KR20070019780A - 건설폐기물 토사처리 방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건설폐기물의 효율적인 재활용을 도모하기 위한 것으로 건설폐기물 처리 과정 중 발생되는 토사에서 모래를 분리회수하기 위한 발명이다.

모래 생산 방법은 건설폐기물 처리과정에서 선별된 토사와 물을 투입하는 공정과 제1 수침분리조에서 부상폭기, 교반 및 이물질 배출 공정, 제2 수침분리조에서 부상여과 및 모래배출 공정, 진동식 스크린을 이용한 선별공정, 스크류 데칸터를 이용한 슬러리의 탈수 및 중수이송 공정, 급수저장조에서의 중수저장 및 재순환 공정 등으로 이루어지며, 본 공정을 구성하는 각 장치의 세부구성과 방법을 제공하는 것에 관한 것이다.

상기의 구성을 갖는 본 발명은 토사를 물리적인 방법으로 입자분리를 하여 간편하게 양질의 모래와 점토를 분리회수 할 수 있도록 하는 장점을 갖고 있으며, 분리회수된 모래는 건설현장의 골재로 재활용될 수 있다.

건설폐기물, 토사, 모래, 분리회수, 수침분리조, 스크류데칸터, 진동식스크린

Description

건설폐기물 토사처리 방법 및 그 장치{Treatment method and apparatus for waste soil which is contained in construction waste}

도 1은 공정도를 도시한 것이다.

도 2는 제1 수침분리조를 도시한 것이다.

도 3은 제2 수침분리조를 도시한 것이다.

도 4는 공정에 따른 장치를 배치 도시한 것이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 호퍼 2 : 제1 수침분리조 3 : 제2 수침분리조

4 : 스크류 데칸터 5 : 진동식 스크린 6 : 경사스크린

7 : 급수저장조

110 : 교반날개 120 : 측면 에어 분사 장치

130 : 이물질 집수관 140 : 하부 에어 분사 장치

150 : 하부 이송관 160 : 배플

210 : 사다리꼴 0.3 mm 여과망 220 : 측면 에어 분사 장치

230 : 0.3 mm 이하 슬러리 집수장치 240 : 하부 에어 분사 장치

250 : 모래 배출 장치

본 발명은 건설폐기물의 효율적인 재활용을 도모하여 자원 부족의 해결과 환경 보존에 효과적으로 대처할 수 있도록 건설폐기물의 중간처리과정에 적용되어 골재와 혼재되어 있는 토사가 건설폐기물의 처리과정에서 발생될 경우 이를 처리하여 양질의 재생모래를 분리회수하기 위한 개선된 기능의 건설폐기물 토사처리 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

특히, 본 발명은 각종 건축, 토목공사 등 건설현장에서 발생되는 폐콘크리트, 폐아스팔트 콘크리트 등을 수집운반하여 건축폐기물 중간처리사업장에서 파쇄, 선별 등의 공정을 이용하여 재생골재를 생산하는 과정에서 배출되는 토사를 재활용하기 위하여 제1 수침분리조, 제2 수침분리조, 진동식 스크린, 스크류 데칸터, 경사스크린, 급수저장조 등의 처리공정을 이용하여 양질의 재생모래를 생산하는 건설폐기물 토사 처리 방법 및 그 장치에 관한 발명이다.

과거 개발우선정책과 고도성장주의의 정책으로 축조된 각종 건축, 토목공사물은 노후화 및 기능의 현저한 저하에 따라 재개발, 재건축 또는 구조물의 해체 대상이 되고 있어 그 폐기물이 급증하고 있는 실정이다.

일반적으로, 건설폐기물이라 함은 쓰레기, 폐자재 등이 섞인 토사나 모래, 자갈, 토석 또는 이들이 혼합된 형태의 토사와, 콘크리트덩이, 폐목재, 아스팔트 콘크리트덩이 및 건설 오니 등을 지칭하는 것이며, 그 주요 특성의 하나가 건설폐기물의 대부분이 무기물로 구성되어 있어 인체에 무해하다는 것과, 다종의 폐기물이 혼재된 상태로 배출되어 그 처리가 복잡, 곤란하다는 점을 들 수 있는데, 바로 이점이 그 동안 유용재로 활용할 수 있는 건설폐기물 처리에 관한 정부와 업계의 무관심을 유발한 원인이라 할 것이다.

