KR100767754B1 - 정화시설 내부 저장수를 이용하여 물청소하는 오염수다중정화시설 및 오염수 정화방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정화시설 내부 저장수를 이용하여 물청소하는 오염수 다중정화시설에 관한 것으로, 그 구성은 상부가 개방되고 측벽에 방류관(112)과 오염수 유입관(111)이 설치된 정화구조물(100)과; 상기 정화구조물(100) 내부 오염수 유입부쪽에 상부로 들어올려서 하부 개방이 가능하고 역세척이 용이하게 되도록 상부가 경사지게 설치되는 2중망목 전경사 스크린(500)과; 상기 전경사 스크린(500) 앞쪽에는 전처리 공간(가)으로서 슬러지가 수집되는 슬러지 수집 호퍼(600)와 상기 전경사 스크린(500) 뒤쪽에는 여과공간(나)으로서 오염수 유입관(111) 아래 소정의 높이로 오염수 유입부쪽으로 경사지게 설치되는 차수바닥층(800)과 상기 차수바닥층(800)의 바닥면 상, 하부로 안치되는 유공기초통(310), 하부여재충진여과기(320), 상부여재충진여과기(330), 여과망누름대(350), 역원통여과망여과기(340)로 이루어진 여과망 여과기(300)와 상기 여과공간(나)의 차수바닥층(800) 하부에는 여과망여과기(300)가 안치된 부분을 뺀 나머지 공간에 입자상 접촉재가 충진되어 형성되는 공극접촉층(400)과; 상기 공극접촉층(400)과 여과망여과기(300)에 의하여 정화된 정화수를 방류관(112)에 연결된 집수통(730)으로 이송되도록 정화구조물(100) 내부 바닥층에 설치되는 유공관(710) 및 도수관(720)과; 상기 집수통(730)에 수집된 정화수를 펌프로 양수하여 살수노즐로 분사시켜 여과망을 세척할 수 있도록 집수통(730) 상부에 위치하여 집수통 뚜껑(740)을 관통시켜 설치되는 흡입파이프 유도관(750)과; 상기 정화구조물(100) 상부 개방된 곳을 막아주도록 설치되는 격자망 뚜껑(970)으로 구성되는 것으로서, 이것은 오염도 높고 유기성 오염물질로 인하여 점성이 있으며 간헐적으로 발생하는 오염된 빗물이나 빗물 섞인 하수와 같은 오염수를 정화함에 있어서 정화효율이 높고 경제적이며 유지관리시 정화시설 내부에 정화수를 저장하여 정화시설을 물청소할 수 있게 한 것이다.

빗물정화, 스크린, 여과망여과기, 여재충진여과기, 정화수 저장, 물청소

Description

정화시설 내부 저장수를 이용하여 물청소하는 오염수 다중정화시설 및 오염수 정화방법{Storm water treatment facility washing with water using storaged treated water and that method}

도 1은 본 발명에 따른 상부개방형 다중정화시설 평면도

도 2는 도 1의 "A-A"선 단면도

도 3은 도 1의 "B-B"선 단면도

도 4는 도 1에서 여과망여과기를 발췌한 부분 절개 사시도

도 5는 도 4의 분리 사시도

도 6은 도 4의 종단면도

도 7은 본 발명에 따른 여과망여과기의 또다른 실시예의 종단면도

도 8은 도 7의 안치통을 발췌한 사시도

도 9는 본 발명에 따른 상부여재충진여과기의 골조 사시도

도 10은 본 발명에 따른 하부여재충진여과기의 골조 사시도

도 11은 본 발명에 따른 전경사 스크린의 정면도

도 12는 본 발명에 따른 전경사 스크린 고정대의 사시도

도 13은 본 발명에 따른 집수시설의 분리사시도

도 14는 본 발명에 따른 격자망 뚜껑의 평면도

도 15는 도 14 "G-G"선의 단면도

도 16은 본 발명에 따른 또다른 제1실시예시도로서 상부 복개형 정화시설의 평면도

도 17은 도 16의 "C-C"선의 단면도

도 18은 도 16의 "D-D"선의 단면도

도 19는 본 발명에 따른 또다른 제2실시예시도로서 무인자동화 운전 정화시설의 평면도

도 20은 도 19의 "E-E"선의 단면도

도 21은 도 19의 "F-F"선의 단면도

*도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명*

100 : 정화구조물 111 : 오염수 유입관

112 : 정화수 방류관 200 : 다중정화장치

300 : 여과망여과기 311 : 유통 구멍

312 : 테두리 날개 313 : 이탈방지고리 삽입구멍

320 : 하부여재충진여과기 321 : 하부판

322 : 환봉기둥 323 : 여재충진구

324 : 뚜껑 330 : 상부충진여재여과기

331 : 여과망 332 : 여재

333 : 여재충진구 334 : 상부판

335 : 뚜껑 336 : 하부판

337 : 유출관 340 : 역원통여과망여과기

341 : 상부판 342 : 지지막대

343 : 내부 지지링 344 : 여과망

350 : 여과망 누름대 360 : 안치통

361 : 테두리 날개 362 : 내부원통

363 : 테두리 날개 364 : 고리삽입구멍

370 : 하부판 371 : 유출관

372 : 이탈방지고리 400 : 공극접촉층

500 : 전경사 스크린 510 : 토사차단스크린

520 : 협잡물차단스크린 530 : 손잡이

531 : 고정구멍 550 : 고정대

600 : 슬러지 수집 호퍼 700 : 집수시설

710 : 유공관 720 : 도수관

730 : 집수통 740 : 집수통 뚜껑

750 : 흡입 파이프 유도관 800 : 차수바닥층

900 : 난간 910 : 슬러지 흡입펌프

911 : 스크린 인발모터 912 : 동력전달장치

920 : 슬러지 흡입관 930 : 양수펌프

940 : 배관 950 : 살수노즐

960 : 전동밸브 970 : 격자망 뚜껑

971 : 격자망 뚜껑 다리 980 : 제어시설

본 발명은 정화시설 내부 저장수를 이용하여 물청소하는 오염수 다중정화시설에 관한 것으로, 보다 구체적으로 설명하면 오염도 높고 유기성 오염물질로 인하여 점성이 있으며 간헐적으로 발생하는 오염된 빗물이나 빗물 섞인 하수와 같은 오염수를 정화함에 있어서 정화효율이 높고 경제적이며 유지관리시 정화시설 내부에 정화수를 저장하여 정화시설을 물청소할 수 있는 정화시설에 관한 것이다.

개발지역에서 강우시 유출하는 빗물의 수질은 개발지역의 특성에 따라서 다양한 양상을 나타내며 각종 비점오염물질이 포함되어 있어서 오염도가 높다.

이들 중 대표적으로 오염도가 높은 빗물은 강우시 지표면에 산재하는 오염물질이 빗물에 포함되어 유출하는 오염된 빗물과 하수가 흐르는 하수도에 대량의 빗물이 유입하여 하수처리장에서 처리되지 않고 하천으로 유입하는 빗물 섞인 하수가 있다.

하수도 시설은 우수와 생활오수룰 분리하여 각각 우수관과 오수관을 설치하여 배수하는 분리식 하수도와 한개의 관을 설치하여 우수와 하수를 한개의 관으로 함께 배출하는 합류식 하수도가 있으며, 이들 하수도 시설의 종류에 따라서 오염 양상이 달라진다. 분리식 하수도 지역에서는 강우시 지표면에 떨어진 각종 쓰레기, 음식 찌꺼기, 토사 등의 오염물질이 빗물과 함께 흘러서 오염된 빗물이 우수관을 통하여 하천으로 유입하여 하천을 오염시키며, 생활오수는 오수관을 통하여 하수처리장으로 운송되어 하수처리장에서 처리하여 방류하고 있으나, 일부지역에서는 오수관에 생활오수만 흐르는 것이 아니고, 오수관의 부실시공으로 관로접합이 부실하거나 오수관에 우수관이 연결되는 오접 등으로 강우시 많은 우수가 오수관으로 유입하여 하수처리장에 처리능력 이상의 빗물 섞인 하수가 유입함으로서 하수처리장의 정상적 기능에 지장을 주고, 미처 처리하지 못한 빗물 섞인 하수가 하천으로 유입하는 오염사고가 발생하기도 한다.

한편, 합류식 하수도 지역에서는 강우시 합류식 하수도에 빗물이 들어와 하수에 섞여서 하수량이 증가하므로 하수도 시설기준에서는 평상시 하수량의 3배에 해당하는 유량을 이송할 수 있는 차집관로를 설치하여 평상시에는 하수만을 이송하나 강우시에는 3배에 해당하는 빗물 섞인 하수를 하수처리장으로 운반하여 하수처리장에서는 평상시 하수량에 해당하는 유량은 정상적 처리과정을 통하여 정화하여 방류하도록 하고, 나머지 2배에 해당하는 빗물 섞인 하수는 하수처리장에 침전지를 추가로 설치하여 침전후 방류하도록 되어 있다.

