KR20060014725A - 댐의 퇴적오니 처리방법 및 처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 댐의 퇴적오니 처리방법 및 장치에 관한 것으로서 고압공기 상승기류에 의한 준설장치로 댐바닥의 퇴적오니를 오니수로 하여 배출시켜 오니수로부터 불순물을 제거시키고 불순물이 제거된 오니수로부터 모래와 세석을 분리 침강시키고 오니수를 응집시켜 오니를 침강제거하고 상등수를 방류시키는 댐의 퇴적오니 처리방법과 고압공기 상승기류에 의한 준설장치(A)와 준설된 오니수로부터 불순물을 제거하는 불순물 제거처리조(B), 오니수로부터 모래(세석포함)를 분리시키는 오니수 및 모래분리조(C), 오니수를 응집시켜 오니를 침강제거시키는 응집조(D), 2차로 오니를 침강제거시키고 상등수를 방류하는 안정조(E)의 순서로 연결되는 일련의 댐 퇴적오니 처리장치에 관한 것임.

Description

댐의 퇴적오니 처리방법 및 처리장치{THE METHOD OF PROCESSING SLUGE ACCUMULATED ON DAM'S BOTTOM AND IT'S APPARATUS}

도 1은 본 발명에 따른 오니처리장치의 설치상태도.

도 2는 본 발명에 따른 오니처리장치의 준설장치부분의 종단면도.

도 3은 본 발명에 따른 오니처리장치의 흐름도.

도 4는 본 발명에 따른 오니처리장치의 모래분리조와 응집조 및 안정조의 일부단면도.

도 5는 본 발명에 따른 오니처리장치의 모래리조와 응집조의 종단면도.

본 발명은 댐의 내측벽에 인접한 수심이 가장 깊은 바닥에 있는 퇴적오니 처리방법 및 처리장치에 관한 것이다. 구체적으로는 고압공기를 분사하는 고압관을 수면 위로부터 수중으로 유도하여 댐 바닥면으로 현수된 오니배출관 내로 진입시켜 고압관의 분사구를 상향토록 하여 고압공기를 분사하므로서 오니 배출관내에서 상승하는 기포의 부상력에 의하여 발생하는 수압으로 댐 바닥면의 오니를 물과 함께 배출관을 통해 상승 배출시키는 퇴적오니 준설단계와 준설물을 보다 낮은 지역으로 유도하여 오니수로부터 불순물을 제거한 다음 오니수를 탱크내에서 와류를 형성시켜 현탁 교질성의 퇴적오니와 모래 및 세석을 분리하는 단계와 현탁교질성 퇴적오니를 응집 처리하는 단계로 구성되는 댐의 퇴적오니 처리방법 및 장치에 관한 것이다.

최근 산업의 급속한 발전과 하천이나 강의 상류지역에 대단위 공장이 설치되고 생활수준 향상으로 각종 레져시설 및 유원지는 물론 모텔을 비롯하여 각종 숙박시설이 무분별하게 난립하고 있으며 더욱이 농가 소득 증대차원에서 대단위 축산단지가 축조되는가 하면 화학비료 및 농약 등을 대량으로 사용하므로서 각종 공장폐수, 축산폐기물, 가정용 오수 등의 무분별한 방류로 수질오염 상태가 극심하고 이로 인해 댐, 호수, 소택지 그리고 수의 유통이 어렵고 폐쇄성 있는 항만지역이나 내해에서 폐기되는 유기물에 의해서 생성된 질소 및 인화합물의 유입량이 많아져 부영양화 현상이 발생하고 있으며 바다에서는 질소 및 인화합물 등을 포함하는 생활하수, 공장폐수 등의 유기성 물질이 과량으로 유입되어 여름철 수온의 상승으로 적조, 녹조, 갈조 등의 현상이 우리나라 근해에서 빈번하게 나타나 어폐류가 집단폐사하고 양식하는 바다 생물이 고사하는 경우가 증가하고 있는 실정이다.

이와 같이 심각한 수질오염에 직면하게 되므로서 환경의 심각성에 관심을 갖게 되고 따라서 근간에는 하상의 퇴적오니 처리방법이나 장치들이 제안되고 있다.

