KR100873684B1 - 우수침투시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 우수침투시스템에 관한 것으로, 본 발명에 따르면 우수가 우수침투구조물에 수용되기 전단계에서 우수에 섞인 각종 이물질을 제거시킴으로써, 우수침투구조물의 적절한 수용용량 및 처리용량을 유지시킬 수 있도록 하면서도, 지하수의 오염을 방지할 수 있는 기술이 개시된다.

우수침투

Description

우수침투시스템{RAINWATER INFILTRATION SYSTEM}

도1은 종래기술에 따른 우수침투시스템에 대한 개략도이다.

도2는 본 발명의 실시예에 따른 우수침투시스템에 대한 개략도이다.

도3은 우수침투구조물에 대한 다른 예이다.

도4는 도2의 우수침투시스템에 적용된 전처리구조물에 대한 개념도이다.

도5는 도4의 전처리구조물의 작동상태도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

200 : 우수침투시스템

220 : 전처리구조물

221 : 침사조

221a : 유입구 221b : 유출구

221c : 배출관

222 : 부유조

222a : 입력구 222b : 부유물질차단대

222c : 경사판 222d : 출력구

223 : 필터조

223a : 입구 223b : 출구

223c : 필터

230 : 우수침투구조물

본 발명은 우수침투시스템에 관한 것이다.

우수침투시스템은 도로, 운동장, 공원, 주차장, 도시화된 지역, 신개발 지역 등의 노면에 내린 우수를 지중으로 침투 및 재충전시키기 위한 것이다.

산업화 및 도시화가 되어 가면서 아스팔트, 콘크리트 등에 의해 지표면이 포장되면서 불투성 지표면(물을 지중으로 침투시키지 못하는 지표면)이 늘어나 지하 생태계의 파괴 및 지하수의 고갈 현상을 일으키고 있다.

따라서 그러한 불투성 지표면에 존재하는 지표수를 수용하여 지중으로 스며들게 하기 위한 우수침투시스템이 개발되었는데, 일반적으로, 도1에 도시된 바와 같이, 종래의 우수침투시스템(100)은 노면에 내린 우수를 모으는 맨홀(110)과 맨홀(110)에 모인 우수를 지속적으로 수용하면서 우수를 지중으로 침투시키는 우수침투구조물(120)을 포함한다.

우수침투구조물(120)은 우수통과공(121)이 형성된 속이 빈 형상으로서 지중에 매설되며, 지중에 매설된 상태의 우수침투구조물(120)의 주위로는 자갈 같은 것들 배치된다. 그리고 도1에 도시된 바와 같이 우수침투구조물(120)은 연결관(130) 에 의해 복수개가 병렬 연결될 수 있다.

위와 같은 우수침투시스템(100)에 의하면, 맨홀(110)을 통해 모아진 우수는 수용 용량이 큰 우수침투구조물(120)의 내부로 수용되고, 우수침투구조물(120)의 내부에 수용된 우수는 우수통과공(121)을 통해 자갈 측으로 적절히 배출되면서 지중으로 스며들게 된다. 여기서 자갈의 역할은 우수의 배출을 원활히 하면서도 우수에 섞인 오염물질을 걸러내는 역할도 수행한다.

그런데, 우수에는 모래, 흙, 스펀지, 기름, 축분 등 각종 오염물질이 섞여 있는 데, 이러한 오염물질이 맨홀(110)을 통해 우수침투구조물(120)에 수용된 다음, 모래, 자갈, 모래나 흙과 같은 입자성 물질은 우수침투구조물(120)의 내부에서 퇴적되어 우수침투구조물(120)의 수용 용량을 줄이는 한편 우수통과공(121)을 막고, 스티로폼, 비닐 및 나뭇조각 등과 같은 부유성 입자물질 역시 우수통과공(121)을 막아 내부에 수용된 우수의 적절한 배출을 방해하게 되므로, 일정 기간 가동된 후에는 그러한 물질들을 제거하는 청소를 수행하여야 하는 번거로움이 따른다. 또한, 우수에는 기름, 축분 및 중금속 등과 같은 오염물질들이 용해된 상태로 있기 때문에 토양 및 지하수를 오염시키는 원인이 된다.

