KR100909352B1

KR100909352B1 - 자연친화형 빗물 처리 활용 시스템

Info

Publication number: KR100909352B1
Application number: KR1020080119630A
Authority: KR
Inventors: 오준성; 육홍수
Original assignee: 오준성; 육홍수
Priority date: 2008-11-28
Filing date: 2008-11-28
Publication date: 2009-07-27

Abstract

본 발명은 빗물의 이물질을 침강시키는 침강조와 침강처리된 빗물을 저수하는 저수조를 포함하는 빗물 처리 활용 시스템에 있어서,

상기 침강조는 빗물이 유입되는 일측에 대향되는 타측 상단으로부터 하단으로 형성된 제 3 격벽, 및 상기 제 3 격벽과 소정 거리만큼 이격되도록 바닥면으로부터 상단으로 형성된 제 4 격벽을 포함하도록 구성되고; 상기 저수조는 상기 침강조에 연결설치되어 침강조로부터 유입되는 빗물을 충분히 저수할 수 있는 공간을 갖고, 그 내부에 저수되는 빗물을 외부로 배출하기 위한 펌프를 포함하도록 구성된 것을 특징으로 하는 빗물 처리 활용 시스템에 관한 것이다.

빗물, 처리, 정화, 재활용, 순환, 공기부상, 유류방울, 침강, 우수, 열교환

Description

자연친화형 빗물 처리 활용 시스템{Environmentally Friendly Rainwater Treatment and Application System}

본 발명은 빗물 처리 활용 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 우수시 발생하는 빗물을 하수 및/또는 하천으로 방출하는 것이 아니라, 이를 집수하여 정화처리 및 저장함으로써 빗물을 재활용할 수 있도록 하는 동시에, 별도의 열교환기를 구비시켜 빗물의 지하 저장시 발생되는 빗물의 온도를 이용하여 생활에 필요한 열 공급원으로 활용할 수 있도록 하는 빗물 처리 활용 시스템에 관한 것이다.

우리나라는 연간 1270억 톤 가량 내리는 빗물 중 약 33%는 바다로 흘려보내고, 43% 정도는 증발 또는 지하침투로 소멸됨으로서 빗물 사용량은 총강우량의 24%인 연간 305억 톤 정도 밖에 되지 않는다.

이러한 빗물 손실 때문에 세계적으로 수자원빈국으로 분류되면서도 국내의 빗물 활용을 위한 기술개발과 시설설치가 아직까지도 초기단계에 놓여있다고 볼 수 있다.

이미 유럽의 환경선진국들은 지붕에 내린 빗물을 집수하여 사용하는 시설을 갖추지 못한 건물소유주는 빗물 방류세를 납부해야 되는 수준에 이르렀으며, 현재는 빗물을 단순하게 물탱크에 집수시켜 정원용수로 사용하거나 집수된 빗물을 물리적으로 정화하여 세탁용수 또는 화장실용수로 사용하는 것이 일반화되어 있다.

하지만, 국내에서는 지하수나 상수도물이 없어서 빗물을 집수하여 사용하여야 할 지역만을 제외한다면 전국적으로 건물지붕과 포장지면에 내린 빗물을 그대로 하천 및/또는 하수로 흘러가도록 방치하고 있다.

특히, 도시지역은 지표면의 대부분이 빗물의 침투가 어려운 아스팔트, 콘크리트, 블록 등으로 덮여 있다. 따라서 강우시 빗물의 대부분은 지표면 아래의 토양으로 침투되지 못하고 우수관거나 하수관거를 통하여 하천으로 직접 유입되거나, 하수처리장으로 유입되어 처리되고 있다. 이러한 상황에서 폭우, 집중호우로 인하여 처리하여야 할 빗물의 양이 우수관거나 하수관거의 설계치를 초과하는 경우에는 빗물의 역류, 표면침하 등이 발생하게 되며, 장시간 또는 일시에 과량의 빗물이 하천으로 유입되면 하천의 범람 등과 같은 피해가 발생하게 된다.

더욱이, 현재 다양한 형태의 기상이변이 속출하고 있으며, 특히 폭우, 집중호우로 인한 기록적인 강우량이 빈번하므로 과거에 설계되어 시공된 우수관거나 하수관거의 처리능력은 부족할 수밖에 없으며, 처리능력을 향상시키기 위해서는 막대한 예산을 들여 우수관거, 하수관거, 맨홀 등을 추가로 설치하여야 한다.

한편, 최근 들어 대기오염도가 증가하여 정화되지 않은 빗물의 사용이 용이하지는 않지만, 간단한 정화기술을 적용하면 정화상태에 따라 빗물을 충분히 이용 할 수 있어 수자원 절약과 상수원수의 정수에 사용되는 전력, 약품비, 인건비 및 시설비를 절감할 수 있다.

이러한 일례로서, 대한민국 특허공개 2007-0050193호에는 장시간의 강우, 폭우, 집중호우 등으로 인하여 강우량이 많을 경우에 하수관거나 우수관거의 과부하로 인한 빗물의 역류, 하천의 범람, 표면침하 등의 피해를 방지하고자 하는 빗물 처리 시스템이 개시되어 있고, 실용신안등록 제0398164호에는 우천시 오염물질이 상당량 포함된 초기 빗물을 배제하고 이후 빗물을 저수 처리하여, 재활용 용수로 공급할 수 있도록 하는 초기 빗물처리장치가 개시되어 있고, 대한민국 특허공개 2002-0050189호에는 오염지역 및 개발지역에서 유출하는 초기 강우 유출수를 무동력으로 자동적 선착순 분리하여 저류지에 필요한 기간까지 저장하면서 침전, 여과 흡착 방법 등으로 오염물질을 정화한 후 천천히 방류함으로서 첨두 유출량을 줄여 홍수를 예방하며 방류수역의 수질을 개선하고 나아가 빗물을 중수도로 사용할 수 있도록 한 빗물 정화장치 및 방법이 개시되어 있다.

이와 같은 종래의 빗물 처리(정화)장치의 경우 우수시 발생하는 빗물을 처리하는 것이지만, 급속도로 도시화가 진행되고 있는 국내의 우수의 경우 대부분 유류 또는 유류방울들이 빗물에 포함되어 있으므로 이를 제거하는 것이 필요하다

더욱이, 지표를 따라 흐르는 빗물의 경우 미세먼지나, 용해성의 유기물, 질소 및 인의 수질오염물질이 다수 포함될 수 있으므로 이를 제거하는 것이 추가적으로 요구될 수 있다.

이러한 일례로서, 집수된 빗물에 들어 있는 유류방울을 제거시키기 위하여 활성탄 필터 등을 사용할 수 있는바, 상기 필터는 흡착방법으로 오염물질을 제거하므로 흡착능력이 유지기준 이하로 낮아지면 사용된 활성탄을 교체해야 되는 문제점을 가지고 있다.

또한, 전술한 필터의 경우 미세 유류방울과 난분해성의 유기물 등은 제거되지만 용해성 수질오염물질로 존재하는 유기물, 질소 및 인은 활성탄으로 제거할 수 없으므로 이들의 제거 또는 저농도화를 위해서는 생물학적 처리방법이 필요하다.

빗물정화를 위한 생물학적 처리방법은 호기성미생물의 신진대사작용을 이용하는 기술이므로 수중에 생존하는 미생물에게 용존산소를 공급시키는 폭기장치, 신진대사작용의 연속으로 증식된 미생물을 침강분리시키는 침강조, 침강조에서 유출된 미생물집단의 농축물을 물질수지 유지조건으로 나누어서 일부는 폭기조로 보내는 시설인 반송장치와 나머지는 탈수하여 폐기처분하는 시설인 응집탈수장치가 필수적으로 설치되어야 한다.

