KR101142345B1

KR101142345B1 - 비점오염 저감 종합처리장치

Info

Publication number: KR101142345B1
Application number: KR1020120010270A
Authority: KR
Inventors: 임상준
Original assignee: 주식회사 고려산업
Priority date: 2012-02-01
Filing date: 2012-02-01
Publication date: 2012-05-02

Abstract

본 발명은 비점오염 종합 처리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 강우유출수에 포함된 비점오염원을 3단계 수처리 공정으로 여과시켜 여과수를 활용할 수 있도록 하고, 운전 중 여과재 표면에 이물질이 침착되어 여과 효율이 저하되면 자동으로 역세척이 이루어지되, 수처리 공정 및 역세척 공정에 동력이 필요치 않은 비점오염 저감 종합처리장치에 관한 것이다.

Description

비점오염 저감 종합처리장치{Non-point source contaminant treatment apparatus}

최근 저탄소 녹색성장 등 환경에 대한 중요성과 관심도가 상승하고 있다. 그 중 물에 대한 중요성이 부각되고 있고, 기상 이변 및 지구 온난화 등으로 가뭄 현상이 발생하여 수원 확보가 어려워 농작물이 말라 죽는 등 물로 인해 어려움을 겪는 경우가 종종 발생한다.

또한, 산업이 고도 성장됨에 따라 발생되는 오폐수 및 생활하수로 수질이 심각하게 오염되어 수생태계 보전에도 어려움이 뒤따르며, 지하수 역시 고갈되어가는 등 물 부족 현상을 주변에서 쉽게 볼 수 있다.

그럼에도 불구하고 천연자원인 빗물을 하천이나 호수, 강 또는 바다로 그냥 흘려보내는 경우가 대부분이다. 따라서, 물부족 현상을 극복하기 위하여 이러한 빗물을 활용하는 것이 하나의 방법이 되겠다.

그러나, 비는 특정 상황을 제외하면 상당히 넓은 범위에 동시 다발적으로 내리기 때문에 강우시 빗물은 각종 쓰레기, 먼지, 기름 등 다양한 종류의 오염 물질이 상당수 혼합되어 흐르게 된다.

이처럼, 도시, 도로, 농지, 산지 또는 공사장 등의 불특정 장소에서 불특정하게 수질오염물질을 배출하는 오염 배출원을 비점오염원(非點汚染源:Non-Point Source)이라 한다. 비점오염원의 수질오염물질이 섞여 유출되는 빗물 또는 눈 녹은 물 등을 강우유출수(降雨流出水)라 하며, 이때 강우유출수를 저장하여 곧바로 활용하기에는 무리가 있으므로 이를 활용 가능한 상태가 되도록 오염물질을 제거하여야 한다. 이러한, 강우유출수에 함유된 오염물질을 제거하거나 감소시키는 시설을 비점오염저감시설(非點汚染低減施設)이라 한다.

한편, 비점오염원의 오염도는 각종 오염물질이 씻겨지는 강우 초기에 가장 심한데, 이러한 초기의 강우유출수에는 낙엽, 비닐 등 각종 비행성 이물질(이하 '비행물질')과, 자동차 윤활유 등 유성 이물질(이하 '유분')과, 흙먼지, 모래, 유기물 등의 혼합성 이물질(이하 '협잡물')이 다량 포함되어 있으므로, 비점오염저감시설은 이들 초기 강우유출수를 한곳으로 집수한 후 비점오염물질을 저감시킨 후 활용하도록 하여, 물 부족 현상 극복 및 환경오염 감소 기능을 동시에 수행할 수 있어야 한다.

이러한 비점오염저감시설에 관하여 종래에는 비행물질 제거장치, 유분 분리장치, 협잡물 침전장치 등을 수조 형태로 단순히 늘어놓고 동력펌프 등을 사용하거나, 수조의 상등수를 취하는 방법을 활용하여 각 조에서의 유출수의 이송이 이루어지도록 하였다.

그러나, 이러한 종래의 기술들은 각 장치를 일렬로 형성하여야 하므로 넓은 설치 면적이 필요하였고, 또한, 여과재 표면에 이물질이 쌓일 경우 이를 모터펌프 등 별도의 동력원을 이용하여 역세척하여야 하는 문제가 있었다.

KR 10-1089756 (등록번호) 2011.11.29

본 발명은, 강우유출수에 포함된 비점오염원을 3단계 수처리 공정으로 여과시켜 여과수를 활용할 수 있도록 하되, 각 수처리 공정에 동력이 필요치 않은 비점오염 저감 종합처리장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은, 운전 중 여과재 표면에 이물질이 침착되어 여과 효율이 저하되면 자동으로 역세척이 이루어지되, 역세척 공정에 동력이 필요치 않은 비점오염 저감 종합처리장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은, 강우유출수가 유입되어 강우유출수 내 비행물질을 걸러내어 유분과 협잡물이 포함된 현탁액을 유량조절조로 공급하는 스크린조와; 상기 스크린조의 하부에 설치되어서 상기 스크린조에서 공급된 현탁액을 저장하여 복합침전기로 공급하되, 이상수위현상시 상기 스크린조에서 공급되는 현탁액을 차단하는 유량조절조;를 포함하여 구성되는 스크린부착 유량조절조와; 상기 스크린부착 유량조절조로부터 현탁액을 공급받아 하방으로 협잡물을 하강시키는 중앙회전로와; 상기 중앙회전로 외주연을 감싸도록 구비되어서 상기 중앙회전로에서 상등된 현탁액을 상기 중앙회전로를 중심으로 회전시켜 상방으로 유분을 분리시키는 유수분리조와; 상기 유수분리조를 감싸도록 구비되어서 상기 유수분리조에서 유분이 분리된 현탁액을 공급받아 선회시켜 고형물질을 하방으로 분리하는 응집조; 및 상기 응집조를 감싸도록 구비되어서 상기 응집조에서 고형물질이 분리된 현탁액을 공급받아 플러그를 하방으로 분리시키고 상등수를 급속여과기로 공급하는 침전조;를 포함하여 구성된 복합침전기와; 상기 복합침전기로부터 상등수를 공급받아 실탱크에 공급하는 해드탱크와; 상기 해드탱크로부터 상등수를 공급받아 여과기 본체에 공급하는 실탱크와; 상기 실탱크로부터 상등수를 공급받아 여과하여 여과수를 배출하는 여과실 및 여과실의 여과 효율이 떨어질 때 여과실을 역세척하기 위한 역세척수를 저장하는 역세척수 저장실을 포함하여 구성되는 여과기 본체; 및 상기 여과실이 역세척되도록 싸이폰 현상을 유발하는 수봉조;를 포함하여 구성되는 급속여과기; 및 상기 복합침전기의 하부에 침전된 복합협잡물을 외부로 배출하기 위한 협잡물 제거기;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은, 강우유출수에 포함된 비점오염원을 스크린부착 유량조절조, 복합침전기 및 급속여과기의 3단계 수처리 공정으로 여과시켜 여과수를 활용할 수 있도록 하되, 각 수처리 공정에 동력이 필요치 않은 효과가 있다.

또한, 본 발명은, 운전 중 여과재 표면에 이물질이 침착되어 여과 효율이 저하되면 자동으로 역세척이 이루어지되, 싸이폰 현상을 이용하여 역세척 과정을 진행하므로, 역세척 공정에 동력이 필요치 않은 효과가 있다.

도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 비점오염 저감 종합처리장치의 단면도.
도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 비점오염 저감 종합처리장치의 평면도.
도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 비점오염 저감 종합처리장치의 스크린 부착 유량조절조의 사시도.
도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 비점오염 저감 종합처리장치의 중앙회전로, 유수분리조, 응집조의 사시단면도.
도 5 는 본 발명의 실시예에 따른 비점오염 저감 종합처리장치의 중앙회전로, 유수분리조, 응집조의 평면도.
도 6 은 본 발명의 실시예에 따른 비점오염 저감 종합처리장치의 중앙회전로, 유수분리조, 응집조를 좌측에서 바라본 사시단면도.
도 7 은 본 발명의 실시예에 따른 비점오염 저감 종합처리장치의 급속여과기의 평면도.
도 8 은 본 발명의 실시예에 따른 비점오염 저감 종합처리장치의 급속여과기의 단면도.
도 9 는 본 발명의 실시예에 따른 비점오염 저감 종합처리장치의 협잡물제거기의 단면도.

이하에서 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 비점오염 저감 종합처리장치에 대하여 상세히 설명한다.

