KR100991836B1 - 비점오염원 저감 장치 - Google Patents

비점오염원 저감 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 비점오염원 저감 장치에 관한 것으로, 유입된 우수의 비교적 입자가 큰 낙엽 및 기타 오물 등과 같은 협잡물을 제거하는 침강조(20)와, 상기 침강조(20)를 통하여 유입되는 우수를 일정 시간 체류시켜 초기 우수에 함유된 비점오염원 및 고형물을 침전시키는 저류조(30)와, 상기 저류조(30)의 배수수단(D2)을 통하여 배출되는 우수가 유입되는 우수 유입 트랜치(trench : 43)와, 상기 저류조(30)에서 월류되는 우수가 유입되는 월류 우수 유입 트렌치(43')와, 상기 우수 유입 트렌치(43) 및 월류 우수 유입 트렌치(43')의 좌우에 형성된 절흔(v-notch : 45, 45')을 통하여 우수가 유입되는 여과 공간(42) 및 격벽(40a)에 의하여 구분되고 역세척에 사용된 폐수를 저류하는 역세폐수저류공간(41)을 구비하는 여과조(40)와; 상기 침강조(20), 여과조(40) 및 역세수 저장조(50)에 연결되고, 역세수 저장조(50)에 잔류하는 잔류수를 우수관으로 배수하는 역세배수관(D31)과, 상기 역세배수관(D31)의 일부에 설치된 펌프(D32)를 구비하는 역세배수 수단(D3)이 설치되며, 역세수 저장조(50)의 우수를 침강조(20), 저류조(30) 및 여과조(40)의 여과 공간(42)으로 공급하여 각각 역세척이 이루어지도록 하는 역세수 저장조(50)와; 상기 역세수 저장조(50)를 통하여 유입되는 우수를 방류하는 방류조(60)를 구비하여, 침전물이 우수관으로 유입되지 않도록 함과 동시에 침전물과 상층부의 우수를 용이하게 분리하여 배출할 수 있고, 초기의 비점오염원을 많이 함유하고 있는 우수만을 저류하여 침전분리시키고 나머지 상등수는 여과 후 우수관으로 순환시킴으로써 저류조의 용량을 크지 않게 하고, 자체의 여과된 우수를 역세척에 이용할 수 있으며, 동력을 자체적으로 이용할 수 있도록 하여 경제적인 효과를 얻을 수 있다.

Description

비점오염원 저감 장치{Apparatus of reducing the nonpoint pollution source}
본 발명은 비점오염원 저감 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 침전물이 저류조로 유입되지 않도록 함과 동시에 침전물과 상층부의 우수를 용이하게 분리하여 배출할 수 있고, 초기의 비점오염원을 많이 함유하고 있는 우수만을 저류시켜 비점오염원을 침전 분리시키고, 나머지 상등수는 여과 후 우수관으로 순환시킴으로써 침강조의 용량을 크지 않게 하고, 자체 여과된 우수를 역세척에 사용할 수 있으며, 과도한 우수의 유입시 별도로 침투정을 부가적으로 설치 가능하고, 동력을 자체적으로 이용할 수 있도록 하여 경제적인 효과를 얻을 수 있도록 하는 비점오염원 저감 장치에 관한 것이다.
일반적으로 비점 오염원(Non-point Source Pollution)이란 점 오염원과는 달리 넓은 지역에 여기저기 산재해 있는 오염물질을 의미한다. 즉, 농경지, 목장, 삼림 벌채지, 광산, 도시의 각종 공사장, 주차장, 도로 등의 지역으로부터 발생하는 농약, 비료, 분요, 기름 등의 각종 오염 물질이 비점 오염원에 해당되는 것이다.
이와 같은 비점 오염원은 비가 내리면 우수와 함께 하천이나 호소로 흘러들어 수질을 오염시키는 원인이 되고 있다.
따라서, 비점 오염원이 포함된 우수는 하천이나 호소로 흘러들어가기 전에 가둔 상태에서 여러 단계의 침전이나 여과 과정을 거쳐 비점 오염원을 처리한 후, 배출시키는 것이 일반적이다.
이와 같이 우수를 가두고 비점 오염원을 처리하는 시설을 비점 오염원 저감장치라 하는데, 상기 비점 오염원 저감장치는 크게 최초 우수가 유입되도록 하면서 그 중 비중이 큰 비점 오염원은 침강시키고, 비중이 작은 비점 오염원은 부상시켜 걸러내기 위한 침강조; 및 침강조를 거친 우수에 녹아 있거나 부유하고 있는 작은 크기의 비점 오염원을 걸러내고, 우수를 배출시키기 위한 여과조;로 구분된다.