이러한 수처리 방법은 여러 형태 및 규격의 구조물과 기계장치가 연계적으로 설치되어야 하므로 시설비와 운전비 부담이 증가할 수밖에 없다. 또한, 수질오염부하량에 따른 운전조건을 조절해야 하므로 일반적인 오수에 비하여 오염부하량, 특히 용해성 유기물 부하량이 낮은 빗물의 생물학적처리는 기술적으로 까다로울 수밖에 없고, 경우에 따라서 빗물의 정화를 위하여 미생물의 신진대사작용에 필요한 탄소, 질소 및 인의 조성비율을 적정하게 유지시켜 주어야하므로 용해성 탄소물질 등을 별도로 공급해 주어야 하는 문제점 등이 있다.

또한, 전술한 미생물을 이용한 생물학적 처리방법은 연중 일정한 양의 수량 을 공급하여야 하므로 불규칙하게 내리는 빗물을 일정한 수량으로 공급하기 위해 길게는 수개월 공급할 수 있는 수량의 빗물을 저장하는 저수지를 건설해야 되는 문제점이 있다.

본 발명은 우수시 발생하는 빗물을 하수 및/또는 하천으로 배출되도록 방치하는 것이 아니라, 이를 집수하여 정화처리 및 저장함으로써 재활용할 수 있도록 하는 동시에, 별도의 열교환수단을 구비시켜 빗물의 지하 저장시 발생되는 빗물의 온도를 이용하여 생활에 필요한 열 공급원으로 활용할 수 있도록 하는 빗물 처리 활용 시스템을 제공하는 것에 기술적 과제가 있다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 빗물 처리 활용 시스템은 빗물의 이물질을 침강시키는 침강조와 침강처리된 빗물을 저수하는 저수조를 포함하는 빗물 처리 활용 시스템에 있어서,

상기 침강조는 빗물이 유입되는 일측에 대향되는 타측 상단으로부터 하단으로 형성된 제 3 격벽, 및 상기 제 3 격벽과 소정 거리만큼 이격되도록 바닥면으로부터 상단으로 형성된 제 4 격벽을 포함하도록 구성되고;

상기 저수조는 상기 침강조에 연결설치되어 침강조로부터 유입되는 빗물을 충분히 저수할 수 있는 공간을 갖고, 그 내부에 저수되는 빗물을 외부로 배출하기 위한 펌프를 포함하도록 구성되는 것을 과제 해결 수단으로 한다.

본 발명은 우수시 하천 및/또는 하수로 방치되는 빗물을 회수하여 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 집수된 빗물을 물리적인 방법 및 수생식물을 이용하여 자연친화적으로 빗물을 처리하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 지하에 저장되는 빗물의 열을 열교환수단으로 회수하여 사용함으로써 생활에 필요한 에너지를 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 지상의 여가선용순화수로 등에 정화처리된 빗물을 공급하여 사용한 후 이를 빗물 처리 활용 시스템으로 재순환시켜 처리함으로써 경제적으로 빗물을 사용할 수 있도록 하는 효과가 있다.

본 발명은 빗물의 이물질을 침강시키는 침강조와 침강처리된 빗물을 저수하는 저수조를 포함하는 빗물 처리 활용 시스템에 있어서, 상기 침강조는 빗물이 유입되는 일측에 대향되는 타측 상단으로부터 하단으로 형성된 제 3 격벽, 및 상기 제 3 격벽과 소정 거리만큼 이격되도록 바닥면으로부터 상단으로 형성된 제 4 격벽을 포함하도록 구성되고; 상기 저수조는 상기 침강조에 연결설치되어 침강조로부터 유입되는 빗물을 충분히 저수할 수 있는 공간을 갖고, 그 내부에 저수되는 빗물을 외부로 배출하기 위한 펌프를 포함하도록 구성하는 빗물 처리 활용 시스템을 제공한다.

특정적으로, 본 발명에 따른 빗물 처리 활용 시스템은 빗물이 유입되는 집수부; 상기 집수부에 연결설치되어 집수부로 유입된 빗물에 포함된 유류방울을 분리 하기 위한 공기부상 분리부; 상기 공기부상 분리부에 연결설치되어 공기부상 분리부로부터 유입되는 빗물에 포함된 침강성 물질을 침강제거하기 위한 침강조; 상기 침강조에 연결설치되어 침강조로부터 유입되는 빗물을 충분히 저수할 수 있는 공간을 제공하는 저수조; 상기 저수조에 연결설치되어 저수조로부터 유출되는 빗물이 유입되어 정화되는 여상부를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 빗물 처리 활용 시스템은 우수시 하수 및/또는 하천으로 방출되는 빗물의 일부를 선택적으로 집수하여 정화함으로써 빗물을 생활용수 및/또는 여가선용 용수로 재활용할 수 있도록 하는 장치를 의미하는 것으로서, 이러한 목적을 위해 당업계에서 통상적으로 사용되는 빗물 처리 활용 시스템이라면 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 빗물의 이물질을 침강시키는 침강조와 침강처리된 빗물을 저수하는 저수조를 포함하는 장치, 특정적으로 시스템이라면 본 발명의 빗물 처리 활용 시스템에 해당된다.

특정 양태로서, 본 발명에 따른 빗물 처리 활용 시스템은 집수된 빗물에 포함된 유류방울을 빗물로부터 분리하고, 유류방울이 분리 제거된 빗물에 포함된 침강성 이물질을 침강분리한 뒤 여재 및/또는 수생식물을 이용하여 유해성유기물 등의 수질오염물질을 제거하는 장치로 구성될 수 있다.

이하, 본 발명에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나 하기의 설명은 오로지 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로 하기 설명에 의해 본 발명의 범위로 한정하는 것은 아니다.

도 1은 본 발명에 따른 빗물 처리공정을 나타내는 도, 도 2는 본 발명에 따른 빗물 처리 활용 시스템을 나타내는 구성도, 도 3은 본 발명에 따른 빗물 처리 활용 시스템의 집수부를 나타내는 사시도, 도 4는 본 발명에 따른 빗물 처리 활용 시스템의 집수부를 나타내는 평면도, 도 5는 본 발명에 따른 빗물 처리 활용 시스템의 공기부상 분리부를 나타내는 구성도, 도 6은 본 발명에 따른 빗물 처리 활용 시스템의 침강조를 나타내는 구성도, 도 7은 본 발명에 따른 빗물 처리 활용 시스템의 저수형 침강수로를 나타내는 구성도, 도 8은 본 발명에 따른 빗물 처리 활용 시스템의 저수부 및 여상부를 나타내는 평면도, 도 9는 본 발명에 따른 빗물 처리 활용 시스템의 여상부를 나타내는 구성도, 도 10은 본 발명에 따른 빗물 처리 활용 시스템의 식생대를 나타내는 구성도, 도 11은 본 발명에 따른 빗물 처리 활용 시스템의 순환수로를 나타내는 구성도로서 함께 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 빗물 처리 활용 시스템은 빗물의 이물질을 침강시키는 침강조(40)와 침강처리된 빗물을 저수하는 저수조(60)를 포함하며, 상기 침강조(40)는 빗물이 유입되는 일측에 대향되는 타측 상단으로부터 하단으로 형성된 제 3 격벽(42), 및 상기 제 3 격벽(42)과 소정 거리만큼 이격되도록 바닥면으로부터 상단으로 형성된 제 4 격벽(44)을 포함하도록 구성되고; 상기 저수조(60)는 상기 침강조(40)에 연결설치되어 침강조(40)로부터 유입되는 빗물을 충분히 저수할 수 있는 공간을 갖고, 그 내부에 저수되는 빗물을 외부로 배출하기 위한 펌프(72)를 포함하도록 구성된다.

