KR20070100214A

KR20070100214A - 토양 세척 설비용 월류식 침사지 및 이를 통한 무방류 토양세척 설비

Info

Publication number: KR20070100214A
Application number: KR1020070096062A
Authority: KR
Inventors: 서용식; 최상일; 김두현; 조의형; 최형진; 김병화
Original assignee: 주식회사 알파환경엔지니어링; 최상일; 서용식
Priority date: 2007-09-20
Filing date: 2007-09-20
Publication date: 2007-10-10
Also published as: KR100779992B1

Abstract

본 발명은 토양세척장치에서 배출되는 세척수의 처리에 있어서 세척수에 포함된 토사를 침강시키는 침사지 및 이 침사지를 통한 토양 세척 설비에 관한 것으로, 침사지 내부를 월류부를 통하여 분할하여 구성함으로써 침사 효율을 향상시키고 별도의 장치 없이도 침강 토사를 입경별로 분류할 수 있도록 한 것이며, 이로써 전체 세척수 처리 설비의 작동효율을 제고함과 동시에 시설규모를 간소화할 수 있도록 한 것이다.

본 발명을 통하여, 소규모의 설비를 통하여도 토양세척장치 배출수의 정화처리가 가능하여 정화처리된 배출수를 세척수로 재활용하는 무방류식 토양 세척 설비를 구성할 수 있으며, 이로써 종래 토양 세척 설비 구축의 최대 난점이었던 수원(水源) 및 부지확보, 방류수로 인한 수질오염 문제를 근본적으로 해결할 수 있다.

토양세척, 침사지(沈砂池), 월류(越流), 스컴(scun)

Description

토양 세척 설비용 월류식 침사지 및 이를 통한 무방류 토양 세척 설비{Weir type settling tank for soil washing plant and non discharge type soil washing plant using the same}

유기물, 무기염류 및 중금속 등 각종 오염물에 의하여 오염된 토양의 정화처리는 오염된 토양의 운반 여부에 따라 현장처리 및 현장외처리로 구분될 수 있으며, 통상 현장처리는 오염지역에 처리제를 투입하거나 투수반응벽체와 같이 화학반응을 유도하는 시설물을 타입(打入)하는 방식을 들 수 있고, 현장외처리는 오염된 토양을 수거하여 토양 세척 설비와 같은 처리시설을 통하여 정화처리하는 방식을 들 수 있다.

이러한 현장외처리 방식 중 대표적인 방식이라 할 수 있는 토양 세척은 그 사전적 의미와 같이 외부의 수원(水源)으로부터 취수된 세척수를 통하여 토양을 세척하는 처리를 의미하는 것으로, 일반적으로 도 1과 같은 구성의 토양 세척 설비를 통하여 수행된다.

도 1을 통하여 알 수 있는 바와 같이, 오염지역으로부터 수거된 오염토사는 수원으로부터 취수된 세척수와 함께 토양세척장치(20)에 투입되어 세척되는데, 세척과정에서 배출되는 배출수에는 상당량의 토사가 포함되어 있는 바, 배출수에 포함된 토사를 분리하고 배출수를 정화하기 위한 각종 고액분리(固液分離)장치를 비롯하여 여러 단계의 입경별 토양세척장치(20)가 토양 세척 설비에 구성된다.

여기서, 토양세척장치(20)란 오염된 토양을 세척수와 함께 투입하여 가압, 진동, 회전 및 교반 등을 통하여 세척하고 망상(網狀)의 스크린을 통과시킴으로써 세척된 토양 입자와 세척수를 분리하는 장치를 말하는 것으로서, 세척된 토양은 기본적으로 스크린에 의하여 세척수와 분리되는 방식이므로 소정 입경(粒徑) 이상의 토사만이 수거되고 그 미만의 입경을 가지는 토사는 세척수와 함께 배출된다.

