KR20240107828A - 오염 준설토 정화를 위한 모듈형 세척 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 오염 준설토 정화를 위한 모듈형 세척장치는 투입되는 오염 준설토를 세척 및 선별하는 투입선별부 및 상기 투입선별부에서 배출되는 상기 오염준설토를 일정 기울기를 가지며 상승하도록 상기 오염준설토를 이동시키면서, 상슬하는 상기 오염준설토에 상기 나노버블을 주입한 물을 분사하여 선별스크린을 통과시켜, 상기 오염준설토 중에서 입경이 10mm 이상을 가지는 오염물은 상방을 이동시키고, 입경이 10mm 이하인 자갈 및 준설토는 하방으로 이동시켜 상기 10mm 이하의 자갈 및 준설토를 저장조에 저장하는 협잡물 제거부를 포함한다.

Description

오염 준설토 정화를 위한 모듈형 세척 장치{Modular type soil washing apparatus for contaminated dredged soil remediation}

본 발명은 오염 준설토 정화를 위한 모듈형 세척 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 투입된 오염 준설토에 대해, 모듈화된 복수의 구성을 이용하여 협잡물제거, 선별, 이송, 세척, 분급 등의 과정이 연속적으로 이루어지도록 함으로써, 효과적으로 오염 준설토에 포함된 미세한 입자의 이물질이나 오염물질을 제거, 세정 효율을 향상시킬 수 있는 오염 준설토 정화를 위한 모듈형 세척 장치에 관한 것이다.

준설토에는 하천 및 해양의 수계내 오염물질과의 결합 또는, 오염퇴적물의 퇴적 등에 의하여 오염되며, 이는 수생태계에 매우 심각한 위협이 될 수 있을 뿐만 아니라, 준설토의 건강한 재활용을 불가능하게 하므로, 이른 시간에 정화될 필요가 있다.

준설토 오염은 주로 공장폐수 등의 무단 하천방류 또는 누출사고로 인하여 발생하고, 그 밖에도 장기간 산업활동 과정에서 방치된 지상 오염물질의 하천, 해양 확산에 의해 이루어진다.

이러한 발생요인에 의해 나타난 오염 준설토는 단일 종의 화합물보다는, 여러 종류의 화학 종에 의해 발생되며, 대표적인 복합 오염은 유류와 중금속의 형태로써 대부분의 산업활동 지역에서 발생하고 있다.

한편, 오염된 준설토를 복원하기 위한 방법으로는 토양 세척 등의 오염 준설토 정화공법과 유사하고, 오염 준설토 정화공법 중에서 비교적 신속히 복원할 수 있는 것은 토양 세척방법이다.

그러나, 토양오염과 다른 점은 수계에 영향을 미치고, 하천의 형태와 흐름특성과 관련이 있으며, 특히 이물질 및 미세립자 함유율이 높기 때문에, 적정한 전후처리가 요구된다.

오염된 토양의 세척방법은 물 또는 적절한 세척제(유기물: 계면활성제, 무기물: 무기산 또는 유기산)를 사용하여 토양입자에 결합된 유해성 유기오염물질이 소수성 결합으로 존재 오염물질을 분리 또는 용해시키거나, 중금속 등 무기오염물질이 흡착, 공침 등에 의하여 토양표면에 존재하는 오염물질을 용해 또는 박리시켜 분리/제거하는 방법이다.

그러나, 전술된 내용의 세척은 투입, 선별, 용출, 중화, 수처리, 슬러지 탈수의 과정을 순차적으로 거치며, 선별과 용출의 과정에서는 고액비 1:3 이상이 수반되기 때문에, 수처리 설비가 과다해지며, 특히 일정농도 이상의 오염이 존재하는 경우 물 만으로는 제거 효율이 낮아서 세척용제로 오염 준설준설토를 반응시킴에 따라 30분의 교반시간이 요구되어 연속식 처리에 한계점과 과도한 약품비가 발생할 뿐만 아니라, 약품에 의하여 영향 받은 준설토를 중화시키기 위한 비용이 수반되는 단점이 있고, 강력한 세척용제가 적용됨에 따라 토양건강성을 훼손하여 식물생장에 영향을 주는 단점이 있다.

반면, 오염물질의 분리 및 제거를 위하여 물 만을 적용하는 경우, 상기와 동일하게 고액비 1:3 이상이 수반되어 수처리 설비는 과다해지며, 일정농도 이상의 오염이 존재하면 정화효율을 기대하기가 어렵고, 특히 유기오염물과 무기오염물이 동시에 존재하는 경우에는, 상이한 세척용제를 적용함에 따라 동시 적용의 한계가 있는 단점이 있으며, 특히, 이물질 및 미세립자 함유율이 높은 오염준설토에 적용하기 위해서는 이에 대한 대책기술이 요구된다.

본 발명의 목적은, 진동호퍼로 투입된 오염 준설토양에 대해 모듈화된 복수의 구성을 이용하여 투입, 협잡물제거, 선별토 이송, 해쇄/세척, 분급, 탈수배출 의 과정이 연속적으로 이루어지도록 함으로써, 이물질이나 오염물질 제거에 따른 세정 효율을 향상시키는 한편, 오염 준설토양과 물의 비율을 1:2미만으로 적용하여 중화가 필요없는 수준의 세척용제 또는 물 만을 세척액으로 사용, 약품 사용량, 폐액처리 및 수처리 용량을 감소화시킴과 함께, 토양 건강성에 문제가 없는 물리적 처리기술을 제공하는 오염 준설토 정화를 위한 모듈형 세척 장치를 제공함에 있다.

