KR102208394B1

KR102208394B1 - 굴삭기 버킷 및 이를 이용한 복합 오염 토양의 정화 시스템

Info

Publication number: KR102208394B1
Application number: KR1020200091076A
Authority: KR
Inventors: 심명섭
Original assignee: 주식회사 예일
Priority date: 2020-07-22
Filing date: 2020-07-22
Publication date: 2021-01-27
Anticipated expiration: 2040-07-22

Abstract

본 발명의 실시 예들은 흙이나 모래 등의 굴착 시 토사에 약제를 작용시켜서 점토나 실트와 같은 작은 토양입자가 차지하는 비율이 높은 오염토양을 정화하는데 유용한 굴삭기 버킷 및 이를 이용한 복합 오염 토양의 정화 시스템을 제공하며, 이러한 본 발명의 실시예오염에 따른 복합 오염 토양의 정화를 위한 굴삭기 버킷은, 전면이 개방되면서 내부 공간이 형성되고 후면에는 배출 공간이 형성된 버킷 본체;와, 상기 버킷 본체의 배출 공간에 설치되어 상기 내부 공간에 투입된 물질이 교반되어 배출되게 하는 교반 장치;와, 상기 버킷 본체의 내부 공간과 구획판에 의해 구획된 구획 공간에 설치되어 상기 교반 장치를 구동하기 위한 구동 장치;와, 상기 버킷 본체의 구획판에 매립 설치되어 상기 버킷 본체의 내부 공간 측으로 균일하게 약제를 분사하는 약제 분사 장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

굴삭기 버킷 및 이를 이용한 복합 오염 토양의 정화 시스템{CONTAMINATED SOIL REMEDIATION SYSTEM AND REMEDIATION METHOD HAVING THE SAME}

본 발명은 굴삭기 버킷 및 이를 이용한 복합 오염 토양의 정화 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 흙이나 모래 등의 굴착 시 토사에 약제를 작용시켜서 점토나 실트와 같은 작은 토양입자가 차지하는 비율이 높은 오염토양으로부터 중금속의 분리를 효율적으로 수행할 수 있는 굴삭기 버킷 및 이를 이용한 복합 오염 토양의 정화 시스템에 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 화학 종에 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, 바이오 벤팅, 식물복원 등과 같은 생물학적 방법으로 구분될 수 있으며, 이러한 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 무기오염물질을 제거할 수 있는 한편 오염물질의 종류에 관계없이 적용할 수 있는 장점이 있다.

상기에서 토양 세척방법은 In-situ 법과, Ex-situ 법으로 구분되며, In-situ 법은 오염된 토양을 굴착하지 않고 세척용액 주입정, 세척용액 배출정, 세척유출수 처리시설, 펌프 및 계장시설, 휘발물질 처리시설 등을 오염된 부지에 설치하여 처리하고자 하는 오염토양 내에 세척제를 순환시켜 오염토양을 직접 세척하는 토양 세정법(Soil Flushing)으로서, 처리 시간이 길고 세척제의 회수가 어려움은 물론 이동성이 없는 단점이 있기 때문에 토양 세척방법은 주로 Ex-situ 법이 적용된다.

Ex-situ 법은 토양 내 오염물질의 분포 및 토양의 물리/화학적 특성을 파악하여 처리하고자 하는 범위의 오염된 토양을 굴착한 후, 적절한 세척제를 사용하여 굴착된 오염토양을 세척장치가 있는 곳에서 세척하는 방법으로서, 최근 일반화된 토양 세척법(Soil Washing)으로 이용된다.

(문헌 1) 대한민국 공개특허공보 제10-2009-0104487호 (문헌 2) 대한민국 공개특허공보 제10-0903593호 (문헌 3) 대한민국 공개특허공보 제10-2010-0102771호 (문헌 4) 대한민국 공개특허공보 제10-2010-0077479호 (문헌 5) 대한민국 공개특허공보 제10-1545231호

본 발명의 실시 예들은 흙이나 모래 등의 굴착 시 토사에 약제를 작용시켜서 점토나 실트와 같은 작은 토양입자가 차지하는 비율이 높은 오염토양을 정화하는데 유용한 굴삭기 버킷 및 이를 이용한 복합 오염 토양의 정화 시스템을 제공하고자 한다.