따라서, 입경별로 다수의 토양세척장치(20)를 단계적으로 구성하거나 토양세척장치(20) 내 스크린을 다단으로 구성하는 등의 방식이 적용되며, 토양을 구성하는 다양한 입경의 토사를 분류하는 선별장치 또는 탈수장치도 기본적인 작동방식이 전술한 토양세척장치(20)와 유사하므로 실제 토양의 세척 공정에 있어서는 선별장 치, 토양세척장치(20) 및 탈수장치가 혼용되고 있다.

이러한 토양세척장치(20)를 통한 오염토사의 입경별 세척과정은 도 1에 도시된 바와 같이, 최초 토양세척장치(20)를 통하여 조립질(粗粒質)의 토사가 세척되고, 이후 배출된 배출수가 중립질(中粒質) 토사를 세척하는 토양세척장치(20)에 투입되는 방식으로 단계적으로 진행되며, 동 도면을 통하여 알 수 있는 바와 같이, 입경별 세척공정을 수행하는 토양세척장치(20)를 비롯한 각종 장치는 순방향의 이송 및 재처리를 위한 반송이 복합되어 수행되고 이들 사이에는 하이드로사이클론(hydrocyclone), 침사지(沈砂池) 및 스크류디캔터(screw-decanter) 등의 고액분리장치가 설치되어, 입경 범위별로 토사를 세척하며, 최종 침사지에서 상등수(上等水) 형태로 배출되는 최종 배출수는 응집침전조 및 반응조와 같이 물리적 또는 생화학적 처리를 수행하는 정화설비(30)를 통하여 정화처리된 후 방류된다.

한편 첨부된 도면을 통하여 도시된 토양 세척 설비의 예에서 입경별로 세척된 토사를 조립(粗粒), 중립(中粒), 세립(細粒) 및 미립(微粒)으로 구분하여 표현하고 있으나, 이는 특정한 입경범위를 지칭하는 것이 아니라 상대적 입경을 표현한 것으로서, 현장여건이나 세척대상 토양의 입도분포(粒度分布)에 따라 입경 단계는 증감될 수 있으며 입경범위 또한 변경될 수 있다.

이러한 종래의 토양 세척 설비는 일반적으로 단일 수조형태의 침사지가 적용되며, 따라서 도 1에서와 같이, 입경별 내지 해당 입경의 세척공정별로 별도의 침사지 및 복잡한 고액분리장치가 필요하며, 그에 따라 대규모의 설비 및 시설부지가 소요되는 문제점이 있었다.

따라서, 세척수의 수원확보와 부지확보가 용이한 지역에 대규모의 토양 세척 설비를 건설할 수 밖에 없으므로 원거리의 오염토양을 처리할 경우 운송비가 과다하게 소요되는 문제점이 있으며, 토양 세척 설비의 일부 공정을 생략하는 방식으로 소형화하여 오염토양 인근지역에 건설할 경우 토양 세척 성능은 물론 배출되는 세척수의 정화처리 성능 또한 저하될 수 밖에 없어 정화처리된 세척수를 재사용할 수 없으므로 지속적인 용수공급이 필요할 뿐 아니라, 배출되는 세척수로 인하여 인근 하천의 수질오염이 야기되는 등 심각한 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 감안하여 창안한 것으로, 처리대상 세척수가 유입되는 유입관(100) 및 상등수가 배출되는 유출관(200)이 각각 설치된 유입실(210) 및 유출실(220)이 월류부(300)를 통하여 연결되고, 유입실(210) 내 유입관(100)의 하류부 및 유출실(220) 내 유출관(200)의 상류부에는 각각 유입실격벽(212) 및 유출실격벽(222)이 설치되며, 유입실(210) 및 유출실(220) 하단에는 배출구(209)가 형성되어, 유입관(100)을 통하여 유입된 세척수가 월류부(300)를 월류하여 유출실(220)로 유입되고 유출실(220)에 형성된 상등수는 유출관(200)을 통하여 배출되며, 유입실(210) 및 유출실(220) 하부에 침강된 침강물은 배출구(209)를 통하여 배출됨을 특징으로 하는 토양 세척 설비용 월류식 침사지로서, 상기 침사지의 상부에는 침사지를 횡단하는 다수의 블레이드(400)가 이격된 한 쌍의 폐합 체인(410)에 결합되어 설치되되, 체인(410)은 모터(490)와 연결되어 모터(490)가 회전함에 따라 블레이드(400)가 이동하고, 체인(410)의 하류부에는 스컴배출관(439)이 연결된 스컴수집조(430)가 설치되어, 블레이드(400)에 의하여 이송된 스컴이 스컴수집조(430) 및 스컴배출관(439)을 통하여 수집 및 배출되며, 상기 블레이드(400)와 체인(410)은 힌지(401)를 통하여 연결되고, 스컴수집조(430)의 상류측 상단부에는 돌출된 유도판(431)이 형성됨을 특징으로 하는 토양 세척 설비용 월류식 침사지이다,

