KR100784496B1

KR100784496B1 - 초기 우수 정화장치

Info

Publication number: KR100784496B1
Application number: KR1020060058105A
Authority: KR
Inventors: 김헌영
Original assignee: 보문기공(주)
Priority date: 2006-06-27
Filing date: 2006-06-27
Publication date: 2007-12-11

Abstract

본 발명은 교량 및 도로의 초기 우수를 정화하는 초기 우수 정화장치에 관한 것으로서, 우수를 침전시키는 적어도 하나의 침전조와, 상기 침전조로부터 유입되는 우수를 여과하는 여과조가 격벽에 의해 구획되어 있는 정화탱크와; 상기 교량 및 도로의 배수관에 연결되며 상기 침전조와 상기 여과조를 통과하는 강우수안내관과, 상기 강우수안내관에서 상기 침전조 내부로 분기된 초기강우수유입관과, 상기 침전조의 수위에 따라 상기 초기강우수유입관을 개폐하는 강우수제어밸브를 갖는 강우수제어관과; 상기 침전조 내측 상부 영역에서 상기 초기강우수유입관을 둘러싸도록 설치되는 다공상의 유입수여과망과; 상기 격벽에 형성되는 강우수통과구에 설치되는 여과부재와; 상기 여과조 내에 설치되어 상기 여과조 내의 우수를 여과하는 여과기와; 상기 여과기로부터 상기 정화탱크 외부로 연장되는 정화수방류관을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이에 의하여, 장치의 관리가 편리함과 동시에, 강우량에 관계없이 초기 강우수가 하천으로 방류되는 것을 효과적으로 방지할 수 있으며, 초기 우수의 정화 효율이 우수한 초기 우수 정화장치가 제공된다.

교량, 강우수, 정화, 침전조, 여과조

Description

초기 우수 정화장치{Rainwater purify device}

도 1은 종래 교량용 우수 정화장치의 교량 설치상태의 사시도,

도 2는 도 1의 교량용 우수 정화장치의 부분 절취 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 초기 우수 정화장치의 단면도,

도 4는 도 3의 유입수 여과망 확대사시도,

도 5는 도 3의 제1 및 제2여과부재 분해사시도,

도 6은 도 3의 여과기 절취사시도,

도 7은 본 발명에 따른 초기 우수 정화장치의 교량 설치 상태 도면,

도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 초기 우수 정화장치의 우수 정화작용을 설명하기 위한 단면도,

도 10 및 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 초기 우수 정화장치 및 정화작용을 설명하기 위한 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

5 : 정화탱크 7 : 강우수제어관

10 : 제1침전조 13 : 맨홀

15 : 제1여과부재 20 : 제2침전조

25 : 제2여과부재 30 : 여과조

31 : 여과기 33 : 걸름망부재

35 : 여과층형성부 36 : 여과층

37 : 정화수방류관 39 : 방류량조절밸브

41 : 격벽 50 : 강우수안내관

51 : 초기강우수유입관 53 : 강우수제어밸브

본 발명은, 초기 우수 정화장치에 관한 것이다.

도로나 교량에는 강우(降雨)시 도로상에 빗물이 고이는 것을 방지하기 위하여 빗물을 하천으로 방류하는 배수구 및 배수관이 마련되어야 하며, 배수관의 관로에는 빗물에 섞인 도로상의 오염물질을 정화하기 위한 초기 우수 정화장치가 설치되어야 한다.

종래 일반적인 초기 우수 정화장치는 단순히 배수관 내에 필터 카트리지를 설치하여 빗물에 포함된 오염물질을 걸러내는 구성을 가지고 있었는데, 이 경우에는 빗물이 지속적으로 필터 카트리지를 통과하기 때문에, 강우량이 큰 집중호우나 폭우 등이 발생하면 과부하에 의한 역류현상이 발생하는 문제점이 있었다.

한편, 도로 상에 존재하는 오염물질은 대부분 초기 강우수에 씻겨져서 우수 정화장치로 유입되고, 그 이후 지속적으로 정화장치로 유입되는 강우수(이하 "지속 강우수"라 함)는 오염물질을 거의 포함하지 않게 된다.

