KR100972052B1 - 비점오염원 처리시설 - Google Patents

Abstract

본 발명은 초기강우 유출수에 상당량 포함되어 있는 오염물질을 침강 및 흡착여과를 통해 처리효율을 증대시킬 수 있는 비점오염원 처리시설에 관한 것이다.본 발명에 따른 비점오염원 처리시설은, 수조몸체의 폭방향으로 설치되는 침강장치가 구비되고, 상기 침강장치는 수조몸체의 바닥면과 이격높이를 두면서, 수직상태로 배치되는 적어도 하나 이상의 침사판을 포함하는 비점오염원 처리시설에 있어서, 상기 침사판은 흡착제가 내재된 섬유질 망을 고정틀에 의해 외측부를 고정시켜 이루어지되, 상기 수조몸체의 바닥면에 수직상태로 설치되고 일정높이를 가지는 비점오염처리장치를 포함하여 구성할 수 있다.

비점오염원, 저감장치, 처리시설, 침강장치, 침사판, 흡착제, 도수로.

Description

비점오염원 처리시설{Sanitation facility of non-point pollution sources}

본 발명은 초기강우 유출수에 상당량 포함되어 있는 오염물질을 침강 및 흡착여과를 통해 처리효율을 증대시킬 수 있는 비점오염원 처리시설에 관한 것이다.

일반적으로 수질오염원은 방지와 관리의 편의를 목적으로 점오염원(點汚染源; Point Source Pollution)과 비점오염원(非點汚染源; Non-Point Pollution sources)으로 구분된다.

점오염원은 하수장, 폐수처리장, 발전소, 폐광, 석유탱크, 유정 등과 같이 특정지역에서 하수관이나 도랑에 오염물질이 포함된 폐수가 배출되는 오염원을 말하는 것으로 처리가 비교적 용이하고 심각성을 쉽게 눈으로 확인할 수 있으며, 특정한 오염물질을 오염수로부터 분리하면 되기 때문에 그 특성에 맞는 정화시설을 설치하면 된다.

하지만, 비점오염원은 도시지역, 공사장, 주차장, 도로 등의 지역을 지나온 빗물이 지표면에 쌓여있는 오염물질과 함께 특별한 정화시설을 거치지 않고 하천이나 호수, 바다로 흘러내려가 수질을 오염시키는 것이다.

따라서, 비점오염원이 유발될 수 있는 지역 곳곳에 소규모의 처리시설을 설치하여 그때그때 처리할 수 있도록 하는 것이 가장 효율적이라 할 수 있으며, 이러한 비점오염원에 포함되어 있는 오염물질을 효과적으로 제거시킬 수 있는 처리시설의 필요성은 날로 증대되고 있으며, 수질오염총량관리제의 시행으로 향후 전국적으로 설치되는 것이 예상되고 있다.

한편, 건설현장에서는 강우시 집중적인 토사유출이 발생되므로 침사지 건설이 필수적으로 되어 있으나, 침사지내의 침강효율이 낮아서 후속공정으로의 미세입자 유입으로 인해 유지관리비용이 증대되는 문제점이 있었고, 미세입자 및 중금속(주로 미세한 토사입자에 의하여 유출됨)이 충분한 처리없이 하천으로 유출되어 수계오염의 원인이 되고 있다.

이러한 문제점을 해결한 기술로서, 본 출원인의 특허출원 제2007-92098호 '비점오염원 처리시설'이 있으며, 상기 출원은 현재 '특허결정서'를 받은 상태이다.

상기한 본 출원인의 선출원 특허의 기술내용에 대하여 첨부한 도면인 도 3 내지 도 7을 참조하여 그 구성을 개략적으로 살펴보면 다음과 같다.

유입되는 오염수에 포함되어 있는 오염물질을 저감시킬 수 있도록 수조몸체로 이루어진 비점오염 처리시설에 있어서, 상기 수조몸체(1)의 폭방향으로 설치되는 침강장치(10A)(10B)(20)가 구비되어 있는데, 상기 침강장치는 수조몸체(1)의 바닥면과 이격높이(H)를 두면서, 수직상태로 배치되는 적어도 하나 이상의 침사 판(11a)(11b)(21)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하고 있다.

상기한 본 출원인의 선출원 특허는, 비점오염원으로부터 오염된 오염수에 혼재된 다양한 종류의 오염물질을 순차적으로 제거시킬 수 있고, 특히, 초기강우에 상당량 포함된 오염물질을 정화하여 공공수역이나 지하수 등으로 흘려 보냄으로써 오염물질로 인한 수질오염의 방지를 통해 자연생태계를 보호할 수 있으며, 침강장치의 구조가 매우 간단하고 조립 및 해체가 간편하여 유지관리가 용이하다는 효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 그 외에도 여러가지 장점을 가지고 있다.

그런데, 상기 침강장치(10A)(10B)는 수조몸체(1)의 바닥면과 이격높이(H)를 두고 설치되기 때문에, 강우량이 적은 경우에는 수조몸체(1)로 유입되는 강우 유출수의 양이 적어서 다시 말해서, 이격높이(H)에 미치지 못하는 범위내에만 해당하여 지속될 때에는 침강장치(10A)(10B)에 의하여 강우 유출수의 미세입자 접촉면적을 넓히고 충돌기회를 높임으로써 흡착 및 침강효율 증대시킬 수 있도록 하는 기능을 제대로 발휘할 수 없는 단점이 있었다. 즉, 강우량이 적은 경우에는 침강장치(10A)(10B)를 거치지 않고 이격높이(H) 사이로만 흘러가서 유출될 수 있기 때문에 제기능을 발휘하지 못하는 경우가 발생될 우려가 있다.