도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 비점오염 저감 종합처리장치의 단면도이고, 도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 비점오염 저감 종합처리장치의 평면도이고, 도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 비점오염 저감 종합처리장치의 스크린 부착 유량조절조의 사시도이고, 도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 비점오염 저감 종합처리장치의 중앙회전로, 유수분리조, 응집조의 사시단면도이고, 도 5 는 본 발명의 실시예에 따른 비점오염 저감 종합처리장치의 중앙회전로, 유수분리조, 응집조의 평면도이고, 도 6 은 본 발명의 실시예에 따른 비점오염 저감 종합처리장치의 중앙회전로, 유수분리조, 응집조를 좌측에서 바라본 사시단면도이고, 도 7 은 본 발명의 실시예에 따른 비점오염 저감 종합처리장치의 급속여과기의 평면도이고, 도 8 은 본 발명의 실시예에 따른 비점오염 저감 종합처리장치의 급속여과기의 단면도이고, 도 9 는 본 발명의 실시예에 따른 비점오염 저감 종합처리장치의 협잡물제거기의 단면도이다.

도 1 내지 도 9 를 참조하면, 본 발명은, 1차적으로 비행물질을 걸러내어 순수 현탁액 강우유출수를 복합침전기(200)로 보내며, 강우유출수의 수량을 조절하는 스크린 부착 유량조절조(F)와, 스크린 부착 유량조절조(F)로부터 강우유출수를 받아 강우유출수에 함유된 유분과 협잡물을 분리하여 제거하고 상등수를 급속여과기(300)로 보내는 복합침전기(200)와, 복합침전기(200)로부터 받은 상등수 내의 작은 입자들을 여과하여 제거하되, 여과재 표면의 이물질을 무동력 역세척하는 급속여과기(300) 및 복합침전기(200) 하부에 가라앉은 복합협잡물을 외부로 배출하는 협잡물제거기(400)를 포함하여 구성된다.

스크린부착 유량조절조(100)는, 복합침전기(200)의 상부에 결합되거나 또는 이격되어 설치되며, 비행물질을 걸러내는 스크린조(S)와, 복합침전기(200)에 공급되는 강우유출수의 수량을 결정하는 유량조절조(F)를 포함하여 구성된다.

스크린조(S)는, 강우유출수가 유입되면 강우유출수 내의 비행물질을 걸러내어 유분과 협잡물이 포함된 강우유출수(이하 현탁액)가 유량조절조(F)로 공급될 수 있도록 한다.

이를 위하여 스크린조(S)는, 상부가 개방되고 하부가 폐쇄된 사각 틀 형상으로 이루어지며, 내부 공간에 유공정류벽(105)이 구비되어 내부 공간이 유입측 공간부와 유출측 공간부로 양분된다.

유입측 공간부의 일측에는 강우유출수가 유입될 수 있도록 강우유출수 유입관(101)이 연통되게 구비되고, 내부에는 비행물질을 걸러낼 수 있도록 바스크린(104)이 구비된다. 이를 위하여 강우유출수 유입관(101)은 유공정류벽(105)과 대향되는 측면에 구비되는 것이 바람직하며, 강우유출수 유입관(101)과 유공정류벽(105)의 사이에 바스크린(104)이 개재되도록 함으로써 강우유출수의 흐름이 원활히 이루어지도록 한다. 바스크린(104)은 막대형의 바(bar)가 복수개 병렬 결합되어 이루어지며, 유공정류벽(105)측 바닥면과 60~70도의 각도를 갖도록 약간 누운 형태로 장착된다. 이러한 바스크린(104)의 각 바의 간격은 비행물질을 걸러내어 현탁액만을 통과시킬 수 있도록 25~50mm가 되는 것이 바람직하며, 다량으로 연속 발생되는 비행물질들을 용이하게 제거할 수 있도록 전동형식으로 설치될 수 있다.

유출측 공간부는 바스크린(104)에 의해 비행물질이 걸러진 현탁액이 하측의 유량조절조(F)로 공급될 수 있도록 바닥면에 강우유출수 유출관(102)이 연통되게 구비되고, 유공정류벽(105)과 대향되는 측면에는 강우유출수가 예정 설계수량보다 많은 양이 유입되는 현상(이하 '이상 수위현상')이 발생되면 이를 유량조절조(F)로 공급하지 않고 바이패스(bypass)하여 강이나 바다로 배출시킬 수 있도록 강우유출수 배출관(103)이 연통되게 구비된다. 이를 위하여 강우유출수 유출관(102)의 상부에는 유량조절조(F)의 수위에 따라 강우유출수 유출관(102)이 개폐될 수 있도록 일측이 경첩(107)으로 고정된 원판형의 차수판(106)이 설치되며, 강우유출수 배출관(103)은 평상시 강우유출수가 배출되지 않도록 강우유출수 유입관(101)보다 높은 위치에 설치된다.

한편, 유입측 공간부로 유입된 강우유출수는 수류의 힘에 의해 와류가 발생되는데, 유공정류벽(105)에 일정 크기의 홀을 복수 개 균등 형성함으로써 이를 안정화하여 유출측 공간부로 보낼 수 있도록 한다.

유량조절조(F)는, 스크린조(S)의 강우유출수 유출관(102)으로부터 현탁액을 유입받을 수 있도록 스크린조(S)의 하부에 설치되며, 이상 수위현상이 발생되면 스크린조(S)의 차수판(106)을 폐쇄하여 초과된 강우유출수가 하천, 호수, 강 또는 바다로 배출될 수 있도록 한다.

이를 위하여 유량조절조(F)는, 상부가 개방되고 하부가 폐쇄된 사각 틀 형상으로 이루어지며, 내부에 스크린조(S)의 차수판(106)을 개폐할 수 있도록 유량조절장치가 구비되고, 복합침전기(200)에 현탁액을 공급할 수 있도록 바닥면에 저류조 유출관(121)이 연통되게 결합된다.

유량조절장치는 수위에 따라 위치가 가변되는 부력체(115)와, 부력체(115)의 위치를 힘점으로 작용하는 지렛대의 원리를 이용하는 것으로서, 받침점의 역할을 하는 차수판 여닫이축(109) 및 작용점 역할을 하여 차수판(106)을 개폐할 수 있도록 구비되는 연결봉(113)을 포함하여 구성된다.

이를 좀 더 상세히 설명하면, 부력체(115)는 부력을 받을 수 있도록 내부가 중공 밀폐된 형상으로 형성되며 하부 일측에 부력체 하부연결고리(117)가 결합되고 상부 일측에 부력체 상부연결고리(116)가 결합된다. 부력체 하부연결고리(117)는 유량조절조(F) 내벽에 고정된 고정연결고리(118)와 막대형의 지지봉(119)에 의해 상호 연결되어서 부력체(115)가 유량조절장치의 측벽을 기준으로 힌지운동을 할 수 있도록 하고, 부력체 상부연결고리(116)는 막대형의 축봉(114)에 의해 하술할 차수판 여닫이축(109)에 결합된 힘점 돌출봉(110-1)에 결합된다.

차수판 여닫이축(109)은 부력체(115)의 위치에 따라 차수판(106)을 개폐할 수 있도록 회전 중심점의 역할을 하며, 이를 위하여 스크린조(S)의 상단부에 한 쌍의 유니트베어링(112, 112-1)에 의해 설치된다. 차수판 여닫이축(109)의 일측으로는 막대형의 힘점 돌출봉(110-1)이 연장 형성되며, 힘점 돌출봉(110-1)의 끝단에는 힘점 돌출봉 연결고리(111-1)가 형성되어서 축봉(114)에 의해 부력체(115)와 연결된다. 이때, 힘점 돌출봉(110-1)은 차수판 여닫이축(109)과 완전 고정되므로 부력체(115)가 수위에 따라 높이가 가변되면 부력체(115) 상부의 축봉(114)이 힘점 돌출봉(110-1)을 힌지운동시킴으로써 힘점 돌출봉(110-1)의 끝단에 결합된 차수판 여닫이축(109)이 회전할 수 있게 된다. 한편, 차수판 여닫이축(109)의 다른 일측으로는 막대형의 작용점 돌출봉(110)이 연장 형성되며, 작용점 돌출봉(110)의 끝단에는 작용점 돌출봉 연결고리(111)가 형성되어서 연결봉(113)의 끝단과 결합된다. 이때, 연결봉(113)의 다른 끝단은 차수판(106)에 형성된 차수판 연결고리(108)에 결합되어 있고, 작용점 돌출봉(110)은 차수판 여닫이축(109)과 완전 고정되므로 차수판 여닫이축(109)이 회전하면 작용점 돌출봉(110)이 힌지운동을 하게 되어 차수판(106)을 개폐할 수 있게 된다.