그러나, 종래 초기 우수 정화장치는 초기 강우수로부터 지속 강우수가 모두 정화장치인 필터 카트리지를 통과하기 때문에, 비효율적이라는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 초기 우수 정화장치의 하나인 "교량용 우수 정화장치"가 대한민국 공개특허 제2005-024025호에 개시된 바 있다. 이 교량용 우수 정화장치(101)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 교량(3)의 도로(5) 상에 형성된 배수구(7)에 설치되며, 상부 내경면이 초기 강우수 유입구(111)로 형성되는 관상의 본체(110)와; 본체(110) 중앙에 동심적으로 설치되며, 내경면이 지속 강우수 유입구(121)로 형성되고 하단부가 교량(3)의 배수관(9)에 연결되는 중앙관(120)과; 본체(110)와 중앙관(120) 사이에 개재되는 필터 카트리지(125)를 구비하고 있다.

이 교량용 우수 정화장치(101)로 유입되는 강우수 중 오염물질을 포함하는 초기 강우수는 초기 강우수 유입구(111)를 통해 유입되어 필터 카트리지(125)에서 오염물질이 걸러진 다음, 중앙관(120) 하단에 형성된 배출공(123)을 통해 배출된다. 그리고, 비교적 오염물질을 포함하지 않는 지속 강우수는 중앙관(120) 상단의 지속 강우수 유입구(121)로 유입되어 배출된다.

그런데, 이러한 종래 초기 우수 정화장치는 필터 카트리지에 걸러지는 오염물질이 본체와 중앙관 사이에 쌓이면 관리자가 일일이 필터 카트리지를 분리하여 오염물질을 제거해야 하므로 관리가 불편한 문제점이 있었다.

또한, 필터 카트리지에 비교적 많은 량의 오염물질이 쌓여 있는 상태에서 비 가 내리기 시작하면, 오염물질이 포함된 초기 강우수가 지속 강우수 유입구로 넘쳐서 중앙관을 통해 하천으로 방류될 우려가 크다는 문제점이 있다.

또한, 초기 강우수 유입구와 지속 강우수 유입구가 동일 평면상에서 동심적으로 배치되어 있는 구조를 가지고 있기 때문에, 집중호우나 폭우 등 강우량이 단시간에 크게 형성되는 강우가 발생하면 사실상 많은 량의 초기 강우수가 초기 강우수 유입구뿐만 아니라 지속 강우수 유입구로도 유입되어 하천으로 방류되는 문제점이 발생하게 된다. 이에 의해, 초기 우수의 정화 효율이 저하되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은, 장치의 관리가 편리함과 동시에, 강우량에 관계없이 초기 강우수가 하천으로 방류되는 것을 효과적으로 방지할 수 있으며, 초기 우수의 정화 효율이 우수한 초기 우수 정화장치를 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 교량 및 도로의 초기 우수를 정화하는 초기 우수 정화장치에 있어서, 우수를 침전시키는 적어도 하나의 침전조와, 상기 침전조로부터 유입되는 우수를 여과하는 여과조가 격벽에 의해 구획되어 있는 정화탱크와; 상기 교량 및 도로의 배수관에 연결되며 상기 침전조와 상기 여과조를 통과하는 강우수안내관과, 상기 강우수안내관에서 상기 침전조 내부로 분기된 초기강우수유입관과, 상기 침전조의 수위에 따라 상기 초기강우수유입관을 개폐하는 강우수제어밸브를 갖는 강우수제어관과; 상기 침전조 내측 상부 영역에서 상기 초기강우수 유입관을 둘러싸도록 설치되는 다공상의 유입수여과망과; 상기 격벽에 형성되는 강우수통과구에 설치되는 여과부재와; 상기 여과조 내에 설치되어 상기 여과조 내의 우수를 여과하는 여과기와; 상기 여과기로부터 상기 정화탱크 외부로 연장되는 정화수방류관을 포함하는 것을 특징으로 하는 초기 우수 정화장치에 의해서 달성된다.

여기서, 상기 침전조는 상기 초기강우수유입관으로부터 유입되는 우수를 1차 침전시키는 제1침전조와, 상기 제1침전조와 격벽에 의해 구획되며 상기 제1침전조로부터 유입되는 우수를 2차 침전시켜 상기 여과조로 전달하는 제2침전조를 가지며; 상기 여과부재는 상기 제1침전조와 상기 제2침전조를 구획하는 격벽에 설치되는 제1여과부재와, 상기 제2침전조와 상기 제2침전조를 구획하는 격벽에 설치되는 제2여과부재를 갖는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 여과부재는 상기 강우수통과구에 설치되는 다공성여과필터와, 상기 다공성여과필터에 대해 수직 방향으로 결합된 섬유상여과필터를 갖는 것이 효과적이다.