한편, 농업용수의 취수(取水)시설에서 물을 끌어오기 위해 설치하는 도수로(導水路, link canal)의 경우에는, 빗물에 의한 유수가 시작되면 도수로의 주변 도로 노면에서의 비점오염물질을 비롯하여 경작지 등의 토양유실이 함께 발생되어 도수로로 유입되어서 단시간에 저수지 또는 하천으로 유입되며, 토양 중 미세한 실트(Silt)와 점토(Clay)질은 하류지역으로 이동하여 탁류를 형성하는 등 수질악화의 원인이 되고 있다.

이에 따라, 본 출원인의 선출원 특허 기술을 적용한 비점오염원 처리시설을 설치할 수도 있겠으나, 설치비용이 다소 많이 소요되므로 적은 비용으로 도수로에적용이 가능한 비점오염원 저감장치를 설치하여 비점오염원 처리시설로 이용할 수 있도록 하는 기술이 요구되었다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같이, 본 출원인의 선출원 특허 기술에서 침강장치의 이격높이에 미치지 못하는 범위내로 비가 계속 올 때에도 비점오염물질을 저감시키는 기능을 발휘할 수 있도록 하는 비점오염원 처리시설을 제공하는 데 있다.

또, 본 출원인의 선출원 특허 기술인 비점오염원 처리시설을 비롯하여 도수로에도 간편하게 설치할 수 있는 비점오염원 처리시설을 제공하는데 있다.

또한, 비점오염원 저감장치에 구성되어 오염물질을 흡착 및 여과시키는 흡착여과재를 용이하게 설치 및 교환할 수 있도록 하여 유지/관리에 따른 비용을 줄일수 있는 비점오염원 처리시설을 제공하는데 있다.

또한, 초기강우시 내리는 빗물과 함께 유입되는 오염물질을 정화함으로써 하천 등의 공공수역 등의 수질오염을 예방할 수 있는 비점오염원 저감장치 및 이를 이용한 비점오염원 처리시설을 제공함에 있다.

또, 유기물이 대상이 아닌 토사 및 중금속 등과 같은 무기물을 침강 및 흡착여과를 통해 처리효율을 증대시킬 수 있는 비점오염원 처리시설을 제공함에 있다.

또한, 오염물질과 침강장치와의 접촉을 늘려서 유속을 감속시키고 결과적으로 침강, 흡착 및 여과를 통한 처리효율을 극대화할 수 있는 비점오염원 처리시설을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 비점오염원 처리시설은, 수조몸체의 폭방향으로 설치되는 침강장치가 구비되고, 상기 침강장치는 수조몸체의 바닥면과 이격높이를 두면서, 수직상태로 배치되는 적어도 하나 이상의 침사판을 포함하는 비점오염원 처리시설에 있어서, 상기 침사판은 흡착제가 내재된 섬유질 망을 고정틀에 의해 외측부를 고정시켜 이루어지되, 상기 수조몸체의 바닥면에 수직상태로 설치되고 일정높이를 가지는 비점오염처리장치를 포함하여 구성할 수 있다.

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또한, 상기한 비점오염원 처리시설에 있어서, 상기 침강장치는 침사판이 2열로 배치되어 앞에 위치하는 1열 침사판과 바로 뒤에 위치하는 2열 침사판으로 이루어지고, 상기 1열 침사판 및 2열 침사판들이 각각 이루는 이격폭이 서로 엇갈리게 배열되며, 상기 비점오염원 처리장치는 상기 침강장치의 이격높이보다는 높게 형성되고, 상기 수조몸체의 폭방향 길이에 대응되는 폭으로 이루어져 내부공간을 가지면서 상부에 개구부가 형성되고, 전면과 배면 전체에 걸쳐서 일정간격을 두고 다수개의 통공이 형성된 하우징이 고정수단에 의해서 수조몸체의 바닥면에서 수직상태로 설치되고, 상기 하우징의 개구부를 통하여 착탈 가능하게 흡착여과재가 삽입되는 것을 특징으로 한다.

또한, 일정길이를 갖는 단위 수로를 연속적으로 연결하여 설치되는 도수로의 내부에 비점오염원 저감장치를 설치함으로써 비점오염원 처리시설이 이루어지되, 상기 도수로는, 도수로 측벽의 양쪽 내측면 바닥면에서 위를 향하여 일정높이 돌출되게 내측면 바닥턱이 도수로의 길이방향을 따라 형성되고, 상기 내측면 바닥턱에서 폭방향에 대응되는 위치에는 절개홈이 형성되도록 콘크리트로 타설되어 제작되며, 상기 비점오염원 저감장치는, 상기 도수로 측벽의 내측면 높이보다는 낮게 형성되고, 상기 도수로의 내부 폭방향 길이에 대응되게 형성되어 내부공간을 가지면서 상부에 개구부가 형성되고, 전면과 배면 전체에 걸쳐서 일정간격을 두고 다수개 의 통공이 형성된 하우징과, 상기 하우징의 개구부를 통하여 착탈 가능하게 삽입되는 흡착여과재를 포함하여 이루어져, 상기 도수로의 절개홈에 상기 하우징 양측면 부위를 끼워넣음으로써, 상기 비점오염원 저감장치를 도수로의 내부 바닥면에서 수직상태로 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기한 수조몸체로 이루어진 비점오염원 처리시설에 있어서, 상기 하우징을 수조몸체에 고정하는 고정수단으로써, 상기 하우징의 폭방향으로 양쪽 끝부위에서 결합공이 형성된 결합편이 구비되고, 상기 결합편의 결합공을 통해 고정구를 결합하여 수조몸체의 내측면에 고정되도록 한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기한 수조몸체 또는 도수로에 적용한 비점오염원 처리시설에 있어서, 상기 흡착여과재는 섬유질 망의 내부에 흡착제가 내재되어 이루어지며, 상기 흡착제로는 갈대, 톱밥, 목재파쇄조각(woodchip) 중 선택된 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 비점오염원으로부터 오염된 오염수에 혼재된 다양한 종류의 오염물질을 순차적으로 제거시킬 수 있다. 특히, 초기강우에 상당량 포함된 오염물질을 정화하여 공공수역이나 지하수 등으로 흘려 보냄으로써 오염물질로 인한 수질오염의 방지를 통해 자연생태계를 보호할 수 있다.

