KR20190054439A - 친환경 터널굴착폐수 처리장치 - Google Patents

Abstract

친환경 터널굴착폐수 처리장치가 개시된다. 개시된 친환경 터널굴착폐수 처리장치는 터널굴착현장에서 배출되는 터널굴착폐수과 통과되어 사이즈가 큰 토사가 걸러지고 1차처리수가 하부로 배출되게 하며 경사지게 설치된 시브스크린; 상기 시브스크린의 하부에 설치되어 상기 시브스크린으로부터 배출된 상기 1차처리수가 공급되고, 공급된 상기 1차처리수에서 물보다 비중이 큰 이물질이 가라앉히게 하여 2차처리수를 생성하는 침사지; 상기 침사지로부터 2차처리수를 공급받아 이물질을 제거하여 3차처리수를 생성하는 원형침사 분리기; 상기 원형침사 분리기로부터 상기 3차처리수를 공급받아 저장하며 설정된 유량을 배출시키는 유량조정조; 상기 유량조정조로부터 상기 3차처리수를 공급받아 이물질을 제거하는 여과장치;를 포함하며, 상기 여과장치는 다단여과구조로서, 상기 3차처리수를 필터링하도록 석탄재 중 저회(bottom Ash)로 이루어진 다공성 여재를 포함하는 제1여과부와, 상기 제1여과부를 통과한 4차처리수를 필터링하도록 마이크로 필라멘트사로 이루어진 편성물을 이용한 수처리용 여과막을 포함하는 제2차여과부로 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

친환경 터널굴착폐수 처리장치{environment-friendly tunnel excavation waste water disposal plant}

본 발명은 터널굴착시 배출되는 터널굴착폐수를 처리하기 위한 처리장치로서, 더욱 상세하게는 다공질 여재와 마이크로 필라멘트사로 이루어진 섬유상 여과막을 2단계로 이용한 여과장치를 구비하여 응집제를 사용하지 않더라도 고효율의 친환경적인 수처리가 가능하며 처리용량의 증/감설이 용이하여 배출되는 터널굴착폐수의 현장에 대한 신속한 대응이 가능한 무약주 방식의 환경 친화적터널굴착폐수 처리장치에 관한 것이다.

일반적으로 토목공사 중 터널굴착 시공현장에서는 많은 양의 터널굴착폐수가 발생하여 배출되게 되며, 이러한 터널굴착폐수를 처리하기 위한 터널굴착폐수 처리시설의 경우, 응집제를 사용하여 침전-여과 시키므로서 최종 방류수에 일부 응집제 성분이 유출되어 인접 수계에 2차 오염원을 발생시키는 문제가 있었다.

즉, 기존의 터널굴착폐수 처리시설은 응집제를 사용함으로서 공사기간, 짧게는 24개월에서 길게는 84개월 동안 지속적으로 약품비용이 발생되며, 침전-여과 후 발생되는 슬러지는 탈수후 폐기물 처리를 해야하므로 처리 비용 또한 지속적으로 발생이 된다.

또한, 토목 설계시 예측 폐수량을 산정하여 설계에 반영하므로서 실제 폐수량과의 차이가 너무 커 예산의 효율적 지출에 장애가 된다.

설계 대비 실제폐수량이 적게 발생될 경우, 과다 시설로 예산이 과지출되고 공사기간 동안 설계안대로 유지 관리비 또한 지속적으로 발생되므로 막대한 예산 낭비가 초래된다.

