KR101032421B1 - 빗물 재이용 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 빗물 재이용 장치에 관한 것으로서, 건물로부터 집수되는 빗물이 유입되는 유입관과; 상기 유입관을 통하여 유입되는 빗물 내에 조대 입자를 제거하는 초기 우수 여과 장치와; 지하에 매설되어 상기 초기 우수 여과 장치로부터 여과된 빗물을 저장하는 저류조; 및 상기 저류조의 빗물을 2차 여과 및 살균하는 미세 여과 및 살균 장치를 포함한다.

Description

빗물 재이용 장치{RAINWATER RECYCLING SYSTEM}
본 발명은 빗물 재이용 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 건물의 지붕면으로부터 집수된 물을 유입시켜 처리하여 재이용하는 장치로서, 초기 우수내 조대 입자를 제거하기 위한 여과장치와 처리된 물을 저류할 수 있는 저류조로 구성된 빗물 재이용 장치에 관한 것이다.
우리나라는 세계적으로 볼 때 물 부족 국가에 속해 있고, 이를 해결하기 위한 효율적인 수자원의 확보 및 활용 방안이 시급히 요구되고 있는 실정이며, 그 대안(代案)으로는 빗물을 효율적으로 이용하는 방법들이 다각적으로 검토 및 개발되고 있다.
우리나라의 경우 연간 강수량이 세계 연평균 강수량보다 높아 빗물이 풍부한 나라이다. 그러나, 강수가 대부분 여름에 집중되고 겨울이나 봄에는 비가 거의 오지 않으므로, 이 빗물을 효율적으로 이용하는 것이 어려운 실정이다.
빗물을 저장 및 활용하는 방법으로서, 학교, 공공시설 및 가정 등에서는 빗물 저류조와 같은 저장탱크를 만들어 빗물을 저장하고, 저장된 물을 생활용수나 조경용수, 소방용수 등으로 활용하고 있다.
일반적으로, 빗물 저류조란 빗물을 일시적으로 저장하여 멈추게 하고 필요시 방출할 수 있는 저장장치를 말한다. 최근 하천 유역의 도시화가 급격히 진행되고 건물이 증가하며 지표의 포장률이 증대됨에 따라 자연침투 능력을 가진 토양면적이 현저하게 감소하게 되었고, 이에 따라 도시지역의 유하능력(流下能力)도 부족하게 되었다.
이로 인해 매년 홍수시에 많은 인명과 재산 피해를 가져오게 되었고, 이런 문제를 해결하기 위한 대책으로 홍수시 빗물을 일시 저장하고, 가뭄 등에 의해 하천의 유입 수량이 적거나 지하수 고갈시 저장된 빗물을 방류할 수 있는 저류조가 설치되고 있다.
그런데, 빗물은 대기 중의 여러 오염물질을 함께 씻어내리며 지표면에서도 각종 오염물질을 함께 가지고 이동하므로, 이러한 빗물을 이용하기 위해서는 빗물 속에 포함된 오염 물질의 처리가 선결되어야만 한다. 그러나, 종래에는 빗물을 단순히 저장하는 저류조만이 설치되어 있을 뿐이며, 저류조에 유입되는 초기 우수를 여과하는 장치 등이 설치되어 있지 않아 저류조 내의 물의 수질이 악화되어 빗물을 재이용하는 데에는 한계가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 유입 유량이 적고 오염 물질이 많지 않은 건물의 지붕 등으로부터 유입되는 빗물을 여과하여 양질의 재이용수를 확보할 수 있는 빗물 재이용 장치를 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 건물로부터 집수되는 빗물이 유입되는 유입관과; 상기 유입관을 통하여 유입되는 빗물 내에 조대 입자를 제거하는 초기 우수 여과 장치와; 지하에 매설되어 상기 초기 우수 여과 장치로부터 여과된 빗물을 저장하는 저류조; 및 상기 저류조의 빗물을 2차 여과 및 살균하는 미세 여과 및 살균 장치를 포함하는 빗물 재이용 장치를 제공한다.
또한, 상기 초기 우수 여과 장치는, 측면에 상기 유입관이 연결되고, 하부면에 상기 저류조와 연결되는 유출관이 설치되는 하우징과; 상기 하우징 내에 배치되고, 상기 유출관이 연결된 출구를 감싸도록 형성되어 빗물을 외측에서 중심방향으로 여과하는 여과 필터; 및 상기 하우징의 상부에 개폐가능하게 설치되는 덮개를 포함할 수 있다.
또한, 상기 여과 필터는 철망이 중첩된 금속 재질의 원통형으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 하우징의 측면에는 바이패스관이 더 설치될 수 있다.