국내 등록 실용신안공보(등록번호20-0307512호)는 가압부상공법을 이용한 퇴적오니 준설장치에 관한 것으로 본체부의 하부를 처리수역의 바닥부에 설치하여 준 설하기 위한 작업수역을 정한 후 일측에 고압수 유입이송관을 통해서 고압수를 주입시키면 지면과 밀착되는 본체부의 바닥부에 퇴적되어진 퇴적토가 파해쳐저 교란 및 유동이 시작되고 타측에 형성된 퇴적토 유출이송관을 통하여 상기 본체부 고압수가 포함된 퇴적토를 흡입시키면 흡입되는 동안 퇴적토 유출이송관에 형성되어진 가압수 분사관을 통하여 응집약품과 공기가 포함된 가압수가 미세기포로 분사되므로서 퇴적토에 포함된 모래 입자의 부착성오니가 분리되어 모래입자는 세척되어지고 분리된 오니는 응집약품과 반응하여 플록을 형성하면서 미세 기포에 의하여 부상토록 되어 있는 가압부상공법을 이용한 퇴적오니 준설장치이다.

이와 같은 준설장치에 의한 퇴적오니 준설방법의 문제점은 처리수역에 있어서 본체부와 바닥부의 밀착성의 문제로서 처리수역의 바닥면은 암석의 단층으로 형성될 수 있고 큰 돌이 놓여질 수도 있으며 그밖에 폐기된 시멘트 또는 프라스틱 구조물이 바닥에 있을 수도 있어 바닥이 평탄하다고만 볼 수 없으므로 수밀성을 확보함에는 큰 어려움이 있으며 준설이 진행함에 따라 밀폐성을 잃게 되며 바닥면과 본체부가 밀착되어지지 않을 경우에는 본 장치의 기능은 기대할 수 없다.

또한 본체부와 바닥면이 설사 밀착이 완벽하다 해도 유출이송관을 통해 상승 이동하는 오니수에 가압분사관을 통해 응집약품과 공기를 동반하는 가압수를 분사해도 순간적으로 응집될 수 없으며 응집반응에 필요한 상당시간이 요할 뿐만 아니라 이동상태에서는 응집에 의한 플럭이 형성될 수 없으므로 응집될 수 있는 시간과 장소가 필요하게 되며 오히려 응집제가 첨착된 세석이나 모래가 처리 수석 바닥에 침전하여 남게되므로서 2차적인 수질오염도 문제점으로 남게 된다.

이와 같은 준설장치에 의한 처리방법은 비연속적인 벳치형 준설장치로서 수시로 처리수역을 수시로 이동해야 하므로 능율면에서 떨어지는 준설방법이라 할 수 있다.

또 국내 등록 실용신안공보(등록번호 20-0229367)호에는 흡입식 준설장치가 나타나 있다. 이의 구조와 작동원리는 엔진의 회전동력을 전달 받아 처리수역의 물을 고압으로 압측 배출시키는 압축수 발생기를 설치하고 압축수 발생기의 고압압축수는 고압 파이프를 통해 모래 또는 갯벌 흡입 파이프와 함께 해저면에 근접시킨 다음 고압수로 해저면의 모래 또는 갯벌을 파해쳐 교란시키면서 흡입 파이프로 모래 또는 갯벌을 흡입 준설하는 준설장치로서 이와 같은 준설장치는 댐과 같은 상수원으로 하는 수역에서는 퇴적오니를 분산시켜 댐의 수질을 현탁시키므로서 사용하기 곤란하다.

그밖에도 준설을 행하는 오니토 준설장치로서 버킷으로 퍼올리거나 진공 흡입과 병행하에 에어리프트에 의해 퍼올리는 방법들이 알려져 있다.

