KR102112962B1 - 오염토 세척 선별 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 오염토가 투입되는 호퍼부와, 상기 호퍼부에 투입되어 이송되는 오염토를 원심 분리로 교반하여 비중 별로 분리하도록 형성되는 오염토 분리부와, 상기 오염토 분리부에서 분리되어 제1경로를 따라 이송되는 오염토를 향하여 고압수를 분사, 오염 물질에 대한 탈리가 이루어지도록 형성되는 세척부와, 상기 오염토 분리부에서 분리된 슬러지가 제2경로를 따르며 이송되고, 가압 부상 분리를 통해 슬러지가 부유되어 분리되도록 형성되는 가압부상 분리부 및 상기 가압부상 분리부에서 이송된 슬러지에 대하여 압력차를 통해 슬러지에 포함된 세척수를 분리시키도록 형성되는 슬러지 배출부를 포함한다.

Description

오염토 세척 선별 장치{Contaminated soil washing sorting apparatus}

본 발명은 오염토 세척 선별 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 오염토양을 현장에서 세척설비로 유입시킨 후, 세척수를 고압으로 분사시키면서 오염토양의 입자간 충돌 및 마찰작용을 통해 토양입자에 흡착된 오염물질을 제거, 세척된 토양을 선별하도록 하는 오염토 세척 선별 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 환경오염은 대기오염, 수질오염, 토양오염으로 구분할 수 있으며, 이들 중에서 특히 토양오염은 식량 생산에 매우 심각한 위협이 될 수 있을 뿐만 아니라, 지표수는 물론 지하수 오염을 통한 식수원의 오염을 유발하기 때문에 오염된 토양은 이른 시간에 정화될 필요가 있다.

근래 국내에서 발생하는 토양오염은 주로 액상 폐기물의 무단 매립 또는 누출사고로 인하여 발생하며, 그 밖에 장기간 산업활동 과정에서 방치된 지상 적치물의 지하 확산에 의해 이루어지고, 이러한 발생요인에 의해 나타난 오염토양은 단일 종의 화합물보다는 여러 종류의 화학종에 의해서 발생되며, 대표적인 복합 오염은 유류와 중금속의 형태로써 대부분의 산업활동 지역에서 발생하고 있다.

최근 오염된 토양을 복원하기 위한 방법으로는 토양 세척, 소각, 고형화, 안정화 및 용매추출 등과 같은 물리화학적 방법과, 토양 경작, 콤포스팅(composting), 바이오벤팅(bioventing), 식물복원 등과 같은 생물학적 방법으로 구분될 수 있으며, 이러한 여러 방법들 중에서 비교적 쉽고 오염된 토양을 신속히 복원할 수 있는 것은 토양세척방법이다.

오염된 토양의 세척방법은 적절한 세척제를 사용하여 토양입자에 결합된 유해성 유기오염물질의 표면장력을 약화시키거나 중금속을 액상으로 변화시켜 토양입자로부터 분리시켜 처리하는 기법으로서, 광범위한 유기 및 무기 오염물질을 제거할 수 있는 한편 오염물질의 종류에 관계없이 적용할 수 있는 장점이 있다.

상기에서 토양 세척방법은 현장처리법(In-situ 법)과, 현장외처리법(Ex-situ 법)으로 구분되는며, 현장처리법은 오염된 토양을 굴착하지 않고, 세척용액 주입정, 세척용액 배출정, 세척유출수 처리시설, 펌프 및 계장시설, 휘발물질 처리시설 등을 오염된 부지에 설치하여 처리하고자 하는 오염토양 내에 세척수를 순환시켜 오염토양을 직접 세척할 수 있도록 한다.

반면, 현장외처리법은 토양내 오염물질의 분포 및 토양의 물리/화학적 특성을 파악하여 처리하고자 하는 범위의 오염된 토양을 굴착한 후, 적절한 세척액을 사용하여 굴착된 오염토양을 세척장치가 있는 곳에서 세척하는 방법으로, 최근 일반화된 토양 세척방법으로 이용되지만, 오염토양을 이송하는 과정에서 악취, 관리 등으로 인하여 많은 문제가 발생하고 있는 실정이다.