또한, 상기 하우징의 출구 측에는 내측으로 돌출된 유출관 연결부가 형성되고, 상기 유출관 연결부와 상기 유출관은 상기 여과 필터의 탈착을 위해 스크류 형태로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 하우징의 하단부에는 드레인 밸브가 설치된 드레인관이 더 연결되어 하우징 내부의 협잡물을 제거할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 빗물 재이용 장치는 초기 우수 여과 장치, 여과 및 살균 장치를 통하여 빗물로부터 조대 입자, 미세 입자 및 미생물 등을 제거하여 양질의 재이용수로 만들어 활용할 수 있고, 여과 필터의 교체 등이 용이하여 빗물 재이용 장치의 유지 및 보수가 용이하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 빗물 재이용 장치의 개략도이다.
도 2는 도 1의 빗물 재이용 장치 중 초기 우수 여과 장치의 사시도이다.
도 3은 도 2의 초기 우수 여과 장치의 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 빗물 재이용 장치에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 빗물 재이용 장치의 개략도이고, 도 2는 도 1의 빗물 재이용 장치 중 초기 우수 여과 장치의 사시도이며, 도 3은 도 2의 초기 우수 여과 장치의 단면도이다.
먼저, 도 1을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 빗물 재이용 장치(100)는 건물(10)의 지붕면으로부터 집수된 물을 1차 여과하는 초기 우수 여과 장치(20)와, 1차 여과된 빗물을 저장하는 저류조(30) 및 저류된 빗물을 미세 여과 및 살균하는 미세 여과 장치(40) 및 살균 장치(50)를 포함한다.
초기 우수 여과 장치(20)는 지붕면으로부터 집수된 초기 빗물로부터 조대 입자를 제거한다. 건물(10)의 지붕면과 초기 우수 여과 장치(20) 사이에는 유입관(60)이 연결되어 빗물이 초기 우수 여과 장치(20)로 유입되고, 초기 우수 여과 장치(20)와 저류조(30) 사이에는 유출관(70)이 연결되어, 1차 여과된 빗물이 저류조(30)로 이송된다.
저류조(30)에 저장된 빗물은 이송 펌프(80)에 의해, 미세 여과 장치(40) 및 살균 장치(50)로 순차적으로 이송되어 빗물의 2차 여과 및 살균 처리가 진행된다. 미세 여과 장치(40)는 마이크로 여과(Micro filtration) 필터 및 울트라 여과(Ultra filtration; UF) 필터와 필요할 경우 역삼투압(Reverse Osmosis; RO)필터를 포함할 수 있다.
살균장치(50)는 UV소독, 염소 소독, 오존 장치 등을 포함할 수 있다.
초기 우수 여과 장치(20)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 하우징(21)과, 하우징(21) 내에 설치되어 빗물을 1차 여과하는 여과 필터(22) 및 하우징(21)의 상부에 개폐가능하게 설치되는 덮개(23)를 포함한다.
하우징(21)은 일예로 원통형으로 형성되고, 측면의 일 지점에 유입관(60)이 연결되며, 하부면 중앙에는 유출관(70)이 연결된다. 유입관(60)은 하우징(21)의 내측으로 연장된 후 하우징(21)의 내벽과 여과 필터(22) 사이 영역의 하부 방향으로 절곡된다. 따라서, 유입관(60)을 통하여 하우징(21)의 내부로 유입되는 빗물은 여과 필터(22)로 직접 분사되지 않고, 하우징(22)의 하부면을 향하여 유입되어 채워진 후 여과 필터(22)에 의해 중심방향으로 여과된다.
하우징(21)의 하부면 중앙에는 유출관(70)과의 결합을 위한 유출관 연결부(24)가 형성된다. 유출관 연결부(24)는 하우징(21)의 내측으로 돌출되는 원통부로 이루어질 수 있다. 유출관 연결부(24)의 내면과 유출관(70)의 외면에는 스크류 결합될 수 있도록 형성하여 착탈이 용이하게 할 수 있다. 또한, 유출관 연결부(24)는 하우징(21)의 하부 바닥면보다 높게 형성되기 때문에 여과 필터(22)를 통과한 입자들 중 하우징(21)의 바닥면에 침전한 입자들이 유출관(70)으로 유입하는 것을 방지하는 기능을 한다. 하우징(21) 하단부에는 드레인관(27)이 연결되고, 이 드레인관(27)에는 드레인 밸브(28)가 설치되어 개폐됨으로써, 하우징(21) 내부에 침전된 협잡물들을 외부로 배출하여 제거하는 기능을 할 수 있다.
그리고, 여과 필터(22)는 유출관 연결부(24)를 감싸면서 하우징(21) 내벽과 간격을 두고 배치된다. 일예로, 여과 필터(22)는 하우징(21)의 형상과 동일한 원통형으로 이루어질 수 있다. 이러한 여과 필터(22)는 조대 입자를 여과할 수 있도록 철망을 중첩한 형태로 이루어질 수 있다. 또한, 여과 필터(22)는 폐색시 손쉽게 이물질을 제거할 수 있고, 이물질 유입에 따른 손상이 적어 반영구적으로 사용할 수 있도록 스테인레스와 같은 금속 재질로 이루어질 수 있다. 일 예로서, 여과필터(22)는 SUS망으로 이루어짐으로써, 협잡물을 주기적으로 제거만 해주면 교체할 필요없이 반영구적으로 사용할 수 있다.
