KR20100084993A - 중금속 오염토양의 정화를 위한 생용출 미생물처리기술과 동전기기술의 통합형 정화장치 - Google Patents

Abstract

중금속으로 오염된 토양을 정화시키는 정화장치를 개시한다. 이러한 오염된 토양의 정화장치는 토양에 배치되고 몸체에 미생물액 또는 전해질용액을 유입시킬 수 있도록 구성하여, 먼저 미생물 처리단계에서는 몸체의 내부로 미생물액을 유입시켜 미생물반응을 통해 오염된 토양을 처리한 후 동전기 처리단계에서는 다시 몸체의 내부로 전해질용액을 유입시켜 전극반응을 통해 오염된 토양을 정화시킨다.

Description

중금속 오염토양의 정화를 위한 생용출 미생물처리기술과 동전기기술의 통합형 정화장치{Purifier integrated bioleaching and electrokinetic remediation for purification of heavy metal contaminated soil}

본 발명은 유해 중금속으로 오염된 토양을 정화시키는 정화장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상이한 두 가지 지중처리방식인 생용출 미생물기술과 동전기기술을 동시 적용하기 위한 통합형 정화장치에 관한 것이다.

최근 폐광산 주변지역, 산업시설지역, 군부대, 사격장 등에서 중금속 토양 오염이 사회적으로 문제가 되고 있다. 이와 같이 토양이 중금속으로 오염되면 복원하기가 어렵고 농작물의 피해뿐만 아니라 인간에게도 직접적으로 피해를 주는 여러 가지 문제가 발생된다.

이에 따라 사회 전반의 관심과 이를 복원하고자 하는 정부의 노력이 증가하고 있으며, 우리나라의 지형, 기후, 환경에 적합한 중금속 오염 토양 정화방법에 대한 개발 역시 활발히 진행되고 있다.

상기와 같은 중금속 오염 토양 정화방법은 지중 외 처리(Ex-situ) 기술인 토양세척 기술이 선호되어 왔다. 이러한 지중 외 처리기술은 굴착 및 처리 후 토양의 매립이나 소각 등 여러 처리공정을 거치는 단점이 있으며, 대형부지에 대해서는 경제적 측면이 비효율적인 것으로 평가받고 있다.

한편, 중금속 오염 토양 정화방법에는 지중 외 처리 기술 이외에 동전기 토양처리 기술과 생물학적 처리 기술과 같은 지중 처리(In-situ) 기술이 있다. 이러한 지중 처리 기술은 지중 외 처리 기술과 비교할 때 경제성에 대한 장점이 있어 부단한 연구가 지속되어 왔다.

이때, 동전기 처리 기술은 중금속 제거에 가장 효과적으로 적용할 수 있는 기술로, 전기장의 형성과 세기 등의 조절을 통해 토양층 내 중금속의 이동을 효율적으로 제어할 수 있다.

하지만, 동전기 처리 기술은 오염 토양에 존재하는 초기 중금속의 존재형태에 따라 좌우되며, 결합력이 비교적 큰 황화물유기물 결합형태, 철망간(수)산화물 결합형태 등으로 존재하는 중금속은 효율적인 제거를 기대할 수 없다.

또, 생물학적 처리 기술의 하나인 생용출기술은 특정 미생물들이 이동도가 낮은 형태의 중금속(화합물)을 용해 용출시키는 특성을 이용한 기술이다. 이러한 생물학적 처리 기술은 과도한 화학약품의 투입이 아니므로 친환경적이라는 장점이 있다. 하지만 생용출기술은 미생물 및 미생물의 활동에 필요한 영양물질을 토양에 주입하여야 하므로 투수성이 낮은 토양측에 적용 시 부적합하며, 용출된 중금속을 토양으로부터 회수하고 용출된 중금속의 토양 내 확산을 방지하기 위한 추가적인 장치 또는 설비가 요구된다.

즉, 종래에는 중금속이 오염된 토양을 정화하기 위한 개개의 기술들이 완성단계에 있음에도 불구하고 토양이라는 매질이 갖는 복잡성 때문에 동전기 처리 기술 또는 생물학적 처리 기술과 같은 단위기술의 적용에 한계가 있었다.

