KR100583440B1 - Groundwater and porous media purification device and groundwater and porous media purification method using the same - Google Patents
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Abstract
지하수 및 다공성매질의 정화장치 및 이를 이용한 정화방법에 있어서, 지하수 및 다공성매질의 정화장치는 주입수단 및 추출수단을 포함한다. 주입수단은 다공성 매질 내에 배치된 오염물질을 포위하는 외곽선 상의 지하수면의 상류측에 배치되어 정화물질을 주입한다. 추출수단은 외곽선을 따라서 상류측보다 낮은 수두를 갖는 부분에 배치되어 오염물질을 추출하는 복수의 추출관정들을 포함하고, 오염물질이 외곽선 밖으로 유출되는 것을 방지한다. 따라서, 오염물질을 포위하여 오염물질의 확산을 방지한다.In the apparatus for purifying ground water and porous media and the method for purifying the same, the apparatus for purifying ground water and porous media includes injection means and extraction means. The injection means is arranged upstream of the groundwater surface on the outline surrounding the contaminants disposed in the porous medium to inject the purifying material. The extracting means includes a plurality of extraction wells disposed at portions having a head lower than the upstream side along the outline to extract contaminants, and prevent the contaminants from flowing out of the outline. Thus, the contaminant is surrounded to prevent the spread of the contaminant.
Description
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 지하수 및 다공성매질 정화장치를 나타내는 평면도이다.1 is a plan view showing a groundwater and porous medium purification apparatus according to a first embodiment of the present invention.
도 2는 상기 도 1의 I-I'라인의 단면도이다.FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II ′ of FIG. 1.
도 3은 상기 도 1에 도시된 지하수 및 다공성매질 정화장치를 이용한 오염물질의 정화방법을 나타내는 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing a method of purifying contaminants using the groundwater and porous medium purifier shown in FIG.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 지하수 및 다공성매질 정화방법을 나타내는 흐름도다.4 is a flowchart illustrating a method for purifying groundwater and a porous medium according to a first embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 지하수 및 다공성매질 정화장치를 나타내는 평면도이다.5 is a plan view showing a groundwater and porous medium purification apparatus according to a second embodiment of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
12 : 갈수기 지하수면 14 : 강우시 지하수면12: dry season groundwater surface 14: rainfall groundwater surface
40 : 건조대 42 : 지하수위 변동영역40: drying zone 42: groundwater level fluctuation range
44 : 포화대 50 : 오염물질44: saturated zone 50: pollutant
101 : 주입관정 103 : 주입펌프101: injection well 103: injection pump
103a : 정화물질 주입유닛 105 : 주입수단103a: purifying material injection unit 105: injection means
110a, 110b, 110c, 110d : 추출관정 112 : 추출유닛110a, 110b, 110c, 110d: extraction well 112: extraction unit
115 : 추출수단 120 : 차단벽115: extraction means 120: barrier wall
본 발명은 지하수 및 다공성매질의 정화장치와 이를 이용한 지하수 및 다공성매질의 정화방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 오염물질을 포위하여 오염의 확산을 방지하는 지하수 및 다공성매질의 정화장치와, 상기 지하수 및 다공성매질의 정화장치를 이용한 지하수 및 다공성매질의 정화방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for purifying ground water and a porous medium, and a method for purifying ground water and a porous medium using the same, and more particularly, an apparatus for purifying ground water and a porous medium that surrounds contaminants to prevent contamination. The present invention relates to a method for purifying groundwater and porous media using a purification apparatus for porous media.
산업발전에 따라 오염물질의 종류가 다양해지고, 그 양이 점차 증가하고 있다. 환경오염의 종류에는 수질오염, 토양오염, 대기오염 등이 있으며, 각각에 따라 오염물질의 종류 및 특성이 변화한다.With industrial development, there are various kinds of pollutants, and their amount is gradually increasing. Types of environmental pollution include water pollution, soil pollution, and air pollution, and the types and characteristics of pollutants change according to each type.