본 발명의 목적은, 오염토양을 현장에서 유입시킨 후, 사이클론 장치를 통해 상대적으로 무거운 입자들로 분리된 오염토양에 대해서는 세척수를 고압으로 분사시키면서 오염토양의 입자간 충돌 및 마찰작용을 통해 토양입자에 흡착된 오염물질을 제거하여 세척된 토양을 선별하는 한편, 가벼운 입자들로 분리된 오염토양에 대해서는 가압부상 방식을 통해 선별, 응집된 상태에서 필터 프레스를 통과하며 배출되도록 함으로써, 오염토양을 효과적으로 세척 및 선별하여 토양을 복원할 수 있을 뿐만 아니라, 재활용, 재사용 등을 위한 공정 또한 연속적으로 진행되도록 하는 오염토 세척 선별 장치를 제공함에 있다.

본 발명에 따른 오염토 세척 선별 장치는 오염토가 투입되는 호퍼부와, 상기 호퍼부에 투입되어 이송되는 오염토를, 함께 투입된 세척수와 교반 후, 원심력에 의해 비중 별로 분리하도록 형성되는 오염토 분리부와, 상기 오염토 분리부에서 분리되어 제1경로를 따라 이송되는 오염토를 향하여 고압수를 분사, 오염 물질에 대한 탈리가 이루어지도록 형성되는 세척부와, 상기 오염토 분리부에서 분리된 슬러지가 제2경로를 따르며 이송되고, 가압 부상 분리를 통해 슬러지가 부유되어 분리되도록 형성되는 가압부상 분리부 및 상기 가압부상 분리부에서 이송된 슬러지에 대하여 압력차를 통해 슬러지에 포함된 세척수를 분리시키도록 형성되는 슬러지 배출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 오염토 분리부는 상기 호퍼부로부터 이송되는 오염토가 세척수와 함께 교반되도록 형성되는 저류조와 연결되며, 상기 저류조에서 공급된 오염토가 내부에서 생성된 원심력에 의해 비중 별로 분리되도록 형성되는 싸이클론 본체와, 상기 싸이클론 본체의 출측에 형성되어 상기 세척부와 연결되며, 상대적으로 비중이 높은 오염토가 분리되어 배출되도록 형성되는 배출구 및 상기 싸이클론 본체 및 상기 가압부상 분리부를 연결하며, 상대적으로 비중이 낮은 슬러지가 분리되어 세척수와 함께 이송되도록 형성되는 연결관을 구비한다.

이러한 상기 가압부상 분리부는 상기 연결관과 연결되며, 공기 압축기로부터 공급된 미세 공기가 슬러지와 엉겨붙게 하여 내부로 공급된 세척수 상에서 부유하도록 형성되는 가압 부상조 및 상기 가압 부상조와 연결되며, 상기 가압 부상조의 세척수가 배출됨에 따라 저장되어 순환 가능하도록 형성되는 처리수조를 구비한다.

그리고, 상기 처리수조는 상기 저류조와 연결되며, 순환 펌프가 구동됨에 따라 내부에 세척수가 상기 저류조로 순환 이동하게 한다.

또한, 상기 슬러지 배출부는 상기 가압 부상조와 연결되며, 상기 가압 부상조 내부에서 부유된 슬러지가 이송되어 응집되도록 형성되는 슬러지 응집조 및 상기 슬러지 응집조와 연결되고, 압력차에 의해 슬러지와, 슬러지에 포함된 세척수를 분리시키도록 형성되는 필터 프레스를 구비한다.

한편, 상기 세척부는 상기 오염토 분리부로부터 오염토가 공급되는 공급부재와, 상기 공급부재를 통해 공급된 오염토 중 오염 물질을 선택적으로 탈리시키기 위하여 고압수를 분사하도록 형성되는 분사부재 및 상기 분사부재를 통해 오염 물질이 탈리된 상태에서, 오염토의 유속이 증가되도록 형성되며, 감압 시 발생된 공동 기포를 이용하여 오염 물질에 대한 연속적인 탈리가 이루어지도록 하는 탈리부재를 구비한다.