이때, 제2여과부재의 여과밀도는 상기 제1여과부재의 여과밀도에 비해 조밀한 밀도를 갖는 것이 보다 바람직하다.

한편, 상기 강우수안내관과 상기 초기강우수유입관의 분기영역에는 강우수유입공이 형성되며; 상기 강우수제어밸브는 상기 강우수유입공을 개폐하는 개폐변과, 상기 침전조의 수위 변화에 따라 상기 개폐변을 상하 이동시키는 플로우트를 갖는 것이 보다 효과적이다.

그리고, 상기 침전조와 상기 여과조의 상부 슬라부에는 맨홀이 형성되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 여과기는 상기 여과조 상부영역에 위치하는 다공상의 걸름망부재와; 상기 걸름망부재 하부에 결합되며 저부에 상기 정화수방류관이 결합되는 틀형상의 비투과성 여과층프레임과, 상기 여과층프레임 내에 마련되는 여과층을 갖는 여과층형성부를 포함하는 것이 효과적이다.

이때, 상기 여과층은 상기 여과층프레임의 내에서 상기 여과조의 저부면를 향해 상호 적층된 활성탄층과 자갈층 및 모래층으로 형성되는 것이 보다 바람직하다.

그리고, 상기 정화탱크 외측의 상기 정화수방류관에는 방류량조절밸브가 마련되어 있는 것이 보다 효과적이다.

여기서, 상기 방류량조절밸브는 전자밸브로 마련되며, 상기 정화탱크 내부로 유입된 우수의 수위에 따라 상기 방류량조절밸브의 개폐 동작을 제어하는 방류량조절밸브제어수단을 포함하는 것이 바람직하다.

이때, 상기 방류량조절밸브제어수단은 상기 격벽에 형성된 강우수통과구에 대응하는 위치에서 수위를 감지하는 저수위감지센서와; 상기 강우수제어밸브에 의해 상기 초기강우수유입관이 폐쇄되는 위치에서 수위를 감지하는 고수위감지센서와; 상기 전자밸브의 개방 또는 차단 시간을 설정하는 타이머와; 상기 저수위감지센서로부터 저수위 감지 신호가 전달되면 상기 방류량조절밸브를 차단하는 한편, 상기 고수위감지센서로부터 고수위 감지 신호가 전달되면 상기 타이머에 설정된 소 정의 시간동안 상기 방류량조절밸브를 개방하였다가 차단하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것이 효과적이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 대해서 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 초기 우수 정화장치의 단면도이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 초기 우수 정화장치(1)는 복수의 초기 강우수를 정화하여 방류하는 정화탱크(5)와, 초기 강우수를 정화탱크(5)로 유입시키고 지속 강우수는 하천으로 방류하는 강우수제어관(7)을 포함한다.

정화탱크(5)는 초기 강우수에 포함된 오염물질을 1차 침전시키는 제1침전조(10)와, 제1침전조(10)에서 침전되지 않은 오염물질을 2차 침전시키는 제2침전조(20)와, 제1 및 제2침전조(10,20)에서 침전되지 않은 오염물질을 여과하는 여과조(30)가 격벽(41)에 의해 구획되어 있는 구조를 가지고 있다.

제1침전조(10)의 내측 상부 영역에는 후술할 강우수제어관(7)의 초기강우수유입관(51)을 둘러싸는 유입수여과망(11)이 설치되어 있는데, 이 유입수여과망(11)은 도 4에 도시된 바와 같이, 초기 강우수에 포함된 낙엽이나 비닐 등의 부유물을 걸러내기 위한 것으로서, 둘레면에 약 10mm 이하의 직경을 갖는 다공이 형성되어 있는 것이 바람직하다.

그리고, 제1침전조(10)의 내측 하부에는 강우수에 포함된 오염물질의 침전을 위해 히향 경사진 경사면이 형성되어 있다. 또한, 제1침전조(10)의 상부 슬라브에는 제1침전조(10)에 침전된 오염물질(슬러지)을 외부로 배출하는 한편, 제1침전조(10) 내부의 청소 등의 관리를 위해 맨홀(13)이 마련되어 있다.

제2침전조(20)는 제1침전조(10)에서 침전되지 않은 강우수 내의 오염물질을 침전 정화하기 위한 것으로서, 제1침전조(10)와 마찬가지로 그 내측 하부면이 경사면으로 형성되어 있고, 상부 슬라브에 맨홀(13)이 마련되어 있다.