수질오염 및 토양오염은 대기오염에 비해 그 효과가 느리게 나타나고, 오염상태가 지속되며, 오염물질의 정화가 어렵다. 특히, 토양오염의 정화는 시간이 오래 걸리고 비용이 많이 소요됨에 비해, 그 정화효과가 적어서 대기오염 및 수질오염에 비해 정화가 어렵다.Water pollution and soil pollution are slower than air pollution, the pollution status persists, and pollutants are difficult to clean. In particular, the purification of soil pollution takes a long time and costly, compared to the air pollution and water pollution is less difficult to purify the purification effect is less.
우리나라의 경우, 2002년 1월 1일에 시행된 개정 토양환경보전법 제15조 제3항 제3호에 따르면, 시도지사는 상시특정, 토양오염실태조사 또는 토양정밀조사의 결과, 우려기준을 넘는 경우에 대통령령이 정하는 바에 따라 오염된 토양을 정화하거나 이를 오염원인자에게 명할 수 있도록 규정하고 있다.In Korea, according to Article 15, Paragraph 3, Article 15 of the Revised Soil Environment Conservation Act, which was implemented on January 1, 2002, the Governor's Governor exceeded the standards of concern as a result of the permanently specific soil pollution survey or soil inspection. In certain cases, the Presidential Decree requires the contaminated soil to be cleaned or ordered to the cause of pollution.
따라서, 토양오염을 제거하기 위한 다양한 기술들이 개발되고 있으며, 지하수의 흐름을 이용하여 지하수에 용해되거나 부유하는 오염물질의 제거를 위한 기술들이 개발되고 있다.Therefore, various techniques for removing soil pollution have been developed, and techniques for removing pollutants dissolved or suspended in groundwater using groundwater flow have been developed.
특히, 오염지역 내에 관정을 설치하여, 지하수 등을 주입 또는 펌핑하여 지하수와 함께 펌핑되는 오염물질을 제거하는 방법이 널리 사용되고 있다.In particular, by installing a well in a contaminated area, a method of removing contaminants pumped with groundwater by injecting or pumping groundwater or the like is widely used.
그러나, 오염지역 상에 건축물 또는 도로 등이 존재하거나, 지중에 지하매설물이 설치된 경우에는 오염지역 내에 굴착이 불가능해서 관정을 설치할 수 없다.However, if there are buildings or roads on the contaminated area, or underground underground works are installed in the ground, it is impossible to excavate in the contaminated area and the wells cannot be installed.
또한, 오염물질이 지하수 내에 플룸(plume)을 형성하여 지속적인 오염원으로 작용하는 경우, 오염원의 위치가 유동적이어서 관정의 설치를 통한 오염물질의 제거가 어렵다. 상기 플룸을 형성하는 오염물질로는 삼염화에틸렌(trichloroethylene; TCE), 사염화에틸렌(tetrachloroethylene; PCE) 등과 같은 PCDNAPL(Dense Non-aqueous Phase Liquid)이 있다.In addition, when pollutants form a plume in the groundwater and act as a continuous pollutant, it is difficult to remove the pollutants through the installation of the well because the position of the pollutant is fluid. Contaminants forming the plume include Dense Non-aqueous Phase Liquid (PCDNAPL) such as trichloroethylene (TCE) and tetrachloroethylene (PCE).
또한, 지하수층을 통하여 광범위한 면적이 오염된 경우에는 관정의 수가 지나치게 증가하여 정화비용이 상승한다.In addition, when a large area is contaminated through the groundwater layer, the number of wells is excessively increased, thereby increasing the purification cost.
또한, 오염지역의 지하수층의 수두경사가 급한 경우, 오염물질이 하류측으로 급속하게 확산되어 정화가 어렵다.In addition, when the headwater slope of the groundwater layer in the contaminated area is urgent, the contaminants rapidly diffuse downstream and are difficult to purify.