그러나, 통상의 침강조는 우수가 계속 유입되면서 침강조에서 일정시간 체류되도록 한 다음 우수 유입구 반대편의 격벽 상부로 우수가 월류하도록 구성되어 있지만, 최근에는 침강조에서 적어도 12시간 이상 동안 우수가 체류하도록 하여 비점오염원이 완전히 침전된 우수만을 배출토록 하고 있어 우수가 계속적으로 유입되도록 하기 위해서는 침강조의 용량이 커져야 하는 단점이 있다.
또한, 우수가 침강조에서 일정시간 체류되도록 한 다음 우수 유입구 반대편의 격벽 상부로 우수가 월류하도록 구성되는 통상의 침강조는 우수 유입이 정지되면 침강조 전체에 우수가 가득차게 되어 이를 하수관으로 배출할 경우 하수 처리에 많은 시간과 비용이 소요되는 단점이 있다.
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상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 많은 연구가 진행되고 있다.
예를 들어, 특허 제592038호에는 "오폐수가 저장되는 침강조와; 상기 침강조의 내부에 부상(浮上)가능하게 설치되며, 그 내부가 플레이트에 의하여 상부 및 하부공간으로 구획되며 상기 침강조의 오폐수가 그 하부로 유입되는 케이스와, 상기 플레이트로부터 하측으로 돌출되며, 그 하단선상에는 수면이 형성되어 표면장력 및 수두차이에 의하여 오폐수중 상등수가 분리되어 내부로 유입되어 상승하는 다수의 물 이동관과, 상기 케이스 측면의 플레이트가 위치하는 하부에 부착되어 외부의 공기가 주입되는 공기 유입관과, 상기 케이스의 상면에 부착되어 케이스 내부의 공기가 배출되는 공기 배출관과, 상기 케이스의 상부 공간에 연통되어 최상단 수면의 물을 침강조 외부로 배출하는 유출수 배관으로 이루어짐으로써, 내부공기가 배출되는 경우 침강조의 오폐수가 그 내부로 유입되어 수면을 형성함으로써 공기와 수면간에 발생하는 표면장력에 의하여 오폐수로부터 분리된 상등수를 수두차이에 의하여 상승시켜서 상기 침강조의 외부로 배출시키며, 공기가 유입되는 경우 그 내부에 공기가 충전되어 수면을 가압함으로서 상등수의 외부유출을 방지하는 반응조와; 그리고 상기 침강조의 수면위에 부상하여 상기 반응조와 연결됨으로써 상기 반응조가 일정 위치를 유지할 수 있도록 하는 부구를 포함하는 오폐수의 상등수 분리장치"가 기재되어 있고, 특허 제917473호에는 배출수지 또는 집수정 일측면의 하측을 관통하여 수직으로 설치되되, 수직부분에는 상등수가 유입되도록 유입공이 형성된 적어도 1개 이상으로 설치되는 회수관과; 상기 회수관을 따라 상하로 이동하며, 일측에 적어도 1개 이상의 상등수 유입구가 형성되어 상등수를 집수하여 집수된 상등수를 회수관으로 공급하는 상하이동 수평관과; 상기 상하이동 수평관의 일측에 설치되어 상하이동 수평관에 부력을 부여하는 적어도 1개 이상으로 설치되는 부력체와; 상기 회수관과 상하이동 수평관 사이 회수관 외측에 설치되되, 상기 회수관에 일측이 고정되고, 타단이 상하이동 수평관의 하측에 설치되어 상하이동 수평관에 형성된 상등수 유입구로 유입되는 상등수외에 다른 물이 회수관의 유입공으로 유입되는 것을 차단하는 신축가능한 차단관으로 구성됨을 특징으로 하는 무동력 자동 상등수 집수장치"가 기재되어 있다.
그러나, 상기와 같은 상등수 배출장치는 침강조로 유입된 물이 일정 기간 동안 체류하지 못하고 상부의 물이 자동적으로 외부로 배출되는 단점이 있어 비점오염원 저감 장치용으로 적용하기 어려운 단점이 있었다.