본 발명에 따른 오염 준설토 정화를 위한 모듈형 세척장치는 투입되는 오염 준설토를 세척 및 선별하는 투입선별부; 및

상기 투입선별부에서 배출되는 상기 오염준설토를 일정 기울기를 가지며 상승하도록 상기 오염준설토를 이동시키면서, 상슬하는 상기 오염준설토에 상기 나노버블을 주입한 물을 분사하여 선별스크린을 통과시켜, 상기 오염준설토 중에서 입경이 10mm 이상을 가지는 오염물은 상방을 이동시키고, 입경이 10mm 이하인 자갈 및 준설토는 하방으로 이동시켜 상기 10mm 이하의 자갈 및 준설토를 저장조에 저장하는 협잡물 제거부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 협잡물 제거부에 배출되어 상기 저장조로 이동된 상기 오염 준설토를 세척하는 세척부;상기 세척부에서 배출되는 오염 준설토를 교반, 오염 준설토로부터 박리된 오염 물질과 정화토를 분리시키고, 정화토만이 선택적으로 배출되게 하는 오염 준설토 분급부; 및 상기 오염 준설토 분리부에서 배출되는 정화토를 배출 경로를 따라 이송시키는 배출부;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 오염 준설토 분급부는, 상기 세척부에서 배출되는 오염 준설토가 유입되며, 내부에 교반기를 포함하고, 미리 설정된 구간 이상의 입도를 가지는 오염 준설토를 배출시키는 토양 침강부재, 상기 토양 침강부재의 일측에 연결되며, 상기 토양 침강부재로 유입되는 오염 준설토에 포함된 폐수를 배출시키는 폐수 배출부재 및 상기 토양 침강부재의 타측에 연결되며, 상기 토양 침강부재의 오염 기체를 흡입하여 배출되도록 하는 오염가스 배출부재;를 구비하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 세척된 상기 오염 준설토가 배출되면 상기 오염 준설토에 포함된 수분을 제거 하여 미세오염입자를 추가적으로 제거하기 위한 탈수배출부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 탈수배출부는, 세척된 상기 오염 준설토가 유입되는 본체, 상기 본체의 하부에 설치되어 세척된 상기 오염 준설토의 미세입자를 제거하는 우레탄 스크린 및 상기 세척된 상기 오염 준설토에서 제거된 상기 미세입자가 포함된 오염물을 저장하는 폐수저장조를 포함할 수 있다.

또한, 상기 탈수배출부는 상기 오염토 분급부에서 배출되는 정화된 토양과 소량의 폐수중, 소량의 폐수를 탈수시키는 스크린을 구비한 탈수진동체를 구비하고, 탈수진동체 하부에 모인 소량의 폐수를 후단 수처리장치로 보내기 위하여 임시 저장하는 저장조를 구비할 수 있다.

본 발명은, 진동호퍼로 투입된 오염 준설토양에 대해 모듈화된 복수의 구성을 이용하여 투입, 협잡물 제거, 이송, 세척, 분급, 탈수배출 등의 과정이 연속적으로 이루어지도록 함으로써, 이물질이나 오염물질 제거에 따른 세정 효율을 향상시키는 한편, 오염 준설토양과 물의 비율을 1:2미만으로 적용하고, 중화가 필요없는 수준의 세척용제 또는 물 만을 세척액으로 사용, 약품 사용량, 폐액처리 및 수처리 용량을 감소화시킴과 함께, 준설토 건강성에 문제가 없는 물리적 처리기술을 제공하는 효과를 갖는다.

그리고, 본 발명은 복수의 구성이 하나의 장치로 모듈화되기 때문에, 설비의 간소화가 가능하고, 그에 따라 이동식으로 간편하게 사용할 수 있으며, 필요 시에 모듈화된 장치에 선택적으로 자력선별, 부유선별 등의 추가설비를 간단하게 적용할 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 협잡물제거, 이송, 세척과정에서 공정수로 나노버블수를 적용하여 나노버블의 붕괴시 발생하는 에너지를 이용하여 오염 준설토양 표면에 존재하는 오염물질의 사전박리를 유도한다.

또한, 본 발명은 고속 고압수류가 직경변화구간을 통과하는 동안 전단력과 감압에 의한 공동기포(캐비테이션버블) 발생 및 붕괴과정에서 발생되는 쇽에너지를 통해 오염 물질에 대한 1 차적 박리가 이루어지게 함과 동시에, 점진적인 직경확대에 따라 압력해제에 따라 발생되는 난류에 의하여 오염 토양간 충돌에 의하여 오염 준설토의 표면으로 가해지는 충격으로 2 차적 박리가 이루어지게 하고, 최종 플랜지 표면에 오염 준설토양이 충돌하면서 3차적 박리가 이루어지게 함으로써, 단순한 물리적 처리과정 만을 통해 효과적인 박리가 이루어지게 할 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 고속고압의 수류가 급격한 직경변화구간을 통과하는 과정에서 액압의 감소로 공동기포가 발생, 붕괴되는 과정에서 나오는 쇽에너지를 이용하여 오염 준설토 표면의 오염물질에 대한 박리가 이루어도록 하고, 이후 직경변화로 압력이 해제되면서 발생하는 난류에 의하여 오염 준설토 입자간 충돌을 유도하여 입자간 충돌력으로 2차적으로 박리를 이루어지게 하며, 최종 말단의 충돌부재에 부딪히면서 발생하는 충돌력으로 3차적으로 박리가 이루어지게 함으로써, 단순한 물리적 처리과정 만을 통해 효과적인 박리가 이루어지게 할 수 있는 효과를 갖는다.

그에 따라, 본 발명은 오염 물질의 종류 및 특성에 구애 받지 않으며 폭넓은 처리가 가능하여 장치 적용의 범용성을 확대할 수 있고, 별도 화학약품을 사용하지 않고 순수 물을 통해서만 오염 물질의 제거가 가능할 수 있기 때문에, 세척수를 손쉽게 재이용할 수 있어 경제적인 처리가 가능할 수 있는 효과를 갖는다.