그러나 우리나라 대부분의 하수처리장에서는 차집관로는 평상시 하수량의 3배를 차집하도록 설치하고 있으나, 하수처리장에서는 평상시 하수량만 정화할 수 있는 시설을 설치하고 추가유량의 처리를 위한 침전지는 설치하지 않고 있어서, 하수 처리장 앞까지 평상시 유량의 3배에 해당하는 빗물 섞인 하수를 운반한 후, 평상시 유량에 해당하는 빗물 섞인 하수만을 처리장에서 정화하여 방류하고 있으며, 나머지 유량은 바로 하천으로 배출시키고 있는 실정으로서 이로 인해 공공수역 오 염이 가중되고 있다.

또한, 평상시 하수량의 3배 이상으로 많은 비가 오면 평상시 하수량의 3배에 해당하는 유량은 차집관로로 차집되나 나머지 차집되지 못한 하수 섞인 빗물은 하천으로 직접 유입하여 공공수역의 오염을 야기하게 되며, 이 오염수를 합류식 하수도의 월류수라 한다,

이상에서 보는 바와 같이 비가 오면 많은 오염수가 하천으로 유입하여 공공수역이 오염되고 있다.

이렇게 처리되지 않은 오염된 빗물에서는 다양한 종류의 오염물질이 포함되어 있으며, 이들 오염물질은 수중에서 고형물 형태로 존재하는 입자상 오염물질과 용해상태로 존재하는 용해성 오염물질로 대별할 수 있다.

입자상 오염물질은 크고 작은 각종 협잡물, 토사, 모래, 점토와 같은 무기성입자, 미생물에 의하여 분해되는 유기성 입자, 질소, 인 성분을 갖는 유기성 및 무기성 입자, 기름성분 등이 있으며 또한 이들 성분이 혼합된 입자들이 있다.

용해성 오염물질은 미생물에 의하여 분해되는 용해성 유기물, 이온상태로 존재하는 질소 및 인 성분, 중금속 성분, 화학물질 등이 있다.

특히, 합류식 하수도와 오수관에서 강우시 발생하는 빗물 섞인 하수의 수질은 평상시 하수의 수질보다 낮은 것이 일반적이지만, 그러나 우수관에서 발생하는 오염된 빗물보다는 유기성 오염물질 함량이 많아서 점성이 높은 특징이 있다.

이렇게 다양한 특성을 갖는 오염된 빗물을 정화하려면 하수처리시설과 같이 동력을 사용하면서 물리적 처리공정, 생물학적 처리공정 및 화학적 처리공정을 갖 는 공장 형태의 처리시설이 필요하나, 이러한 공장 형태의 정화시설은 설치비가 비싸고 유지관리를 위한 전문인원이 필요하고, 유지관리비용도 비싸며, 부지소요가 커서, 부지확보가 어려우며 또한 비가 올 때만 유량이 간헐적으로 발생하므로 생물학적 공정의 적용이 어려운 문제점 등이 있어서 현재 오염된 빗물정화에 있어서 공장 형태의 처리시설이 많이 채택되지 않고 있다.

또 다른 정화 방법으로는 오염수 발생 현장에 소규모 무동력 시설로서 침전시설이나 스크린시설 또는 여재를 이용한 여과시설 등의 간이 정화시설을 설치하여 토사, 협잡물 및 부유물질 등 일부 오염물질을 정화하는 방법들이 적용되고 있다.

그러나 침전시설은 입자상 오염물질 제거율 30% 달성을 위해 2~3시간 정도의 체류시간을 갖는 크기의 구조물이 필요하므로 부지소요가 크고, 공사비가 많이 들며구조물의 규모에 비하여 오염물질 제거율이 낮으며, 평상시 침전지 물의 수질악화, 슬러지 준설 등 유지관리가 어려운 문제점 등이 있다.

스크린 시설은 비교적 큰 크기의 협잡물들을 제거하는 오염물질 제거율이 낮은 시설로서 망목크기에 따라서 오염물질 제거율이 달라지나 망목크기를 작게 하면 제거율은 어느 정도 높아지나 스크린의 공극이 빨리 폐쇄되므로 자주 청소해야 하는 등 유지관리빈도가 높아지는 문제가 있다.

여재를 이용한 여과시설에는 모래 또는 다공성 여재와 같은 입자상 여재를 이용하는 방법과 스크린시설과 입자상 여재를 결합하는 방법들이 있으며, 입자상 여재만을 이용하는 시설은 모래를 이용한 수평여과시설 또는 다공성 입자상 여재를 원통형태의 여과기에 충진한 여과기 여과시설이 있다.

입자상 여재를 이용한 여과방법은 작은 입경의 여재를 사용하며 여재층이 두꺼워서 입자상 오염물질의 제거율은 큰 편이나 용해성 오염물질은 제거율이 낮으며 여과기능유지를 위해서는 여재층에 걸린 찌꺼기들은 인력으로 제거하거나 아니면 여재층을 새 여재로 교환해야 하므로 유지관리 작업이 어렵고, 유지관리비용이 많이 드는 문제가 있으며 더욱이 하수와 같이 유기성 오염물질이 많은 오염수가 유입하면 점성으로 더 빨리 공극이 폐쇄되므로 유지관리 빈도가 더 높아지는 문제가 있다.

한편, 스크린시설과 입자상 여재를 결합한 여과시설은 특허 제 10-0629151호 초기우수 다중 여과시설이 있다.

상기 특허는 콘크리트 구조물 내부의 유입부쪽에 스크린 벽을 설치하여 앞쪽은 전처리 공간으로 사용하고 뒤쪽은 여과공간으로 사용하며 여과공간에 별형태 여과망 여과기와 입자상 여재가 충진된 여과벽 여과기로 형성된 수직 2단 여과기를 설치하여 오염된 빗물을 여과하고 지상부에서 배관을 하여 여과기 내부에 여과망 세척용 노즐장치를 설치하고 이 노즐에 압력수를 공급하여 여과망에 걸린 찌꺼기를 역세척하는 시설로서 유지관리가 다소 편리한 점은 있으나,

① 여과기능 이외의 미생물 정화기능이 없어서 용해성 오염물질 제거율이 낮으며,

② 슬러지 준설 및 청소작업을 위하여 사람이 여과시설 바닥에 올라서야 하므로 여과기 설치면적 이외에 작업 공간이 필요하여 이에 따라서 작업 구조물의 크기가 커져서 공사비 및 부지 소요가 많아지며,

③ 여과망의 세척용수를 외부에서 별도로 준비해야 하며,

④ 별여과기의 여과망이 수직으로 설치되어 있으므로 여과기 상부에서 압력수를 분사하면 살수 각도가 작아져 세척 효과가 작아서 여과망 내부 가까이에서 살수하여야 하고, 또한, 여과망에 걸린 찌꺼기를 수압만으로 분리해야 하므로 세척수량이 많이 소요되며,

⑤ 여과바닥에 있는 슬러지를 사람이 정화시설에 직접 들어가서 수거해야 하고, 또한, 별여과기의 바닥 함몰부에 슬러지 제거가 어려우며,

⑥ 유조차량 전복 등 사고로 상류유역에서 유해물질이 유출할 때 차단 기능이 없는 등의 문제점이 있다.

본 발명은 이러한 문제점들을 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 오염도가 높고 점성이 있으며, 간헐적으로 발생하는 오염된 빗물이나 빗물 섞인 하수와 같은 오염수를 정화함에 있어서, 오염물질 정화효율이 높으면서 적은 면적에서 적은 비용으로 정화할 수 있으며, 또한 유지관리가 용이한 정화시설 내부 저장수를 이용하여 물청소하는 오염수 다중정화시설을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

① 한 장소에서 스크린 여과, 여과망 여과, 입자상 여재 여과, 공극 접촉층의 미생물 정화를 통한 다중정화로 입자상 및 용해성 오염물질을 제거하여 정화효율을 높이고,

② 수평 및 수직연속여과시설을 채택하여 공간을 입체적으로 이용하고 유지 관리 작업시 사람의 출입이 필요없는 방법을 도입하여 여과시설을 고밀도로 배치함으로서 부지 소요와 시설비를 줄이고,

③ 점성이 높은 오염수에 효과적인 여과망 여과방법을 채택하여 다중여과하며 지상부에서 물세척이 가능하도록 스크린을 전경사 형태로 설치하고 여과망을 역원통 형태로 만들고, 또한, 여과공간 바닥을 앞쪽으로 경사지게 하고 정화시설 내부에 정화수를 저장하며, 이 저장수를 펌프로 양수하여 정화시설 상부에서 압력수를 분사하여 여과망을 세척하고 경사진 바닥을 따라서 앞쪽으로 흘러 슬러지가 앞 쪽으로 자동으로 수집되고 슬러지와 함께 수집된 세척수는 앞쪽에 설치된 여과기를 통하여 여과되어 다시 저장되고 탈수된 슬러지는 앞쪽에 남게 됨으로서 그 목적이 달성된다.

