KR20120125852A - 오염퇴적물 포장용 정화 매트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 투수성시이트, 지오텍스타일, 직포, 부직포, 섬유포 중의 어느 둘로 구성된 2층의 외피층과 2층의 외피층의 내부에 벤토나이트, 제올라이트, 활성탄, 벤토나이트형제올라이트, 제올라이트형벤토나이트, 왕겨 중의 하나 이상이 매입되는 반응재료로 구성된 반응매트를 기본으로 한다. 그리고 반응매트를 이용하여 해양, 해안, 항만, 하천, 댐, 저수지, 저류지, 호수, 폰드, 개천에 존재 또는 준설된 오염퇴적물을 피복하는 공법을 추가적으로 한다.

Description

오염퇴적물 포장용 정화 매트{Mat for covering and purifying contaminated offshore or river sediments}

본 발명은 오염퇴적물 포장용 정화 매트에 관한 것으로서, 하천이나 해양의 오염된 퇴적물을 덮어서 정화시키는 포장정화매트에 관한 것이다.

우리나라는 1960년대 이후 급속한 산업화, 도시화로 인하여 오염물질에 대한 관리가 부족한 상태에서 많은 오염물질이 하천이나 해양으로 유입되어 오염퇴적물의 오염을 가속화시켜 왔다. 현재까지의 조사결과, 우리나라 하천 항만 해역 등 도시해역 20여 곳 이상의 해저퇴적물이 주민건강과 생태계를 위협할 정도로 오염되어 있는 것으로 나타났다. 하천 및 해저 퇴적물 오염특성은 중금속, 유기염소계화학물질, 부영양화 등 다양하다.

하천 및 해양 오염퇴적물의 정화사업은 2007년까지는 수거, 준설하여 외해에 투기하던 단순 이동 방식에서 2008년부터 해양배출 규제로 불가능하여짐에 따라 최종처리장 확보가 정화사업의 중요한 관건으로 등장하였다.

등록 특허 제 10-0453391호에는 "물밑퇴적물의 처리공법 및 시스템" 이 소개되어 있는데, 이것은 물밑퇴적물의 주 구성물이 골재와 모래가 포함된 토사물과 질소와 인이 포함된 미립 유기질의 혼합체로서 토사물은 자연 회수가 가능하고 미립 유기질은 식물체의 영양물질이라는 점에 착안하여 수력사이클론과 자연 침강조를 이용한 물리적 처리를 통해서 이들을 분리한 후 토사물은 자원으로 재활용하고, 유기질은 다공성 소결체에 식재되어진 식물체의 영양물질로 사용토록 조성시킨 인공습지로 유입시켜 처리토하는 것이다.

특허 등록 10-0729863호에는 준설토의 슬러지제거와 오탁수 처리장치 및 그 방법 (Dredging discussion processing device and the method)이 공고되어 있는데, 이것은 하천이나 저수지의 물을 배수하지 않은 상태로 준설선이나 펌핑가능한 장치를 이용하여 하천이나 저수지 바닥에 퇴적된 오염퇴적물 등을 흡입하고, 오염물질을 분리 및 정화작업을 시행하는 공법을 이용하여 생태계를 보존하며 작업이 시행가능하며, 준설을 요구하는 필요부분만을 준설가능한 선택적인 준설작업을 하고, 준설토에 포함된 자갈이나 모래를 분리하여 재활용의 용도로 사용하며, 오탁수를 깨끗한 상태로 정수하여 하천이나 저수지 등에 재투입시켜 2차 오염을 방지할 수 있는 준설토의 슬러지제거와 오탁수 처리장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 준설토를 호퍼에 투입시켜, 투입된 준설토는 선별기의 내부에서 모터의 작용으로 회전되는 원형스크린에 의해 자갈이나 모래흙이 선별되어 배출되는 동시에 오탁수는 연결관을 따라 이동하도록 형성된 선별세척장치와, 선별세척장치의 연결관을 따라 공급된 오탁수가 저장탱크에 저장되고, 저장탱크의 오탁수를 펌프를 이용하여 공급관를 따라 전동싸이클론에 투입하게 되면, 대부분의 슬러지 및 오탁수는 자중에 의해 탈수스크린본체로 공급되고, 일부의 오탁수는 전동싸이클론의 전동스쿠류에 의해 오버플로어 현상으로 리싸이클링박스로 공급되어 연결관을 따라 흐르게 되며, 탈수스크린본체의 바이브레이터에 의해 슬러지는 슈트를 통해 배출되고, 오탁수는 저장탱크로 재유입되도록 저장탱크부를 이루는 슬러지유니트와, 슬러지유니트의 리싸이클링박스에 포집된 오탁수는 하부에 형성된 연결관를 통해 원심분리기로 투입되며, 원심분리기의 내부에는 외주면에 스쿠류가 형성되고, 내주면에는 공급로가 형성된 공급관이 모터의 작용으로 회전되면서 원심회전으로 오탁수에 함유된 토분을 배출하고, 토분이 제거된 물은 자중에 의해 침전되는 방식을 이용하여 정수된 정화수를 토출관을 방류하는 침전농축조와, 선별세척장치(10) 및 슬러지유니트 그리고 원심분리기가 양측에 형성된 고정플레이트를 이용하여 바퀴가 형성된 이동수단의 상부에 고정되는 것이다.