한편,제1침전조(10)와 제2침전조(20) 및 여과조(30)를 구획하는 각 격벽(41)에는 강우수의 흐름을 위한 강우수통과구(43)가 형성되어 있으며, 각 강우수통과구(43)에는 이동하는 강우수에 포함된 이물질을 걸러내기 위한 제1 및 제2여과부재(15,25)가 설치되어 있다.

제1 및 제2여과부재(15,25)는 도 5에 도시된 바와 같이, 각각 강우수통과구(43)에 설치되는 다공성여과필터(15b)와, 다공성여과필터(15b)에 대해 수직 방향으로 결합된 섬유상여과필터(15d)로 이루어지는 것이 바람직하다.

다공성여과필터(15b)는 슬러지의 흡착력이 우수한 다공성여재로 마련되며 엘보우형상의 필터관(15a) 내에 카트리지 형태로 출입가능하게 수용되어 슬러지를 여과한다. 그리고, 섬유상여과필터(15d)는 섬유재의 여과포로 마련되어 판면에 다공이 형성되어 있는 필터프레임(15c) 내에 설치되어 슬러지 및 유분을 여과한다. 이때, 필터프레임(15c) 일측은 개폐 가능한 필터커버(15e) 구조를 갖도록 하여 섬유 상여과필터(15d)의 교체가 가능하도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 제1 및 제2여과부재(15,25)는 제1침전조(10)로부터 제2침전조(20)를 거쳐 여과조(30)로 향하는 강우수의 정화가 단계적으로 이루어지도록 제2여과부재(25)의 여과밀도가 제1여과부재(15)의 여과밀도에 비해 미세한 필터규격을 갖는 것이 바람직하다.

여과조(30)에는 침전조에서 침전되지 않는 강우수내의 유기물성분이나 기름성분 및 부유물 등의 오염물질을 여과하기 위한 여과기(31)가 마련되어 있다. 이 여과기(31)는 도 6에 도시된 바와 같이, 강우수내의 부유물 등의 이물질을 걸러내는 걸름망부재(33)와, 걸름망부재(33) 하부로부터 여과조(30) 하부면을 향해 형성되는 여과층형성부(35)로 이루어진다. 이때, 여과조(30)의 상부슬라부에도 역시 맨홀(13)이 마련되어 있다.

걸름망부재(33)는 여과조(30) 최상 수위로부터 여과층형성부(35)까지의 길이를 갖는 틀형상으로 형성되는데, 그 둘레면에는 강우수가 통과하도록 약 0.5mm이하의 직경을 갖는 다공이 형성되어 있다. 여기서, 걸름망부재(33)는 여과성능이 우수한 부직포 등으로 마련될 수 있다.

여과층형성부(35)는 걸름망부재(33)의 둘레에 대응하는 둘레를 갖는 틀형상의 여과층프레임(35a)과, 여과층프레임(35a) 내에 마련되는 여과층(36)을 가지고 있다.

여과층프레임(35a)은 여과조(30) 내에 유입된 강우수가 걸름망부재(33)를 통 해서만 여과층(36)으로 유입될 수 있도록 둘레면이 유체 비투과성 판상으로 형성되어 있다. 이때, 여과층프레임(35a)의 상단부와 걸름망부재(33)의 하단부에는 둘레방향을 따라 상호 형상 맞춤되는 고무재의 결합패킹(33a)이 마련된다. 또한, 여과층프레임(35a)의 저부에는 여과층(36)을 통과하면서 정화된 강우수를 외부로 방류하기 위한 정화수방류관(37)이 마련되어 있으며, 정화수방류관(37)에는 정화수의 방류량을 조절하기 위한 방류량조절밸브(39)가 설치되어 있다.

여과층프레임(35a) 내에 마련되는 여과층(36)은 여과층프레임(35a)의 내측 상부로부터 저부를 향해 활성탄층(36a)과 모래층(36b) 및 자갈층(36c)으로 형성되는 것이 바람직하다.

활성탄층(36a)은 강우수에 포함된 유기물 성분이나 기름 성분 및 중금속 성분이나 제설제로 사용된 염화 칼슘 등의 오염물질을 흡착 여과하며, 모래층(36b)과 자갈층(36c)은 비교적 큰 입자 크기의 오염물질로부터 비교적 미세한 입자 크기의 오염물질을 단계적으로 여과한다. 여기서, 여과층(36)은 전술한 활성탄층(36a)과 모래층(36b) 및 자갈층(36c)의 구성 이외에 여건에 따라 다양한 재료의 여과층(36)으로 구성할 수 있음은 물론이다.