전술한 구성을 갖는 본 발명에 따른 빗물 처리 활용 시스템을 보다 용이하게 설명하기 위하여 본 발명에 따른 빗물 처리 활용 시스템에 부가적으로 포함될 수 있는 각각의 구성요소를 하나의 빗물 처리 활용 시스템에 포함시켜 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 빗물 처리 활용 시스템은 빗물이 유입되는 집수부(10); 상기 집수부(10)에 연결설치되어 집수부(10)로 유입된 빗물에 포함된 유류방울을 분리하기 위한 공기부상 분리부(20); 상기 공기부상 분리부(20)에 연결설치되어 공기부상 분리부(20)로부터 유입되는 빗물에 포함된 침강성 물질을 침강제거하기 위한 침강조(40); 상기 침강조(40)에 연결설치되어 침강조(40)로부터 유입되는 빗물을 충분히 저수할 수 있는 공간을 제공하는 저수조(60); 및 상기 저수조(60)에 연결설치되어 저수조(60)로부터 유출되는 빗물이 유입되어 정화되는 여상부(80)로 구성된다.

본 발명에 따른 집수부(10)는 우수시 관로를 따라 흐르는 빗물을 선택적으로 집수하기 위한 것으로서, 이러한 목적을 위해 당업계에서 통상적으로 사용되는 것이라면 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 우수시 빗물이 흐르는 경로를 제공하는 빗물 이동경로(12); 처리하고자 하는 빗물이 유입되는 빗물 유입구(16); 및 상기 빗물 이동경로(12) 및 빗물 유입구(16) 사이에 형성되어 빗물 이동경로(12)를 따라 흐르는 빗물의 유량이 빗물 이동경로(12)가 수용할 수 있는 유량 이상으로 증가할 경우 증가한 유량만큼 빗물 유입구(16)로 넘쳐흐를 수 있도록 하는 경계부(14)로 구성되는 것이 좋다.

여기서, 상기 빗물 유입구(16)는 본 발명에 따른 빗물 처리 활용 시스템으로 처리하고자 하는 빗물이 장치 내부로 유입되는 유입구로서 그 외측으로 빗물에 포함되어 있는 나무, 돌 등의 조대협잡물을 제거할 수 있는 망(미도시)이 더 구비될 수 있다.

또한, 상기 경계부(14)는 우수시 유류방울, 토사류 등의 이물질이 많은 양 포함되어 있는 초기 빗물이 상기 빗물 유입구(16)로 유입되는 것을 배제하는 동시에 초기 빗물을 제외한 다른 빗물 중 일부가 상기 경계부(14)를 통과하여 빗물 유입구(16)로 유입될 수 있도록 하는 것으로서, 이러한 목적을 위해 당업계에서 통상적으로 사용되는 것이라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 빗물 이동경로(12)를 따라 소정 길이만큼 상부로 돌출되도록 형성된 것이 좋다.

특정 양태로서, 본 발명에 따른 집수부(10)는 필요에 따라, 상기 빗물 이동경로(12)의 상단 일측으로 상기 빗물 이동경로(12)의 길이방향을 기준으로 수직으로 형성된 판상형 유량판(102)이 더 구비되어 상기 빗물 이동경로(12)를 따라 흐르는 빗물의 유량이 일정량 이상 증가하면 상기 유량판(102)에 의해 빗물의 흐름이 방해되어 빗물이 빗물 유입구(16)로 유입되도록 할 수 있다.

이때, 상기 유량판(102)은 강우의 양에 따라 그 높이를 조절하여 빗물 처리 활용 시스템으로 유입되는 빗물의 양을 조절함으로써, 빗물의 오염도를 조절할 수 있다.

본 발명에 따른 공기부상 분리부(20)는 집수부(10)를 통과한 빗물에 포함된 유류, 특정적으로 유류방울을 미세기포, 특정적으로 미세공기기포와 접촉하며 공기 부상 분리부(20)의 수면으로 부상시켜 제거하기 위한 것으로서, 이러한 목적을 위해 당업계에서 통상적으로 사용되는 공기부상 분리부(20)라면 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 빗물이 유입되어 일정시간 체류할 수 있는 공간을 갖고, 그 하부에 미세기포를 발생시킬 수 있는 폭기수단(26)이 구비된 것이 좋다.

여기서, 상기 폭기수단(26)은 미세기포, 바람직하게는 미세공기기포를 발생시켜 빗물에 포함된 유류방울과 접촉하며 유류방울을 상부, 즉 수면으로 이동시키기 위한 것으로서, 이러한 목적을 위한 당업계의 통상적인 산기관 등의 폭기수단(26)이라면 특별히 한정되지 않는다.

이때, 상기 폭기수단(26)에 의해 발생한 미세기포, 특정적으로 미세공기기포와 함께 수면으로 상승하는 유류방울은 물보다 가벼울 뿐만 아니라, 표면이 탁월한 친기성을 갖기 때문에 짧은 시간에 미세공기들과 서로 부착하며 그 크기가 증가하게 된다.

특정 양태로서, 본 발명에 따른 공기부상 분리부(20)는 보다 효과적으로 유류방울을 제거하기 위하여, 집수부(10)로부터 빗물이 유입되는 상부의 면적이 하부의 면적보다 넓도록 하기위해 상부 일측으로부터 단면이 대각선을 갖도록 설치된 제 1 격벽(28), 상기 제 1 격벽(28)의 하단 일측에 구비되어 미세기포를 발생시키는 폭기수단(26), 상기 폭기수단(26)과 이웃하게 바닥면으로부터 상부로 형성되도록 형성된 제 2 격벽(36)을 포함하는 제 1 공기부상 분리조(22); 및 상기 제 1 공기부상 분리조(22)의 제 2 격벽(36)과 이웃하는 바닥면 일측에 연결설치되어 미세기포를 발생시키는 폭기수단(26), 상기 제 2 격벽(36)을 범람하여 유입된 빗물을 외부로 배출시키는 밸브(30), 상기 밸브(30)의 일측에 연결설치되되 빗물의 수면에 부유하면서 제 2 격벽(36)을 범람하여 유입된 빗물의 수량이 증가 또는 감소함에 따라 밸브(30)를 개폐시키는 부유수단(32)을 포함하는 제 2 공기부상 분리조(24)로 구성될 수 있다.

여기서, 상기 밸브(30)는 제 2 격벽을 범람하여 유입되는 빗물의 수량이 증가하여 수위가 높아질 경우 밸브(30)에 연결설치된 부유수단(32)의 상승에 따라 자동적으로 개방되어 빗물을 배출하고, 빗물 유입이 중단되어 수위가 낮아지면 자동적으로 폐쇄된다.

여기서, 상기 제 1 공기부상 분리조(22)를 구성하는 단면이 대각선을 갖도록 설치된 제 1 격벽(28)의 상부 종단은 폐쇄되고, 그 하부 종단이 벽면 또는 바닥면과 일정 거리 이격되게 설치됨으로써 빗물이 유입되는 부분의 단면적이 하단의 단면적보다 넓게 된다. 이때, 상기 제 1 격벽(28)의 대각선 방향은 특별히 한정되지 않지만 바람직하게는 제 2 공기부상 분리조(22)와 이웃하는 상단으로부터 시작되어 하단으로 대각선을 형성하는 것이 좋다.

필요에 따라, 본 발명에 따른 제 1 공기부상 분리조(22)는 빗물이 유입되는 경로에 빗물에 포함된 협잡물 등의 이물질을 거르는 걸음망(18); 상기 걸음망(18)의 하단에 구비되어 빛이 제 1 공기부상 분리조(22)의 내부로 유입되는 것을 방지하기 위한 골재층(96); 및/또는 상기 골재층(96)의 하단에 구비되어 빗물을 유속을 일정하게 조절할 수 있도록 하는 유속조절수단(34)이 더 구비될 수 있다.

여기서, 상기 걸음망(18)은 집수조(10)를 통과하여 유입되는 빗물에 포함된 협잡물, 특정적으로 조대협잡물 등의 이물질을 제거하기 위한 것으로서, 이러한 목적을 위한 것이라면 특별히 한정되는 것은 아니지만, 바람직하게는 망상 구조를 갖는 것이 좋고, 보다 바람직하게는 망의 간극거리가 약 16mm, 약 8mm 및 약 4mm인 3개의 내부식성 재질로 만들어진 망을 100mm 이상의 간격으로 설치함으로써 4mm 이상의 이물질 유입을 단계적으로 차단하도록 한다.