또한, 오염물질이 지하매설물등 장애물이 존재하는 불포화대에 배치되는 경우, 기존기술로는 정화가 불가능하거나, 많은 비용이 든다는 문제점이 있다.In addition, when the pollutant is disposed in an unsaturated zone in which obstacles such as underground burials exist, there is a problem that it is impossible to purify by the existing technology or costs a lot.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 제1 목적은, 오염물질을 포 위하여 오염의 확산을 방지하는 지하수 및 다공성매질의 정화장치를 제공하는데 있다.A first object of the present invention for solving the above problems is to provide an apparatus for purifying groundwater and porous media to prevent the spread of contamination to contain contaminants.
본 발명의 제2 목적은, 상기 지하수 및 다공성매질의 정화장치를 이용한 지하수 및 다공성매질의 정화방법을 제공하는데 있다.It is a second object of the present invention to provide a method for purifying groundwater and porous media using the apparatus for purifying groundwater and porous media.
상기 제1 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 지하수 및 다공성매질의 정화장치는 주입수단 및 추출수단을 포함한다. 상기 주입수단은 다공성 매질 내에 배치된 오염물질을 포위하는 외곽선 상의 지하수면의 상류측에 배치되어 정화물질을 주입한다. 상기 추출수단은 상기 외곽선을 따라서 상기 상류측보다 낮은 수두를 갖는 부분에 배치되어 상기 지하수를 추출하는 복수의 추출관정들을 포함하고, 상기 오염물질이 지하수를 통하여 상기 외곽선 밖으로 유출되는 것을 방지함과 동시에 상부에서 주입된 정화물질이 빠른 속도로 오염지역 전반으로 이동할 수 있도록 한다.An apparatus for purifying groundwater and a porous medium according to an embodiment of the present invention for achieving the first object includes an injection means and an extraction means. The injection means is disposed upstream of the groundwater surface on the outline surrounding the contaminants disposed in the porous medium to inject the purifying material. The extraction means includes a plurality of extraction wells disposed in a portion having a head lower than the upstream side along the outline to extract the groundwater, and at the same time to prevent the pollutants from flowing out of the outline through the groundwater. It allows the injecting purge from the top to move quickly through the contaminated area.
상기 제2 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 지하수 및 다공성매질의 정화방법에 있어서, 먼저 다공성 매질 내에 배치된 오염물질을 포위하는 외곽선을 정의한다. 이어서, 상기 외곽선 상의 지하수면의 상류측에 배치되어 정화물질을 주입한다. 계속해서, 상기 외곽선을 따라서 상기 상류측보다 낮은 수두를 갖는 부분에 배치된 복수의 추출관정들을 통하여 투입된 정화물질이 빠른 속도로 추출관정측까지 도달하도록 추출을 실시한다. 이후에, 강제·자연 확산을 통하여 상기 정화물질을 상기 지하수와 다공성매질의 오염물질과 접촉하여 상기 오염물질 을 분해한다.In the method for purifying groundwater and porous media according to an embodiment of the present invention for achieving the second object, first, an outline surrounding the contaminants disposed in the porous media is defined. Subsequently, it is disposed upstream of the groundwater surface on the outline to inject the purifying material. Subsequently, extraction is carried out so that the purged material introduced through the plurality of extraction wells disposed in the portion having the head lower than the upstream side reaches the extraction well side at a high speed along the outline. Thereafter, the purified material is contacted with the contaminants of the groundwater and the porous medium through forced and natural diffusion to decompose the contaminants.
상기 지하수는 지하의 지층이나 암석의 틈을 매우고 있는 물을 의미한다. 상기 다공성매질은 토양, 풍화암, 암반 등 지하수의 함유 및 유동이 가능한 지중매질을 포함한다.The groundwater refers to water that forms gaps in underground strata or rocks. The porous medium includes a soil medium containing soil and weathered rock, rock, and groundwater.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 상기 주입수단 및 상기 추출수단들을 이용하여 상기 오염물질을 포위하여 상기 지하수에 의해 오염물질이 외부로 유출되는 것을 방지한다. 또한, 오염지역내의 굴착이 불가능하거나 광범위한 오염이 발생된 경우, 또는 불연속면이 있는 경우에도 입체적인 정화가 가능하다. 또한, 상기 오염물질이 불포화대 내에 배치되는 경우에도 용이하게 정화할 수 있다.According to the present invention as described above, by surrounding the contaminant using the injection means and the extraction means to prevent the contaminant to flow out by the ground water. In addition, three-dimensional purification is possible even when excavation in the contaminated area is impossible or extensive pollution occurs or there is a discontinuous surface. In addition, even when the contaminant is disposed in an unsaturated zone, it can be easily purified.