이하, 본 발명의 구성과 작용을 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 상부개방형 다중정화시설 평면도이고, 도 2는 도 1의 "A-A"선 단면도이며, 도 3은 도 1의 "B-B"선 단면도로서, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명인 정화시설은 콘크리트로 이루어진 정화구조물(100)과 정화구조물 내부에 여과망여과기(300)와 공극접촉층(400), 스크린(500), 슬러지 수집 호퍼 지역(600)에 설치되는 집수시설(700)로 이루어지는 다중정화장치(200)과, 상기 정화 구조물(100) 상부에 얹혀지는 격자망 뚜껑(800)으로 구성한다.

상기 정화구조물(100)은 내부가 빈 4각형 형태로 이루어지고 구조물 측벽에 는 하천이나 하수도로부터 연결된 오염수 유입관(111)과 정화수 방류관(112)이 연결된다.

상기 정화구조물(100) 내부에 설치되는 다중정화장치(200)은 오염수 유입부쪽에 상부로 들어올려서 하부개방이 가능한 전경사 스크린(500)을 오염수 유입부 쪽으로 상부가 경사지게 설치하여 스크린 앞쪽을 전처리공간으로 사용하고 스크린 뒤쪽은 여과공간 및 공극접촉층으로 사용한다.

상기 전처리 공간에는 슬러지 수집 호퍼(600)를 설치하고, 스크린 뒤쪽의 여과공간 및 공극접촉층에는 오염수 유입관(111) 아래 일정높이에 상,하를 구분하는 차수바닥층(800)을 만들고, 상기 차수바닥층(800)에는 여과망여과기(300)를 설치하고 여과망여과기(300)가 설치된 나머지 차수바닥층(800) 부분에는 입자상 미생물 접촉재를 충진한 공극접촉층(400)을 형성되게 한다.

상기 여과망 여과기(300)는 도 4 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 유공 기초통(310) 내부에 안착되는 하부여재충진여과기(320)와, 상기 하부여재충진여과기(320)의 상부에 얹혀지는 상부여재충진여과기(330)와, 상기 상부여재충진여과기(330)를 수용하고 하부여재충진여과기(320) 상부에 안착되는 역원통여과망여과기(340)와, 상기 역원통여과망여과기(340)를 감싸서 여과망(344)이 고정되도록 하는 여과망 누름대(350)로 구성된다.

차수바닥층(800) 상부는 다수의 역원통 여과망여과기(340)를 설치하고 여과망여과기(340) 내부에 상부여재충진여과기(330)를 설치하여 토사류, 큰 협잡물 및 대부분 입자상 부유물질을 여과하고, 하부는 하부여재충진여과기(320)를 수용하고 입자상 미생물접촉재를 충진한 침수상태의 공극접촉층(400)을 만들어 상부 여과장치에서 제거가 안된 오염물질의 추가정화, 정화수 저장, 집수 및 방류공간으로 사용한다.

본 발명의 정화시설은 다중정화시설로서 정화시설에 유입한 오염수는 스크린(500), 역원통여과망여과기(340), 상부여재충진여과기(330), 하부여재충진여과기(320), 공극 접촉층(400)의 다중여과장치를 순차적으로 통과하여 다중정화되어 방류된다.

따라서 앞의 여과장치보다 뒤의 여과장치의 여과능력이 커지도록 각 여과장치의 규모나 공극의 크기를 설정함으로서 정화시설의 여과능력이 최대화되며 또한, 여과능력을 지속적으로 유지하기 위해서는 여과장치에 걸린 여과찌꺼기들을 제거하여야 한다.

스크린(500)은 도 11에 도시된 바와 같이 하부 쪽은 작은 망목으로 하여 유입수위보다 낮게하고 상부쪽은 큰 망목을 갖는 2중망목으로 설치함으로서 하부쪽 작은 망목은 토사 등의 찌꺼기로 공극이 빨리 폐쇄될 수 있으나, 상부쪽의 큰 망목은 빨리 폐쇄되지 않아서 통수능력이 유지되며, 여과망 여과기(300)는 여과면적이 매우 넓으므로 조밀한 망목으로 설치하여 대부분의 부유물질을 여과할 수 있도록 하나 망목크기를 작게 할수록 정화수질을 향상되나 여과공극은 빨리 폐쇄된다.

따라서 망목크기를 작게 설치한 후 비가 와서 여과가 행해진 뒤에는 즉시 역세척을 실시하여 막힌 공극을 회복시키는 것이 좋다.

역원통여과망여과기(340)와 상부 및 하부여재충진여과기(330)(320)가 포함된 여과망여과기(300)는 통과되는 오염수를 원활히 통과시킬 수 있는 규모로 설치하며, 상부 및 하부여재충진여과기(330)(320)의 입자층에서 내부여과가 일어나므로 공극 폐쇄시에는 충진여재를 새로운 여재로 교환설치한다.

공극접촉층(400)은 영구여과장치로서 공극이 큰 접촉재를 사용하여 공극이 폐쇄되지 않도록 한다.

한편, 비가 올 때만 간헐적으로 유량이 발생하여 오염도가 높고 유기성 오염물질이 포함되어 점성이 높은 오염수를 정화하기 위해서는 물청소 가능한 여과장치를 도입하여 비가 와서 정화시설이 가동된 후 여과장치를 매번 물청소함으로 정화시설의 여과기능을 지속적으로 유지할 수 있으며 이러한 물청소를 위해 여과장치는 물세척이 가능한 스크린과 여과망을 설치하되, 스크린과 여과망의 상부를 오염수 유입방향으로 경사지게 설치함으로서 스크린이나 여과망의 밑에 오염수의 찌꺼기가 달라붙게 되어 스크린이나 여과망 상부에서 이들 여과면에 압력수를 살수할 때 역세척이 되고, 이 역세척 작업으로 스크린이나 여과망에서 이탈된 찌꺼기들이 중력으로 바닥에 떨어지게 되고, 또한, 여과공간의 바닥을 오염수 유입부쪽으로 낮게 경사지게 설치함으로서 바닥에 떨어진 찌꺼기들이 세척수와 함께 오염수 유입부쪽으로 자동 수집 되도록 한다.

이하, 물세척이 가능한 여과장치를 자세히 설명하면 다음과 같다.

도 2에 도시된 바와 같이 차수바닥층(800)의 표면은 오염수 유입부쪽으로 낮게 경사지고 매끄럽게 만들어 물청소시 바닥에 쌓인 토사류, 협잡물들이 유입부쪽으로 쉽게 수집되도록 하며, 차수바닥층 상부에서 오염수 유입쪽의 양벽체 사이에 상부로 들어올려서 하부개방이 가능하고 상부가 유입부쪽으로 경사지고 상하 망목이 다른 2중망목 전경사 스크린(500)을 설치하여 물청소가 용이하도록 한다.

스크린(500) 앞쪽은 토사 및 협잡물을 포획하여 저장하는 전처리공간(가)으로 활용하고 뒤쪽은 여과공간(나)으로 활용한다.

여과공간(나)에는 도 4 내지 도 5에 도시된 바와 같이 물청소가 용이하도록 상부에 큰 원과 하부에 작은 원으로 구성된 역원통의 측면을 여과망(344)으로 막은 역원통여과망여과기(340)와, 이 여과기 내부바닥에 상부여재충진여과기(330)를 설치하고 역원통여과망여과기(340) 하부에 하부여재충진여과기(320)가 매달린 다수의 여과망여과기(300)를 경사진 차수바닥층(800)에 조밀하게 설치하여 역원통여과망여과기(340)의 여과망(344) 하부가 차수 바닥에 닿도록 차수 바닥 높이에 따라서 여과망(344)이 유입부쪽은 낮은 위치를 가지며 뒤쪽은 높은 위치를 갖는 전저후고의 단차를 갖는 형태로 설치한다.

강우시 정화시설에 오염수가 유입하면 토사류 및 대형 협잡물은 스크린(500)에 걸려 전처리 공간(가)에 포획되고 스크린(500)을 통과한 오염수에 포함된 대부분의 부유물질은 조밀하게 설치된 다수의 역원통여과망여과기(340)에서 여과되며 역원통여과망여과기(340)에서 여과가 안된 미세한 크기의 부유물질이나 용해성 오염물질은 상부 및 하부여재충진여과기(330)(320)와 공극접촉층(400)에서 기계적 여과, 흡착 여과 및 미생물접촉에 의하여 제거되어 정화수가 방류되며, 이와 같이 정화시설에 유입한 오염수는 전량 스크린(500), 역원통여과망여과기(340), 상부 및 하부여재충진여과기(330)(320)를 순차적으로 거쳐 공극접촉층(400)의 저장수를 밀 어내어 방류되는 압출류 흐름 형태를 갖는다.

강우가 종료되면 방류수위 아래 설치된 공극접촉층(400)의 공극에 정화수가 저장되며 이 저장수를 양수하여 세척용수로 사용할 수 있으며, 또한, 이 저장수는 다음 강우 때까지 여재 표면에 서식하는 미생물의 기능을 유지시키게 된다.