설계 대비 실제폐수량이 많이 발생될 경우, 과소 시설로 공사를 중단하고 부지를 확보하여 폐수처리시설을 증설해야 하기 때문에 엄청난 손실을 초래한다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하고자 창안된 것으로서, 처리용량을 용이하게 가변할 수 있을 뿐 아니라, 응집제를 사용하지 않고 무약주 방식으로 친환경적이면서도 양질의 수처리가 이루어질 수 있도록 개선된 형태를 갖는 친환경 터널굴착폐수 처리장치를 제공하는데 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 친환경 터널굴착폐수 처리장치는 터널굴착현장에서 배출되는 터널굴착폐수과 통과되어 사이즈가 큰 토사가 걸러지고 1차처리수가 하부로 배출되게 하며 경사지게 설치된 시브스크린; 상기 시브스크린의 하부에 설치되어 상기 시브스크린으로부터 배출된 상기 1차처리수가 공급되고, 공급된 상기 1차처리수에서 물보다 비중이 큰 이물질이 가라앉히게 하여 2차처리수를 생성하는 침사지; 상기 침사지로부터 2차처리수를 공급받아 이물질을 제거하여 3차처리수를 생성하는 원형침사 분리기; 상기 원형침사 분리기로부터 상기 3차처리수를 공급받아 저장하며 설정된 유량을 배출시키는 유량조정조; 상기 유량조정조로부터 상기 3차처리수를 공급받아 이물질을 제거하는 여과장치;를 포함하며, 상기 여과장치는 다단여과구조로서, 상기 3차처리수를 필터링하도록 석탄재 중 저회(bottom Ash)로 이루어진 다공성 여재를 포함하는 제1여과부와, 상기 제1여과부를 통과한 4차처리수를 필터링하도록 마이크로 필라멘트사로 이루어진 편성물을 이용한 수처리용 여과막을 포함하는 제2차여과부로 구성된 것을 특징으로 한다.

여과처리용량에 따른 증감설을 감안하여 상기 여과장치는 다양한 용량으로 표준화하여 가변적으로 상기 유량조정조에 복수개가 병렬로 연결되도록 구성할 수 있다.

상기 시브스크린의 일측에 설치되어 상기 시브스크린로부터 떨어지는 분리된 토사를 수거하는 제1톤백;을 더 포함하며, 상기 제1톤백으로 수거된 토사는 건조를 거쳐 성토제로 활용가능하도록 구성될 수 있다.

상기 제1톤백은 평직이 아닌 능직 혹은 주자직으로 직조하여 물이 자연스럽게 빠질 수 있도록 구성될 수 있다.

상기 원형침사 분리기는, 하부가 테이퍼진 원통형으로 이루어지며, 하단에 슬러지 배출구가 형성된 외통; 상기 외통의 내측에 설치되며, 외주면에 다수의 통공이 형성되며, 상단 외측에 처리수가 배출되는 배출구가 형성된 내통; 상기 내통의 외주면에 밀착되도록 설치되는 부직포로 이루어진 여과시트; 상기 외통의 상단 내주면과 상기 내통의 상단 외주면 사이에 하향되는 스파이럴 형태로 설치되는 선회가이드부재;를 포함하며, 상기 2차처리수가 상기 외통과 상기 내통 사이 공간으로 유입되어 상기 선회가이드부재에 안내되어 선회류가 형성되면서 상기 외통과 상기 내통 사이 공간의 하부로 이동하는 과정에서 상기 2차처리수가 상기 여과시트를 통과하여 필터링되어 상기 3차처리수는 상기 통공을 통과하여 상기 내통 내부로 유입되게 되며, 상기 2차처리수에 함유된 슬러지는 원심력에 의해 상기 외통 하부에 저장되도록 구성될 수 있다.

상기 외통의 직경은 1,500mm~1,800mm로 이루어지고, 상기 내통의 직경은 1,300mm~1,600mm로 이루어지며, 상기 여과시트는 토목용 부직포 200gr~500gr의 중량을 가진 원단으로 이루어지도록 구성될 수 있다.

상기 다공성 여재는 상기 저회의 입도를 1mm~3mm와 3mm~5mm 두 종류의 것으로 다층구조로 형성하여 중력식 여과조로 형성되도록 구성할 수 있다.

상기 시브스크린의 공극 사이즈는 1.0mm ~ 3.0mm로 구성될 수 있다.

상기 유량조정조는 내부에 유입되어 저장된 상기 3차처리수의 ph를 측정하는 ph측정기를 구비하여, 상기 ph측정기로부터 측정된 ph데이터에 따라 상기 유량조정조에 공급되는 황산의 양이 조절되어 상기 유량조정조 내의 상기 3차처리수가 중성을 나타내도록 하는 황산공급기;를 더 포함하도록 구성될 수 있다.

상기한 바에 따르면, 본 발명은 기존의 터널굴착폐수처리시설에 사용되던 화학적처리 방식을 물리적처리 방식이 가능하게 하는 여과장치를 적용함으로써, 최종 방류수에 일부 포함된 응집제 성분으로 인한 인접 수계의 2차 오염원 발생을 사전에 방지하여 환경오염을 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 기존의 응집제에 대한 약품비의 사용이 없으므로, 운용비용을 대폭절감할 수 있는 효과가 있다.