또한, 차단벽 등을 이용하여 오염영역 내의 수두경사를 최적화하여 오염물질이 오염영역의 전지역에 걸쳐 빠르고 균일하게 분해된다. 또한, 상기 오염구역전반에 정화제제가 다공성매질입자와 결합하여, 지속적으로 오염물질 분해능이 유지되어 오염물질 분해가 이뤄진다.In addition, by using a barrier or the like to optimize the head slope in the contaminated area, the contaminants are quickly and uniformly disintegrated over the entire area. In addition, the purifying agent is combined with the porous medium particles throughout the contaminated area, the contaminant decomposition is continuously maintained to achieve the contaminant decomposition.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
실시예 1Example 1
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 지하수 및 다공성매질 정화장치를 나타내는 평면도이고, 도 2는 상기 도 1의 I-I'라인의 단면도이다.1 is a plan view showing a groundwater and porous medium purification apparatus according to a first embodiment of the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view of the line II 'of FIG.
도 1 및 2를 참조하면, 상기 다공성매질은 지하수가 포화된 포화대(44), 지표면에 인접하는 건조대(40), 및 상기 포화대(44)와 상기 건조대(40)의 사이에 배 치되는 지하수위 변동영역(42)을 포함한다. 상기 지하수위 변동영역(42)은 갈수기 지하수면(12)과 강우시 지하수면(14) 사이의 영역이다. 즉, 비가 오지 않는 갈수기에는 지하수위가 상기 갈수기 지하수면(12)에 배치되고, 비가오는 강우시에는 상기 건조대(40)의 하부인 상기 강우시 지하수면(14)까지 지하수위가 상승한다.1 and 2, the porous medium is disposed between the
본 실시예에서, 상기 오염물질(50)은 지표로부터 유입되어 상기 건조대(40) 및 상기 지하수위 변동영역(42)을 통하여 상기 갈수기 지하수면(12) 상부(LNAPL; Light Non-aqueous Phase Liquid) 또는 하부(DNAPL; Dense Non-aqueous Phase Liquid) 까지 배치되며 플룸(Plume)을 형성한다. 이때, 상기 오염물질(50)이 유류저장탱크(도시되지 않음), 송유관(도시되지 않음) 등과 같은 지중매설물로부터 유출될 수도 있다. 상기 다공성 매질 내에는 상기 오염물질(50)을 포위하는 외곽선(70)이 정의되고, 상기 외곽선(70) 내의 수두경사를 최적화하여 상기 오염물질(50)이 상기 외곽선(70) 외부로 유출되는 것이 방지된다. 본 실시예에서, 상기 외곽선(70)은 원형형상을 갖는다. 상기 다공성매질이 단층, 절리 등의 불연속면을 포함하는 경우, 상기 외곽선(70)의 형상은 상기 불연속면을 따라서 연장될 수도 있다.In the present embodiment, the contaminant 50 is introduced from the surface of the upper surface of the
상기 지하수 및 다공성매질 정화장치는 주입수단(105), 추출수단(115) 및 차단벽(120)을 포함한다.The groundwater and porous medium purifying apparatus includes an injection means 105, an extraction means 115, and a