한편, 대한민국 공개특허공보 공개번호 10-2004-0085956호(발명의 명칭 : 우수투과용 침투구조물과 그 제조방법, 이하 '선행기술'이라 함)에서는 우수로부터 오염물질을 제거한 후 지중으로 침투시키기 위한 우수침투구조물(선행기술에서는 '우수투과 구조체'로 정의 됨)에 관한 기술을 개시하고 있다. 이를 위해 선행기술에 따른 우수침투구조물은 소정의 공극률을 가지도록 되어 있고, 우수침투구조물의 내 외면의 일면 또는 양면에 부착 마련되는 필터링부재를 채용하였다.

필터링부재는 우수통과공이 형성된 벽면에 부착되는 데, 이러한 필터링부재를 통해 우수와 함께 유출된 부유물뿐만 아니라, 유류물질 등의 흡착으로 제거 가능한 오염물질의 제거도 함께 이루어질 수 있게 되었다.

그러나 선행기술에 따르더라도, 입자성물질이 우수침투구조물의 내부에서 퇴적되는 문제점이나 우수투과공의 막힘 문제 등을 해결할 수는 없으며, 우수에 용해된 상태로 있는 중금속 등의 화학물질이 지중으로 스며들어 토양 및 지하수를 오염시키는 것을 방지할 수는 없었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 우수가 우수침투구조물에 수용되기 전에 우수에 섞인 각종 이물질을 제거한 후 이물질이 제거된 우수를 우수침투구조물에 수용시킬 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 우수침투시스템은, 지중에 매설되며, 다수의 우수침투공을 갖고 있어서 내부에 수용된 우수가 상기 우수침투공을 통해 지면으로 스며들 수 있도록 되어 있는 우수침투구조물; 및 상기 우수침투구조물의 전단에 설치되며, 맨홀 측에서 오는 우수로부터 우수에 섞인 이물질들을 거른 후 상기 우수침투구조물 측으로 보내는 전처리구조물; 을 포함하고, 상기 전처리구 조물은, 우수에 섞인 물보다 밀도가 큰 입자성물질을 침전시키는 침사조; 및 우수에 섞인 물보다 밀도가 작은 부유물질을 걸러내기 위한 부유조; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 전처리구조물은, 상기 침사조 및 부유조를 통과한 우수로부터 우수에 섞인 나머지 이물질을 필터링하기 위한 필터조를 더 포함하는 것을 또 하나의 특징으로 한다. 여기서 상기 필터조는 우수가 들어오는 입구와, 상기 입구보다 낮은 위치에 형성되며 들어온 우수가 나가는 출구와, 상기 입구와 출구 사이에 횡으로 설치되어 상기 입구를 통해 들어온 우수가 상기 출구로 나가기에 앞서 상기 나머지 이물질을 필터링시키는 필터를 가지는 것을 더 구체적인 특징으로 한다.

상기 침사조는, 우수가 유입되는 유입구와, 상기 유입구를 통해 유입된 우수가 유출되는 유출구 및 상기 유입구를 통해 유입된 우수가 하방향으로 이동한 후 상승하여 상기 유출구를 통해 유출되도록 하는 이동경로를 설정하는 경로설정체를 가지는 것을 더 구체적인 특징으로 한다.

상기 부유조는, 우수가 입력되는 입력구와, 입력된 우수가 출력되는 출력구와, 상기 입력구 및 출력구보다 낮은 부분으로만 우수가 통과하도록 상기 입력구와 출력구 사이에 설치되는 부유물질차단대를 가지는 것을 더 구체적인 특징으로 한다.