그러나 버킷형의 경우에는 교질상의 오니토를 퍼올리는 경우에 쉽게 수중으로 유출분산되어 주위수역을 현탁시킬 수 있고 비연속적이여서 능율적이 못된다. 또 오니토의 진공 흡입 방식은 작업능율면에서 우수하다 할 수 있으나 흡인을 하는 진공펌프는 일반적으로 선상에 설치하게 되고 흡입시킬 수 있는 높이 또는 거리에 물리적인 한계가 있고 흡인력에 상당하는 진공탱크와 진공팬이 필요하게 되고 연속적인 작업을 속행시키기 위해서는 제2의 진공탱크 설치가 필요하며 진공흡입과 압력배출을 교대로 행하여야 하므로 장치가 대형화되며 고장율이 빈번한 문제점을 갖 고 있다.

이상에서 열거한 퇴적오니, 모래 및 갯벌 등을 준설하는 종래기술이나 그밖에 알려진 준설방법이나 준설장치들은 대부분이 준설선에 장착되어 이동시키는 장치이고 바닥의 극히 협소한 부분의 퇴적오니를 준설제거하고 다시 장소를 옮겨 장치를 작동시켜 퇴적오니를 준설제거시키는 반복작업으로 비연속적인 뱃치형 준설방법이라 할 수 있으며 준설에 의한 퇴적오니를 처리하는 방법이나 장치는 거의 전무한 상태라 할 수 있어 2차적 공해 발생 요인의 소지가 있다 하겠다.

본 발명은 환경정화 차원에서 댐의 바닥에 침적된 퇴적오니를 제거하여 이를 처리하는 방법과 장치를 제공함에 목적이 있으며 댐의 내벽에 인접된 수심이 가장 깊은 곳에 고압공기를 이용한 준설장치를 고정설치시켜 작동케하므로서 장기적으로 댐내의 전체적인 퇴적오니를 줄여 나감과 동시에 준설되고 있는 오니수를 연속적으로 처리하여 오니수로부터 불순물을 제거한 다음 퇴적오니와 모래(세석포함)를 분리하고 퇴적오니를 최종적으로 응집 처리하므로서 2차공해 요인을 해소시킬 수 있는 댐의 퇴적오니 처리방법 및 그 장치를 제공함에 목적을 두고 있다.

본 발명은 댐의 퇴적오니 처리방법 및 그 장치에 관한 것으로 먼저 퇴적오니를 처리하는 장치에 관해서 설명하면 댐 바닥에 있는 퇴적오니를 준설하는 준설장 치와 준설한 퇴적오니를 처리하는 장치로 설명할 수 있다.

1단계 처리장치로서 퇴적오니 준설장치는 도 1 및 2와 같이 댐(A1)내벽측에 설치된 구조물(A2)에 지지된 고정수단(A3)에 의하여 고정된 오니수 배출수평관(A4)과 공기배출관(A5), 그리고 오니수 배출수직관(오니수 상승배출관)(A6)이 분기되어 일체로 형성되어 있고 오니수 배출수직관(A6)의 하단부 내측에는 환상걸림턱(A7)이 형성되어 있으며 오니수 배출수직관(A6)의 내측에는 환상프렌지(A8)가 형성된 오니수 배출내관(A9)이 삽입되어 수직으로 현수되어 있고 이관의 외측면에는 고리(A10)가 형성되어 와이어(A11)에 연결 상측에 설치된 손잡이(A12)를 구비한 라체트기어(A13)에 연결되어 있으며 이관의 하측내부에는 고압공기분사기(A14)로부터 유도되는 고무호수(A14')에 연결 연장되는 고압공기유도관(A15)이 오니수 배출내관(A9)의 외면측에 따라 고정연장되면서 오니수 배출내관(A9)의 측벽을 관통하여 고압공기 배출공(A16)이 상향토록 설치되며 오니수 배출내관(A9) 하단부에는 사갓형의 퇴적오니 밀폐실(A17)이 형성되어 있고 퇴적오니 밀페실(A17)의 하측에는 다수의 수유입공(A18)과 환상수평받침판(A19)이 형성되어 있는 퇴적오니 준설장치(A)라 할 수 있다.