또한, 종래에는 중금속이 오염된 토양을 정화하기 위한 각 단위기술별로 장치의 구성 및 설치, 운전 등 공정이 상이하여 경제성을 기대하기 어려운 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 이와 같은 목적을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 효율적인 오염토양의 정화를 위해 단위기술의 한계를 극복하고 각 단위기술의 장점을 결합한 통합형 정화장치를 제공하는데 있다.

본 발명에 따른 중금속으로 오염된 토양의 정화장치는 몸체와, 상기 몸체에 나사 결합되는 상부 지지체와, 상기 상부 지지체를 통해 상기 몸체의 내부로 삽입되는 전극봉과, 상기 상부 지지체에 연결되어 상기 몸체의 내부로 미생물액 또는 전해질용액을 유입시키는 유입배관과, 상기 상부 지지체에 연결되어 상기 몸체 내부의 전해질용액을 유출시키는 유출배관을 포함한다.

상기 정화장치는 생용출 미생물 처리기술에서 미생물액을 주입하는 주입정과 동전기 처리기술에서 전해질용액이 유입되는 양극부 역할을 겸하는 제1정화장치와, 생용출 미생물 처리기술에서 미생물액을 추출하는 추출정과 동전기 처리기술에서 전해질용액이 유입되어 음극부 역할을 겸하는 제2정화장치를 포함한다.

상기 유입배관은 미생물액 공급원과 전해질용액 공급원에 각각 분기되어 연결되고,

상기 유입배관 상에는 상기 미생물액 공급원 또는 상기 전해질용액 공급원으로부터 상기 몸체로 유체를 선택적으로 공급하기 위한 밸브 및 제1펌프가 마련된 다.

상기 상부 지지체에는 상기 몸체 내부로 유입되는 유체의 수위를 감지하는 수위감지센서가 마련된다.

상기 유출배관 상에는 상기 수위감지센서에 의해 감지된 결과에 따라 상기 몸체 내부의 유체를 유출시키는 제2펌프가 설치된다.

상기 수위감지센서와 상기 제1펌프 및 상기 제2펌프는 제어부와 전기적으로 연결되고,

상기 제어부는 상기 수위감지센서에서 감지된 결과에 따라 상기 제1펌프 및 상기 제2펌프의 동작을 제어한다.

상기 몸체에는 미생물액 또는 전해질용액이 상기 몸체의 내외부로 이동할 수 있도록 슬롯이 형성되며,

상기 몸체의 외측에는 상기 몸체의 내부로 토양의 이물질의 유입을 방지하고 미생물액 또는 전해질용액이 상기 슬롯을 통해 이동될 수 있도록 여과백이 마련된 다.

상기 상부 지지체에 전극반응에 의해 생성된 산소 및 수소가스의 원활한 배출을 위한 가스배출구가 마련된다.

상기 정화장치의 몸체에는 인접한 정화장치의 몸체와 연결하는 연결배관이 장착된다.

상기 정화장치의 몸체는 내부몸체와, 상기 내부몸체의 외측에 배치되는 외부몸체를 포함하고,

우선, 상기 외부몸체에 카올리나이트 또는 벤토나이트를 물과 2:1의 비율로 반죽한 점토질토양을 채우고, 상기 내부몸체를 상기 외부몸체 안으로 삽입하여, 상기 외부몸체와 상기 내부몸체 사이가 점토질토양으로 채워지도록 한다.

상기 내부몸체의 하단은 첨단으로 이루어져 상기 내부몸체가 상기 외부몸체 내부로 삽입되기 용이한 구조를 갖는다.