한편, 유량조절장치의 부력체(115)는 평상시 힘점 돌출봉 연결고리(111-1)에 매달여 있는 형태가 되며, 이는 부력체(115)의 자중에 의해 평형을 이룬다. 그러나 부력체(115)의 자중이 차수판(106)의 무게보다 가벼워 평형을 이루지 못할 경우가 있으므로, 부력체(115)의 내부 공간을 공간(ㄱ)과 공간(ㄴ)으로 구분하여서, 공간(ㄱ)에는 물, 모래 또는 쇠가루 등을 넣어 부력체(115)의 무게를 조절하고, 공간(ㄴ)은 부력체(115)가 부력을 받을 수 있도록 공기를 채워 밀폐하도록 한다.

이러한 유량조절장치는, 평상시에는 "갑"의 위치에서 평형을 이루고 있다가 이상 수위현상이 발생하면 상승하는 수위에 따라 "을"의 위치로 상승하게 되는데, 차수판 여닫이축(109)은 유니트베어링(112, 112-1)을 기준으로 회전운동을 하고, 차수판 여닫이축(109)의 서로 다른 측면으로 수직하게 힘점 돌출봉(110-1)과 작용점 돌출봉(110)이 연장 형성되므로, 수위가 상승하여 부력체(115)가 상승하고, 따라서 부력체(115)가 축봉(114)을 통해 힘점 돌출봉(110-1)을 상승시키면 작용점 돌출봉(110)이 하강하여 연결봉(113)에 연결된 차수판(106)을 바닥면측으로 힌지운동시켜 강우유출수 유출관(102)을 폐쇄함으로써 강우유출수 배출관(103)을 통해 강우유출수가 외부로 배출될 수 있게 되는 것이다.

한편, 부력체(115)의 승하강에 따라 축봉(114)이 이동될 때 축봉(114)이 외부로 이탈되거나 손상되지 않도록 축봉(114)을 감싸는 형태의 보호대(120)를 더 구비하는 것이 바람직하다.

복합침전기(200)는, 스크린부착 유량조절조(100)의 하부에 설치되거나 또는 스크린부착 유량조절조(100)와 이격되게 설치되어서, 스크린부착 유량조절조(100)로부터 공급된 현탁액에 포함된 유분 및 협잡물을 분리하여 제거하고, 응집제의 약품을 투입해 플러그를 형성하여 고형물질은 가라앉히고 상등수는 급속여과기(300)로 보내는 역할을 한다.

이를 위한 복합침전기(200)는, 원통형으로 수밀되게 형성되되 내주연 중단으로부터 하측 방향으로 상광하협 형태의 고형물질 수렴부(202)가 형성된 외벽(201)과, 외벽(201)의 내부에 구비되는 중앙회전로(210)와, 중앙회전로(210)의 외주연 일측에 형성되는 유수분리조(220)와, 중앙회전로(210)의 외주연을 감싸도록 구비되는 응집조(230)와, 응집조(230)를 감싸도록 형성되는 침전조(240)를 포함하여 구성된다.

외벽(201)은, 철재 또는 스테인레스제의 원통형으로 형성되어 내부에 중앙회전로(210), 유수분리조(220), 응집조(230) 및 침전조(240)가 구비될 수 있도록 수밀 형성되며, 응집조(230)와 침전조(240)에서 발생된 고형물질이 하측으로 신속히 미끄러져 가라앉아 한 곳으로 모일 수 있도록 하부에 상광하협의 호퍼(hopper)형으로 형성된 고형물질 수렴부(202)가 구비된다. 이때, 호퍼형의 고형물질 수렴부(202)는 가분수 형태로서 안정적으로 지지되지 못하므로, 바람직하게는 원통형의 외벽(201)이 바닥면에 지지되도록 형성된 후 외벽(201)의 중간부 내주연으로부터 하측 방향으로 고형물질 수렴부(202)가 연장 형성되도록 한다. 고형물질 수렴부(202)의 하측에는 원통형의 하부구조(203)가 더 연장 형성되어서 하술할 협잡물제거기(400)가 관통 삽입될 수 있도록 한다. 이때, 고형물질 수렴부(202)는 외벽(201)의 1/2 지점으로부터 하방으로 연장 형성되되, 그 높이는 외벽(201)의 1/2 지점으로부터 바닥면까지 높이의 7할 정도로 이루어지며, 하부구조(203)는 바닥면으로부터 상부 방향으로 형성되되, 그 높이는 외벽(201)의 1/2 지점으로부터 하부 방향의 높이 중 고형물질 수렴부(202)가 형성되지 않은 나머지 3할로 이루어진다. 외벽(201)의 1/2지점 상부, 고형물질 수렴부(202) 및 하부구조(203)는 수밀되게 상호 연통 접합되는 것이 바람직하다.

이러한 외벽(201)의 구성은, 복합침전기(200)를 바닥면으로부터 안정되게 지지하며, 또한 외벽(201)의 하부와 고형물질 수렴부(202) 및 하부구조(203)로 둘러쌓인 내부공간에 하술할 급속여과기(300)가 배치될 수 있는 공간을 제공한다.

중앙회전로(210)는, 스크린부착 유량조절조(100)로부터 현탁액을 공급받아 유분과 협잡물을 각각 상부와 하부로 분리하는 역할을 한다.

이를 위하여 중앙회전로(210)는, 원통형의 중앙회전로 몸체(214)와, 중앙회전로 몸체(214)의 하단에서 하측 방향으로 연장 형성되되 상광하협의 호퍼형으로 형성된 현탁액 유입부(215)와, 현탁액 유입부(215)의 하단부에서 하측 방향으로 연장 형성되는 원통형의 협잡물 침전부(216)를 포함하여 구성된다. 중앙회전로 몸체(214)와 현탁액 유입부(215)와 협잡물 침전부(216)의 높이는 각각 전체높이의 7할 2할 및 1할로 형성되는 것이 바람직하다.

협잡물 침전부(216)의 일측에는 노즐(212)이 관통 삽입된다. 노즐(212)은 출구의 직경이 점차 좁아지는 테이퍼형상을 띠고 있으며, 노즐(212) 외측 단부는 저류조 유출관(121)이 연통되게 결합되어서 스크린부착 유량조절조(100)로부터 현탁액이 공급될 수 있도록 한다. 스크린부착 유량조절조(100)는 복합침전기(200)의 상부에 위치하므로 현탁액은 중력에 의해 저류조 유출관(121)을 따라 낙하하다가 노즐(212)을 통해 현탁액 유입부(215)로 토출되는데, 이때 노즐(212)은 출구쪽이 점차 좁아지는 형상을 띠고 있으므로 노즐(212)을 통과한 현탁액은 빠른 유속을 띠게 된다. 한편, 노즐(212)은 상방 좌측 또는 상방 우측으로 약 22.5~45도의 경사를 갖도록 설치되는데, 이러한 구조에 의해 현탁액 유입부(215)로 토출된 현탁액은 현탁액 유입부(215) 및 중앙회전로 몸체(214)의 내주연을 따라 원심 회전하게 된다. 이렇게 유체가 원심회전하게 되면 비중이 높은 물질은 아래로 가라앉고 비중이 낮은 물질은 위로 뜨는 싸이클론 작용이 발생하게 되는데, 이를 이용하여 현탁액 속에 포함된 협잡물은 하방으로 분리하여 협잡물 침전부(216)에 쌓이게 하고, 유분은 상방으로 들뜨게 하여 중앙회전로 몸체(214) 상부 일측에 형성된 월류구(213)를 통해 유수분리조(220)의 제 1 수로(I)로 이송되도록 한다.

이때, 중앙회전로(210) 내부의 현탁액은 강한 와류 현상을 일으키게 되는데, 이를 이용하여 중앙회전로(210) 내부에 응집제를 투입하여 현탁액과 약품을 혼합할 수 있도록 한다.

한편, 협잡물 침전부(216)에 가라앉은 협잡물은 협잡물 침전부(216) 하단에 구비된 협잡물 밸브(211)를 통해 하부의 고형물질 수렴부(202)로 배출될 수 있도록 하는데, 협잡물 밸브(211)는 평상시 닫혀진 상태로 유지되며, 일정 무게에 도달되면 자동으로 밸브가 열리도록 구성할 수도 있고, 밸브의 개폐를 수동으로 조절하도록 구성할 수도 있다.