또한, 비점 오염원 저감 장치는 장기간 사용시 침강조의 오염 물질이 침전되는 등 오염 저감 장치의 기능이 저하된다. 이를 위하여 침강조의 세척이 필요하나, 일반적 비점 오염원 저감 장치는 세척을 위하여 외부에서 별도의 물이 공급되어야하는 단점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 침전물이 우수관으로 유입되지 않도록 함과 동시에 침전물과 상층부의 우수를 용이하게 분리하여 배출할 수 있고, 초기의 비점오염원을 많이 함유하고 있는 우수만을 저류시켜 비점오염원을 침전 분리시키고, 나머지 상등수는 여과 후 우수관으로 순환시킴으로써 침강조의 용량을 크지 않게 하고, 자체 여과된 우수를 역세척에 사용할 수 있으며, 과도한 우수의 유입시 별도로 침투정을 부가적으로 설치 가능하고, 동력을 자체적으로 이용할 수 있도록 하여 경제적인 효과를 얻을 수 있는 비점오염원 저감 장치를 제공하는 데 있다.
상술한 목적 뿐만 아니라 용이하게 표출되는 다른 목적들을 달성하기 위하여 본 발명의 비점오염원 저감장치는 유입된 우수 중 비교적 입자가 큰 낙엽 및 기타 오물 등과 같은 협잡물을 제거하는 침강조와; 상기 침강조를 거친 우수를 일정 시간 체류시켜 초기 우수에 함유된 비점오염원 및 고형물을 침전시키는 저류조와; 상기 저류조의 배수수단을 통하여 배출되는 우수가 유입되는 우수 유입 트랜치(trench)와, 상기 우수 유입 트렌치의 좌우에 형성된 절흔(v-notch)을 통하여 우수가 유입되는 여과 공간 및 격벽에 의하여 구분되고 역세척에 사용된 폐수를 저류하는 역세폐수저류공간을 구비하는 여과조와; 침강조, 여과조 및 역세수 저장조에 연결되며, 역세척 후 남아 있는 잔류수를 우수관으로 배수하는 역세배수관과, 상기 역세배수관의 일부에 역세배수펌프가 설치되며, 역세수 저장조의 우수를 침강조 및 여과조의 여과 공간으로 공급하여 각각 역세척이 이루어지도록 하는 역세수 저장조와; 상기 역세수 저장조를 통하여 유입되는 우수를 방류하는 방류조와; 필요에 따라 부가적으로 설치되는 침투정을 구비한다.
본 발명에 따른 비점오염원 저감 장치는 침전물이 우수관으로 유입되지 않도록 함과 동시에 침전물과 상층부의 우수를 용이하게 분리하여 배출할 수 있고, 초기의 비점오염원을 많이 함유하고 있는 우수만을 저류시켜 비점오염원을 침전 분리시키고, 나머지 상등수는 여과 후 우수관으로 순환시킴으로써 침강조의 용량을 크지 않게 하고, 자체 여과된 우수를 역세척에 사용할 수 있으며, 과도한 우수의 유입시 별도로 침투정을 부가적으로 설치 가능하고, 동력을 자체적으로 이용할 수 있도록 하여 경제적인 효과를 얻을 수 있었다.
도 1은 본 발명 장치의 개략적인 평면 개념도.
도 2는 본 발명 장치의 개략적인 단면 개념도.
도 3은 도 2의 a부 확대도.
도 4는 도 2의 b부 확대도.
도 5a 및 도 5b는 도 2의 b부 구조 예시도.
도 6은 도 1의 A-A'선 단면 개념도.
도 7은 도 1의 B-B'선 단면 개념도.
도 8a 내지 도 8e는 본 발명 장치의 작동 상태를 나타내는 순서도.
도 9는 본 발명 장치 중 부가적으로 설치 가능한 침투정의 개략도이다.
본 발명을 첨부 도면에 의거하여 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명 장치의 개략적인 평면 개념도이며, 도 2는 본 발명 장치의 개략적인 단면 개념도이고, 도 3은 도 2의 a부 확대도이며, 도 4는 도 2의 b부 확대도이고, 도 5a 및 도 5b는 도 2의 b부 구조 예시도이며, 도 6은 도 1의 A-A'선 단면 개념도이고, 도 7은 도 1의 B-B'선 단면 개념도이며, 도 8a 내지 도 8e는 본 발명 장치의 작동 상태를 나타내는 순서도이고, 도 9는 본 발명 장치 중 부가적으로 설치 가능한 침투정의 개략도이다.
