처리하기 위한 공정을 수행하는 장치이며, 이러한 단위흡착컬럼(100)은 이웃하여 반복 배치된다. 도 7 내지 도 10을 참조하면, 복수의 단위흡착컬럼(100)은 필요에 따라 복수단의 형태로 배치될 수 있다. 예를 들어, 36개의 단위흡착컬럼(100)이 3개 단으로 나뉘어 각 단에 12개씩 배치되고, 각 단에 배치된 12개의 단위흡착컬럼(100)이 이웃하여 배치될 수 있다. 이러한 구조 하에, 오염수는 복수의 단위흡착컬럼(100)을 순차적으로 거치면서 각 단위흡착컬럼(100)에 의해 정화되어 독성이온물질이 제거된다(도 11 참조).

한편, 상술한 구조를 갖는 복수의 단위흡착컬럼(100)은 하나의 군(群)을 이루며, 독성이온물질 흡착장치(100)는 적어도 2개 이상의 군을 구비한다. 이와 같이, 적어도 2개 이상의 군으로 흡착장치를 구성하는 이유는 각 군별로 독립적인 오염수 처리가 가능하도록 하기 위함이다.

각 단위흡착컬럼(100)에는 독성이온물질을 흡착하는 흡착제가 구비된다.

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적어도 2개 이상의 군은 열을 지어 배치되도록 할 수 있다. 예를 들어, 제 1 열을 따라 제 1 군을 구성하는 복수의 단위흡착컬럼(100)이 배치되고, 제 2 열을 따라 제 2 군을 구성하는 복수의 단위흡착컬럼(100)이 배치될 수 있다. 각 군의 단위흡착컬럼(100)들이 복수단으로 배치되는 경우에도 각 단별로 동일한 방식으로 열을 지어 배치된다.

적어도 2개 이상의 군을 이루며 배치되는 복수의 단위흡착컬럼(100)은 거치공간을 제공하는 프레임(1)에 장착, 고정된다. 단위흡착컬럼(100)의 상세 구조 및 프레임(1)에 장착되는 구조를 살펴보면 다음과 같다.

프레임(1)은 도 7 내지 도 10에 도시한 바와 같이, 복수단으로 구분된 격자틀 형태를 이루며, 프레임(1)의 각 단에 단위흡착컬럼(100)이 장착, 고정된다. 프레임(1)의 각 단에 단위흡착컬럼(100)이 장착, 고정되는 방식은 동일하게 적용될 수 있다.

도 12 및 도 13을 참조하면, 단위흡착컬럼(100)은 고정브라켓(2)을 매개로 프레임(1)에 고정된다. 고정브라켓(2)은 프레임고정판(2a)과 컬럼고정판(2b)으로 구성되며, 프레임고정판(2a)과 컬럼고정판(2b)의 조합은 90도 각도로 절곡된 형상을 이룬다. 프레임고정판(2a)은 프레임(1) 상에 나사결합 등을 통해 고정되며, 컬럼고정판(2b)에는 단위흡착컬럼(100)이 나사결합 등을 통해 선택적으로 장착되거나 탈착될 수 있다.

단위흡착컬럼(100)은 유로부(110)와 컬럼부(120)로 구성된다.

유로부(110)는 컬럼부(120)에 오염수를 공급함과 함께 컬럼부(120)의 오염수를 배출시키는 역할을 한다. 컬럼부(120)는 특성 독성이온물질을 흡착할 수 있는 흡착제를 구비하여 유로부(110)를 통해 오염수를 공급받아 오염수에 포함되어 있는 독성이온물질을 흡착하는 역할을 한다.

유로부(110)는 세부적으로, 몸체부(111), 유입관(112) 및 유출관(113)으로 구성될 수 있다.