상기 연결배관은 상기 제1정화장치의 내부몸체에 장착되어 한 개의 제1정화장치의 수위조절 만으로 인접한 제1정화장치의 수위를 동시에 조절하게 한다.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 오염된 토양의 정화장치는 생용출 미생물 처리기술과 동전기 처리기술을 동시에 적용시킬 수 있으므로 단위기술의 한계를 극복하고 중금속에 오염된 토양을 정화 시 효율을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 중금속으로 오염된 토양의 정화장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 정화장치의 일부를 도시한 분해 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 정화장치의 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 수위감지센서의 제어관계를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 중금속으로 오염된 토양의 정화장치의 다른 실시예를 도시한 분해 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 정화장치를 도시한 사시도이다.
도 7은 도 5에 도시된 정화장치를 도시한 분해 사시도이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 중금속으로 오염된 토양의 정화장치의 일실시예는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 중금속이 오염된 토양에 다수개가 배치되는데, 특정 배열과 간격으로 배치된다. 이러한 정화장치는 크게 상부 지지체(10)와, 몸체(20), 하부 지지체(30)로 이루어진다.

상부 지지체(10)와 하부 지지체(30)는 몸체(20)의 상부와 하부에 각각 나사 결합되는데, 상부 지지체(10)는 도시된 바와 같이 토양의 외부로 노출되며, 몸체(20) 및 하부 지지체(30)는 오염된 토양 속에 배치된다.

먼저, 상부 지지체(10)에는 몸체(20)의 내부로 미생물액 또는 전해질용액을 공급하기 위한 유입유로(50)가 연결되는데, 도시된 바와 같이 상부 지지체(10)를 관통하여 몸체(20)의 내부로 삽입된다.

유입유로(50)는 미생물액 공급원(51)과 전해질용액 공급원(52)에 분기되어 연결된다. 이러한 유입유로(50) 상에는 미생물액 공급원(51)과 전해질용액 공급원(52)으로부터 미생물액 또는 전해질용액을 선택적으로 공급하기 위하여 밸브(53)가 설치된다. 또, 유입유로(50) 상에는 제1펌프(54)가 설치되어 밸브(53)의 개폐에 따라 몸체(20)의 내부로 미생물액 또는 전해질용액을 공급하는 역할을 한다.

또, 상부 지지체(10)의 상면 중앙부에는 전극봉 연결소켓(61)에 의해 전극봉(60)이 착탈 가능하게 몸체(20)의 내부로 삽입된다. 이러한 전극봉(60)은 전원공급장치(63)로부터 양극 또는 음극의 전원을 공급받으며, 티타늄봉에 이리듐이 코팅된 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 이때, 전원공급장치(63)는 각 정화장치의 전극봉(60)으로 인가되는 전원의 극성을 변경하여 공급할 수도 있다.

이때, 본 발명에서는 오염된 토양을 사이에 두고 양극의 전원을 인가 받는 정화장치와 음극의 전원을 인가 받는 정화장치가 순차적으로 배치된다. 그리고 전원의 인가를 통해 오염된 토양에 존재하는 중금속은 전기이동, 전기영동, 전기삼투현상과 같은 전극반응에 의해 주로 음극의 정화장치 내부로 유입되고, 특히 전기삼투현상은 양극전해질용액을 음극의 정화장치 내부로, 또는 음극전해질용액을 양극의 정화장치 내부로 유입시켜 오염된 토양을 정화시킨다.

또, 상부 지지체(10)에는 몸체(20)의 내부로 유입된 유체 즉, 전해질용액을 유출하기 위한 유출유로(70)가 연결되어 몸체(20)의 내부로 삽입된다. 이러한 유출유로(70)는 몸체(20)의 내부로 유입되는 일정 수위 이상의 전해질용액을 유출시키거나 고농도의 중금속을 포함하는 음극의 전해질용액 즉, 폐액을 유출시키는 역할을 한다. 이를 위해 유출유로(70) 상에는 제2펌프(74)가 연결되어 몸체(20) 내부의 전해질용액을 유출시킨다.

또, 상부 지지체(10)에는 몸체(20)의 내부로 유입되는 유체 즉, 전해질용액의 수위를 감지하기 위한 수위감지센서(80)가 관통되어 몸체(20)의 내부에 설치된다. 이러한 수위감지센서(80)는 내산성 스테인레스스틸로 이루어지는 것이 바람직하다.