상기 주입수단(105)은 주입관정(101), 주입펌프(103) 및 정화물질 주입유닛(103a)을 포함한다. 상기 주입수단(105)은 상기 외곽선(70) 상의 지하수면의 상류측에 배치되어 정화물질(72)을 주입한다. 상기 상류측은 지하수가 흘러가는 방향(Dflow)에 있어서 지하수의 흐름이 시작되는 방향을 의미한다.The injection means 105 includes an injection well 101, an
상기 주입관정(101)의 하단은 상기 갈수기 지하수면(12) 하부의 상기 포화대(44) 내에 배치되어 정화물질(72)을 배출한다. 상기 정화물질(72)은 산화제, 토양정화용 미생물, 영양제, 공기 등을 포함한다. 상기 토양정화용 미생물은 길항균(Bacillus sp.), 유산균(Stretococcus Thermophilus), 납두균(Bacillus Subtilis), 황화수소 자화성 세균, 암모니아 자화성균, 진균(Azotobaoter sp.), VA myoorrhizao, Triootheoium sp., Psoudomonas sp., 등을 포함한다. 이때, 복수의 종류의 미생물이 혼합된 복합 미생물을 사용할 수도 있다. 또한, 상기 주입관정(101)의 하단이 상기 갈수기 지하수면(12) 상부에 배치되고, 상기 포화대(44) 내에 주입된 상기 정화물질(72)이 중력에 의해 상기 포화층(44)까지 도달할 수도 있다.The lower end of the injection well (101) is disposed in the
상기 주입관정(101)의 하단에는 복수개의 배출공들(도시되지 않음)이 형성되어 상기 정화물질(72)이 배출된다. 이때, 상기 주입관정(101)의 하단에 체크벨브(도시되지 않음)가 형성되어 지하수면의 높이에 따라 상기 배출공들(도시되지 않음)의 선택적으로 차단할 수도 있다.A plurality of discharge holes (not shown) are formed at the lower end of the injection well 101 to discharge the purifying
상기 정화물질(72)은 상기 지하수의 흐름 및 지하수위 제어를 통하여 상기 지하수 및 상기 다공성매질 내로 확산되어 상기 오염물질(50)에 도달한다. 상기 확산된 정화물질(72)은 상기 오염물질(50)을 분해하여 상기 지하수 및 상기 다공성매질을 정화한다.The purifying
상기 주입관정(101)의 상단은 지표면 상에 돌출되어 상기 주입펌프(103)와 연결된다.The upper end of the injection well 101 is projected on the ground surface is connected to the
상기 주입펌프(103)는 상기 정화물질 주입유닛(103a)과 연결되어 상기 정화 물질(72)을 상기 주입관정(101)으로 주입한다.The
상기 추출수단(115)은 제1 내지 제3 추출관정들(110a, 110b, 110c), 제1 내지 제3 대향추출관정들(110a', 110b', 110c') 및 상기 추출관정들(110a, 110b, 110c, 110a', 110b', 110c')에 연결된 추출유닛들(112)을 포함하고, 지하수를 추출한다. 상기 제1 내지 제3 추출관정들(110a, 110b, 110c) 및 상기 제1 내지 제3 대향추출관정들(110a', 110b', 110c')은 상기 외곽선(70)을 따라서 상기 상류측보다 낮은 수두를 갖는 부분에 배치된다. 본 실시예에서, 상기 각 제1 내지 제3 추출관정들은(110a, 110b, 110c) 상기 제1 내지 제3 대향추출관정들(110a', 110b', 110c')과 서로 대칭된다.The extraction means 115 may include first to
상기 제3 추출관정(110c)은 상기 외곽선(70) 중에서 상기 주입관정(101)보다 낮은 수두를 갖는 부분에 배치된다. 상기 제2 추출관정(110b)은 상기 외곽선(70) 중에서 상기 제3 추출관정(110c)보다 낮은 수두를 갖는 부분에 배치된다. 상기 제1 추출관정(110a)은 상기 외곽선(70) 중에서 상기 제2 추출관정(110b)보다 낮은 수두를 갖는 부분에 배치된다. 상기 제1 내지 제3 추출관정들(110a, 110b, 110c) 및 상기 제1 내지 제3 대향추출관정들(110a', 110b', 110c')은 상기 오염물질(50)을 포위하여 상기 오염물질(50)이 상기 외곽선(70) 밖으로 유출되는 것을 방지한다.The