도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 오염 준설토 정화를 위한 모듈형 세척장치에 대한 전체 구성을 보여주는 도면이다.
도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 오염 준설토 정화를 위한 모듈형 세척 장치에 대한 투입부를 보여주는 도면이다.
도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 오염 준설토 정화를 위한 모듈형 세척장치에 대한 협잡물 제거부를 보여주는 도면이다.
도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 오염 준설토 정화를 위한 모듈형 세척장치에 대한 선별토 이송부를 보여주는 도면이다.
도 5 는 본 발명의 실시예에 따른 오염 준설토 정화를 위한 모듈형 세척장치에 대한 세척부를 보여주는 도면이다.
도 6 은 본 발명의 실시예에 따른 오염 준설토 정화를 위한 모듈형 세척장치에 대한 세척부의 오염 물질 박리 원리를 보여주는 도면이다.
도 7 은 본 발명의 실시예에 따른 오염 준설토 정화를 위한 모듈형 세척 장치에 대한 준설토 분급부를 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 오염 준설토 정화를 위한 모듈형 세척장치에 대한 자력선별부를 보여주는 도면이다.
도 9 는 본 발명의 실시예에 따른 오염 준설토 정화를 위한 모듈형 세척 장치에 대한 탈수 배출부를 보여주는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술 되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다.

그러나, 본 발명은 이하에 개시되는 실시 예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 오염 준설토 정화를 위한 모듈형 세척장치에 대한 전체 구성을 보여주는 도면이고, 도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 오염 준설토 정화를 위한 모듈형 세척 장치에 대한 투입부를 보여주는 도면이며, 도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 오염 준설토 정화를 위한 모듈형 세척장치에 대한 협잡물 제거부를 보여주는 도면이다.

그리고, 도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 오염 준설토 정화를 위한 모듈형 세척장치에 대한 선별토 이송부를 보여주는 도면이고, 도 5 는 본 발명의 실시예에 따른 오염 준설토 정화를 위한 모듈형 세척장치에 대한 세척부를 보여주는 도면이고, 도 6 은 본 발명의 실시예에 따른 오염 준설토 정화를 위한 모듈형 세척장치에 대한 세척부의 오염 물질 박리 원리를 보여주는 도면이다.

또한, 도 7 은 본 발명의 실시예에 따른 오염 준설토 정화를 위한 모듈형 세척 장치에 대한 오염 준설토 분급부를 보여주는 도면이며, 도 8 은 본 발명의 실시예에 따른 오염 준설토 정화를 위한 모듈형 세척 장치에 대한 자력선별부를 보여주는 도면이며, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 오염 준설토 정화를 위한 모듈형 세척장치에 대한 탈수 배출부를 보여주는 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 오염 준설토 정화를 위한 모듈형 세척 장치는 투입부(100), 협잡물 제거부(200), 선별토이송부(300), 세척부(400), 준설토분급부(500), 자력선별부(600), 탈수배출부(700)를 포함한다.

또한, 오염 준설토 정화를 위한 모듈형 세척 장치에서 분사되는 물이나, 고압수로 사용되는 물은, 나노버블 장치에서 유입될 수 있다. 이때, 나노버블 장치는 물에 나노버블을 형성시킴으로써, 물에 미세한 버블들이 토양의 표면에 접촉될 수 있어, 토양에 부착되는 미세한 이물질까지 제거할 수 있다.

본 실시예에 따른 오염 준설토 정화를 위한 모듈형 세척장치는 상기와 같은 복수의 구성이 하나의 장치로 모듈화되기 때문에, 설비의 간소화가 가능하고, 그에 따라 이동식으로 간편하게 사용할 뿐만 아니라, 필요 시에 상기와 같은 모듈화된 복수의 구성들 중, 투입선별부(100)는 투입되는 오염 준설토를 세척 및 선별한다. 모듈화된 장치에 선택적으로 나노버블수 생성장치, 고압수 분사장치 등의 추가설비를 간단하게 적용할 수 있다.

이를 위해, 투입부(100)는 도 2에 도시된 바와 같이, 진동호퍼(110), 벨트컨베이어(120)를 구비한다. 먼저, 진동호퍼(110)는 오염 준설토의 투입 경로를 형성하며, 상부에서 하부로 갈수록 좁아지는 형상으로 형성되며, 이러한 구조에 의해 포크레인 등을 이용한 오염 준설토의 투입 시 유리하게 작용할 수 있다. 본체(120)는 진동호퍼(110)의 출측과 연결되며, 상기와 같은 형상의 진동호퍼(110)를 통해 투입된 오염 준설토가 경사면을 따라 이동하면서 선별되도록 일단부가 타단부 보다 높게 배치된다.

벨트컨베이어(120)는 진동호퍼(100) 하부 배출구와 직접 연결되어 진동호퍼에 투입된 준설토의 투입시 정량으로 투입할 수 있도록 작용할 수 있다.

본 실시예에 따른 투입부(100)는 전술된 구성과 함께, 도 2에 도시된 바와 같이 자력부재(130)를 더 구비할 수 있다.

자력부재(130)는 경사를 가지는 벨트컨베이어(120)의 타단부에 설치되며, 오염 준설토에 잔류하는 포함될 수 있는 나사, 못 등 철성분으로 구성된 이물질을 제거할 수 있다.

