KR100964596B1 - 다층여재형 우수 정화처리 장치 - Google Patents

다층여재형 우수 정화처리 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 지면이나 노면의 비점오염물질로 오염된 우수를 대용량으로 정화처리하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 처리조의 내부에 복층으로 배치되는 여재 박스, 특정 여재 박스의 상부 일측 및 그 상층의 여재 박스의 하부 타측을 경사지게 연결하는 상향류 유도판, 각층의 여재 박스의 하부 표면에 형성되는 다중경사판, 및 상기 최하층 여재 박스의 다중경사판에 대향하도록 처리조의 내부 하부에 수직으로 형성되는 복수의 정류판이 포함되며, 우수를 각층의 여재 박스로 균일하게 유도하여 정화처리하므로 동일한 면적의 처리조에서 처리할 수 있는 우수의 유량이 크게 증가되며, 조대 고형입자가 다중경사판에서 침강되고 정류판에 의해 포촉되므로 우수 정화처리의 효율이 대폭 향상되는 다층여재형 우수 정화처리 장치를 제공한다.

Description

다층여재형 우수 정화처리 장치{RAINWATER PURIFYING APPARATUS USING MULTISTORY FILTER MEDIA}
본 발명은 지면이나 노면의 비점오염물질로 오염된 우수를 대용량으로 정화처리하는 시설에 관한 것으로, 상세하게는 처리조 내부에 배치된 각층의 여재 박스로 우수를 균일하게 유도하여 정화처리하므로 동일한 면적의 처리조에서 처리할 수 있는 우수의 유량이 크게 증가되며, 조대 고형입자가 다중경사판에서 침강되고 정류판에 의해 포촉되므로 우수 정화처리의 효율이 대폭 향상되는 다층여재형 우수 정화처리 장치에 관한 것이다.
일반적으로 오염물질은 생활하수, 산업폐수, 및 축산폐수 등과 같이 배출지점이 뚜렷하고 한정된 점오염원에서 배출되는 점오염물질과 농경지, 목초지, 산림, 광산, 벌채지, 폐기물처리장, 쓰레기매립장, 도심지, 도로, 및 건설현장 등과 같이 배출지점이 광범위한 비점오염원에서 배출되는 비점오염물질로 구분될 수 있다.
상기한 바와 같이 오염원에서 배출되는 오염물질은 중금속, 병원성 미생물, 유기화합물, 방사성 물질, 유기물질, 및 기타 염류 등 매우 다양한 형태로 분포되어 있다. 이러한 오염물질들은 통상 강우 시에 우수에 쓸려서 하천, 호소 등의 공 공수역이나 지하수로 흘러가게 되어 수질오염을 야기하는 것은 물론 이로 인한 생태계의 파괴와 함께 최종적으로는 인간에게까지 매우 큰 피해를 주게 된다.
한편, 상술한 오염물질 가운데 배출지점이 뚜렷하고 한정된 점오염물질의 경우에는 가정이나 공장, 축산농가 등에 별도의 정화장치나 폐수처리시설이 설치되어 오염물질의 정화가 어느 정도 이루어지고 있다. 그러나, 비점오염물질의 경우에는 배출지역이 광범위할 뿐만 아니라 비점오염물질의 대부분이 지표면에 잔존해 있다가 강우시 우수와 함께 하천, 호소 등의 공공수역이나 지하수로 유입되어 수질오염을 유발하므로, 비점오염물질이 함유된 초기우수를 정화처리하여 하천, 호소 등의 공공수역이나 지하수로 흘려보내는 것이 매우 중요하다. 게다가 비점오염물질은 발생 및 배출량이 강우량 등의 기상조건에 크게 좌우되기 때문에 초기우수 처리를 위한 시설의 설계 및 유지관리에 어려움이 있고, 도시화 및 산업화의 진전으로 토지개발이 가속화되면서, 건조물, 도로, 주차장 등 불투수 면적이 크게 증가됨에 따라 비점오염원에 의한 하천, 호소, 지하수의 수질오염이 심각한 문제로 대두되고 있다.