이때, 수위감지센서(80)는 도 4에 도시된 바와 같이 몸체(20) 내부로 유입되는 전해질용액의 수위를 감지하여 제어부(90)로 그 결과를 전달하고, 제어부(90)는 수위감지센서(80)에서 전달된 결과에 따라 제1펌프(54) 및 제2펌프(74)를 제어한다. 즉, 수위감지센서(80)에 의해 감지된 유체의 수위에 따라 유입유로(50) 상에 설치된 제1펌프(54)와 유출유로(70) 상에 설치된 제2펌프(74)를 작동하게 된다.

예를 들면, 본 발명에서는 몸체(20)의 내부로 유입되는 전해질용액의 적정수위를 1.6m로, 최저수위를 1.5m로, 최고 수위를 1.7m로 지정할 수 있다.

이러한 경우 음극의 전원이 인가된 정화장치에 유입된 전해질용액의 수위가 1m까지 감소되면 유입유로(50) 상에 설치된 제1펌프(54)가 작동하여 전해질용액 공급원(52)으로부터 유입유로(50)을 통해 전해질용액을 몸체(20)의 내부로 유입시킨다.

또, 양극의 전원이 인가된 정화장치에 유입된 전해질용액의 수위가 1.7m까지 증가되면, 유출유로(70)에 연결된 제2펌프(74)가 작동하여 전해질용액을 유출시키고 전해질용액의 수위가 1.5m가 되는 순간 제2펌프(74)의 작동을 중지시킨다.

다시 도 1 내지 도 3을 참조하면, 상부 지지체(10)의 일측에는 전극봉(60)에 전원의 인가 시 발생되는 전극반응에 의해 생성된 산소 및 수소 가스의 원활한 배출을 위한 가스배출구(13)가 형성된다.

몸체(20)는 상술한 바와 같이 상부 지지체(10)와 나사 결합되며, 이러한 몸체는 이 몸체의 내부로 유체의 유입 및 유출을 위해 가압 및 감압이 가능하도록 외기로부터 기밀이 유지되는 것이 바람직하다.

또, 몸체(20)의 외면에는 미생물액이 오염된 토양으로 또는 전해질용액이 오염된 토양을 거쳐 다른 정화장치의 몸체로 이동될 수 있고, 이동된 중금속이 몸체(20)로 유입될 수 있도록 슬롯(21)이 형성된다.

또, 몸체(20)의 외부에는 슬롯(21)을 통해 토양의 이물질을 여과시키는 동시에 미생물과 미생물액 또는 전해질용액을 통과시키는 여과백(40)이 마련된다. 이러한 여과백(40)은 상술한 바와 같이 토양의 이물질을 여과시키고 미생물액 또는 전해질용액을 통과시키기 위하여, 적절한 공극크기를 (예를들어, 2.0 ㎤/㎠/sec의 통기도) 가진다. 또, 여과백(40)은 폴리프로필렌 재질로 이루어져 산과 알칼리성에 강하고, 100℃미만에서 사용 가능하게 마련된다.

하부 지지체(30)는 상술한 바와 같이 몸체(20)에 나사 결합되며, 몸체(20)의 내부로 유입되는 미생물액 또는 전해질용액이 중력에 의해 외부로 배출되는 것을 방지하는 역할을 한다.

이하, 본 발명의 중금속으로 오염된 토양의 정화장치의 동작에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 정화장치는 먼저 생용출 미생물 정화기술을 적용하여 중금속을 용출시키는 공정을 수행한다. 이때, 상기와 같이 생용출 미생물 정화기술을 적용하여 중금속을 용출시키는 공정은 적어도 두 개 이상의 정화장치를 사용하는데, 적어도 하나의 정화장치는 미생물액이 주입되는 주입정으로 사용되고 적어도 다른 하나의 정화장치는 미생물액이 추출되는 추출정으로 사용된다.

상기의 공정순서를 구체적으로 살펴보면, 가장 먼저 정화장치의 유입유로(50) 상에 설치된 밸브(53)를 통해 미생물액 공급원(51)과 연결된 유입유로(50)를 개방한다. 그리고 미생물액 공급원(51)과 연결된 유입유로(50)를 개방한 상태에서 제1펌프(54)를 작동시켜, 미생물액 공급원(51)에 저장된 미생물액을 각 정화장치의 몸체(20)의 내부로 유입시킨다.