본 발명에 따른 비점오염원 저감 장치(1)는 유입된 우수의 비교적 입자가 큰 낙엽 및 기타 오물 등과 같은 협잡물을 제거하는 침강조(20)와, 상기 침강조(20)를 통하여 유입되는 우수를 일정 시간 체류시켜 초기 우수에 함유된 비점오염원 및 고형물을 침전시키는 저류조(30)와, 상기 저류조(30)의 배수수단(D21, D22)을 통하여 배출되는 우수가 유입되는 우수 유입 트랜치(trench : 43)와, 상기 저류조(30)에서 월류되는 우수가 유입되는 월류 우수 유입 트렌치(43')와, 상기 우수 유입 트렌치(43) 및 월류 우수 유입 트렌치(43')의 좌우에 형성된 절흔(v-notch : 45, 45')을 통하여 우수가 유입되는 여과 공간(42) 및 격벽(40a)에 의하여 구분되고 역세척에 사용된 폐수를 저류하는 역세폐수저류공간(41)을 구비하는 여과조(40)와; 상기 침강조(20), 여과조(40) 및 역세수 저장조(50)에 연결되고, 역세수 저장조(50)에 남아있는 잔류수를 우수관으로 배수하는 역세배수관(D31)과, 상기 역세배수관(D31)의 일부에 역세배수펌프(D32)가 설치되며, 역세수 저장조(50)의 우수를 침강조(20), 저류조(30) 및 여과조(40)의 여과 공간(42)으로 공급하여 각각 역세척이 이루어지도록 하는 역세수 저장조(50)와; 상기 역세수 저장조(50)를 통하여 유입되는 우수를 방류하는 방류조(60)를 구비한다.
또한, 본 발명에 따른 비점 오염원 저감 장치가 소규모 시설에 적용되는 경우에는 배수로로부터 상기 침강조(20)로 우수가 일정량만 유입되도록 하는 우수 유입관(10)을 더 구비할 수도 있다.
뿐만 아니라, 본 발명에 따른 비점 오염원 저감 장치는 대규모 시설에 적용되거나 급격한 우수 유입량의 증가시 처리되지 않은 우수를 신속하게 처리하기 위하여 침강조(20)와 저류조(30)를 단순히 상부로 월류한 우수를 처리하기 위한 침투조(70)를 더 구비할 수도 있다.
상기 우수유입관(10)은 우수의 유입이 가능하도록 하거나 차단할 수 있는 제1 차폐밸브(11)가 중단에 설치되고, 제1 차폐밸브(11) 전방에 분기관(12)이 연결 구성되며, 분기관(12) 중간에 제2 차폐밸브(13)가 설치되고, 분기관(12)의 분기점 전방에 강우시가 아닐 때 오염물질의 유입을 방지하기 위한 차단밸브(14)가 설치된다.
상기 제1 차폐밸브(11) 및 제2 차폐밸브(13)는 도 3 및 도 4에 도시된 센서(34, 35)에 의하여 감지되는 신호에 따라 작동하게 되고, 차단밸브(14)는 체크밸브를 사용하여 우수가 일정량 이상 유입되게 되면 자동으로 개방되고 우수의 유입이 없으면 차단되도록 한다.
상기 침강조(20)는 우수 유입관(10)을 통하여 유입된 우수로부터 낙엽과 같은 부유물을 분리하며, 협잡물을 침전시켜 제거한다. 제거된 부유물 및 협잡물은 오수배출수단(D11, D12)을 통하여 하수 폐수관을 통하여 외부로 배출된다. 또한, 침강조(20)의 일측에는 곡관형 유공관(22)이 설치되어 부유물 및 입자가 큰 협잡물이 제거된 우수가 저류조(30)로 유입될 수 있도록 한다.
상기 곡관형 유공관(22)은 침강조(20)에 설치되는 부분에 다수의 통공(22a)이 형성되어 부유물 및 오물을 제거하여 우수가 저류조(30)로 유입될 수 있도록 하고, 저류조(30)에 설치되는 부분의 높이가 침강조(20)에 설치되는 부분의 높이 보다 낮게 하여 저류조(30)에 잔존하는 우수의 배수가 용이하도록 한다.
또한, 침강조(20)와 저류조(30)를 구획하는 격벽(23) 일측 하부에 역지변이 포함된 이송관(24)이 설치되고, 격벽(20) 상부에 단턱(25)이 형성된다. 상기 역지변이 포함된 이송관(24)은 역세수가 저류조(30)로부터 침강조(20)로 이송되도록 하는 것이고, 단턱(25)은 과도한 우수 유입이 있을 경우 우수가 침강조(20)로부터 직접 월류하여 저류조(30)로 이송되도록 하는 것이다.