여기서, 상기 탈리부재는 오염토에 대한 유속의 증가를 위하여 입측으로부터 직경이 점진적으로 축소되도록 형성되며, 오염토에 대해 전단 응력 및 수직 응력을 발생시켜 오염 물질의 분쇄가 이루어지도록 하는 분쇄 구간과, 상기 분쇄 구간의 단부에서 내부의 직경이 확대되도록 형성되며, 상기 분쇄 구간을 통과하는 유체에 대한 압력이 감소되도록 하여 오염토의 표면으로 공동 기포가 발생되게 하는 확대 구간 및 상기 공동 기포의 붕괴 시 발생되는 충격력을 이용하여 상기 오염토 표면에 점착된 오염 물질을 탈착시키도록 형성되는 탈착 구간을 구비한다.

본 발명은, 오염토양을 현장에서 유입시킨 후, 사이클론 장치를 통해 상대적으로 무거운 입자들로 분리된 오염토양에 대해서는 세척수를 고압으로 분사시키면서 오염토양의 입자간 충돌 및 마찰작용을 통해 토양입자에 흡착된 오염물질을 제거하여 세척된 토양을 선별하는 한편, 가벼운 입자들로 분리된 오염토양에 대해서는 가압부상 방식을 통해 선별, 응집된 상태에서 필터 프레스를 통과하며 배출되도록 함으로써, 오염토양을 효과적으로 세척 및 선별하여 토양을 복원할 수 있을 뿐만 아니라, 재활용, 재사용 등을 위한 공정 또한 연속적으로 진행되도록 하는 효과를 갖는다.

그에 따라, 본 발명은 하수관거, 우수관거, 오수관거 등의 유지 관리 시 발생되는 하수준설토와 같은 오염토양을 버블젯 이젝터를 이용하여 고압으로 세척, 세척 선별된 토양을 재활용이나, 재사용으로 극화시킬 수 있으므로, 예산을 절감할 수 있으며, 세척설비를 저렴하고 간단하게 구현할 수 있는 효과를 갖는다.

도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 오염토 세척 선별 장치의 전체 구조를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 오염토 세척 선별 장치에 대한 오염토 분리부를 보여주는 도면이다.
도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 오염토 세척 선별 장치에 대한 세척부를 보여주는 도면이다.
도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 오염토 세척 선별 장치에 대한 탈리부재의 구조를 보여주는 도면이다.
도 5 는 본 발명의 실시예에 따른 오염토 세척 선별 장치에 대한 가압부상 분리부를 보여주는 도면이다.
도 6 은 본 발명의 실시예에 따른 오염토 세척 선별 장치에 대한 슬러지 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 오염토 세척 선별 장치의 전체 구조를 개략적으로 보여주는 도면이고, 도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 오염토 세척 선별 장치에 대한 오염토 분리부를 보여주는 도면이며, 도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 오염토 세척 선별 장치에 대한 세척부를 보여주는 도면이다.

또한, 도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 오염토 세척 선별 장치에 대한 탈리부재의 구조를 보여주는 도면이고, 도 5 는 본 발명의 실시예에 따른 오염토 세척 선별 장치에 대한 가압부상 분리부를 보여주는 도면이며, 도 6 은 본 발명의 실시예에 따른 오염토 세척 선별 장치에 대한 슬러지 배출부를 보여주는 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 오염토 세척 선별 장치는 호퍼부(100), 오염토 분리부(200), 세척부(300), 가압부상 분리부(400) 및 배출부(500)를 포함한다.

먼저, 호퍼부(100)는 오염토가 투입되도록 형성된다.