또한, 상기 골재층(96)은 외부의 빛이 빗물 처리 활용 시스템 내부로 유입되어 수중에 조류가 발생하는 것을 방지하기 위한 것으로서, 이러한 목적을 위한 당업계의 통상적인 골재층(96)이라면 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 평균적으로 약 12mm의 직경을 갖는 자갈로 층을 형성시키는 것이 좋다.

상기 유속조절수단(34)은 상기 골재층(96)의 하단에 설치되어 골재층(96)을 통과한 빗물의 유속을 일정하게 유지시키는 동시에 빗물과 공기가 서로 용이하게 혼합될 수 있도록 하는 것으로서, 이러한 목적을 위한 당업계의 통상적인 유속조절수단(34)이라면 특별히 한정하지 않지만, 바람직하게는 내부에 다수의 구멍이 형성되어 있는 판상 형태를 갖는 것이 좋다.

한편, 본 발명에 따른 제 2 격벽(36)은 바닥면으로부터 상부로 형성되도록 형성되어 제 1 공기부상 분리조(22) 및 제 2 공기부상 분리조(24)의 경계를 제공하는 동시에, 그 상부 종단이 천장과 일정 간격 이격되도록 개방되어 제 1 공기부상 분리조(22)의 빗물이 상기 개방된 제 2 격벽(36)의 일측 종단을 따라 제 2 공기부상 분리조(24)로 범람하여 이동되도록 한다.

한편, 본 발명에 따른 제 2 공기부상 분리조(24)에 구비된 밸브(30)는 제 1 공기부상 분리조(22)에서 처리하지 못한 유류방울이 처리되어 외부로 배출되도록 하기 위한 것으로서, 그 형태는 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 상기 제 2 공기부상 분리조(24)의 일측, 특정적으로 제 2 격벽(36)에 대향되는 타측 일측 벽면을 사면으로 구성하고, 상기 사면으로 구성된 벽면의 일측에 밸브(30)를 구성하는 것이 좋다.

이때, 상기 밸브(30)는 수면에 부유하는 부유수단(32)에 연결설치되어 제 2 공기부상 분리조(22)의 수면이 상승하게 되면 부유수단(32)이 함께 상승하며 밸브(30)를 개방하여 제 2 공기부상 분리조(24)의 빗물이 외부로 배출되도록 한다.

또한, 상기 제 2 공기부상 분리조(22)의 빗물 배출이 밸브(30)에 의해서 이루어짐으로써 건기시 빗물 처리 활용 시스템으로 빗물이 유입되지 않을 경우에도 일정한 수위를 유지할 수 있도록 하고, 우기시 유입되는 빗물에 포함된 유류방울의 충분한 처리 없이 빗물이 외부로 배출되지 못하도록 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 제 2 공기부상 분리조(24)는 필요에 따라, 상기 제 2 공기부상 분리조(24)의 내부에 구비된 폭기수단(26)과 상기 밸브(30)의 사이에 바닥면으로부터 상부로 소정 길이만큼 형성된 제 6 격벽(106)을 더 구비시켜, 폭기수단(26)에서 발생되는 미세기포가 밸브(30)를 통해 외부로 배출되지 않도록 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 제 2 공기부상 분리조(22)는 필요에 따라 그 상단 일측, 바람직하게는 상부 벽면 일측, 보다 바람직하게는 제 2 격벽(36)의 높이보다 낮은 높이의 상단 벽면 일측에 수면에 부유하는 유류방울을 포함하는 빗물을 배출 하기 위한 유류방울 배출구(104)가 더 구비되어 유류방울이 연속적으로 수면에 부유되면서 자연유하식으로 외부로 배출되고, 배출된 유류방울을 포함하는 빗물은 하수관거나 다른 하수 처리장치로 방출할 수도 있지만, 별도로 구비되는 유류저장조(미도시)에 저장할 수도 있다.

이때, 상기 유류방울 배출구(104)는 집수부(10)의 빗물 이동경로(12)와 동일 또는 이보다 약간 낮은 높이로 위치하는 것이 좋고, 그 일측에 상기 유류방울 배출구(104)를 개폐시킬 수 있는 개폐수단(미도시)을 구비시켜 사용자의 선택에 따라 유류방울 배출구(104)를 개폐시킬 수 있다.

특정 양태로서, 본 발명에 따른 제 1 공기부상 분리조(22) 및/또는 제 2 공기부상 분리조(24) 상단 일측에는 작업자가 출입할 수 있도록 외부와 연결된 맨홀(38)이 형성되어 빗물 처리 활용 시스템, 특정적으로 제 1 공기부상 분리조(22) 및/또는 제 2 공기부상 분리조(24)의 내부를 청소 및 유지관리 하거나 수면에 부상된 유류방울을 제거할 수 있도록 한다.

본 발명에 따른 침강조(40)는 유입되는 빗물에 포함된 침강성 물질을 침강제거하기 위한 것이다.

특정 양태로서, 상기 침강조(40)는 공기부상 분리부(20), 특정적으로 공기부상 분리부(20)의 제 2 공기부상 분리조(24)의 일측에 연결설치되어 공기부상 분리부(20)로부터 배출되는 빗물이 유입되어 빗물에 포함된 토사류 등의 침강성 물질이 침강되도록 하기 위한 것으로서, 이러한 목적을 위해 당업계에서 통상적으로 사용되는 침강조(40)라면 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 공기부상 분리부(10) 에 연결설치되는 일측에 대향되는 타측 상단으로부터 하단으로 형성되도록 형성된 제 3 격벽(42), 상기 제 3 격벽(42)과 소정 거리만큼 이격되도록 바닥면으로부터 상단으로 형성, 바람직하게는 확장되도록 형성된 제 4 격벽(44)으로 구성된다.

여기서, 제 3 격벽(42) 및 제 4 격벽(44)은 소정 거리만큼 이격되도록 설치되는 동시에 그 형성방향이 서로 대칭을 이룸으로써, 침강조(40) 내부를 흐르는 빗물이 제 3 격벽(42)의 하단으로부터 상부로 상승한 뒤 제 4 격벽(44)을 범람하여 외부로 배출된다. 이때, 상기 제 4 격벽(44)의 높이만큼 침강조(40)에서 체류하는 빗물의 수위가 유지된다.

다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 침강조(40)의 상단 일측에는 작업자가 출입할 수 있도록 외부와 연결된 맨홀(38)이 형성되어 빗물 처리 활용 시스템, 특정적으로 빗물 처리 활용 시스템의 침강조(40)의 내부를 청소 및 유지관리 하거나 바닥면에 침강된 침강물질을 제거할 수 있다.

본 발명에 따른 저수조(60)는 침강조(40)를 통과한 빗물이 유입되어 저장되는 장소를 제공하기 위한 것으로서, 이러한 목적을 위해 당업계에서 통상적으로 사용되는 것이라면 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 빗물이 충분히 저장될 수 있는 공간을 제공하는 것이 좋고, 추천하기로는 침강조(40)에 연결설치되어 침강조(40)로부터 유입되는 빗물을 충분히 저수할 수 있는 공간을 갖고, 그 내부에 저수되는 빗물을 외부로 배출하기 위한 펌프(72)가 구비되는 것이 좋다.

이때, 상기 저수조(60)는 지열을 흡수하기 위해 지하에 매설되는 것이 바람직한바, 이러한 경우 상기 저수조(60)의 내부에 저수된 빗물과 열교환 할 수 있는 열교환수단(66)을 더 구비시켜 지열을 흡수한 빗물의 열을 실생활의 에너지원, 특정적으로 냉/난방을 위한 에너지원으로 사용할 수 있다.