또한, 기존에는 응집제 사용으로 인해 침전 슬러지에 응집제 성분이 남아 있어 재활용이 불가능함으로써 침전 슬러지 처리를 폐기물 처리해야 했고, 이에 따라 폐기물 처리비용이 많이 소요되는 문제가 있었으나, 본 발명은 응집제를 사용하지 않으므로 침전 슬러지를 건조 후 바로 현장에서 성토재로 활용할 수 있어 자원재활으로 인한 경제적 효과를 볼 수 있다.

아울러, 본 발명은 여과장치를 터널굴착폐수 용량에 대응하여 병렬로 복수개를 배치할 수 있는 형태로서, 증/감설이 용이한 구조이기 때문에, 예산 절감효과를 극대화할 수 있다.

또한, 도로공사, 지하철공사, 국도관리공사 등 터널굴착 공사가 필요한 기관에 설계 기준을 제공하여 규격화된 표준 모델을 설계에 반영토록 함으로서 국가 예산 절감 효과를 기대할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 친환경 터널굴착폐수 처리장치를 나타낸 평면도이고,
도 2는 도 1의 시브스크린, 침사지, 토사수거수단을 개략적으로 나타낸 측면도이고,
도 3은 도 1의 원형침사 분리기, 슬러지수거수단을 개략적으로 나타낸 측면도이고,
도 4는 도 1의 여과장치의 내부구성을 나타낸 측면도이다.

이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시 예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.

본 명세서에서 기술하는 실시 예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시 예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 식각 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서 도면에서 예시된 영역들은 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시 예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성 요소들이 이 같은 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시 예들은 그것의 상보적인 실시 예들도 포함한다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

아래의 특정 실시 예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만, 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.

이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 터널굴착폐수 처리장치에 대해 설명한다.

시브스크린(10), 침사지(11), 원형침사 분리기(30), 유량조정조(50), 여과장치(60)를 포함하도록 구성된다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 시브스크린(10)은 침사지(11)의 상부에 경사지게 설치되도록 구성되어, 터널굴착현장에서 배출되는 터널굴착폐수(원수)가 통과되도록 하여 터널굴착폐수에서 자갈 등의 사이즈가 큰 토사가 걸러지고, 처리된 1차 처리수가 침사지(11)로 공급되도록 한다. 본 실시 예에서 시브스크린(10)은 공극 사이즈가 1.0mm ~ 3.0mm 로 구성될 수 있다.

침사지(11)는 시브스크린(10)의 하부에 배치되도록 설치되며, 시브스크린(10)으로부터 1차 처리수가 공급되어 물 보다 비중이 큰 이물질을 가라앉혀서 2차 처리수를 생성하도록 구성된다.

이 침사지(11)는 원형침사 분리기(30)와 연결유로를 통해 연결되도록 하고, 이 연결유로 상에는 2차 처리수를 이송시키기 위한 제1이송펌프(13)가 설치되도록 구성된다.

본 발명은 시브스크린(10)을 통해 걸러진 자갈 등의 사이즈가 큰 토사를 수거하여 성토재로 활용하기 위한 토사수거수단(20)을 더 포함할 수 있다.

토사수거수단(20)은 시브스크린(10)의 일측에 배치되도록 설치된다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 토사수거수단(20)은 톤백지지통(21)와, 이 톤백지지통(21)의 내부에 수용되는 제1톤백(27)으로 구성된다.

톤백지지통(21)은 내부에 격벽(23)이 설치되어, 좌우공간을 2개의 공간을 구획하도록 하며, 이때, 격벽(23)의 하단에는 좌우 2공간을 연결하는 연결로(25)가 형성되도록 구성된다.

제1톤백(27)은 톤백지지통(21)의 일측공간에 수용되도록 설치되어, 경사진 시브스크린(10)으로부터 떨어지는 토사를 수거하여 저장하도록 구성된다.

즉, 경사진 시브스크린(10)에 토사가 걸러지면서 쌓이고, 이 시브스크린(10)에 쌓인 토사의 양이 많아지면, 토사가 시브스크린(10)으로부터 미끄러진듯이 제1톤백(27)으로 떨어져 수거된다.