그리고, 상기 부유조는, 상기 부유물질차단대를 통과한 우수가 상기 출력구로 출력되기에 앞서 상기 우수에 섞인 상기 물보다 밀도가 큰 미세입자를 침전시키기 위한 적어도 하나 이상의 경사판을 포함하는 것을 또 하나의 특징으로 한다.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 우수침투시스템은, 지중에 매설되며, 다수의 우수침투공을 갖고 있어서 내부에 수용된 우수가 상기 우수침투공을 통해 지면으로 스며들 수 있도록 되어 있는 우수침투구조물; 및 상기 우수침투구조물의 전단에 설치되며, 맨홀 측에서 오는 우수로부터 우수에 섞인 물보다 밀도가 큰 입자성물질을 침전시킨 후 상기 물보다 밀도가 큰 입자성물질이 제거된 우수를 상기 우수침투구조물 측으로 보내는 침사조; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 우수침투시스템은, 지중에 매설되며, 다수의 우수침투공을 갖고 있어서 내부에 수용된 우수가 상기 우수침투공을 통해 지면으로 스며들 수 있도록 되어 있는 우수침투구조물; 및 상기 우수침투구조물의 전단에 설치되며, 맨홀 측에서 오는 우수로부터 우수에 섞인 용해성 오염물질을 필터링한 후 상기 용해성 오염물질이 필터링된 우수를 상기 우수침투구조물 측으로 보내는 필터조; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 우수침투시스템은, 지중에 매설되며, 다수의 우수침투공을 갖고 있어서 내부에 수용된 우수가 상기 우수침투공을 통해 지면으로 스며들 수 있도록 되어 있는 우수침투구조물; 및 상기 우수침투구조물의 전단에 설치되며, 맨홀 측에서 오는 우수로부터 우수에 섞인 부유성 오염물질을 부유시켜 가둠으로써 상기 부유성 오염물질이 제거된 우수를 상기 우수침투구조물 측으로 보내는 부유조; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 상술한 본 발명에 대하여 보다 구체적으로 이해할 수 있도록 바람직한 실시예를 들어 설명한다.

도2는 본 발명의 일실시예에 따른 우수침투시스템(200)에 대한 블록도이다.

도2에서 참조되는 바와 같이 본 발명에 따른 우수침투시스템(200)은 맨홀(210), 우수침투구조물(230) 및 전처리구조물(220)을 포함하여 구성된다.

맨홀(210)은 일착적으로 우수를 유입시키는 곳으로 지표면 측으로 개방되어 있다.

우수침투구조물(230)은 내부가 비어 있어 우수를 수용할 수 있는 공간을 형성하고, 종래기술의 설명에서 살펴본 바와 같이 다수의 우수통과공이 형성되어 있어서 내부에 수용된 우수가 우수통과공을 통해 지속적으로 배출될 수 있도록 되어 있다. 이러한 우수침투구조물(230)은 단면이 도2에서와 같은 원형일 수도 있고, 도3에 도시된 바와 같이 아래로 개방된 반원형 등일 수 있는 데, 우수를 수용할 수 있는 형상이라면 어느 형태이든 바람직하게 적용될 수 있다. 이러한 우수침투구조물(230)은 시멘트, 금속, 합성수지 등의 재질을 가질 수 있다.

전처리구조물(220)은 우수에 섞인 이물질들을 거른 후 우수침투구조물로 보내는 역할을 수행하며, 도4에 도시된 바와 같이, 침사조(221), 부유조(222), 필터조(223)를 포함하여 구성된다.

침사조(221)는 우수에 섞인 물보다 밀도가 큰 입자성물질(흙, 모래, 자갈 등)을 침전시키기 위해 마련되는 것으로, 우수가 유입되는 유입구(221a)와, 유입구(221a)를 통해 유입된 우수가 유출되는 유출구(221b) 및 유입구(221b)를 통해 유입된 우수가 하방향으로 이동한 후 상승하여 유출구(221b)를 통해 유출되도록 하는 배출관(221c)을 가진다. 여기서 배출관(221c)은 속이 빈 ㅏ자형의 관으로 구비되어서 유입구(221a)를 통해 유입된 우수가 하방향으로 이동한 후 상승하여 유출구(221b)를 통해 유출되도록 하는 우수의 이동경로를 설정하는 경로설정체로서의 역할을 한다. 즉, 유입구(221a)를 통해 유입된 우수가 유출구(221b)로 직접 유출되지 않도록, 물보다 밀도가 큰 입자성 물질이 상방향으로 이동하지 않는 현상을 이용하기 위해, 유출구(221b)보다 낮은 위치에서 우수의 유출 시작점을 설정함으로써, 우수에 섞인 밀도가 큰 입자물질이 중력에 의해 침전될 수 있도록 하고 있다.