한편, 본 출원인의 선출원 특허 기술에서 침강장치의 이격높이에 미치지 못하는 범위내로 비가 계속 올 때에도 비점오염물질을 저감시키는 기능을 발휘할 수 있다.

또한, 본 출원인의 선출원 특허 기술인 비점오염원 처리시설을 비롯하여 도수로에도 간편하게 설치할 수 있다.

또한, 비점오염원 저감장치에 구성되어 오염물질을 흡착 및 여과시키는 흡착여과재를 용이하게 설치 및 교환할 수 있도록 하여 유지/관리에 따른 비용을 줄일수 있다.

또한, 유기물이 대상이 아닌 토사 및 중금속 등과 같은 무기물을 침강 및 흡착여과를 통해 처리효율을 증대시킬 수 있는 비점오염원 처리시설을 제공함에 있다.

또한, 오염물질과 침강장치와의 접촉을 늘려서 유속을 감속시키고 결과적으로 침강, 흡착 및 여과를 통한 처리효율을 극대화할 수 있는 비점오염원 처리시설을 제공함에 있다.

또한, 비점오염원 처리시설에 구비된 침강장치의 구조가 매우 간단하고 조립 및 해체가 간편하여 유지관리가 용이하다.

또한, 비점오염물이 함유된 초기 우수를 정화처리하여 오염물질의 농도를 저하시킨 후, 공공수역 또는 지하수로 배출하기 위한 것으로서 일반적으로 대도시의 도로나 주차장, 상업 및 공업지역 등의 비점오염원에 다양하게 설치될 수 있다.

특히, 건설현장에서 토사유출 저감을 위한 침사지 내에 적용할 수 있는 한편, 침강지내에 용이하게 설치할 수 있으며, 침사지 및 침강지 내에 시설의 규모에 따라 본 발명을 2개 또는 3개 나란하게 설치하여 2열 또는 3열로 다양하고 용이하 게 적용이 가능하며, 침강장치의 침사판이 커튼식으로 장착되어 강우 유출수의 미세입자 접촉면적을 넓히고 충돌기회를 높임으로써 흡착 및 침강효율 증대할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 비점오염원 저감장치는 도수로에 적용함으로써, 비점오염원 처리시설을 설치함에 따른 공간을 확보하지 않아도 되는 효과를 얻을 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다. 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 비점오염원 저감장치에 대한 도면으로, 도 1은 일부 절개 사시도이고, 도 2는 도 1의 좌측면도를 도시한 것이다.

본 발명에 따른 비점오염원 저감장치(100)는 하우징(110)과, 상기 하우징(110)에 착탈 가능하게 삽입되는 흡착여과재(120)로 이루어진다.

상기 하우징(110)은 일정한 높이와 폭으로 이루어져 내부공간을 가지면서 상부에 개구부(111)가 형성되고, 전면과 배면 전체에 걸쳐서 일정간격을 두고 다수개의 통공(113)이 형성되어 있다.

여기서, 상기 하우징(110)의 높이는, 후술하는 침강장치(10A)(10B)의 이격높이(D)보다는 높게 형성되고, 상기 하우징(110)의 폭은 도 1에서 가상선으로 표현한 비점오염원 처리시설의 수조몸체(1; 이하 '수조몸체'로 지칭함.)의 폭방향 길이에 대응되는 폭으로 형성되거나, 도 8에 도시한 도수로(200)의 내부 폭방향 길이에 대응되도록 형성된다.

상기 흡착여과재(120)는 하우징(110)의 개구부(111)를 통하여 삽입되는데, 하우징(110)의 내부공간에 맞게 형성하며, 도 1에 나타나 있듯이, 섬유질 망(121)의 내부에 흡착제(122)를 내재시켜 이루어지도록 함이 바람직하다.

한편, 상기 하우징(110)을 수조몸체(1)의 바닥면에서 수직상태로 고정할 수 있도록 하기 위하여, 상기 하우징(110)의 폭방향으로 양쪽 끝부위에는 결합공(114a)이 형성된 결합편(114)이 구비되며, 이러한 결합편(114)의 결합공(114a)에 볼트, 나사 또는 리벳 등의 고정구(115)를 결합하여 수조몸체(1)의 측벽(6)(7)에 하우징(110)의 양쪽 끝부위를 고정함에 따라 수조몸체(1)의 바닥면에서 수직상태로 설치할 수 있다. 그런데, 수조몸체(1)가 금속재로 이루어진 경우에는 하우징(110)의 하측부위 및 양측면 부위를 수조몸체(1)의 바닥면과 측벽(6)(7)에 용접에 의해 고정할 수도 있음은 물론이다.

도 3 내지 도 7은 본 발명에 따른 비점오염원 저감장치를 이용한 비점오염원 처리시설의 전체 구성을 보인 도면으로, 도 3은 정단면도, 도 4는 평면도, 도 5는 도 4의 A-A선 절단부 단면도로서, 침강장치에 구성된 1열 침사판의 설치상태를 보 인 도면이고, 도 6은 도 4의 B-B선 절단부 단면도로서, 침강장치에 구성된 2열 침사판의 설치상태를 보인 도면이며, 도 7은 도 4의 C-C선 절단부 단면도로서, 침강장치의 다른 실시예에 따른 설치상태를 보인 도면이다.

도 3 내지 도 7은 앞에서 설명한 본 발명에 따른 비점오염원 저감장치를 본 출원인의 선출원 특허에서 개시되어 있는 수조몸체(1)로 이루어진 비점오염 처리시설에 포함하여 설치한 실시예를 보인 것이다.

