KR101147021B1 - 비점오염수 정화장치 - Google Patents

Abstract

비점오염수 정화장치가 개시된다. 비점오염수를 정화하는 비점오염수 정화장치로서, 일측에서 상기 비점오염수가 유입되는 제1본체와 상기 일측과 타측 사이에 개재되며 상기 제1본체의 내측 상부에 형성되는 격벽과 상기 격벽의 하단에 결합되는 스크린망을 포함하는 침전조; 및 상기 침전조의 타측에서 유출되는 상기 비점오염수가 유입되며, 제2본체와 식물부가 식생되는 토양층 및 상기 토양층의 하부에 형성되는 다공판을 포함하는 식생처리조를 포함하는 비점오염수 정화장치는, 유분과 부유성 입자를 동시에 처리할 수 있음뿐 만 아니라 구조가 간단하여 유지관리도 용이하며 고가의 화학약품이나 장비 없이도 효율적으로 비점오염물질을 처리할 수 있다.

Description

비점오염수 정화장치{NON-POINT SOURCE POLLUTION TREATMENT DEVICE}

본 발명은 비점오염수 정화장치에 관한 것이다.

일반적으로, 수질오염이나 토양오염을 유발하는 오염원은 크게 점오염원(Point source pollution)과 비점오염원(Non-point source pollution)으로 구분되는데, 점오염원은 공장, 하수처리장, 건축물 등과 같이 일정한 지점으로 오염물질을 배출하는 시설을 말하는 것이고, 비점오염원은 불특정장소에서 불특정하게 오염물질을 배출하는 도시, 도로, 노지, 공사장 및 산지 등을 말한다. 특히, 고속도로의 주요 비점오염원인 기름, 토사, 협잡물(쓰레기, 플라스틱 파편 등), 금속류(차량기어 및 타이어 마모로 발생) 발생 및 터널유출수의 pH 배출기준 초과 문제 등은 하천수계를 오염시킨다는 점에서 문제가 되고 있다.

비점오염원으로부터 배출되는 오염물질의 제거방법은 화학적 방법, 생물학적 방법 및 물리적 방법 등이 있다.

이중 물리적 방법으로 오염물질을 제거하는 처리장치가 가장 널리 사용되고 있다. 그 중에서 스크린에 의한 부유성 입자의 제거방법이 자주 사용되고 있다. 하지만, 이런 스크린에 의한 부유성 입자 제거방법은 오염물질에 함유된 기름 등의 유분을 제거함에 있어서 한계가 있었다.

또한, 종래의 정화장치는 조대 및 미세입자상물질, 부유성 유기 및 무기물질을 처리하기 위해 고가의 화학약품을 사용하거나 그 구조가 복잡해짐으로 인해 설치 및 유지관리가 어려운 문제점이 있었다.

본 발명은 유분과 부유성 입자를 동시에 처리할 수 있는 비점오염수 정화장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 구조가 간단하여 유지관리도 용이한 비점오염수 정화장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 고가의 화학약품이나 장비 없이도 효율적으로 비점오염물질을 처리할 수 있는 비점오염수 정화장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 비점오염수를 정화하는 비점오염수 정화장치로서, 일측에서 상기 비점오염수가 유입되는 제1본체와 상기 일측과 타측 사이에 개재되며 상기 제1본체의 내측 상부에 형성되는 격벽과 상기 격벽의 하단에 결합되는 스크린망을 포함하는 침전조; 및 상기 침전조의 타측에서 유출되는 상기 비점오염수가 유입되며, 제2본체와 식물부가 식생되는 토양층 및 상기 토양층의 하부에 형성되는 다공판을 포함하는 식생처리조를 포함하는 비점오염수 정화장치가 제공된다.

비점오염수 정화장치는, 식생처리조의 일측벽 상부에 유입구가 형성되며 상기 유입구를 커버하며 유분을 여과하는 유분방지망을 더 포함할 수 있다.