일반적으로, 오염물질의 제거를 위하여 사용되는 방법은 저류형 처리방법, 침투형 처리방법, 식생형 처리방법, 장치형 처리방법 등이 있다.
오염물질의 제거를 위하여 사용되는 방법 중에서 현재 주로 사용되는 저류형 처리방법은 초기우수에 함유된 입자상 물질을 침전하여 제거하는 방법으로서, 입자상 물질에 부착된 오염물질을 제거하는 것에는 효과적이지만, 용존성 오염물질을 분리 제거하는 것에는 한계가 있고, 비교적 대규모의 토지가 소요되므로 이미 개발 된 지역에서 적용하는 것이 곤란하며, 저류된 수질의 악화로 인하여 해충이 발생하는 문제점이 있다. 또한, 침투형 처리방법은 강우 유출수의 지하 침투능력을 향상시켜서 우수유출 저감과 아울러 지하 침투 과정에서 오염물질을 제거하는 방법인데, 토사, 부유물 및 오염물의 지속적인 유입으로 인한 공극 막힘 현상이 발생하여 유지관리가 곤란하다는 문제점이 있다. 또한, 식생형 처리방법은 식생수로와 식생여과대가 형성되어 주로 전처리에 사용되는 방법인데, 일정한 규모 이상의 토지, 및 식생이 유지될 수 있는 이상적인 환경이라는 까다로운 조건이 요구된다.
따라서, 우수처리용 관거에 설치되어 유지관리가 용이하고, 오염물질의 처리효율이 비교적 우수한 장치형 처리방법에 대한 연구개발이 활발하게 진행되고 있다. 오염물질의 제거를 위하여 사용되는 장치형 처리방법에 의거한 우수 정화처리 장치는 여재형 우수 정화처리 장치, 와류형 우수 정화처리 장치, 스크린형 우수 정화처리 장치 등으로 구분된다.
스크린형 우수 정화처리 장치는 한국 등록특허공보 제10-0800559호(발명의 명칭 : 카트리지 나선형 스크린을 포함하는 초기우수 처리장치), 한국 등록특허공보 제10-0883616호(발명의 명칭 : 협잡물 거름용 스크린을 구비한 초기우수 처리장치), 한국 등록특허공보 제10-0897258호(발명의 명칭 : 우수에 포함된 비점오염물 처리 장치)를 예로 들면, 장치 내부에 여과용 스크린이 형성되어 우수에 함유된 비점오염물을 여과 분리하도록 구성된다. 이러한 스크린형 우수 정화처리 장치는 여과효율이 비교적 양호하고 장치의 설치면적이 작다는 특성을 지니고 있으나, 협잡물에 의하여 여과용 스크린이 폐색되기 쉽고 유지보수가 까다로우며, 특히 다중 스 크린의 경우에는 최초 스크린이 폐색되면 나머지 스크린도 여과기능을 상실하게 되며, 이로 인하여 발생 및 배출량이 강우량 등의 기상조건에 크게 좌우되는 우수의 정화처리에 적합하지 않다는 문제점이 있다.
또한, 와류형 우수 정화처리 장치는 한국 등록특허공보 제10-0807192호(발명의 명칭 : 와류형 초기우수 처리장치), 한국 등록특허공보 제10-0795918호(발명의 명칭 : 초기우수 처리장치)를 예로 들면, 장치 내부에서 초기우수를 와류화하고, 이로부터 발생하는 와류의 원심력에 의해 조대 고형입자를 분리 제거하도록 구성된다. 이러한 와류형 우수 정화처리 장치는 장치의 설치면적이 작고, 유지보수가 용이하고 발생 및 배출량이 강우량 등의 기상조건에 크게 좌우되는 우수의 정화처리에 적합하다는 특성을 지니고 있으나, 와류의 원심력에 의해 고형입자를 분리 제거하므로 직경이 비교적 작은 고형입자를 분리 제거하는 것이 곤란할 뿐만 아니라 전체적으로 여과효율이 상당히 부족하다는 문제점이 있다.