물청소 작업시에는 앞쪽으로 경사지게 설치한 하부개방가능한 스크린(500)을 상부로 약간 들어올린 후 펌프로 저장수를 양수하여 정화시설의 상부에서 스크린(500)의 뒷면과 역원통여과망여과기(340)의 내부면에 분사하여 여과망(344)에 걸린 찌꺼기를 역세척하여 막힌 공극을 회복시키며 여과망 탈리찌꺼기와 바닥에 쌓인 슬러지는 세척수와 함께 경사진 바닥층 위로 흘러서 유입부쪽 전처리 공간(가)의 슬러지 수집호퍼(600)에 자동수집되고 호퍼(600)를 넘치는 세척수는 유입부쪽에 낮게 설치되어 있는 역원통여과망여과기(340)의 여과망(344)과 상,하부여재충진여과기(330)(320)를 통하여 정화된 후 공극접촉층(400)에 다시 저장되며 토사 및 협잡물은 호퍼(600)에 남게 된다.

정화 시설의 구조 및 설치방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

정화구조물(100)은 사각형, 육면체, 원통 등의 형태를 갖는 속이 빈 구조물로서 콘크리트, 철재 등으로 견고하게 만들어 방류 수역의 방류수위를 가준하여 바닥높이를 방류수위보다 낮게 하고 상부높이는 오염수 유입관(111)의 홍수위보다 높게 설치한다.

정화구조물(100)은 정화대상유량의 크기에 따라 대형이나 소형으로 제작하며 4방향 측면과 바닥은 수밀하게 조성하되 측면에 오염수 유입관(111)과 정화수 방류 관(112)을 설치하며 상부면은 여과장치의 세척방법, 상부토지 이용여부, 정화구조물 크기, 공사비 등에 따라서 복개하거나 개방할 수 있다.

본 발명의 정화시설은 정화시설에 저장된 정화수를 펌프로 양수하여 여과장치의 상부에서 물을 인력으로 살수하거나 아니면 자동살수장치를 설치하여 여과장치를 세척하므로 상부면을 개방상태로 만들어 뚜껑 또는 격자망 뚜껑(800)을 만들고 뚜껑을 덮은 채로 또는 뚜껑을 연 상태에서 정화시설의 외부에서 인력으로 압력수를 여과장치에 살수하여 여과망과 바닥을 세척할 수 있으며, 도 16 내지 도 18에 도시된 바와 같이 상부면을 복개한 상태에서 인력 살수를 할 때에는 구조물의 높이를 높게 하고 구조물 내부 여과장치 상부에 난간(900)을 매달고 사람이 난간위에서 세척작업을 실시한다.

이 난간은 유지관리 작업시 분해가능하도록 조립식으로 설치한다.

자동살수장치를 설치하여 세척하는 경우에는 상부 토지 이용 여부 및 공사비 등을 고려하여 상부면의 복개 여부를 결정하고 살수 장치를 고정식 자동살수장치 또는 이동식 살수장치를 설치하여 세척한다.

전처리공간(가) 및 여과공간(나)의 하부구조를 설명하면 다음과 같다.

오염수 유입부쪽 전처리 공간(가)의 바닥은 슬러지 수집 호퍼(600) 형태로서 호퍼는 시멘트 등을 사용하여 만들되 구조물 바닥 중앙부에 작은 크기로 사각형이나 원형이 되고 4방향 뒤쪽을 여과공간의 앞쪽 차수바닥면 높이까지 경사지도록 각 방향 측면을 모래와 물로 반죽된 시멘트로 채워서 호퍼 형태로 만들고 표면을 매끄럽게 마감한다.

슬러지 수집호퍼(600)는 협잡물 찌꺼기 등의 슬러지 수집과 수집된 슬러지의 준설에 사용하며 전처리 공간의 크기에 따라서 1개 또는 여러 개 설치한다.

슬러지 준설은 흡입차량을 이용하여 정화시설 상부에서 인력으로 흡입파이프를 호퍼에 투입하여 흡입준설하는 방법이 있으며, 또 다른 방법은 도 19 내지 도 21에 도시된 바와 같이 자동흡입준설 방법으로서, 슬러지 흡입펌프(910)를 정화구조물(100) 내부나 외부에 고정설치하고, 이 흡입펌프(910)와 호퍼(600) 사이에 흡입관(920)을 매설하여 흡입하는 방법이 있다.

차수바닥층(800)은 여과공간(나)의 정화구조물(100) 바닥에 미생물 접촉재를 충진하여 공극접촉층(400)을 만들고 이 공극접촉층(400)의 상부에 모래와 물로 반죽된 시멘트를 부어 차수마감 처리하여 만들되 먼저 정화구조물(100) 바닥에 유공기초통(310)을 안치하고 유공 기초통(310)을 제외한 부분에 시멘트로 차수마감 처리하여 만든다.

여과공간(나)의 차수바닥층(800) 높이는 전처리 공간(가)의 호퍼(600) 상부 높이와 같은 높이로 시작하여 뒤로 갈수록 높게 하여 유입부쪽으로 낮게 경사지게 설치하되 정화구조물(100) 바닥에 역원통여과망여과기(340)와 상부 및 하부여재충진여과기(330)(320)를 설치하기 위한 다수의 단차 유공기초통(310)을 앞쪽은 낮고 뒤쪽은 높은 전저후고의 형태로 안치하고 공극접촉층(400)에서 정화수를 원활하게 집수할 수 있도록 유공관(710)과 도수관(720)을 적당한 위치에 놓고 방류수역쪽 구석에 설치된 정화수 집수통(730)에 연결한다.

여과공간(나)에서 유공기초통(310)과 유공관(710)과 도수관(720)을 제외한 나머지 공간에 쇄석 등 공극접촉층(400)을 형성할 수 있는 입자상 미생물접촉재를 차수바닥 높이에서 시멘트 마감 높이를 뺀 높이까지 채우고 이 공극접촉층(400) 상부에 모래와 물로 반죽된 시멘트를 부어 상부면을 매끄럽게 마감하여 차수바닥층(800)을 조성한다.

유공기초통(310)은 역원통여과망여과기(340)와 상부 및 하부여재충진여과기(330)(320)를 안치시켜서 여과기를 통하여 여과된 물을 공극접촉층(400)으로 공급하는 측면에 다수의 구멍(311)이 있는 유공통으로서 다수의 유공기초통(310)을 여과기의 설치 수와 배치 위치에 따라서 정화구조물(100) 바닥에 앞뒤 및 좌우 간격을 맞추어 열지어 안치하며 기초통(310)의 직경은 여과기를 수용하는 크기로 하고 통의 높이는 유입부에서부터 맨 앞쪽은 전처리 공간(가)의 호퍼(600) 상부 높이보다 약간 높게 하고 뒤로 갈수록 점차로 높게 만들어 차수바닥층(800) 위로 약간 돌출되어 앞쪽은 낮고 뒤쪽은 높아지는 전저후고의 높이를 갖도록 한다.

유공기초통(310)은 부식이 안되는 철재, 플라스틱 등으로 만들며 원통측면에서 콘크리트 마감층 아래의 공극접촉층(400) 접촉부에 미생물접촉재보다 작은 크기의 구멍을 균등하게 다수 만들며, 원통상단부에 안쪽으로 테두리 날개(312)를 부착하고 테두리 날개(312)에 여과기 이탈방지 고리 삽입구멍(313)을 적당한 간격으로 설치한다.

집수관은 공극접촉층(400)내의 정화수를 집수하는 시설로서 구멍이 있는 유공상자나 유공관(710)과 구멍이 없는 도수관(720)으로 이루어진다.

집수관은 정화구조물(100) 바닥의 공극접촉층(400)에 묻히도록 설치하되 유 공상자나 유공관(710)은 집수통(730)과 먼 거리에 설치하여 여과망여과기(300)를 통과한 여과수가 단회로를 통하여 집수되지 않고 공극접촉층(400)에서 충분히 접촉을 하여 수질정화가 된 후 집수되도록 하며 유공관(710)과 집수통(730) 사이에 도수관(720)을 설치한다.

집수시설(700)은 정화된 물을 집수하여 방류하는 시설로서 도 2와 도 13에 도시된 바와 같이 정화시설의 크기와 정화수의 양수를 위한 펌프설치방법에 따라서 집수통(730) 형태와 크기를 결정하되 방류수역쪽의 정화구조물(100) 바닥에서 차수바닥층(800) 보다 높게 수직통 형태로 설치하여 바닥 아래층 부분에 도수관(720)을 연결하고 방류수위에 맞추어 정화수를 월류상태로 방류할 수 있는 방류관(112)을 부착하여 외부에 연결한다.

또한, 차수바닥층(800) 상부로 돌출된 집수통(730)에 개방가능한 뚜껑(740)을 수밀하게 설치하고 집수통(730)에서 정화수를 양수함에 있어서 고정식 펌프를 설치하여 양수하는 방법과 이동식 펌프를 사용하여 양수하는 방법에 따라서 펌프의 흡입관이나 토출관을 삽입할 수 있는 유도관(750)을 수밀하게 설치한다.