상기 저류조(30)는 비점오염원 및 고형물이 침전된 상층부의 우수를 여과조(40)로 배출되도록 하는 배수관(D21)과 배수펌프(D22)에 동력을 제공하기 위한 동력원(P)을 구비하며, 저류조(30)의 지붕(R)에 접철식 배관(32)이 삽설되는 통공(31a)이 형성되어 있는 부구(31)가 승하강하도록 가이드하는 유도관(33)이 연결 설치되며, 유도관(33) 내부에 중심에 통공(31a)이 형성된 부구(31)가 삽설되고, 부구(31) 중심을 관통하여 접철식 배관(32)과 배수관(D21)이 연결 구성되고, 유도관(33)에 부구(31)의 승하강에 의하여 수위를 감지하는 센서(34, 35)가 구비된다. 그리고, 상기 접철식 배관(32)은 플렉서블 호스(flexible hose)로 대체가 가능하다.
또한, 상기 부구(31) 및 유도관(33)은 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이 각각 돌기(PT) 또는 요홈(G)을 구비하여 승하강 중 이탈되지 않도록 구성된다. 이를 보다 상세히 설명하면, 상기 부구(31) 및 유도관(33) 중 어느 하나는 승하강을 유도하는 돌기(PT)를 구비하고, 다른 하나는 요홈(G)을 구비할 수 있다.
또한, 도 5a에 도시된 바와 같이, 상기 부구(31)가 상기 유도관(33) 내부에 삽입되어 승하강을 할 수 있는 형태로 이루어질 수 있으며, 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 유도관(33) 외부에 부구(31)가 도우넛과 같은 형태로 외삽되어 승하강을 할 수 있는 형태로 이루어질 수도 있다.
그리고, 상기 침강조(20) 및 저류조(30)는 하부면이 경사면으로 이루어져 상기 오수배출관(D11) 및 역지변이 포함된 이송관(24)이 설치된 부분이 가장 낮게 구성된다. 이는 상기 침강조(20) 및 저류조(30)에서 침전되는 비점오염원 및 고형물이 오수배출수단(D11, D12) 및 역지변이 포함된 이송관(24)을 통하여 효과적으로 배출되도록 하기 위함이다.
또한, 상기 배수관(D21)은 접철식 배관(32)과 연결 구성되고, 제1배수관(D21)의 중간에는 비점오염원 및 고형물이 침전된 상층부의 우수를 여과조(40)로 배출되도록 하기 위한 배수펌프(D22)가 설치된다.
또한, 오수배출펌프(D12)와 배수펌프(D22)에 동력을 제공하기 위한 동력원(P)은 태양에너지를 전기에너지로 전환시킬 수 있는 태양전지판(P1), 태양전지판(P1)에서 발생된 전기를 저장하는 축전지(P2) 및 배수펌프(D22), 오수배출펌프(D12) 및 역세배수펌프(D32)에 전원을 공급하기 위한 전선(P3)으로 구성된다.
상기 여과조(40)는 상기 저류조(30)에서 유입되는 우수에 함유된 입자가 작은 비점오염원을 흡착하며, 상기 저류조(30)의 배수수단(D21, D22)을 통하여 배출되는 우수가 유입되는 우수 유입 트렌치(43)와, 상기 저류조(30)에서 월류되는 우수가 유입되는 월류 우수 유입 트렌치(43')와, 상기 우수 유입 트렌치(43) 및 월류 우수 유입 트렌치(43')의 좌우에 형성된 절흔(v-notch : 45, 45')을 통하여 우수가 유입되는 여과 공간(42) 및 격벽(40a)에 의하여 구분되고 역세척에 사용된 폐수를 저류하는 역세폐수저류공간(41)을 구비하여 이루어진다.
상기 여과 공간(42)은 자갈층(42a) 및 자갈층(42a) 상의 모래층(42b)이 형성되어 유입되는 우수에 함유된 입자가 작은 비점오염원을 제거할 수 있다.
또한, 저류조(30)와 여과조(40)를 구획하는 격벽(37) 일측 하부에 역지변이 포함된 이송관(38)이 설치되고, 격벽(37) 상부에 단턱(39)이 형성된다. 상기 역지변이 포함된 이송관(38)은 역세수가 역세폐수저류공간(41)으로부터 저류조(30)로 이송되도록 하는 것이고, 단턱(39)은 과도한 우수 유입이 있을 경우 우수가 저류조(30)로부터 직접 월류하여 여과조(40)로 이송되도록 하는 것이다.
뿐만 아니라, 역세폐수저류공간(41)은 여과 공간(42)을 역세척시킨 폐수를 일시 저류하며, 격벽(23, 37)에 설치된 역지변이 포함된 이송관(24,38)을 통해 역세척된 폐수를 저류조(30)와 침강조(20)로 이송시킨 후, 오수배출수단(D11, D12)을 통해 하수배출관으로 배출시킨다.