이에 따라 한국 등록특허공보 제10-0450486호(발명의 명칭 : 빗물 여과장치와 이를 이용한 중수도 처리 시스템), 한국 등록특허공보 제10-0614766호(발명의 명칭 : 초기우수처리 기능을 가진 도로노면 배수처리장치), 한국 등록실용신안공보 제20-0357071호(고안의 명칭 : 초기우수처리 기능을 가진 도로노면 배수처리장치)에서 개시된 바와 같이, 여과효율이 우수하고 발생 및 배출량이 강우량 등의 기상조건에 크게 좌우되는 우수의 정화처리에 적합하다는 특성을 지니고 있는 여재형 우수 정화처리 장치에 대한 관심이 증가하고 있다.
종래의 여재형 우수 정화처리 장치를 개략적으로 일정한 부피의 처리조, 상 기 처리조의 내부에 일층으로 배치되며 펄라이트, 활성탄, 제올라이트, 폴리에틸렌 등의 재료로 이루어지는 여재 박스, 상기 처리조의 일측에 형성되는 수직 방향의 입수 유로, 상기 처리조의 타측 상부에 형성되는 배수 유로가 포함되어, 상기 입수 유로에서 입수된 우수를 상 방향으로 진행시켜서 여재 박스에서 정화처리하고, 정화처리된 처리수를 배수 유로로 배출하도록 구성된다.
이러한 여재형 우수 정화처리 장치는 일정한 체적의 여재 박스에 상향류 또는 하향류를 투과시켜서 여과하기 때문에, 여과효율이 우수하고, 여재 박스가 쉽게 폐색되지 않으며, 발생 및 배출량이 강우량 등의 기상조건에 크게 좌우되는 우수의 정화처리에 적합하다는 특성을 지니고 있다. 그러나, 여재형 우수 정화처리 장치가 처리조의 내부에 여재 박스가 일층으로 배치되어 구성되므로 장치 구조가 매우 간단한 대신, 다른 종류의 우수 정화처리 장치에 비해 장치의 설치면적이 크게 증가되어 경제성, 실용성이 부족하게 된다. 따라서, 여재형 우수 정화처리 장치의 경제성, 실용성을 확보하려면 설치면적을 대폭 감소시켜야 하는데, 이를 위해서는 여재형 우수 정화처리 장치의 단위면적당 우수의 처리유량을 크게 향상시키는 것이 필수적이다.
여재형 우수 정화처리 장치의 단위면적당 우수의 처리유량을 증가시키려면, 일차적으로 일측에 수직 방향의 입수 유로, 타측 상부에 배수 유로가 형성된 처리조의 내부에 여재 박스를 이층 이상의 복층 구조로 배치하는 방법을 고려할 수 있으며, 이 방법은 이론상으로는 여재 박스의 층수에 비례하여 동일한 면적의 처리조에서 처리할 수 있는 우수의 유량이 증가하게 된다. 그러나, 실제로 처리조의 내부 에서 수류를 균일하게 유도하는 수단을 구비하지 않은 채 여재 박스를 단순히 복층으로 배치하게 되면, 우수가 각층의 여재 박스로 균일하게 유도되어 정화처리되는 것이 아니라, 우수가 최하층 여재 박스 또는 최상층 여재박스에 집중적으로 유도되며, 이에 따라 상기 최하층 여재 박스 또는 최상층 여재박스만 협잡물에 의해 쉽게 폐색되어 유지보수가 매우 곤란하게 될 뿐만 아니라, 단위면적당 우수의 처리유량이 거의 증가되지 않으므로 이는 결국 여재 박스를 복층 구조로 배치하는 의미를 상실하는 것으로 귀착된다.
따라서, 본 발명의 목적은 처리조 내부에서 복층 구조로 배치된 각층의 여재 박스로 우수를 균일하게 유도하여 정화처리하므로 동일한 면적의 처리조에서 처리할 수 있는 우수의 유량이 크게 증가되며, 조대 고형입자가 다중경사판에서 침강되고 정류판에 의해 포촉되어 재부상이 방지되므로 우수 정화처리의 효율이 대폭 향상되는 다층여재형 우수 정화처리 장치를 제공하는데 있다.