한편, 강우수제어관(7)은 정화탱크(5)로 유입되는 강우수의 유동을 안내하는 강우수안내관(50)과, 강우수안내관(50)으로 유입된 강우수중 초기 강우수를 제1침전조(10)로 안내하는 초기강우수유입관(51)과, 강우수 유입 시기에 따라 초기강우수유입관(51)을 개폐하는 강우수제어밸브(53)를 포함한다.

강우수안내관(50)은 정화탱크(5) 외측으로부터 제1침전조(10)와 제2침전조(20) 및 여과조(30) 상부영역을 거쳐 정화탱크(5) 반대편 외측으로 관통되도록 설치되어 있다. 이 강우수안내관(50)은 제1침전조(10) 외측의 유입측 단부 영역이 도로의 배수구(60)나 교량의 배수구(60)로부터 연장된 배수관(61)과 연결되며, 제1침전조(10)와 제2침전조(20) 및 여과조(30)를 지나 정화탱크(5) 반대편 외측으로 연장된 배출측 단부 영역이 하천을 향하는 배수관(61)에 연결된다.

초기강우수유입관(51)은 제1침전조(10) 영역에 위치하는 강우수안내관(50)의 일 영역으로부터 제1침전조(10)에 설치된 유입수여과망(11) 내측을 향해 수직방향으로 하향 분기된 형태로 설치되어 있다. 그리고, 초기강우수유입관(51)이 분기되는 강우수안내관(50)의 분기 영역에는 초기강우수유입관(51)의 내경에 비해 작은 직경의 강우수유입공(51a)이 형성되어 있다.

이 초기강우수유입관(51)은 정화탱크(5)의 처리용량에 따라서 도면에 도시된 바와 같이, 단일의 분기관으로 마련될 수 있으며, 도시하지는 않았지만 복수의 분기관으로 마련될 수도 있다.

강우수제어밸브(53)는 초기강우수유입관(51) 내에 설치되며, 강우수유입공(51a)을 개폐하는 개폐변(53a)과, 부력을 가지고 침전조의 수위변화에 따라 개폐변(53a)을 상하 이동시키는 플로우트(53b)(float)로 구성되어 있다. 이 강우수제어밸브(53)는 제1침전조(10)의 수위가 만수위일 때, 개폐변(53a)이 강우수유입공(51a)을 차단하는 위치를 유지하게 된다.

이러한 구성에 의해서, 본 발명에 따른 초기 우수 정화장치(1)의 강우수 정화과정을 도 7 내지 도 9를 참고하여 살펴본다. 이때, 초기 우수 정화장치(1)가 도 7과 같이, 교량에 설치된 것으로 설명하지만 본 발명에 따른 초기 우수 정화장치는 도로에 설치될 수 있다.

강우(降雨)가 시작되면, 초기 강우수가 도로나 교량의 상면상에 형성되어 있는 배수구(60)로 배수되고, 배수된 초기 강우수는 배수관(61)과 연결된 강우수안내관(50)을 통해 정화탱크(5)로 유입된다. 이때, 도로나 교량의 상면에 존재하는 오염물질은 초기 강우수에 씻겨져서 정화탱크(5)로 유입된다.

그리고, 정화탱크(5)로 유입된 초기 강우수는 도 8에 도시된 바와 같이, 강우수안내관(50)에서 분기된 초기강우수유입관(51)을 통해 제1침전조(10)로 유입된다. 이때, 제1침전조(10)의 수위는 비가 내리기 전에 저수위 상태이므로 강우수제어밸브(53)가 초기강우수유입관(51) 하부영역에 위치하여 강우수유입공(51a)이 개방되어 있는 상태이다.

제1침전조(10)로 초기 강우수가 유입되는 과정에서 강우수에 포함된 낙엽이나 비닐 등의 부유물은 유입수여과망(11) 내에서 걸러진다. 유입수여과망(11)에 걸러진 부유물은 후에 맨홀(13)을 통해서 제거된다.

한편, 초기 강우수가 유입되기 시작하여 도 9과 같이, 제1침전조(10)의 수위가 만수위가 되면, 강우수제어밸브(53)는 플로우트(53b)의 부력에 의해 개폐변(53a)이 강우수유입공(51a)을 차단한다.