본 발명에 따른 비점오염원 처리시설은, 수조몸체(1)의 폭방향으로 설치되는 침강장치(10A)(10B)(20)를 구비하고 있으며, 상기 침강장치는 수조몸체(1)의 바닥면과 일정한 이격높이(H)를 두면서, 수직상태로 배치되는 적어도 하나 이상의 침사판(11a)(11b)(21)을 포함하며, 상기 침사판은 흡착제가 내재된 섬유질 망을 고정틀에 의해 외측부를 고정시켜 이루어지되, 상기 수조몸체의 바닥면에 수직상태로 설치되고 일정높이를 가지는 비점오염처리장치를 포함하여 구성된다.

상기 수조몸체(1)는 장방형 통으로 이루어진 것으로, 수리학적 특성에 의하면 횡류형(橫流形)이면서 장방형(長方形)에 해당하고, 수조몸체(1)에서의 흐름은 평행정류(平行整流)가 일반적인데, 구체적으로 설명하면 오염수는 도 3 및 도 4에서 보아서 좌측끝에 형성된 유입부벽(2)의 상단부를 통하여 유입되고, 수조몸체(1)의 내부에서 수평으로 흘러서 침강장치(10A)(10B)(20)를 차례로 거치게 되며, 침강장치에 의해 처리된 물은 우측끝에 형성된 유출부벽(3)의 상단부를 넘어서 즉, 월류(越流)되어 유출된다.

상기 수조몸체(1)의 유출부벽(3) 내측 상부에는 유출트라프(4; trough)가 설 치되어 있는데, 상기 유출트라프(4)는 물 표면에서 균일하게 집수할 수 있도록 수면상에 일치되게 설치되는 '홈통'으로, 내부에 형성되어 있는 삼각형 노치(4a; notch)를 거쳐서 집수 방출되는 것이다.

한편, 상기 수조몸체(1)의 재질은 금속재 강판으로 형성되어 표면에는 방수 및 부식을 방지할 수 있도록 타르 에폭시수지(tar epoxy resin)를 일정한 두께로 도포하여 형성될 수 있다.

그리고, 상기 수조몸체(1)의 바닥면에서 일정깊이로 호퍼(5)가 형성되어 있는데, 상기 호퍼(5)는 침강장치에 의해 침강되는 미세입자가 침사되어 퇴적될 수 있도록 확보하기 위한 공간으로, 유입부벽(2)에서부터 가깝게 위치한 침강장치(10A)에 하부를 지나 그 뒤에 설치한 침강장치(10B)의 하부 위치까지 형성할 수 있다.

미설명 부호 (9)는 '배수공'으로서, 수조몸체(1)에 남아있는 정체수(停滯水)를 주기적으로 배출할 수 있도록 하기 위한 것이다.

전체 도면에서, 침강장치에 대한 도면부호를 각기 다르게 (10A)(10B)(20)으로 표기하고, 침사판에 대한 도면부호도 (11a)(11b)(21)로 각기 다르게 표기하였는데, 이는 본 발명에 구비된 침강장치는 적어도 하나 이상, 즉 도 2에 도시한 바와 같이 유입부벽(2)에서부터 수조몸체(1)의 길이방향에 대하여 일정위치마다 설치할 수 있으므로, 그에 따른 설명을 함에 있어서 각각의 위치를 명확하게 알 수 있도록 하기 위함이다.

이하에서는 본 발명을 설명함에 있어, 유입부(2)에서 가깝게 위치한 침강장 치는 1단 침강장치(10A), 그 뒤에 위치한 것은 2단 침강장치(10B), 맨뒤에서 위치한 것은 3단 침강장치(20)라고 지칭하겠으며, 상기한 1단 침강장치(10A) 및 2단 침강장치(10B)에서 각각 앞에 배치된 침사판에 대해서는 1열 침사판(11a), 뒤에 배치된 것은 2열 침사판(11b)라고 하고, 3단 침강장치(20)에 있는 것은 침사판(21)으로 지칭함을 우선 밝혀둔다. 한편, 앞에서 설명한 비점오염원 저감장치(100)는 수조몸체(1)의 바닥면 어느 위치에 설치하여도 무방하나, 1단 침강장치(10A), 2단 침강장치(10B) 및 3단 침강장치(20)를 모두 설치한 경우에는 도 3에 나타나 있듯이 2단 침강장치(10B)의 뒤편에서 일정거리 떨어진 위치에 설치하는 것이 적합하다.

상기 1열 침사판(11a) 및 2열 침사판(11b)은 폴리에틸렌수지(polyethylene; PE) 재질로 형성되거나, 침강 작용과 흡착여과 기능을 모두 할 수 있도록 하기 위하여 도 7에 나타나 있는 3단 침강장치(20)에 구성된 침사판(21)과 같이 흡착제가 내재된 섬유질 망을 고정틀에 의해 외측부를 고정시켜 이루어질 수 있다.

도면으로 도시하지 않았으나, 침사판(11a)이 1열로 이루어진 1단 침강장치(10A)만 설치하거나, 또는 1단 침강장치(10A) 및 2단 침강장치(10B)를 설치하되, 각각 침사판(11a)이 1열로 이루어진 것을 적용할 수도 있으며, 도 7에 도시한 흡착제가 내재된 침사판(21)을 갖는 3단 침강장치(20)를 도 3에 도시한 1단 침강장치(10A) 및 2단 침강장치(10B)의 위치에 설치할 수도 있다.

도 3에 도시한 바와 같이, 침강장치(10A)(10B)(20)를 3단으로 설치하고 1단 침강장치(10A) 및 2단 침강장치(10B)에는 각각 1열 침사판(11a)과 2열 침사판(11b)을 구비하고 3단 침강장치(20)는 1열을 이루는 흡착제가 내재된 침사판(21)을 설치 하는 것이 바람직하다.