상기와 같은 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에서는 처리조의 일측에 수직 방향의 입수 유로, 타측 상부에 배수 유로가 형성되어 우수를 상 방향으로 진행시켜서 여재 박스에서 처리하는 상향류 방식의 여재형 우수 정화처리 장치에 있어서, 처리조의 내부에 복층으로 배치 형성되는 여재 박스; 상기 복층의 여재 박스 중에서 특정한 여재 박스의 상부 일측 및 그 상층의 여재 박스의 하부 타측을 경사지게 연결하도록 형성되는 상향류 유도판; 상기 각 여재 박스의 하부 표면에 형성되는 다중경사판; 및 상기 최하층 여재 박스의 다중경사판에 대향하도록 처리조의 내부 하부에 수직으로 형성되는 복수의 정류판을 포함하는 다층여재형 우수 정화처리 장치가 제공된다.
본 발명에 의한 다층여재형 우수 정화처리 장치는 우수를 각층의 여재 박스로 균일하게 유도하여 정화처리함으로써 동일한 면적의 처리조에서 처리할 수 있는 우수의 유량이 크게 증가되며, 이로 인하여 동일한 용량의 우수를 처리하기 위하여 요구되는 다층여재형 우수 정화처리 장치의 설치면적이 대폭 감소되어 경제성, 실용성이 확보되는 효과를 지니고 있다.
또한, 본 발명의 다층여재형 우수 정화처리 장치는 우수에 함유된 조대 고형입자가 각 여재 박스의 다중경사판에서 침강되고, 처리조의 정류판에 의해 포촉되어 재부상이 방지되어 수거되므로 우수 정화처리의 효율이 대폭 향상되는 효과를 지니고 있다.
본 발명은 단위면적당 우수의 처리유량을 대폭 증가시키기 위하여 처리조 내부에 여재 박스를 복층으로 배치하되, 각층의 여재 박스로 우수를 균일하게 유도하는 상향류 유도판을 구성하고, 우수에 함유된 조대 고형입자를 침강하도록 형성되는 각 여재 박스에 다중경사판, 및 상기 다중경사판에 의해 침강된 조대 고형입자를 포촉하도록 형성되는 정류판을 구비한 다층여재형 우수 정화처리 장치를 제공하 는 것을 기술사상으로 하고 있다.
도면과 실시예를 참조하여 본 발명에 의한 다층여재형 우수 정화처리 장치에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 이층 구조인 다층여재형 우수 정화처리 장치의 전체적인 구조 및 작용상태를 개략적으로 도시한 것이고, 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 의한 삼층 구조인 다층여재형 우수 정화처리 장치의 전체적인 구조 및 작용상태를 개략적으로 도시한 것이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 다층여재형 우수 정화처리 장치의 처리조 저부에서의 우수 흐름을 도시한 것이고 도 4는 본 발명의 또다른 실시예에 의한 삼층 구조인 다층여재형 우수 정화처리 장치의 구조를 도시한 것이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 우선 본 발명의 다층여재형 우수 정화처리 장치는 일정한 부피의 처리조(11), 상기 처리조(11)의 일측에 수직 방향의 입수 유로(13)가 형성되고, 타측 상부에 배수 유로(14)가 형성되어, 상기 입수 유로(13)에서 입수된 우수를 처리조(11) 저부에서 상 방향으로 진행시켜서 상향류를 유도하고, 정화처리된 처리수를 배수 유로(14)로 배출하도록 구성된다.
여재형 우수 정화처리 장치에서는 우수를 처리조 저부에서 상향류로 유도하도록 입수 유로와 배수 수로를 구성하거나, 또는 우수를 처리조 내부 상부에서 하향류로 유도하도록 입수 유로와 배수 수로를 구성할 수 있으나, 처리조 내부 상부에서 하향류를 유도하는 것에 비하여 처리조 저부에서 상향류를 유도하여 정화처리하는 것이 여재의 폐색 가능성이 감소되면서 비점오염물질에 대한 여과효율이 향상된다는 측면에서 바람직하다.