또한, 상기 침사지가 설치된 토양 세척 설비에 있어서, 침사지는 토양세척장치(20) 및 정화설비(30)에 연결되고, 정화설비(30)는 세척수공급조(10)와 연결되어, 토양세척장치(20)의 배출수가 침사지로 유입되고, 침사지에서 배출되는 상등수는 정화설비(30)로 유입되며, 정화설비(30)를 거친 정화처리수는 세척수공급조(10)로 유입된 후 다시 토양세척장치(20)로 공급됨을 특징으로 하는 월류식 침사지를 통한 무방류 토양 세척 설비이다.

본 발명을 통하여, 소규모의 설비를 통하여도 토양세척장치 배출수의 정화처 리가 가능하여 정화처리된 배출수를 세척수로 재활용하는 무방류식 토양 세척 설비를 구성할 수 있으며, 이로써 종래 토양 세척 설비 구축의 최대 난점이었던 수원(水源) 및 부지확보, 방류수로 인한 수질오염 문제를 근본적으로 해결할 수 있다.

본 발명의 상세한 구성 및 작동원리를 첨부된 도면을 통하여 설명하면 다음과 같다.

우선 도 2는 본 발명의 침사지가 적용된 토양 세척 설비의 구성을 도시한 것으로, 종래의 토양 세척 설비인 도 1과 비교하여 볼 때, 그 침사지를 비롯한 고액분리 장치가 상당수준 간소화되었음을 알 수 있다.

이렇듯 간소화된 구성 및 공정을 통하여도 소기의 배출수 정화효과를 얻을 수 있으므로, 처리대상 오염토양 인근에 신속한 건설이 가능하여 운송비 등을 절감할 수 있으며, 토양 세척 설비에 세척수공급조(10)를 구성하고, 정화설비(30)를 통하여 정화된 침사지의 상등수(上等水)를 세척수공급조(10)에 재투입함으로써 별도의 수원을 필요로 하지 않는 토양 세척 설비의 무방류 운영이 가능하게 된다.

이러한 무방류 토양 세척 설비의 핵심 구성요소인 본 발명의 침사지가 도 3에 도시되어 있으며, 그 작동상태를 도시한 대표단면도가 도 4에 도시되어 있다.

이들 도면을 통하여 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 침사지는 내부가 월류부(300)에 의하여 분할된 구조로서, 유입실(210) 및 유출실(220)로 각각 분리된 수조로 구성되며, 유입실(210) 및 유출실(220)에는 각각 처리대상 세척수가 유입되는 유입관(100) 및 상등수가 배출되는 유출관(200)이 설치된다.

또한, 유입관(100) 하류측 및 유출관(200) 상류측에는 저류된 처리수가 유입 및 배출과정에서 교란되는 것을 방지하기 위한 유입실격벽(212) 및 유출실격벽(222)이 각각 설치되고, 유입실(210) 및 유출실(220) 공히 침강된 토사를 배출하기 위한 배출구(209)가 하단에 설치된다.