유수분리조(220)는, 중앙회전로(210)로부터 협잡물이 제거된 순수 현탁액을 공급받아 이를 중앙회전로(210) 외주연을 따라 회전시켜 상측의 유분과 하측의 현탁액으로 분리하며, 유분이 외부로 배출되고 현탁액이 응집조(230)로 공급될 수 있도록 하는 역할을 한다.

이를 위하여 유수분리조(220)는, 중앙회전로(210)의 중앙회전로 몸체(214) 외주연을 복수의 수로가 겹겹이 회전하며 감싸는 형태로 형성되며, 수로 외주연 일측 상부에 유분 제거실(225)이 설치되고, 수로 외주연 일측 하부에 외부와 연통되는 월류실(226)이 형성된다. 유수분리조(220)의 각 수로의 상부는 개방되고 하부는 밀폐되며, 중앙회전로(210)와 인접한 수로부터 제 1 수로(I), 제 2 수로(II)의 순서를 갖게 된다. 본 발명의 실시예에 따르면 두 개의 수로가 형성된 것을 도시하고 설명하였으나, 이에 한정하는 것은 아니다.

이를 좀 더 상세히 설명하면, 유수분리조(220)는 중앙회전로 몸체(214)를 감싸도록 중앙회전로 몸체(214)와 이격되어 설치되어서 제 1 수로(I)를 형성하는 원통형의 제 1 수로벽(217)과, 제 1 수로벽(217)을 감싸도록 제 1 수로벽(217)과 이격되어 설치되어서 제 2 수로(II)를 형성하는 원통형의 제 2 수로벽(218) 및 제 2 수로벽(218)의 일측에 결합되어 제 2 수로벽(218)의 일부를 감싸도록 형성되어서 제 2 수로(II)의 현탁액을 응집조(230)에 공급하는 월류실(226)을 포함하여 구성된다.

제 1 수로벽(217)은, 원통형으로 형성되며 중앙회전로 몸체(214)와의 사이에 제 1 수로(I)가 형성되도록 중앙회전로 몸체(214)를 감싸는 형태로 삽입 설치되며, 제 1 수로(I)의 하측이 밀폐되도록 바닥면이 연장 형성된다. 제 1 수로벽(217)은 중앙회전로 몸체(214)의 월류구(213)로부터 공급되는 현탁액이 제 1 수로(I)를 따라 돌 수 있도록, 제 1 격벽(221)이 중앙회전로 몸체(214)와의 사이에 구비되며, 월류구(213)가 형성된 방향을 시점으로 제 1 수로(I)의 종점측 제 1 격벽(221)은 세로로 길게 절개되어 월류구(213)를 통해 공급된 현탁액이 제 1 수로(I)를 한바퀴 돈 후 제 2 수로(II)로 이동될 수 있도록 수로 변경구(222)가 형성된다. 이때, 제 1 격벽(221)은 월류구(213)의 일측 세로변과 상접되도록 설치되는 것이 바람직하다.

제 2 수로벽(218)은, 원통형으로 형성되며 제 1 수로벽(217)과의 사이에 제 2 수로(II)가 형성되도록 제 1 수로벽(217)을 감싸는 형태로 삽입 설치되며, 제 2 수로(II)의 하측이 밀폐되도록 바닥면이 연장 형성된다. 제 2 수로벽(218)은 수로 변경구(222)로부터 공급되는 현탁액이 제 2 수로(II)를 따라 돌 수 있도록, 제 2 격벽(223)이 제 1 수로벽(217)과의 사이에 구비되며, 현탁액이 같은 방향으로 돌 수 있도록 제 1 격벽(221)과 제 2 격벽(223)은 수로 변경구(222)의 서로 다른 세로변과 상접되는 것이 바람직하다.

제 2 수로(II)를 따라 회전하는 현탁액은 제 2 격벽(223)에 가로막히게 되는데, 이때, 제 2 수로(II)의 종점측 제 2 수로벽(218)의 하단에는 중앙회전로(210)의 월류구(213) 크기와 유사한 크기로 현탁액 유출구(224)가 형성되어 제 1 및 제 2 수로(I, II)를 따라 이동된 현탁액이 토출될 수 있도록 한다. 현탁액 유출구(224)를 제 2 수로벽(218)의 하단에 형성하는 이유는 유분이 상등되어 분리된 현탁액을 응집조(230)로 보내기 위함인데, 이때 현탁액 유출구(224)가 바로 응집조(230)에 노출되게 되면 제 1 및 제 2 수로(I, II)의 수위가 현탁액 유출구(224)에 맞춰지기 때문에 유분이 같이 유실될 우려가 있다. 따라서, 제 1 및 제 2 수로(I, II)의 수위를 일정하게 유지하기 위하여 현탁액 유출구(224)의 외측에 월류실(226)을 더 구비하여야 한다.

월류실(226)은, 제 2 수로(II)의 종단에 형성된 현탁액 유출구(224)를 감싸는 형태로 제 2 수로벽(218)에 결합되는데, 제 2 격벽(223)의 넓이 절반 정도의 크기로 제 2 수로벽(218)으로부터 두 측면부가 서로 이격되게 돌출 형성되며, 두 측면부 사이를 잇는 전면부 및 측면부, 전면부, 제 2 수로벽(218)으로 둘러쌓인 공간의 하단을 밀폐하는 바닥부가 상호 수밀되게 결합된다. 이때, 두 측면부 사이의 이격 거리는 제 2 수로벽(218)의 전체 원주의 1/6 정도이며, 현탁액 유출구(224)의 크기 및 토출 수량에 따라 적절한 크기로 제작하는 것이 바람직하다.

이러한 월류실(226)의 구성으로 인해 현탁액 유출구(224)를 통해 토출된 현탁액은, 바로 응집조(230)로 공급되지 못하고 월류실(226)의 상단 개방부를 통해 응집조(230)로 공급되게 된다. 즉, 월류실(226)의 상단부의 높이에 따라 제 1 및 제 2 수로(I, II)의 수위가 결정되는데, 이러한 월류실(226)의 상단부를 월류선(227)이라 하며, 월류선(227)의 높이는 하술할 유분 제거실(225)의 유분 제거관(229)이 설치된 위치와 동일하게 구성하는 것이 바람직하다.

한편, 이러한 제 1 및 제 2 수로(I, II)를 따라 이동되는 현탁액은 중앙회전로(210)에서 응집제와 혼합된 상태이므로 제 1 또는 제 2 수로(II)를 이동하는 동안 고형물질이 퇴적될 수 있다. 따라서, 제 1 및 제 2 수로(I, II)의 바닥면에는 수로 드레인 밸브(232)가 부착된 수로 드레인관(231)이 각각 연통되게 결합되는데, 평상시에는 수로 드레인 밸브(232)를 잠그어 놓았다가 필요시 드레인 밸브를 개방하여 퇴적된 고형물질을 하부의 고형물질 수렴부(202)로 배출할 수 있도록 한다.

또한, 제 2 수로벽(218)의 현탁액 유출구(224)가 형성된 연직 상방에는 제 2 수로벽(218)의 상단부로부터 현탁액 유출구(224)와 동일한 형상 및 크기로 구멍을 형성하고, 그 구멍을 감싸는 형태로 양 측면부 전면부 바닥부가 상호 수밀되게 제 2 수로벽(218)에 결합되는 유분 제거실(225)이 구비된다. 유분 제거실(225)의 일측에는 유분제거 밸브(228)가 부착된 유분 제거관(229)이 구비되어 현탁액 상부에 분리된 유분을 배출할 수 있도록 한다. 유분 제거관(229)은 월류실(226)의 월류선(227)과 동일한 위치에 설치되도록 하여 현탁액의 수면과 근접할 수 있도록 한다. 이러한 유분 제거관(229)을 통해 제거된 유분은 별도의 유분저장용기에 저장한 후 유분처리장치 시설로 옮겨 처리할 수 있도록 한다.

한편, 유분을 제거하기 위한 다른 방법으로서 유분 제거실(225)에 유분 흡착포를 넣어 흡착 제거하거나, 또는 유분산제를 살포하여 유분을 산화 제거할 수도 있다.

유수분리조(220)의 크기는 일반적으로 강우유출수 현탁액이 수로를 통과하는 유속을 1.5cm/sec 정도로 유지되도록 하고, 유분 표면 상승속도는 0.12cm/sec 정도 되도록 하여 각 수로의 폭과 높이를 결정하는 것이 바람직하나, 이를 한정하는 것은 아니다.

