KR20230011821A - 토양정화를 위한 직천공 약품분사 시 발생되는 스컴 및 유류제거 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 토양정화를 위한 직천공 약품분사 시 발생되는 스컴 및 유류제거 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 시추공에 삽입되는 프로브를 통해 지중 오염토양으로 약액을 분사하는 토양정화 공법에서 상기 시추공으로부터 유출되는 스컴 및 유류를 여과 및 제거하기 위한 장치에 있어서, 중공이 구비된 원통형 여재로 구성되며, 저면이 시추공의 입구와 접하는 지면에 안치되도록 장착되고 상기 시추공에 삽입되는 프로브가 상기 중공을 관통하는 필터관부;를 포함하는 것이 특징이다.

Description

토양정화를 위한 직천공 약품분사 시 발생되는 스컴 및 유류제거 장치{Apparatus for removing scum and oil generated when direct boring chemicals are sprayed for soil purification}

본 발명은 토양정화를 위하여 지중으로 삽입된 프로브를 통해 약품 분사 시 천공으로부터 이송되는 스컴, 중금속 및 유류 등의 외부 유출을 방지할 수 있는 토양정화를 위한 직천공 약품분사 시 발생되는 스컴 및 유류제거 장치에 관한 것이다.

최근 전 세계적으로 인구증가 및 산업 발달로 발생되는 폐기물과 유해화학물질로 인하여 토양 및 지하수 오염의 심각성이 고조되어 개발사업으로 영향 받게 되는 토양환경에 대한 중요성이 대두되고 있다.

특히 지속적인 경제발전과 소득수준이 향상되면서 산업활동과 더불어 자동차 보급으로 인한 유류사용량이 크게 증가하였다. 이에 따라 주유소의 유류저장탱크, 화학물질을 저장하고 있는 산업시설의 지하저장탱크 등에서 비수용상액체(NAPLs)로 분류되는 유류 및 유해 화학물질의 유출로 인한 토양 및 지하수 오염 문제가 부각되고 있다.

또한, 2000년대부터 휴·폐광산이나 산업단지에서의 중금속 오염토양으로 인한 문제가 지속적으로 제기되면서 중금속 오염토양의 정화가 새로운 분야로 각광받고 있다. 중금속 오염토양은 취기나 색 변화가 전혀 없어 육안 확인이 불가능하다. 국내에서 대부분의 오염토양정화 사업은 주로 유류오염토양을 대상으로 시행되었으며, 중금속오염토양 정화사업은 극소수에 지나지 않는다.

이와 관련 대한민국 특허등록 제10-0998969호에서는 오염된 토양지층의 필요한 위치에 시추천공기를 설치하고 상기 시추천공기를 구동시켜 정화하고자 하는 깊이까지 시추공을 천공하고, 고압의 약액을 주입할 수 있는 장치를 천공된 시추공으로 삽입하여 오염이 발생한 부분에 초고압의 약액을 분사하도록 하는 기술을 제시하고 있다.

그러나 상술한 직천공 오염토양 정화 공법의 경우, 지중에서 시추공이 노출된 상태로 초고압의 약액이 주입됨에 따라 정화 과정 중 필연적으로 오염토양으로부터 발생되는 슬라임이 시추공을 통해 외부로 유출되는데, 이러한 슬라임에는 수분을 포함하는 일반적인 토양 성분뿐 아니라 오염토양의 특성상 입자성 스컴, 중금속 및 유류 성분 등이 함께 동반되어 유출됨으로써 2차 오염을 유발하게 되는 문제점이 있다.

이에 따라 외부로 유출된 슬라임을 수집하고 수집된 슬라임으로부터 스컴 및 유류 성분들을 분리 선별한 후 후처리를 실시해야 하기 때문에 그에 따른 전체 공정의 시간뿐 아니라 시공 비용이 상승하게 되는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허 제10-0998969호

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 안출된 것으로, 토양정화를 위하여 지중으로 삽입된 프로브를 통해 약품 분사 시 천공으로부터 이송되는 스컴, 중금속 및 유류 등의 외부 유출을 방지할 수 있는 토양정화를 위한 직천공 약품분사 시 발생되는 스컴 및 유류제거 장치를 제공함에 목적이 있다.