여기서, PE 재질로 형성된 침사판(11a)(11b)은 수조몸체(1)의 폭방향을 전체적으로 가로막아 유속이 느려지도록 하여 미세입자가 침강되도록 하는 한편, 유수되는 틈새를 가지도록 하기 위하여 서로 일정한 이격폭(D)을 두고 다수개가 일렬을 이루어서 배치되는데, 간단히 표현해서 '커튼식'이라고 말할 수 있다.

그리고, 흡착제가 내재된 침사판(21)의 경우에는, 도 7에 도시한 바와 같이 수조몸체(1)의 폭방향을 가로막아 유속이 느려지도록 하여 미세입자가 침강되도록 함과 동시에, 침사판(21)에 내재된 흡착제를 통과하면서 흡착여과시키는 기능도 하게 된다.

도 4 내지 도 6에 나타나 있듯이, 1단 침강장치(10A) 및 2단 침강장치(10B)에는 각각 앞에 배치된 1열 침사판(11a)과 바로 뒤에 배치된 2열 침사판(11b)으로 이루어지는데, 상기 1열 침사판(11a) 및 2열 침사판(11b)들이 각각 이루는 이격폭(D)이 서로 엇갈리게 배열되어 있다. 구체적으로 설명하면, 1열 침사판(11a)들이 이루는 이격폭(D) 위치의 바로 뒤에서 2열 침사판(11b)들이 각각 위치된다.

상기 1단/2단 침강장치(10A)(10B)는 수조몸체(1)의 폭방향에 대응되는 측벽(6)(7) 상단부에서, 수조몸체(1)의 길이방향에 대하여 그 설치 위치를 자유롭게 이동시켜 부착할 수 있도록 지지프레임(13)이 양편에 구비되고, 상기 지지프레임(13) 사이에서 연결대(12a)(12b)가 각각 결합되며, 각각의 침사판(11a)(11b) 상단부를 연결대(12a)(12b)에 볼트 등의 고정수단으로 고정시켜 이루어진다.

상기 지지프레임(13)은 수조몸체(1)의 측벽(6)(7) 상단부에 용접방식에 의해 고정할 수 있고, 지지프레임(13)을 측벽(6)(7) 상단부에 볼트 및 너트에 의해 고정하여 그 위치를 다르게 할 경우에는 분리하여 새로운 위치에서 간편하게 고정할 수 있다.

한편, 침사판(11a)(11b)은 PE 재질로 형성되어, 유속에 의해 어느 정도 탄력적으로 하단부가 휘어질 수 있으나, 잦은 휘어짐으로 인해 부러지는 것을 방지할 수 있도록 하기 위하여 상기 연결대(12a)(12b)를 축으로 하여 일정각도 회전되도록할 수 있다.

도 3에 도시한 바와 같이, 1단/2단 침강장치(10A)(10B)는 수조몸체(1)의 길이방향에 대하여 일정거리를 두고서 적어도 2개 이상 설치하여, 즉 2단 이상의 다단으로 설치되는데, 앞에 위치한 1단 침강장치(10A)를 통과한 오염수에 포함되어 있는, 즉 1단 침강장치(10A)에서 미처 처리되지 않은 미세물질을 뒤에 위치한 2단 침강장치(10B)에 의해서 다시 한번 침강 작용이 일어나도록 함으로써, 침강장치에 의한 미세물질 처리효율을 보다 향상시킬 수 있다.

상기 침사판(11a)(11b)의 이격폭(D)은 10cm 정도, 1열 침사판(11a)과 2열 침사판(11b) 사이는 20cm 정도로 하는 것이 적합하다.

도 3에서 수조몸체(1)의 중간부위에 가상선인 이점쇄선 수직선에 도면부호(8)로 표기한 것은, 수조몸체(1)를 상기한 수직선상에서 두 부분으로 나누어진 분리형으로 제작하여 그 부위를 방수처리가 되게 이음결합할 수 있다는 것을 나타낸 것이다. 이는 대용량이 요구되는 지역에 본 발명에 따른 비점오염원 처리시설을 설치하는 경우에 수조몸체(1)를 중간 연결형으로 제작하여, 운반이 용이하게 하여 설치시에 이음결합할 수 있다. 설치시에는 맞대어진 이음부(8)에 플랜지가 형성되어 있으므로 용접 및 볼트에 의해 결합한 후, 타르 에폭시수지에 의해 방수처리를 하는 것은 당연하다.

도 7에 도시한 바와 같이, 3단 침강장치(20)도 1단/2단 침강장치(10A)(10B)와 마찬가지로 수조몸체(1)의 폭방향에 대응되는 측벽(6)(7) 상단부에서, 수조몸체(1)의 길이방향에 대하여 그 설치 위치를 자유롭게 이동시켜 부착할 수 있도록 지지프레임(23)이 양편에 구비되고, 상기 지지프레임(23) 사이에서 연결대(22)가 결합되며, 침사판(21)은 흡착제가 내재된 섬유질 망을 고정틀(24)에 의해 외측부를 고정시켜 이루어진다.

여기서, 수조몸체(1)의 바닥면에 수직상태로 설치된 비점오염원 저감장치(100)는, 흡착여과재(120)를 이루는 섬유질 망(121)과 상기 3단 침강장치(20)의 침사판(21)에서 사용하는 섬유질 망은 부직포대, 코코아 섬유 등을 이용할 수 있다.

상기 3단 침강장치(20)에 구성된 침사판(21)은 흡착제가 내재된 섬유질 망을 간편하게 설치하고 교체할 수 있도록 하기 위하여, 상기 고정틀(24)의 상단부에는 연결대(22)에 위에서 아래로 간편하게 걸을 수 있도록 '

'자형 걸림구(도면부호 미기재)가 일체적으로 결합되어 있다.

상기 침사판(21)의 흡착여과 기능을 다하여 흡착제가 내재된 섬유질 망을 교체하고자 할 때에는 고정틀(24)을 연결대(22)에서 들어주면 걸림구에 의해 쉽게 분 리되고, 고정틀(24)에 있는 섬유질 망을 꺼낸 다음 새것으로 간편하게 교체하여 재결합할 수 있다.