토양층은, 다공판 위에 적층되는 자갈층 및 상기 자갈층 위에 적층되는 토사층을 포함할 수 있다.

식물부는 수생식물일 수 있다.

다공판은, 식생처리조의 저면에 이격되어 배치되며, 비점오염수가 투과될 수 있다.

비점오염수 정화장치는, 식생처리조의 내측벽면을 따라 형성되는 지지단차부(supporting flange)를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 지지단차부는 다공판의 단부를 지지할 수 있다.

식생처리조는, 다공판과 식생처리조의 저면 사이에 형성되는 처리수이동공간을 형성할 수 있다.

비점오염수 정화장치는, 식생처리조의 일측벽 상부에 유출구가 형성되고 식생처리조의 일측벽에 인접하여 결합되며 상기 유출구로부터 유출되는 비점오염수를 저장하는 월류방지저장조를 더 포함할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 비점오염수 정화장치는 유분과 부유성 입자를 동시에 처리할 수 있다.

본 발명에 따른 비점오염수 정화장치는 구조가 간단하여 유지관리가 용이할 수 있다.

본 발명에 따른 비점오염수 정화장치는 고가의 화학약품이나 장비 없이도 효율적으로 비점오염물질을 처리할 수 있다.

본 발명에 따른 비점오염수 정화장치는 각 구성요소의 하우징이 박스 형상을 갖도록 하여 설치가 용이하여 유지관리비용의 절감 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비점오염수 정화장치를 개략적으로 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 비점오염수 정화장치의 침전조에서 덮개가 개방된 상태를 나타낸 확대사시도.
도 3은 도 2의 A 부분을 나타낸 확대도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 비점오염수 정화장치의 식생처리조 및 월류방지저장조를 나타낸 종단면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 비점오염수 정화장치의 식생처리조의 다공판을 나타낸 확대도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 비점오염수 정화장치의 월류방지저장조를 나타낸 사시도.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

이하, 본 발명에 따른 자연친화적 비점오염수 정화장치의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비점오염수 정화장치를 개략적으로 나타낸 사시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 비점오염수 정화장치(10)는 크게 침전조(12), 식생처리조(14) 및 월류방지 저장조(16)를 포함하여 구성된다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 비점오염수 정화장치의 침전조에서 덮개가 개방된 상태를 나타낸 확대사시도이며, 도 3은 도 2의 A 부분을 나타낸 확대도이다. 도 2 내지 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 침전조(12)는 제1본체(20), 격벽(22), 스크린망(24)을 포함한다. 여기서, 제1본체(20)는 침전조 유입구(26), 식생처리조 유입구(27), 유분방지망(28), 덮개(29)를 포함할 수 있다.

본 실시예에 따른 침전조(12)는, 고속도로 등의 주요 비점오염원에서 발생하는 비점오염수를 정화하는 비점오염수 정화장치의 일부로서, 일측에서 상기 비점오염수가 유입되며, 상기 일측과 타측 사이에 개재되는 격벽(22) 및 상기 격벽(22) 하단에 결합되는 스크린망(24)에 의해 구획된다.

제1본체(20)는 일측에 형성되는 침전조 유입구(26)을 통해 유입되는 비점오염수(예를 들어, 기름을 포함하는 오염된 노면수)를 수용하는 공간을 제공한다. 본 실시예에 따른 침전조 유입구(26)는 고속도로 등의 비점오염원 주변의 배수구와 연통되도록 제1본체(20)의 일측면의 상부에 형성되며 외부로부터 비점오염수를 유입하는 역할을 한다. 침전조 유입구(26)는 양단이 개방된 원통형 형상을 가질 수도 있으며, 양단이 개방된 사각형 형상을 가질 수도 있으며, 제1본체(20)의 일측면의 상부 일부분이 개방되어 형성될 수도 있다. 이는 후술할 식생처리조 유입구(27)에도 동일하게 적용될 수 있다

격벽(22)은 침전조(12)의 일측과 타측 사이에 개재되어 침전조(12)의 공간을 둘로 구획한다. 또한, 격벽(22)은 침전조(12)의 내측 상부에 형성되어, 부유성 물질, 특히 기름의 제거 및 이동을 방지하는 역할을 한다.