즉, 자력부재(130)는 벨트컨베이어(120)를 통해 정량 이송하는 오염 준설토에 대해, 후단의 설비계통에 이물질 유입으로 인한 고장을 방지하기 위한 것으로서, 선별된 일정 입경 이하의 오염 준설토가 협잡물 제거부(200)로 배출되기 이전에, 자성체를 이용하여 못, 볼트, 너트 등의 철물을 제거함으로써, 오염 준설토의 추가 선별이 이루어지도록 후단의 설비 고장 및 막힘을 방지한다.

또한, 협잡물 제거부(200)는 도 3에 도시된 바와 같이 협잡물제거 본체(210), bar screen(211), 저장조(220)로 구성된다. 또한, 협잡물 제거부(200)에는 나노버블 분사부재(230) 및 나노버블 발생장치(240)이 설치됨으로써, 협잡물 제거와 동시에 나노버블을 포함하는 물을 주입할 수 있어, 협잡물 제거부(200)에서 후단의 선별토 이송부를 통과하는 오염 준설토에 존재하는 오염물질을 준설토 표면으로 부터 사전 박리할 수 있다.

또한, 협잡물 제거 본체(210) 상단에는 10mm 간격의 bar가 설치되어 있고 선별스크린(130)은 본체(120) 내부에서 소정의 길이를 가지도록 설치되며, 본체(210)로 투입되는 오염 준설토 중 일정 입경 이상, 일례로 10mm이상의 이물질 및 돌(자갈) 등은 외부로 배출시키고, 일정 입경 이하의 자갈 및 준설토를 선별하여 낮게 배치된 타단부로 배출시키고, 배출된 자갈 및 준설토는 저장조에 저장된 이후, 선별된 일정 입경 이하의 자갈 및 준설토만이 토양의 세척복원을 위한 후공정에 전달될 수 있도록 구성된다.

나노버블 분사부재(230)는 협잡물제거 본체(210)의 상면을 향하도록 복수로 구비되는 한편, 이동하는 오염 준설토에 나노버블수 등의 물을 분사한다.

또한, 나노버블 분사부재(230)는 나노버블수를 주입시켜 나노버블의 붕괴시 발생하는 에너지에 의하여 오염물질 표면의 오염물질을 사전 박리시키는 나노버블 발생장치(240)와 연결되어 나노버블 분사부재(230)에 의해 분사될 수 있다.

또한, 나노버블 분사부재(230)는 별도의 유량계(미도시)가 설치될 수 있으며, 그에 따라 오염 준설토를 향하여 분사되는 세척수의 유량을 측정하고, 선별효과를 확보할 수 있는 최소의 유량수치만큼 선택적으로 조절될 수 있다.

또한, 나노버블 분사부재(240)는 오염 준설토의 양의 2배 미만의 비율로 나노버블을 포함하는 세척수가 분사될 수 있다.

나노버블 분사부재(240)는 설정된 분사량에 해당하도록 바스크린(211)으로 나노버블을 포함하는 물(세척수)을 분사하는데, 더 바람직하게는 본체(210)로 투입되는 오염 준설토의 양과 동일한, 즉 오염 준설토와 1:2 미만의 비율로 물이 분사되도록 한다

만일, 오염 준설토의 박리를 위해 물이 아닌 강한 산성의 세척제를 사용하게 되면, 산과 오염물질의 반응시간이 필요할 뿐만 아니라, 이러한 산의 성분을 중화시키기 위하여 투입되어야 할 추가의 약제, 물 등의 양도 많아져야 한다.

그에 따라, 종래의 경우에는 버려지는 폐수의 양 또한 많아지게 되는데, 본 실시예에서는 리를 위해 물 만을 사용하기 때문에, 배출되는 물을 재사용할 수도 있고, 이때의 오염 준설토와 함께 투입되는 물의 양도 오염 준설토와 동일 비율로 투입되므로, 결과적으로는 박리에 사용되고 난 폐수도 줄일 수 있다.

수직분사부재(141)는 복수 개가 서로 이격되어 설치될 수 있고, 선별스크린(130)의 상방에서 하방으로 물을 분사할 수 있다. 이때, 물은 나노버블을 포함하는 물일 수 있다. 이를 통해, 본체(120)의 내측으로 유입되어 선별스크린(130)을 통과하는 이물질 등과 함께 혼합되어 있는 토양이 선별스크린을 통과하여 이송 스크류 부재로 배출한다.

한편, 바스크린(211)의 일측에 유입된 오염 준설토는 바스크린에 구비된 스크래퍼에 의하여 경사를 가진 타측으로 이동하게 되며, 이 과정에서 10mm 이상의 이물질은 경사 후단의 타측으로 배출되고, 바스크린(211)을 통과한 10mm이하의 선별된 자갈 및 준설토는 본체(210)의 하부의 저장조(220)의 일측에 연결된 이송 스크류(320)를 통하여 세척부(400)로 유입된다.

또한, 본체(210)에는 진동부재가 부착되어 진동을 발생시키는 것으로, 도면에 도시되지는 않았으나, 모터, 진동발생장치 등을 포함하여 구성될 수 있다.

진동부재는 모터 구동력을 전달받은 진동발생장치에서 회전운동을 요동 운동으로 변환시킴으로써, 본체(210)에 진동이 전가되도록 구성되는 것으로, 이러한 회전운동을 요동 운동으로 변환하는 진동발생장치의 원래는 종래의 다양한 기술이 적용 가능한 바, 그 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

이송부(300)는 협잡물제거부(200)에서 배출되는 10mm 이하로 선별된 오염 준설토를 이송시키기 위한 것으로, 오염 준설토 투입구(311) 및 오염 준설토 배출구(312)를 구비하고, 오염 준설토 투입구(311)로 배출된 협잡물제거부(200) 상의 오염 준설토가 스크류컨베이어(310) 내부에 구비된 스크류오거(320) 동작에 의해 오염 준설토를 사전 박리하며 오염 준설토 배출구(312)로 이송시켜 이후 세척부(400)로 투입될 수 있도록 한다.