이와 마찬가지로 비점오염원 저감장치(100)에 구성된 흡착여과재(120)도 하우징(110) 내부에 삽입된 섬유질 망(121)을 쉽게 꺼내어서 간편하게 교체할 수 있으며, 다른 방법으로 수조몸체(1)에 결합된 고정구(114)를 해제시켜 하우징(110)을 분리하여 교체한 다음 하우징(110)을 수조몸체(1)에 재결합할 수도 있다.

이렇게 흡착여과재(120)를 교환하는 것이 편리하므로, 비점오염원 저감장치(100)를 유지/관리하는데 용이하다.

상기 3단 침강장치(20)도 1단/2단 침강장치(10A)(10B)와 마찬가지로 지지프레임(23)을 수조몸체(1)의 측벽(6)(7) 상단부에 용접방식에 의해 고정할 수 있고,측벽(6)(7) 상단부에 볼트 및 너트에 의해 고정함으로써, 그 위치를 다르게 할 경우에는 분리하여 새로운 위치에서 간편하게 고정할 수 있다.

여기서, 초기강우 유출수인 경우에는 비교적 유량이 많고, 짧은 시간에 유출되기 때문에 여과속도가 빨라야 하기 때문에, 빠른 여과속도를 가지면서도 높은 여과효율을 유지하기 위해서 흡착제로는 입경이 어느 정도 큰 것을 사용하여야 하는데, 내부 공극이 많은 다공성 흡착제를 사용하여 내부여과를 하는 것이 좋으며, 다공성 흡착제는 미세입자를 공극사이에서 물리적으로 포획하거나 표면이나 기공에 흡착함으로써 부유물질을 여과하며 공극율이 크기 때문에 내부여과가 일어난다. 내부여과가 되면 흡착제의 표층부터 내부까지 여과가 일어나므로 여과효율이 좋고 그 사용기간이 길어지는 효과가 있다.

따라서, 중금속 및 미세한 토사의 입자를 포집에 효과적인 흡착제를 사용하는 것이 좋은데, 비점오염원 저감장치(100)의 흡착여과재(120)에 사용하는 흡착제(122)와, 3단 침강장치(20)의 침사판(21)에서 사용하는 흡착제로는 갈대, 톱밥, 목재파쇄조각(woodchip) 중 선택된 적어도 하나 이상을 포함하여 사용하는 것이 바람직하다. 상기한 흡착제들은 모두 비표면적이 큰 다공성을 가지므로 미세한 토사입자 및 중금속을 흡착,여과하는데 있어 입자성 오염물질과 용존성 오염물질의 제거효율의 증대를 기대할 수 있고 비용측면에서도 매우 저렴하여 경제적인 잇점이 있다.

그런데, 상기 흡착제로 입자상 활성탄(GAC), 여과사(Sand), 퍼라이트(Perlite), 제오라이트(Zeolite) 중에서 선택하여 사용할 수도 있음은 물론이다.

일반적으로 오염물질에는 토사(모래나 흙), 철조각 등과 같은 입자상 오염물질과, 기름이나 유지류 등과 같이 물보다 비중이 작으면서 액상인 오염물질, 물에 용해되는 용존성 물질 등이 있다. 이러한 오염물질들 중에는 상기 PE 재질로 된 침사판(11a)(11b)의 침강 작용에 의해서 효과적으로 제거되지 않는 오염물질이 있을 수 있는데, 이를 상기 흡착제(122)가 내재된 흡착여과재(120)에서 흡착여과시키게 되고, 침사판(21)에서도 흡착여과시키게 된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 비점오염원 처리시설의 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.

유입부벽(2)의 상단부를 통하여 오염수가 유입되면, 1단 침강장치(10A), 2단 침강장치(10B) 및 3단 침강장치(20)를 차례로 거치게 되는데, 이때 오염수는 1단 침강장치(10A)에서 엇갈리게 배열된 1열 침사판(11a) 및 2열 침사판(11b)에 부딪혀서 이동속도가 느려지게 되어 중력에 의해서 비중이 큰 입자상의 오염물질은 자연적으로 바닥으로 가라앉으며, 바닥에 형성되어 있는 호퍼(5)에 퇴적되고, 퇴적물은 인양기 또는 진공흡입펌프 등을 이용하여 주기적으로 분리수거하게 된다.

이렇게 1단 침강장치(10A)의 침사판(11a)(11b) 틈새를 통과한 물은 2단 침강장치(10B)쪽으로 흘러가며, 2단 침강장치(10B)에서 1단 침강장치(10A)에 의해 미처 처리하지 못한 미세입자가 다시 한번 침강 작용이 일어나므로, 침강장치에 의한 미세물질 처리효율을 보다 향상시킬 수 있다. 이때, 주기적으로 물 위에 뜬 물보다 비중이 작은 입자상의 오염물질은 주기적으로 걷어내어 제거한다.

다음으로, 2단 침강장치(10B)를 통과한 물은 3단 침강장치(20)를 거치게 되는데, 구체적으로는 흡착제가 내재된 침사판(21)을 통과하면서 1단/2단 침강장치(10A)(10B)에 의해서 침강되지 않은 잔여 오염물질을 침강시키는 것은 물론이고, 제거되지 않은 오염물질(미처리된 중금속 또는 난분해성 물질)을 흡착시켜 여과시킨다.

최종적으로는 유출부벽(3) 내측에 형성된 유출트라프(4)를 통하여 집수 배출된다.

이와 같은 작용을 함에 있어서, 상기 침강장치(10A)(10B)는 수조몸체(1)의 바닥면과 이격높이(H)를 두고 설치되어 있기 때문에, 강우량이 적은 경우에는 수조 몸체(1)로 유입되는 강우 유출수의 양이 이격높이(H)에 미치지 못해서 침강장치(10A)(10B)를 거치지 않고 이격높이(H) 사이로만 흘러가서 강우 유출수에 포함되어 있는 오염물질이 그대로 유출되는 일이 발생될 우려가 있다.