응집조(230)는, 중앙회전로(210)에서 와류현상을 이용하여 응집제와 혼합된 현탁액이 유수분리조(220)를 거쳐 공급되면, 현탁액이 내부에서 선회할 수 있도록 하여 플러그가 형성되게 한다.

이를 위하여 응집조(230)는, 원통형의 응집조 벽체(233)가 중앙회전로(210)를 감싸도록 중앙회전로(210)와 이격되게 삽입 설치되며, 외벽(201)의 상부에 현수식으로 매달리거나, 또는 고형물질 수렴부(202)에 탭재될 수 있다.

응집조(230) 내부를 선회하는 현탁액은 플러그가 점점 커지고 뒤엉키면서 고형물질을 형성하게 되는데, 이러한 고형물질은 하부의 고형물질 수렴부(202)로 가라앉게 되고, 나머지 현탁액은 응집조 벽체(233) 하단부로 도류되어 침전조(240)로 공급된다.

이러한 응집조(230)의크기는 현탁액이 20 내지 40분 체류할 수 있는 크기가 바람직하나, 이를 한정하는 것은 아니다.

침전조(240)는, 응집조 벽체(233)와 외벽(201)의 사이에 형성된 공간을 뜻하며, 응집조(230)로부터 도류하여 상등된 현탁액이 침전공간에서 약 1.5시간 체류하면서, 이미 형성된 플러그는 서서히 고형물질 수렴부(202)로 가라앉으며, 상등수는 집수되어 급속여과기(300)로 공급될 수 있도록 하는 역할을 한다.

이를 위하여 침전조(240)는, 외벽(201) 내주연 둘레에 세로면이 외벽(201) 내주연과 대향되도록 "ㄴ" 형태의 웨어(241)를 고정 설치하여 상등수가 월류, 집수될 수 있도록 하고, 집수된 상등수가 급속여과기(300)로 공급되도록 웨어(241) 밑면에 상등수 유출구(242)를 형성하여 상등수 유출관(243)을 통해 급속여과기(300)의 해드탱크(310)와 연통되도록 한다.

이러한 침전조(240)는 현탁액이 1.5 내지 2시간 체류할 수 있는 크기로 형성되는 것이 바람직하다.

급속여과기(300)는, 복합침전기(200)로부터 공급되는 상등수를 여과하여 여과수를 저장하는 역할을 한다.

이를 위한 급속여과기(300)는, 복합침전기(200)로부터 상등수를 공급받아 여과기 본체에 공급하는 해드탱크(310) 및 실탱크(320)와, 해드탱크(310) 및 실탱크(320)로부터 상등수를 공급받아 여과하여 저장하는 여과기 본체와, 여과기 본체의 여과효율이 떨어지면 이를 역세척하기 위한 수봉조(350)를 포함하여 구성된다.

급속여과기(300)는, 여과 효율과 유지관리를 용이하게 하기 위하여 제 1 호 여과기와 제 2 호 여과기의 2개 1세트로 대칭되게 구성하되, 역세척을 상호 교대로 수행하기 위하여 역세척수 저장실(340)은 통합하여 1개로 형성된다. 따라서, 제 1 호 여과기와 제 2 호 여과기는 구조적으로 동일한 구성과 작용을 갖고 있으므로 하기에서는 제 1 호 여과기 1기를 기준으로 설명하도록 한다.

해드탱크(310) 및 실탱크(320)는 복합침전기(200)로부터 상등수를 공급받아 여과기 본체에 공급하는 역할을 한다.

먼저, 해드탱크(310)는, 복합침전기(200)의 상등수 유출관(243)을 통해 유입되는 상등수를 실탱크(320)로 공급하며, 여과기 본체의 여과실(330)에 과부하가 걸리면 수위가 상승하여 상등수가 수봉조(350)로 이송되도록 함으로써 역세척을 개시하게 하는 역할을 한다.

이를 위하여 해드탱크(310)는, 복합침전기(200)의 외벽(201) 외주연에 설치되며, 상부는 개방되고 하부는 폐쇄된 사각틀 형상으로 형성된다. 해드탱크(310)의 내부에는 내부 공간을 유입부측과 유출부측으로 구분하는 월류벽(311)이 구비되어서, 유입부측에는 복합침전기(200)의 상등수 유출관(243)이 설치되고, 유출부측 바닥면에는 여과원수관(312)이 설치되어 실탱크(320)와 연통된다.

월류벽(311)은 해드탱크(310)의 상측 단부 높이보다 낮게 형성되는 것이 바람직하며, 월류벽(311)보다 높은 위치의 해드탱크(310) 일측면에는 여과원수 월류관(313)이 연통되게 설치된다.

이러한 해드탱크(310)의 유입부측으로 이송된 상등수는 월류벽(311) 상단을 월류하여 유출부측으로 공급되는데, 여과기 본체의 여과력이 충분할 경우에는 바닥면의 여과원수관(312)을 통해 상등수가 실탱크(320)로 이송된다. 그러나, 여과기 본체의 여과력이 떨어진 경우에는 실탱크(320)로부터 여과기 본체로 상등수가 용이하게 이송되지 못하므로, 해드탱크(310)로부터 실탱크(320)로 이송되는 상등수도 제한을 받게 된다. 따라서, 실탱크(320)로 이송되지 못한 상등수는 해드탱크(310) 내부에 쌓이게 되고, 결국 해드탱크(310) 내부의 수위가 상승함으로써 상등수를 수봉조(350)로 이송시켜 수리적 싸이폰 원리에 의해 여과기 본체의 역세척이 개시되도록 한다.

다음으로 실탱크(320)는, 해드탱크(310)의 하부에 설치되어서 해드탱크(310)로부터 낙하되는 상등수의 수압을 감압시켜 여과기 본체로 이송하는 역할을 한다.

이를 위하여 실탱크(320)는, 해드탱크(310)의 연직 하방에 복합침전기(200)의 바닥면과 바닥면이 일치되도록 설치되며, 상하가 밀폐된 원통형으로서 상부면에는 해드탱크(310)로부터 상등수를 공급받는 여과원수관(312)과 여과기 본체로 상등수를 공급하는 여과원수유입관(321) 및 내부의 공기를 외부로 배출하는 에어관(322)이 연통되게 결합된다.

해드탱크(310)에서 여과기 본체로 바로 상등수를 유입시키지 않고 실탱크(320)를 거치는 이유는, 해드탱크(310)는 싸이폰 현상을 유도시키기 위해 높은 위치에 설치되어야 하는데, 이 경우 해드탱크(310)로부터 낙하하는 상등수가 곧바로 여과기 본체로 유입될 경우 여과실(330)의 여과사(332) 표면이 움푹 패여 여과 성능이 떨어지기 때문에 이러한 상등수의 수압을 감압하여 여과기 본체로 유입시키기 위함이다.

한편, 실탱크(320)는 기본적으로 밀폐되어 있으므로, 상등수에 포함되어 있던 공기가 실탱크(320)에 쌓여 물의 흐름을 방해할 수 있기 때문에, 실탱크(320)의 상부에 에어관(322)을 설치하여 공기를 제거할 수 있도록 한다. 이때, 에어관(322)의 상단부는 공기가 외부로 토출될 때 물방울 등이 다른 곳으로 튀는 것을 방지하기 위하여 해드탱크(310) 내부까지 연장 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 여과원수유입관(321)에는 여과원수유입 밸브(323)가 부착되는데, 여과원수유입 밸브(323)를 닫을 경우 실탱크(320)로부터 여과기 본체로 상등수가 유입되지 못하게 된다. 이는 여과기 본체의 여과 효율이 떨어졌을 때의 상황을 수동으로 구현하는 것으로서, 여과원수유입 밸브(323)을 닫음으로써 여과기 본체를 수동으로 역세척 시킬 수 있게 된다.

여과기 본체는, 실탱크(320)로부터 공급되는 상등수를 여과하여 여과수를 배출하는 여과실(330)과, 여과실(330)의 여과 효율이 떨어질 때 여과실(330)을 역세척하기 위한 역세척수 저장실(340)을 포함하여 구성된다.