본 발명의 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 해당 기술분야의 종사자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 복합 오염 토양의 정화를 위한 굴삭기 버킷은, 전면이 개방되면서 내부 공간이 형성되고 후면에는 배출 공간이 형성된 버킷 본체;와, 상기 버킷 본체의 배출 공간에 설치되어 상기 내부 공간에 투입된 물질이 교반되어 배출되게 하는 교반 장치;와, 상기 버킷 본체의 내부 공간과 구획판에 의해 구획된 구획 공간에 설치되어 상기 교반 장치를 구동하기 위한 구동 장치;와, 상기 버킷 본체의 구획판에 매립 설치되어 상기 버킷 본체의 내부 공간 측으로 균일하게 약제를 분사하는 약제 분사 장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 약제 분사 장치는, 길이 방향으로 약제 분사부를 가지는 이중 구조의 약제 분사관을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 약제 분사관은, 내부에 배치되는 제1약제 분사관;과, 상기 제1약제 분사관의 외부에서 상기 제1약제 분사관을 둘러싸는 제2약제 분사관;과, 상기 제1 및 제2약제 분사관의 일측을 관통하여 상기 제1 및 제2약제 분사관의 내측에 등 간격으로 구비되는 약제 분사부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 약제 분사관은, 양단으로부터 약제를 공급받고 유입된 약제를 제1약제 분사부로 균일하게 배출하는 제1약제 분사관;과, 상기 제1약제 분사부로부터 배출되는 약제를 공급받아 제2약제 분사부로 균일하게 분사하는 제2약제 분사관;과, 상기 제1 및 제2약제 분사관이 소정 간격으로 이격되도록 상기 제1 및 제2약제 분사관을 상기 버킷 본체에 매립 고정하는 고정 브라켓;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 제1약제 분사부와 제2약제 분사부는 반대 방향으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 제1약제 분사부와 제2약제 분사부 중 적어도 어느 하나는, 연속적인 크랙이 절개 형성된 연속 약제 분사 크랙을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 제1약제 분사부와 제2약제 분사부 중 적어도 어느 하나는, 불연속적인 구멍이 반복적으로 형성된 불연속 약제 분사구를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 복합 오염 토양 정화 시스템은, 굴착 시 토사에 약제를 작용시키기 위한 굴삭기 버킷;과, 상기 굴삭기 버킷에 담긴 오염 토양을 공급을 공급하기 위한 피딩 장치;와, 상기 피딩 장치에서 공급된 오염토양을 미세한 슬러리로 마멸 및 파괴하여 오염토양 중에서 유류와 중금속이 동시에 탈착되도록 함과 동시에 제1입도 크기 이하를 가진 토사를 선별하여 공급하는 일체형 탈착 및 진동 선별 장치;와, 상기 일체형 탈착 및 진동 선별 장치에서 공급된 오염 토양에서 제2입도 크기 이하를 가진 토사를 모래 탈수 장치 측으로 배출시키고 제2입도 크기 이하의 토사를 공급하는 하이드로 사이클론;과, 상기 하이드로 사이클론에서 공급된 토사에서 산 세척을 이용하여 중금속을 제거하는 침사 반송 분배 시스템;과, 상기 침사 반송 분배 시스템에서 토양 슬러리를 공급받아 미세토사가 중력 침전되어 세척수와 분리되는 침사조;와, 상기 침사조에서 침전되지 않은 미세토사를 침전시키는 응집 침전조;와, 상기 응집 침전조에서 이송되는 미세토사를 농축시키는 농축조;와, 상기 농축조에서 배출되는 농축된 미세토사를 탈수시켜 탈수 케이크로 배출하는 탈수 장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 굴삭기 버킷은, 전면이 개방되면서 내부 공간이 형성되고 후면에는 배출 공간이 형성된 버킷 본체;와, 상기 버킷 본체의 배출 공간에 설치되어 상기 내부 공간에 투입된 물질이 교반되어 배출되게 하는 교반 장치;와, 상기 버킷 본체의 내부 공간과 구획판에 의해 구획된 구획 공간에 설치되어 상기 교반 장치를 구동하기 위한 구동 장치;와, 상기 버킷 본체의 구획판에 매립 설치되어 상기 버킷 본체의 내부 공간 측으로 균일하게 약제를 분사하는 약제 분사 장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 침사 반송 분배 시스템은, 상기 하이드로 사이클론에서 공급된 중금속 오염 토사가 침전되는 침사 반송 분배조;와, 상기 침사 반송 분배조에 침전된 중금속 오염 토사를 산 세척하여 상기 토사로부터 중금속을 제거하여 상기 침사조로 공급하기 위한 다수의 교반조들;과, 상기 다수의 교반조들 중 적어도 어느 하나에 산 처리제를 공급하는 산 처리제 공급조;와, 상기 다수의 교반조들 중 적어도 어느 하나에 산 처리제를 중화시키는 중화제를 공급하는 중화제 공급조;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 하이드로 사이클론은, 상기 일체형 탈착 및 진동 선별 장치에서 제공된 토사를 토양 중량에 대한 세척 용액의 진탕비를 1:3으로 하여 상기 침사 반송 분배 시스템으로 제공함과 동시에 제2입도 이상의 크기를 가진 토사를 선별하여 상기 모래 탈수 장치로 제공하는 제1하이드로 사이클론;과, 상기 모래 탈수 장치에서 분리된 제2입도 이상의 크기를 가진 토사 중 일부를 다시 상기 침사 반송 분배 시스템으로 재공급하는 제2하이드로 사이클론;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예들은 흙이나 모래 등의 굴착 시 토사에 약제를 작용시켜서 점토나 실트와 같은 작은 토양입자가 차지하는 비율이 높은 오염토양으로부터 중금속의 분리를 효율적으로 수행할 수 있게 된다.

본 발명의 실시 예들은 하이드로 사이클론과 침사조 사이에 침사 반송 분배 시스템을 포함하여 중금속의 제거 효율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 산 세척제의 사용량을 저감할 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 복합 오염 토양 정화 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 복합 오염 토양 정화 시스템의 전단부를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 복합 오염 토양 정화 시스템의 후단부를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 2에 도시된 A부분을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 5는 도 2에 도시된 B부분을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 6은 도 2에 도시된 C부분을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 7은 도 2에 도시된 굴삭기 버킷을 확대하여 나타낸 사시도이다.
도 8은 도 7에 도시된 굴삭기 버킷을 나타낸 단면도이다.
도 9는 도 7에 도시된 구동 장치를 나타낸 단면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 약제 분사 장치를 나타낸 사시도이다.
도 11은 도 10에 도시된 약제 분사 장치를 나타낸 단면도이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 약제 분사 장치를 나타낸 사시도이다.
도 13은 도 12에 도시된 약제 분사 장치를 나타낸 정면도이다.
도 14는 도 12에 도시된 약제 분사 장치를 나타낸 단면도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 복합 오염 토양 정화 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이며, 도 2는 도 1에 도시된 복합 오염 토양 정화 시스템의 전단부를 나타낸 도면이며, 도 3은 도 1에 도시된 복합 오염 토양 정화 시스템의 후단부를 나타낸 도면이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 복합 오염 토양 정화 시스템(10)은, 흙이나 모래 등의 굴착 시 토사에 약제가 분사된 오염토양이 공급되는 피딩 장치(100);와, 피딩 장치(100)에서 공급된 오염토양을 미세한 슬러리로 마멸 및 파괴하여 오염토양 중에서 유류와 중금속이 동시에 탈착되도록 함과 동시에 제1입도 크기 이하의 토사를 선별하여 공급하는 일체형 탈착 및 진동 선별 장치(200);와, 일체형 탈착 및 진동 선별 장치(200)에서 공급된 오염 토양에서 제2입도 크기 이하를 가진 토사를 모래 탈수 장치(330) 측으로 배출시키고 제2입도 크기 이하의 토사를 공급하는 하이드로 사이클론(300);과, 하이드로 사이클론(300)에서 공급된 토사에서 산 세척을 이용하여 중금속을 제거하는 침사 반송 분배 시스템(400);과, 침사 반송 분배 시스템(400)에서 토양 슬러리를 공급받아 미세토사가 중력 침전되어 세척수와 분리되는 침사조(500);와, 침사조(500)에서 침전되지 않은 미세토사를 침전시키는 응집 침전조(600);와, 응집 침전조(600)에서 이송되는 미세토사를 농축시키는 농축조(700);와, 농축조(700)에서 배출되는 농축된 미세토사를 탈수시켜 탈수 케이크로 배출하는 탈수 장치(800);를 포함하여 구성된다.