부유조(222)는 우수가 입력되는 입력구(222a)와, 입력된 우수가 출력되는 출력구(222d)와, 입력구(222a) 및 출력구(222d)보다 낮은 부분으로만 우수가 통과하도록 입력구(222a)와 출력구(222d) 사이에 설치되는 부유물질차단대(222b)를 가진다. 본 실시예에서는, 부유조(222)는 침사조(221)의 후단에 구비되기 때문에 침사조(221)의 유출구(221b)가 부유조(222)의 입력구(222a)가 된다.

부유물질차단대(222b)는 전처리구조물(220)의 미도시된 양단의 벽면에 고정 설치되는 데, 입력구(222a)보다 낮은 부분으로만 우수가 통과할 수 있도록 하기 위해, 즉, 우수 위로 떠오르는 부유물질의 이동을 차단하기 위해, 입력구(222a)보다 낮은 부분(정확히는 부유조의 바닥 근처 부분)만을 개방시키는 판형상으로 마련된 다. 즉, 입력구(222a)를 통해 입력된 우수에 섞인 부유물질(기름과 같은 액상물질이나, 스티로폼이나 나무조각 같은 입자상물질 등)은 물 위에 뜨기 때문에 부유물질차단대(222b)에 걸려 더 이상 우수침투구조물(230) 측으로 이동하지 못하고 갇히게 된다.

그리고 부유조(222)에는 부유물질차단대(222b)의 후 측으로 미도시된 양 단의 벽면에 고정된 다수의 경사판(222c)들이 더 구비된다.

경사판(222c)은 우수에 섞인 물보다 밀도가 큰 미세입자를 침전시키기 위해 마련된다. 예를 들어 입자가 매우 작은 미세한 흙 등은 중력의 영향을 덜 받아 침사조(221)에서 채 침전되지 아니한 채 우수의 이동에 휩쓸려 이동되어 올 수 있는 데, 이런 미세한 입자상 물질이 경사판(222c)을 따라 이동하면서 침전될 수 있게 되는 것이다.

필터조(223)는 침사조(221) 및 부유조(222)를 통과한 우수로부터 우수에 섞인 나머지 이물질을 필터링하기 위해서 마련된다. 이러한 필터조(223)는 우수가 들어오는 입구(223a)와, 입구(223a)보다 낮은 위치에 형성되며 들어온 우수가 나가는 출구(223b)와, 입구(223a)와 출구(223b) 사이의 위치에 횡으로 설치되어 입구를 통해 들어온 우수가 출루고 나가기에 앞서 우수에 섞인 나머지 이물질을 필터링시키는 필터(223c) 등을 포함한다. 여기서 필터(223c)는 카본, 화학적 제오라이트 등으로 구비될 수 있으나, 보다 바랍직하게는 설치지역의 특성에 따라서 선택될 수 있다. 예를 들어, 가축들의 축분이 많이 발생하는 지역의 경우에는 축분에 있는 오염물질을 제거하기에 알맞은 필터가 적용될 수 있고, 중금속이 많이 발생하는 지역에 서는 중금속을 제거하기에 알맞은 필터가 적용될 수 있을 것이다. 또한, 필터조(223)에서 다수의 필터가 직렬적으로 구비될 수도 있을 것이다. 본 실시예에서 필터조(223)는 부유조(222)의 후단에 구비되기 때문에 부유조(222)의 출력구(222d)가 필터조(223)의 입구(223a)가 된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 우수침투시스템(200)의 작동방법에 대하여 도5를 참조하여 설명한다. 참고적으로 도5에서 큰 화살표는 우수의 이동을 표현한 것이고, 작은 화살표는 이물질의 이동을 표현한 것이다.

먼저 맨홀(210)을 통해 침사조(221)로 유입되는 우수는 유출구(221b)에 연결된 배출관(221c)을 통해 부유조(222) 측으로 배출되는 데, 이 때, 침사조(221)로 유입되는 우수는 하방에서 상방으로 상승하면서 배출되도록 되어 있기 때문에, 우수에 섞인 물보다 밀도가 큰 입자상 물질(M1)이 중력에 의해 하방으로 가라앉으며 침전된다. 그리고 이어서 우수가 부유조(222)로 입력되면 물보다 밀도가 작은 입자상 또는 액상의 물질(M2)들이 떠오르면서 부유물질차단대(222b)에 의해 갇혀 우수침투구조물(230) 측으로의 이동이 차단됨으로써 우수로부터 분리되게 된다. 계속하여 다수의 경사판(222c)을 통과해 경사지게 상방향으로 이동하는 우수로부터 미세한 입자상 물질(M3)이 경사판(222c)에 부딪히면서 아래로 흘러내려서 침전된 후 필터조(223)로 들어가면 필터조(223)에서는 나머지 기타 이물질, 중금속, 각종 염, 또는 화학물질 등이 구비된 필터의 종류에 따라 선택적 또는 모두 필터링된 후 출구(223b)를 통해 우수침투구조물(230) 측으로 배출된다.