특정적으로, 상기 지하에 매설되는 저수조(60)의 상부 토양층에는 식물, 특정적으로 다양한 종류의 초목본류가 식재되어있는 식생대(108)를 조성할 수 있다.

이때, 상기 식생대(108)는 그 외곽에 성장이 왕성하며 늦가을까지 노란 색 낙엽을 갖는 아카시아, 자작나무 등의 낙엽교목류(110)를 식재하여 공기정화 성능을 향상시키고; 상기 교목류 안쪽에는 한국고유종인 구골목서, 호랑가시나무 등의 상록아교목(111)을 식재하여 사계절 무성한 푸른 잎으로 식생대(108) 내부를 구성하여 사계절에 걸쳐 온도변화 차이를 감소시키며; 상록교목류(111) 안쪽 즉 내부에는 남북방향의 식물발생 향기를 체류시키는 일정형태의 고랑과 두둑의 폭이 2:1 이상인 이랑식 토양층(112)을 형성시켜 허브식물이 식재된 식생대(108)를 조성하되, 상기 고랑에는 습기가 많은 함몰토양층을 좋아하는 민트류(113)를 두둑에는 햇빛과 배수성이 양호한 융기토양층을 좋아하는 로즈마리(114)를 식재함으로써 봄철에는 아카시아꽃향기, 여름철에는 민트 향기, 가을철에는 구골목서 향기 그리고 겨울철에는 로즈마리 향기가 중심이 되는 자연공기가 발생되도록 하여 여름철에는 식생대(108) 내부의 공기가 바깥공기보다 시원한 온도를 유지하도록 하고, 겨울철에는 내부의 공기가 바깥공기보다 따뜻한 온도를 유지하도록 한다.

또한, 상기 식생대(108)에 존재하는 자연공기를 공기흡입관(62), 바람직하게는 고랑위에 일정간격으로 설치된 공기흡입관(62)을 따라 저수조(60), 특정적으로는 저수조(60)에 구비되는 열교환수단(66)으로 공급할 수 있다.

이때, 상기 열교환수단(66)으로 공급되는 공기는 여름철에는 외기보다 낮은 온도로 유지되고, 겨울철에는 외기보다 높은 온도로 유지되어 열교환수단(66)의 열효율을 증가시킬 수 있다.

또한, 고랑바닥에는 저수조(60)의 펌프(72)에 연결설치한 분사식 급수관(109)을 더 설치하여 저수조(60) 빗물을 상기 식생대(108)의 허브식물잎으로 급수함으로서 허브식물의 성장을 촉진시키고 발생향기를 물에 녹여 토양층에 흡수시켜 다시 자연 증발케 함으로서 공기흡입관(62)에 유입되는 자연공기 중에 허브식물향기의 강도가 증가되도록 할 수 있다.

여기서, 상기 공기흡입관(62)은 식생대(108)의 공기를 흡입할 수 있도록 식생대(108)의 토양으로부터 소정거리만큼 상부로 형성되도록 설치되며, 그 일측이 저수조(60), 특정적으로 저수조(60)의 열교환수단(66)에 근접하도록 연결설치되고, 상기 분사식 급수관(109)은 저수조(60)의 빗물을 식생대(108)로 공급하도록 구성된다면 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 저수조(60)의 펌프(72)에 연결설치되어 펌프(72)로부터 제공되는 빗물을 식생대(108)로 공급하도록 한다.

특정 양태로서, 상기 지하에 매설된 저수조(60)는 상부 압력으로부터 구조물을 지탱하기 위하여 저수조(60)의 내부 일측에 저수조(60)의 바닥면으로부터 상부까지 연장된 지지구조벽(68)이 더 구비될 수 있고, 그 내부 모서리 일측에는 수위 또는 수량을 표시할 수 있는 눈금(미도시)이 표시될 수도 있다.

한편, 본 발명에 따른 빗물 처리 활용 시스템은 상기 침강조(40)와 저수조(60) 사이에 극미립질의 침강성 물ㅈ리이 침강되도록 빗물의 이동경로를 제공하 는 저수형 침강수로(50)가 더 구비될 수 있다.

여기서, 상기 저수형 침강수로(50)는 저수조(60)의 외벽을 따라 빗물을 서서히 이동하며 극미립질의 침강성 물질이 침강되도록 구성될 수 있다.

이때, 상기 저수형 침강수로(50)는 먼저 빗물을 저류시키며 일정시간이 경과된 후 빗물이 서서히 이동하는 것이 좋다.

특정 양태로서, 상기 저수형 침강수로(50)는 침강조(40)에 연결설치되되, 상기 침강조(40)에 연결설치되는 부분에는 침강조(40)에서 배출되는 빗물을 유입시키기 위한 침강수로 입구(46)가 구비되고, 상기 침강수로 입구(46)에 대향되는 타측 또는 침강수로 입구(46)와 별도로 분리되도록 이웃하는 위치의 저수조(64) 일측에 저수형 침강수로(50)를 따라 흐르는 빗물을 저수조(64)로 유입시키기 위한 저수수문(54)이 연결설치될 수 있다.

이때, 상기 저수수문(54)은 저수수문(54)의 높이까지 저수형 침강수로(50)에 유입된 빗물이 저수되도록 함으로써 빗물 중의 극미립질 침강성물질이 침강되도록 한다.

여기서, 상기 저수형 침강수로(50)의 내부폭은 약 0.8m 이상, 내부 높이는 약 2.0m이상인 것이 좋다.

또한, 상기 저수형 침강수로(50)의 저수수문(54)는 전체 높이의 1/10이 스테인레스 망으로 구성되고, 나머지 9/10은 스테인레스 강판으로 구성된 저수수문(54), 바람직하게는 여닫이식 저수수문(54) 형태로 구성하여 저수조(60)의 빗물 수량을 저수조(60)의 빗물 수량 전체를 기준으로 약 90% 수준으로 유지시키면서 저 수형 침강수로(50)를 청소할 수 있도록 한다.

또한, 상기 저수형 침강수로(50)는 그 바닥면 일측 모서리를 따라 청소의 용이성을 위해 바닥면의 하단으로 만곡된 침강구(52)가 연속적으로 더 구비될 수 있으며, 상기 저수형 침강수로(50)의 상부 일측에는 작업자가 출입할 수 있도록 외부와 연결된 맨홀(38)이 형성되어 빗물 처리 활용 시스템, 특정적으로 빗물 처리 활용 시스템의 저수형 침강수로(50)의 내부를 청소 및 유지관리 하거나 바닥면에 침강된 침강물질을 제거할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 공기부상 분리부(20), 침강조(40) 및 저수형 침강수로(50)의 바닥면은 3/100 정도의 경사도를 갖도록 구성하여 그 내부를 청소하기 용이하게 구성할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 집수부(10), 공기부상 분리부(20), 침강조(40) 및 저수형 침강수로(50)를 포함하는 저수조(60)는 모두 빗물이 유입되는 빗물 유입구(16)보다 동일 및/또는 낮게 순차적으로 연결설치됨으로서, 별도의 동력원의 제공 없이 빗물이 자연유하식으로 흐를 수 있도록 구성되는 것이 좋다.

본 발명에 따른 여상부(80)는 저수조(60)로부터 유입된 빗물을 정화시키기 위한 것으로서, 이러한 목적을 위한 것이라면 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 저수조로부터 유입되는 빗물이 채워지고 정화되는 공간을 제공하는 여상조(82); 상기 여상조(82)와 일정간격 이격되도록 여상조(82) 높이보다 낮게 바닥면으로부터 상부로 형성된 제 5 격벽 (90) 및 상기 제 5 격벽(90)을 기준으로 상기 여상조(82)에 대응되는 타측에 여상조(82)에서 처리된 빗물이 제 5 격벽(90)을 범람하여 유입 되어 저장되는 공간을 제공하는 잉여 저수조(64)로 구성된다.