이러한 호퍼부(100)는 현장에서 바로 오염된 토양이 투입될 수 있도록 하기 위한 것으로, 일반적으로 오염된 토양의 경우, 토양 내 오염물질의 분포 및 토양의 물리/화학적 특성을 파악하여 처리하고자 하는 범위의 오염된 토양을 굴착한 후, 적절한 세척수를 사용하여 굴착된 오염토양을 세척장치가 있는 곳에서 세척하는 현장외처리법을 통해 세척 및 선별이 이루어지도록 하였으나, 오염토양을 이송하는 과정에서 악취, 관리 등으로 인하여 많은 문제가 발생하고 있는 실정이다.

이를 위해, 호퍼부(100)는 수집된 오염토가 수집과 동시에 현장에서 바로 투입되도록 설치된다.

이와 같이, 호퍼부(100)를 통해 현장에서 투입된 오염토는 교반이 이루어진 후 세척수와 함께 오염토 분리부(200)로 이송된다.

오염토 분리부(200)는 싸이클론 본체(210), 배출구(220) 및 연결관(230)을 구비하는데, 호퍼부(100)로 투입된 오염토는 싸이클론 본체(210)로 이송되기 전에, 먼저 저류조(110)를 통과, 교반이 이루어지도록 한다.

즉, 싸이클론 본체(210)는 호퍼부(100)로부터 이송되는 오염토가 세척수와 함께 교반되도록 형성되는 저류조(110)와 연결되며, 또한 저류조(110)에서 공급된 오염토가 내부에서 생성된 원심력에 의해 비중 별로 분리되도록 형성된다.

다시 말해, 싸이클론 본체(210)는 도 2에 도시된 바와 같이, 저류조(100)에 호퍼부(100)로부터 이송된 오염토와 함께 세척수를 투입, 균질한 상태로 교반되는 공정이 수행된 이후, 내부로 함께 투입되게 되면, 세척수와 오염토의 밀도 차이와, 내부에서 생성된 원심력에 의해 오염토가 중심에서 외벽으로 분리되게 선회하면서 상대적으로 비중이 높은 오염토가 제1경로, 즉 배출구(220)로 배출되도록 한다.

이러한 배출구(220)는 싸이클론 본체(210)의 점진전으로 작아지게 형성되는 내부의 출측에 마련되어 세척부(300)와 연결되며, 싸이클로 본체(210)에서 분리된 상대적으로 비중이 높은 오염토가 세척부(300)를 향해 배출되도록 형성된다.

여기서, 세척부(300)는 오염토 분리부(200)에서 분리되어 제1경로를 따르며 이송되는 오염토를 향하여 고압수를 분사, 오염 물질에 대한 탈리가 이루어지도록 형성된다.

즉, 세척부(300)는 배출구(220)에서 상대적으로 높을 비중을 가진 오염토가 이송되면, 고압수를 이용하여 오염토에 포함된 오염 물질을 제거하기 위한 것으로, 도 3에 도시된 바와 같이 공급부재(310), 분사부재(320) 및 탈리부재(330)를 구비한다.

먼저, 공급부재(310)는 저류조(110)를 통해 오염토에 대하여 일정 입경 이상의 돌(자갈)을 포함하는 이물질은 외부로 배출시키고, 일정 입경 이하의 토양 및 자갈을 선별, 뭉친 토양을 분쇄시켜 입형을 개선시키는 한편, 이와 같이 입형이 개선된 오염토를 오염토 분리부(300)를 통해 비중 별로 분리시킨 상태에서, 상대적으로 비중이 높은 오염토가 투입되도록 형성된다.

분사부재(320)는 세척수 저장조(300a)와 연결되고, 노즐 형태로 이루어지며, 공급부재(310)를 통해 투입된 오염토에 점착된 오염 물질을 탈리시키기 위한 것으로, 투입되는 오염토를 향하여 세척수 저장조(300a)로부터 공급받은 세척수를 소정의 압력을 가진 상태로 분사하도록 형성된다.

이러한 분사부재(320)에는 별도의 압력계(미도시)가 설치될 수도 있고, 그에 따라 오염토를 향하여 분사되는 세척수의 압력을 측정, 점착된 오염 물질을 효과적으로 탈리시킬 수 있는 압력 수치 만큼 선택적인 조절이 이루어지게 할 수 있다.