이때, 몸체(20)의 내부로 유입된 미생물액은 몸체(20)에 형성된 슬롯(21)을 통해 외부로 유출되어 여과백(40)을 통과함으로써 오염된 토양으로 유입된다.

정화를 목적으로 하는 오염토양의 범위 내에 유입된 미생물액을 이동 및 확산시키기 위한 방법으로서 다음의 두 가지 방식을 선택적으로 이용한다.

첫 번째는, 몸체(20) 내로 미생물액을 유입 시 압력을 높여주어 토양 내 압력차에 의해 미생물이 이동하도록 한다.

두 번째는, 압력차에 의한 미생물의 원활한 이동을 기대하기 어려운 투수성이 낮은 토양층의 경우에는 순차적으로 배치된 양극부와 음극부에 전기를 공급하여, 전기삼투, 전기이동, 전기영동현상과 같은 전극반응에 의해 미생물이 오염토양의 범위 내에 이동 및 확산되도록 한다.

상기와 같이 토양으로 유입된 미생물액은 토착미생물 또는 인위적으로 배양된 중금속 용출 미생물(철산화 또는 황산화 미생물)을 이용하게 되는데, 이동도가 낮은 형태의 중금속(화합물)을 용해 용출시키게 된다.

상기의 과정에서 몸체(20) 내부의 미생물액은 상술한 바와 같이 여과백(40)을 통과하게 되는데, 이러한 여과백(40)은 적절한 공극크기를 가져 토양에 함유되어 있는 이물질은 여과시키고 미생물액은 용이하게 통과시킬 수 있다.

또한, 주입정으로 사용되는 정화장치에 인접 설치되는 정화장치는 미생물액이 추출되는 추출정으로 사용된다.

이 후, 토양으로 미생물액이 주입된 후에는 동전기적 처리기술을 적용하여 생용출 미생물 정화기술을 적용하여 용출된 중금속을 음극부로 이동시키고, 이동된 중금속 오염물질은 몸체(20)의 유출유로(70)를 통해 토양으로부터 제거한다.

상기의 과정에서 생용출 미생물 정화기술에서 주입정으로 사용되는 정화장치는 양극의 전원을 인가 받는 양극부로 사용되고, 추출정으로 사용되는 정화장치는 음극의 전원을 인가 받는 음극부로 사용된다.

상세히 설명하면, 양극부와 음극부로 사용되는 각 정화장치의 유입유로(50) 상에 설치된 밸브(53)를 이용하여 전해질용액 공급원(52)과 연결된 유입유로(50)를 개방한다. 그리고 제1펌프(54)를 작동시켜 각 정화장치의 몸체(20)의 내부로 전해질용액을 공급한다.

각 정화장치의 몸체(20)의 내부로 전해질용액을 공급한 후에는 각 정화장치의 전극봉(60)에 양극 또는 음극의 전원을 각각 인가한다. 이와 같이 각 정화장치의 전극봉에 양극 또는 음극의 전원을 인가하면, 양극의 전원을 인가하는 정화장치의 몸체(20)에 유입되는 전해질용액이 몸체(20) 외부로 유출되어 음극의 전원을 인가하는 정화장치의 몸체(20)로 유입된다.

본 발명에서는 상기의 과정에서 수위감지센서(80)에 의해 각 정화장치의 몸체(20)에 유입되는 전해질용액의 수위를 감지하여 유입유로(50)를 통해 전해질용액을 더 유입시키거나 유출유로(70)를 통해 적정 수위 이상 유입된 전해질용액을 유출시킬 수 있다.

또, 오염된 토양에 존재하는 중금속은 전기이동, 전기영동, 전기삼투현상과 같은 전극반응에 의해 주로 음극의 정화장치(음극부) 내부로 유입되고, 이러한 과정에서 중금속으로 오염된 토양을 정화시킨다.