여기서, 상기 여상조(82)는 저수조(60)로부터 유출되는 빗물이 유입되어 채워질 수 있는 공간을 제공하고; 그 상단에 수생식물이 식재된 식재부(86)가 구비되고; 상기 식재부(86)와 이웃하도록 형성되어 빗물을 여상조(82) 전체로 균등하게 분배시키기 위한 균등분배관(98)이 구비되고; 그 내부에 빗물을 정화하는 동시에 여상부(8) 내부가 혐기성 상태로 유지되지 않도록 다공성 소결체로 이루어진 여재(88)가 충진되고; 그 하부 바닥면에는 빗물만이 통과될 수 있는 구멍을 갖는 유공관(100)이 구비되도록 구성될 수 있다.

이때, 상기 여상부(80)의 식재부(86)에 식재되는 수생식물은 용해성의 수질오염물질, 예를 들면 유기물, 질소 및/또는 인 등을 제거할 수 있는 것이라면 특별히 한정되는 것을 아니지만, 바람직하게는 미나리, 갈대, 창포 등을 사용하는 것이 좋고, 보다 바람직하게는 갈대를 사용하는 것이 좋다.

또한, 상기 균등분배관(98)은 여상부(80)의 상단 일측에 여상부(80)의 중심으로부터 전체에 걸쳐 방사형 또는 나선형으로 형성, 바람직하게는 확장되도록 형성되는 것이 좋다.

또한, 상기 유공관(100)은 빗물, 특정적으로 정화된 빗물만이 통과되어 여상부(80)의 하부를 흐를 수 있도록 바닥면으로부터 일정 거리만큼 이격되도록 형성되는 것이 좋고, 그 형태는 직경 50mm의 구멍이 다수개 형성되어 있는 관이 여상부(80) 바닥면에 이웃하도록 방사형 또는 나선형으로 설치되는 것이 좋다.

특정적으로, 본 발명에 따른 여상부(80)는 여상조(82)의 중심 일측, 바람직 하게는 여상부(80)의 여상조(82) 중심으로부터 전체에 걸쳐 방사형 또는 나선형으로 형성, 바람직하게는 확장되도록 형성된 균등분배관(98) 중앙으로부터 하부 바닥면의 유공관(100)까지 수직 방향으로 연결설치, 바람직하게는 확장되도록 연결설치된 이물질 제거관(82)을 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 이물질 제거관(82)은 사용자의 선택에 따라 개폐 가능한 것으로서, 평상시에는 폐쇄하여 여상부(80)의 빗물이 유입되지 않지만, 여상부(80)의 여상조(82)에 구비되는 유공관(100)에 침강성 이물질이 적층되는 경우 이를 제거하기 위해 개방시켜 이물질을 펌핑함으로써 상기 유공관(100) 주위에 침강되어 있는 이물질을 제거한다.

이를 위해 본 발명에 따른 이물질 제거관(82)에는 이물질 제거관(82)을 개폐 할 수 있도록 상기 이물질 제거관(82)의 상단 일측에 개폐수단(97)이 구비되며, 필요에 따라 상기 개폐수단(97)을 보호하기 위해 외부와 개폐수단(97) 사이에 일정 공간을 형성한 후 이를 개폐하여 외부와 서로 연결할 수 있도록 하는 개폐구(99)가 더 구비될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 제 5 격벽(90)은 여상부(80)가 연중 일정수위를 유지시키며 정화된 빗물을 잉여 저수조(64)로 자연유하시키기 위한 것으로서, 상기 여상부(80)의 여재(88)를 통과한 빗물이 하부를 지나 제 5 격벽(90)을 넘어 잉여 저수조(64)로 자연유하되도록 한다.

본 발명에 따른 잉여 저수조(64)는 상기 여상조(82)에서 정화된 빗물이 저수될 수 있는 장소를 제공하는 것으로서, 이러한 용도로 당업계에서 통상적으로 사용되는 저수조라면 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 제 5 격벽(90)을 기준으로 여상부(80)의 여상조(82)에 대향되는 타측에 일정 공간을 갖도록 연결설치되며, 바람직하게는 외부로부터 빛이 유입되지 않도록 밀폐형으로 구성되며, 저수용량은 순환수로(94)의 물이 24시간 이상 체류되도록 하는 것이 좋다.

필요에 따라, 잉여 저수조(64)의 일측에는 저수조(60)와 연결설치되는 이송관(107)이 더 구비되어 잉여 저수조(64)의 빗물을 저수조(60)로 이송시킬 수도 있다.

다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 여상부(80)는 그 일측 종단에 저수조(60)의 빗물 또는 순환수가 유입되기 위한 유입관(92) 및 빗물 처리 활용 시스템으로 처리된 빗물을 순환시켜 사용하기 위한 여가용 순환수로(94)가 순차적으로 연결설치될 수 있다.

여기서, 상기 순환수로(94)는 이용자가 앉아있거나 발을 담그거나 수로를 걸어갈 수 있도록 내부폭 약 450mm, 내부높이 약 350mm 이상으로 구성되며, 그 형태는 설치자의 선택에 따라 직선 및/또는 곡선을 적절히 선택하여 구성할 수 있다.

특정 양태로서, 본 발명에 따른 순환수로(94)는 레미콘으로 박스형 수로로 만들 경우, 순환수로(94)의 지상노출부에 해당되는 수로의 경계면을 따라 사람이 앉을 수 있는 벤치로서 일정규격의 하부나사고정의 방부목 앉음판(95)을 설치하여 순환수로(94)의 친환경성을 향상시킬 수 있다.

한편, 상기 여가용 순환수로(94)에서 사용된 순환수, 즉 여가순환수는 여상부(80)의 수생식물이 식재되어 있는 여상조(82)로 재순환시켜 다시 정화하여 사용할 수 있다.

한편, 전술한 빗물 처리 활용 시스템은 빗물 뿐만 아니라 오염도가 높지 않은 오폐수는 물론, 하천수, 호소수 및/또는 지하수 등으로부터 유입되는 물을 처리할 수 있다.

특히, 본 발명에 따른 빗물 처리 활용 시스템은 우기에는 빗물의 유입으로 인해 일정 수량을 유지할 수 있지만, 건기에는 유입되는 빗물이 부족하므로, 상기 하천수, 호소수, 지하수 및/또는 오폐수 등을 별도로 유입시켜 처리할 수도 있다.

전술한 구성을 갖는 본 발명에 따른 빗물 처리 활용 시스템의 사용양태를 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 우수시 초기 빗물은 집수부(10)의 빗물 이동경로를 따라 흐르며 관로 또는 배수로로 방출되고, 일정량 이상 빗물이 흐른 뒤 또는 강우로 인해 빗물의 유량이 증가하게 되면 상기 집수부(10)의 유량판(102)을 조절하여 빗물이 경계부(14)를 범람하여 빗물 유입구(16)로 유입되도록 한다.

그 다음, 집수부(10)의 빗물 유입구(16)를 통과한 빗물은 공기부상 분리부(20)의 제 1 공기부상 분리조(22)의 상단에 구비된 걸음망(18)을 통과하며 빗물에 포함된 협잡물, 특정적으로 조대협잡물 등의 이물질이 제거되고, 이물질이 제거된 빗물은 그 하단에 구비되는 골재층(96) 및 유속조절수단(34)을 순차적으로 통과하여 제 1 공기부상 분리조(22)의 내부로 유입된다.

그 다음, 상기 제 1 공기부상 분리조(22)로 유입된 빗물은 단면이 대각선을 갖도록 설치된 제 1 공기부상 분리조(22)의 제 1 격벽(28)을 따라 하강한 뒤 상기 제 1 격벽(28)의 하강면에 대향되는 타측면을 따라 상승한 후 제 2 격벽(28)을 범람하여 제 2 공기부상 분리조(22)로 유입된다.