한편, 탈리부재(330)는 오염토에 대한 이동 경로를 형성하고, 고압수에 의해 오염 물질이 일부 탈리된 상태에서, 세척수와 함께 이동하는 오염토에 대한 유속이 증가되도록 마련된다.

탈리부재(330)는 오염토를 향해 작용하는 압력이 감소되는 구조를 가짐에 따라 발생된 공동 기포를 이용, 분사부재(320)와 함께 오염토에 점착된 오염 물질에 대한 연속적이 탈리가 이루어지도록 한다.

이를 위해, 탈리부재(330)는 길이 방향을 따르며 분쇄구간(A), 확대구간(B) 및 탈착구간(C)이 구비되어 형성된다.

먼저, 분쇄구간(A)은 오염토에 대한 유속 증가를 위해 입측으로부터 직경이 점진적으로 축소되도록 형성되며, 오염토에 대해 전단응력 및 수직응력을 발생시켜 오염 물질의 분쇄가 이루어지도록 한다.

즉, 분쇄구간(A)에서는 세척수와 함께 오염토가 이동함에 있어, 직경이 작게 형성되기 때문에, 이동하는 오염토에 작용하는 압력은 높아지고, 유속은 빨라지게 되는데, 이때 오염토를 향하여 고압수가 분사되게 되면, 도 4에 도시된 바와 같이 전단응력 및 수직응력과 함께 마쇄(attrition), 해쇄(disintegration)의 효과 또한 발생되어 오염토에 점착된 오염 물질에 대한 탈리가 이루어지게 할 수 있다.

확대구간(B)은 분쇄구간(A)의 단부에서 내부 직경이 확대되도록 형성되며, 그에 따라 분쇄구간(A)을 통과하는 유체에 대한 압력이 감소되도록 하여 오염토의 표면으로 공동 기포가 발생되도록 한다.

다시 말해, 액체 속을 고속도로 움직이는 물체의 표면은 액압이 저하하는데, 이를 '베르누이의 정리' 라고 하며, 이러한 경우 압력이 액체의 포화 증기압보다 낮아진 범위에 증기가 발생하거나, 액체 속에 녹아 있던 기체가 나와서 공동(cavity)을 이루게 된다.

이와 같은 형상은, 일반적으로 수력 터빈이나 선박용 프로펠러를 운전할 때 자주 발생하는 현상으로, 압력면에 발생하는 경우도 있지만, 주로 날개의 등 부분에 발생하며, 이렇게 발생한 기포는 압력이 높은 부분에 이르면 급격히 부서져 소음이나 진동의 원인이 되고, 터빈이나 프로펠러의 효율을 떨어뜨리게 된다.

본 실시에서는 상기와 같은 공동 현상(cavitation)을 이용한 것으로, 구조적 특징, 즉 직경이 확대된 확대구간(A)을 통해 물과 함께 이동하는 오염토의 감압이 이루어지게 하여 공동 기포(cavitation buble)를 적극 생성하도록 함으로써, 공동 기포 생성과 붕괴 과정에서 분출되는 에너지(micro jet)를 이용하여 오염토에 대한 세척 능력을 향상시킬 수 있다.

더 자세하게는, 감압에 의해 공동 기포가 발생하게 되면, 이러한 공동 기포는 오염토 표면에 위치하게 되는데, 이때 탈착구간(C)에서 공동 기포가 붕괴되면서 발생하는 충격 에너지에 의해 오염 물질의 탈착 또는 산화 효과를 기대할 수 있으므로, 오염토에 대한 세척 능력을 향상시킬 수 있다.

이와 같이, 오염 물질의 탈착 또는 산화가 이루어진 오염토는 탈리부재(330)의 배출구와 연결된 별도의 골재 선별장치(340)로 이송되며, 그에 따라 오염토로부터 골재를 회수하도록 함으로써, 오염토에 대한 재활용이 가능하게 할 수 있다.