흡입기를 이용한 호수, 저수지, 댐 및 하천의 바닥퇴적물 제거방법 및 그 시스템이 특허 등록 제 10-0334742호에 소개되어 있는데, 이것은 호수, 저수지, 댐 및 하천의 바닥에 퇴적되어 있는 퇴적물을 수질을 오염시키지 않고 확실히 제거하는 동시에 재처리 작업 없이 바로 건축공사에 사용할 수 있는 모래 및 자갈 등의 건축용 골재를 채취할 수 있는 흡입기를 이용한 호소, 저수지, 댐 및 하천의 바닥퇴적물제거방법 및 그 시스템을 제공하는 것이며, 그 구성은 활성수조부내에 원수를 유입시키는 단계와; 활성수조부내로 유입된 원수에 초미세기포를 공급하여 원수를 활성화시키는 단계와; 활성화된 원수를 처리수조부로 유입시키는 단계와; 처리수조부내에 유입된 처리수에 초미세기포를 공급하여 처리수내에 포함되어 있는 부상슬러지를 부상시키는 가압부상단계와; 처리수내에 포함되어 있는 침전슬러지를 침전 및 집적하는 단계와; 상기 가압부상 단계를 거쳐 부상된 부상슬러지를 제거 및 집적하는 단계와; 집적된 부상슬러지를 탈수 및 건조하는 단계와; 집적된 침전슬러지와 부상슬러지의 침출수를 재순환시키는 단계와; 처리수조부를 통과한 최종처리수를 방류하는 단계로 구성되는 가압수를 이용한 호소, 저수지, 댐 및 하천의 유기물질, 영양염류 및 조류제거방법에 있어서, 상기 원수유입단계는 흡입구를 통하여 바닥퇴적물과 원수를 함께 흡입하여 세척조부내로 유입시키고; 상기 활성화단계는 상기 원수유입단계에서 세척조부내에 원수와 함께 유입된 퇴적물중 세척조부의 하부에 퇴적되는 골재에 초미세기포를 공급하여 골재를 세척하는 동시에 세척조부내의 원수를 활성화시키며; 처리수조부내에 채워진 처리수를 배수하는 배수단계와; 세척조부 내에 세척되어 퇴적된 골재를 채취수단으로 채취하여 세척조부내의 골재를 제거하는 골재제거단계로 이루어지는 것이다.

종래의 오염 되적물을 처리 방법은 매우 복잡한 기계를 사용하거나 준설하여 화학 처리제를 사용하는 매우 복잡한 방법과 시스템을 사용하고 있었다.

그리고, 오염퇴적물 최종처분장을 건설하려고 하여도 혐오시설로 인정되어 주민들의 반대로 장소 확보가 매우 어렵다.