이때, 상기 제 1 공기부상 분리조(22)의 바닥면에 구비되는 폭기수단(26)으로부터 발생되는 미세기포에 의해 제 1 공기부상 분리조(22)의 수면에 유류방울이 응집된다.

그 다음, 상기 제 2 공기부상 분리조(24)로 유입된 빗물은 제 2 공기부상 분리조(24)의 하단에 구비된 폭기수단(26)으로부터 발생한 미세기포와 접촉하며 상기 제 1 공기부상 분리조(22)에서 처리하지 못한 나머지 유류방울을 빗물의 수면으로 부유시켜 응집한다.

그 다음, 제 2 공기부상 분리조(24)의 수량이 증가하여 빗물의 수면이 상승하면, 상기 수면에 부유하고 있던 부유수단(32)이 함께 상승하여 상기 부유수단(32)에 연결설치된 밸브(30)를 개방함으로써 제 2 공기부상 분리조(24)의 빗물을 침강조(40)로 이동시킨다.

이때, 상기 제 2 공기부상 분리조(24)의 수면에 부유하는 유류방울을 포함하는 빗물은 제 2 공기부상 분리조(24)에 별도로 구비된 유류방울 배출구(104)를 통해 외부로 배출될 수 있다.

그 다음, 침강조(40)로 유입된 빗물은 서서히 이동하며 침강조(40)의 일측에 구비된 제 4 격벽을 범람하여 저수형 침강수로(50)로 배출된다.

이때, 상기 침강조(40)를 따라 흐르는 빗물에 포함된 침강성 물질은 침강조(40)의 바닥으로 침강되어 제거된다.

그 다음, 상기 저수형 침강수로(50)로 유입된 빗물은 저수형 침강수로(50)를 따라 흐르며 빗물에 포함된 극미립질의 침강성 물질이 침강되어 제거된 뒤 저수조(60)로 이동된다.

그 다음, 저수조(60)로 이동된 빗물은 저수조(60)에 저장되어 있다가 필요에 따라 여상부(80)의 여상조(82)로 펌핑되어 여상조(82)에 충진된 여재(88)를 통과하며 정화된다. 이때, 상기 저수조(62)의 내부에는 열교환수단(66)이 구비되어 지열을 흡수한 빗물의 열을 흡수하여 냉/난방에 사용할 수 있으며,

이때, 상기 열교환수단(66)을 따라 흐르는 열교환 매체로는 공기 또는 물 등을 사용할 수 있고, 특정적으로 상기 공기는 저수부(60)의 상부에 형성된 식생대(108)에 구비된 공기흡입관(62)으로부터 유입되는 공기를 사용할 수 있다.

또한, 상기 여상조(82)에 공급되는 빗물은 여상조(82)의 상부에 식재되어 있는 식재부(86)를 통과하며 빗물에 포함된 용해성의 유기물, 질소 및 인의 수질오염물질이 정화되어 처리된다.

그 다음, 상기 여상조(82)의 여재(88)를 통과하며 처리된 빗물은 그 하단에 구비된 유공관(100)을 통과한 뒤 제 5 격벽(90)을 범람하여 잉여 저수조(64)로 이동된다.

여기서, 상기 여상조(82)를 통과하며 처리된 빗물은 필요에 따라 이송관(107)을 통해 자연유하식으로 저수조(60)로 이동시켜 저수할 수 있다.

그 다음, 상기 여상부(80)에서 처리된 빗물은 생활용수 또는 순환수로(94) 등으로 공급하여 사람이 사용할 수 있도록 한다.

한편, 상기 생활용수 또는 순환수로(94)로 공급되어 사용되는 빗물 중 회수되는 빗물은 유입관을 통해 다시 여상부(80), 특정적으로 여상부(80)의 여상조(82)로 공급되어 재처리될 수 있다.

이하에서 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명하기로 한다. 그러나 하기의 실시예는 오로지 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로 이들 실시예에 의해 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.

<실시예>

도 2에 도시된 바와 같이, 길이, 폭, 및 높이가 0.5× 0.3× 0.6m인 공기부상 분리부를 설치한 뒤 그 내부에 폭기수단[S-500, 화진공업사, 대한민국]을 설치하였다.

그 다음, 상기 공기부상 분리부에 길이, 폭, 및 높이가 1.2× 0.8× 2.0m인 침강조를 연결설치하였다.

그 다음, 길이, 폭, 및 높이가 2.0× 2.0× 2.0m인 저수조를 설치하고, 그 외주면에 내부폭이 0.8m이고, 높이가 2m인 저수형 침강수로를 설치한 뒤 상기 저수형 침강수로의 일측을 침강조에 연결설치하였다.

그 다음, 상기 직경 및 높이가 2.0× 1.0m인 여상부를 설치한 후 그 내부에 여재[다공성소결체, 청호환경개발(주), 대한민국]를 충진하고, 그 상부에 수생식물로서 갈대를 식재하였다.

여기서, 상기 여상부는 상기 펌프와 연결설치된 방사형으로 형성된 유공관형태의 균등분배관[유공관50, 대림플라스틱, 대한민국]을 설치하고, 그 바닥면으로 80mm의 구멍이 뚫려있는 유공관[유공관80, 대림플라스틱, 대한민국]이 설치되어 있다.

그 다음, 상기 저수조(60) 일측에 펌프[C-200, 정수펌프산업, 대한민국]를 설치하여 저수조에 저장된 빗물을 여상부로 공급할 수 있도록 하였다.

그 다음, 상기 공기부상 분리부의 일측으로 빗물로서는 대단히 높은 오염도를 갖는 COD 25㎎/ℓ, T-N 8㎎/ℓ, T-P 2㎎/ℓ 및 SS 30㎎/ℓ의 빗물을 주입한 뒤 여상부에서 배출되는 배출수의 COD, T-N, T-P 및 SS를 6시간 간격으로 측정하였다.

그 결과, 처리된 빗물의 처리율을 다음 표 1로 나타냈다.

빗물 처리율

체류시간(hr) 구 분	6	12	18	24
COD	79.3%	89.2%	91.5%	92.3%
T-N	88.9%	91.4%	92.6%	94.7%
T-P	91.5%	93.0%	94.8%	97.6%
SS	96.1%	96.9%	97.5%	98.6%

표 1에 나타난 바와 같이, 빗물이 본 발명의 실시예에 따른 빗물 처리 활용 시스템에 6시간 체류하는 경우, COD 및 T-N의 처리율은 90% 이하였고, 나머지 T-P 및 SS의 처리율은 90% 이상이었다.

그러나 처리시간이 12시간 이상 증가하면 대부분의 오염물질이 약 90% 이상 처리되었으며, 최종적으로 18시간이 경과된 후 90% 이상의 오염물질이 처리되는 것으로 나타났다.

이상에 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상술한 실시 예들은 모든 면에 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 빗물 처리공정을 나타내는 도,

도 2는 본 발명에 따른 빗물 처리 활용 시스템을 나타내는 구성도,

도 3은 본 발명에 따른 빗물 처리 활용 시스템의 집수부를 나타내는 사시도,

도 4는 본 발명에 따른 빗물 처리 활용 시스템의 집수부를 나타내는 평면도,

도 5는 본 발명에 따른 빗물 처리 활용 시스템의 공기부상 분리부를 나타내는 구성도,

도 6은 본 발명에 따른 빗물 처리 활용 시스템의 침강조를 나타내는 구성도,

도 7은 본 발명에 따른 빗물 처리 활용 시스템의 저수형 침강수로를 나타내는 구성도,

도 8은 본 발명에 따른 빗물 처리 활용 시스템의 저수부 및 여상부를 나타내는 평면도,

도 9는 본 발명에 따른 빗물 처리 활용 시스템의 여상부를 나타내는 구성도,

도 10은 본 발명에 따른 빗물 처리 활용 시스템의 식생대를 나타내는 구성도,

도 11은 본 발명에 따른 빗물 처리 활용 시스템의 순환수로를 나타내는 구성도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 집수부 12 : 빗물 이동경로