집수통(730) 내부에 수중펌프를 설치할 경우에는 집수통을 펌프를 수용할 수 있는 크기와 형태를 갖도록 하고 토출파이프 또는 토출파이프 유도관(750)은 뚜껑(740)을 관통하여 상부로 연결하여 배관하며, 집수통(730) 외부에 펌프를 설치하여 양수할 경우에는 집수통(730)에 흡입파이프 또는 흡입파이프 유도관(750)을 뚜껑(740)을 관통하여 설치하며, 이동식 펌프로 양수할 경우에도 흡입파이프를 삽입할 수 있는 유도관(750)을 뚜껑(740)을 관통하여 설치한다.

한편, 본 정화시설은 여과시설로서 자연유하로 정화하여 방류하기 위해서는 적당한 수위차가 필요하므로 이러한 수위차가 확보되지 않는 저지대와 같은 지역에서는 정화수를 펌프로 방류함으로서 본 정화시설의 적용성을 높일 수 있다.

공극접촉층(400)은 차수바닥층(800)의 하부기초역할을 하면서 여과시설에서 제거 안된 미세한 부유물질 및 용해성 오염물질을 제거하고 정화수를 저장하기 위한 시설로서 방류수위 이하에 설치하여 침수상태가 되도록 한다.

먼저 정화구조물(100) 바닥에 집수관과 집수통(730)을 설치하고 일정높이로 입자상 미생물 접촉재를 깔고 그 상부에 유공기초통을 놓거나 구조물 바닥에 유공기초통(310),유공관(710),도수관(720), 집수통(730)을 안치하고 이들의 외부에 쇄석등 입자상 미생물접촉재를 차수바닥층(800) 바닥 높이에서 시멘트 마감 높이까지 채워서 형성한다.

공극접촉층의 높이가 높아서 두 종류 이상의 입경이 다른 접촉재를 사용할 때에는 하부에는 큰 입경의 접촉재를 사용하고, 상부에는 작은 입경의 접촉재를 사용한다.

공극접촉층(400)의 입자상 접촉재는 쇄석, 자갈, 플라스틱 조각 등 표면적이 비교적 큰 자연 및 인공접촉재를 사용하거나 제올라이트, 경량골재 등 여재내부에 기공이 형성되어 표면적이 큰 다공성 접촉재를 사용한다.

미생물접촉재의 크기는 유공기초통(310)과 집수 유공관(710)의 구멍보다 커야하나 입자가 작을수록 공극층 전체의 표면적이 커져서 수질정화에 유리하다.

그러나 너무 입자가 작으면 통수속도가 작아지며, 또한 고농도 오염수가 장 기간 유입하면 여재 표면에 미생물 막이 생기고 이 미생물 막이 두꺼워져 탈리될 경우 접촉층의 공극이 탈리슬러지로 막힐 우려가 있으므로 유입수질의 특성과 정화효과를 고려하여 접촉재의 크기를 결정한다.

한편, 고농도 오염수가 지속적으로 유입하는 경우에는 공극접촉층(400)내에서 공기공급배관을 설치하고 정화시설 외부에서 공기를 공급하면 탈리슬러지 발생량이 줄어들며, 만약 공극이 탈리슬러지로 막히면 역원통여과망여과기(340)와 상부 및 하부여재충진여과기(330)(320)를 제거한 후 유공기초통(310)에서 저장수를 흡입하거나 압력수를 분사하여 공극층의 슬러지를 제거할 수 있으며, 또는 미생물 접촉재 하부에 유공관(710)을 설치하여 집수하면 탈리슬러지로 인한 막힘 현상을 방지할 수 있다.

공극접촉층(400) 상부에 시멘트 차단용 비닐을 덮고 비닐 위에 모래와 물로 반죽된 시멘트를 부어 차수바닥층(800)을 만들되 바닥층의 높이는 전처리 공간(가)의 호퍼(600) 상부 높이와 같이 시작하여 전저후고의 형태로 안치되는 단차 유공기초통(310)의 상부가 약간 노출되도록 뒤로 갈수록 높아지게 경사를 주면서 표층을 매끄럽게 마감한다.

2중망목 전경사 스크린(500) 및 여과망여과기(300)를 설명하면 다음과 같다.

도 11 내지 도 12에 도시된 바와 같이 하부 개방 가능 2중 망목 전경사 스크린(500)은 전처리공간(가)과 여과공간(나) 사이에 상부가 유입부쪽으로 기울어진 전경사 형태로 설치하여 오염수에 포함된 토사류 및 부피가 큰 협잡물을 차단하는 시설로서, 부식이 안되는 재질로 격자형 여과망이나 천공형 여과망 또는 막대형 여 과망 형태로 만들고 외곽부등에 고정틀(550)을 대어서 견고하게 제작하되 상하로 구분하여 하부는 망목을 작게하여 토사 차단스크린(510)을 만들어 주로 토사류를 차단하고 상부는 망목을 크게하여 협잡물차단스크린(520)을 만들어 대형 협잡물들을 차단하도록 한다.

2중망목 전경사 스크린(500)의 망목 크기는 토사차단스크린(510)은 여과공간(나)에 설치하는 역원통여과망여과기(340)의 여과망(344)과 비슷한 크기의 망목으로 하고, 협잡물차단스크린(520)은 토사류 차단망보다 훨씬 큰 망목을 갖도록 하여 협잡물로 쉽게 막히지 않게 한다.

스크린(500)의 설치 높이는 토사차단스크린(510)은 오염수 유입관(111)의 수위보다 낮게하여 토사류 및 협잡물로 하부 차단망이 폐쇄될 경우에도 유입수가 상부의 협잡물차단스크린(520)을 통하여 월류상태로 유입할 수 있는 높이로 설치하고 협잡물차단스크린(520)은 홍수시 부유성 대형 협잡물이 여과공간으로 유입하지 않는 높이로 설치한다.

2중망목 전경사 스크린(500)의 설치는 먼저 전처리 공간(가)과 여과공간(나)의 경계지점 양쪽 벽체에 홈이 형성된 스크린 고정대(550)를 볼트를 이용하여 상부가 앞쪽으로 기울어지게 부착하고 이 고정대(550) 홈에 스크린(500)을 끼워서 스크린의 상부가 유입부쪽으로 누이게 설치함으로서 협잡물이 스크린(500)의 아래쪽에 걸려서 스크린에 잘 달라붙지 않게 하고, 스크린에 걸린 협잡물을 물로 세척하여 제거함에 있어서는 스크린 위에서 앞으로 경사져 있는 스크린의 뒷면에 물을 분사하여 스크린(500)을 역세척하여 협잡물들을 수압으로 스크린에서 분리시키고 분리 된 협잡물들이 중력으로 전처리 공간(가)의 바닥에 떨어지게 한다.

청소작업 때 스크린(500)을 상부로 들어올리기 위하여 스크린 상부에 길다란 손잡이(530)를 지상부까지 설치하거나 모터를 이용한 자동인발장치를 설치한다.

여과공간(나)에 설치하는 여과망여과기(300)는 도 4내지 도 10에 도시된 바와 같이 상광하협 단면적을 갖는 역원통여과망여과기(340)와 이 여과기 내부바닥에 설치하는 상부여재충진여과기(330)와 역원통여과망여과기(340) 하부에 매달린 상태로 설치하는 하부여재충진여과기(320)와 유공기초통(310)으로 구성한다.

여과망여과기(300)에서 상부여재충진여과기(330)는 역원통여과망여과기(340) 와 분리하여 제작하며 하부여재충진여과기(320)는 역원통여과망여과기(340)와 결합하여 일체로 제작하거나, 또는 유지관리작업시 도 7 내지 도 8에 도시된 바와 같이 상부여재충진여과기(330)와 일체로 된 역원통여과망여과기(340)와 하부여재충진여과기(320)를 분리할 때 높이를 줄이기 위하여 세수대야 형태의 안치통(100)을 상부여재충진여과기(330) 하부에 일체로 결합하여 유공기초통(310)에 설치함으로서 상부여재충진여과기(330)와 일체로 된 역원통여과망여과기(340)와 분리하여 제작할 수 있다.

안치통(360)은 도 8에 도시된 바와 같이 상부가 개방된 세수대야 모양의 원통형태로서 상단부에 바깥쪽으로 테두리 날개(361)가 있고, 중앙부에 상부로 돌출된 내부원통(362)이 있으며 내부원통(362) 상단부에 바깥쪽으로 테두리 날개(363)가 있으며, 이 날개에 다수의 여과기 이탈방지 고리삽입구멍(364)이 있다.