몸체부(111)는 오염수가 이동되는 공간을 제공함과 함께 컬럼부(120)와 컬럼고정판(2b)이 고정되는 공간을 제공한다. 몸체부(111)는 밑면이 개구된 원통 형상을 이룰 수 있다. 몸체부(111)의 상면은 컬럼고정판(2b)과 선택적으로 착탈될 수 있으며, 몸체부(111)의 밑면에는 상면이 개구된 형태의 컬럼부(120)가 선택적으로 결합될 수 있다. 즉, 유로부(110)의 몸체부(111)에 컬럼부(120)가 결합되어 단위흡착컬럼(100)을 이루고, 유로부(110)의 몸체부(111)와 고정브라켓(2)의 컬럼고정판(2b)이 나사결합되어 단위흡착컬럼(100)이 프레임(1)에 장착, 고정될 수 있다.

유입관(112)은 몸체부(111)의 일단측에 구비되어 오염수를 컬럼부(120)에 공급하며, 유출관(113)은 몸체부(111)의 다른 일단측에 구비되어 컬럼부(120)의 오염수를 배출한다.

컬럼부(120)는 상술한 바와 같이 상면이 개구된 원통 형상을 이루며, 컬럼부(120) 내에는 컬럼부(120) 내의 공간을 2개의 공간으로 구분하는 격벽(121)이 구비된다. 격벽(121)은 컬럼부(120)의 지름을 가로지는 형태를 이룸과 함께 컬럼부(120)의 수직방향을 따라 연장된 형태를 이룬다. 격벽(121)의 밑단은 컬럼부(120)의 밑면과 일정 거리 이격된 형태를 이루며, 이에 따라 격벽(121)에 의해 구분되는 2개의 공간이 격벽(121) 밑단과 컬럼부(120) 밑면 사이의 공간을 통해 공간적으로 연결된다. 격벽(121)에 의해 구분되는 2개의 공간은 각각 오염수가 유입되는 공간과 오염수가 배출되는 공간에 해당된다. 이와 같은 구조 하에, 도 13에 도시한 바와 같이 유입관(112)을 통해 공급된 오염수는 컬럼부(120)에 하향류로 유입되며, 컬럼부(120)의 오염수는 상향류로 이동되어 유출관(113)을 통해 배출된다.

컬럼부(120) 내에는 흡착제가 구비된다. 흡착제는 특정 독성이온물질에 대한 흡착특성을 보유한다. 전술한 바와 같이, 제 1 군을 이루는 복수의 단위흡착컬럼(100) 각각에는 제 1 독성이온물질에 대한 흡착특성을 갖는 흡착제가 구비되고, 제 2 군을 이루는 복수의 단위흡착컬럼(100) 각각에는 제 2 독성이온물질에 대한 흡착특성을 갖는 흡착제가 구비될 수 있다. 흡착제는 컬럼부(120) 내의 공간에 충진되는 형태로 구비될 수 있다.

이상 설명한 바와 구조를 갖는 단위흡착컬럼(100)은 이웃하여 반복 배치되는데, 도 14 및 도 15에 도시한 바와 같이 이웃하는 단위흡착컬럼(100)에 오염수를 공급하기 위해 이웃하는 단위흡착컬럼(100)의 유출관(113)과 유입관(112)은 서로 연결된다. 이들 유출관(113)과 유입관(112)의 연결을 위해 유출관(113)과 유입관(112) 각각의 일단에는 원형가이드판(112a)(113a)이 구비되며, 유출관(113)의 원형가이드판(113a)과 유입관(112)의 원형가이드판(112a)이 밀착된 상태에서 두 개의 원형가이드판(112a)(113a)을 둘레를 따라 감싸는 형태의 클램프(114)를 적용함으로써 이웃하는 유출관(113)과 유입관(112)을 연결, 고정시킬 수 있다. 이 때, 원형가이드판(112a)(113a)의 중앙부에는 오염수의 이동이 가능하도록 개구되어 있으며, 원형가이드판 간의 밀착을 위해 두 개의 원형가이드판 사이에 고무재질의 와셔가 구비될 수 있다.