여과기 본체는, 외벽(201)의 내측면과 고형물질 수렴부(202)의 외측면으로 둘러쌓인 내부 공간에 설치되며, 평면상 원형으로 형성된 내부 공간을 절반으로 나누도록 수직하게 격벽을 설치하여 마련되는 반원형의 공간에 설치되는 것이 바람직하다. 더욱 상세하게는, 고형물질 수렴부(202)의 외측면 일측으로부터 바닥면까지 연장되는 여과기 본체 격벽(339)을 더 설치하여서, 복합침전기(200)의 외벽(201)과 바닥면, 고형물질 수렴부(202)의 외측면, 여과기 본체 격벽(339)으로 둘러쌓인 내부 공간을 마련하고, 상술한 내부공간을 상부와 하부로 구분하되 상방으로 만곡된 판형의 격판(341)을 설치하여서, 격판(341)으로 구분된 하부는 여과실(330), 상부는 역세척수 저장실(340)로 구성되도록 한다.

여과실(330)은, 실탱크(320)로부터 상등수를 공급받아 이를 여과하여 역세척수 저장실(340)로 공급하는 역할을 한다.

이를 위하여 여과실(330)은, 격판(341)으로 구분된 여과기 본체 내부 공간의 하측 공간에 위치하며, 상등수가 유입되는 여과원수 유입공간부(331)와, 여과원수 유입공간부(331)의 하부에 구비되어 여과원수 유입공간부(331)로 유입된 상등수를 여과하는 여과층과, 여과층의 하부에 구비되어서 여과층으로부터 여과된 여과수만 하부로 통과시킬 수 있도록 스트레너가 착설된 집수판(334)과, 집수판(334)의 하부 공간으로서 집수판(334)을 통과한 여과수가 임시 저장되었다가 상부의 역세척수 저장실(340)로 공급되도록 하는 여과수 집수공간(335)을 포함하여 구성된다.

여과원수 유입공간부(331)의 일측에는 실탱크(320)의 여과원수 유입관(321)이 연통되게 결합되고, 여과원수 유입관(321)에 분사통로관(337)이 연장되게 결합된다. 분사통로관(337)은 통상의 파이프관을 절반으로 나누어 "U"자 형상을 이루도록 형성되며, 이러한 "U"자 형상의 파이프가 상호 격자를 이루도록 결합되어서 실탱크(320)로부터 유입된 상등수가 여과원수 유입공간부(331)에 골고루 분산되도록 한다. 이때, 분사통로관(337)은 반드시 격자형으로 결합될 필요는 없으며, 유입된 상등수를 고루 분산할 수 있는 구조이면 어느 것이든 가능하다.

한편, 여과원수 유입공간부(331)는 여과실(330)의 역세척시 물과 여과사(332)가 교란하며 위로 상승하게 되는데, 이때 여과사(332)의 유실을 방지하기 위하여 50cm 정도의 높이를 갖는 것이 바람직하다.

여과층은 여과사(332)와, 여과사(332)의 하부에 구비되는 여과사리(333)로 구성되며, 상부의 여과원수 유입공간부(331)로 유입된 상등수가 여과사(332) 및 여과사리(333)를 통과하며 이물질이 걸러진 여과수가 된다. 이때 상등수의 이동은 중력에 의한 하향 이동이며, 별도의 동력이 필요치 않게 된다.

여과사(332)는, 상등수의 이물질을 걸러내기 위하여 입자가 미세하게 형성된 것으로서 여과사리(333) 상부에 포설되며, 여과사(332)의 크기는 유효경 0.45~0.7m/m, 포설 두께는 60~70cm가 되도록 한다. 여과사리(333)는, 여과사(332)의 유실을 방지하기 위하여 여과사(332)보다 입자가 성글게 형성된 것으로서 집수판(334)의 상부에 포설되며, 여과사리(333)의 크기는 2~20m/m, 포설 두께는 25~30cm가 되도록 하는 것이 바람직하다.

집수판(334)은 평판의 상부에 복수의 스트레이터(strainer)를 착설하여 이루어지며, 여과층을 지지하여 유지시키고, 여과층을 통과한 여과수가 모여 집수되도록 하는 역할을 한다.

여과수 집수공간(335)은, 집수판(334)과 바닥면의 사이 공간으로서, 여과층 사이를 통과하여 여과된 여과수를 모아 집수하고, 역세척시에는 물을 여과층으로 골고루 공급시키는 역할을 하며, 상방으로 역세척수 저장실(340)과 연통되도록 연락관(336)이 구비된다. 한편, 여과수 집수공간(335)의 바닥면에는 밑판(338)을 더 구비하여서 여과실(330)이 외부로부터 완전히 밀폐될 수 있도록 할 수 있다.

연락관(336)은, 여과수 집수공간(335)과 역세척수 저장실(340)이 상호 연통되도록 구비되며, 평상시에는 여과수 집수공간(335)의 여과수를 역세척수 저장실(340)로 이송하고, 역세척시에는 역세척수 저장실(340)의 물을 여과수 집수공간(335)으로 이송시키는 통로 역할을 한다.

상술한 구성으로 이루어진 여과실(330)은, 일반적인 상수도 급속사 여과설비와 동일하게 저류유출수량을 120~150m/day의 여과 속도로 여과할 수 있는 여과 면적을 갖도록 하는 것이 바람직하다.

역세척수 저장실(340)은, 격판(341)으로 구분된 여과기 본체 내부 공간의 상측 공간에 위치하며, 여과실(330)의 여과수 집수공간(335)에서 연락관(336)을 통해 유입된 여과수 중 역세척시 필요한 역세척수를 저장하는 역할을 하며, 여과기 1기 역세척에 필요한 역세척 수량만 저장하고, 초과되는 여과수는 여과수 저장조(390) 보낸다.

이를 위하여 역세척수 저장실(340)은, 격판(341)의 만곡부 중앙에 파이프 형상의 역세척 싸이폰 본관(343)의 일단을 고정시켜 여과실(330)과 연통되도록 하고, 타단은 외벽(201) 외측 상방으로 돌출되도록 하되, 타단의 일부가 절곡되어 절곡된 최상부가 해드탱크(310)의 밑면과 높이가 같도록 하며, 타단의 단부는 출구쪽 직경이 좁아지는 레듀샤를 설치하되 그 위치가 하술할 수봉조(350)의 연직 상방에 위치되도록 한다. 그리고 레듀샤는 역세척 싸이폰 지관(344)이 연통되게 결합되며, 역세척 싸이폰 지관(344)의 끝단은 수봉조(350)의 하단까지 연장 형성된다. 한편, 역세척수 저장실(340)의 내부에는 역세척 과정의 종료를 결정하는 에어브레이크관(345)이 설치되는데, 에어브레이크관(345)은 격판(341)의 인접한 상부에서 시작하여 역세척 싸이폰 본관(343)의 상측 절곡부 최상단에 연통되게 결합된다. 또한, 역세척수 저장실(340)은 역세척에 필요한 여과수를 충분히 저장한 이후에는 초과된 여과수를 여과수 저장조(390)으로 배출해야 하는데, 이를 위하여 역세척수 저장실(340)의 상단부에는 여과수 유출밸브(346)가 부착된 여과수 유출관(342)이 연통되게 설치된다.

역세척수 저장실(340)은, 제 1 호 여과기 및 제 2 호 여과기로 구분되지 않고 통합된 구조로서, 여과기 2기 중 1기씩 교대로 역세척이 이루어지도록 함으로써 역세척 효율을 높이고, 역세척수 저장실(340)의 필요 설치 공간을 감소 시킬 수 있도록 한다. 이러한 역세척수 저장실(340)은 여과기 1기 면적의 0.6~0.9㎥/min?㎡으로 약 4~6분의 역세척이 이루어질 수 있는 크기로 형성되는 것이 바람직하다.

수봉조(350)는, 수리적 싸이폰 원리에 의해 무동력으로 여과실(330)을 역세척하기 위한 것으로서, 여과실(330)에 상등수가 유입되어 여과되는 동안 여과사(332) 표면에 침착되는 이물질이 한도 이상으로 쌓여 여과능력이 감소될 때, 여과실(330)의 물을 역으로 빨아올려 여과사(332)가 교란되도록 함으로써 여과사(332)에 침착된 이물질이 분리되어 배출될 수 있도록 하는 역할을 한다.

이를 위하여 수봉조(350)는, 복합침전기(200) 및 여과기 본체가 설치된 바닥면보다 하부에 설치되고, 상부는 개방되고, 측면 및 하부는 밀폐된 원통형으로 형성되며, 내부로는 역세척 싸이폰지관의 끝단이 하부까지 오도록 설치되고, 외부로는 T자관(351) 한쪽을 내부와 연통되게 고정 설치하되 T자관(351)의 돌출부가 위로 향하도록 함으로써 해드탱크(310)의 여과원수 월류관(313)의 끝단과 결합될 수 있도록 한다. 또한, T자관(351)의 다른 한쪽은 "U"자형의 파이프가 역방향으로 제작된 U형 싸이폰관(352)을 연통되게 고정 설치하되, U형 싸이폰관(352)의 출구에는 레듀샤가 더 포함되어 구성될 수 있다.