한편, 오염토 분리부(200)를 구성하는 연결관(230)은 싸이클론 본체(210) 및 가압부상 분리부(400)를 연결하며, 싸이클론 본체(210)에서 비중 차에 의해 선별된 오염토 중 상대적으로 비중이 낮은 슬러지가 분리되어 제2경로, 즉 세척수와 함께 가압부상 분리부(400)로 이송되도록 형성된다.

다시 말해, 가압부상 분리부(400)는 오염토 분리부(200)에서 분리된 슬러지, 즉 세척수에 포함된 상대적으로 비중이 낮은 슬러지가 제2경로를 따르며 이송되고, 가압 부상 분리를 통해 슬러지가 부유되어 분리되도록 형성된다.

이러한 가압부상 분리부(400)는 가압부상 분리법을 장치화한 것으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 공기 압축기(400a), 가압 펌프(400b), 응집조 교반기(400c), 감압 밸브(미도시), 가압 부상조(410) 등과 같은 구성으로 이루어져 있고, 응집제 주입장치(400d)에서 주입되는 응집제를 사용해 플록(floc)의 발생을 용이하게 하면, 한층 유효한 슬러지의 처리가 가능하며, 또한 이러한 가압부상 분리부(400)의 경우 그 구성의 단순화를 통해 설치를 위한 부지 면적이 작고, 시설의 컴팩트화가 가능하게 할 수 있다.

이와 같은 구조를 갖는 가압부상 분리부(400)의 경우 응집조 교반기(400c)를 통과하며 교반이 이루어진 슬러지와 혼합된 세척수에, 가압으로 공기를 용해시켜 세척수를 대기에 두면, 용해 공기는 다수의 미세한 기포가 되어 가압 부상조(410) 내의 세척수 상에서 상승하게 되고, 기포가 슬러지의 주위에 부착되어 겉보기 비중을 감소시키게 되기 때문에, 슬러지는 부상하여 액면에 떠서 제거되는 원리로 작용하게 된다.

이를 위해, 가압부상 분리부(400)는 가압 부상조(410) 및 처리수조(420)를 구비하는데, 이러한 가압 부상조(410)는 연결관(230)과 연결되는 한편, 공기 압축기(400a)로부터 공급된 미세 공기가 슬러지와 엉겨붙게 하여 가압 부상조(410) 내로 공급된 세척수 상에서 부유하도록 형성된다.

또한, 처리수조(420)는 가압 부상조(410)와 연결되며, 가압 부상조(410)의 세척수가 배출됨에 따라 저장되어 순환 가능하도록 형성된다.

다시 말해, 처리수조(420)는 순환 펌프(400e)의 구동 시 가압 부상조(410)의 세척수가 내부로 공급, 저류조(110)를 향하여 순환 이송되도록 하고, 이때 별도의 정화장치(미도시)를 통해 저류조(110)로 순환되는 세척수의 정화가 이루어지게 할 수 있으며, 그에 따라 호퍼부(100)에서 이송되는 오염토가 세척수와 함께 교반되는 과정에서 항상 정화된 세척수가 공급되게 할 수 있다.

한편, 슬러지 배출부(500)는 가압부상 분리부(400)에서 이송된 슬러지에 대하여 압력차를 통해 슬러지에 포함된 슬러지를 분리시키도록 형성된다.

이를 위해, 슬러지 배출부(500)는 도 6에 도시된 바와 같이, 슬러지 응집조(510) 및 필터 프레스(520)를 구비한다.

슬러지 응집조(510)는 가압 부상조(410)에서 부유된 슬러지가 세척수가 포함된 상태로 농축 저류조(500a)로 배출되면, 농축수 이송펌프(500b) 구동에 의해 내부로 이송, 내부에서 응집제 주입장치(500c), 응집보조제 주입장치(500d)를 통한 응집제 주입과 함께 교반이 수행되어, 공급된 슬러지에 대한 응집이 이루어지도록 형성된다.