제1톤백(27)에 토사가 수거되면, 토사에 포함된 물이 제1톤백(27) 자체의 공극을 통해 빠져서, 톤백지지통(21) 내부에 수용되게 되는데, 톤백지지통(21)의 타측공간에는 수중펌프로 된 배출펌프(26)가 설치되어, 톤백지지통(21)에 수용된 물을 외부로 배출시킬 수 있다.

본 발명에서 제1톤백(27)은 평직이 아닌 능직 혹은 주자직으로 직조한 것으로 이루어져 물이 자연스럽게 빠질 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명은 제1톤백(27)에 토사가 가득 채워지면, 제1톤백(27)을 건조시설로 옮긴 후 수거된 토사를 건조시켜 성토재로 활용할 수 있게 된다.

원형침사 분리기(30)는 침사지(11)로부터 2차 처리수를 공급받아 2차 처리수에 포함된 이물질을 제거하여 3차 처리수를 생성하도록 한다.

도 1 및 도 3을 참조하면, 원형침사 분리기(30)는 외통(31), 내통(34), 여과시트(35), 선회가이드부재(37)를 포함하도록 구성된다.

외통(31)은 하부가 테이퍼진 원통형으로 이루어지며, 하단 중심에는 슬러지 배출구(32)가 구비되도록 구성된다.

내통(34)은 외통(31)의 내측에 설치되며, 외통(31)과 소정간격 이격되도록 설치된다. 내통(34)의 외주면에는 다수의 통공(34a)이 관통형성된 형태로 이루어지며, 내통(34)의 상단부 일측에는 처리수가 배출되는 배출구(34b)가 형성되며, 이 배출구(34b)는 유량조정조(50)와 연결되도록 구성된다.

여과시트(35)는 부직포로 이루어며, 내통(34)의 외주면을 감싸도록 내통(34) 외주면에 밀착되도록 설치된다. 외통(31)과 내통(34) 사이에 공급된 2차 처리수는 여과시트(35)를 거치면서 이물질이 필터링되면서 3차 처리수가 생성되고, 3차 처리수는 내통(34)의 통공(34a)을 통해 내통(34) 내부로 유입되도록 구성된다.

선회가이드부재(37)는 외통(31)과 내통(34) 사이의 공간 상부에 스파이럴 형태로 설치된다. 다시 말해, 선회가이드부재(37)는 외통(31)의 상단부 내주면과 내통(34)의 상단부 외주면을 연결하도록 하향되는 스파이럴 형태로 설치된다.

2차 처리수가 외통(31)과 내통(34) 사이 공간의 상부를 통해 유입되면, 선회가이드부재(37)에 의해 하향 선회류가 형성되면서 외통(31)과 내통(34) 사이 공간 하부로 이동되고, 이에 따라 원심력에 의해 2차 처리수 중의 이물질이 외통(31)의 저부에 모이게 된다.

상기와 같은 구성을 갖는 원형침사 분리기(30)는 침사지11)로부터 공급된 2차 처리수가외통(31)과 내통(34) 사이의 공간 상부로 유입되어 선회가이드부재(37)에 의해 하향되는 선회류가 형성되면서 외통(31)과 내통(34) 사이 공간의 하부로 이동하는 과정에서 원심력에 의해 2차 처리수에 포함된 이물질이 외통(31)의 하부로 분리되어 모이게 되고, 아울러, 2차 처리수는 여과시트(35)를 통과하여 이물질이 필터링되어 처리된 3차처리수가 통공(34a)을 통해 내통(34) 내부로 유입되게 된다.

이렇게 내통(34)에 유입된 3차 처리수는 내통(34)의 상부 일측에 형성된 배출구(34b)를 통해 유량조정조(50)로 배출된다.

본 발명의 외통(31), 내통(34) 의 직경은 다양하게 설계되는 것이 가능하며, 본 실시 예에서는 외통(31)의 직경은 1,500mm~1,800mm로 이루어지고, 상기 내통(34)의 직경은 1,300mm~1,600mm로 이루어지도록 구성할 수 있다.

또한, 여과시트(35)는 토목용 부직포 200gr~500gr의 중량을 가진 원단으로 이루어지도록 구성할 수 있다.

한편, 본 발명은 원형침사 분리기(30)를 통해 걸러진 슬러지를 수거하여 성토재로 활용하기 위한 슬러지 수거수단(40)을 더 포함할 수 있다.

슬러지수거수단(40)은 원형침사 분리기(30)의 외통(31)에 형성된 슬러지 배출구(32)와 연결되도록 설치될 수 있다.