상술한 수봉조(350)의 자동 역세척 과정을 살펴보면, 여과실(330)의 여과사(332) 표면에 이물질이 침착되어 여과능력이 저하되면 여과원수 유입공간부(331)에 들어오는 상등수의 수량보다 여과층을 통과하는 여과수량이 적게 되므로 여과실(330)에 상등수가 더이상 유입되지 못하고, 해드탱크(310)로부터 실탱크(320)로 상등수의 이송이 제한되게 된다. 따라서, 해드탱크(310)의 수위가 평상시 "가" 위치에 있다가 "나"의 위치로 상승하여 상등수가 여과원수 월류관(313)을 통해 수봉조(350)의 T자관(351)으로 월류하게 된다.

한편, 수봉조(350)는 수위가 평소 "다"의 위치에 있으며, 역세척 싸이폰 본관(343) 내부의 수위는 "마"의 위치에 있다. 이때, 역세척 싸이폰 본관(343)의 절곡부와 역세척 싸이폰 지관(344)은 항상 진공 상태이다.

따라서, 해드탱크(310)에서 여과원수 월류관(313)을 통해 월류된 상등수는 U형 싸이폰관(352)을 통해 수봉조(350) 외부로 배출되는데, U형 싸이폰관(352)의 끝단에는 레듀샤가 적용되었기 때문에 월류된 상등수가 모두 배출되지 못하고 일부는 수봉조(350)의 원통 내부로 유입되어 수봉조(350)의 수위를 상승시키게 된다. 상등수가 유입되어 "다"의 위치에 있던 수위가 U형 싸이폰관(352)의 최상부보다 상승하게 되면, 수위균형이 깨지게 된다. 따라서 싸이폰 원리에 의해 수봉조(350) 내부의 물이 U형 싸이폰관(352)을 통해 역류하면서 수봉조(350) 외부로 배출되게 된다. 이때, 역세척 싸이폰 지관(344)의 끝단은 수봉조(350) 내부에 있으므로 수위 "다"의 높이만큼 물에 잠겨 있고, 내부는 진공상태이므로 수봉조(350) 내부의 수위가 하강하여 "라"의 위치로 오면서 역세척 싸이폰 지관(344) 내의 공기를 빨아들여 역세척 싸이폰 본관(343) 내의 수위 "마"가 빨아올려져 절곡부를 넘기게 된다. 이때, 역세척 싸이폰 본관(343)도 싸이폰 작용 원리에 의해 여과실(330)의 여과원수 유입공간부(331)의 물을 빨아올리기 시작하고, 역세척수 저장실(340)에 저장되었던 물이 연락관(336)을 통해 여과수 집수공간(335)으로 유입된다. 여과수 집수공간(335)으로 유입된 물은 집수판(334)과 여과층을 통과하면서 여과사(332)를 교란시키고 여과사(332) 표면에 침착돼있던 이물질들을 제거한다. 이러한 이물질들은 물 속을 부유하게 되고 역세척 싸이폰 본관(343)을 통해 빨아올려져 수봉조(350)를 통해 외부로 배출된다. 이렇게 역세척이 이루어지면 역세척수 저장실(340)에 저장된 물의 수위가 떨어져 격판(341)의 위치보다 약간 높은 곳에 설치한 에어브레이크관(345)까지 내려오게 된다. 이때 에어브레이크관(345)이 공중에 노출되어 에어브레이크관(345) 내부로 공기가 유입되며, 유입된 공기는 에어브레이크관(345)을 따라 역세척 싸이폰 본관(343)의 절곡부까지 이동되며, 역세척 싸이폰 본관(343)의 절곡부에 공기가 유입되면 비로소 싸이폰 작용이 멈추게 되고 역세척이 종료된다.

이러한 역세척 과정에서 배출된 물은 여과사(332) 표면에 침착되어 있던 이물질이 다수 포함되어 있으므로 별도 수조를 두어 저장하였다가 처리 장소로 이송시킨다.

한편, 수봉조(350)는 수동으로 역세척 과정을 강제 진행시킬수도 있는데, 이러한 수동 역세척 과정은, 역세척을 하고자 하는 여과기의 여과원수 유입밸브를 잠금으로써 강제로 상등수의 이송을 제한하고, 따라서 여과사(332) 표면에 이물질이 침착되어 상승수의 이송이 제한된 자동 역세척 과정과 동일한 상등수의 이송 제한 효과가 나타나므로, 결국 자동 역세척 과정과 동일한 역세척 과정이 진행된다.

협잡물제거기(400)는, 복합침전기(200)의 고형물질 수렴부(202) 하부에 결합된 하부구조(203)를 원통형의 스크류 콘베어(410)(screw conveyor)가 관통하도록 설치되며, 고형물질 수렴부(202)를 통해 하부구조(203)에 가라앉은 고형물질 및 협잡물로 이루어진 복합협잡물을 외부로 배출시키는 역할을 한다.

이를 위하여 협잡물제거기(400)는, 복합침전기(200)의 하부구조(203)를 상하로 비스듬히 관통하도록 설치되어 복합협잡물을 배출시키는 스크류 콘베어(410)와, 스크류 콘베어(410)로부터 배출되는 복합협잡물이 적재되는 협잡물 수집박스(420)를 포함하여 구성된다.

스크류 콘베어(410)는, 원형 파이프 형태의 콘베어 몸체(411) 내부에 평철을 원형 봉 주위를 스크류 형태로 감싸 만든 축스크류(412)가 삽입되고, 콘베어 몸체(411)의 일단은 아래 덮개(413)로 지지되고 타단은 위 덮개(414)로 지지되게 하되, 아래 덮개(413) 및 위 덮개(414)는 축스크류(412)가 회전할 수 있도록 설치하고, 위 덮개(414)에는 모터감속기(415)가 연결되도록 한다.

또한, 콘베어 몸체(411)의 타단 방향 일측 하부에는 협잡물 배출밸브(416)를 구비한 협잡물 배출관(417)이 연통 설치되고, 타단 방향 일측 상부에는 세척수를 공급받을 수 있도록 밸브가 구비된 세척수 공급구(418)가 연통 설치되며, 일단 방향 일측 하부에는 밸브가 구비된 드레인구(419)가 연통 설치된다.

한편, 복합침전기(200)의 하부구조(203) 내부로 삽입된 콘베어 몸체(411)는 상부가 개방되도록 절반이 절개되어 복합협잡물이 얹혀질수 있도록 하고, 절개된 선을 따라 그보다 하부에 위치된 공간은 모두 메워 복합협잡물이 콘베어 몸체(411)의 절개부에 용이하게 유입될 수 있도록 한다.

협잡물 수집박스(420)는, 콘베어 몸체(411)에 구비된 협잡물 배출관(417)의 연직 하방에 구비되고, 상부가 개방되고 측면 벽체 및 바닥이 폐쇄된 형상으로 형성되되, 벽체와 바닥은 미세한 홀이 복수 타공된 유공판(422)으로 이루어지도록 구성된다. 협잡물 수집박스(420)는 이동이 가능하도록 수레바퀴(421)가 더 포함되어 구성될 수 있다.

이러한 협잡물 제거기의 작동 상태를 살펴보면, 콘베어 몸체(411) 내부의 축스크류(412)가 모터감속기(415)에 의해 회전하면서, 복합침전기(200)의 하부구조(203)에 가라앉은 복합협잡물을 긁어올려 협잡물 배출관(417)을 통해 협잡물 수집박스(420)에 적재되도록 한다. 이때 협잡물 수집박스(420)에 적재된 복합협잡물은 함수량이 많으므로, 협잡물 수집박스(420)의 벽체와 바닥면에 형성된 복수의 미세 홀을 통해 건조상태가 되도록 한다. 이렇게 건조된 복합협잡물은 협잡물 수집박스(420) 바닥면에 설치된 수레바퀴(421)를 이용해 처리장소로 이동될 수 있도록 한다. 한편, 복합협잡물이 축스크류(412)에 의해 긁어올려질 때 복합협잡물을 세정하여 깨끗하게 배출하기 위해 세척수 공급구(418)를 통해 세척수를 공급받아 세정되도록 할 수 있으며, 세정수는 급속여과기(300)의 역세척수 저장실(340) 또는 별도로 구비된 여과수 저장조(390)로부터 공급받을 수 있다. 이때, 세척한 이물질과 함께 콘베어 몸체(411)의 하부로 흘러내린 세정수는 콘베어 몸체(411)에 구비된 드레인구(419)를 통해 역세척 배출수 저장소로 배출될 수 있도록 한다.