상기의 과정에서 전해질용액은 미생물액과 마찬가지로 몸체(20)에 형성된 슬롯(21)을 통해 외부로 유출되어 여과백(40)을 통과한다. 이러한 여과백(40)은 토양에 함유되어 있는 이물질은 여과시키고 전해질용액은 용이하게 통과시킬 수 있다.

다음으로, 각 정화장치로 유입되는 전해질용액 즉, 중금속을 정화시켜 형성된 폐액은 유출유로(70)를 통해 정화장치의 외부로 배출된다.

따라서 본 발명에서는 미생물액을 이용하는 생용출 미생물 처리기술의 적용 후 전해질용액을 이용한 전극반응을 이용하는 동전기 처리기술을 통해 토양을 정화시킴에 따라, 생물학적 처리기술과 동전기 처리기술을 동시에 적용할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 중금속으로 오염된 토양의 정화장치(101,103,103′)의 다른 실시예는 도 5에 도시된 바와 같이 중금속이 오염된 토양에 다수개가 배치되는데, 특정 배열과 간격으로 배치된다. 다른 실시예는 오염부지의 수리전도도가 높아 동전기 처리기술의 적용 시 정화장치 내부로 유입되는 전해질용액이 토양층 하부로 배수되어 그 소모량이 매우 클 때 적용되는 것이 적합하다. 이때, 본 발명의 다른 실시예에서 일실시예와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하고 구체적인 설명은 생략한다.

정화장치(101,103,103′)는 미생물액이 추출되는 추출정과 음극의 전원을 인가 받는 음극부로 동시에 이용되는 정화장치(101)를 미생물액이 주입되는 주입정과 양극의 전원을 인가 받는 양극부로 동시에 이용되는 정화장치(103,103′)가 벌집모양으로 감싸도록 배치될 수 있다.

즉, 본 발명에서 정화장치(101,103,103′)는 생용출 미생물처리기술에서 미생물액을 주입 및 추출하는 기능과 동전기 기술에서 전해질용액이 유입되어 전극부 기능을 겸하게 된다. 주입정과 양극부로 동시에 이용되는 정화장치(103)에는 연결배관(140)이 마련되어 인접한 정화장치(103′)에 연결된다. 이때의 연결배관에 대한 구체적인 설명은 후술한다.

정화장치(101,103,103′)는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 내부몸체(121)와 이 내부몸체(121)의 외측에 배치되는 외부몸체(123)를 포함하는 몸체(120)와, 내부몸체(121)의 상단에 결합되는 상부 지지체(110)와, 외부몸체(123)의 하단에 결합되는 하부 지지체(130)를 가진다.

내부몸체(101)와 외부몸체(103) 외부로는 일실시예에서와 같이 여과백(미도시)이 마련되어 토양입자와 같은 이물질이 정화장치(101,103,103′) 내의 전해질용액으로 침투되는 것을 막는다.

또한, 외부몸체(103)에 카올리나이트 또는 벤토나이트를 물과 2:1의 비율로 반죽한 점토질토양을 채우고, 내부몸체(101)를 외부몸체(103) 안으로 삽입하여, 외부몸체(103)와 내부몸체(101) 사이가 점토질토양으로 채워지도록 한다.

이로써 내부몸체(101)로 유입되는 전해질용액이 토양층 하부로 배수되어 손실되는 것을 방지할 수 있고, 원활한 동전기 처리기술이 적용될 수 있도록 할 수 있다.

상부 지지체(110)에는 내부몸체(121)의 내부로 미생물액 또는 전해질용액을 유입시키기 위한 유입배관(50)과, 내부몸체(121)의 내부로 유입된 유체를 유출시키는 유출유로(70)와, 전극봉 연결소켓(61)에 의해 착탈 가능하게 내부몸체(121)의 내부로 삽입되는 전극봉(60)과, 내부몸체(121) 내부로 유입되는 미생물액 또는 전해질용액의 수위를 감지하는 수위감지센서(80)가 설치된다. 즉, 본 발명에서는 내부몸체(121)의 내부로 유입되는 미생물액 또는 전해질용액을 적정수위로 조절할 수 있다.