위와 같은 준설장치로서 퇴적오니를 배출처리하는 방법은 우선 준설장치를 댐 가까이에 있는 수심이 가장 깊은 곳에 설치해야 하는 선행조건이 따르게 되며 여기에 퇴적오니 밀폐실의 환상수평받침판이 처리수역 바닥면에 자중에 의하여 접하도록 한 다음 고압공기분사기(콤프레샤)를 작동 고압공기 배출공을 통해 고압으로 분사하면 고압공기에 의한 기포의 상승에 의하여 관체내의 물이 상승하게 됨에 따라 퇴적오니 밀폐실내에 부압이 발생하여 다수의 수유입공으로부터 물이 유입되면서 밀폐실내의 퇴적오니를 교란분산시키므로서 오니수가 형성되어지면서 오니수는 상방향으로 고압공기와 함께 배출되고 퇴적오니 밀페실은 점점 아래로 내려가면서 오니수를 생성시키고 주위에 있는 교질성의 퇴적오니는 서서히 퇴적오니 밀폐실쪽으로 이동하게 되므로서 연속적으로 퇴적오니를 배출케하는 방법이라 할 수 있다.

2단계 퇴적오니 처리장치는 배출된 오니수 처리장치로서 도 3~5에서와 같이 상측에 오니수 유입관(B1)이 연결되어 있고 오니수 유입관(B1) 아래에는 불순물제거 걸름망(B2)이 장착되어 있으며 걸럼망(B2) 아래에는 오니수 수집조(B3)가 형성되어 있고 오니수 수집조 아래에는 오니수 배출관(B4)이 설치되어 있는 불순물 제거처리조(B)와 원통형 몸체(C1) 상단부에 고정된 분기지지간(C2)의 교차점에 설치된 모우터(C3)에 연결되어 아래로 현수된 회전익(C4)이 내장되어 있고 원통형 몸체 중간부외측면에는 원형의 오니수 수집배수로(C5)가 형성되어 있고 오니수 수집배수로(C5)에는 오니수 배출관(C6)이 연결되어 있으며 몸체부하단에는 경사바닥면(C7)과 세석 및 모래 배출구(C8)가 형성된 오니수와 모래분리조(C)와 그리고 응집제 투입수단(D1)과 교반수단(D2)이 설치된 오니수 유입관(D3)이 유도되어 있고 오니수 구획벽(D4)이 형성된 혼합조(D5)와 오니수 배출구(D6)와 상등수 배출로(D9)를 구비한 오니 침강조(D8)로 구성되는 응집조(D)와 오니 배출구(E1) 및 상등수 배출로(E2)를 구비하 오니 침강조(E3)를 구비한 안정조(E)로 연결 구성된 배출 오니수 처리장치(B-C-D-E)라 할 수 있다.

상기 오니수 처리장치로서 오니수를 처리하는 방법은 오니수 유입관(B1)으로부터 들어오는 오니수를 걸름망(B2)를 통과시키므로서 오니수에 포함된 부식된 나무토막, 자갈, 넝마 또는 그물조각, 깡통, 프라스틱 조각, 동물의 뼈 등 다양한 불순물들이 걸름망(BI)에서 걸러지고 오니, 세석 및 모래만이 배출수와 함께 오니수 및 모래(세석포함) 분리조에 들어가 회전익의 회전에 의하여 오니 덩어리 등이 파쇄되어 분산되면서 유기질 오니와 세석 및 모래가 분리되면서 무거운 세석과 모래는 분리조의 경사면 바닥으로 수집되어 배출구(C8)로 배출되고 비교적 가벼운 유기물의 오니는 회전익에 의해 부상하면서 원통형 몸체(C1)의 상단부로 일류되어 오니수 수집배수로(C5)에 수집되면서 오니수 배수관(C6)을 경유하여 오니수 유입관(D3)으로 유입되어 응집제 첨가와 동시에 교반수단에 의해서 충분히 교반되어 혼합조(D5)에 유입되어 오니수 배출구(D6)를 통과 오니 침강조(D8)에 유입되므로서 오니는 침강되어 오니배출구(D6)으로 배출시켜 착수 제거되며 상등수는 상등수 배출로(D9)로 유출되어 안정조(E)로 유입되어 여기에서 2차 오니를 침강시켜 오니 배출구(E1)로 방출하여 착수 제거하고 상등수는 배출로(E2)를 통하여 강으로 방출되는 오니수 처리방법이라 할 수 있다.