이러한 이송부(300)는 투입선별부(100)를 통해 오염 준설토와 물이 1:2 미만의 비율로 혼합된 상태에서, 이송 스크류(210)의 회전 동작을 통해 대략 45 도 경사에서 누수 없이 세척부(400)로의 이송이 가능하며, 특히 이송 스크류(320)를 통해 이동하는 과정에서 오염 준설토에 포함된 오염 물질을 계속해서 박리하고, 용해 제거를 유도하여 세척부(400)에 의한 세척 이전에 전처리가 이루어지도록 한다.

이때 나노버블은 토양표면의 오염물질 박리효과를 증진시킴으로서 전처리로서의 사전박리 효과를 높인다.

즉, 세척부(400)로 진입하기 전에 오염 준설토와 나노버블을 포함하고 있는 물을 혼합하여 나노버블이 오염 준설토를 1차적으로 세척함과 동시에 세척부(400)로 이동시킬 수 있다.

세척부(400)는 이동 경로를 따라 이송되어 호퍼(451)와 하부에 연결된 세척유입구(450)로 투입되는 오염 준설토를 향해 나노버블을 포함하고 있는 고압수를 분사하고, 오염 준설토에 대한 오염 물질의 박리가 이루어지게 한다. 예를 들어, 세척부본체(410)는 이젝터일 수 있다.

세척부(400)는 도 5에 도시된 바와 같이, 길이 방향을 따르며 표면박리구간(A), 1차충돌구간(B) 및 2차충돌구간(C)이 구비된다.

호퍼(451)는 투입부(100) 및 이송부(200)를 통해 오염 준설토와 물이 1:2 미만의 비율로 함께 투입된다.

여기서, 호퍼(451)를 통해 투입된 오염 준설토는 분사장치(440)를 통해 나노버블을 포함하는 고압수가 분사되어 오염 물질의 박리가 이루어지게 된다.

여기서, 분사장치(440)를 통해 고압으로 분사되는 물은 토양의 버퍼능력 이내의 저농도 산이나 물만을 사용하고 특히 나노버블이 포함되도록 하는 것이 바람직 하다.

이는, 종래와 같이 별도의 박리를 위한 세척제를 포함하는 유체가 아닌, 일반적인 나노버블이 포함된 물이 박리를 위해 사용되도록 함으로써, 추후에 오염 물질 분리 공정 시 물(세척수)의 재사용이 경제적이고 용이하게 할 있도록 하기 위함이다.

한편, 박리부(420)는 도 5에 도시된 바와 같이, 오염 준설토에 대한 이동 경로를 형성하고, 고압수에 의해 오염 물질이 일부 탈리 박리된 상태에서, 물과 함께 이동하는 오염 준설토에 대한 유속이 증가되도록 마련된다.

박리부(420)는 고속고압의 수류가 급격한 단면감소 구간을 통과할 때 액압이 감소하는 구조를 가짐에 따라 발생하는 공동기포를 이용, 고압수분사장치(440)와 함께 오염 준설토에 점착된 오염 물질에 대한 연속적이 박리가 이루어지도록 한다.

이를 위해, 박리부(440)는 길이 방향을 따르며 표면박리구간(A), 1차충돌구간(B) 및 2차충돌구간 2차충돌구간(C)이 구비되어 형성된다.

먼저, 표면박리구간(A)은 오염 준설토에 대한 유속 증가를 위해 입측으로부터 직경이 급격히 축소되도록 형성되며, 오염 준설토에 대해 전단응력 및 수직응력을 발생시켜 오염 물질의 박리가 이루어지도록 한다.

즉, 표면박리구간 (A)에서는 물과 함께 오염 준설토가 이동함에 있어 그 직경이 작도록 형성되기 때문에, 이동하는 오염 준설토에 작용하는 압력은 높아지고, 유체의 압력은 낮아지고 유속은 빨라지게 되는데, 이때 오염 준설토를 향하여 고압수가 분사되게 되면, 고압수내 용존산소가 압력이 낮아짐에 따라 공동 기포 일 수 있는 버블이 생성되었다가 순간적으로 붕괴되면서 쇽에너지를 발생시키고, 이로 인하여 오염 준설토양 표면의 오염물질이 박리된다.

또한 도 5에 도시된 바와 같이 전단응력 및 수직응력과 함께 마쇄(attrition), 해쇄(disintegration)의 효과 또한 발생되어 오염 준설토에 점착된 오염 물질에 대한 박리가 이루어지게 할 수 있다.

1차 충돌구간(B)은 공동기포가 발생되지 않고, 압력의 변화에 의해, 난류가 형성되어 오염 준설토 입자간의 충돌을 발생시켜 입자간에 부착된 오염물질을 박리시킬 수 있다.

그리고, 2차충돌구간(C)를 통과한 이후, 단부에 형성된 충돌부재(320)와의 충돌로 인하여 2차로 오염 물질의 박리가 이루어지게 한다.

또한, 2차충돌구간(C)에는 휘발된 오염 물질은 외부로 배출되고, 오염 물질이 제거된 오염 준설토는 준설토 분급부(500)로 배출되게 된다.

이를 위해, 세척부(400)는 포집구(470) 및 세척배출구(480)를 구비한다.

포집구(470)는 2차충돌구간(C)의 출측 상부에 형성되며, 공동기포의 붕괴에 의하여 오염물질이 박리되면 발생된, 오염물질이 휘발성 오염물질인 경우, 오염이 박리되는 과정에서 발생 가능하고, 휘발되어 증기화된 오염가스의 포집을 위하여 포집경로를 형성할 수 있다.