이렇게 강우량이 적은 경우에는, 수조몸체(1)의 바닥면에서 수직상태로 설치된 비점오염원 저감장치(100)에 의해서 이를 방지하게 되는 것이다.

상기 비점오염원 저감장치(100)는 침강장치(10A)(10B)의 이격높이(H)보다 높게 형성되고, 상기 수조몸체(1)의 폭방향 길이에 대응되게 형성되어 수조몸체(1)의 내부 하측을 가로막고 있으므로, 이격높이(H) 사이로 흘러가는 오염수가 하우징(110)의 전면 및 배면 전체에 걸쳐서 일정간격을 두고 다수개 형성된 통공(113)을 통해 하우징(110)의 내부공간에 삽입되어 있는 흡착여과재(120)를 통과하면서 비점오염물질이 흡착에 의해 제거된 후, 여과된 처리수는 전면에 형성된 통공(113)을 통해 빠져나오게 됨에 따라 강우 유출수에 포함되어 있는 토사를 비롯한 오염물질이 비점오염원 저감장치(100)에 의해 제거된다.

강우 유출수에 포함되어 있는 비점오염물질의 분포를 살펴보면, 초기 강우 유출수의 경우에만 오염물질이 집중적으로 포함되어 있고, 일정시간이 경과한 후 지속 강우 유출수의 경우에는 오염물질이 거의 포함되지 않은 것을 알 수 있다.

이에 따라, 비점오염원 저감장치(100)는 상기한 바와 같은 비점오염원 처리시설에는 하나 정도만 설치하여도 무난하다 할 수 있겠으나, 설치하는 비점오염원 처리시설에 따라서는, 예를 들어 처리용량이 큰 규모를 갖고 있는 시설에는 그 수 조몸체(1)의 바닥면에서 길이방향으로 일정간격을 두고 다수개를 배치할 수도 있음은 물론이다. 이는 후술하는 도수로(200)에서 적용할 수 있다.

본 발명에 따른 비점오염원 처리시설은 특히, 건설현장에서 토사유출 저감을 위한 침사지 내에 적용할 수 있고, 전처리 공정인 침강지내에 용이하게 설치할 수 있으며, 침사지 및 침강지 내 시설규모에 따라 본 발명을 2개 또는 3개 나란하게 설치하여 2열 또는 3열로 다양하고 용이하게 적용이 가능하며, 침강장치의 침사판이 커튼식으로 장착되어 강우 유출수의 미세입자 접촉면적을 넓히고 충돌기회를 높임으로써 흡착 및 침강효율 증대할 수 있다.

도 8 내지 도 10은 본 발명에 따른 비점오염원 저감장치를 도수로에 설치한 모습을 보인 도면으로, 도 8은 일부 절개 사시도, 도 9는 도 8의 평면도이고, 도 10은 도 7의 우측면도이다.

도 8에 도시한 바와 같이, 일반적으로 도수로(200)는 일정길이를 갖는 단위 수로를 연속적으로 연결하여 설치되는 것으로, 도수로(200)의 내부로 흐르는 물에 포함된 비점오염물질을 흡착하여 제거함으로써 비점오염물질의 농도를 저하시킬 수 있도록 하기 위하여 비점오염원 저감장치(100)를 설치함으로써, 도수로(200)를 비점오염원 처리시설로 이용할 수 있다.

상기 도수로(200)에 설치하는 비점오염원 저감장치(100)는 도 1을 참조하여 앞에서 설명한 바와 같이, 하우징(110)의 내부공간에 흡착여과재(120)가 삽입되는 구성은 모두 동일하다. 다만, 하우징(110)을 도수로(200)의 내부 바닥면에 고정하 는 설치구조에 있어 차이가 있을 뿐이다.

상기 하우징(110)의 높이는, 도수로 측벽(210)(220)의 내측면 높이보다는 낮게 형성되고, 도수로(200)의 내부 폭방향 길이에 대응되게 형성된다.

한편, 상기 도수로(200)에는 비점오염원 저감장치(100)를 그 내부 바닥면에 서 수직상태로 설치할 수 있도록 하기 위하여, 도수로 측벽(210)(220)의 양쪽 내측면 바닥면에는 위를 향하여 일정높이 돌출되게 내측면 바닥턱(230)이 도수로(200)의 길이방향을 따라 형성되며, 상기 내측면 바닥턱(230)에서 폭방향에 대응되는 위치에는 절개홈(240)이 형성되도록 설계되어서 콘크리트로 타설, 제작한 것이다.

이렇게 도수로(200)에 형성되어 있는 절개홈(240)에 비점오염원 저감장치(100)의 하우징(110) 양측면 부위를 끼워넣으면 비점오염원 저감장치(100)를 도수로(200)의 내부 바닥면에서 수직상태로 세워져서 도수로(200)의 내부 폭방을 가로막고 있게 되며, 도수로(200)의 내부로 흐르는 물에 포함되어 있는 토사를 비롯한 오염물질이 비점오염원 저감장치(100)에 의해서 제거된다.

도 8에 나타나 있듯이, 비점오염원 저감장치(100)의 하우징(110) 높이가 도수로 측벽(210)(220)의 내측면 높이보다 낮게 형성되어 있는데, 그 이유는 이미 앞에서 설명하였듯이, 초기 강우 유출수의 경우에만 오염물질이 집중적으로 포함되어 있고, 일정시간이 경과한 후 지속 강우 유출수의 경우에는 오염물질이 거의 포함되지 않기 때문이기도 하며, 다른 한편으로 도수로(200)의 내부를 전체적으로 가로막을 수 있는 높이로 형성하는 경우에는 도수로(200)를 통해 흐르는 물의 흐름 속도가 비점오염원 저감장치(100)에 의해 느려지면서 도수로 측벽(210)(220)을 통해 넘 치게 될 수 있기 때문이다.