피딩 장치(100)는, 흙이나 모래 등의 굴착 시 토사에 약제가 분사된 오염 토양이 공급되는데, 이렇게 공급된 약제가 분사된 오염 토양을 정량으로 일체형 탈착 및 진동 선별 장치(200)로 공급하기 위한 것으로서, 이러한 피딩 장치(100)는, 오염 토양이 투입되는 투입 호퍼(110)와, 투입 호퍼(110)의 측방에 배치되어 일체형 탈착 및 진동 선별 장치(200)에 오염 토양을 정량적으로 이송하는 투입 콘베어(120)를 포함하여 구성된다.

피딩 장치(100)는, 흙이나 모래 등의 굴착 시 토사에 약제를 작용시켜서 이후 공정에서 점토나 실트와 같은 작은 토양입자가 차지하는 비율이 높은 오염토양을 정화하는데 유용한 효과가 있는데, 굴착 시 토사에 약제를 작용시키기 위한 굴삭기 버킷(1)에 대해서는 후술하도록 한다.

즉, 투입 호퍼(110)에 공급된 오염 토양을 투입 콘베어(120)를 통해 일체형 탈착 및 진동 선별 장치(200)로 공급한다. 이때 오염 토양은 그 성상을 구분하지 않으나, 오염 정도를 파악하여 후공정 시 오염 정도에 따라 그 시간을 결정할 수 있다.

도 4는 도 2에 도시된 A부분을 확대하여 나타낸 도면이다.

도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 피딩 장치(100)를 통해 일체형 탈착 및 진동 선별 장치(200)로 투입된 오염 토양은 일체형 탈착 및 진동 선별 장치(200) 내에서 유류와 중금속의 탈착 및 입도 크기에 따른 선별이 이루어지는데, 이러한 일체형 탈착 및 진동 선별 장치(200)는 제1입도(예를 들면, 3.0mm) 크기 이상의 입자(세척 청정 자갈)를 선별하여 처리토(M1)를 생성하고, 제1입도 크기 이하의 입자만을 선별 통과시켜서 후속 공정을 진행한다.

구체적으로, 피딩 장치(100)에는 유류와 중금속을 토양에서 탈리하여 후술하는 정화공정의 효율을 높이는 공정을 수행하기 위한 일체형 탈착 및 진동 선별 장치(200)가 접속되어 있다.

이러한 일체형 탈착 및 진동 선별 장치(200)는, 피딩 장치(100)에서 공급된 오염토양을 열에너지 투입된 상태에서 세척제와 혼합하여 마찰 파쇄로 미세한 슬러리로 개별화하여 오염토양 중에서 유류와 중금속이 동시에 탈리되도록 물리적 처리법에 화학적 처리법과 열적 처리법 등을 융합한 탈착 유닛(210)과, 탈착 유닛(210)과 일체형으로 형성되되 탈착 유닛(210)에서 배출되는 토양 슬러리가 유입되어 제1입도 이상의 입자를 선별하고 제1입도 이하의 미세 입자만을 통과시켜 후속 공정을 진행하는 진동 선별 유닛(220)을 포함하여 구성될 수 있다.

탈착 유닛(210)은, 피딩 장치(100)에서 공급된 오염토양을 열에너지 투입된 상태에서 세척제와 혼합하여 마찰 파쇄로 미세한 슬러리로 개별화하여 오염토양 중에서 유류와 중금속이 동시에 탈리되도록 물리적 처리법에 화학적 처리법과 열적 처리법 등을 융합한 탈착 유닛(210)을 포함할 수 있다.

진동 선별 유닛(220)은, 탈착 유닛(210)과 일체형으로 형성되되 탈착 유닛(210)에서 배출된 토양 슬러리에서 제1입도 크기 이상의 입자를 선별하고, 제1입도 크기 이하의 미세 입자만을 통과시켜 후속 공정을 진행하는 진동 선별 유닛(220)을 포함할 수 있다.

다만, 진동 선별 유닛(220)은, 재이용 방식으로 투입되는 세척수 분사를 이용하는 습식 진동 스크린(220)일 수 있으며, 입자 선별을 효율적으로 하기 위하여 제1입도(예를 들면, 3.0mm)를 가며 오염 토양 중 일정크기 이상의 오염 토양을 선별해내는 다수의 선별망을 포함하여 구성될 수 있음은 물론이다.

일체형 탈착 및 진동 선별 장치(200)를 거친 제1입도 크기 이하의 토사는 하이드로 사이클론(300)을 거치게 된다.

이러한 하이드로 사이클론(300)은 미세토를 포함한 폐수의 분리 효율을 향상시키는데, 제2입도 크기 이상의 토사를 모래 탈수 장치(330)로 이송함으로써, 침사 반송 분배 시스템(400)으로 공급되는 토사를 포함한 물의 함량을 감소시킬 수 있다.

이러한 하이드로 사이클론(300)은, 일체형 탈착 및 진동 선별 장치(200)에서 제공된 토사를 진탕비(토양중량: 세척용액의 부피) 1:3의 비율로 침사 반송 분배 시스템(400)으로 제공함과 동시에 제2입도 크기 이상의 크기를 가진 토사를 선별하여 모래 탈수 장치(330)로 제공하는 제1하이드로 사이클론(320);과, 모래 탈수 장치(330)에서 분리된 제2입도 크기 이상의 크기를 가진 토사 중 일부를 다시 침사 반송 분배 시스템(400)으로 재공급하는 제2하이드로 사이클론(320)을 포함하여 구성된다.

제1하이드로 사이클론(320)은 속이 빈 원추형의 제1테이퍼부(311)와 제1노즐부(312)로 구성되고, 원통형의 접선방향에서 진입하는 제1투입구(313)와, 제1테이퍼부(311)의 넓은 입구 측에 연결되는 제1A배출구(314)와, 제1노즐부(312)에 연결되는 제1B배출구(315)로 구성된다.

즉, 제1투입구(313) 측으로 일체형 탈착 및 진동 선별 장치(200)를 거친 물과 제1입도 이하의 크기를 가진 오염토사가 투입되고, 제1테이퍼부(311) 내부에는 소용돌이 현상과 원심력 등에 의해 큰 소용돌이와 작은 소용돌이 및 이들을 축선방향으로 관통하는 수직 유동이 발생한다. 이때, 입자의 무게차이로 인해 원심력에 차이가 발생하고 이로 인해 제2입도 크기 보다 큰 입도를 가진 입자와 제2입도 크기 보다 작은 입도를 가진 입자와 물이 분리된다.