또한, 세척배출구(480)는 2차충돌구간(C)의 출측 하부에 형성되며, 오염 준설토가 배출되게 배출 경로를 형성한다.

이와 같이, 세척배출구(480)를 통해 배출된 세척 슬러리는 입자의 크기에 따라 분별하여 정화토로 정화될 수 있도록 준설토 분급부(480)로 이동하게 된다.

한편, 준설토 분급부(500)는 세척부(400)에서 배출되는 오염 준설토로부터 박리된 오염 물질과 미세립자를 함유한 폐수와 정화토를 분리시키고, 배출부(550)를 향해 정화토만이 선택적으로 배출되게 한다.

이를 위해, 준설토 분급부(500)는 도 7에 도시된 바와 같이, 토양 침강부재(510), 폐수 배출부재(520) 및 토양침강 가이드 부재(530)를 구비한다.

토양 침강부재(510)는 세척부(300)에서 배출된 오염 물질의 박리가 이루어진 오염 준설토가 유입되며, 미리 설정된 구간 이상의 입도를 가지는 정화된 준설토를 배출부(500)로 배출시키도록 한다.

즉, 세척부(400)에서 배출된 미세 오염 입자가 포함된 폐수와 오염 준설토의 경우, 토양 침강부재(510)에서 토양이 침강하여 배출부(500)로 배출되는데, 이때 오염 준설토 입도는 0.075mm 을 기준으로 설정되어 상기 구간 이하의 입도를 가지는 오염 준설토는 폐수 배출부재(520)로 배출되고, 상기 구간 이상의 입도를 가지는 오염 준설토는 자연 침강하여 선별토 배출 유입구(551)에서 배출스크류(550)를 통하여 선별토 배출구(552)로 배출되도록 한다.

이를 위해, 폐수 배출부재(520)는 토양 침강부재(510)의 일측에 연결되어 0.075mm 이하의 오염 준설토가 토양 침강부재(510) 및 토양침강가이드부재(530)의 외부로 배출되도록 한다.

한편, 준설토 분급부(500)는 미세기포 발생기(540)을 더 구비할 수 있다.

미세기포 발생기(540)는 토양 침강부재(510)의 내부에서 직경이 좁아지는 하부 경사면에 복수로 설치되며(도 7 참조), 박리된 오염물질과 오염이 집중된 미세립자로 미세 기포를 제공함으로써, 미세토의 부상을 효율적으로 해서, 정화토로 오염 집중된 미세토가 배출되지 못하도록 할 수 있다.

미세기포 발생기(540)는 토양 침강부재(510)의 내부에서 오염 준설토의 입도를 인위적으로 조절할 수 있게 하기 위한 것으로, 이와 같은 입도의 조절을 통해 0.075mm 이하의 박리된 미세 오염입자를 폐수 배출부재(520)를 통해 배출되게 한다.

배출스크류(550)는 준설토 분급부(500)에서 배출되는 정화토를 배출 경로를 따라 이송시킨다.

이러한 배출스크류(550)의 경우, 이송 스크류(320)를 구비한 이송부(300) 구조와 동일한 구조를 가질 수 있다,

또한, 선별토 배출구(552)의 하방에는 배출되는 정화토내 오염물질이 함유된 자성을 가진 준설토로부터 자력을 이용하여 정화효율을 높이는 자력선별부(600)와 정화토를 탈수하는 탈수배출부(700)가 설치될 수 있다. 정화토 탈수배출부(700)는 상방의 자력선별부(600)에서 배출되는 정화토가 안착되어 미세하게 남아있는 정화토에 혼합되어 있는 물을 탈수할 수 있다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 오염 준설토 정화를 위한 모듈형 세척장치에 대한 자력선별부를 나타낸 도면이다.

도 8을 참고하면, 자력선별부(600)는 상방에서 정화된 토양이 유입되어 하방으로 배출될 수 있도록 세척부(400)의 세척배출구(480)에 연결될 수 있다. 또한, 자력선별부(600)는 정화토에 자력으로 선별 가능한 Fe와 결합하여 자성을 가지는 오염물질을 자성으로 선별함으로써, 정화토의 품질을 향상시킬 수 있다.

또한, 자력선별부(600)는 유입된 정화토에 포함되는 Fe- 결합형태의 광물상 오염 준설토를 부착하는 드럼형 자성부재(620), 드럼의 회전과 자성스크레퍼(622)에 의해 부착된 광물상 오염을 원활하게 배출되도록 드럼은 1/2 면적은 자성을 보유하고, 1/2은 자성을 보유하지 않도록 구성되고 드럼을 회전시키도록 구동력을 제공하는 구동부재가 구비될 수 있다.

또한, 자력선별부(600)는 유입된 정화토가 배출될 때, 토양의 표면박리만으로는 오염물질의 제거가 안되는 광물상 오염중 Fe결합 형태의 오염물질과 FE결합 형태가 아닌 오염물질을 효과적으로 분리하여 정화 품질을 높일 수 있도록, 자력몸체(610), 드럼형 자성부재(620) 및 구동부재(630)를 포함할 수 있다.

자력몸체(610)는 사각 단면으로 형성될 수 있다. 또한, 자력몸체(610)는 내부에 중공부가 형성될 수 있다. 또한, 상부는 세척부(300)의 세척배출구(340)와 연결될 수 있어, 정화토가 유입될 수 있다.

이때, 자력몸체(610) 내부에는 정화토가 유입되어 정화토에 포함되는 Fe- 결합형태의 광물상 오염 준설준설토를 부착하여 배출할 수 있도록 정화토의 이동시키는 가이드부재(611) 및 비자성배출구(612)를 포함할 수 있다.