상기 역세수 저장조(50)는 여과조(40)에서 여과된 우수를 저장한다. 역세척은 강우 종료 후에 이루어지며, 역세수 저장조(50)에 저장되는 우수, 즉, 역세수는 역세배수 수단(D31, D32)을 통하여 이동하여 침강조의 곡관형 유공관(22) 및 여과조(40)를 세척한다. 상기 역세배수 수단(D3)은 침강조(20)의 곡관형 유공관(22), 여과조(40) 및 역세수 저장조(50)에 연결되고, 역세척 후 역세수 저장조(50)에 남아있는 잔류수를 우수관으로 배수하는 역세배수관(D31)과, 상기 역세배수관(D31)의 일부에 설치된 역세배수 펌프(D32)로 구성되며, 역세수 저장조(50)의 우수를 침강조(20) 및 여과조(40)의 여과 공간(42)으로 공급하여 각각 세척이 이루어지도록 한다. 이때, 역세배수 펌프(D32)는 일반적인 정역 펌프로 구성되며, 상기 동력원(P)으로부터 동력이 공급된다.
상기 방류조(60)는 상기 역세수 저장조(50)에서 월류된 우수를 외부로 방류한다.
상기 방류조(60) 후단에는 2중관으로 구성되어 있되 내부관(71) 상부에 잔존하는 유분을 흡착하기 위한 흡착포(72)가 설치되고, 외부관(73) 하부에 방류조(60)로 부터 우수가 유입되도록 하는 우수유입구(74)가 형성되어 방류조(60)의 방류구(61)와 연결 구성되는 침투정(70)이 설치된다. 또한, 침투정(70) 하부로 자연 침투되는 우수량이 침투정(70)으로 유입되는 우수량 보다 적을 경우에는 단순히 관 형상으로 제조되는 제2침투정(미도시)을 연결할 수 있도록 하는 우수배출관이 상부에 설치되고, 내부에는 내부관(71)의 흡착포(72)를 통과하지 못한 유분이나 고형물이 모아지도록 하는 것으로 절곡부(75)가 형성된 환형의 슬러지 저장부(76)가 형성된다.
상기 제2침투정은 침투되는 우수량을 산정하여 다수개가 설치될 수 있다.
본 발명에 따른 비점오염원 저감 장치는 제어수단(미도시)과 연결되어 구성되며, 제어수단은 유량계와 수위계로 이루어지며, 펌프 구동수단은 제어 수단에 의해 배수펌프(D22), 오수배출펌프(D12) 및 역세배수 펌프(D32)를 구동시킨다. 또한, 제어 수단은 밸브 개폐 수단을 제어하여 제1 차폐밸브(11) 및 제2 차폐밸브(13)를 개폐시킨다.
상기와 같은 본 발명의 비점오염원 저감 장치의 작동 상태를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 4a에 도시된 바와 같이 강우시 배수로로부터 우수유입관(10)을 통하여 우수가 유입되면 제1 차폐밸브(11)는 개방된 상태에서 우수가 침강조(20)로 유입되게 된다.
우수가 침강조(20)으로 유입되고, 침강조(20) 내부로 우수가 점차 차오르게 되면 곡관형 유공관(22)의 통공(22a)으로 우수가 유입되고, 유입되는 우수의 양이 증가하게 되면 곡관형 유공관(22)의 일단을 통하여 우수가 저류조(30)로 이송되게 된다. 이때 우수에 함유된 부유물은 통공(22a)을 통과하지 못하여 침강조(20)의 하부에 잔존하게 되며, 강우 종료 후 오수배출수단(D11, D12)에 의하여 하수관으로 배출된다.
그 후, 저류조(30)에서 일정 시간 이상 동안 경과하게 되면 비점오염원 및 고형물이 저류조 하부에 침전된 상태에서 제어수단에 의하여 배수펌프(D22)가 가동되어 상층부의 우수가 여과조(40), 역세수 저장조(50) 및 방류조(60)를 통하여 배수되며, 우수가 배수됨에 따라 부구(31)가 하부로 내려오게 되어 하부센서(35)에 의하여 신호가 발생되게 되고, 발생된 신호를 제어수단이 감지하여 배수펌프(D22)의 가동을 중지시키고 침강조(20)의 오수배출펌프(D12)를 가동하여 비점오염원 및 고형물이 침전된 침강조(20) 하층부의 우수가 하수관으로 배출되도록 하고, 이 후역세배수 펌프(D32)를 가동하여 침강조(20)의 곡관형 유공관(22)과 여과조(40)의 여과공간(42)을 역세한 다음 역세수 저장조(50)에 남아 잇는 잔류수를 우수관으로 배수한다. 마지막으로 침강조(20)에서 오수배출펌프(D12)를 재가동하여 미리 계산된 비점오염원 및 고형물이 침전된 하층부의 우수량 만큼 하층부의 우수를 배수시킨 후, 오수배출펌프(D12)의 가동을 중지시킴과 동시에 제1 차폐밸브(11)를 개방시키고, 제2 차폐밸브(13)를 폐쇄시켜 최초의 상태가 유지되도록 한다.