내부몸체(121)에는 공급된 미생물액 또는 전해질용액을 인접한 정화장치의 내부몸체(121)로 동시에 공급하기 위한 연결배관(140)이 장착된다. 이러한 연결배관(140)은 주입정과 양극부로 동시에 이용되는 정화장치(103,103′)에만 장착된다.

이때, 도 5에 도시된 바와 같이 주입정과 양극부로 동시에 이용되는 정화장치 중 어느 하나의 정화장치(103)에는 상술한 바와 같이 120도 간격으로 세 개의 연결배관(140)이 형성될 수 있으며, 이 세 개의 연결배관(140)이 마련된 정화장치(103)의 인접한 정화장치(103′)에는 이 정화장치(103)와 연결되는 연결배관(140)만을 가질 수도 있다. 즉, 본 발명의 다른 실시예에서는 하나의 정화장치(103)의 수위조절을 통해 인접한 다른 정화장치(103′)의 수위를 동시에 조절할 수 있게 된다.

또, 내부몸체(121)의 하단부는 도시된 바와 같이 첨단으로 이루어질 수 있다. 이와 같이 내부몸체(121)의 하단부가 첨단으로 이루어지는 것은 내부몸체(101)의 삽입을 용이하게 하여 이 내부몸체(121)가 외부몸체(123)와 일정 간격을 유지할 수 있도록 하기 위함이다.

외부몸체(123)는 상술한 바와 같이 내부몸체(121)의 외부에 배치된다. 이러한 외부몸체(123)는 오염된 토양의 내부에 배치되며, 도시된 바와 같이 내부몸체(121)의 연결배관(140)의 하측에 외부몸체(123)의 상단이 배치될 수 있다.

또, 내부몸체(121)와 외부몸체(123)에는 유입된 미생물액이 오염된 토양 또는 전해질용액이 오염된 토양으로 이동될 수 있고, 이동된 중금속이 음극부로 사용되는 정화장치(101)의 몸체로 유입될 수 있도록 슬롯(122,124)이 각각 형성된다.

따라서 본 발명에서는 미생물액을 이용하는 생용출 미생물 처리기술의 적용 후 전해질용액을 이용한 전극반응을 이용하는 동전기 처리기술을 통해 토양을 정화시킴에 따라, 생물학적 처리기술과 동전기 처리기술을 동시에 적용할 수 있다. 또한, 상기의 과정 중 하나의 정화장치의 수위조절을 통해 인접한 다른 정화장치의 수위를 동시에 조절할 수 있다.

10, 110 : 상부 지지체 13 : 가스배출구
20, 120 : 몸체 121 : 내부몸체
123 : 외부몸체 21, 122, 124 : 슬롯
30, 130 : 하부 지지체 40 : 여과백
50 : 유입유로 51 : 미생물액 공급원
52 : 전해질용액 공급원 53 : 밸브
54 : 제1펌프 60 : 전극봉
61 : 전극봉 연결소켓 63 : 전원공급장치
70 : 유출유로 74 : 제2펌프
80 : 수위감지센서 90 : 제어부
101, 103, 103′: 정화장치 140 : 연결배관

Claims (11)