비점오염수는 침전조(12)의 일측에서 유입되어 스크린망(24)을 통과하여 침전조(12)의 타측에서 배출된다.

스크린망(24)은 격벽(22)의 하단에 결합되어, 유입되는 비점오염수에 함유된 각종 쓰레기, 파편 등 입자가 굵은 물질을 거르는 역할을 한다. 특히, 스크린망(24)은 격벽(22)에 의해 기름 등이 일차적으로 제거되고 남은 비점오염수에서 상대적으로 입자가 굵은 물질을 걸러내는 역할을 한다.

이렇게 스크린망(24)을 통과하면서 굵은 물질이 제거된 비점오염수는, 격벽(22) 및 스크린망(24)에 의해 구획된 침전조(12)의 타측으로 이동하여 일정시간을 머물게 된다. 이동과정에서, 비점오염수에 여전히 함유된 물질들 중 상대적으로 비중이 무거운 것들은 침전조(12)의 바닥면에 침전하게 되며, 침전된 오염물질을 제외한 비점오염수는 위로 부상하게 된다. 계속해서 부상된 비점오염수는 식생처리조 유입구(27)을 통해 식생처리조(14)로 이송된다. 이 과정에서 식생처리조 유입구(27)를 커버하도록 형성되는 유분방지망(28)에 의해 격벽(22) 및 스크린망(24)을 통과한 유분 및 부유물질이 다시 걸러지게 된다.

유분방지망(28)은 예를 들어 오탁방지망(silt protector)과 같이 고강도 합성섬유로 만들어진 특수성 막체로 이루어질 수 있다.

침전조(12)의 상면에는 침전조(12) 내부 및 스크린망(24) 등을 쉽게 청소하기 위해 탈착가능한 덮개(29)가 구비될 수 있다. 이러한 덮개(29)로는 예를 들어, 맨홀(미도시) 등이 사용될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 비점오염수 정화장치의 식생처리조 및 월류방지저장조가 연접한 상태를 나타낸 종단면도이다. 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 식생처리조(14)는 제2본체(30), 토양층(33), 다공판(32)을 포함한다. 여기서, 식생처리조(14)는 처리수이동공간(31), 지지단차부(38), 식물부(39)를 더 포함할 수 있다. 본 실시예에 따른 제2본체(30)는 식생처리조 유출구(42) 및 개구부(44)를 포함한다.

토양층(33)은, 다공판(32) 위에 적층되는 자갈층(34) 및 상기 자갈층(34) 위에 적층되는 토사층(36)을 포함하여 구성된다. 토사층(36)은 모래 및 흙을 포함할 수 있으며, 본 실시예에서는 자갈층 상부에 모래와, 흙이 순차적으로 적층된 형태를 제시한다.

한편, 식물부(39)는 예를 들어 갈대와 같은 수생식물을 포함한다. 식물부(39)는 토양층(33)에 식재되며, 식생처리조 유입구(27)을 통해 유입된 비점오염수에 함유되어 있는 중금속을 제거할 수 있고, pH (Hydrogen exponent, or 水素指數)를 조절할 수 있으며, 생화학적산소요구량(biochemical oxygen demand, BOD)을 조절할 수 있으며, 부유물질(suspended solid)을 제거하는 등의 역할을 한다. 식물 정화 기법의 기본 메커니즘은 식물이 생리학적인 과정을 통해서 흙이나 물로부터 금속성분을 포함한 필수 영양 물질을 추출하여 이용함에 있어 자신의 생리적 작용에 직접적으로 필요하지 않은 금속성분이라도 많은 양을 체내에 보관(containment)하거나 분해(degradation)하는 성질을 이용한 것이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 비점오염수 정화장치의 식생처리조 내의다공판(32)을 나타낸 확대도이다.