따라서 하천 또는 해양의 오염된 토적물을 처리하기 위한 종래의 고가의 수거 및 매립처분 방식에 대신 비용이 저렴하고 작업하기 쉬운 방법으로 오염퇴적물을 처리하는 방법의 연구와 개발이 요구되고 있었다.

본 발명은 종래의 하천 및 해양 오염퇴적물의 처리방법이 가지고 있는 여러가지 문제점을 해결하기 위하여, 하천 및 해양 오염퇴적물의 처리 비용절감과 타지역으로 오염이동금지 원칙, 등 사회경제적 편익을 극대화할 기술을 제공하려는 것이다.

본 발명에서는 수중 즉 해양, 해안, 항만, 하천, 댐, 저수지, 저류지, 호수, 폰드, 개천 또는 이들과 유사한 개소의 수중 바닥에 존재하는 오염된 물질이나, 또는 수중에서 준설/굴착된 오염 물질을 이동하지 못하도록 일단 덮어서 현위치에 고정하고, 오염원을 정화시켜 나가는 포장공법을 제공하려는 것이다.

본 발명은 또한 위의 포장공법에 사용할 포장정화매트를 제공하려는 것이다.

수중에 쌓인 오염퇴적물을 이동하지 못하도록 하면서 오염물질을 정화시키기 위한 포장정화매트는, 물을 통과시키는 제1투수성시트 및 제2투수성시트와, 상기 제1투수성시트와 제2투수성시트 사이에 불투수성 물질과 오염물질을 정화시키는 물질로 이루어지는 차수정화층을 포함하여 이루어진다.

본 발명에서 제1투수성시트 및 제2투수성시트는 지오텍스타일, 직포, 부직포, 섬유포, 중의 어느 하나 이상으로 된 것이고, 차수정화층은 차수기능을 하는 벤토나이트와 정화기능을 하는 제올라이트, 활성탄, 또는 왕겨 중 하나 이상의 정화재료로 이루어진다.

본 발명의 차수정화층은 벤토나이트와 정화재료의 비율은 무게비료 대략 1:1로 혼합된 것이고, 차수정화층은 벤토나이트가 중량비로 70?97%가 되고, 제올라이트가 중량비로 30?3％가 되는 것이거나, 벤토나이트가 중량비로 70?97%가 되고, 정화재료가 중량비로 30?3％가 되는 것이다.

본 발명에서 사용하는 벤토나이트는 해수용 벤토나이트와 담수용 벤토나이트 중의 하나가 적용되거나 또는 둘 모두가 적용된다. 또 담수용 벤토나이트 또는 해수용 벤토나이트에 폴리머를 첨가하여 사용할 수도 있다.

본 발명의 포장정화방법은 수중에 쌓인 오염퇴적물 즉 해양, 해안, 항만, 하천, 댐, 저수지, 저류지, 호수, 폰드, 개천 또는 이들과 유사한 개소의 수중 바닥에 존재하는 오염된 물질을 이동하지 못하도록 하면서 오염물질을 정화시키는 방법으로서, 본 발명의 포장정화매트를 사용하여 해양 또는 하천의 오염퇴적물을 포장하는 수중 오염물질 포장 정화 방법이다. 여기서 오염퇴적물을 포장하는 단계 후에 포장정화매트 위에 흙으로 덮는 단계를 추가하면 더욱 좋다.

본 발명은 수중에 쌓인 오염퇴적물을 정화시키는 포장정화방법은, 오염퇴적물을 수중으로부터 준설하여 육상으로 이동시키는 단계와, 이동된 오염퇴적물을 본 발명의 포장정화매트를 사용하여 포장하는 단계를 포함한다. 바람직하기로는 오염퇴적물을 포장한 후 포장정화매트 위에 흙으로 덮는 단계를 추가로 포함한다.

본 발명의 효과는 오염퇴적물 처리에 있어서는 오염퇴적물 최종처분장은 혐오시설로 부지문제 및 NIMBY 문제로 확보의 어려움이 있으나 이러한 부지문제 및 NIMBY 문제를 야기 하지 아니하고 오염물질을 처리할 수 있다.