다시 말해, 제2입도 크기 보다 작은 입도를 가진 작은 입자는 제1A배출구(314)를 통해 침사 반송 분배 시스템(400)으로 배출되고, 제2입도 크기 보다 큰 입도를 가진 큰 입자는 제1B배출구(315)를 통해 모래 탈수 장치로 배출되는데, 이때 제1테이퍼부(311)의 길이와 양단의 입구 면적비를 조절함으로써 원하는 입도를 기준으로 토사를 분리할 수 있게 된다.

그리고, 고액분리가 이루어져 분리된 제2입도 크기 보다 작은 미세토와 물은 침사 반송 분배 시스템(400)의 침사 반송 분배조(410)로 공급된다.

제2하이드로 사이클론(320)은 속이 빈 원추형의 제2테이퍼부(321)와 제2노즐부(322)로 구성되고, 원통형의 접선방향에서 진입하는 제2투입구(323)와, 제2테이퍼부(321)의 넓은 입구 측에 연결되는 제2A배출구(324)와, 제2노즐부(322)에 연결되는 제2B배출구(325)로 구성된다.

즉 제2투입구(323) 측으로 모래 탈수 장치를 거친 물과 제2입도 크기 이하의 크기를 가진 오염토사가 투입되고, 제2테이퍼부(321) 내부에는 소용돌이 현상과 원심력 등에 의해 큰 소용돌이와 작은 소용돌이 및 이들을 축선방향으로 관통하는 수직 유동이 발생한다. 이때, 입자의 무게차이로 인해 원심력에 차이가 발생하고 이로 인해 제2입도 보다 큰 입도를 가진 입자와 제2입도 크기 보다 작은 입도를 가진 입자와 물이 분리된다.

다시 말해, 제2입도 크기 보다 작은 입도를 가진 작은 입자는 제2A배출구(324)를 통해 침사 반송 분배 시스템(400)으로 재배출되고, 제2입도 보다 큰 입도를 가진 큰 입자는 제2B배출구(325)를 통해 모래 탈수 장치(330)로 재배출되는데, 이때 제2테이퍼부(321)의 길이와 양단의 입구 면적비를 조절함으로써 원하는 입도를 기준으로 토사를 분리할 수 있게 된다.

그리고, 고액분리가 이루어져 분리된 제2입도 보다 작은 미세토와 물은 침사 반송 분배 시스템(400)의 침사 반송 분배조(410)로 공급된다.

침사 반송 분배 시스템(400)으로 이송된 미세토는 침사조(500)의 바로 직전 단계에서 산 세척이 이루어지므로 중금속의 분리를 효율적으로 수행할 수 있을 뿐만 아니라 산 세척제의 사용량을 저감할 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 5는 도 2에 도시된 침사 반송 분배 시스템을 확대하여 나타낸 도면이다.

도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이, 침사 반송 분배 시스템(400)은, 하이드로 사이클론(300)에서 공급된 중금속 오염 미세토가 침전되는 침사 반송 분배조(410)와, 침사 반송 분배조(410)에 침전된 중금속 오염 미세토를 산 세척하여 중금속 오염 미세토로부터 중금속을 제거하여 침사조(500)로 공급하기 위한 다수의 교반조들(420,430,440)과, 다수의 교반조들(420,430,440) 중 적어도 어느 하나에 산 처리제를 공급하는 산 처리제 공급조(450)와, 다수의 교반조들(420,430,440) 중 적어도 어느 하나에 산 처리제를 중화시키는 중화제를 공급하는 중화제 공급조(460)를 포함하여 구성된다.

다수의 교반조들(420,430,440)에서는 일정 입도 이하의 토사를 산 세척하여 중금속을 제거한다.

이를 위해, 다수의 교반조들(420,430,440)은 공급되는 중금속 오염 미세토에 산 처리제가 혼합되는 전단 교반조(420,430)를 포함할 수 있다.

전단 교반조(420,430)에 공급되는 산 처리제는 산 처리제 공급조(450)로부터 공급될 수 있다. 여기서 중금속 오염 미세토에 혼합되는 산 처리제의 공급량은 전단 교반조들(420,430,440)과 산 처리제 공급조(450) 사이에 설치된 개폐밸브(미도시)에 의해 조절될 수 있다.

이러한 전단 교반조(420,430)는 중금속 오염 제거를 위한 1차 산 용출조(420)와 2차 산 용출조(430)를 포함할 수 있다. 1차 산 용출조(420)와 2차 산 용출조(430)는 산 처리제에 의한 부식을 방지하기 위하여 내부식성이 강한 재질, 예를 들어 스테인리스 스틸로 이루어질 수 있다.

후단 교반조(440)에 공급된 일정 입도 이하의 토사와 폐수는 중화제가 혼합된 세척수를 이용하여 중화될 수 있다. 중화제는 전단 교반조(420,430)에서 공급된 산 처리제를 중화시킴으로써, 전단 교반조(420,430) 이후의 공정에서 설비 부식이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

전단 교반조(420,430)를 거쳐 후단 교반조(440)에서 배출되는 일정 이하의 토사와 폐수는 침사조(500)로 공급된다.

교반조들(420,430,440)을 거친 일정 입경 이하의 미세토와 세척수는 침사조(500)에서 5～10분 정도 체류하면서 토양이 중력 침전되어 세척수와 분리된다.

따라서 침사조(500)의 하부에 침전된 미세토양은 다시 모래 탈수 장치(330)와 스크류 데칸터(510)로 공급하여 분리되도록 하고, 나머지 침전되지 않은 극미세토양과 세척수는 응집 침전조(600)로 공급한다.

한편, 스크류 데칸터(510)는 수평형 원심분리기로, 고속회전을 통하여 사이클론보다 매우 큰 원심력을 발생시켜 미세한 모래 성분을 여과, 탈수하는 장치이며, 스크류 데칸터(510)에서 원심 탈수되면 처리토(M3)가 생성된다.

그리고 응집 침전조(600)로 공급된 극미세토양과 세척수는 응집 침전조(600)에 응집제를 투여하여 극미세토양을 응집, 침전시키고 침전된 극미세토양은 농축조(700)를 통해 탈수 장치(800)로 공급되고, 오염수는 용존 공기 부상 수처리 장치(900)로 공급되어 세척수로서 재이용되도록 한다.