100 : 스크린 부착 유량조절조 200 : 복합침전기
210 : 중앙회전로 220 : 유수분리조
230 : 응집조 240 : 침전조
300 : 급속여과기 330 : 여과실
340 : 역세척수 저장실 350 : 수봉조
400 : 협잡물제거기

Claims

강우유출수가 유입되어 강우유출수 내 비행물질을 걸러내어 유분과 협잡물이 포함된 현탁액을 유량조절조로 공급하는 스크린조와; 상기 스크린조의 하부에 설치되어서 상기 스크린조에서 공급된 현탁액을 저장하여 복합침전기로 공급하되, 이상수위현상시 상기 스크린조에서 공급되는 현탁액을 차단하는 유량조절조;를 포함하여 구성되는 스크린부착 유량조절조와;
상기 스크린부착 유량조절조로부터 현탁액을 공급받아 하방으로 협잡물을 하강시키는 중앙회전로와; 상기 중앙회전로 외주연을 감싸도록 구비되어서 상기 중앙회전로에서 상등된 현탁액을 상기 중앙회전로를 중심으로 회전시켜 상방으로 유분을 분리시키는 유수분리조와; 상기 유수분리조를 감싸도록 구비되어서 상기 유수분리조에서 유분이 분리된 현탁액을 공급받아 선회시켜 고형물질을 하방으로 분리하는 응집조; 및 상기 응집조를 감싸도록 구비되어서 상기 응집조에서 고형물질이 분리된 현탁액을 공급받아 플러그를 하방으로 분리시키고 상등수를 급속여과기로 공급하는 침전조;를 포함하여 구성된 복합침전기와;
상기 복합침전기로부터 상등수를 공급받아 실탱크에 공급하는 해드탱크와; 상기 해드탱크로부터 상등수를 공급받아 여과기 본체에 공급하는 실탱크와; 상기 실탱크로부터 상등수를 공급받아 여과하여 여과수를 배출하는 여과실 및 여과실의 여과 효율이 떨어질 때 여과실을 역세척하기 위한 역세척수를 저장하는 역세척수 저장실을 포함하여 구성되는 여과기 본체; 및 상기 여과실이 역세척되도록 싸이폰 현상을 유발하는 수봉조;를 포함하여 구성되는 급속여과기; 및
상기 복합침전기의 하부에 침전된 복합협잡물을 외부로 배출하기 위한 협잡물 제거기;
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 비점오염 저감 종합처리장치.
제 1 항에 있어서,
상기 스크린조는, 내부 공간을 유입측 공간부와 유출측 공간부로 구분하되 복수의 홀이 형성된 유공정류벽과, 상기 유입측 공간부에 설치되어서 상기 유입측 공간부로 유입되는 강우유출수의 비행물질을 걸러내는 바스크린과, 상기 유출측 공간부의 바닥면에 설치되어 현탁액을 상기 유량조절조에 공급하는 강우유출수 유출관 및 상기 유량조절조의 수위에 따라 상기 강우유출수 유출관을 개방하거나 폐쇄하는 차수판을 포함하여 구성되며,
상기 유량조절조는, 내부의 수위에 따라 상기 스크린조의 상기 차수판을 개폐하는 유량조절장치를 포함하여 구성되되, 상기 유량조절장치는 수위에 따라 위치가 가변되는 부력체와, 상기 부력체의 위치에 따라 회동되는 차수판 여닫이축 및 상기 차수판 여닫이축의 회동에 따라 상기 차수판을 개폐하는 연결봉을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 비점오염 저감 종합처리장치.
제 2 항에 있어서,
상기 복합침전기는, 내부에 상기 중앙회전로, 상기 유수분리조, 상기 응집조 및 상기 침전조가 구비되는 원통형의 외벽과, 상기 외벽의 내주연으로부터 하측 방향으로 연장형성되는 호퍼형의 고형물질 수렴부와, 상기 고형물질 수렴부의 하단에 연장 형성되는 원통형의 하부구조를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 비점오염 저감 종합처리장치.
제 3 항에 있어서,
상기 중앙회전로는, 원통형의 중앙회전로 몸체와, 상기 중앙회전로 몸체의 하단에서 연장 형성되는 호퍼형의 현탁액 유입부 및 상기 현탁액 유입부의 하단에 연장 형성되는 원통형의 협잡물 침전부를 포함하여 구성되되,
상기 현탁액 유입부의 일측에는 상기 스크린부착 유량조절조로부터 공급되는 현탁액을 내부로 토출시킬 수 있도록 노즐이 관통 삽입되며, 상기 중앙회전로 몸체의 상부 일측에는 현탁액을 상기 유수분리조로 공급하기 위한 월류구가 형성된 것을 특징으로 하는 비점오염 저감 종합처리장치.
제 4 항에 있어서,
상기 유수분리조는, 상기 중앙회전로 몸체를 감싸도록 중앙회전로 몸체와 이격되어 설치되어서 제 1 수로를 형성하는 원통형의 제 1 수로벽과, 상기 제 1 수로벽을 감싸도록 제 1 수로벽과 이격되어 설치되어서 제 2 수로를 형성하는 원통형의 제 2 수로벽 및 제 2 수로벽의 일측에 결합되어 제 2 수로벽의 일부를 감싸도록 형성되어서 제 2 수로의 현탁액을 응집조에 공급하는 월류실을 포함하여 구성되되, 상기 제 2 수로벽의 외주연 상단 일측에는 상등된 유분을 제거하기 위한 유분 제거실이 더 포함되어 구성된 것을 특징으로 하는 비점오염 저감 종합처리장치.
제 1 항에 있어서,
상기 급속여과기는, 상기 여과기 본체의 내부에 삽입되어서 상기 여과기 본체의 내부 공간을 상부와 하부로 구분하는 만곡된 판형의 격판을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 비점오염 저감 종합처리장치.
제 6 항에 있어서,
상기 여과실은, 상기 격판으로 구분된 상기 여과기 본체 내부 공간의 하측 공간에 위치되며,
상등수가 유입되는 여과원수 유입공간부와, 상기 여과원수 유입공간부의 하부에 구비되어 상기 여과원수 유입공간부로 유입된 상등수를 여과하는 여과층과, 상기 여과층의 하부에 구비되어 상기 여과층으로부터 여과된 여과수만 하부로 통과시킬 수 있도록 스트레너가 착설된 집수판 및 상기 집수판의 하부 공간으로서 상기 집수판을 통과한 여과수가 임시 저장되었다가 상부의 역세척수 저장실로 공급되도록 연락관이 구비된 여과수 집수공간을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 비점오염 저감 종합처리장치.
제 7 항에 있어서,
상기 역세척수 저장실은, 상기 격판으로 구분된 상기 여과기 본체 내부 공간의 상측 공간에 위치되며,
상기 격판의 만곡부 중앙에 일단이 고정되어 상기 여과실과 연통되고, 상기 복합침전기의 외벽 외측 상방으로 타단이 돌출되되, 상기 돌출된 타단의 일부가 절곡된 역세척 싸이폰 본관과, 상기 역세척 싸이폰 본관의 타단에 연통되게 결합되는 역세척 싸이폰 지관 및 상기 격판의 인접한 상부에서 시작하여 상기 역세척 싸이폰 본관의 절곡부 최상단에 연통되게 결합되는 에어브레이크관을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 비점오염 저감 종합처리장치.
제 8 항에 있어서,
상기 해드탱크는, 상단부측 측면에 여과원수 월류관이 연통되게 설치되는 것을 특징으로 하는 비점오염 저감 종합처리장치.
제 9 항에 있어서,
상기 수봉조는, 원통형으로 형성되어 상기 여과기 본체가 설치된 바닥면보다 하부에 설치되고, 상기 원통형 내부에 상기 역세척 싸이폰지관의 끝단이 하부까지 오도록 설치되되, 상기 여과원수 월류관이 연통되게 설치된 U형 싸이폰관이 내부와 연통되게 구비된 것을 특징으로 하는 비점오염 저감 종합처리장치.