때문에, 이러한 폐기물의 적절한 관리를 통해 실질적인 재활용을 가능케 함으로 환경오염의 최소화와 부족자원의 대체화, 그리고 건설 산업 전반에 걸친 원가절감을 적극적으로 도모해야 한다.

특히,『자원의 절약과 재활용 촉진에 관한 법률』의 제정으로 건설폐기물의 재활용이 의무화되기 시작하였고, 이를 계기로 종래 단순 소거처리의 폐기물 처리방식에서 부분적, 혹은 폐기물의 처리에서부터 재생까지의 일괄적인 처리를 담당하는 여러 가지 방법과 장치들이 제안되기 시작하였다.

그 일례가 현재 각 건설업체에서 반입하여 사용하고 있는 크러셔의 이용을 들 수 있다. 그러나 건설폐자재는 그 대부분이 다종다양한 여러 물품이 혼합되어 배출되는 경우가 많고, 이동식 기기의 성능상 소정의 품질을 확보하기가 곤란하다는 문제를 포함하고 있다.

이와는 달리 국내 실용신안 공고 제94-4771호로 제안된『쓰레기 처리장치』는 쓰레기 자체가 자유 낙하되면서 여러 과정을 거쳐 가는 동안에 금속류, 비금속류를 절단 분류하고, 또한 토사나 먼지를 분리시키는 등의 단계를 거치도록 하여 재사용이 가능한 자원을 조금 더 많이 수거할 수 있도록 구성되었으며, 이를 위해 경사 프레임의 상부에 투입구와, 1차 컨베이어, 1차 롤러 크러셔를 축설하고, 전자석의 기능을 갖는 로울러와 비전도성의 비자성 로울러 및 원형 파이프로 구성되는 1차 자석 컨베이어, 받침날과 유동날로 구성된 절단기, 1차 거름망, 2차 롤러 크러셔, 2차 컨베이어, 2차 자석 컨베이어, 2차 거름망 및 3차 수평 컨베이어를 순차적으로 설치하여 구성되어 있다.

그러나, 상기한 바의 인용 발명과 발명들은 각종의 폐기물이 혼재되어 있는 건설폐기물의 자동 분리와 이를 통한 재생골재와 재생석분의 생산에만 초점이 맞추어져 있다. 여기서 간과된 점은 건설공사에 이용되는 강모래나 바닷모래, 각종 바인더로 활용되는 점토는 산과 들의 토사가 우천에 의해 유실되어 물을 따라 흐르는 과정에서 점토와 모래가 분리되어 생성된다는 점이다. 대부분 재생골재 생산 과정에서 버려지는 토사는 매립용으로 한정되게 이용되거나, 성토공사장에 무료로 납품하는 실정이나, 토사의 고함수비로 인해 지반연약화, 병원균의 양산 등의 피해를 가져오며, 다른 한편에서는 천연 토사를 채취하여 점토바인더를 얻거나 모래를 얻기 위해 환경을 파괴하고 있다.

또한, 등록특허 제10-0484309호로 발명된 『폐토사를 이용한 모래제조 방법 및 장치』는 모래를 건조하기 위한 건조장치와 입도선별기와 원심분리기를 이용한 여과장치를 이용하여 폐토사에서 양질의 모래를 얻고자 하였으나, 고가의 운전비용과 설치비용으로 인해 상용화되지 못한 상태이다.

따라서, 본 발명에서는 건설폐기물 처리과정에서 버려지는 토사를 저가의 설 치비와 운영비로 모래와 점토를 분리하는 방법 및 장치를 제공하는데 있다.

국내에 있어, 건설폐기물의 일일 발생현황을 살펴보면 표와 같다.

건설폐기물 일일 발생 현황(톤/일)
구 분	계	폐토사	폐콘트리트	폐아스팔트	기타
전국 (2004년)	132,287.7	9,537.5	95,806.2	20,162.4	6,781.6
	100.0	7.2	72.4	15.2	5.1
서울 (2004년)	27,665.6	3,549.0	16,221.0	3,255.7	4,639.9
	100.0	12.8	58.6	11.8	16.8
경기 (2004년)	26,100.9	2,835.6	17,349.9	5,037.2	878.2
	100.0	10.9	66.5	19.3	3.4