이때 응집제는 별도의 응집제 공급장치(미도시)를 통해 공급되는데, 응집제 교반기(610)와 공정수 저장조(810)를 통해 공급된 응집제와 공정수가 응집제 교반조(620)에서 상호 혼합되어 응집 침전조로 투입되는 것이다. 응집제는 액체 속에 현탁되어 있는 고체입자를 서로 뭉치도록 하여 침강시키는 물질로서 무기전해질 또는 유기고분자 화합물을 사용한다.

침사조(500)에는 침사조(500)에서 배출되는 스컴을 제거하기 위한 스컴제거장치(600)가 접속되어 있다. 스컴제거장치(630)는 침사조에서 부유고형물이 분리된 오폐수를 채우고 공기를 주입하여 상부에 부상하는 미세부유고형물 및 유분(기름) 등을 걷어낸다. 그리고 미세부유고형물 및 유분(기름) 등이 제거된 오폐수를 침사 반송 분배조(410)로 재공급한다.

농축조(700)는, 미세토사를 농축시켜 탈수 장치로 이송되는데, 이러한 탈수 장치(800)는, 농축된 미세토사를 탈수시켜 탈수케이크로 배출하고, 탈수 과정에서 배출되는 청수는 공정수 저장조(810)로 이송되며, 탈수케이크는 별도의 탈수케이크 처리설비(미도시)로 이송될 수 있다.

한편, 공정수 저장조(810)는 보충수 저장조(820)에 연결되어 보충수를 공급받을 수 있으며, 일체형 탈착 및 진동 선별 장치(200)에 재이용 세척수를 공급할 수 있다.

도 6은 도 2에 도시된 용존 공기 부상 수처리 장치를 확대하여 나타낸 도면이다.

도 2 및 도 6에 도시된 바와 같이, 용존 공기 부상 수처리 장치(900)는, 응집 침전조(600)에서 이송된 토양 슬러리의 부유물을 응집시켜 플록을 형성하는 혼화조(910)와, 혼화조(910)로부터 플록이 형성된 토양 슬러리를 제공받으며 플록과 미세기포의 부착을 유도하는 접촉조(920)와, 접촉조(920)로부터 미세기포가 부착된 플록을 제공받아 수면으로 부상시키는 부상조(930)와, 부상조(930)의 상단부에 설치되어 수면으로 부상하는 플록을 부상조로부터 제거하는 스크레이퍼(940)와, 플록이 제거된 처리수가 유입되어 저류되는 처리수조(950)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 혼화조(910)는 부유물이 포함된 원수를 제공받으며, 원수에 응집제를 투입하고 교반시키는 방식으로 원수 중에 포함된 부유물을 응집시켜 플록을 형성하는 것이다.

이러한 혼화조(910)에는 응집제와 같은 약품을 투입하기 위한 약품펌프(미도시)와, 원수와 응집제의 교반을 위한 교반기(미도시)가 설치될 수 있다.

상기 접촉조(920)는 혼화조(910)로부터 플록이 포함된 원수를 제공받도록 혼화조(910)의 인접 위치에 구성되며, 플록에 미세기포를 부착시킴으로써 플록의 부상을 유도하게 된다.

상기 부상조(930)는 접촉조(920)로부터 미세기포가 부착된 플럭을 제공받도록 접촉조의 인접 위치에 구성되며. 부상조(930)로 유입되는 플록은 미세기포에 의하여 수면으로 부상하게 된다.

상기 스크레이퍼(940)는 부상조(930)의 상단부에 위치하도록 설치되며, 수면으로 부상하는 플록을 부상조의 한쪽에 마련된 슬러지조(미부호)로 배출하게 된다.

상기 처리수조(950)는 부상조(930)로부터 플록이 제거된 처리수를 제공받아 저류시키도록 부상조(930)의 인접한 위치에 구성된다.

다음, 도 7 내지 도 14를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 복합오염 토양의 정화시스템에 이용되는 굴삭기 버킷에 대하여 설명한다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 복합오염 토양의 정화시스템에 이용되는 굴삭기 버킷을 확대하여 나타낸 사시도이며, 도 8은 도 7에 도시된 굴삭기 버킷을 나타낸 단면도이며, 도 9는 도 7에 도시된 굴삭기 버킷의 구동 장치를 나타낸 단면도이다.

도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 복합오염 토양의 정화시스템에 이용되는 굴삭기 버킷(1)은, 전면이 개방되면서 내부 공간(21)이 형성되고 후면에는 배출 공간(22)이 형성된 버킷 본체(20)와, 버킷 본체(20)의 배출 공간(22)에 설치되어 내부 공간(21)에 투입된 물질이 교반되어 배출될 수 있게 하는 교반 장치(30)와, 버킷 본체(20)의 내부 공간(21)과 구획판(23)에 의해 구획된 구획 공간(41)에 설치되어 교반 장치(30)를 구동하기 위한 구동 장치(40)와, 버킷 본체(20)의 구획판(23)에 매립 설치되어 버킷 본체(20)의 내부 공간(21) 측으로 균일하게 약제를 분사하는 약제 분사 장치(60)를 포함하여 구성된다.

버킷 본체(20)는 토양을 파거나 긁어모아서 담을 수 있도록 구성된 것으로서, 상부는 상대적으로 넓고, 하부로 갈수록 점차 좁아지는 모양으로 형성되는 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 실시 조건에 따라 그 모양과 구조는 다양하게 변경하여 실시할 수 있음은 물론이다.

이러한 버킷 본체(20)는 전면이 전부 개방되면서 내부에 흙 등이 유입되는 내부 공간(21)이 형성되고, 후면은 흙 등이 배출되도록 전부 또는 일부가 개방된 배출 공간(22)이 형성될 수 있다.

버킷 본체(20)의 상부에는 굴삭기(미도시)의 붐이 결합될 수 있도록 연결 힌지(70)가 형성된다. 연결 힌지(70)는 하나 또는 두 개 이상 복수개가 설치될 수 있다.

즉, 굴삭기 버킷(1)의 버킷 본체(20)는 오염 토양이 수용되는 내부 공간(21)과 오염 토양이 배출되는 배출 공간(22)이 관통 형성되고, 상부에는 불도저, 포크레인 또는 트랙터 등과 같은 굴삭기와 결합될 수 있도록 연결 힌지(70)가 형성되는 것이다.