상기 퇴적오니 처리장치의 특징으로 퇴적오니 준설장치(A)는 우선 고정된 처리장치로서 퇴적오니(오니수)의 배출관 하부에서 초고압기류를 투입하여 기포를 발생 상승시키므로서 하단부에 부압을 발생시켜 퇴적오니를 물과 함께 오니수로 상승 배출시키고 오니수의 배출관을 2중으로 결합시켜 상측 오니수 배출수직관은 고정되고 하측 오니수 배출내관은 상하로 이동할 수 있게 하므로서 오니수 배출내관에 결 합된 밀폐실이 자중으로 바닥면에 접합되게 하여 연속적으로 오니수를 배출시킬 수 있다.

또한 오니수와 모래(세석포함) 분리조에 있어서 중요한 것은 오니수내에 오니(고형분기준)가 30wt%이상 함유되면 오니수와 모래의 분리가 곤란하므로 오니수 채취 당시에 오니수의 농도를 조절함이 가장 좋고 경우에 따라서는 불순물 분리조내에 오니수가 유입되기전 물을 첨가 오니수의 농도를 조절할 필요가 있고 회전익 없이는 교질상의 오니를 파쇄 부산시킬 수 없고 충분한 교반없이는 점도를 떨어뜨릴 수 없으며 응집조에서도 좋은 결과를 얻지 못한다.

위와 같은 장치로서 퇴적오니를 처리하는 방법의 특징은 댐의 내측벽 가까이에 가장 깊은 바닥상에 준설장치를 바닥에 설치함이 선행되어야 하고 퇴적오니를 배출시킨 밑바닥은 점점 깊어지고 따라서 주변경사면에 있는 교질상의 퇴적오니가 서서히 미끄러져 퇴적오니가 제거된 지여으로 집적되므로서 연속적으로 퇴적오니를 제거할 수 있는 방법으로 댐내의 전체 오니량을 서서히 줄일 수 있는 방법이라 할 수 있다.

결국 이와 같은 방법은 퇴적오니 배출장치(준설장치)를 한 곳에 상설하여 장기적으로 댐의 퇴적오니를 줄여 나가므로서 댐하류로 흘러가는 오니를 줄이고 해안지역으로 흘러들어가는 오니를 줄임으로서 장기적인 차원에서 댐이나, 호수, 저수지 등의 부영양화 현상을 방지할 수 있고 해얀지역의 적조, 갈조, 녹조 발생을 방지할 수 있으며 더욱이 퇴적오니를 준설장치로 제거시킨 오니수를 완전하게 처리하므로서 2차 공해유발을 방지할 수 있는 퇴적오니 처리방법 및 처리장치라 할 수 있 다.

본 발명에 의한 댐의 퇴적오니 처리방법 및 처리장치는 한 곳에 고정설치되어 연속적인 작업으로 준설효과를 높힐 수 있으며 준설된 오니수(퇴적오니)를 완벽하게 처리하므로서 2차 공해 유발을 방지할 수 있고 종래의 이동식 준설장치인 버킷 또는 흡인식과 같이 퇴적오니를 수중에서 분산시켜 수질을 현탁시킬 염려가 없고 준설선을 구비할 필요가 없으며 준설된 퇴적오니를 이동시키는 운송작업이 필요없게 되므로 작업성이 좋고 경제적인 측면에서 큰 잇점을 갖는 퇴적오니 처리방법 및 처리장치라 할 수 있다.

Claims (3)