따라서, 본 발명에서는 처리조(11) 내부에 입수되는 우수를 상향류로 유도하 도록 입수 유로(13)와 배수 수로(14)를 구성한다. 구체적으로. 처리조(11)의 일측에 수직 방향으로 입수 유로(13)가 형성되고, 타측 상부에 배수 유로(14)가 형성되어 상기 입수 유로(13)에서 입수된 우수를 처리조(11) 저부에서 상향류로 유도하여 여재 박스(12)에서 정화처리되는 것이다.
또한, 본 발명의 다층여재형 우수 정화처리 장치는 처리조의 내부에 복층으로 배치 형성되는 여재 박스가 포함된다.
여재형 우수 정화처리 장치의 단위면적당 우수의 처리유량을 증가시키려면, 우선 처리조의 내부에 여재 박스를 이층 이상의 복층 구조로 배치하는 방법을 고려할 수 있으며, 이론상으로는 여재 박스의 층수에 비례하여 동일한 면적의 처리조에서 처리할 수 있는 우수의 유량이 증가하게 된다. 그러나, 처리조의 내부에서 수류를 균일하게 유도하는 수단을 구비하지 않은 채 여재 박스를 단순히 복층으로 배치하게 되면, 우수가 각층의 여재 박스로 균일하게 유도되어 정화처리되는 것이 아니라, 우수가 최하층 여재 박스의 하부에 집중적으로 유도되며, 이로 인하여 상기 최하층 여재 박스에게만 집중적으로 부하가 가해지고 협잡물에 의해 쉽게 폐색되기 때문에 단위면적당 우수의 처리유량을 증가시키는 것이 사실상 불가능하게 된다.
따라서, 본 발명에서는 단위면적당 우수의 처리유량을 증가시키도록 처리조(11) 내부에 여재 박스(12)를 이층 이상의 복층으로 배치하고, 아울러 동일한 층의 여재 박스(12)와 여재 박스(12) 사이, 또는 여재 박스(12)와 처리조(11) 사이에 우수를 바이패스(bypass)할 수 있는 통로를 형성하되, 상기 각층의 여재 박스(12)로 우수를 균일하게 유도하는 상향류 유도판(21)을 상층 여재 박스(12)와 하층 여 재 박스(12) 사이에 구성한다.
또한, 본 발명의 다층여재형 우수 정화처리 장치는 상기 복층의 여재 박스 중에서 특정한 여재 박스의 상부 일측 및 그 상층의 여재 박스의 하부 타측을 경사지게 연결하도록 형성되는 상향류 유도판이 포함된다.
처리조의 내부에서 수류를 균일하게 유도하는 수단을 구비하지 않은 상태로 여재 박스를 단순히 복층으로 배치하게 되면, 우수가 각층의 여재 박스로 균일하게 유도되어 정화처리되는 것이 아니라, 최하층 여재 박스의 하부로 우수가 집중적으로 유도되어 부하가 가해지게 되는 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명에서는 복층의 여재 박스(12) 중에서 특정한 여재 박스(12)의 상부 일측 및 그 상층의 여재 박스(12)의 하부 타측을 경사지게 연결하여 전체적으로 대각선 형태를 이루는 상향류 유도판(21)이 구성되며, 이러한 상향류 유도판(21)의 구성이 하층의 여재 박스(12)와 상층의 여재 박스 사이(12)에서 각각 이루어지게 된다. 이에 따라 특정한 여재 박스(12), 즉 하층의 여재 박스(12)에서 여과된 우수가 상향류 유도판(21)의 하부 표면을 따라서 진행하여 그 상층의 여재 박스(12)를 바이패스하는 반면, 상기 하층의 여재 박스(12)에서 여과되지 않고 바이패스된 우수가 상향류 유도판(21)의 상부 표면을 따라서 진행하여 그 상층의 여재 박스(12)에서 여과되는 메카니즘이 성립되며, 이러한 메카니즘이 여재 박스(12)와 상층의 여재 박스(12)를 연결하는 각각의 상향류 유도판(21)에서 실시되는 것이다. 