한편, 비점오염원 저감장치(100)를 도수로(200)의 길이방향을 따라 일정간격을 두고 연속적으로 설치할 수 있는데, 이때, 각각의 하우징(110)에 삽입되는 흡착여과재(120)에서 사용하는 흡착제(122)를 서로 다른 것을 사용하거나, 처리 대상지의 특성에 맞는 흡착제를 적용함으로써, 보다 효율적으로 비점오염물질을 저감시키는 기능을 수행할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 비점오염원 저감장치 및 이를 이용한 비점오염원 처리시설에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 비점오염원 저감장치에 대한 도면으로, 도 1은 일부 절개 사시도이고, 도 2는 도 1의 좌측면도이다.

도 3 내지 도 7은 본 발명에 따른 비점오염원 저감장치를 이용한 비점오염원 처리시설의 전체 구성을 보인 도면으로, 도 3은 정단면도, 도 4는 평면도, 도 5는 도 4의 A-A선 절단부 단면도, 도 6은 도 4의 B-B선 절단부 단면도, 도 7은 도 4의 C-C선 절단부 단면도이다.

도 8 내지 도 10은 본 발명에 따른 비점오염원 저감장치를 도수로에 설치한 모습을 보인 도면으로, 도 8은 일부 절개 사시도, 도 9는 도 8의 평면도이고, 도 10은 도 7의 우측면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 비점오염원 처리시설의 수조몸체

6, 7 : 비점오염원 처리시설의 측벽

100 : 비점오염원 저감장치 110 : 하우징

111 : 개구부 112, 113 : 통공

114 : 결합편 114a : 결합공

115 : 고정구 120 : 흡착여과재

121 : 섬유질 망 122 : 흡착제

200 : 도수로 210, 220 : 도수로 측벽

230 : 내측면 바닥턱 240 : 절개홈

Claims (8)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 수조몸체(1)의 폭방향으로 설치되는 침강장치가 구비되고, 상기 침강장치는 수조몸체(1)의 바닥면과 이격높이를 두면서, 수직상태로 배치되는 적어도 하나 이상의 침사판을 포함하는 비점오염원 처리시설에 있어서,

   상기 침사판은 흡착제가 내재된 섬유질 망을 고정틀에 의해 외측부를 고정시켜 이루어지되,

   상기 수조몸체의 바닥면에 수직상태로 설치되고 일정높이를 가지는 비점오염처리장치를 포함하는 비점오염원 처리시설.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 침강장치는 침사판이 2열로 배치되어 앞에 위치하는 1열 침사판(11a)과 바로 뒤에 위치하는 2열 침사판(11b)으로 이루어지고, 상기 1열 침사판 및 2열 침사판들이 각각 이루는 이격폭(D)이 서로 엇갈리게 배열되며,

   상기 비점오염원 처리장치는 상기 침강장치의 이격높이보다는 높게 형성되고, 상기 수조몸체(1)의 폭방향 길이에 대응되는 폭으로 이루어져 내부공간을 가지면서 상부에 개구부(111)가 형성되고, 전면과 배면 전체에 걸쳐서 일정간격을 두고 다수개의 통공(113)이 형성된 하우징(110)이 고정수단에 의해서 수조몸체(1)의 바 닥면에서 수직상태로 설치되고, 상기 하우징(110)의 개구부(111)를 통하여 착탈 가능하게 흡착여과재(120)가 삽입되는 것을 특징으로 하는 비점오염원 처리시설.
6. 일정길이를 갖는 단위 수로를 연속적으로 연결하여 설치되는 도수로(200)의 내부에 비점오염원 저감장치(100)를 설치함으로써 비점오염원 처리시설이 이루어지되,

   상기 도수로(200)는, 도수로 측벽(210)(220)의 양쪽 내측면 바닥면에서 위를 향하여 일정높이 돌출되게 내측면 바닥턱(230)이 도수로(200)의 길이방향을 따라 형성되고, 상기 내측면 바닥턱(230)에서 폭방향에 대응되는 위치에는 절개홈(240)이 형성되며,

   상기 비점오염원 저감장치(100)는, 상기 도수로 측벽(210)(220)의 내측면 높이보다는 낮게 형성되고, 상기 도수로(200)의 내부 폭방향 길이에 대응되게 형성되어 내부공간을 가지면서 상부에 개구부(111)가 형성되고, 전면과 배면 전체에 걸쳐서 일정간격을 두고 다수개의 통공(113)이 형성된 하우징(110)과, 상기 하우징(110)의 개구부(111)를 통하여 착탈 가능하게 삽입되는 흡착여과재(120)를 포함하여 이루어져, 상기 도수로(200)의 절개홈(240)에 상기 하우징(110) 양측면 부위를 끼워넣음으로써, 상기 비점오염원 저감장치(100)를 도수로(200)의 내부 바닥면에서 수직상태로 설치되는 것을 특징으로 하는 비점오염원 처리시설.
7. 제 5 항에 있어서,

   상기 하우징(110)을 수조몸체(1)에 고정하는 고정수단으로써, 상기 하우징(110)의 폭방향으로 양쪽 끝부위에서 결합공(114a)이 형성된 결합편(114)이 구비되고,

   상기 결합편(114)의 결합공(114a)을 통해 고정구(115)를 결합하여 수조몸체의 내측면에 고정되도록 한 것을 특징으로 하는 비점오염원 처리시설.
8. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,

   상기 흡착여과재(120)는 섬유질 망(121)의 내부에 흡착제(122)가 내재되어 이루어지며,

   상기 흡착제(122)로는 갈대, 톱밥, 목재파쇄조각(woodchip) 중 선택된 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 비점오염원 처리시설.

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