필터 프레스(520)는 슬러지 응집조(510)와 연결되고, 슬러지 이송펌프(500e) 구동 시 슬러지가 슬러지 응집조(510)로부터 공급되면, 공급된 슬러지를 압력차에 의해 슬러지와, 슬러지에 포함된 세척수를 분리시키도록 형성된다.

즉, 필터 프레스(520)는 공사 현장에서 발생하는 오염토양 처리에 있어서, 이들을 응집 침전시킨 것을 탈수하기 위해 일반적으로 사용되는 것으로, 슬러지의 재활용를 위해서는 미리 설정된 적정한 수준의 함수율이 요구되기 때문에, 탈수가 이루어져야 하므로, 이를 위해 필터 프레스(520)는 도면에 도시되지는 않았으나, 여과판 사이에 세척수가 포함된 슬러지를 압입하고, 이를 여과포를 통해 여과한 후, 소정의 시간이 경과되면 틀을 열어 탈수 케이크를 배출하도록 한다.

일반적으로, 오염토로부터 분리된 슬러지, 다시 말해 찌꺼기는 안정화 한 후 재활용하거나, 다시 매립 및 소각 등의 방법으로 최종처분이 필요하게 되는데, 이를 위해 본 실시예에서는, 필터 프레스(520)의 구동을 통해 슬러지를 매립 및 소각을 위한 적합한 상태로 만들 수 있으며, 결과적으로는 전술된 세척부(300)를 통해 오염토를 세척, 골재로 선별하고, 슬러지 배출부(500)를 통해 슬러지를 매립 및 소각 가능하게 가공하는 공정이 연속적으로 이루어지게 할 수 있다.

본 발명은, 오염토양을 현장에서 유입시킨 후, 사이클론 장치를 통해 상대적으로 무거운 입자들로 분리된 오염토양에 대해서는 세척수를 고압으로 분사시키면서 오염토양의 입자간 충돌 및 마찰작용을 통해 토양입자에 흡착된 오염물질을 제거하여 세척된 토양을 선별하는 한편, 가벼운 입자들로 분리된 오염토양에 대해서는 가압부상 방식을 통해 선별, 응집된 상태에서 필터 프레스를 통과하며 배출되도록 함으로써, 오염토양을 효과적으로 세척 및 선별하여 토양을 복원할 수 있을 뿐만 아니라, 재활용, 재사용 등을 위한 공정 또한 연속적으로 진행되도록 하는 효과를 갖는다.

그에 따라, 본 발명은 하수관거, 우수관거, 오수관거 등의 유지 관리 시 발생되는 하수준설토와 같은 오염토양을 버블젯 이젝터를 이용하여 고압으로 세척, 세척 선별된 토양을 재활용이나, 재사용으로 극화시킬 수 있으므로, 예산을 절감할 수 있으며, 세척설비를 저렴하고 간단하게 구현할 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 : 호퍼부 110 : 저류조
200 : 오염토 분리부 210 : 싸이클론 본체
220 : 배출구 230 : 연결관
300 : 세척부 300a : 세척수 저장조
310 : 공급부재 320 : 분사부재
330 : 탈리부재 340 : 골재 선별장치
400 : 가압부상 분리부 400a : 공기 압축기
400b : 가압펌프 400c : 응집조 교반기
400d : 응집제 주입장치 400e : 순환 펌프
410 : 가압 부상조 420 : 처리수조
500 : 슬러지 배출부 500a : 농축 저류조
500b : 농축수 이송펌프 500c : 응집제 주입장치
500d : 응집보조제 주입장치 500e : 슬러지 이송펌프
510 : 슬러지 응집조 520 : 필터 프레스
A : 분쇄구간 B : 확대구간
C : 탈착구간

Claims (7)