다공판(32)은 식생처리조(14)의 내측 하부에 공간이 형성되도록 식생처리조(14)의 저면과 이격되어 배치되며, 토양층(33)의 자갈 및 토사의 유출을 방지하는 역할을 한다. 다공판(32)은, 토양층(33)에 의해 비점오염수의 잔여오염물질이 제거된 처리수가 통과할 수 있도록 다수의 공극 또는 홀이 형성되어 이루어진다. 예를 들어, 다공판(32)은 다수의 공극 또는 홀이 형성된 콘크리트 블록일 수 있다.

자갈층(34) 및 토사층(36)은 다공판(32) 위에 하부에서 상부로 순차적으로 적층되며, 식생처리조 유입구(27)을 통해 유입된 비점오염수의 잔여오염물질을 걸러내는 역할을 한다.

지지단차부(38)는 식생처리조(14)의 내측벽면을 따라 형성될 수 있으며, 다공판(32)을 지지하는 역할을 한다. 이로 인해, 다공판(32)과 식생처리조(14)의 저면 사이에는 처리수이동공간(31)이 형성될 수 있다.

처리수이동공간(31)은 다공판(32)과 식생처리조(14)의 저면 사이에 형성되며, 식물부(39) 및 토양층(33)을 통해 비점오염수의 잔여오염물질이 제거된 처리수가 모여서 외부로 이동하는 공간이다. 처리수이동공간(31)에 모인 처리수는 후술할 월류방지저장조(16)를 경유하여 외부로 배출될 수 있으며, 자체 내에 형성되는 배출구(미도시)를 통해 외부로 배출될 수도 있다.

본 실시예에 따른 비점오염수 정화장치(10)는 월류방지저장조(16)을 더 포함할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 비점오염수 정화장치의 월류방지저장조(16)를 나타낸 사시도이다. 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 월류방지저장조(16)는 제3본체(40)를 포함하며, 제3본체(40)는 식생처리조 유출구(42), 분할층(43), 개구부(44), 배출구(46)를 포함한다.

본 실시예에 따른 월류방지저장조(16)은 분할층(43)에 의해 다시 둘로 구획될 수 있다.

본 실시예에 따른 분할층(43)은 월류방지저장조(16)의 상측과 하측 사이에 개재되어 월류방지저장조(16)의 공간을 둘로 구획한다. 분할층(43)에 의해 둘로 구획된 월류방지저장조(16)의 상부 공간은, 식생처리조(14)의 처리용량을 초과하는 양의 비점오염수가 상기 식생처리조(14)로 유입되는 경우, 상기 비점오염수가 주변으로 범람하지 않도록 수용하는 역할을 한다. 따라서, 주변의 환경이 오염되는 것을 미연에 방지할 수 있다.

식생처리조(14)로부터 유입된 비점오염수는 월류방지저장조(16)의 상부 공간에서 자연 증발하게 된다. 물의 자연증발현상을 이용함으로써, 본 실시예에 따른 비점오염수 정화장치(10)는 월류방지저장조(16)에 정지(靜止)하는 비점오염수에서 미세입자상물질을 다시 한번 침전시킬 수 있다.

월류방지저장조(16)는 식생처리조(14)의 일측벽에 인접하여 결합될 수 있다. 이를 위해, 적어도 하나의 식생처리조 유출구(42)가 식생처리조(14)의 일측면 상부에 형성되며, 이에 따라 식생처리조 유출구(42)를 통해 월류방지저장조(16)로 비점오염수를 이동시킴으로서 주변으로 비점오염수가 월류되는 것을 방지할 수 있다. 식생처리조 유출구(42)는 여러 형상으로 구현될 수 있으며, 본 실시예에서는 월류방지저장조(16)의 인접하는 일측면의 상부 일부분이 개방되어 형성된다.