역원통여과망여과기(340)는 대부분의 오염물질을 제거하는 시설이므로 여과 면적이 넓을수록 유리하므로 일정한 크기의 공간에서 넓은 여과면적을 확보하려면 유지관리 작업시 여과공간(나)내 사람이 출입하는 공간을 남기지 않고 원통형여과망여과기(340)를 가능한 범위로 붙여서 조밀하게 설치하되 원통의 직경을 작게 하여 많은 수의 여과망여과기(300)를 설치하여야 하나, 여과기 직경은 여과시설 상부에서 여과망 내부쪽에 물을 살수하여 여과망(344)을 효과적으로 역세척할 수 있는 크기로 하며, 또한, 상부여재충진여과기(330)를 설치할 수 있는 크기로 한다.

역원통여과망여과기(340)는 상부에 큰 원둘레를 갖고 하부에 작은 원둘레를 갖는 역원통 골조에서 측면을 미세 여과망(344)으로 막아 4면과 바닥이 폐쇄된 공간에 설치함으로서 전방향의 여과망을 오염수 유입쪽으로 누이게 하여 상부에서 세척수를 살수할 때 접촉각도가 커지게 하고 하부면은 중앙부에 여과수 유출관(371)를 부착하고 판 뒤쪽에 이탈방지고리(372)를 부착한 하부판(370)으로 막아서 제작하고, 이 여과기를 유공기초통(310) 위에 안치함에 있어서 이탈방지고리(372)를 유공기초통(310)의 이탈방지고리 삽입구멍(313)에 끼워서 설치한다.

오염수는 여과망(344)의 외부에서 내부로 여과되며 여과망(344) 외부에 찌꺼기가 걸리며 여과망이 360도 방향으로 비스듬히 경사지게 설치되어 있으므로 세척작업시 여과망여과기(300) 위쪽 상부에서 여과기 내부로 물을 분사할 때의 접촉각도가 커져 역세척 효과가 커지며, 먼저 수압으로 여과망에서 분리된 협잡물들은 다음에 중력으로 여과공간의 바닥에 떨어지게 되므로 적은 수량으로 세척이 가능하다.

하부판(370)의 이탈방지고리(372)는 끝이 굵고 상부가 가느다란 막대형태로 서 하부판(370)에 균형있는 위치에 2곳 이상 수직으로 부착한다.

역원통여과망여과기(340)의 골조는 여과망(344)을 고정하는 시설로서 부식이 안되는 철재, 플라스틱 등을 사용하여 중앙부가 개방된 원판이나 원형링을 상부판(341)으로 하고 이 상부판(341)보다 작은 중앙부에 유출관(371)이 부착되고 판 아래면에 이탈방지고리(372)가 부착된 원형 하부판(370)을 일정 간격 띄워서 평행하게 높고 양판의 외곽부에 환봉지지막대(342)를 적당한 간격으로 배치하고 그 사이에 내부지지링(343)을 배치하여 이들을 용접 등의 방법으로 결속하여 견고하게 만들거나 일체형으로 만든다.

이 골조의 상부판(341)과 하부판(370) 사이 측면 외부에 유연하고 내구성이 크고 부식성이 없으며 개공율이 큰 미세망목의 여과망(344)을 부착하여 역원통여과망여과기(340)를 완성한다.

여과망(344)을 골조에 부착함에 있어서는 골조 측면 외부면에 2중으로 넓은 망목을 갖는 지지망을 형성하고 이 지지망 사이에 여과망을 삽입하여 만들 수 있으나, 이보다 적은 비용으로 부착할 수 있는 방법으로서 여과망을 측면 높이보다 크게 재단하여 상부쪽으로 여유있게 오도록 하여 골조 외부 측면을 완전히 감싸고 마지막 끝부분을 견고하게 봉합하고 상부판 밑에 여유부분을 밀착시킨 후 이 밀착 여과망위에 상부판(341)과 비슷한 크기의 여과망 누름대(350)를 덧대고 상부판(341), 여과망(344) 및 여과망누름대(350)에 함께 구멍을 뚫고 볼트 또는 철사 등으로 결속하여 골조 외부에 설치한 여과망(344)이 밑으로 흘러내리지 않도록 하며, 하부판(370)에도 누름대을 사용하거나 접착재 등을 이용하여 고정하고 세척수압이 큰 경우에는 중간위치에 외부 고정링을 부착하여 역세척시 여과망이 골조에서 이탈되지 않도록 한다.

역원통여과망여과기(340)는 유공기초통(310)에 올려놓아 하부판(370)의 이탈방지고리(372)를 유공기초통(310)의 이탈방지고리 삽입구멍(313)에 삽입한 후 여과기를 돌려 잠가서 유공기초통(310) 상부에 올라앉은 상태로 설치한다.

상부여재충진여과기(330)는 원통 형태 또는 높이가 낮은 원판형태로 만들 수 있으나 원통형태가 여과면적을 많이 확보할 수 있어서 유리하므로 상부여재충진여과기(330)는 원통형태로 만든다.

원통형태의 상부 및 하부여재충진여과기(330)(320)는 여과망을 2중으로 부착할 수 있는 상부여재충진여과기 골조 및 하부여재충진여과기 골조를 만들고 각각 여과망(331)을 부착한 후 여과망 사이에 다공성 입자상 여재(332)를 충진하여 만들며 각 여과기 골조는 부식이 안되는 철재, 플라스틱으로 사용한다.

상부여재충진여과기(330)의 크기는 역원통여과망여과기(340)보다 직경과 높이를 작게하고 하부여재충진여과기(320)의 크기는 상부여재충진여과기(330)보다 크게 하는 것이 좋다.

상부여재충진여과기(330)는 적당한 크기로 여재충진구(333)가 있는 상부판(334)과 뚜껑(335) 및 여과수 유출관(371)이 부착된 하부판(370)을 준비하고, 하부여재충진여과기(320)는 역원통 여과망 여과기(340)의 하부판(370)을 사용하며, 여재충진구(333)가 있는 하부판(321)을 준비하여 각 두 판을 일정간격을 띄워서 마주보도록 배치하고 각판에서 중앙부를 기준하여 외곽부 원과 이보다 작은 크기의 내부원을 각각 설정하고 각 원에서 일정한 간격으로 양 판사이에 환봉 기둥(322)을 용접이나 볼트 등으로 결합하여 견고한 각 여과기 골조를 만든다.

여과망(331)은 내부충진여재의 입경보다 작은 망목을 갖는 유연하고 견고한 재질의 망으로서 환봉 기둥(322)으로 형성된 내부 원과 외곽부 원에 각각 독립적으로 둘러쳐서 내부 및 외곽부에 2중의 여과망이 형성되도록 설치한 후 여재충진구(323)를 통하여 여과망 사이 공간에 입자상 여재(332)를 충진하여 여과벽을 형성하고 충진구에 뚜껑(323)을 덮는다.

상,하부여재충진여과기(330)(320)에 충진하는 여재(332)는 제올라이트, 경량골재 등 다공성 및 흡착성 여재를 사용하며, 입자의 크기는 상부여재충진여과기(330)는 여과면적이 작으므로 충진여재를 큰 입경의 여재로 하고 하부여재충진여과기(320)의 충진여재는 작은 입경의 여재로 한다.

또는, 상, 하부여재충진여과기(330)(320)에는 여과기 내부에 입자상 여재를 충진하는 대신에 부직포 형태의 여과포, 실형태의 여과사 등 섬유질 여재를 충진할 수도 있다.

본 발명의 정화시설의 일상적 유지관리요소는 여과장치의 세척, 슬러지 수집, 집수된 세척수의 배수 및 슬러지 준설이며 여재충진여과기의 여재는 여과기 사용시간이 장시간 지난 후 내부공극이 막혀서 여과속도가 느려질 때 새 여재로 교환한다.

여재충진 여과기여재의 사용시간은 역원통여과망여과기의 공극크기에 따라서 작은 공극을 갖는 여과망을 사용하면 길어지고 큰 공극을 갖는 여과망을 사용하면 짧아진다.

일상적 유지관리작업은 여과장치 상부에서 압력수를 분사함으로서 여과장치의 세척, 슬러지 수집, 집수된 슬러지의 배수작업이 자동적으로 이루어지나 슬러지의 준설작업은 별도로 실시하여야 한다.

일상적 유지관리작업은 인력을 이용하는 방법과 기계장치에 의한 자동화운전 방법이 있다.

상부개방시설에서 일상적 유지관리작업으로서 인력을 이용하는 방법은 먼저 여과장치의 물청소를 위하여 이동식 양수기 등을 준비한 후, 스크린(500)을 상부에서 인력으로 약간 끌어올려 고정구멍(531)에 핀 등을 사용하여 스크린을 고정시키고, 양수기 등의 흡입관을 집수통(730)의 흡입파이프 유도관(750)에 삽입한 다음 저장된 정화수를 양수하여 분사노즐이 부착된 고무호스를 인력으로 움직여 여과망여과기(300), 스크린(500) 등의 여과장치에 살수하여 물청소하고 바닥에 있는 슬러지가 자동으로 호퍼(600)에 모인 후, 호퍼 용량이상의 세척수가 앞줄에 설치된 여과망 여과기(300)를 통하여 정화되어 공극접촉층(400)으로 들어가도록하고 스크린 (500)등을 원래 위치에 놓는다.