1. 오염토가 투입되는 호퍼부;
   상기 호퍼부에 투입되어 이송되는 오염토를, 함께 투입된 세척수와 교반 후, 원심력에 의해 비중 별로 분리하도록 형성되는 오염토 분리부;
   상기 오염토 분리부에서 분리되어 제1경로를 따라 이송되는 오염토를 향하여 고압수를 분사, 오염 물질에 대한 탈리가 이루어지도록 형성되는 세척부;
   상기 오염토 분리부에서 분리된 슬러지가 제2경로를 따르며 이송되고, 가압 부상 분리를 통해 슬러지가 부유되어 분리되도록 형성되는 가압부상 분리부; 및
   상기 가압부상 분리부에서 이송된 슬러지에 대하여 압력차를 통해 슬러지에 포함된 세척수를 분리시키도록 형성되는 슬러지 배출부;를 포함하고,
   상기 세척부는,
   상기 오염토 분리부로부터 오염토가 공급되는 공급부재;
   상기 공급부재를 통해 공급된 오염토 중 오염 물질을 선택적으로 탈리시키기 위하여 고압수를 분사하도록 형성되는 분사부재; 및
   상기 분사부재를 통해 오염 물질이 탈리된 상태에서, 오염토의 유속이 증가되도록 형성되며, 감압 시 발생된 공동 기포를 이용하여 오염 물질에 대한 연속적인 탈리가 이루어지도록 하는 탈리부재;를 구비하는 것을 특징으로 하는 오염토 세척 선별 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 오염토 분리부는,
   상기 호퍼부로부터 이송되는 오염토가 세척수와 함께 교반되도록 형성되는 저류조와 연결되며, 상기 저류조에서 공급된 오염토가 내부에서 생성된 원심력에 의해 비중 별로 분리되도록 형성되는 싸이클론 본체;
   상기 싸이클론 본체의 출측에 형성되어 상기 세척부와 연결되며, 상대적으로 비중이 높은 오염토가 분리되어 배출되도록 형성되는 배출구; 및
   상기 싸이클론 본체 및 상기 가압부상 분리부를 연결하며, 상대적으로 비중이 낮은 슬러지가 분리되어 세척수와 함께 이송되도록 형성되는 연결관;을 구비하는 것을 특징으로 하는 오염토 세척 선별 장치.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 가압부상 분리부는,
   상기 연결관과 연결되며, 공기 압축기로부터 공급된 미세 공기가 슬러지와 엉겨붙게 하여 내부로 공급된 세척수 상에서 부유하도록 형성되는 가압 부상조; 및
   상기 가압 부상조와 연결되며, 상기 가압 부상조의 세척수가 배출됨에 따라 저장되어 순환 가능하도록 형성되는 처리수조;를 구비하는 것을 특징으로 하는 오염토 세척 선별 장치.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 처리수조는,
   상기 저류조와 연결되며, 순환 펌프가 구동됨에 따라 내부에 세척수가 상기 저류조로 순환 이동하게 하는 것을 특징으로 하는 오염토 세척 선별 장치.
   
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 슬러지 배출부는,
   상기 가압 부상조와 연결되며, 상기 가압 부상조 내부에서 부유된 슬러지가 이송되어 응집되도록 형성되는 슬러지 응집조; 및
   상기 슬러지 응집조와 연결되고, 압력차에 의해 슬러지와, 슬러지에 포함된 세척수를 분리시키도록 형성되는 필터 프레스;를 구비하는 것을 특징으로 하는 오염토 세척 선별 장치.
   
6. 삭제
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 탈리부재는,
   오염토에 대한 유속의 증가를 위하여 입측으로부터 직경이 점진적으로 축소되도록 형성되며, 오염토에 대해 전단 응력 및 수직 응력을 발생시켜 오염 물질의 분쇄가 이루어지도록 하는 분쇄 구간;
   상기 분쇄 구간의 단부에서 내부의 직경이 확대되도록 형성되며, 상기 분쇄 구간을 통과하는 유체에 대한 압력이 감소되도록 하여 오염토의 표면으로 공동 기포가 발생되게 하는 확대 구간; 및
   상기 공동 기포의 붕괴 시 발생되는 충격력을 이용하여 상기 오염토 표면에 점착된 오염 물질을 탈착시키도록 형성되는 탈착 구간;을 구비하는 것을 특징으로 하는 오염토 세척 선별 장치.

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