즉, 본 발명에서는 처리조(11) 내부로 유입된 우수 전부가 각층의 여재 박스(12)를 모두 투과하여 여과되는 것이 아니라, 상향류 유도판(21)에 의해 우수가 각층의 여재 박스(12)마다 균일한 유량으로 유도되어 여과된다. 예를 들면 2층 구조로 이루어진 여재 박스(12)가 내재된 처리조(11)에서는, 유입된 우수 중에서 대략 1/2 정도의 유수가 하층의 여재 박스(12)를 투과하여 여과되고 그대로 처리조(11)의 내부 벽면을 따라서 상향되어 배수 수로(14)로 배수되는 반면, 하층의 여재 박스(12)와 하층의 여재 박스(12) 사이의 통로를 통과한 나머지 1/2 정도의 유수가 하층의 여재 박스(12)와 하층의 여재 박스(12)를 연결하는 상향류 유도판(21)의 상부 표면을 따라서 진행함으로써 상기 상층의 여재 박스(12)를 투과하여 여과되고 배수 수로(14)로 배수되는 메카니즘을 형성하게 된다. 또한, 3층 구조로 이루어진 여재 박스(12)가 내재된 처리조(11)에서는, 유입된 우수 중에서 대략 1/3 정도의 유수가 하층의 여재 박스(12)를 투과하여 여과되고 그대로 처리조(11)의 내부 벽면을 따라서 상향되어 배수 수로(14)로 배수되는 반면, 나머지 2/3 정도의 우수가 하층의 여재 박스(12)와 하층의 여재 박스(12) 사이의 통로를 통과하게 되며, 상기 통로를 통과한 유수의 1/2(원래 유입 유수의 1/3) 정도가 하층의 여재 박스(12)와 중층의 여재 박스(12)를 연결하는 상향류 유도판(21)의 상부 표면을 따라서 진행함으로써 상기 중층의 여재 박스(12)를 투과하여 여과되고 그대로 배수 수로(14)로 배수되며, 나머지 1/3 정도의 우수가 중층의 여재 박스(12)와 중층의 여재 박스(12) 사이의 통로를 통과하여 중층의 여재 박스(12)와 상층의 여재 박스(12)를 연결하는 상향류 유도판(21)의 상부 표면을 따라서 진행함으로써 상기 상층의 여재 박스(12)를 투과하여 여과되고 배수 수로(14)로 배수되는 메카니즘을 형성하게 된다. 결론적으로 다층여재형 우수 정화처리 장치의 내부로 유입된 우수 전부가 각층의 여재 박스(12)를 모두 투과하여 여과되는 것이 아니라, 각층의 여재 박스(12) 중에서 어느 한 층의 여재 박스(12)만을 투과하여 여과되도록 구성되는 것이다.
상기와 같은 상향류 유도판(21)의 구성 및 메카니즘에 의하여, 처리조(11) 내부에 복층 구조로 배치된 각층의 여재 박스(12)로 우수가 균일한 유량으로 유도되어 정화처리되는 것이다. 상향류 유도판(21)에 의해 각층의 여재 박스(12)로 우수가 균일한 유량으로 유도되므로 모든 여재 박스에 균일하게 부하가 가해지기 때문에, 여재 박스(12)의 층수에 비례하여 동일한 면적의 처리조(11)에서 처리할 수 있는 우수의 유량이 증가하게 된다. 즉, 동일한 면적의 처리조(11)에서 일층의 여재 박스(12)가 구성된 여재형 우수 정화처리 장치에 비하여, 동일한 면적의 처리조(11)에서 이층의 여재 박스(12)가 구성된 다층여재형 우수 정화처리 장치는 2배의 우수를 처리할 수 있으며, 동일한 면적의 처리조(11)에서 삼층의 여재 박스(12)가 구성된 다층여재형 우수 정화처리 장치는 3배의 우수를 처리할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 다층여재형 우수 정화처리 장치는 상기 각 여재 박스의 하부 표면에 형성되는 다중경사판이 포함된다.