도 1 및 도 3을 참조하면, 슬러지수거수단(40)은 토사수거수단(20)과 동일한 구성으로 이루어진다. 즉, 슬러지수거수단(40)은 톤백지지통(41)와, 이 톤백지지통(41)의 내부에 수용되는 제2톤백(47)으로 구성된다.

톤백지지통(41)은 내부에 격벽(43)이 설치되어, 좌우공간을 2개의 공간을 구획하도록 하며, 이때, 격벽(43)의 하단에는 좌우 2공간을 연결하는 연결로(45)가 형성되도록 구성된다.

제2톤백(47)은 톤백지지통(41)의 일측공간에 수용되도록 설치되어, 술로자 배출구(32)로부터 떨어지는 슬러지를 수거하여 저장하도록 구성된다.

즉, 원형침사 분리기(30)의 외통(31) 저부에 슬러지가 모여진 상태에서, 사용자가 슬러지 배출구(32)에 구비된 밸브(33)를 개방시키면, 슬러지 배출구(32)를 통해 슬러지 제2톤백(47)으로 떨어져 수거된다.

제2톤백(47)에 슬러지가 수거되면, 슬러지에 포함된 물이 제2톤백(27) 자체의 공극을 통해 빠져서, 톤백지지통(41) 내부에 수용되게 되는데, 톤백지지통(41)의 타측공간에는 수중펌프로 된 배출펌프(46)가 설치되어, 톤백지지통(41)에 수용된 물을 외부로 배출시킬 수 있다.

본 발명에서 제2톤백(47)은 평직이 아닌 능직 혹은 주자직으로 직조한 것으로 이루어져 물이 자연스럽게 빠질 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명은 제2톤백(47)에 슬러지가 가득 채워지면, 제2톤백(47)을 건조시설로 옮긴 후 수거된 슬러지를 건조시켜 성토재로 활용할 수 있게 된다.

유량조정조(50)는 원형침사 분리기(30)로부터 3차 처리수가 공급되어 저장되며, 설정된 유량을 여과장치(60)에 배출하도록 구성된다. 유량조정조(50)는 수중펌프 형태의 유량조정펌프(53)가 구비되어, 이 유량조정펌프(53)의 제어를 통해 3차 처리수를 여과장치(60)에 설정된 유량으로 공급하도록 구성된다. 유량조정조(50)에는 유량조정펌프(53)를 제어하기 위한 제어부가 구성될 수 있다.

통상적으로 터널굴착폐수는 시멘트성분이 다량 포함되어 있어 강알칼리성을 나타내므로, 처리 과정에서 강알칼리성을 중성으로 바꾸어 주기 위한 처리가 필요하다, 이를 위해, 본 발명은 유량조정조(50)에 유입된 3차 처리수의 ph 수치를 측정하는 ph측정기(55)가 구비될 수 있으며, 이 ph측정기(55)에서 측정된 3차 처리수의 ph수치 데이터를 바탕으로 황산을 유량조정조(50)에 적정량을 조절하여 공급하는 황산공급기(56,57)를 더 포함하도록 구성할 수 있다.

황산공급기(56,57)는 황산이 저장된 황산저장탱크(56)와, 이 황산저장탱크(56)에 저장된 황산을 유량조정조(50)에 이송시키는 황산주입펌프(57)로 구성될 수 있다. 황산주입펌프(57)는 제어부(58)에 의해 제어되도록 구성되며, 제어부(58)는 ph측정기(55)로부터 수신되는 3차 처리수의 ph 수치데이터에 따라 유량조정조(50) 내의 3차 처리수가 중성이 되도록 황산주입펌프(57)를 제어하여 황산의 공급량을 조절하도록 구성된다.

도 1 및 도 4를 참조하면, 여과장치(60)는 유량조정조(50)로부터 공급된 3차 처리수를 공급받아 이물질을 제거하기 위한 것으로서, 본 발명의 여과장치(60)는 다단여과구조로 이루어지며, 3차처리수를 필터링하도록 석탄재 중 저회(bottom Ash)로 이루어진 다공성 여재를 포함하는 제1여과부(A)와, 제1여과부(A)를 통과한 4차처리수를 필터링하도록 마이크로 필라멘트사로 이루어진 편성물을 이용한 수처리용 여과막을 포함하는 제2차여과부(B)로 구성된다.