복수의 단위흡착컬럼(100)이 복수단으로 배치되는 경우, 상단 단위흡착컬럼(100)과 하단 단위흡착컬럼(100)의 오염수 공급경로를 연결시키기 위해 수직배관(115)이 더 구비된다. 수직배관(115)은 상단측의 마지막 단위흡착컬럼(100)의 유출관(113)과 하단측의 첫 번째 단위흡착컬럼(100)의 유입관(112)을 연결시키는 역할을 한다.

이상, 독성이온물질 흡착장치(100)의 상세 구성에 대해 설명하였다.

한편, 상술한 바와 같이 고형물 처리장치(20), pH 회복장치(30), 부상분리조(40), UV 고도산화장치(50), 독성가스 제거장치(60), 독성이온물질 흡착장치(100) 및 제어장치(70)로 구성되는 본 발명의 이동식 자동운전 방제시스템은 차량 등의 운송수단에 탑재되어 화학물질 유출 현장에 신속히 투입될 수 있으며, 도 6은 차량에 탑재된 본 발명의 이동식 자동운전 방제시스템의 실제 사진이다. 또한, 본 발명의 이동식 자동운전 방제시스템을 운용함에 있어서 소비되는 전력은 태양광발전을 통해 충당할 수 있으며, 이를 위해 차량의 일측에 태양광모듈을 설치함과 함께 태양광모듈에 의해 생산된 전력을 저장하는 배터리를 구비시킬 수 있다.

10 : 오염수 펌핑장치 20 : 고형물 처리장치
30 : pH 회복장치 31 : pH조절제 공급장치
32 : 응집제 공급장치 40 : 부상분리조
41 : 미세기포공급장치 50 : UV 고도산화장치
51 : 산화제 공급장치 60 : 독성가스 제거장치
70 : 제어장치 71 : 제어패널
100 : 독성이온물질 흡착장치
1 : 프레임 2 : 고정브라켓
2a : 프레임고정판 2b : 컬럼고정판
100 : 단위흡착컬럼 110 : 유로부
111 : 몸체부 112 : 유입관
113 : 유출관 112a, 113a : 원형가이드판
114 : 클램프 115 : 수직배관
120 : 컬럼부 121 : 격벽

Claims (10)