우수에 함유되어 그 자체로 수질 악화를 초래하고 복층의 여재 박스(12)에 심각한 부하를 가하는 동시에 폐색을 유발하는 조대 고형입자(31)의 침강을 유도하도록, 상기 각 여재 박스(12)의 하부 표면에서 일정한 각도를 이루는 대각선 형태인 경사판 다수개가 평행하게 배열되어 이루어지는 다중경사판(22)이 형성된다.
각 여재 박스(12)의 하부 표면에 형성된 다중경사판(22)을 이루는 대각선 형태인 다수의 경사판 사이를 우수가 통과하면서, 상기 우수로부터 중력에 의해 조대 고형입자(31)가 분리된다. 다중경사판(22)을 통과하는 우수로부터 분리된 조대 고형입자(31)는 우수 유입으로 처리조(11)의 내부 하부에서 발생하는 난류에 의하여 농축되다가, 우수 유입이 중지되면 중력에 의해 침강되어 처리조(11)의 내부 하부 에 침적 포촉되며, 상기 침적 포촉된 조대 고형입자(31)가 정기적으로 수거된다. 반면, 다중경사판(22)에서 침강되지 않는 비교적 작은 고형입자는 우수와 함께 진행되어 복층의 여재 박스에서 포집된다.
각 여재 박스(12)의 하부 표면에 형성된 다중경사판(22)에 의해 우수로부터 조대 고형입자(31)가 분리 제거되므로 우수 정화처리의 효율이 크게 향상되는 동시에, 우수에 함유된 조대 고형입자(31)로 인하여 다층구조인 여재 박스(12)에 가해지는 부하가 경감되고 상기 여재 박스(12)의 폐색이 억제되어 수명을 대폭 연장시킬 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 다층여재형 우수 정화처리 장치는 상기 최하층 여재 박스의 다중경사판에 대향하도록 처리조의 내부 하부에 수직으로 형성되는 복수의 정류판이 포함된다.
상기와 같이 각층의 여재 박스의 다중경사판(22)에서 우수로부터 분리되어 처리조(11)의 내부 하부에 침적된 조대 고형입자(31)가, 입수 유로(13)에서 유입되는 우수의 흐름에 의해 재부상되어 상기 우수의 정화처리에 악영향을 미칠 수 있다는 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명에서는 처리조(11)의 내부 하부에서 침적된 조대 고형입자(31)가 재부상하는 것을 방지하도록, 상기 처리조(11)의 내부 하부에서 수직 방향으로 복수의 정류판(23)이 형성된다.
처리조(11)의 내부 하부에서 수직 방향으로 형성된 정류판(23)은 우수로부터 분리되어 침적된 조대 고형입자(31)를 포촉하여 재부상되는 것을 방지하는 동시에, 처리조의 입수 유로(13)에서 유입된 우수를 상향류로 전환하여 복층의 여재 박스(12)로 가이드하도록 구성된다.
즉, 처리조의 입수 유로(13)에서 유입된 우수가 처리조(11) 내부 하부의 정류판(23)에 차례로 충돌하면서 상향류로 전환되어 복층의 여재 박스(12)로 순조롭게 진행되어 정화처리되는 반면, 여재 박스의 다중경사판(22)에 의해 조대 고형입자(31)를 포촉하여 재부상하는 것을 방지함으로써, 상기 조대 고형입자(31)가 우수의 정화처리에 악영향을 미치고 우수 정화처리의 효율을 저하시키는 것을 방지한다.
또한, 본 발명의 다층여재형 우수 정화처리 장치는 상기 여재박스와 여재박스 사이의 유로, 또는 여재박스와 처리조 벽체 사이의 유로에서 상향류를 안정화하도록 여재박스의 하부 일측에 돌출 형성되는 상향류 안정판이 더 포함될 수 있다.
상향류가 여재박스와 여재박스 사이의 유로, 또는 여재박스와 처리조 벽체 사이의 유로를 통과할 때 발생하는 유체압력손실이 발생하게 되며, 이러한 유체압력손실의 대부분이 수두손실(head loss)에 의하여 발생하게 된다.