표에 나타난 바와 같이 토사의 비율은 7.2%로 자체적으로 많은 양일 뿐만 아니라 폐콘크리트, 폐아스팔트에 포함되어 반입되는 토사를 포함하면 그 양은 훨씬 증가되어 진다. 이러한 토사는 대부분 단순매립에 의존하는 실정이며, 토사유출과 비산먼지에 의한 피해가 매우 큰 실정이지만, 일반화된 건설폐기물 재활용 생산시설에서 재생골재를 생산하는 대중화된 공정도에 따르면, 폐 콘크리트를 재생 플랜트에 반입하기 전에 파쇄기의 용도 및 용량에 적절한 크기의 치수로 분쇄한 후 재생 플랜트로 반입하고, 폐 콘크리트는 죠 크러셔의 파쇄작용으로 철근, 목편과 같은 불필요한 물질이 제거되고, 그 후 임팩트 크러셔를 이용해 파쇄한 후 자력선별기로 철근조각을 제거하며, 치수별 체분리를 통해 재생골재를 선별하는 공정으로 이루어지며, 상기의 건축폐기물 처리과정에서 발생되는 토사는 야적장으로 이송되어 적치되며 그 이후 매립에 의존하여 처리를 하고 있는 실정이다.

기존의 기술들은 대부분 천연 자원을 채취하여 분리파쇄하고 세척선별하여 제품을 생산하는 것으로 필연적으로 환경파괴 및 자원낭비를 부추기고 있는 실정이며, 폐자원의 재활용 기술에 있어서 건설폐기물 중 토사를 선별하여 분리 배출을 하고 있는 실정이나 그 토사에서 모래를 얻지는 못하고 있으므로, 자원의 재활용측면이나 환경적인 측면에서 매우 중요한 범국가적인 문제로서 본 발명을 통해 환경친화적인 재활용 기술을 이루고자 한다.

본 발명의 바람직한 실시예는 첨부도면을 참조한 이하의 설명을 통해 보다 구체적으로 재현될 수 있을 것이다.

첨부된 도 1에는 본 발명이 적용되는 토사의 처리공정도를 도시하여 보았는 바, 이와 같은 공정을 갖는 처리장치는 전체적으로 중앙집중 제어방식에 따라 전자동화된 시스템으로 동작될 것이며, 따라서 그 만큼 소모 인력의 감소와 작업량의 확대를 단시간내에 구현할 수 있게 된다.

본 기술은 그간 기피해온 토사의 단점인 강사나 해사와 같이 자연적으로 입형이 둥글게 되지 않은 상태와 점토가 분리되지 않은 상태로 존재한다는 점에 초점을 두어 살펴 본 바 흐르는 물에 씻기 시험을 거쳐 얻어지는 모래와 점토를 토대로 압축강도용 시멘트모르타르 시편을 제조하여 비교 분석해 보았으나, 큰 차이를 나타내지 않는 것으로 본 장치를 통해 얻게 되는 점토와 모래의 사용은 기존 천연자원 채취에서 얻어진 것과 품질의 차이는 거의 없음을 확인하였다.

본 장치의 구성 및 작용은 다음과 같다.

우선, 건설폐기물을 처리하는 과정에서 선별되는 토사를 호퍼에 반입하여 일정량을 제1 수침분리조(2)에 정량적으로 공급하여 내부의 폭기용 측면과 하부면의 에어분사노즐과 상부 교반날개 및 배플(160)에 의해 교반과 폭기가 동시에 이루어지며, 이때 공급수의 수면으로 부상하는 나무껍질과 스티로폼 등의 이물질은 월류되어 상부외측의 경사진 집수관을 따라 경사스크린 장치(6)로 이송하여 1 mm 이상 이물질은 선별하여 컨베이어벨트를 이용해 별도 야적하고 물은 급수저장조(7)로 이송하는 단계와;

상기 제1 수침분리조의 부상 폭기 및 교반에 의해 분리된 상태의 토사슬러리를 제2 수침분리조로 수중펌프를 이용하여 이송하는 단계;

상기 제2 수침분리조 내에서 측면의 에어분사노즐(220), 하부의 에어분사노즐(240)에 의해 0.3 mm 이하의 미립분이 상부에 설치된 사다리꼴 0.3 mm 여과망체(210) 장치를 통해 배출되는 단계와; 배출후 외측면에 설치되는 집수장치(230)의 유도에 의해 스크류데칸터(4)로 이송되는 단계와;