그리고, 태양전지판(P1)은 태양에너지를 전기에너지로 전환하여 축전지(P2)에 축전시키고, 축전지(P2)에 저장된 전원은 제어수단에 의하여 본 발명의 장치를 구동하기 위한 에너지원으로 사용되며, 전력량이 많이 축전될 경우에는 다른 곳으로 전용하여 사용할 수도 있어 효과적이다. 물론, 본 발명의 장치를 구동하기 위한 전원으로 일반 전원을 사용할 수 있음은 자명하다.
한편, 상기 역세배수 펌프(D32)는 본 발명의 비점오염원 저감 장치(1)의 침강조(20)의 곡관형 유공관(22) 및 여과조(40)를 세척하기 위하여 강우가 종료가 된 후 작동한다. 제어 수단의 제어 신호를 통하여 역세배수 펌프(D32)가 작동하면, 역세수 저장조(50)의 우수는 침강조(20)의 곡관형 유공관(22) 및 여과조(40)의 여과 공간(42)으로 공급되고, 이에 의하여 역세척이 진행된다.
뿐만 아니라, 과다한 우수의 유입이 일어날 경우 격벽(20) 상부에 형성된 단턱(25)을 통하여 우수가 침강조(20)로부터 저류조(30)로 직접 월류하도록 하고, 저류조(30)와 여과조(40)를 구획하는 격벽(37) 상부에 형성된 단턱(39)을 통하여 우수가 저류조(30)로부터 여과조(40)로 직접 월류되도록 한다.
상기 여과조(40)로 월류되는 우수는 월류 우수 유입 트렌치(43')로 유입되고, 월류 우수 유입 트렌치(43')의 좌우에 형성된 절흔(v-notch : 45')을 통하여 우수가 여과 공간(42)으로 유입되도록 한다.
상기와 같이 본 발명에 따른 비점오염원 저감 장치(1)는 입자가 큰 부유물 및 비점오염원이 저류조(30)로 유입되지 않도록 함과 동시에 침전물과 상층부의 우수를 용이하게 분리하여 배출할 수 있다. 또한, 초기의 비점오염원을 많이 함유하고 있는 우수만을 저류시키고 나머지는 우수관으로 순환시킴으로써 저류조의 용량을 크지 않게 하고, 동력을 자체적으로 이용할 수 있도록 하여 경제적인 효과를 얻을 수 있다. 그리고, 여과된 우수의 일부를 침강조(20)의 곡관형 유공관(22) 및 여과조(40)의 세척에 이용할 수 있어 경제적인 효과가 더욱 크다.
1 : 비점오염원 저감 장치 10 : 우수유입관
20 : 침강조 30 : 저류조
40 : 여과조 50 : 역세수 저장조
60 : 방류조 70 : 침투정

Claims (13)

  1. 유입된 우수 중 협잡물을 제거하는 침강조(20)와,
    상기 침강조(20)를 통하여 유입되는 우수를 일정 시간 체류시켜 초기 우수에 함유된 비점오염원 및 고형물을 침전시키는 저류조(30)와,
    상기 저류조(30)의 배수수단(D21, D22)을 통하여 배출되는 우수가 유입되는 우수 유입 트랜치(trench : 43)와, 상기 저류조(30)에서 월류되는 우수가 유입되는 월류 우수 유입 트렌치(43')와, 상기 우수 유입 트렌치(43) 및 월류 우수 유입 트렌치(43')의 좌우에 형성된 절흔(v-notch : 45, 45')을 통하여 우수가 유입되는 여과 공간(42) 및 격벽(40a)에 의하여 구분되고 역세척에 사용된 폐수를 저류하는 역세폐수저류공간(41)을 구비하는 여과조(40)와;
    상기 침강조(20), 여과조(40) 및 역세수 저장조(50)에 연결되고, 역세수 저장조(50)에 남아 있는 잔류수를 우수관으로 배수하는 역세배수관(D31)과, 상기 역세배수관(D31)의 일부에 역세배수펌프(D32)가 설치되며, 역세수 저장조(50)의 우수를 침강조(20), 저류조(30) 및 여과조(40)의 여과 공간(42)으로 공급하여 각각 역세척이 이루어지도록 하는 역세수 저장조(50)와;
    상기 역세수 저장조(50)를 통하여 유입되는 우수를 방류하는 방류조(60)를 구비하는 것을 특징으로 하는 비점오염원 저감장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 우수의 유입이 가능하도록 하거나 차단할 수 있는 제1 차폐밸브(11)가 중단에 설치되고, 제1 차폐밸브(11) 전방에 분기관(12)이 연결 구성되며, 분기관(12) 중간에 제2 차폐밸브(13)가 설치되고, 분기관(12)의 분기점 전방에 강우시가 아닐 때 오염물질의 유입을 방지하기 위한 차단밸브(14)가 설치된 우수유입관(10)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 