한편, 우수가 상기한 바와 같이 전처리구조물(220)을 통과함으로써 정화된 상태로 우수침투구조물(230)로 유입되면 우수침투구조물(230)에는 자체 수용용량이 허락하는 만큼 우수를 수용하는 한편, 우수통과공을 통해 수용된 우수를 지중으로 배출시킨다.

위에서 설명된 바와 같이 본 실시예에 따른 전처리구조물(200)은 다양한 이물질을 걸러내기 위하여 침사조, 부유조, 필터조 등을 구비시키고 있으나, 필요에 따라서는 그 중 어느 하나만 구성시키는 것도 가능할 것이나, 상기한 구성들(침사조, 부유조, 필터조)이 모두 구비되었을 시에 가장 좋은 작용 및 효과를 가져오게 될 것이다.

그리고 상기한 실시예에서 물보다 밀도가 큰 입자상물질을 먼저 분리시킨 후, 부유물질을 걸러내고, 다시 미세한 입자를 걸러낸 다음 필터링시키는 이유는 순서가 뒤바뀌어 있을 경우에 각 구성(침사조, 부유조, 필터조)의 작용이 원활하지 않게 되기 때문이다. 즉, 침사조, 부유조, 필터조의 순으로 되어 있는 경우에 전처리구조물의 작용이 원활하기 이루어질 수 있게 된다.

이상과 같이, 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시 예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시 예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시 예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이 해되어져야 할 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 물보다 비중이 큰 입자성물질들이 걸러진 상태의 우수가 우수침투구조물로 수용되기 때문에 우수침투구조물의 내부에서 입자성물질들이 퇴적되어 수용용량을 줄이는 것을 최대한 방지할 수 있다.

둘째, 물보다 비중이 크거나 작은 입자성 물질들이 걸러진 상태의 우수가 우수침투구조물로 수용되기 때문에 우수통과공의 막힘 문제를 최대한 방지할 수 있게 된다.

셋째, 기타 설치 지역에 따라 특성화된 필터를 적용함으로써, 해당 지역에서 발생빈도가 큰 오염물질을 제거한 상태의 우수를 우수침투구조물의 내부로 수용시키기 때문에, 궁극적으로 지하수의 오염을 방지할 수 있게 된다.

Claims (9)

1. 삭제
2. 삭제
3. 지중에 매설되며, 다수의 우수침투공을 갖고 있어서 내부에 수용된 우수가 상기 우수침투공을 통해 지면으로 스며들 수 있도록 되어 있는 우수침투구조물; 및

   상기 우수침투구조물의 전단에 설치되며, 맨홀 측에서 오는 우수로부터 우수에 섞인 이물질들을 거른 후 상기 우수침투구조물 측으로 보내는 전처리구조물; 을 포함하고,

   상기 전처리구조물은,

   우수에 섞인 물보다 밀도가 큰 입자성물질을 침전시키는 침사조;

   우수에 섞인 물보다 밀도가 작은 부유물질을 걸러내기 위한 부유조; 및

   상기 침사조 및 부유조를 통과한 우수로부터 우수에 섞인 나머지 이물질을 필터링하기 위한 필터조를 포함하되,

   상기 필터조는 우수가 들어오는 입구와, 상기 입구보다 낮은 위치에 형성되며 들어온 우수가 나가는 출구와, 상기 입구와 출구 사이에 횡으로 설치되어 상기 입구를 통해 들어온 우수가 상기 출구로 나가기에 앞서 상기 나머지 이물질을 필터링시키는 필터를 가지는 것을 특징으로 하는 우수침투시스템.
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