그러면, 지속 강우수는 강우수안내관(50)을 따라 정화탱크(5) 외부에서 연결 된 배수관(61)을 통해 하천으로 방류된다. 지속 강우수에는 전술한 바와 같이, 오염물질이 거의 포함되어 있지 않으므로 하천을 오염시키지 않는다.

그리고, 제1침전조(10)로 유입된 초기 강우수에 포함된 오염물질 중 자중을 갖는 오염물은 제1침전조(10) 저부에 1차 침전되며, 제1침전조(10)에서 침전되지 않는 초기 강우수내의 유기물성분이나 기름성분 및 부유물 등의 오염물질은 강우수와 함께 제1여과부재(15)를 통해 제2침전조(20)로 이동한다.

이때, 제2침전조(20)로 이동하는 강우수에 포함된 오염물질은 제1여과부재(15)에서 1차적으로 여과된다.

한편, 제2침전조(20)로 유입된 강우수에 포함된 오염물질 중 자중을 갖는 오염물은 제2침전조(20) 저부로 2차 침전된다. 그리고, 제2침전조(20)의 강우수에 포함된 유기물성분이나 기름성분 및 부유물 등의 오염물질은 강우수와 함께 제2여과부재(25)를 통해 제2침전조(20)로 이동한다. 이때, 여과조(30)로 이동하는 강우수에 포함된 오염물질은 제2여과부재(25)에서 2차적으로 여과된다. 여기서, 제2여과부재(25)는 전술한 바와 같이, 제1여과부재(15)의 여과밀도가 조밀한 것으로서 오염물질을 효과적으로 걸러낼 수 있다. 또한, 제1여과부재(15)와 제2여과부재(25)는 카트리지 구조 및 필터커버(15e) 구조를 가지고 있으므로, 차후에 교환 및 청소가 용이하다.

한편, 여과조(30)로 유입된 강우수는 걸름망부재(33)에서 미세한 부유물 등 의 이물질이 걸러진 후, 여과층(36)을 거치게 된다.

여과층(36)을 거치는 강우수는 활성탄층(36a)에서 유기물 성분이나 기름 성분 및 중금속 성분이나 제설제로 사용된 염화 칼슘 등의 오염물질을 흡착 여과되고, 모래층(36b)과 자갈층(36c)에서 비교적 큰 입자 크기의 부유물로부터 비교적 미세한 입자 크기의 부유물질이 단계적으로 여과된다.

그리고, 여과층(36)을 거치면서 정화된 강우수는 여과조(30)의 저부에 마련된 정화수방류관(37)을 통해 하천으로 방류된다. 이때, 정화된 강우수의 방류량은 방류량조절밸브(39)의 개방 정도에 의해 조절되며, 방류량조절밸브(39)의 개방 정도는 강우량과 강우 상태에 따라 적절히 조절될 수 있다.

여기서, 정화된 강우수의 방류에 따라 제1침전조(10) 및 제2침전조(20)와 여과조(30)의 수위가 하강하여 지속 강우수가 침전조로 유입될 수도 있지만, 지속적인 수위 변화에 따라 강우수제어밸브(53)가 강우수유입공(51a)을 차단하게 되므로 대부분의 지속 강우수는 정화탱크(5)를 거치지 않고 방류된다.

한편, 소정의 기간 동안 제1침전조(10) 및 제2침전조(20) 내부에 쌓인 오염물질에 의해 형성된 슬러지는 적정한 주기마다 맨홀(13)을 통해 외부로 배출하여 제거할 수 있다. 또한, 여과조(30)의 걸름망부재(33) 및 각 여과층(36)은 맨홀(13)을 통해 적정한 주기마다 교체가 가능하다. 여기서, 제1 및 제2침전조(10,20)의 슬러지 제거 주기 및 여과조(30)의 걸름망부재(33)와 여과층(36)의 교체 주기는 정화탱크(5)의 용량에 따라 장기간 또는 단기간의 주기로 조절할 수 있 다.

한편, 도 10 및 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 초기 우수 정화장치 및 정화작용을 설명하기 위한 단면도이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 초기 우수 정화장치는 방류량조절밸브의 개폐 동작 제어 구성을 제외하고 전술한 도 3 내지 도 9의 초기 우수 정화장치와 동일한 구성을 갖는다. 이에 따라 이하에서는 본 실시에에 따른 초기 우수 정화장치의 방류량조절밸브의 개폐 동작 제어 구성에 대해서만 설명하기로 한다.