상술한 본 발명의 목적을 해결하기 위한 본 발명의 토양정화를 위한 직천공 약품분사 시 발생되는 스컴 및 유류제거 장치(이하 "본 발명의 장치"라 칭함)는, 시추공에 삽입되는 프로브를 통해 지중 오염토양으로 약액을 분사하는 토양정화 공법에서 상기 시추공으로부터 유출되는 스컴 및 유류를 여과 및 제거하기 위한 장치에 있어서, 중공이 구비된 원통형 여재로 구성되며, 저면이 시추공의 입구와 접하는 지면에 안치되도록 장착되고 상기 시추공에 삽입되는 프로브가 상기 중공을 관통하는 필터관부;를 포함하는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 중공의 내주연을 따라 선택된 일정 길이 구간에 장착되어 중공을 관통하는 상기 프로브의 외주연과 밀착되는 패킹관부;를 더 포함하는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 필터관부의 상단에 하나 이상 장착되는 인양손잡이;를 더 포함하는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 필터관부의 저면에 장착되어 상기 시추공의 지면에 밀착되고 중심부에 상기 필터관부의 중공과 연통하는 제 2중공이 형성되는 가스켓플랜지와, 상기 가스켓플랜지의 제 2중공에서 하부로 돌출되어 상기 시추공으로 삽입되는 삽입관을 포함하는 고정관부;를 더 포함하는 것이 특징이다.

이처럼 본 발명의 장치는, 지상에서 프로브의 본관에 기밀하게 장착된 상태로 시추공과 접하는 지면에 밀착되는 필터관부가 마련되어, 오염토양 정화 과정에서 프로브의 약품 분사에 따라 시추공으로부터 배출될 수 있는 입자성 스컴이나 중금속 또는 유류 성분들이 필터관부에 의해 여과 처리됨으로써, 토양에 대한 2차 오염을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한 지중의 오염토양으로부터 배출되는 슬라임에 있어 후처리가 요구되는 오염성분들을 분리 선별할 필요가 없으므로 직천공 약품분사를 이용한 토양 정화 공법에서 전체 공정이 간소화됨에 따라 결과적으로 시공 시간과 비용을 저감시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 장치의 시공 구조를 나타내는 측단면도.
도 2는 본 발명의 장치를 나타내는 사시도.
도 3은 본 발명의 장치를 나타내는 측단면도.
도 4는 본 발명의 장치의 작동상태를 나타내는 측단면도.

이하, 본 발명의 구성 및 작용을 첨부된 도면에 의거하여 좀 더 구체적으로 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명의 장치(10)는 토양 정화를 위하여 사전 시공된 시추공(20)의 상부 즉 지면상에 노출 설치되며, 시추공(20)에 인입되는 프로브(30)의 약액 분사과정에서 오염 토양으로부터 발생되는 입자성 스컴이나 중금속 또는 유류성분들이 시추공(20)을 통해 외부로 유출되는 것을 방지하도록 한다.

구체적으로 본 발명의 장치(10)는 도 1에 도시된 바와 같이 필터관부(100)와, 고정관부(200) 및 패킹관부(300)를 포함하여 구성된다.

상기 필터관부(100)는 중공(110)이 구비된 원통형의 여재로 구성되어, 상기 시추공(20)으로부터 이송되는 슬라임에 있어 여과 처리가 요구되는 입자성 스컴이나 중금속 또는 유류 성분들을 여과시켜 외부로 배출한다.

상기 필터관부(100)의 여재는 복수의 미세간극을 가지며 흡착성이 있는 물질로 이루어지는 것이 바람직한 바, 폴리비닐리덴클로라이드, 폴리프로필렌 또는 이들의 조합을 포함하는 물질로 이루어질 수 있고, 필라멘트 실 형태로 사용될 수 있다.

일 예로 상기 여재는 폴리비닐리덴클로라이드로 이루어진 필라멘트 실로 직조된 것일 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되지 않으며, 앞서 언급한 입자성 스컴, 중금속 및 유류 성분 등이 여과될 수 있는 소재를 갖는 것이라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하다.