즉, 유로에서의 상향류의 유체압력손실은 다음의 <식 1>에 의거하여 계산되는데, 우수가 유입되는 유로 하단 및 우수가 유출되는 유로 상단에서 유체 속도는 거의 비슷하지만, 유로 하단에서의 유입손실계수는 0.5인 반면 유로 상단에서의 유출손실계수는 1.0이며, 이에 따라 유로 하단 및 유로 상단에서의 수리적 조건이 일치하지 않게 되는 것이다.
< 식 1 >
he = fe ×(v2/2g)
(he : 유체압력손실, fe : 손실계수, v : 유체 속도, g : 중력가속도)
상기와 같이 유로 하단 및 유로 상단에서의 수리적 조건이 일치하지 않으면 상기 유로를 통과하는 상향류의 흐름이 안정되지 않으며, 이로 인하여 우수를 각층의 여재 박스(12)로 균일하게 유도하는데 악영향을 미치게 된다.
따라서, 본 발명에서는 도 4에서 도시된 바와 같이, 유로 하단 및 유로 상단에서의 수리적 조건을 일치시키기 위하여, 유로 하단에서의 유입손실계수를 1.0으로 조절하도록 여재박스(12)의 하단이 하 방향으로 돌출되어 상향류 안정판(24)이 형성된다. 상기와 같이 여재박스(12)의 하단에 돌출 형성되는 상향류 안정판(24)에 의해 유로 하단 및 유로 상단에서의 수리적 조건이 일치되어 유로 및 그 상하단에서 상향류의 흐름이 안정화되며, 우수가 각층의 여재 박스(12)로 균일하게 유도되는 것이다.
상기와 같이 구성되는 다층여재형 우수 정화처리 장치는 각층의 여재 박스로 우수를 균일하게 유도하여 정화처리함으로써 동일한 면적의 처리조에서 처리할 수 있는 우수의 유량이 크게 증가되며, 이로 인하여 동일한 용량의 우수를 처리하기 위하여 요구되는 다층여재형 우수 정화처리 장치의 설치면적이 대폭 감소되어 경제성, 실용성이 확보된다.
또한, 본 발명의 다층여재형 우수 정화처리 장치는 우수에 함유된 조대 고형입자가 여재 박스의 다중경사판에서 침강되고, 처리조의 정류판에 의해 재부상이 방지되어 수거되므로 우수 정화처리의 효율이 대폭 향상된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 이층 구조인 다층여재형 우수 정화처리 장치의 구조도
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 의한 삼층 구조인 다층여재형 우수 정화처리 장치의 구조도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 다층여재형 우수 정화처리 장치의 처리조 저부에서의 우수 흐름도
도 4는 본 발명의 또다른 실시예에 의한 삼층 구조인 다층여재형 우수 정화처리 장치의 구조도
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
11 : 처리조 12 : 여재 박스
13 : 유입 수로 14 : 배수 수로
21 : 상향류 유도판 22 : 다중경사판
23 : 정류판 24 : 상향류 안정판
31 : 조대 고형입자

Claims (2)

  1. 처리조의 일측에 수직 방향의 입수 유로, 타측 상부에 배수 유로가 형성되어 우수를 상 방향으로 진행시켜서 여재 박스에서 처리하는 상향류 방식의 여재형 우수 정화처리 장치에 있어서,
    처리조의 내부에 복층으로 배치 형성되는 여재 박스;
    상기 복층의 여재 박스 중에서 특정한 여재 박스의 상부 일측 및 그 상층의 여재 박스의 하부 타측을 경사지게 연결하도록 형성되는 상향류 유도판;
    상기 각 여재 박스의 하부 표면에 형성되는 다중경사판; 및
    상기 최하층 여재 박스의 다중경사판에 대향하도록 처리조의 내부 하부에 수직으로 형성되는 복수의 정류판을 포함하는 다층여재형 우수 정화처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 여재박스와 여재박스 사이의 유로 또는 여재박스와 처리조 벽체 사이의 유로에서 상향류를 안정화하도록, 상기 유로의 하단이 하 방향으로 돌출되어 상향류 안정판이 구성되는 것을 특징으로 하는 다층여재형 우수 정화처리 장치.
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