우선 본 실시예에 따른 초기 우수 정화장치(1)의 여과조(30)의 정화수방류관(37)에 설치된 방류량조절밸브(39)는 전원을 이용하여 개폐동작되는 전자밸브로 마련되며, 방류량조절밸브(39)에 인접한 정화탱크(5)의 일영역에는 정화탱크(5) 내부로 유입된 우수의 수위에 따라 소정의 시간 간격으로 상기 방류량조절밸브(39)의 개폐 동작을 제어하는 방류량조절밸브제어수단(90)을 포함하고 있다.

방류량조절밸브제어수단(90)은 정화탱크(5) 내부(예컨대, 제1침전조(10) 내부)의 저수위 및 고수위를 감지하는 저수위감지센서(91) 및 고수위감지센서(93)와, 방류량조절밸브(39)의 개방 또는 차단 시간을 설정하는 타이머(95)와, 저수위감지센서(91) 및 고수위감지센서(93)와 타이머(95)로부터 전달되는 신호에 따라 방류량조절밸브(39)의 개폐동작을 제어하는 제어부(97)로 이루어져 있다.

저수위감지센서(91)는 정화탱크(5) 내부의 격벽(41)에 형성된 강우수통과 구(43)에 대응하는 위치에 설치되어 유입되는 우수의 저수위를 감지하여 그 감지신호를 제어부로 전달한다. 또한, 고수위감지센서(93)는 강우수제어관(7)의 강우수제어밸브(53)에 의해 초기강우수유입관(51)이 폐쇄되는 위치에서 우수의 고수위를 감지하여 그 감지신호를 제어부로 전달한다.

그리고, 타이머(95)는 방류량조절밸브(39)의 개폐시간을 설정하기 위한 것으로서, 고수위감지센서(93)에서 정화탱크 내의 고수위가 감지된 때부터 처리되어야할 초기 강우수 용량에 대응하는 시간만큼 방류량조절밸브(39)를 개방하였다가 차단하는 시간을 설정하고 이 신호를 제어부로 전달한다.

한편, 제어부(97)는 저수위감지센서(91)로부터 저수위 감지 신호가 전달되면 방류량조절밸브(39)를 차단하는 한편, 고수위감지센서(93)로부터 고수위 감지 신호가 전달되면 타이머에 설정된 소정의 시간동안 방류량조절밸브(39)를 개방하였다가 차단하도록 제어한다.

여기서, 방류량조절밸브(39)를 비롯한 저수위감지센서(91) 및 고수위감지센서(93)와, 타이머(95) 및 제어부(97)의 동작 전원의 공급은 각종 배터리 또는 태양전지 등을 이용할 수도 있으며, 도로나 교량의 가로등 및 신호기 등으로 전달되는 공급전원을 나누어 이용할 수도 있다.

이러한 본 실시예에 따른 초기 우수 정화장치(1)는 방류량조절밸브(39)의 개폐 동작이 자동 제어됨으로써, 장치의 사용 및 관리가 매우 편리하게 이루어짐과 동시에 전술한 도 3 내지 도 9의 초기 우수 정화장치와 동일한 과정으로 초기 강우수를 정화한다.

이와 같이, 본 발명에 따른 교량용 우수 정화장치는 초기 강우수는 정화탱크를 거치게 되고 지속 강우수는 정화탱크를 거치지 않고 하천으로 방류됨으로써, 오염물질을 포함하는 초기 강우수를 효율적으로 정화할 수 있다.

그리고, 집중호우나 폭우에 관계없이 초기 강우수가 반드시 정화탱크를 거치게 됨으로써, 초기 강우수에 의한 하천의 오염을 방지할 수 있다. 이에 의해, 초기 우수의 정화효율이 향상된다.

또한, 침전조에 쌓이는 슬러지의 제거가 편리하고 슬러지 제거 주기 및 여과층의 교체 주기를 장기간에 걸쳐 이루어지도록 할 수 있으므로, 장치의 관리가 편리하게 이루어진다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 장치의 관리가 편리함과 동시에, 강우량에 관계없이 초기 강우수가 하천으로 방류되는 것을 효과적으로 방지할 수 있으며, 초기 우수의 정화 효율이 우수한 초기 우수 정화장치가 제공된다.