14 : 경계부 16 : 빗물 유입구

18 : 걸음망 20 : 공기부상 분리부

22 : 제 1 공기부상 분리조 24 : 제 2 공기부상 분리조

26 : 폭기수단 28 : 제 1 격벽

30 : 밸브 32 : 부유수단

34 : 유속조절수단 36 : 제 2 격벽

38 : 맨홀 40 : 침강조

42 : 제 3 격벽 44 : 제 4 격벽

46 : 침강수로 입구 50 : 저수형 침강수로

52 : 침강구 54 : 저수수문

60 : 저수조 62 : 공기흡입관

64 : 잉여 저수조 66 : 열교환수단

68 : 지지구조벽 72 : 펌프

80 : 여상부 82 : 여상조

84 : 이물질 제거관 86 : 식재부

88 : 여재 90 : 제 5 격벽

92 : 유입관 94 : 순환수로

96 : 골재층 97 : 개폐수단

98 : 균등분배관 99 : 개폐구

100 : 유공관 102 : 유량판

104 : 유류방울 배출구 106 : 제 6 격벽

107 : 이송관 108 : 식생대

109 : 분사식 급수관

Claims

빗물의 이물질을 침강시키는 침강조와 침강처리된 빗물을 저수하는 저수조를 포함하는 빗물 처리 활용 시스템에 있어서,

상기 침강조는 빗물이 유입되는 일측에 대향되는 타측 상단으로부터 하단으로 형성된 제 3 격벽, 및 상기 제 3 격벽과 소정 거리만큼 이격되도록 바닥면으로부터 상단으로 형성된 제 4 격벽을 포함하도록 구성되고;

상기 저수조는 상기 침강조에 연결설치되어 침강조로부터 유입되는 빗물을 충분히 저수할 수 있는 공간을 갖고, 그 내부에 저수되는 빗물을 외부로 배출하기 위한 펌프를 포함하도록 구성된 것을 특징으로 하는 빗물 처리 활용 시스템.
제 1항에 있어서,

상기 침강조와 저수조 사이에 극미립질의 침강성 물질이 침강되도록 빗물의 이동경로를 제공하는 저수형 침강수로가 더 구비된 것을 특징으로 하는 빗물 처리 활용 시스템.
제 2항에 있어서,

상기 저수형 침강수로가 저수조의 외벽을 따라 형성된 것을 특징으로 하는 빗물 처리 활용 시스템.
제 1항에 있어서,

상기 저수조가 지하에 매설되고, 그 내부에 저수조에 저수된 빗물과 열교환 할 수 있는 열교환수단이 더 구비된 것을 특징으로 하는 빗물 처리 활용 시스템.
제 4항에 있어서,

상기 저수조의 상단에 식물이 식재되어 있는 식생대를 조성하고, 상기 식생대 내에 공기흡입관을 구비시키되, 상기 공기흡입관이 열교환수단에 연결설치되는 것을 특징으로 하는 빗물 처리 활용 시스템.
제 1항에 있어서,

상기 침강조 전단계에 빗물이 유입되는 집수부를 구비하되,

상기 집수부는 우수시 빗물이 흐르는 경로를 제공하는 빗물 이동경로; 처리하고자 하는 빗물이 유입되는 빗물 유입구; 및 상기 빗물 이동경로 및 빗물 유입구 사이에 형성되어 빗물 이동경로를 따라 흐르는 빗물의 유량이 빗물 이동경로가 수용할 수 있는 유량 이상으로 증가할 경우 증가한 유량만큼 빗물 유입구로 넘쳐흐를 수 있도록 하는 경계부를 포함하는 것을 특징으로 하는 빗물 처리 활용 시스템.
제 1항에 있어서,

상기 침강조 전단계에 유입된 빗물에 포함된 유류방울을 분리하기 위한 공기부상 분리부를 더 구비하되,

상기 공기부상 분리부는 빗물이 유입되는 상부의 면적이 하부의 면적보다 넓도록 하기위해 상부 일측으로부터 단면이 대각선을 갖도록 설치된 제 1 격벽, 상기 제 1 격벽의 하단 일측에 구비되어 미세기포를 발생시키는 폭기수단, 상기 폭기수단과 이웃하게 바닥면으로부터 상부로 형성된 제 2 격벽을 포함하는 제 1 공기부상 분리조; 및 상기 제 1 공기부상 분리조의 제 2 격벽과 이웃하는 바닥면 일측에 연결설치되어 미세기포를 발생시키는 폭기수단, 상기 제 2 격벽을 범람하여 유입된 빗물을 외부로 배출시키는 밸브, 상기 밸브의 일측에 연결설치되되 빗물의 수면에 부유하면서 제 2 격벽을 범람하여 유입된 빗물의 수량이 증가 또는 감소함에 따라 밸브를 개폐시키는 부유수단을 포함하는 제 2 공기부상 분리조로 이루어진 것을 특징으로 하는 빗물 처리 활용 시스템.
제 7항에 있어서,

상기 제 1 공기부상 분리조의 빗물이 유입되는 경로에 빗물에 포함된 이물질을 거르는 걸음망; 상기 걸음망의 하단에 구비되어 빛이 제 1 공기부상 분리조의 내부로 유입되는 것을 방지하기 위한 골재층; 상기 골재층의 하단에 구비되어 빗물을 유속을 일정하게 조절할 수 있도록 하는 유속조절수단 중 어느 하나 이상이 더 구비된 것을 특징으로 하는 빗물 처리 활용 시스템.
제 7항에 있어서,

상기 제 2 공기부상 분리조에는 그 상단 일측에 수면에 부유하는 유류방울을 포함하는 빗물을 자연유하식으로 배출하기 위한 유류방울 배출구가 더 구비된 것을 특징으로 하는 빗물 처리 활용 시스템.
제 1항에 있어서,

상기 저수조 후단계에 저수조로부터 유출되는 빗물이 유입되어 정화되는 여상부를 구비하되,

상기 여상부가 저수조로부터 유입되는 빗물이 채워지고 정화되는 공간을 제공하되 그 내부에 그 하부 바닥면에 정화된 빗물만이 통과될 수 있는 구멍을 갖는 다수의 유공관이 구비되고, 상기 유공관의 상부에는 다공성소결체로 이루어진 여재가 충진되고, 상기 여재의 상부에는 수생식물을 식재시킨 식재부가 구비되고, 상기 빗물을 여상조 표면적 전체에 균등하게 분배시키기 위한 균등분배관이 구비된 여상조; 상기 여상조와 일정간격 이격되도록 여상조 높이보다 낮게 바닥면으로부터 상부로 형성된 제 5 격벽; 및 상기 제 5 격벽을 기준으로 상기 여상조에 대응되는 타측에 여상조에서 처리된 빗물이 제 5 격벽을 범람하여 유입되어 저장되는 공간을 제공하는 잉여 저수조를 포함하는 것을 특징으로 하는 빗물 처리 활용 시스템.
제 10항에 있어서,

상기 여상조의 균등분배관 중앙으로부터 하부 바닥면의 유공관까지 수직 방향으로 형성되도록 연결설치된 개폐 가능한 이물질 제거관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 빗물 처리 활용 시스템.
제 10항에 있어서,

상기 잉여 저수조의 일측에 저수조와 연결설치되는 이송관을 더 구비시켜 잉여 저수조의 빗물을 저수조로 이송시킬 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 빗물 처리 활용 시스템.
제 10항에 있어서,

상기 여상부의 일측 종단에 외부의 빗물 또는 순환수가 유입되기 위한 유입관 및 빗물 처리 활용 시스템으로 처리된 빗물을 순환시켜 사용하기 위한 순환수로가 순차적으로 연결설치된 것을 특징으로 하는 빗물 처리 활용 시스템.
제 1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 빗물 처리 활용 시스템을 이용하여 하천수를 처리하는 방법.