이러한 여재에 의한 여과 공정이 장시간 진행되고 나면 필터관부(100)에 폐색이 발생할 수 있는데, 이 경우 도면에 도시된 바 없으나 공기 내지 세척수의 공급을 통한 역세척이 수행될 수 있다.

상기 필터관부(100)는 저면이 시추공(20)의 입구와 접하는 지면에 안치되도록 장착되고, 상기 시추공(20)에 프로브(30)가 삽입된 상태에서 상기 중공(110)을 상기 프로브(30)가 관통하도록 설치된다.

따라서 상기 필터관부(100)의 중공(110)은 상기 프로브(30)의 본관 직경보다 상대적으로 크거나 동일한 내경을 갖도록 구성됨이 바람직하다.

또한 본 발명의 장치(10)는 상기 필터관부(100)의 상단에 하나 이상 장착되는 인양손잡이(400)를 더 포함할 수 있다. 상기 인양손잡이(400)는 작업자가 용이하게 파지할 수 있는 통상의 손잡이 형태를 가질 수 있으며, 인양기기를 통한 인양을 고려하여 인양 고리나 인양홀 등이 외부에 노출되도록 구성될 수 있다.

한편 상기 고정관부(200)는 상기 필터관부(100)의 저면에 일체로 구성되어 필터관부(100)의 직립이 유지되게 함은 물론, 시추공(20)의 지면과 필터관부(100)의 저면 사이의 틈새를 통해 입자성 스컴이나 중금속 또는 유류 성분 등이 유출되지 않도록 하는 패킹부재로서의 기능을 수행한다.

도 3을 참조하면, 상기 고정관부(200)는 상기 필터관부(100)의 저면에 장착되어 상기 시추공(20)의 지면에 밀착되고 중심부에 상기 필터관부(100)의 중공(110)과 연통하는 제 2중공(211)이 형성되는 가스켓플랜지(210)와, 관 형상으로 상기 가스켓플랜지(210)의 제 2중공(211)에서 하부로 돌출되며 상기 시추공(20)으로 삽입되는 삽입관(220)을 포함한다.

즉 상기 고정관부(200)는 상기 삽입관(220)이 시추공(20)에 삽입되어 필터관부(100)의 직립과 안정적인 지면 안치를 도모하게 되는 것이며, 특히 상기 가스켓플랜지(210)의 경우 시추공(20)의 지면 둘레와 상기 필터관부(100)의 저면 사이에 마련됨으로써 시추공(20)으로부터 이송되는 스컴, 중금속 및 유류 성분을 포함하는 슬라임의 외부 유출없이 중공(110)으로 유입되도록 유도하게 되는 것이다.

상기 패킹관부(300)는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 중공(20)의 내주연을 따라 선택된 일정 길이 구간에 장착되어, 중공(110)을 관통하는 상기 프로브(30)의 외주연과 밀착되게 한다.

일 예로 상기 패킹관부(300)는 중공(110)의 내주연 상단에 장착되는 것이 바람직한 바, 상기 중공(110)을 관통하는 프로브(30)의 약액 분사 과정에서 프로브(30)에 대한 흔들림을 제어하면서, 패킹재로서 중공(110)을 통해 슬라임의 외부 유출을 방지토록 한다.

도 4는 본 발명의 장치(10)가 적용된 상태에서 오염토양의 정화 과정이 수행될 경우 스컴, 중금속 및 유류 성분 등이 제거되는 것을 도시한 도면이다.

먼저 사전 조사를 통해 정화대상 토양이 특정되면, 시추설비를 이용하여 지중의 설정된 심도까지 시추공(20)을 시공한 후, 프로브(30)를 시공된 시추공(20)에 삽입 및 고정하는 과정을 수행한다.

이때 상기 설정된 심도는 상기 프로브(30)를 지중에 삽입함에 있어 계획된 총 계획 심도 중 하나의 부분 공정을 수행하기 위한 단위 심도일 수 있으며, 예를 들면 각 설정된 심도는 1M 단위일 수 있다.

상기 프로브(30)이 계획 심도에 삽입 및 고정된 상태에서 본 발명의 장치를 지상에 노출된 프로브(30) 부분에 설치한다.