본 실시예에서는, 하우징(21) 및 여과 필터(22)가 원통형으로 이루어졌으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 그 형상은 직육면체형 등 다양하게 변형될 수 있다.
또한, 하우징(21)의 상부면에는 일예로 덮개(23)가 힌지 결합되어 회전함으로써, 작업자가 덮개(23)를 회전 개폐하여 여과 필터(22)를 용이하게 유지관리 할 수 있다. 하우징(21)의 측면의 다른 일 지점에는 빗물이 오버플로우되는 바이패스관(25)이 연결 설치된다. 이러한 바이패스관(25)은 일시적으로 빗물의 투입량이 증가하거나, 저류조(30)가 막히는 경우에 빗물을 인위적으로 외부로 배출하여 빗물이 역류하는 현상을 방지하는 기능을 한다. 또한, 바이패스관(25)은 하우징(21) 내의 여과 필터(22)의 유지관리 여부를 알려주는 기능을 할 수도 있다. 즉, 여과 필터(22)가 막혀 여과율이 저하되는 경우, 하우징(21) 내의 빗물 수위가 상승하여 바이패스관(25)을 통하여 빗물이 나오거나, 유출되는 빗물의 유량이 증가하는 것을 보고, 작업자는 여과 필터(22)의 유지관리 여부를 판단할 수 있다.
상기와 같은 구성을 갖는 빗물 재이용 장치(100)의 작동에 대해서 살펴보면, 먼저, 건물(10)의 지붕면에 떨어져 처마로 수집되는 빗물이 유입관(60)을 통하여 초기 우수 여과 장치(20)의 하우징(21) 내부로 유입된다. 유입된 빗물은 하우징(21) 내벽과 여과 필터(22)의 사이의 하우징(21) 바닥면을 향하여 유입된 후, 여과 필터(21)의 중심방향으로 이동하면서 조대 입자가 1차로 걸러진다. 그 후, 1차 여과된 빗물은 유출관 연결부(24)를 넘어 유출관(70)을 통하여 저류조(30)로 자연 유하되어 저장된다.
저류조(30)에 저장된 빗물은 갈수기 등의 물이 부족한 시기에 이송 펌프(80)의 작동에 의해 미세 여과 장치(40) 및 살균 장치(50)를 거쳐 2차 여과 및 살균 처리가 된 후 생활용수 등으로 사용된다. 여기서, 생활용수는 살균 장치(50)를 거친 빗물을 인출하여 사용할 수 있고, 기타 다른 용수는 미세 여과 장치(40)만을 거친 빗물을 인출하여 사용할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
10: 건물 20: 초기 우수 여과 장치
21: 하우징 22: 여과 필터
23: 덮개 24: 유출관 연결부
25: 바이패스관 27: 드레인관
28: 드레인 밸브 30: 저류조
40: 미세 여과 장치 50: 살균 장치
60: 유입관 70: 유출관
80: 이송 펌프 100: 빗물 재이용 장치

Claims (6)

  1. 건물로부터 집수되는 빗물이 유입되는 유입관;
    상기 유입관을 통하여 유입되는 빗물 내에 조대 입자를 제거하는 초기 우수 여과 장치;
    지하에 매설되어 상기 초기 우수 여과 장치로부터 여과된 빗물을 저장하는 저류조; 및
    상기 저류조의 빗물을 2차 여과 및 살균하는 미세 여과 및 살균 장치를 포함하고,
    상기 초기 우수 여과 장치는,
    측면에 상기 유입관이 연결되고, 하부면에 상기 저류조와 연결되는 유출관이 설치되는 하우징;
    상기 하우징 내에 배치되고, 상기 유출관이 연결된 출구를 감싸도록 형성되어 빗물을 외측에서 중심방향으로 여과하는 여과 필터; 및
    상기 하우징의 상부에 개폐가능하게 설치되는 덮개를 포함하는 것을 특징으로 하는 빗물 재이용 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 여과 필터는 철망이 중첩된 금속 재질의 원통형으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 빗물 재이용 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 하우징의 측면에는 바이패스관이 더 설치되는 것을 특징으로 하는 빗물 재이용 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 하우징의 출구 측에는 내측으로 돌출된 유출관 연결부가 형성되고,
    상기 유출관 연결부와 상기 유출관이 상기 여과 필터의 탈착을 위해 스크류 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 빗물 재이용 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 하우징의 하단부에는 드레인 밸브가 설치된 드레인관이 더 연결되는 것을 특징으로 하는 빗물 재이용 장치.
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