본 발명의 여과장치(60)는 여과본체부(61), 제1필터유닛(64), 제2필터유닛(65)을 포함하도록 구성된다.

여과본체부(61)는 제1격벽(63)이 구비되어, 제1격벽(63)에 의해 제1여과챔버(63a)와 제2여과챔버(63b)가 구획되도록 구성된다. 이깨, 제1격벽(62)의 하단은 개방되어 제1여과챔버(63a)과 제2여과챔버(63b)가 연결되는 연결공간(63c)가 형성되도록 구성된다.

또한, 여과본체부(61)는 제2격벽(68a,68b)들이 설치되어 제2여과챔버(63b)의 측방에 처리수 배출유로(68)가 형성되도록 구성된다. 여과본체부(61)의 상단 일측에는 제1여과챔버(63a)과 연통되는 유입구(61a)가 구비되며, 타측에는 처리수 배출유로(68)와 연결되는 배수구(61b)가 구비된다.

제1필터유닛(64)은 필터지지체(64b)에 다공질 여재(64a)가 수용된 형태로 이루어진다. 다공질 여재(64a)는 석탄재 중 저회(bottom Ash)로 이루어지도록 구성되며, 저회는 입도가 1mm~3mm로 이루어진 다수의 제1저회와, 이 제1저회보다 입도가 큰 3mm~5mm 입도를 갖는 다수의 제2저회로 이루어져 다공질 여재(64a)가 다층구조로 형성되도록 구성된다.

제1필터유닛(64)은 제1여과챔버(63a)의 상하 중간 위치에 수평되게 설치되며, 유입구(61a)로 유입된 3차 처리수가 중력식(하향류식)으로 통과되면서 3차 처리수에 포함된 이물질을 필터링하도록 구성되며, 처리된 4차 처리수는 연결공간(63c)을 통해 제2여과챔버(63b)로 유입되도록 구성된다.

제2필터유닛(64)은 제2여과챔버(63b) 내에 배치되도록 구성되어, 제2여과챔버(63b)로 유입된 4차처리수를 필터리하여 최종처리수를 배출유로(68)로 배출하도록 구성된다.

제2필터유닛(64)은 필터프레임(66)과, 이 필터프레임(66)의 내부에 수용된 섬유상 여과막(67)을 포함하도록 구성된다. 필터프레임(66)은 사각박스형태로 이루어지며, 후면, 상면 및 하면에 각각 4차 처리수가 유입되는 입수공(66a)이 형성되며, 전면에는 섬유상 여과막(67)에 의해 4차 처리수가 처리된 최종처리수가 배출유로(68)에 배출되기 위한 연결호스(66b)가 구비된다.

본 발명에서 섬유상 여과막(67)은 마이크로 필라멘트사로 이루어진 편성물로 이루어진 것으로서, 이러한 섬유상 여과막(67)은 본 출원인의 기 등록특허 10-1773013호에 개시된 마이크로 필라멘트사로 이루어진 편성물을 이용한 수처리용 여과막 및 이를 구비한 필터모듈이 적용될 수 있다. 이 수처리용 여과막 부재는 폴리아미드(Polyamide)계인 나이론(Nylon) 20~40중량% 및, 폴리에스터 (Polyester)60~80중량%의 원료 조성비를 갖고, 섬도 1.0~3.0 데니어(Denier) 굵기로 이루어진 필라멘트(Filament)사를 30~150가닥으로 합사하여 만든 원사를 편직하여 환편(Circular Knitting)의 제1편직물을 형성하고, 상기 제1편직물을 알칼리(Alkali)용액인 가성소다(NaOH)를 이용한 감량가공을 통해 각각의 상기 필라멘트사를 6~8가닥으로 분할시키고, 상기 필라멘트(Mono Filament)사를 0.1~0.5데니어(Denier)의 초극세사인 마이크로 필라멘트(Micro Filament)사로 변화시켜 미세공극이 형성된 제2편직물로 이루어진 진 것이며, 상기 제1편직물은 상기 원사를 고리(Loop)와 고리(Loop)가 연결하여 형성되는 니트편조직으로 편직함으로써 종.횡 중 어느 한쪽 방향의 신축성 및 탄성회복성이 부여되어 역세시 오염물의 탈리가 용이한 것으로 구성된 것이다. 아울러, 이 여과막 부재는 본 출원인의 기 등록특허 10-1773013호에 개시된 수처리용 여과막의 부수적인 특징을 모두 포함하도록 구성된 것이다.