도시된 실시예에서는 유입실(210)과 유출실(220)이 상광하협의 호퍼(hopper)형 구조를 가지고 있으며, 따라서 이들의 접합부를 정부(頂部, crest)로 하는 위어(weir)형태의 월류부(300)가 형성된다.

이로써, 도 2에서와 같이 유입관(100)을 통하여 유입된 처리수는 유입실(210)에 일시 정체되었다가 월류부(300)를 월류(越流)하여 유출실(220)로 유입된 후 유출관(200)을 통하여 방류되며, 이 과정에서 입경이 큰 토사는 유입실(210)에서 침강되고 입경이 작은 토사는 유출실(220)에서 침강되어 별도의 선별장치 및 2차 침사지 없이도 입경별 분리가 자연스럽게 진행된다.

종래의 침사지가 적용된 토양 세척 설비에서와 같이 다수의 침사지를 경유하는 방식으로 침사를 진행할 경우, 침사지를 수로 또는 이송관 등으로 연결하게 되는데, 이 과정에서 처리수가 극심하게 교란되므로 2차 침사지에서 재차 정온(靜穩)상태를 달성하기 위하여 많은 시간이 소요될 뿐 아니라 침사효율도 저하될 수 밖에 없으나, 본 발명의 침사지에서는 유입실(210)에서 유출실(220)로 처리수가 이동함에 있어서 월류부(300)를 월류하도록 함으로써 처리수의 교란을 최소화하고 이후 정온상태도 쉽게 확보할 수 있다.

또한, 첨부된 도면을 통하여 알 수 있는 바와 같이, 조립질 토사가 침강되는 유입실(210)의 경우, 침강속도가 비교적 신속하여 작은 용적의 수조로도 처리가 가능하므로 유출실(220)에 비하여 작은 치수의 유입실(210)을 구성할 수 있으며, 이로써 동일한 처리용량의 침사지의 규모를 더욱 축소할 수 있다.

한편, 도 5 내지 도 9는 본 발명의 침사지 상부에 스컴(scum)제거장치가 설치된 실시예를 도시한 것으로, 이를 통하여 침사지 수면에 형성된 스컴을 효과적으로 제거하여 방류되는 상등수의 수질을 확보할 수 있다.

이러한 스컴제거장치는 도 5 및 도 6에서와 같이, 서로 이격된 한 쌍의 체인(410)에 양단이 각각 연결되고 침사지를 횡단하는 방향으로 설치된 다수의 블레이드(blade)(400)와, 이들 블레이드(400)에 의하여 이송된 스컴이 수집되는 스컴수집조(430)로 구성되며, 도 7에서와 같이, 침사지 수면에 형성된 스컴이 이동하는 블레이드(400)에 의하여 스컴수집조(430)로 유입된 후 스컴배출관(439)을 통하여 외부로 배출되는 방식으로 작동된다.

블레이드(400)가 연결되는 한 쌍의 체인(410)은 모터(490)와 기어 등의 동력전달수단을 통하여 연결된 스프로킷(sproket)(420)에 결합되어 모터(490)가 회전함에 따라 이동하게 되며, 그에 따라 블레이드(400)도 체인(410)을 따라 궤도운동을 하면서 지속적으로 스컴을 이송하게 된다.

도 8 및 도 9는 스컴제거장치를 구성함에 있어서 블레이드(400)와 체인(410)을 힌지(401)로 연결하여 블레이드(400)가 자유롭게 회동할 수 있도록 하고, 스컴수집조(430) 상단에는 상류측으로 돌출된 유도판(431)을 설치하여 스컴의 수집성능 을 배가한 것이다.