가이드부재(611)는 판 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 가이드부재(611)는 자력몸체(610)의 좌측에서 우측으로 연장 형성될 수 있다. 이때, 가이드부재(611)는 복수 개가 서로 이격 설치될 수 있다. 최초 가이드부재(611)는 정화토가 유입되는 하방에 설치되어 유입되는 정화토를 우측으로 이동시킬 수 있다.

또한, 최초 가이드부재(611)의 하방에는 최초 가이드부재(611)의 하방에는 최초 가이드부재(611)와 이격된 두 번째 가이드부재(611)가 설치될 수 있다. 이때, 두 번째 가이드부재(611)는 자력몸체(610)의 내측면에 연결되어 좌측 방향으로 연장될 수 있다.

즉, 가이드부재(611)는 유입된 정화토를 좌우로 이동될 수 있도록 유도할 수 있다. 이때, 자력몸체(610)의 하단부에는 비자성배출구(612)가 설치되어 금속 재질의 이물질이 분리된 정화토를 하방으로 배출할 수 있다. 또한, 가이드부재(611)의 단부에는 드럼형 자성부재(620)가 결합될 수 있다.

드럼형 자성부재(620)는 중심축에 자력을 갖을 수 잇는 드럼형자석(621)이 설치될 수 있어, 정화토에 혼합될 수 있는 정화토에 포함되는 Fe- 결합형태의 광물상 오염 준설준설토를 분리할 수 있다.

또한, 드럼형 자성부재(620)는 일면이 자성을 띄고 있고 타면에는 비자성을 띄고 있어, 자성을 띄고 있는 부분에 결합형태의 광물상 오염 준설토양이 부착되고 드럼형 자성부재(620)의 회전에 의해 광물상 오염 준설토양이 외부로 배출될 수 있다.

또한, 드럼형 자성부재(620)의 일측에는 드럼형 자성부재(620)와 이격되어 자성 스크래퍼(622)가 설치될 수 있다.

자성 스크래퍼(622)는 드럼형자석(621)에 부착된 광물상 오염 준설준설토를 하방으로 분리시킬 수 있다. 이때, 분리된 금속 재질의 이물질은 자력몸체(610)의 하단부에 형성되는 자성배출구(623)로 배출될 수 있다.

구동부재(630)는 자성배출구(623)에 연장된 가이드부재(611)와 연결될 수 있다. 또한, 구동부재(630)는 좌측 또는 우측으로 이동 가능함으로써, 복수 개의 가이드부재(611)의 각도를 변화시킬 수 있다. 이를 통해, 광물상 오염 준설토양이 자성배출구(623)를 통해 배출될 수 있다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 오염 준설토 정화를 위한 모듈형 세척장치에 대한 최종 탈수배출부(700)를 나타낸 도면이다.

도 8을 참고하면, 탈수배출부(700)는 상방에서 정화된 토양이 유입되어 하방으로 수분을 낮추고, 수분에 포함될 수 있는 미세오염입자를 추가로 제거한 상태로 배출될 수 있도록 본체(710),탈수 우레탄 스크린(711), 폐수저장조(720)를 구비한다. 이때, 정화토 탈수배출부(700)에는 내부를 진동시키는 진동부재 (미도시)가 설치될 수 있어, 진동부재(미도시)의 진동에 의해, 정화토의 수분을 제거할 수 있다.

이를 통해, 정화토 탈수배출부(700)는 정화토에 남아있는 수분을 탈수 함으로써, 수분에 포함될 수 있는 오염 물질을 제거할 수 있어, 정화토의 정화 효율을 향상시켜 정화토의 품질을 향상시킬 수 있다.

즉, 정화토 탈수배출부(700)는 폐수내 존재하는 미세입자를 침전시켜 폐수를 공정수로 재활용하게 하는 수처리와 수처리에서 침전된 미세입자를 탈수하는 슬러지 탈수부가 설치되어 물을 탈수함과 동시에 공정수를 재사용할 수 있다.

본 발명은, 호퍼로 투입된 오염 준설토양에 대해 모듈화된 복수의 구성을 이용하여 선별, 이송, 세척, 분리 등의 과정이 연속적으로 이루어지도록 함으로써, 이물질이나 오염물질 제거에 따른 세정 효율을 향상시키는 한편, 오염 준설토양과 물의 비율을 1:2미만으로 적용하여 중화가 필요없는 수준의 세척용제 또는 물 만을 세척액으로 사용, 약품 사용량, 폐액처리 및 수처리 용량을 감소화시킴과 함께, 토양 건강성에 문제가 없는 물리적 처리기술을 제공하는 효과를 갖는다.

또한, 나노버블 생성 장치를 결합하여 오염 준설토를 정화할 때, 사용되는 모든 물에 나노버블을 발생시킨 물을 사용함으로써, 오염 준설토의 정화효율이 향상되고 미세하게 부착되는 미세 오염 물질에 대한 정화효율을 향상시킬 수 있다.

그리고, 본 발명은 복수의 구성이 하나의 장치로 모듈화되기 때문에, 설비의 간소화가 가능하고, 그에 따라 이동식으로 간편하게 사용할 수 있으며, 필요 시에 모듈화된 장치에 선택적으로 자력선별, 부유선별 등의 추가설비를 간단하게 적용할 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 고압수 분사 및 유속 증가를 통해 오염 물질에 대한 1 차적 박리가 이루어지게 함과 동시에, 고속 고압의 물을 포함한 오염 준설토가 급격한 직경변화 구간을 통과할 때 액압의 감소가 발생되게 하여, 이때, 발생된 공동 기포의 붕괴에 의해 오염 준설토의 표면으로 가해지는 쇽에너지로 오염물질을 박리하고, 이후 압력해제 구간에서 발생하는 난류로 오염 준설토 입자간 충돌하는 충격력으로 2 차적 박리가 이루어지게 하며, 말단의 충돌판에 부딪힐 때의 충격력으로 2차적 박리가 이루어지게함으로써, 단순한 물리적 처리과정 만을 통해 효과적인 박리가 이루어지게 할 수 있는 효과를 갖는다.