본 발명의 여과장치(60)는 유량조정조(50)로부터 공급된 3차 처리수가 유입구(61a)를 통해 제1여과챔버(63a)의 상부로 유입되어 중력식으로 하향이동되면서 저회(bottom Ash)를 다공질 여재로 하는 제1필터유닛(64)에 의해 필터링되어 4차 처리수가 생성된다.

이후, 4차 처리수는 연결공간(63c)을 통해 제2여과챔버(63b)로 유입되고, 제2필터유닛(64)의 입수공(66a)을 통해 필터프레임(66) 내로 유입되어 마이크로 필라멘트사로 이루어진 편성물로 이루어진 수처리 여과막(67)을 통해 필터링되어 최종처리수가 생성되고, 최종처리수는 연결호스(66b)를 통해 배출유로(68)로 유입되고, 배수구(61b)를 거쳐 여과장치(60)로부터 배출되게 된다.

이처럼, 본 발명의 여과장치(60)는 다단여과구조로 3차처리수를 필터링하도록 석탄재 중 저회(bottom Ash)로 이루어진 다공성 여재를 포함하는 제1여과부(A)와, 제1여과부(A)를 통과한 4차처리수를 필터링하도록 마이크로 필라멘트사로 이루어진 편성물을 이용한 수처리용 여과막을 포함하는 제2차여과부(B)로 구성된 것으로서, 여과성능이 월등이 좋기 때문에 기존과 같이 응집제 약품을 사용하지 않더라도 여과율이 양호하기 때문에, 응집제 사용으로 인한 문제점들을 해결하면서도 양호한 여과율을 나타낼 수 있는 특징이 있다.

본 발명은 여과장치(60)를 통해 처리된 최종처리수가 방류수조(70)로 이송 저장되어, 방류수조(70)를 통해 외부에 방류되도록 구성할 수도 있고, 여과장치(60)에서 직접 외부로 최종처리수를 방류하도록 구성할 수도 있다.

본 발명의 여과장치(60)는 터널굴착폐수의 배출용량에 따라 증감설이 용이하도록 도 1에 도시된 바와 같이, 복수개로 구성되어 유량조정조(50)와 병렬로 연결되도록 구성할 수 있다.

즉, 터널굴착폐수의 처리용량에 따라 여과장치(60)의 수를 적절하게 설정하여, 유량조정조(50)에 병렬로 연결하도록 구성할 수 있다.

아울러, 터널굴착폐수의 배출용량에 따라 여과장치(60)의 증감설이 용이하도록 여과장치(60)의 처리용량을 다양한 용량으로 표준화하고, 터널굴착폐수의 배출용량에 따라 적절한 용량의 여과장치(60)를 선정하여 유량조정조(50)에 연결설치하도록 구성할 수 있음은 물론이다.

예를 들어, 할 수 있다. 여과장치(60)를 일일 처리용량 기준으로 100ton, 300ton, 500ton, 700ton 등으로 표준화하여 다양하게 모듈화하여 구비하고, 터널굴착현장의 상황 즉 터널굴착폐수의 배출용량에 따라 적절한 처리용량을 갖는 여과장치(60)를 유량조정조(50)에 연결설치함으로써, 터널굴착폐수 처리장치의 설비비 및 운영비용 등의 효율적으로 사용할 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 여과장치(60)는 터널굴착폐수 처리장치 용으로 사용하는 것에 한정되는 것은 아니며, 기타 오.탁수처리 시설 및 하천정화 여과시설에 확대 적용이 가능하다.

이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직할 실시 예와 관련하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물도 본 발명의 범주에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

10...시브스크린
11...침사지
20...토사수거수단
30...원형침사 분리기
40...슬러지수거수단
50...유량조정조
53...유량조절펌프
55...ph 계측센서
56...황산저장탱크
57...황산주입퍼프
58...제어부
60....여과장치
64...제1필터모듈
64a...다공질 여재
65...제2필터모듈
67...섬유상여과막
70...방류수조

Claims (9)