토사류의 유입이 적은 곳에서는 스크린을 미리 약간 올려놓으면 매번 스크린을 올렸다 내렸다 하지 않아도 된다.

호퍼(600)내 집수된 슬러지는 슬러지 흡입차량을 이용하여 준설하거나 인력으로 준설하고 청소한다.

한편, 본 발명의 정화시설은 오염된 빗물, 하수 섞인 빗물 등의 오염수 정화 시설로 사용하지만, 오염된 하천수, 연못물, 호수물의 정화시설로도 적용가능하다.

또한, 하수처리장 처리수의 재처리시설, 양어장의 순환수 정화시설 등 부유물질이 많은 물의 정화시설로 적용가능하다.

강우시에만 간헐적으로 발생하는 오염수의 정화에 있어서는 1계열만 설치하여 오염수가 유입되지 않는 시기에 정화시설의 유지관리를 실시하고, 정화대상 유량이 지속적으로 발생하는 오염수의 정화에 있어서는 복수계열로 설치하고 오염수 유입관에 수문이나 밸브를 설치하여 교대로 사용하면서 유지관리를 실시한다.

한편, 용해성 오염물질보다 부유물질이 많은 오염수를 정화하거나 높은 정화효율이 필요하지 않은 시설 또는 정화시설 설치비용을 절감하기 위하여 다중여과장치를 전부 설치하지 않고 제반여건을 고려하여 선택적으로 몇 개의 여과장치로 설치하는 방법에 대하여 설명하면,

정화구조물(100)과 슬러지 수집호퍼(600), 차수바닥층(800) 등은 정상적으로 설치하나 전경사 스크린(500), 역원통여과망여과기(340), 상부여재충진여과기(330, 하부여재충진여과기(320), 공극접촉층(400)의 다중여과장치(200)중에서 역원통여과망여과기(340)는 필수적으로 설치하고 나머지 여과장치는 제반여건을 고려하여 선택적으로 설치하는 방법 즉, 여과기여과망(300)중에서 역원통여과망여과기(340)만을 설치하거나 역원통여과망여과기(340)와 상부여재충진여과기(330) 또는 역원통여과망여과기(340)와 하부여재충진여과기(320)를 설치하는 방법들이 있다.

이러한 시설에는 설치되지 않은 여과장치는 필요시 상황변동에 따라서 추가로 설치할 수 있도록 한다.

본 발명에 따른 또 다른 실시예를 설명하면 다음과 같다.

[실시예 1]

본 실시예는 도 16 내지 도 18에 도시된 바와 같이 정화구조물의 상부면을 복개하고 내부에 난간(900)을 설치한 것이다.

복개한 정화구조물 내부 여과장치 상부에 여과장치와 일정거리를 띄워서 사람의 통행이 가능한 난간을 매달아 난간위에서 물세척 작업을 실시한다.

여과망 여과기의 제거를 위하여 난간을 분해가능한 조립식으로 설치하거나, 또는 역원통여과망여과기(340)와 하부여재충진여과기(320) 사이에 안치통(360)을 사용한다.

또한, 본 실시예와 같이 큰 시설에서는 집수통을 넓은 공간을 확보할 수 있도록 여과망여과기 뒷공간에 설치한다.

[실시예 2]

본 실시예는 도 19 내지 도 21에 도시된 바와 같이 정화시설의 일상적 유지관리작업과 슬러지 준석작업을 무인자동화운전하는 방법에 관한 것이다.

무인자동화운전을 하기 위해서는 정화시설에 펌프, 모터, 밸브 등의 기계시설과 계장시설 및 제어시설을 설치하고 전기를 공급한다.

세척수 양수펌프(930)를 정화시설 외부에 설치하고 압력수를 공급하는 배관(940)를 각 여과장치의 중심부까지 배관하고 다수의 살수노즐(950)을 필요한 위치에 설치한다.

정화시설의 규모가 큰 경우 세척수압을 높이기 위해서는 여과장치를 위치별 로 분리하여 순차적으로 세척할 수 있도록 세척수의 공급 및 차단을 위한 전동밸브(960)를 설치한다.

슬러지 준설을 위한 자흡식 슬러지 흡입펌프(910)를 설치하고 슬러지 흡입관(920)을 호퍼(600)에서 펌프(910)까지 경사지역에 묻는다.

호퍼(600) 상부에 슬러지 준설펌프의 막힘을 방지하기 위하여 도 14에 도시된 바와 같이 비교적 큰 망목의 협잡물 차단 격자망 뚜껑(970)을 덮으며 격자망 뚜껑(970)에는 도 15에 도시된 바와 같이 받침다리(971)가 있어서 차수바닥층(800)과 일정높이 띄워서 설치할 수 있다.

스크린(500)의 개방 및 폐쇄를 위한 스크린 인발모터(911)와 동력전달장치(912)를 설치하고, 각 펌프와 모터 및 밸브의 작동을 위한 계장시설과 제어시설(980)를 설치한다.

이와 같이 본 발명은 상술한 특성의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하여, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든 다양한 변동실시가 가능할 것이다.

이상에서 보는 바와 같이 본 발명은,

첫째, 스크린여과, 여과망 여과, 여재 여과 및 미생물접촉정화를 통한 다중정화로 수질정화 효과가 크고,

둘째, 정화구조물 내부바닥에 사람이 출입하지 않고, 전공간에 원통형 여과기를 고밀도로 설치함으로서 넓은 여과면적에 비하여 구조물 크기가 적어져 부지 소요 및 공사비가 절감되며,

셋째, 한 구조물에서 전처리 공간과 여과공간을 형성하고 하부에 작은 망목을 갖고 상부에 큰 망목을 갖는 스크린과 여과면적이 넓은 여과망 여과기를 설치함 으로서 토사류 및 협잡물이 많은 오염수를 정화할 수 있으며,

넷째, 스크린과 여과기의 여과망을 물로 역세척 함으로서 점성이 높은 오염수로 인한 공극폐쇄를 손쉽게 해소할 수 있으며, 용이하게 여과망의 공극을 물청소 할 수 있으므로 여과망의 공극크기를 작게하여 여과효율을 높이고 자주 역세척하여 막힌공극을 회복할 수 있으며,

다섯째, 스크린과 여과망여과기를 역세척하고 슬러지가 중력으로 하강하는 구조로서 세척수량이 적어지며,

여섯째, 정화시설 내부에 정화수를 저장하고, 이 저장수를 이용하여 여과장치를 물청소 하여 슬러지가 유입부로 자동수집되고 세척수가 정화되고 저장되어 유지관리가 용이한 기술이며,

일곱째, 정화시설내부에 압출류 흐름 방법으로 정화수를 저장함으로서 상류유역에서 유조차 등이 사고로 유해물질이 발생할 때 유해물질을 공급접촉층내 저장하여 차단기능을 갖는 시설로서 본 발명은 기존의 방법에 비하여 매우 유용한 방법인 것이다.

Claims (13)

1. 상부가 개방되고 측벽에 방류관(112)과 오염수 유입관(111)이 설치된 정화구조물(100)과;

   상기 정화구조물(100) 내부 오염수 유입부쪽에 상부로 들어올려서 하부 개방이 가능하고 역세척이 용이하게 되도록 상부가 경사지게 설치되는 2중망목 전경사 스크린(500)과;

   상기 전경사 스크린(500) 앞쪽에는 전처리 공간(가)으로서 슬러지가 수집되는 슬러지 수집 호퍼(600)와;

   상기 전경사 스크린(500) 뒤쪽에는 여과공간(나)으로서 오염수 유입관(111) 아래 소정의 높이로 오염수 유입부쪽으로 경사지게 설치되는 차수바닥층(800)과 상기 차수바닥층(800)의 바닥면 상, 하부로 안치되는 유공기초통(310), 하부여재충진여과기(320), 상부여재충진여과기(330), 여과망누름대(350), 역원통여과망여과기(340)로 이루어진 여과망 여과기(300)와;

   상기 여과공간(나)의 차수바닥층(800) 하부에는 여과망여과기(300)가 안치된 부분을 뺀 나머지 공간에 입자상 접촉재가 충진되어 형성되는 공극접촉층(400)과;

   상기 공극접촉층(400)과 여과망여과기(300)에 의하여 정화된 정화수를 방류관(112)에 연결된 집수통(730)으로 이송되도록 정화구조물(100) 내부 바닥층에 설치되는 유공관(710) 및 도수관(720)과;

   상기 집수통(730)에 수집된 정화수를 펌프로 양수하여 살수노즐로 분사시켜 여과망을 세척할 수 있도록 집수통(730) 상부에 위치하여 집수통 뚜껑(740)을 관통시켜 설치되는 흡입파이프 유도관(750)과;