그리고 버킷 본체(20)의 상부나 하부 또는 상하부에는 교반 장치(30)를 구성하는 교반축(31)의 회전 작동시 교반 날개(32)와 교반 날개(32)의 사이에 개재되는 오염 토양을 제거할 수 있도록 제거 돌기(33)들이 간격을 두고 배출 공간(22)을 향해 돌출 형성될 수 있다.

상기 버킷 본체(20)의 상부에는 내부 공간(21)과 구획되어 구동 장치(40)가 설치되는 구획 공간(41)이 구비될 수 있다. 이러한 구동 장치(40)는 유압 모터(42)와, 유압 모터(42)의 작동을 통해 공급되는 유압을 조절하는 유압 조절 장치(43)와, 유압 조절 장치(43)를 통해 전달되는 유체를 배출과 공급하는 유압 호스(44)로 구성된다.

즉, 구동 장치(40)는 유압 모터(42)의 작동을 통해 공급되는 유압을 유압 조절 장치(43)를 이용하여 조절한 후 유압 호스(44)를 통해 이동할 수 있도록 한 것이다.

상기 버킷 본체(20)의 일측면에 장착되어 상기 구동 장치(40)에서 전달되는 동력을 이용하여 작동하는 동력 전달 장치(50)는 간격을 두고 설치되는 회전축(51)들과, 회전축(51)에 각각 장착되는 스프로켓(52)과, 스프로켓(52)과 스프로켓(52)을 연결하는 체인(53)들로 구성될 수 있다.

다만, 동력 전달 장치(50)는 구동 장치(40)에서 제공되는 동력을 교반 장치(30)에 전달하기 위한 구성이면 충분하므로, 이러한 동력 전달 장치(50)는 구동 장치(40)를 통해 공급되는 동력을 전달하여 교반 장치(30)를 회전 작동하는 다양한 공지된 기술을 이용할 수 있음은 물론이다.

버킷 본체(20)의 내부에는 버킷 본체(20) 내에 약품을 투입할 수 있는 약제 분사 장치(60)가 구비될 수 있다.

이러한 약제 분사 장치(60)를 이용하여 버킷 본체(20) 내부로 분사하는 물질은 액상의 과산화수소, 안정화제 등을 포함한 광의의 약품으로 버킷 본체의 내부에 담긴 토양에 분사시킨다.

이와 같은 상태에서 구동 장치(40)의 유압 모터(42)를 작동하게 되면, 교반 장치가 회전하게 되고, 교반축(31)에 설치된 교반 날개(32)가 회전하면서 버킷 본체(20) 내부에 담겨져 있는 오염 토양과 과산화수소 등의 약품을 교반시켜 줌과 아울러, 버킷 본체(20) 하부의 배출 공간(22)을 통해 외부로 배출하게 된다.

이때, 버킷 본체(20)의 배출 공간(22)을 통해 배출되는 토양과 과산화수소 등 약품의 교반 물질은 교반축(31)의 교반 날개(32)의 유격을 조정하여 원하는 사이즈의 토양선별이 가능하도록 설계 및 제작되어 교반 날개(32) 사이의 틈새를 통과하면서 성상이 일정 이하의 크기로 미세하게 분쇄 혼합되면서 하부로 배출될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 약제 분사 장치는 다양한 형태로 버킷 본체의 내부에 설치되어 버킷 본체의 내부 공간에 약품을 균일하게 분사할 수 있는데, 먼저, 도 10 및 도 11을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 약제 분사 장치에 대하여 설명한다. 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 약제 분사 장치를 나타낸 사시도이며, 도 11은 도 10에 도시된 약제 분사 장치를 나타낸 단면도이다.

도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기 버킷의 약제 분사 장치(60a)는, 약품을 양단으로부터 공급받아 버킷 본체(20)의 내부 공간 측으로 균일하게 분사하기 위한 이중 구조의 약제 분사관(61a, 62a)과, 이중 구조의 약제 분사관(61a, 62a)의 양단에 배치되어 약제 분사관(61a, 62a)을 버킷 본체(20)에 고정하기 위한 고정 브라켓(63a)을 포함하여 구성된다.

이중 구조의 약제 분사관(61a, 62a)은 내측에 구비된 복수개의 약제 분사부()를 통해 버킷 본체(20)의 내부 공간(21)에 약제가 분사되도록 버킷 본체(20)의 크기에 따라 그 크기가 조절될 수 있다.

약제 분사부(64a)는 이중 구조의 약제 분사관(61a, 62a)의 내측에 균등한 간격으로 형성되어 있으며, 약제 분사 장치(60a)의 외부에서의 압력에 의해 공급된 약제를 버킷 본체(20)의 내부 공간(21)에 수용된 오염 토양에 분사하는 기능을 수행한다.

이중 구조의 약제 분사관(61a, 62a)은 내부에 배치되는 제1약제 분사관(61a)과 외부에 배치되는 제2약제 분사관(62a)으로 이루어져 있으며, 제1약제 분사관(61a)에는 약제 분사 장치(60a)의 외부로부터 약제가 공급되며, 제2약제 분사관(62a)은 제1약제 분사관(61a)을 둘러쌈으로써 제1약제 분사관(61a)의 파손 등을 방지하는 기능을 수행한다.

한편, 약제 분사부(64a)는 제1약제 분사관(61a)에 공급되는 약제가 분사되는데, 이러한 약제 분사부(64a)는 제1약제 분사관(61a) 및 제2약제 분사관(62a)의 일측을 관통하며 제1 및 제2약제 분사관(61a, 62a)의 내측에 등 간격으로 구비되어 있다.

한편, 제1 및 제2약제 분사관(61a, 62a)은 그 크기가 확장 또는 축소가능한 것일 수 있으며 이를 위해 본 발명에서의 제1 및 제2약제 분사관(61a, 62a)은 고무 호스 등과 같이 크기를 자유 자재로 조절할 수 있도록 제작할 수 있음은 물론이다.

본 발명의 다른 실시예를 도 12 내지 도 14를 참조하여 설명한다. 전술한 일 실시예와 동일한 구성 요소를 나타내는 경우에는 동일한 부호를 부여하고, 그 설명은 생략한다. 도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 약제 분사 장치를 나타낸 사시도이며, 도 13은 도 12에 도시된 약제 분사 장치를 나타낸 정면도이며, 도 14는 도 12에 도시된 약제 분사 장치를 나타낸 단면도이다.