본 발명은 투입선별 및 이송과정에서 나노버블수에 의한 오염물질의 사전박리를 이루어지게 한다

또한, 본 발명은 고압수 분사 및 유속 증가를 통해 오염 물질에 대한 1 차적 박리가 이루어지게 함과 동시에, 물을 포함한 오염 준설토에 대한 감압이 발생되게 하여, 이때 발생된 공동 기포의 붕괴에 의해 오염 준설토의 표면으로 가해지는 충격으로 2 차적 박리가 이루어지게 함으로써, 단순한 물리적 처리과정 만을 통해 효과적인 박리가 이루어지게 할 수 있는 효과를 갖는다.

그에 따라, 본 발명은 오염 물질의 종류 및 특성에 구애 받지 않으며 폭넓은 처리가 가능하여 장치 적용의 범용성을 확대할 수 있고, 별도 화학약품을 사용하지 않고 순수 물을 통해서만 오염 물질의 제거가 가능할 수 있기 때문에, 세척수를 손쉽게 재이용할 수 있어 경제적인 처리가 가능할 수 있는 효과를 갖는다.

이상의 본 발명은 도면에 도시된 실시 예(들)를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형이 이루어질 수 있으며, 상기 설명된 실시예(들)의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해여야 할 것이다.

100 : 투입부 110 : 호퍼
120 : 벨트컨베이어 200 : 협잡물제거부
210 : 협잡물제거 본체 211 : Bar Screen
220 : 저장조 230 : 나노버블 분사부재 150: 나노버블 발생장치
240 : 나노버블 발생장치 300: 선별토 이송부
310 : 스크류컨베이어 311 : 케이싱 유입부
312 : 케이싱 배출부 320 : 이송 스크류
400 : 세척부 410 : 세척부 본체
420 : 믹싱챔버 430 : 디퓨저
440 : 분사장치 450 : 세척유입구
451 : 호퍼 460 : 충돌부재
470 : 포집구 480 : 세척배출구
500 : 준설토 분급부 510 : 토양 침강부재
520 : 폐수 배출부재 530 : 토양 침강가이드 부재
540 : 미세기포발생기 550 : 배출 스크류
551 : 선별토 배출 유입구 552 : 선별토 배출구
600 : 자력선별부 610 : 자력몸체
611:가이드부재 612 : 비자성배출구
620 : 드럼형 자성부재 621 : 드럼형자석
622 : 스크래퍼 623 : 자성배출구
630 : 구동부재 700 : 탈수 배출부
710 : 탈수진동체 본체 711 : 탈수 우레탄 스크린
720 : 탈수액 저장조 730 : 세척수 펌프
731 : 분사부재

A : 표면박리구간
B : 1차충돌구간 C : 2차충돌구간

Claims (5)

1. 투입되는 오염 준설토를 세척 및 선별하는 투입선별부; 및
   상기 투입선별부에서 배출되는 상기 오염준설토를 일정 기울기를 가지며 상승하도록 상기 오염준설토를 이동시키면서, 상슬하는 상기 오염준설토에 상기 나노버블을 주입한 물을 분사하여 선별스크린을 통과시켜, 상기 오염준설토 중에서 입경이 10mm 이상을 가지는 오염물은 상방을 이동시키고, 입경이 10mm 이하인 자갈 및 준설토는 하방으로 이동시켜 상기 10mm 이하의 자갈 및 준설토를 저장조에 저장하는 협잡물 제거부를 포함하는 오염 준설토 정화를 위한 모듈형 세척 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 협잡물 제거부에 배출되어 상기 저장조로 이동된 상기 오염 준설토를 세척하는 세척부;상기 세척부에서 배출되는 오염 준설토를 교반, 오염 준설토로부터 박리된 오염 물질과 정화토를 분리시키고, 정화토만이 선택적으로 배출되게 하는 오염 준설토 분급부(500); 및
   상기 오염 준설토 분리부에서 배출되는 정화토를 배출 경로를 따라 이송시키는 배출부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오염 준설토 정화를 위한 모듈형 세척 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 오염 준설토 분급부는,
   상기 세척부에서 배출되는 오염 준설토가 유입되며, 내부에 교반기를 포함하고, 미리 설정된 구간 이상의 입도를 가지는 오염 준설토를 배출시키는 토양 침강부재;
   상기 토양 침강부재의 일측에 연결되며, 상기 토양 침강부재로 유입되는 오염 준설토에 포함된 폐수를 배출시키는 폐수 배출부재; 및
   상기 토양 침강부재의 타측에 연결되며, 상기 토양 침강부재의 오염 기체를 흡입하여 배출되도록 하는 오염가스 배출부재;를 구비하는 것을 특징으로 하는 오염 준설토 정화를 위한 모듈형 세척 장치.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   세척된 상기 오염 준설토가 배출되면 상기 오염 준설토에 포함된 수분을 제거 하여 미세오염입자를 추가적으로 제거하기 위한 탈수배출부를 더 포함하는 오염 준설토 정화를 위한 모듈형 세척 장치.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 탈수배출부는,
   세척된 상기 오염 준설토가 유입되는 본체;
   상기 본체의 하부에 설치되어 세척된 상기 오염 준설토의 미세입자를 제거하는 우레탄 스크린 및
   상기 세척된 상기 오염 준설토에서 제거된 상기 미세입자가 포함된 오염물을 저장하는 폐수저장조를 포함하는 오염 준설토 정화를 위한 모듈형 세척 장치.