상기 제1 추출관정(110a)과 상기 제1 대향추출관정(110a') 사이의 거리(d1)는 상기 제2 추출관정(110b)과 상기 제1 추출관정(110a) 사이의 거리(d2)보다 짧다. 상기 제2 추출관정(110b)과 상기 제1 추출관정(110a) 사이의 거리(d2)는 상기 제3 추출관정(110c)과 상기 제2 추출관정(110b) 사이의 거리(d3)보다 짧다. 상기 제3 추출관정(110c)과 상기 제2 추출관정(110b) 사이의 거리(d3)는 상기 주입관정(101)과 상기 제3 추출관정(110c) 사이의 거리(d4)보다 짧다. 즉, 인접하는 추출관정들 사이의 거리는 상기 인접하는 추출관정들 사이의 수두가 낮을수록 가까워진다.The distance d1 between the
상기 추출유닛들(112)은 지하수를 펌핑하여 상기 정화물질(72)이 빠르게 추출정까지 도달하도록 지하수 유속을 제어하며, 추출된 지하수는 별도의 수처리 후 외부로 배출한다.The
상기 오염물질(50)은 상기 지하수가 흘러가는 방향(Dflow)을 따라서 흘러가므로 상기 지하수가 흘러가는 방향(Dflow)의 하류측에 보다 많은 수의 추출관정들을 배치하여 상기 오염물질(50)이 상기 외곽선(70) 밖으로 유출되는 것을 방지한다.Since the
상기 차단벽(120)은 상기 지하수가 흘러가는 방향(Dflow)의 하류측에 상기 외곽선(70)에 인접하여 배치된다. 즉, 상기 차단벽(120)은 상기 추출관정들(110a, 110b, 110c) 및 상기 대향추출관정들(110a', 110b', 110c')보다 낮은 수두를 갖는 부분에 배치된다. 본 실시예에서, 상기 차단벽(120)은 상기 강우시의 지하수면(14)보다 높게 배치된다. 상기 차단벽(120)은 지하수의 수직이동을 제어하는 방법으로 상기 추출관정들(110a, 110b, 110c, 110a', 110b', 110c')을 이용하여 상기주입된 정화물질(72)이 오염지역에 균일하게 분포시킨 후, 지하수수위를 강제로 상승시켜 불포화층 내에 배치된 상기 오염물질(50)과 상기 정화물질(72)과의 접촉을 유도한다. 상기 차단벽(120)에 의해 강우(降雨)유무에 상관없이 지하수수위의 조절이 가 능하다.The blocking
상기 차단벽(120)은 상기 다공성매질보다 낮은 투수성을 가져서, 상기 외곽선(70) 내의 수두경사를 완만하게 한다. 상기 차단벽(120)은 점토 등의 투수성이 낮은 물질을 직접 매립하거나, Sheet pile등을 이용할 수 있다. 또한, 상기 차단벽(120)은 상기 오염물질(50)의 확산을 직접적으로 막아주며, 지하수위를 상승시켜 상기 불포화층의 다공성매질 내에 존재하는 상기 오염물질(50)과 상기 정화물질(72)의 결합을 상기 외곽선(70) 내의 전 지역에 결쳐 비교적 빠르고 균일하게 유도한다. 즉, 상기 차단벽(120)은 지하수 및 상기 정화물질(72)의 수직이동을 제어하여 지하수가 포화되지 않은 영역이 정화될 수 있도록 한다. 즉, 상기 차단벽(120)은 수직이동 제어수단으로 기능한다. 이때, 강우에 의하여 지하수 수직이동성의 확보가 가능하다고 판단될 경우 상기 차단벽(120)이 생략될 수도 있다.The
도 3은 상기 도 1에 도시된 지하수 및 다공성매질 정화장치가 오염물질의 정화하는 것을 나타내는 단면도이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 지하수 및 다공성매질 정화방법을 나타내는 흐름도다.FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating the purification of contaminants by the groundwater and porous medium purifying apparatus illustrated in FIG. 1, and FIG. 4 is a flowchart illustrating a groundwater and porous medium purifying method according to a first embodiment of the present invention.