본 발명의 오염물질 포장정화처리는 종래에 준설하거나 매립처분하는 방식 보다 저 비용으로 쉽게 오염물질을 처리할 수가 있다.

본 발명은 오염퇴적물에 의한 연안오염 확산 차단 및 원위치 정화로 오염문제를 현장에서 해결하는 장점을 가진다.

또 오염퇴적물에 처리 비용절감과 타지역으로 오염이동금지 원칙 등 사회경제적 편익을 극대화한다.

그리고 본 발명에 의한 포장정화매트는 오염퇴적물에 존재하는 오염물질을 자체적으로 제거, 제어, 흡착, 반응, 정화하는 효과를 가진다.

도 1은 본 발명의 포장정화매트를 수중의 오염퇴적물위에 설치된 일 예를 보인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 포장정화매트를 지상의 오염퇴적물 위 아래에 설치된 일 예를 보인 단면도이다.

본 발명의 일실시예를 도1을 참조하면서 설명한다.

본 발명은 수중에 쌓인 오염퇴적물(10)을 이동하지 못하도록 하면서 오염물질을 정화시키기 위한 포장정화매트(20, 30, 40)이다.

포장정화매트는 물을 통과시키는 제1투수성시트(20) 및 제2투수성시트(40)와, 제1투수성시트와 제2투수성시트 사이에 불투수성 물질과 오염물질을 정화시키는 물질로 이루어지는 차수정화층(30)으로 이루어 진다.

제1투수성시트 및 제2투수성시트는 지오텍스타일, 직포, 부직포, 섬유포, 중에서 어느 하나로 되거나 둘 이상을 이중으로 하여 형성한 것이다.

차수정화층(30)은 차수기능을 하는 벤토나이트와 정화재료를 혼합하여 만드는데, 정화재료는 정화기능을 하는 제올라이트, 활성탄, 또는 왕겨 중 하나를 사용하거나, 두가지 이상을 합하여 사용할 수 있다.

이 차수정화층은 벤토나이트와 정화재료의 비율은 무게비료 대략 1:1로 혼합하여 만들거나, 벤토나이트가 중량비로 70?97%가 되고 제올라이트가 중량비로 30?3％가 되게 혼합하여서 만들어도 된다.

또 다른 차수정화층의 실시예는 중량비로 벤토나이트 70?97%와 정화재료 30?3％를 혼합하여 제조하여도 된다.

본 발명에서 사용하는 벤토나이트는 해수용 벤토나이트와 담수용 벤토나이트 중의 하나가 적용되거나 또는 둘 모두가 적용된다. 또 담수용 벤토나이트 또는 해수용 벤토나이트에 폴리머를 첨가하여 사용할 수도 있다.

이상의 포장정화매트를 사용하여 오염퇴적물을 처리하는 방법은 다음과 같다.

수중에 쌓인 오염퇴적물(10) 즉 해양, 해안, 항만, 하천, 댐, 저수지, 저류지, 호수, 폰드, 개천 또는 이들과 유사한 개소의 수중 바닥에 존재하는 오염된 물질을 이동하지 못하도록 하면서 오염물질을 정화시키기 위하여 포장정화매트(20,30,40)를 사용하여 해양 또는 하천의 오염퇴적물을 포장 즉 덮고 그 위에 흙을 덮어서 흙층(50)을 만든다. 오염퇴적물을 포장정화매트(20,30,40)로 덮고 그 위를 흙으로 덮는다. 도면부호 60은 물을 가리킨다.

또 다른 본 발명의 실시예는 수중에 쌓인 오염퇴적물을 수중으로부터 준설하여 육상으로 이동시켜 터파기한 매립장 또는 야적 상태의 오염퇴적물을 덮어서 주위 환경과 차단함으로서 냄새, 먼저, 등의 비산을 방지하고, 비가 내릴 때 비에 젖어 주위로 오염물질이 확산되는 것을 방지하는 것이다.

또 도 2와 같이, 본 발명의 포장정화매트를 하부에 깔고 그 위에 오염퇴적물을 쌓은 후, 오염퇴적물 위에 다시 포장정화매트를 덮어서 오염물질의 확산을 방지하도록 하여도 된다.