도 12 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 약제 분사 장치(60b)는, 약품을 양단으로부터 공급받아 버킷 본체(20)의 내부 공간(21) 측으로 균일하게 분사하기 위한 이중 구조의 약제 분사관(61b, 62b)과, 이중 구조의 약제 분사관(61b, 62b)의 양단에 배치되어 이중 구조의 약제 분사관(61b, 62b)을 버킷 본체(20)에 고정하기 위한 고정 브라켓(63b)을 포함하여 구성된다.

이중 구조의 약제 분사관(61b, 62b)는 제1약제 분사관(61b)과 제2약제 분사관(62b)을 포함하며, 제1약제 분사관(61b)이 제2약제 분사관(62b) 내에 소정 간격으로 이격되어 내장되는 이중 구조를 형성한다.

제1약제 분사관(61b)은 제1약제 분사관(61b)의 길이 방향으로 제1약제 분사부(64b)를 형성하고, 제1약제 분사관(61b)의 양 끝단으로부터 약제를 공급받는다.

그리고, 제1약제 분사관(61b)은 유입된 약제를 제1약제 분사부(64b)로 균일하게 배출하게 된다.

또한, 제2약제 분사관(62b)은 제2약제 분사관(62b)의 장축 방향으로 제2약제 분사부(65b)를 형성하며, 제1약제 분사관(61b)의 제1약제 분사부(64b)로부터 배출되는 약제를 공급받아 제2약제 분사부(65b)로 균일하게 분사하게 된다.

제1약제 분사관(61b)은 제2약제 분사관(62b) 내에 소정 간격으로 이격되어 있으며, 제1약제 분사부(64b)과 제2약제 분사부(65b)의 방향이 180도 방향, 즉 반대 방향으로 형성될 수 있다.

제1약제 분사부(64b)는 내측 공간 측의 반대방향이고 제2약제 분사부(65b)는 내측 공간 측으로 형성된다. 따라서, 제1약제 분사관(61b)에 유입된 약제는 제1약제 분사부(64b)를 통해 배출되며, 제1약제 분사관(61b)과 제2약제 분사관(62b) 사이의 공간을 거쳐 내부 공간 측으로 형성된 제2약제 분사부(65b)를 통해 분사된다.

여기서, 제1약제 분사관(61b)에 유입된 약제는 제1약제 분사관(61b)에 약제가 가득 찬 경우에 제1약제 분사부(64b)로 배출될 수 있으며 제1약제 분사부(64b)를 통해 균일하게 배출되므로, 제2약제 분사부(65b)로 분사되는 약제는 균일하게 분사될 수 있게 된다.

이러한 제1약제 분사관(61b)의 제1약제 분사부(64b)와 제2약제 분사관(62b)의 제2약제 분사부(65b)는, 연속적인 크랙이 절개 형성된 연속 분사 크랙(65b)과, 불연속적인 구멍이 반복적으로 형성된 불연속 분사구(미도시) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

또한, 제1약제 분사관(61b)과 제2약제 분사관(62b)은 제1약제 분사부(64b)의 크기는 제2약제 분사부(65b)의 크기보다 크게 형성할 수 있다.

이로 인해 제2약제 분사관(62b)의 제2약제 분사부(65b)에 보다 큰 압력이 걸리게 되므로, 제2약제 분사부(65b)가 보다 균일한 용액을 분사할 수 있게 된다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 약제 분사 장치(60b)는 약제 분사관(61b, 62b)의 길이 방향으로 약제 분사부(64b, 65b)를 가진 약제 분사관(61b, 62b)의 이중 구조를 이용해 약제 분사 장치(60b)를 구현함으로써, 조립을 용이하게 하고 가공 비용을 절감할 수 있으며, 제1약제 분사관(61b)의 제1약제 분사부(64b)와 제2약제 분사관(62b)의 제2약제 분사부(65b)를 반대 방향으로 구성해 제2약제 분사부(65b)에 균일한 분사력을 제공함으로써, 적은 유량에서도 용액을 균일하게 분사할 수 있는 효과가 있게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 굴삭기 버킷 및 이를 이용한 복합 오염 토양의 정화 시스템은 흙이나 모래 등의 굴착 시 토사에 약제를 작용시켜서 점토나 실트와 같은 작은 토양입자가 차지하는 비율이 높은 오염토양으로부터 중금속의 분리를 효율적으로 수행할 수 있는 것을 기본적인 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이다.

1...굴삭기 버킷
10...복합 오염 토양 정화 시스템
20...버킷 본체
30...교반 장치
40...구동 장치
50...동력 전달 장치
60, 60a, 60b...약제 분사 장치
61a...제1약제 분사관
62a...제2약제 분사관
100...피딩 장치
200...일체형 탈착 및 진동 선별 장치
300...하이드로 사이클론
400...침사 반송 분배 시스템
410...침사 반송 분배조
420,430,440...다수의 교반조들
450...산 처리제 공급조
460...중화제 공급조
500...침사조
600...응집 침전조
700...농축조
800...탈수 장치