1. 터널굴착현장에서 배출되는 터널굴착폐수과 통과되어 사이즈가 큰 토사가 걸러지고 1차처리수가 하부로 배출되게 하며 경사지게 설치된 시브스크린;
   상기 시브스크린의 하부에 설치되어 상기 시브스크린으로부터 배출된 상기 1차처리수가 공급되고, 공급된 상기 1차처리수에서 물보다 비중이 큰 이물질이 가라앉히게 하여 2차처리수를 생성하는 침사지;
   상기 침사지로부터 2차처리수를 공급받아 이물질을 제거하여 3차처리수를 생성하는 원형침사 분리기;
   상기 원형침사 분리기로부터 상기 3차처리수를 공급받아 저장하며 설정된 유량을 배출시키는 유량조정조;
   상기 유량조정조로부터 상기 3차처리수를 공급받아 이물질을 제거하는 여과장치;를 포함하며,
   상기 여과장치는 다단여과구조로서, 상기 3차처리수를 필터링하도록 석탄재 중 저회(bottom Ash)로 이루어진 다공성 여재를 포함하는 제1여과부와, 상기 제1여과부를 통과한 4차처리수를 필터링하도록 마이크로 필라멘트사로 이루어진 편성물을 이용한 수처리용 여과막을 포함하는 제2차여과부로 구성된 것을 특징으로 하는 친환경 터널굴착폐수 처리장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   여과처리용량에 따른 증감설을 감안하여 상기 여과장치는 다양한 용량으로 표준화하여 가변적으로 상기 유량조정조에 복수개가 병렬로 연결되도록 구성하는 것을 친환경 터널굴착폐수 처리장치.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 시브스크린의 일측에 설치되어 상기 시브스크린로부터 떨어지는 분리된 토사를 수거하는 제1톤백;을 더 포함하며,
   상기 제1톤백으로 수거된 토사는 건조를 거쳐 성토제로 활용가능한 것을 특징으로 하는 친환경 터널굴착폐수 처리장치.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 제1톤백은 평직이 아닌 능직 혹은 주자직으로 직조하여 물이 자연스럽게 빠질 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 친환경 터널굴착폐수 처리장치.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 원형침사 분리기는,
   하부가 테이퍼진 원통형으로 이루어지며, 하단에 슬러지 배출구가 형성된 외통;
   상기 외통의 내측에 설치되며, 외주면에 다수의 통공이 형성되며, 상단 외측에 처리수가 배출되는 배출구가 형성된 내통;
   상기 내통의 외주면에 밀착되도록 설치되는 부직포로 이루어진 여과시트;
   상기 외통의 상단 내주면과 상기 내통의 상단 외주면 사이에 하향되는 스파이럴 형태로 설치되는 선회가이드부재;를 포함하며,
   상기 2차처리수가 상기 외통과 상기 내통 사이 공간으로 유입되어 상기 선회가이드부재에 안내되어 선회류가 형성되면서 상기 외통과 상기 내통 사이 공간의 하부로 이동하는 과정에서 상기 2차처리수가 상기 여과시트를 통과하여 필터링되어 상기 3차처리수는 상기 통공을 통과하여 상기 내통 내부로 유입되게 되며, 상기 2차처리수에 함유된 슬러지는 원심력에 의해 상기 외통 하부에 저장되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 친환경 터널굴착폐수 처리장치.
   
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 외통의 직경은 1,500mm~1,800mm로 이루어지고, 상기 내통의 직경은 1,300mm~1,600mm로 이루어지며,
   상기 여과시트는 토목용 부직포 200gr~500gr의 중량을 가진 원단으로 이루어진 것으로 특징으로 하는 친환경 터널굴착폐수 처리장치.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 다공성 여재는 상기 저회의 입도를 1mm~3mm와 3mm~5mm 두 종류의 것으로 다층구조로 형성하여 중력식 여과조로 형성되는 것을 특징으로 하는 친환경 터널굴착폐수 처리장치.
   
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 시브스크린의 공극 사이즈는 1.0mm ~ 3.0mm로 구성되는 것을 특징으로 하는 친환경 터널굴착폐수 처리장치.
   
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 유량조정조는 내부에 유입되어 저장된 상기 3차처리수의 ph를 측정하는 ph측정기를 구비하여,
   상기 ph측정기로부터 측정된 ph데이터에 따라 상기 유량조정조에 공급되는 황산의 양이 조절되어 상기 유량조정조 내의 상기 3차처리수가 중성을 나타내도록 하는 황산공급기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 터널굴착폐수 처리장치.

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