1. 화학물질 유출로 인해 발생된 오염수를 처리하기 위한 일괄 수처리공정을 구성하는 복수의 단위수처리유닛; 및
   복수의 단위수처리유닛 각각의 동작, 복수의 단위수처리유닛으로 구성되는 수처리공정의 공정순서 및 복수의 단위수처리유닛을 연결하는 배관의 개폐여부를 제어하는 제어장치;를 포함하여 이루어지며,
   복수의 단위수처리유닛 및 제어장치는 운송수단에 탑재되며,
   복수의 단위수처리유닛은, 자압펌프 및 방제호스를 통해 오염수를 펌핑하여 고형물 처리장치에 공급하는 오염수 펌핑장치; 오염수에 포함되어 있는 토양 및 고형물질을 침강시켜 분리하는 고형물 처리장치; 고형물 처리장치를 거친 오염수에 대해 pH 조절제 및 응집제를 적용하여 오염수의 pH를 조절하는 pH 회복장치; pH 회복장치에 의해 중화된 오염수를 대상으로 부상분리공정을 적용하여 오염수에 포함되어 있는 고형물질을 제거하며, 고형물질이 제거된 오염수를 UV 고도산화장치로 공급하는 부상분리조; 산화제 및 자외선을 이용하여 오염수에 포함되어 있는 유기물 및 화학물질을 산화, 분해시키는 UV 고도산화장치; 오염수 펌핑장치에 의한 오염수 펌핑과정에서 유입되는 독성가스, 고형물 처리장치와 pH 회복장치의 처리과정에서 발생되는 독성가스, UV 고도산화장치의 고도산화과정에서 발생되는 독성가스를 제거하는 독성가스 제거장치; 및 UV 고도산화장치에 의해 처리된 오염수에 잔존하는 독성오염물질을 흡착, 제거하는 독성이온물질 흡착장치;를 포함하여 구성되며,
   단분자물질은 고분자물질 및 콜로이드성 물질에 비해 상대적으로 UV 고도처리장치에 의해 쉽게 산화되는 특성을 가지며, 고분자물질 및 콜로이드성 물질은 단분자물질에 비해 상대적으로 독성이온물질 흡착장치에 용이하게 흡착되는 특성을 가지며,
   오염수 내의 단분자물질이 미리 설정된 기준값보다 많은 경우, 제어장치의 제어 하에 고형물 처리장치-pH 회복장치-부상분리조-UV 고도산화장치-독성이온물질 흡착장치의 순서로 공정이 진행되고, 오염수 내에 고분자물질 및 콜로이드성 물질이 미리 설정된 기준값보다 많은 경우, 제어장치의 제어 하에 고형물 처리장치-pH 회복장치-부상분리조-독성이온물질 흡착장치-UV 고도산화장치의 순서로 공정이 진행되며,
   상기 독성이온물질 흡착장치는, 복수의 단위흡착컬럼과, 복수의 단위흡착컬럼이 장착되는 공간을 제공하는 프레임을 포함하여 구성되며, 복수의 단위흡착컬럼은 이웃하여 배치되며, 각 단위흡착컬럼 내에는 특정 독성이온물질을 흡착하는 흡착제가 구비되며, 오염수는 복수의 단위흡착컬럼을 순차적으로 거쳐 이동되며,
   단위흡착컬럼은 고정브라켓을 매개로 프레임에 고정되며, 고정브라켓은 프레임고정판과 컬럼고정판으로 구성되며, 프레임고정판과 컬럼고정판의 조합은 90도 각도로 절곡된 형상을 이루며, 프레임고정판은 프레임 상에 선택적으로 착탈되며, 컬럼고정판에 단위흡착컬럼이 선택적으로 착탈되며,
   상기 단위흡착컬럼은 유로부와 컬럼부로 구성되며, 상기 유로부는 컬럼부에 오염수를 공급함과 함께 컬럼부의 오염수를 배출시키는 역할을 하며, 상기 컬럼부는 특성 독성이온물질을 흡착할 수 있는 흡착제를 구비하여 유로부를 통해 오염수를 공급받아 오염수에 포함되어 있는 독성이온물질을 흡착하는 역할을 하며,
   상기 유로부는 몸체부, 유입관 및 유출관으로 구성되며, 몸체부는 오염수가 이동되는 공간을 제공함과 함께 컬럼부와 컬럼고정판이 고정되는 공간을 제공하며, 유입관은 몸체부의 일단측에 구비되어 오염수를 컬럼부에 공급하며, 유출관은 몸체부의 다른 일단측에 구비되어 컬럼부의 오염수를 배출하며, 몸체부는 밑면이 개구된 원통 형상을 이루고, 몸체부의 상면은 컬럼고정판과 선택적으로 착탈되며, 몸체부의 밑면에 상면이 개구된 형태의 컬럼부가 선택적으로 결합되며,
   컬럼부 내에 컬럼부 내의 공간을 2개의 공간으로 구분하는 격벽이 구비되며, 격벽은 컬럼부의 지름을 가로지는 형태를 이룸과 함께 컬럼부의 수직방향을 따라 연장된 형태를 이루며, 격벽의 밑단은 컬럼부의 밑면과 이격된 형태를 이루어 격벽에 의해 구분되는 2개의 공간이 격벽 밑단과 컬럼부 밑면 사이의 공간을 통해 공간적으로 연결되며, 격벽에 의해 구분되는 2개의 공간은 각각 오염수가 유입되는 공간과 오염수가 배출되는 공간에 해당되며, 유입관을 통해 공급된 오염수는 컬럼부에 하향류로 유입되며, 컬럼부의 오염수는 상향류로 이동되어 유출관을 통해 배출되는 것을 특징으로 하는 화학사고 오염수를 긴급 정화하기 위한 이동식 자동운전 방제시스템.
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