도 1, 2 및 도 4를 참조하면, 먼저 상기 다공성매질 내에 상기 오염물질(50)을 포위하는 상기 외곽선(70)을 정의한다(S12). 상기 외곽선(70)의 형상은 상기 다공성매질의 특성, 상기 지하수의 수두경사, 상기 불연속면의 유무 등에 따라 결정된다. 상기 외곽선(70)의 크기는 상기 다공성매질의 투수성에 비례하여 증가한다. 또한, 상기 지하수의 수두경사가 급한 경우, 상기 외곽선(70)은 상기 지하수가 흘러가는 방향(Dflow)을 따라서 하류측으로 연장된다. 또한, 상기 다공성매질이 단층 을 포함하는 경우, 상기 외곽선(70)은 상기 단층을 따라서 연장된다.Referring to FIGS. 1, 2 and 4, first, the
이어서, 상기 외곽선(70) 상의 지하수면의 상류측에 상기 주입수단(105)을 설치하고, 상기 외곽선(70)을 따라서 상기 상류측보다 낮은 수두를 갖는 부분에 상기 제1 내지 제3 추출관정들(110a, 110b, 110c), 상기 제1 내지 제3 대향추출관정들(110a', 110b', 110c') 및 상기 추출유닛들(112)을 설치한다. 또한, 상기 외곽선(70)에 인접하여 상기 추출관정들(110a, 110b, 110c, 110a', 110b', 110c')보다 낮은 수두를 갖는 부분에 상기 차단벽(120)을 설치하여 상기 외곽선(70) 내의 지하수 수위와 수두경사를 제어하게 한다.Subsequently, the injection means 105 is installed on an upstream side of the ground water surface on the
도 3을 참조하면, 이후에 상기 외곽선(70) 상의 상기 지하수면의 상류측에 상기 정화물질(72)을 주입한다(S14). 상기 정화물질(72)이 주입되는 경우, 상기 주입관정(101) 주위의 압력상승으로 인해 상기 주입관정(101)에 인접하는 상기 지하수의 수두가 소폭 상승한다. 이어서, 상기 외곽선(70)을 따라서 상기 상류측보다 낮은 수두를 갖는 부분에 배치된 상기 추출관정들(110a, 110b, 110c, 110a', 110b', 110c')을 통하여 상기 지하수를 추출하여 지하수의 유속과 방향을 조절한다(S16). 즉, 상기 추출관정들(110a, 110b, 110c, 110a', 110b', 110c')을 이용하여 상기 지하수의 수평이동을 제어하여 지하수가 포화된 영역을 제어한다. 상기 지하수가 추출되는 경우, 상기 추출관정들(110a, 110b, 110c, 110a', 110b', 110c')에 인접하는 상기 지하수의 수두가 소폭 하강한다. 계속해서, 상기 정화물질(72)은 지하수의 자연·강제 확산을 통하여 상기 오염물질(50)과 혼합된다. 정화물질의 분포도정도는 브롬(Br)등과 같은 추적자물질을 사용하거나, 지하수의 pH, 산화전도도 등 정화물질의 종류에 따라 모니터링방법을 결정한다(S18). 상기 정화물질(72)은 오염물질(50)과 반응하여 상기 오염물질(50)을 분해한다.Referring to FIG. 3, the
기설치된 상기 차단벽(120)을 이용하여 상기 외곽선(70) 내의 지하수수위를 제어한다(S20). 상기 추출수단(115)에 의하여 상기 정화물질(72)이 수평방향으로 충분히 확산된 이후에, 상기 지하수수위를 상승시켜서 상기 정화물질(72)을 수평방향으로 확산시킨다. 본 실시예에서, 상기 정화물질(72)이 수평방향으로 확산되는 속도는 상기 지하수수위의 상승속도보다 빠르기 때문에, 상기 차단벽(120)을 설치한 이후에 상기 정화물질(72)을 주입하더라도, 상기 지하수수위가 상승하기 전에 상기 정화물질(72)이 수평방향으로 충분히 확산될 수 있다. 이때, 상기 정화물질(72)을 주입한 이후에 상기 차단벽(120)을 설치할 수도 있다.The groundwater level in the
실시예 2Example 2
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 지하수 및 다공성매질 정화장치를 나타내는 평면도이다. 본 실시예에서 불연속면, 외곽선 및 추출수단을 제외한 나머지 구성요소들은 실시예 1과 동일하므로 중복되는 설명은 생략한다.5 is a plan view showing a groundwater and porous medium purification apparatus according to a third embodiment of the present invention. In the present embodiment, the remaining components except for the discontinuous surface, the outline, and the extraction means are the same as in the first embodiment, and thus redundant description is omitted.