Claims

점토나 실트와 같은 작은 토양입자가 차지하는 비율이 높은 복합 오염 토양으로부터 중금속의 분리를 수행하기 위하여 굴착 시 토사에 액상의 과산화수소와 안정화제를 포함한 약제를 작용시켜서 투입 호퍼와 투입 컨베이어로 구성된 피딩 장치로 공급하는 굴삭기 버킷으로,
상기 굴삭기 버킷은,
전면이 개방된 내부 공간(21)과, 상기 내부 공간(21)의 후면 하부에 형성되는 배출 공간(22)과, 상기 내부공간(21)의 상부에 수평방향으로 배치되는 구획판(23) 을 포함하는 버킷 본체(20);와,
교반축(31)에 설치되어 상기 교반축(31)이 회전하는 경우에만 오염 토양이 그 틈새를 통과하도록 서로 외접하도록 배치되며 수직방향에 대하여 경사지게 배열된 복수의 교반 날개(32)를 포함하는 교반 장치(30);와,
상기 버킷 본체(20)의 내부 공간(21)과 상기 구획판(23)에 의해 구획된 구획 공간(41)에 설치되되, 상기 교반축(31)를 구동하기 위한 유압 모터(42)와, 상기 유압 모터(42)의 작동을 통해 공급되는 유압을 조절하는 유압 조절 장치(43)와, 상기 유압 조절 장치(43)를 통해 전달되는 유체를 배출과 공급하는 유압 호스(44)로 구성된 구동 장치(40);와,
상기 버킷 본체(20)의 내부 공간(22) 측으로 균일하게 약제가 분사되도록 길이 방향으로 약제 분사부(64b,65b)를 가지되 그 크기가 확장 또는 축소가 가능한 고무호스로 이루어지고 상기 구획판(23)에 매립 설치되되 상기 수직방향에 대하여 경사지게 배열된 복수의 교반 날개(32)보다 전방에 배치되는 이중 구조의 약제 분사관(60b)과, 이중 구조의 약제 분사관(60b)의 양단에 배치되어 이중 구조의 약제 분사관(60b)을 상기 버킷 본체에 고정하기 위한 고정 브라켓(63b)을 구비하는 약제 분사 장치(60);를 포함하며,
상기 버켓 본체(20)는, 상기 교반축(31)의 회전 작동시 상기 수직방향에 대하여 경사지게 배열된 복수의 교반 날개(32) 사이에 개재되는 오염 토양을 제거할 수 있도록 상기 버켓 본체(20)의 내면으로부터 상기 수직방향에 대하여 경사지게 배열된 복수의 교반 날개(32) 중 최상부에 배치된 교반날개(32)를 향하여 돌출형성된 상부 제거돌기(33)와, 상기 버켓 본체(20)의 내면으로부터 상기 복수의 교반날개(32) 중 최하부에 배치된 교반날개(32)를 향하여 돌출형성된 하부 제거돌기(33)를 더 포함하고,
상기 이중 구조의 약제 분사관(60b)은, 연속적인 크랙이 상기 내부 공간의 반대 방향 측으로 절개 형성된 연속 약제 분사 크랙 및 불연속적인 구멍이 반복적으로 형성된 불연속 분사구가 동시에 구비된 제1약제 분사부(64b)를 포함하는 제1약제 분사관(61b);과, 상기 제1약제 분사관(61b)로부터 약제를 공급받고 유입된 약제가 상기 버킷 본체(20)의 내부 공간(22) 측으로 분사될 수 있도록, 상기 제1약제 분사부(64b)와 180도 반대 방향으로 형성되고 상기 제1약제 분사부(64b)와 동일한 수직평면 상에 배열되는 상기 버킷 본체 내부 공간 측과 직접 마주하도록 절개 형성된 연속 약제 분사 크랙 및 불연속적인 구멍이 반복적으로 형성된 불연속 분사구가 동시에 구비된 제2약제 분사부(65b)를 포함하는 제2약제 분사관(62b);을 포함하며, 상기 제1약제 분사관(61b)의 양단에서 유입된 약제는, 상기 제1약제 분사관(61b)에 약제가 가득 찬 경우에만 상기 제1약제 분사부(64b)의 연속 약제 분사 크랙과 불연속 분사구를 통해 상기 내부 공간의 반대 방향으로 균일하게 배출된 다음 상기 제2약제 분사부(65b)의 연속 약제 분사 크랙과 불연속 분사구를 통하여 상기 내부 공간에 담긴 오염 토양에 균일하게 분사되며,
상기 제1약제 분사부(64b)의 연속 약제 분사 크랙의 크기는, 상기 제2약제 분사부(65b)의 연속 약제 분사 크랙의 크기보다 크게 형성함으로써, 상기 제1약제 분사부(64b)에 비해 상기 제2약제 분사부(65b)에 보다 큰 압력이 걸리게 되므로 상기 액상의 과산화수소와 안정화제를 포함한 약제의 균일한 분사가 가능하게 되며,
상기 버킷 본체(20) 내부에 담긴 오염 토양에 상기 액상의 과산화수소와 안정화제를 포함한 약제가 상기 제2약제 분사부(65b)를 통하여 분사된 상태에서 상기 구동 장치(40)의 유압 모터(42)가 작동하게 되면, 상기 교반축(31)에 설치된 상기 수직방향에 대하여 경사지게 배열된 복수의 교반 날개(32)가 회전하면서 상기 버킷 본체(20) 내부에 담겨져 있는 오염 토양과 상기 약제 분사관(60b)에서 분사된 액상의 과산화수소와 안정화제를 포함한 약제를 교반시켜 줌과 동시에, 상기 버킷 본체(20) 하부의 배출 공간(22)을 통해 외부로 배출하게 되고,
상기 버킷 본체(20)의 배출 공간(22)을 통해 배출되는 토양과 액상의 과산화수소와 안정화제를 포함한 약제의 교반 물질은 상기 교반 날개(32) 사이의 틈새를 통과하면서 성상이 일정 이하의 크기로 미세하게 분쇄 혼합되는 과정에서 중금속의 분리가 수행되면서 하부로 배출되고,
상기 구동 장치(40)의 유압 모터(42)가 작동하지 않게 되면, 상기 굴삭기 버킷은 상기 굴삭기의 붐을 통하여 상기 액상의 과산화수소와 안정화제를 포함한 약제가 교반된 오염 토양을 상기 피딩 장치(100)의 투입 호퍼와 투입 컨베이어로 공급한 다음 차례대로 일체형 탈착 및 진동 선별 장치(200), 하이드로 사이클론(300), 침사 반송 분배 시스템(400), 침사조(500), 응집 침전조(600), 농축조(700), 탈수 장치(800)를 거쳐서 탈수 케이크로 배출 처리하며,
상기 침사 반송 분배 시스템(400)은, 상기 하이드로 사이클론에서 공급된 중금속 오염 토사가 침전되는 침사 반송 분배조;와, 상기 침사 반송 분배조에 침전된 중금속 오염 토사를 산 세척하여 상기 토사로부터 중금속을 제거하여 상기 침사조로 공급하기 위한 다수의 교반조들;과, 상기 다수의 교반조들 중 적어도 어느 하나에 산 처리제를 공급하는 산 처리제 공급조;와, 상기 다수의 교반조들에 산 처리제를 중화시키는 중화제를 공급하는 중화제 공급조;를 포함하여,
산 세척제의 사용량이 저감된 상태로 상기 점토나 실트와 같은 작은 토양입자가 차지하는 비율이 높은 복합 오염 토양으로부터 중금속이 제거되게 하는 것을 특징으로 하는 복합 오염 토양의 정화시스템에 이용되는 굴삭기 버킷.
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