또한, 분할층(43)에 의해 둘로 구획된 월류방지저장조(16)의 하부 공간은 식생처리조(14)와 연통되도록 상기 식생처리조(14) 하부와 상기 월류방지저장조(16) 하부가 서로 개방될 수 있다. 이를 위해, 개구부(44)가 식생처리조(14)와 월류방지저장조(16) 사이에 형성될 수 있으며, 이 경우 토양층(33)을 통과한 처리수는 개구부(44)와 월류방지저장조(16)를 지나 배출구(46)을 통해 외부로 이송된다. 이외에도 처리수이동공간(31)과 배출구(46) 사이에 파이프(미도시)와 같은 연결통로가 개재되어 처리수를 외부로 배출할 수도 있음은 물론이다.

배출구(46)는 월류방지저장조(16)의 하부공간 일측면에 형성된다. 본 실시예에 따른 배출구(46)는, 현장시공여건에 따라 그 배치위치가 가변적으로 변할 수 있다. 예를 들어, 현장시공 시 암반층이 발견되어 굴착에 어려움이 있을 경우 배출구(46)는 상기 하부공간의 범위 내에서 상하좌우로 위치를 조정하여 시공될 수 있다. 또한, 배출구(46)의 형상도 설계조건에 따라 다양하게 변형될 수 있다.

상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

전술한 실시예 외의 많은 실시예들이 본 발명의 특허청구범위 내에 존재한다.

10 : 비점오염수 정화장치 12 : 침전조
14 : 식생처리조 16 : 월류방지저장조
20 : 제 1본체 22 : 격벽
24 : 스크린망 26 : 침전조 유입구
27 : 식생처리조 유입구 28 : 유분방지망
29 : 덮개 30 : 제 2본체
31 : 처리수이동공간 32 : 다공판
33 : 토양층 34 : 자갈층
36 : 토사층 38 : 지지단차부
39 : 식물부 40 : 제 3본체
42 : 식생처리조 유출구 43 : 분할층
44 : 개구부 46 : 배출구

Claims (8)

1. 비점오염수를 정화하는 비점오염수 정화장치로서,
   일측에서 상기 비점오염수가 유입되는 제1본체와 상기 일측과 타측 사이에 개재되며 상기 제1본체의 내측 상부에 형성되는 격벽과 상기 격벽의 하단에 결합되는 스크린망을 포함하는 침전조; 및
   상기 침전조의 타측에서 유출되는 상기 비점오염수가 유입되며, 제2본체와 식물부가 식생되는 토양층 및 상기 토양층의 하부에 형성되는 다공판을 포함하는 식생처리조를 포함하는 비점오염수 정화장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 식생처리조의 일측벽 상부에는 유입구가 형성되며,
   상기 유입구를 커버하며, 유분을 여과하는 유분방지망을 더 포함하는 비점오염수 정화장치.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 토양층은,
   상기 다공판 위에 적층되는 자갈층; 및
   상기 자갈층 위에 적층되는 토사층을 포함하는 것을 특징으로 하는 비점오염수 정화장치.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 식물부는,
   수생식물인 것을 특징으로 하는 비점오염수 정화장치.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 다공판은,
   상기 식생처리조의 저면에 이격되어 배치되며, 상기 비점오염수가 투과되는 것을 특징으로 하는 비점오염수 정화장치.
   
6. 제 5항에 있어서,
   상기 식생처리조의 내측벽면을 따라 형성되는 지지단차부(supporting flange)를 더 포함하며,
   상기 지지단차부는 상기 다공판의 단부를 지지하는 것을 특징으로 하는 비점오염수 정화장치.
   
7. 제 1항에 있어서,
   상기 식생처리조는,
   상기 다공판과 상기 식생처리조의 저면 사이에 형성되는 처리수이동공간을 형성하는 것을 특징으로 하는 비점오염수 정화장치.
   
8. 제 1항에 있어서,
   상기 식생처리조의 일측벽 상부에 유출구가 형성되며,
   상기 식생처리조의 일측벽에 인접하여 결합되며, 상기 유출구로부터 유출되는 상기 비점오염수를 저장하는 월류방지저장조를 더 포함하는 비점오염수 정화장치.

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