도 5를 참조하면, 상기 다공성매질은 불연속면(47)을 포함하고, 상기 오염물질(52)은 상기 불연속면(47)이 포함된 영역에 배치한다. 상기 불연속면(47)에서는 지하수의 유동이 급격히 증가하여 상기 지하수를 따라서 이동되는 상기 오염물질(52)의 이동도가 증가한다.Referring to FIG. 5, the porous medium includes a
본 실시예에서, 상기 오염물질(52)을 포위하는 외곽선(77)은 상기 불연속면(47)을 따라서 연장된 형상을 갖는다.In the present embodiment, the outline 77 surrounding the contaminant 52 has a shape extending along the
상기 지하수 및 다공성매질 정화장치는 주입수단, 추출수단 및 차단벽(120)을 포함한다.The groundwater and porous medium purification device includes an injection means, an extraction means and a
상기 추출수단은 제1 내지 제4 추출관정들(110a, 110b, 110c, 110d), 제1 내지 제4 대향추출관정들(110a', 110b', 110c', 110d') 및 상기 추출관정들(110a, 110b, 110c, 110d, 110a', 110b', 110c', 110d')에 연결된 추출유닛들을 포함하고, 지하수를 추출한다.The extraction means includes first to
본 실시예에서, 상기 추출관정들 중에서 상기 불연속면(47)에 인접하는 제2 및 제3 추출관정들(110b, 110c) 및 제2 및 제3 대향추출관정들(110b', 110c') 사이의 거리(d5)는 제1 추출관정(110a)과 제1 대향추출관정(110a') 사이의 거리(d1)보다 짧다.In this embodiment, among the extraction wells between the second and
즉, 인접하는 추출관정들 사이의 거리는 상기 인접하는 추출관정들 사이로 유출되는 수량이 증가할수록 가까워진다.That is, the distance between adjacent extraction wells gets closer as the quantity of water flowing out between the adjacent extraction wells increases.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 주입수단 및 복수개의 추출수단들을 이용하여 오염물질을 포위하여 상기 오염물질이 외부로 유출되는 것을 방지한다. 또한, 오염지역내의 굴착이 불가능하거나 광범위한 오염이 발생된 경우 또는 불연속면이 있는 경우에도 입체적인 정화가 가능하다.According to the present invention as described above, by surrounding the contaminants using the injection means and a plurality of extraction means to prevent the contaminants from leaking to the outside. In addition, three-dimensional purification is possible even when excavation in the contaminated area is impossible or extensive pollution occurs or there is a discontinuous surface.
또한, 차단벽등을 이용하여 오염영역 내의 수두경사를 최적화하여 오염물질이 오염영역의 전지역에 걸쳐 빠르고 균일하게 분해된다. 또한, 상기 오염물질이 불포화대 내에 배치되는 경우에도 용이하게 정화할 수 있다.Also, block walls By optimizing the head slope in the contaminated area, the contaminants are quickly and uniformly decomposed throughout the contaminated area. In addition, even when the contaminant is disposed in an unsaturated zone, it can be easily purified.
또한, 외곽선 내에 별도의 관정을 설치할 필요가 없으므로 지하수 및 다공성매질의 정화장치의 제조비용이 감소한다.In addition, since there is no need to install a separate well in the outline reduces the manufacturing cost of the groundwater and the purification device of the porous medium.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified and changed within the scope of the invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below I can understand that you can.
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