Claims

교량 및 도로의 초기 우수를 정화하는 초기 우수 정화장치에 있어서,

우수를 침전시키는 적어도 하나의 침전조와, 상기 침전조로부터 유입되는 우수를 여과하는 여과조가 격벽에 의해 구획되어 있는 정화탱크와;

상기 교량 및 도로의 배수관에 연결되며 상기 침전조와 상기 여과조를 통과하는 강우수안내관과, 상기 강우수안내관에서 상기 침전조 내부로 분기된 초기강우수유입관과, 상기 침전조의 수위에 따라 상기 초기강우수유입관을 개폐하는 강우수제어밸브를 갖는 강우수제어관과;

상기 침전조 내측 상부 영역에서 상기 초기강우수유입관을 둘러싸도록 설치되는 다공상의 유입수여과망과;

상기 격벽에 형성되는 강우수통과구에 설치되는 여과부재와;

상기 여과조 내에 설치되어 상기 여과조 내의 우수를 여과하는 여과기와;

상기 여과기로부터 상기 정화탱크 외부로 연장되는 정화수방류관을 포함하는 것을 특징으로 하는 초기 우수 정화장치.
제1항에 있어서,

상기 침전조는 상기 초기강우수유입관으로부터 유입되는 우수를 1차 침전시키는 제1침전조와, 상기 제1침전조와 격벽에 의해 구획되며 상기 제1침전조로부터 유입되는 우수를 2차 침전시켜 상기 여과조로 전달하는 제2침전조를 가지며;

상기 여과부재는 상기 제1침전조와 상기 제2침전조를 구획하는 격벽에 설치되는 제1여과부재와, 상기 제2침전조와 상기 제2침전조를 구획하는 격벽에 설치되는 제2여과부재를 갖는 것을 특징으로 하는 초기 우수 정화장치.
제2항에 있어서,

상기 여과부재는

상기 강우수통과구에 설치되는 다공성여과필터와, 상기 다공성여과필터에 대해 수직 방향으로 결합된 섬유상여과필터를 갖는 것을 특징으로 하는 초기 우수 정화장치.
제3항에 있어서,

제2여과부재의 여과밀도는 상기 제1여과부재의 여과밀도에 비해 조밀한 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 초기 우수 정화장치.
제4항에 있어서,

상기 강우수안내관과 상기 초기강우수유입관의 분기영역에는 강우수유입공이 형성되며;

상기 강우수제어밸브는 상기 강우수유입공을 개폐하는 개폐변과, 상기 침전조의 수위 변화에 따라 상기 개폐변을 상하 이동시키는 플로우트를 갖는 것을 특징 으로 하는 초기 우수 정화장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 침전조와 상기 여과조의 상부 슬라부에는 맨홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 초기 우수 정화장치.
제6항에 있어서,

상기 여과기는

상기 여과조 상부영역에 위치하는 다공상의 걸름망부재와;

상기 걸름망부재 하부에 결합되며 저부에 상기 정화수방류관이 결합되는 틀형상의 비투과성 여과층프레임과, 상기 여과층프레임 내에 마련되는 여과층을 갖는 여과층형성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 초기 우수 정화장치.
제7항에 있어서,

상기 여과층은 상기 여과층프레임의 내에서 상기 여과조의 저부면를 향해 상호 적층된 활성탄층과 자갈층 및 모래층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 초기 우수 정화장치.
제8항에 있어서,

상기 정화탱크 외측의 상기 정화수방류관에는 방류량조절밸브가 마련되어 있 는 것을 특징으로 하는 초기 우수 정화장치.
제9항에 있어서,

상기 방류량조절밸브는 전자밸브로 마련되며,

상기 정화탱크 내부로 유입된 우수의 수위에 따라 소정의 시간 간격으로 상기 방류량조절밸브의 개폐 동작을 제어하는 방류량조절밸브제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 초기 우수 정화장치.
제10항에 있어서,

상기 방류량조절밸브제어수단은

상기 격벽에 형성된 강우수통과구에 대응하는 위치에서 수위를 감지하는 저수위감지센서와;

상기 강우수제어밸브에 의해 상기 초기강우수유입관이 폐쇄되는 위치에서 수위를 감지하는 고수위감지센서와;

상기 방류량조절밸브의 개방 또는 차단 시간을 설정하는 타이머와;

상기 저수위감지센서로부터 저수위 감지 신호가 전달되면 상기 방류량조절밸브를 차단하는 한편, 상기 고수위감지센서로부터 고수위 감지 신호가 전달되면 상기 타이머에 설정된 소정의 시간동안 상기 방류량조절밸브를 개방하였다가 차단하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 초기 우수 정화장치.