상기 제2 수침분리조(3) 하부에 남은 0.3 mm 이상의 모래 및 골재는 진동식 스크린 장치(5)로 이송하여 0.3 ㎜와 5 ㎜의 망체로 구성된 이중스크린을 이용하여 0.3 ㎜ 이하의 미립자, 0.3～5 ㎜ 범위의 모래, 5 ㎜ 이상의 골재로 분리하고, 필요시 상부에 세척장치를 두어 선별효율을 높이도록 고안될 수 있으며 그 과정에서 배출된 물은 집수하여 스크류 데칸터(4)에 의해 탈수 분리 후 물은 급수저장조로, 고형분은 이송 야적하는 단계와;

상기 제2 수침분리조에서 배출되는 0.3 mm 이하 미립자 현탁액은 스크류 데칸 터(4)로 유입되고 스크류 데칸터(4)의 원심력에 의해 물과 미립자 고형물을 분리 배출되도록 하는 단계; 그리고, 탈수된 물은 급수저장조(7)내로 집수하는 단계;

상기 급수저장조(7)에 집수된 물을 이송하여 제1 수침분리조에 재공급하도록 하는 단계로 구성 및 작동되는 시스템으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 건설폐기물 토사 처리 방법 및 그 장치.

상기의 구성을 갖는 본 발명은 건설폐기물 처리과정에서 발생되는 토사를 처리하여 간편하게 양질의 모래와 점토를 분리회수할 수 있도록 고안된 방법으로서 자원회수 효율을 극대화 시키는 장점을 갖고 있으며, 분리회수된 모래는 건설현장의 골재로 사용이 가능하고, 점토는 각종 도자기, 환경 벽바름재, 점토벽돌, 콘크리트 등의 주재료 및 첨가용 재료 등에 사용이 가능하다.

Claims (3)

1. 토사를 반입, 저장 및 공급하는 저장호퍼(1)와;

   상기 저장호퍼(1)내의 토사와 급수저장조(7)내의 물을 제1 수침분리조(2)로 이송하는 단계와;

   상기 제1 수침분리조(2)내에서 부상폭기, 교반 작용을 이용하여 토사를 모래와 점토 및 실트로 분리

   하고 스티로폼, 목편 등의 이물질은 월류 배출하는 단계와;

   상기 제1 수침분리조(2)에서 월류배출된 이물질을 포함하는 혼탁액을 경사스크린(6)으로 이송하여 이물질과 혼탁액을 분리하고 분리된 이물질은 별도 야적하고 혼탁액은 스크류 데칸터(4)로 이송하여 고형물과 물로 분리한 후 고형물은 야적장으로 물은 급수저장조(7)로 이송하는 단계와;

   상기 제1 수침분리조(2)에서 교란된 토사슬러리를 제2 수침분리조(3)로 이송하여 부상여과를 이용하여

   모래외의 0.3 ㎜ 이하의 미립자를 혼탁액 상태로 배출하고 이를 스크류 데칸터(4)로 이송하며 잔존 모래는 배출하여 진동식 스크린(5)으로 이송하는 단계와;

   상기 제2 수침분리조(3)에서 여과배출되어 이송된 혼탁액을 스크류 데칸터(4)에서 탈수하여 0.3 ㎜ 이하의 미립자 고형물과 물을 분리하고 분리된 고형물은 야적장으로 물은 급수저장조(7)로 이송하는 단계와;

   상기 제2 수침분리조(3)에서 침전배출되어 이송된 모래는 진동식 스크린(5)에서 5.0 mm 이상의 골재, 5.0 mm～0.3 mm 범위의 모래, 0.3 mm 이하의 미립자로 분리 배출하는 단계와;

   상기 진동식 스크린에서 세척과정에 의해 배출되는 혼탁액은 스크류 데칸터(4)를 거쳐 분리된 고형물은 야적장으로 물은 급수저장조(7)로 이송 집수되는 단계와;

   상기 급수저장조(7)에 집수된 물을 이송하여 제1 수침분리조(2)에 재공급하도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설폐기물 토사처리 방법.
2. 상기 제 1 수침분리조내에서 측면과 하부면에 설치된 에어분사장치와 교반날개, 교란을 활성화 시키는 배플과 이물질 배출을 위한 월류장치로 구성되는 것을 특징으로 하는 제1 수침분리조.
3. 상기 제 2 수침분리조내에서 측면과 하부면에 설치된 에어분사장치와 상부면에 설치된 사다리꼴 0.3 mm 여과망체, 여과수 집수외관으로 구성되는 것을 특징으로 하는 제2 수침분리조.

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