즉, 도 9의 원내확대부에서와 같이, 스컴수집조(430)에 접근한 블레이드(400)가 유도판(431)에 밀착되면서 이동하도록 함으로써 월활한 스컴 수집은 물론 스컴과 함께 유입되는 처리수를 최소화할 수 있도록 한 것이다.

도 1은 종래의 토양 세척 설비 구성도

도 2는 본 발명의 토양 세척 설비 구성도

도 3은 본 발명의 침사지 일 실시예 사시도

도 4는 본 발명의 침사지 일 실시예 작동상태 대표단면도

도 5는 스컴제거장치가 설치된 본 발명의 침사지 일 실시예 사시도

도 6은 스컴제거장치가 설치된 본 발명의 침사지 일 실시예 요부 발췌 부분절단 사시도

도 7은 스컴제거장치가 설치된 본 발명의 침사지 일 실시예 작동상태 대표단면도

도 8은 회동식 블레이드가 적용된 본 발명의 스컴제거장치 요부발췌 사시도

도 9는 회동식 블레이드가 적용된 본 발명의 스컴제거장치 작동상태 대표단면도

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

10 : 세척수공급조

20 : 토양세척장치

30 : 정화설비

100 : 유입관

200 : 유출관

209 : 배출구

210 : 유입실

212 : 유입실격벽

220 : 유출실

222 : 유출실격벽

300 : 월류부

400 : 블레이드

401 : 힌지

410 : 체인

420 : 스프로킷

430 : 스컴수집조

431 : 유도판

439 : 스컴배출관

490 : 모터

Claims

처리대상 세척수가 유입되는 유입관(100) 및 상등수가 배출되는 유출관(200)이 각각 설치된 유입실(210) 및 유출실(220)이 월류부(300)를 통하여 연결되고;

유입실(210) 내 유입관(100)의 하류부 및 유출실(220) 내 유출관(200)의 상류부에는 각각 유입실격벽(212) 및 유출실격벽(222)이 설치되며;

유입실(210) 및 유출실(220) 하단에는 배출구(209)가 형성되어, 유입관(100)을 통하여 유입된 세척수가 월류부(300)를 월류하여 유출실(220)로 유입되고 유출실(220)에 형성된 상등수는 유출관(200)을 통하여 배출되며, 유입실(210) 및 유출실(220) 하부에 침강된 침강물은 배출구(209)를 통하여 배출됨을 특징으로 하는 토양 세척 설비용 월류식 침사지.
제1항에 있어서, 침사지의 상부에는 침사지를 횡단하는 다수의 블레이드(400)가 이격된 한 쌍의 폐합 체인(410)에 결합되어 설치되되, 체인(410)은 모터(490)와 연결되어 모터(490)가 회전함에 따라 블레이드(400)가 이동하고;

체인(410)의 하류부에는 스컴배출관(439)이 연결된 스컴수집조(430)가 설치되어;

블레이드(400)에 의하여 이송된 스컴이 스컴수집조(430) 및 스컴배출관(439)을 통하여 수집 및 배출됨을 특징으로 하는 토양 세척 설비용 월류식 침사지.
제2항에 있어서, 블레이드(400)와 체인(410)은 힌지(401)를 통하여 연결되고, 스컴수집조(430)의 상류측 상단부에는 돌출된 유도판(431)이 형성됨을 특징으로 하는 토양 세척 설비용 월류식 침사지.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 침사지가 설치된 토양 세척 설비에 있어서, 침사지는 토양세척장치(20) 및 정화설비(30)에 연결되고, 정화설비(30)는 세척수공급조(10)와 연결되어, 토양세척장치(20)의 배출수가 침사지로 유입되고, 침사지에서 배출되는 상등수는 정화설비(30)로 유입되며, 정화설비(30)를 거친 정화처리수는 세척수공급조(10)로 유입된 후 다시 토양세척장치(20)로 공급됨을 특징으로 하는 월류식 침사지를 통한 무방류 토양 세척 설비.