포장정화매트가 오염퇴적물을 덮는 피복재료로 사용될 시 매트는 수면 하부에 존재하는 오염퇴적물을 덮거나, 또는 준설후 지상에 존치된 오염퇴적물을 덮거나, 또는 준설후 오염퇴적물만 매립된 매립장을 덮거나, 또는 준설후 오염퇴적물만 야적된 야적장을 덮는 데에 사용된다.

오염되질물의 오염원은 포장정화매트에 막혀서 이동이 정지되지만 오염된 물질이 매트를 통과하게 되는 경우에도 제올라이트, 활성탄, 왕겨, 등에 의하여 정화되어 무해한 가스로 투과하게 되어 환경 개선을 할 수 있게 된다.

본 발명에서 사용하는 벤토나이트는, 담수용 벤토나이트, 해수용 벤토나이트, 또는 담수용 벤토나이트에 폴리머를 첨가한 폴리머 벤토나이트를 사용하면 된다.

1,3 : 포장정화매트 2 : 오염퇴적물
10: 오염퇴적물 20,40 : 제1 및 제2투수성시트
30: 차수정화층
50: 흙층 60: 물

Claims (10)

1. 수중에 쌓인 오염퇴적물을 이동하지 못하도록 하면서 오염물질을 정화시키기 위한 포장정화매트로서,
   물을 통과시키는 제1투수성시트 및 제2투수성시트와,
   상기 제1투수성시트와 제2투수성시트 사이에 불투수성 물질과 오염물질을 정화시키는 물질로 이루어지는 차수정화층을 포함하는 포장정화매트.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1투수성시트 및 제2투수성시트는 지오텍스타일, 직포, 부직포, 섬유포, 중의 어느 하나 이상으로 된 것이고,
   상기 차수정화층은 차수기능을 하는 벤토나이트와 정화기능을 하는 제올라이트, 활성탄, 또는 왕겨 중 하나 이상의 정화재료로 이루어지는 것이 특징인 포장정화매트.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 차수정화층은 벤토나이트와 정화재료의 비율은 무게비료 대략 1:1로 하는 것이 특징인 포장정화매트.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 차수정화층은 벤토나이트가 중량비로 70?97%가 되고, 제올라이트가 중량비로 30?3％가 되는 것이 특징인 포장정화매트.
   
5. 청구항 2에 있어서,
   상기 차수정화층은 벤토나이트가 중량비로 70?97%가 되고, 정화재료가 중량비로 30?3％가 되는 것이 특징인 포장정화매트.
   
6. 수중에 쌓인 오염퇴적물을 이동하지 못하도록 하면서 오염물질을 정화시키는 포장정화방법으로서,
   청구항 1 내지 5 중 어느 하나의 항에서 정한 포장정화매트를 사용하여 해양 또는 하천의 오염퇴적물을 포장하는 단계를 포함하는 수중 오염물질 포장정화 방법.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 오염퇴적물을 포장하는 단계 후에 포장정화매트 위에 흙으로 덮는 단계를 추가로 포함하는 수중 오염물질 포장정화 방법.
   
8. 수중에 쌓인 오염퇴적물을 정화시키는 포장정화방법으로서,
   오염퇴적물을 수중으로부터 준설하여 육상으로 이동시키는 단계와,
   이동된 오염퇴적물을 청구항 1 내지 5 중 어느 하나의 항에서 정한 포장정화매트를 사용하여 포장하는 단계를 포함하는 수중 오염물질 포장정화 방법.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 오염퇴적물을 포장하는 단계 후에 포장정화매트 위에 흙으로 덮는 단계를 추가로 포함하는 수중 오염물질 포장정화 방법.
   
10. 청구항 2 내지 5항 중 어느하나의 항에 있어서,
    상기 벤토나이트는 담수용 벤토나이트, 해수용 벤토나이트, 또는 담수용 벤토나이트에 폴리머를 첨가한 폴리머 벤토나이트를 사용하는 것이 특징인 포장정화매트.

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