즉, 지상에서 인양손잡이(400)를 이용한 인양 과정을 통해 상기 필터관부(100)의 중공(110)이 상기 프로브(30)의 상단으로부터 이격되게 위치시킨 후, 상기 필터관부(100)을 하강시켜 상기 프로브(30)의 노출된 본관에 필터관부(100)의 중공(100)이 관통되게 하면서, 고정관부(200)의 삽입관(220)이 시추공(20)에 삽입되게 함으로써 상기 필터관부(100)가 지면에 안치 및 고정될 수 있도록 한다.

한편 상기 프로브(30)는 도면에 도시된 바 없으나 오염토양을 정화하기 위한 약액이 분사될 수 있는 복수의 분출구가 구비되어 있으며, 계획 심도에서 프로브(30)를 작동시켜 약액을 분사한다.

이러한 약액 분사 과정을 통해 해당 계획 심도에 대한 토양 정화가 수행되는데, 이 과정에서는 프로브(30)의 분사압 등에 의하여 오염토양으로부터 스컴, 중금속 및 유류 성분 등을 포함하는 슬라임이 발생하게 되고 이러한 슬라임은 시추공(20)을 통해 지상방향으로 이송하게 된다.

본 발명의 장치(10)는 도 4에 도시된 바와 같이 지상에서 프로브(30)의 본관에 기밀하게 장착된 상태로 시추공(20)과 접하는 지면에 밀착되어 있으므로, 상기 시추공(20)을 통해 이송되는 슬라임이 고정관부(200)의 제 2중공(211)을 통해 필터관부(100)의 중공(100)으로 유입될 수 있으며, 유입된 슬라임은 필터관부(100)의 여재를 통과하여 외부로 배출되는 과정에서 입자성 스컴이나 중금속 또는 유류 성분 등을 여과시키게 됨으로써 결과적으로 입자성 스컴이나 중금속 또는 유류 성분이 제거된 상태의 슬라임만이 외부로 배출되는 것이다.

이처럼 본 발명의 장치(10)는 필터관부(100)에 의한 여과를 통하여 슬라임에 포함되는 입자성 스컴이나 중금속 또는 유류 성분이 제거될 수 있는 바, 지중의 오염토양으로부터 배출되는 슬라임에 있어 후처리가 요구되는 오염성분들을 분리할 필요가 없으므로 직천공 약품분사를 이용한 토양 정화 공법에서 전체 공정이 간소화됨에 따라 결과적으로 시공 시간과 비용을 저감시킬 수 있게 된다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정해져야만 할 것이다.

10 : 본 발명의 장치 20 : 시추공
30 : 프로브
100 : 필터관부 110 : 중공
200 : 고정관부 210 : 가스켓플랜지
211 : 제 2중공 220 : 삽입관
300 : 패킹관부 400 : 인양손잡이

Claims (4)

1. 시추공에 삽입되는 프로브를 통해 지중 오염토양으로 약액을 분사하는 토양정화 공법에서 상기 시추공으로부터 유출되는 스컴 및 유류를 여과 및 제거하기 위한 장치에 있어서,
   중공이 구비된 원통형 여재로 구성되며, 저면이 시추공의 입구와 접하는 지면에 안치되도록 장착되고 상기 시추공에 삽입되는 프로브가 상기 중공을 관통하는 필터관부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 토양정화를 위한 직천공 약품분사 시 발생되는 스컴 및 유류제거 장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 중공의 내주연을 따라 선택된 일정 길이 구간에 장착되어 중공을 관통하는 상기 프로브의 외주연과 밀착되는 패킹관부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 토양정화를 위한 직천공 약품분사 시 발생되는 스컴 및 유류제거 장치.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 필터관부의 상단에 하나 이상 장착되는 인양손잡이;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 토양정화를 위한 직천공 약품분사 시 발생되는 스컴 및 유류제거 장치.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 필터관부의 저면에 장착되어 상기 시추공의 지면에 밀착되고 중심부에 상기 필터관부의 중공과 연통하는 제 2중공이 형성되는 가스켓플랜지와, 상기 가스켓플랜지의 제 2중공에서 하부로 돌출되어 상기 시추공으로 삽입되는 삽입관을 포함하는 고정관부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 토양정화를 위한 직천공 약품분사 시 발생되는 스컴 및 유류제거 장치.

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