1. 몸체와,
   상기 몸체에 나사 결합되는 상부 지지체와,
   상기 상부 지지체를 통해 상기 몸체의 내부로 삽입되는 전극봉과,
   상기 상부 지지체에 연결되어 상기 몸체의 내부로 미생물액 또는 전해질용액을 유입시키는 유입배관과,
   상기 상부 지지체에 연결되어 상기 몸체 내부의 전해질용액을 유출시키는 유출배관을 포함하는 것을 특징으로 하는 중금속으로 오염된 토양의 정화를 위한 생용출 미생물처리기술과 동전기기술의 통합형 정화장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 정화장치는 생용출 미생물 처리기술에서 미생물액을 주입하는 주입정과 동전기 처리기술에서 전해질용액이 유입되는 양극부 역할을 겸하는 제1정화장치와, 생용출 미생물 처리기술에서 미생물액을 추출하는 추출정과 동전기 처리기술에서 전해질용액이 유입되어 음극부 역할을 겸하는 제2정화장치를 포함하여 상이한 두가지 기술을 단계적으로 적용가능하게 할 뿐만 아니라 생용출을 위한 미생물 및 영양물질을 동전기 기법을 이용하여 토양으로 주입시킬 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 중금속으로 오염된 토양의 정화를 위한 생용출 미생물처리기술과 동전기기술의 통합형 정화장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 유입배관은 미생물액 공급원과 전해질용액 공급원에 각각 분기되어 연결되고,
   상기 유입배관 상에는 상기 미생물액 공급원 또는 상기 전해질용액 공급원으로부터 상기 몸체로 유체를 선택적으로 공급하기 위한 밸브 및 제1펌프가 마련된 것을 특징으로 하는 중금속으로 오염된 토양의 정화를 위한 생용출 미생물처리기술과 동전기기술의 통합형 정화장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 상부 지지체에는 상기 몸체 내부로 유입되는 유체의 수위를 감지하는 수위감지센서가 마련된 것을 특징으로 하는 중금속으로 오염된 토양의 정화를 위한 생용출 미생물처리기술과 동전기기술의 통합형 정화장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 유출배관 상에는 상기 수위감지센서에 의해 감지된 결과에 따라 상기 몸체 내부의 유체를 유출시키는 제2펌프가 설치된 것을 특징으로 하는 중금속으로 오염된 토양의 정화를 위한 생용출 미생물처리기술과 동전기기술의 통합형 정화장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 수위감지센서와 상기 제1펌프 및 상기 제2펌프는 제어부와 전기적으로 연결되고,
   상기 제어부는 상기 수위감지센서에서 감지된 결과에 따라 상기 제1펌프 및 상기 제2펌프의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 중금속으로 오염된 토양의 정화를 위한 생용출 미생물처리기술과 동전기기술의 통합형 정화장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 몸체에는 미생물액 또는 전해질용액이 상기 몸체의 내외부로 이동할 수 있도록 슬롯이 형성되며,
   상기 몸체의 외측에는 상기 몸체의 내부로 토양의 이물질의 유입을 방지하고 미생물액 또는 전해질용액이 상기 슬롯을 통해 이동될 수 있도록 여과백이 마련된 것을 특징으로 하는 중금속으로 오염된 토양의 정화를 위한 생용출 미생물처리기술과 동전기기술의 통합형 정화장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 상부 지지체에 전극반응에 의해 생성된 산소 및 수소가스의 원활한 배출을 위한 가스배출구가 마련된 것을 특징으로 하는 중금속으로 오염된 토양의 정화를 위한 생용출 미생물처리기술과 동전기기술의 통합형 정화장치.
9. 제2항에 있어서,
   상기 정화장치의 몸체에는 인접한 정화장치의 몸체와 연결하는 연결배관이 장착된 것을 특징으로 하는 중금속으로 오염된 토양의 정화를 위한 생용출 미생물처리기술과 동전기기술의 통합형 정화장치.
10. 제2항 또는 제9항에 있어서,
    상기 정화장치의 몸체는 내부몸체와, 상기 내부몸체의 외측에 배치되는 외부몸체를 포함하고,
    상기 내부몸체와 상기 외부몸체 사이에는 점토질토양이 채워지고,
    상기 내부몸체의 하단은 첨단으로 이루어져 상기 내부몸체가 상기 외부몸체내부로 용이하게 삽입되도록 하여 상기 외부몸체와 일정 간격을 유지하도록 배치된 것을 특징으로 하는 중금속으로 오염된 토양의 정화를 위한 생용출 미생물처리기술과 동전기기술의 통합형 정화장치.
11. 제2항에 있어서,
    상기 연결배관은 상기 제1정화장치의 내부몸체에 장착되어 한 개의 제1정화장치의 수위조절 만으로 인접한 제1정화장치의 수위를 동시에 조절하게 하는 것을 특징으로 하는 중금속으로 오염된 토양의 정화를 위한 생용출 미생물처리기술과 동전기기술의 통합형 정화장치.

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