비점오염원 저감 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 침강조(20) 및 저류조(30)에 각각 일측이 위치하며, 상기 침강조(20)에 위치하는 부분에 다수의 통공이 형성된 곡관형 유공관(22)을 구비하여 입자가 큰 비점오염원을 제거하여 우수가 저류조(30)로 유입되도록 하며, 상기 침강조(20)에 설치되는 역세수 배관(D31)은 상기 곡관형 유공관(22)에 설치되는 것을 특징으로 하는 비점오염원 저감장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 침강조(20)와 저류조(30)를 구획하는 격벽(23) 일측 하부에 역지변이 포함된 이송관(24)이 설치되고, 격벽(20) 상부에 단턱(25)이 형성되는 것을 특징으로 하는 비점오염원 저감장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 저류조(30)는 비점오염원 및 고형물이 침전된 상태에서 상층부의 우수를 여과조(40)로 배출되도록 하는 배수펌프(D22)와 배수펌프(D22)에 동력을 제공하기 위한 동력원(P)을 구비하며, 저류조(30)의 지붕(R)에 접철식 배관(32)이 삽설되는 통공(31a)이 형성되어 있는 부구(31)가 승하강하도록 가이드하는 유도관(33)이 연결 설치되며, 유도관(33) 내부에 중심에 통공(31a)이 형성된 부구(31)가 삽설되고, 부구(31) 중심을 관통하여 접철식 배관(32)과 배수관(D22)이 연결 구성되고, 유도관(33)에 부구(31)의 승하강에 의하여 수위를 감지하는 센서(34, 35)가 구비되는 것을 특징으로 하는 비점오염원 저감장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 부구(31) 및 유도관(33)은 각각 돌기(PT) 또는 요홈(G) 중 어느 하나를 구비하는 것을 특징으로 하는 비점오염원 저감장치.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 부구(31)가 상기 유도관(33) 내부에 삽입되어 승하강을 할 수 있는 것을 특징으로 하는 비점오염원 저감장치.
  8. 제 5 항에 있어서, 상기 유도관(33) 외부에 부구(31)가 도우넛과 같은 형태로 외삽되어 승하강을 할 수 있는 것을 특징으로 하는 비점오염원 저감장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 침강조(20) 및 저류조(30)는 하부면은 경사면으로 이루어져 오수배출관(D11) 및 역지변이 포함된 이송관(24)이 설치된 부분이 가장 낮게 구성되는 것을 특징으로 하는 비점오염원 저감 장치.
  10. 제 1 항 있어서, 상기 저류조(30)와 여과조(40)를 구획하는 격벽(37) 일측 하부에 역지변이 포함된 이송관(38)이 설치되고, 격벽(37) 상부에 단턱(39)이 형성된 것을 특징으로 하는 비점오염원 저감 장치.
  11. 제 5 항에 있어서, 상기 동력원(P)은 태양에너지를 전기에너지로 전환시킬 수 있는 태양전지판(P1), 태양전지판(P1)에서 발생된 전기를 저장하는 축전지(P2) 및 오수배출펌프(D12), 배수펌프(D22), 역세배수펌프(D32)에 전원을 공급하기 위한 전선(P3)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 비점오염원 저감 장치.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 여과조(40)의 여과 공간(42)에는 자갈층(42a) 및 자갈층(42a) 상의 모래층(42b)이 형성된 것을 특징으로 하는 비점오염원 저감 장치.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기방류조(60) 후단에는 2중관으로 구성되어 있되 내부관(71) 상부에 잔존하는 유분을 흡착하기 위한 흡착포(72)가 설치되고, 외부관(73) 하부에 방류조(60)로 부터 우수가 유입되도록 하는 우수유입구(74)가 형성되어 방류조(60)의 방류구(61)와 연결 구성되는 침투정(70)이 더 설치되는 것을 특징으로 하는 비점오염원 저감 장치.


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