1. 고압공기 분사로 상승하는 기포의 부상력에 의하여 댐바닥면의 오니를 배출하는 준설장치(A)와 배출된 오니를 처리하는 장치로서 오니수 유입관(B1)이 연결되어 있고 오니수 유입관(B1) 아래에는 불순물 제거 걸름망(B2)이 장착되어 있으며 걸럼망(B2) 아래에는 오니수 수집조(B3)가 형성되어 있고 오니수 수집조 아래에는 오니수 배출관(B4)이 설치되어 있는 불순물 제거 처리조(B)와 원통형 몸체(C1) 상단분에 고정된 분기 지지간(C2)의 교차점에 설치된 모우터(C3)에 연결되어 아래로 현수된 회전익(C4)이 내장되어 있고 원통형 몸체(C1)의 중간부 외측면 둘레에 원형의 오니수 수집배수로(C5)가 형성되어 오니수 배출관(C6)이 연결되어 있으며 원통형 몸체 하단에는 경사바닥면(C7)과 모래(세석포함) 배출구(C8)가 형성된 오니수 및 모래분리조(C)와 응집제 투입수단(D1)과 교반수단(D2)이 설치된 오니수 유입관(D3)이 설치되어 있고 오니수 구획벽(D4)과 오니수 배출로(A6)가 형성되어 있는 혼합조(D5)와 오니 배출구(D7)와 상등수 배출로(D9)가 구비되어 있는 오니 침강조(D8)로 구성되어지는 응집조(D)와 오니 배출구(E1) 및 상등수 배출로(E2)가 설치되어 있는 오니 침강조(E3)로 구성된 안정조(E)의 순서로 연결되어 있는 일련의 댐 퇴적오니 처리장치.
2. 댐(A1)의 내벽측에 설치된 구조물(A2)에 지지된 고정수단(A3)에 의하여 고정 되어진 오니수 배출수평관(A4)과 공기배출관(A5) 및 오니수 배출수직관(A6)이 분기되어 일체로 형성되어 있고 오니수 배출수직관(A6)의 하단부 내측에는 환상걸림턱(A7)이 형성되어 있으며 오니수 배출수직관(A6)의 내측에는 환상프렌지(A8)가 형성된 오니수 배출내관(A9)이 삽입되어 수직으로 현수되어 있고 이관의 외측면에는 고리(A10)가 형성되어 와이어(A11)에 연결되어 구조물(A2)에 설치되어 있는 손잡이(A12)를 구비한 라체트기어(A13)에 권취되어 있으며 오니수 배출내관(A9)의 하측 내부에는 고압공기 분사기(A14)로부터 유도되는 고무호스(A14′)에 연결 연장되는 고압공기 유도관(A15)이 오니수 배출내관(A9)의 외측면에 따라 고정연장되면서 오니수 배출내관(A9)의 측벽을 따라 관통하여 고압공기 배출공(A16)이 상향토록 절곡하여 설치되어 있어서 공압공기의 분사로 발생된 기포가 수직 배출관(A6)을 따라 상승할 때 부상하는 기포에 의하여 댐하부에 퇴적된 오니 및 모래를 외부로 배출시킬 수 있으며 오니수 배출내관(A9) 하단부에는 사갓형 퇴적오니 밀폐실(A17)이 형성되어 있고 퇴적오니 밀폐실(A17) 하측에는 다수의 수유입공(A18)과 환상 받침판(A19)이 형성되어 있는 퇴적오니 준설장치임을 특징으로 하는 댐 퇴적오니 처리장치.
3. 준설장치(A)는 댐에 인접하여 수심이 가장 깊은 바닥면에 설치하되 퇴적오니 밀폐실(A17)의 환상받침판(A19)이 자중에 의하여 접하도록 한 다음 고압공기분사기(A14)를 작동시키므로서 고압공기 배출공(A16)을 통해 고압으로 분 사하면 퇴적오니 밀폐실(A17)에 부압이 발생하여 퇴적오니를 교란 분산시키므로서 오니수가 형성되어 고압공기와 함께 오니수 배출내관(A9)를 경유 오니수 배출수평관(A4)으로 배출시킨 다음 배출된 오니수를 불순물 제거조(B)에서 걸럼망(B2)에 의하여 불순물 제거시킨 오니수를 오니수 및 모래 부리조(C)로 유입시켜 회전익(C4)의 회전으로 오니수와 모래(세석포함)를 분리시켜 모래는 침강 제거시키고 오니수는 원통형 몸체(C1)의 상단으로 일류시켜 응집조(D)에서 응집제의 첨가와 교반수단으로 충분히 교반시킨 다음 오니는 응집침강시켜 제거하고 상등수는 안정조(E)로 유입시켜 제차 오니를 침강제거시키고 상등수는 방류시킴을 특징으로 하는 탬의 퇴적오니 처리방법.

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