   상기 정화구조물(100) 상부 개방된 곳을 막아주도록 설치되는 격자망 뚜껑(970)으로 구성됨을 특징으로 하는 정화시설 내부 저장수를 이용하여 물청소하는 오염수 다중정화시설
2. 제1항에 있어서, 상기 2중망목 전경사 스크린(500)은 하부는 여과찌꺼기의 토사류가 걸리도록 작은 망목으로 설치하고, 상부는 여과찌꺼기의 큰 부유물이 걸리도록 큰 망목으로 설치됨을 특징으로 하는 정화시설 내부 저장수를 이용하여 물청소하는 오염수 다중정화시설
3. 제1항에 있어서, 상기 여과망 여과기(300)는 유공 기초통(310) 내부에 안착되는 하부여재충진여과기(320)와, 상기 하부충진여과기(320)의 상부에 얹혀지는 상부여재충진여과기(330)와, 상기 상부여재충진여과기(330)를 수용하고 하부여재충진여과기(320) 상부에 안착되는 역원통여과망여과기(340)와, 상기 역원통여과망여과기(340)를 감싸도록 설치되어 여과망(344)이 고정되도록 하는 여과망 누름대(350)로 구성됨을 특징으로 하는 정화시설 내부 저장수를 이용하여 물청소하는 오염수 다중정화시설
4. 제3항에 있어서, 상기 역원통여과망여과기(340)는 상부의 지름이 하부의 지 름보다 큰 역원통 형태로서 측면에는 소정의 간격으로 지지막대(342)를 설치하여 360도 방향으로 여과망(344)이 설치되고, 상부에는 중앙이 개방된 상부판(341)이 설치되고, 하부에는 하부판(370)이 부착되어 있되 상기 하부판(370)은 중앙에 유출관(371)이 형성되고 가장자리에는 다수개의 이탈방지고리(372)가 형성됨을 특징으로 하는 정화시설 내부 저장수를 이용하여 물청소하는 오염수 다중정화시설
5. 제3항에 있어서, 상기 유공 기초통(310)은 부식이 안되는 철재 또는 플라스틱재질로서 측면에 콘크리트 마감층 아래의 공극접촉층(400) 접촉부에 포함된 미생물접촉재보다 작은 크기의 유통 구멍(311)을 일정간격으로 형성하고, 상부에는 안쪽으로 테두리 날개(312)를 부착하되, 상기 테두리 날개(312)의 소정 위치에 이탈방지고리 삽입구멍(313)을 형성하는 한편, 기초통(310)의 직경은 상,하여재충진여과기(330)(320)를 수용하는 크기로 하고, 통의 높이는 경사진 차수바닥층(800)의 높이에 따라 유입부쪽에서 부터 뒤로 갈수록 점차로 높게 형성됨을 특징으로 하는 정화시설 내부 저장수를 이용하여 물청소하는 오염수 다중정화시설
6. 제3항에 있어서, 상기 하부여재충진여과기(320)는 상부에는 역원통 여과망 여과기(340)의 하부판(370)을 위치시키고, 하부에 여재충진구(323)가 있는 하부판(321)을 서로 마주보도록 일정간격을 띄워서 배치한 다음 각 판의 중앙부를 기준하여 직경이 다른 원형태로 외곽부 원과 내부원이 형성되도록 환봉 기둥(323)을 용접이나 볼트 등으로 결합하는 한편, 직경이 다른 내부 원과 외곽부 원에 각각 독립 적으로 여과망(331)을 둘러쳐서 2중의 여과망이 형성되도록 설치한 후 여재충진구(323)를 통하여 여과망 사이 공간에 입자상여재(332)를 충진하여 여과벽을 형성하게 한 다음 상기 하부판(321) 아래에 뚜껑(323)을 설치함을 특징으로 하는 정화시설 내부 저장수를 이용하여 물청소하는 오염수 다중정화시설
7. 제3항에 있어서, 상기 상부여재충진여과기(330)는 다수의 소정 크기가 형성된 여재충진구(333)가 있는 상부판(334)과, 여과수 유출관(371)이 형성된 하부판(370)을 소정 간격으로 띄운 다음 그 사이에 직경이 각각 다른 원형태로 환봉 기둥(322)을 용접이나 볼트 등으로 결합하는 한편, 직경이 다른 내부 원과 외곽부 원에 각각 독립적으로 여과망(331)을 둘러쳐서 2중의 여과망이 형성되도록 설치한 후 여재충진구(333)를 통하여 여과망 사이 공간에 입자상여재(332)를 충진하여 여과벽을 형성하게 한 다음 상기 상부판(334) 위에 뚜껑(335)을 설치함을 특징으로 하는 정화시설 내부 저장수를 이용하여 물청소하는 오염수 다중정화시설
8. 제1항에 있어서, 상기 상,하부여재충진여과기(330)(320)에 충진하는 여재(332)는 제올라이트, 경량골재, 여과포, 실형태의 여과사 중에서 어느 하나를 선택하거나 혼용하여 사용함을 특징으로 하는 정화시설 내부 저장수를 이용하여 물청소하는 오염수 다중정화시설
9. 제1항에 있어서, 상기 여과망 여과기(300)는 유공 기초통(310) 내부에 안착 되는 하부여재충진여과기(320)와, 상기 하부충진여과기(320)의 상부에 얹혀지는 안치통(360)과, 상기 안치통(360)위에 안착되면서 상부여재충진여과기(330)를 수용하는 역원통여과망여과기(340)와, 상기 역원통여과망여과기(340)를 감싸도록 설치되어 여과망(344)의 상단부가 고정되도록 하는 여과망 누름대(350)로 구성됨을 특징으로 하는 정화시설 내부 저장수를 이용하여 물청소하는 오염수 다중정화시설
10. 제9항에 있어서, 상기 안치통(360)은 상부가 개방된 세수대야 모양의 원통형태로서 상단부에 바깥쪽으로 테두리 날개(361)가 있고, 중앙부에 상부로 돌출된 내부원통(362)이 있되 상기 내부 원통(362) 상단부에 바깥쪽으로 테두리 날개(363)가 있고, 테두리 날개(363)에 다수의 여과기 이탈방지고리 삽입구멍(364)이 형성됨을 특징으로 하는 정화시설 내부 저장수를 이용하여 물청소하는 오염수 다중정화시설
11. 제1항으로 구성된 시설에서

    세척수 양수펌프(930)를 정화구조물(100) 외부에 설치하고, 압력수를 공급하는 배관(940)을 각 여과망여과기(300)의 중심부까지 배관한 다음 살수노즐(950)을 배관 단부에 각각 설치하되 상기 배관(940) 소정의 위치에는 세척수압을 높이기 위해서는 여과망여과기(300)의 위치별로 분리하여 순차적으로 세척할 수 있도록 세척수의 공급 및 차단을 위한 전동밸브(960)를 설치하는 한편, 스크린의 개방 및 폐쇄를 위한 스크린 인발모터(911)와 동력전달장치(912)를 스크린 손잡이(530)에 설치하고, 슬러지 흡입관(920)을 슬러지 호퍼(600)에서 펌프(910)까지 경사지역에 묻되 상기 슬러지 흡입관(920) 소정의 위치에 자흡식 슬러지 흡입 펌프(910)를 설치하며, 호퍼(600) 상부에 큰 망목의 협잡물 차단 격자망 뚜껑(970)을 덮으며, 상기 격자망 뚜껑(970)에는 차수바닥층(800)과 일정높이 띄워서 설치할 수 있게 받침다리(971)가 형성되어 있고, 상기 각 펌프와 모터 및 밸브의 설치 및 작동을 위한 기계시설과 계장시설 및 제어시설(980)를 설치함을 특징으로 하는 정화시설 내부 저장수를 이용하여 물청소하는 오염수 다중정화시설
12. 제1항에 있어서, 상기 공극접촉층(400)의 입자상 접촉재는 쇄석, 자갈, 플라스틱 조각 등 표면적이 비교적 큰 자연 및 인공접촉재, 또는, 제올라이트, 경량골재 등 여재내부에 기공이 형성되어 표면적이 큰 다공성 접촉재중에서 어느 하나 이상을 선택하여 사용함을 특징으로 하는 정화시설 내부 저장수를 이용하여 물청소하는 오염수 다중정화시설
13. 제1항으로 구성된 정화시설에서

    오염수 유입관(111)을 통하여 오염수가 정화구조물(100)내부로 유입되어 스크린(500), 역원통여과망여과기(340), 상부여재충진여과기(330), 하부여재충진여과기(320), 공극 접촉층(400)으로 여과된 정화수는 유공관(710)과 도수관(720)을 통히여 집수통(730)으로 이동되고 집수통(730)에 월류되는 월류수는 방류관(112)을 통하여 방류되는 한편, 집수통(730)에 남아 있는 정화수를 이용하여 여과망여과기(300)의 여과망을 살수하여 세척하고, 슬러지 수집호퍼(600)로 수집된 슬러지를 준설하는 것을 특징으로 하는 정화시설 내부 저장수를 이용하여 물청소하는 오염수 다중정화방법

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