KR101170817B1 - 교차흐름식 모듈을 이용한 초기우수 처리장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 교차흐름식 모듈을 이용한 초기우수 처리장치에 관한 것으로서, 투입관을 통해 투입된 초기우수를 회전시켜 원심력에 의해 초기우수에서 고형물을 제거하도록 콘형상으로 형성된 1차 수처리조와, 이 1차 수처리조의 하류에 접속되어 고형물이 제거된 초기우수를 여과하도록 교차흐름식 모듈이 설치된 2차 수처리조를 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서 본 발명은 초기우수를 회전시켜 원심력에 의해 고형물을 제거하는 1차 수처리조와 교차흐름식 모듈을 이용하여 여과하는 1차 수처리조를 구비함으로써, 초기우수의 처리효율을 향상시키는 동시에 여과효율을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.

Description

교차흐름식 모듈을 이용한 초기우수 처리장치{Apparatus for treating rainwater using cross flow module}
본 발명은 교차흐름식 모듈을 이용한 초기우수 처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 초기우수에 포함된 각종 오염물질을 제거하는 교차흐름식 모듈을 이용한 초기우수 처리장치에 관한 것이다.
일반적으로 오염물은 생활하수, 산업폐수 및 축산폐수 등과 같이 배출지점이 뚜렷하고 한정된 점오염원으로부터 배출되는 점오염물과 농경지, 목초지, 산림지, 건축현장, 광산, 벌채지, 폐기물처리장, 쓰레기매립장, 도심지, 도로 및 산업현장 등과 같이 배출지역이 광범위한 비점오염원으로부터 배출되는 비점오염물로 나눌수 있다.
위와 같은 오염물 가운데 배출지점이 뚜렷하고 한정된 점오염물의 경우에는 가정이나 공장, 축산농가 등에 별도의 정화장치나 폐수처리시설이 설치되어 오염물질의 정화가 어느 정도 이루어지고 있으나, 비점오염물의 경우에는 배출지역이 광범위할 뿐만 아니라 대부분 지표면에 잔존해 있다가 초기우수와 함께 하천 등의 공공수역이나 지하수로 유입되어 수질오염을 야기시키는 주원인이 되고 있다.
특히, 상기 비점오염물질은 중금속, 병원성 미생물, 유기화합물, 방사성물질, 유독물질 및 기타 협잡물이나 부유물질 등 매우 다양한 형태의 것들로 이루어지며, 통상 우천시에 빗물에 쓸려 하천, 강, 호수 등의 공공 수역이나 지하수로 흘러들어가 수질을 오염시키는 주요인으로 작용하고 있을 뿐만 아니라 그로 인해 생태계의 파괴는 물론 최종적으로 인간에게까지 매우 큰 피해를 주고 있는 실정이다.
이와 같은 초기우수는 대기 중의 여러 오염물질을 포함한 상태로 내리게 되며, 지표면을 흐르면서 각종 오염물질과 함께 하천 등으로 스며들게 된다.
따라서 비점오염원 중의 하나인 초기우수에 포함된 각종 오염물질을 제거하여 하천 등의 수질 향상을 도모하기 위해서는 초기우수를 처리하기 위한 장치의 필요성이 대두되었다.
이러한 초기우수 처리장치로는 저류형, 침투형, 식생형, 장치형 등으로 구분할 수 있으며, 장치형은 크게 초기우수에 대해 와류를 형성시켜 침전물질을 침전시키는 스월(swirl)방식과 여과수단을 이용한 여과방식으로 분류될 수 있다.
그런데, 기존의 스월방식은 침전물질은 제거가 가능하나, 용존성 물질과 유기물의 제거가 어렵다는 단점이 있으며, 특히, 강우로 인해 장치 내로 초기우수가 유입되면 축적된 침전물질이 급격히 유입된 초기우수의 와류를 통해 부상하여 장치를 빠져나가는 문제점이 있다.
그리고 상술한 바와 같은 스월방식의 문제점을 개선하기 위해서 도입된 것이 여과방식인데, 여과방식은 스월방식에 비하여 입자상 물질 및 유기물질의 제거효과가 좋은 장점이 있지만, 스월방식과 같이 급속 침전이 어렵기 때문에 장치의 소요용량이 크고, 초기우수가 유입되는 경우에 축적된 침전물질이 부상하는 문제는 여전히 남아있으며, 여과층이 침전물질에 의해 막히는 등의 문제가 발생하는 문제점이 있다.
이와 같이 종래의 초기우수 처리장치는 여재에 의해 막히거나 여재층 하단에 퇴적물이 쌓이면 여재를 전량 걷어내거나 교환하는 번거러움이 있었다.
특히, 우수 차집관거에서 초기우수를 차집하게 되며 대부분 비점오염 저감시설이 지하 수m 정도에 설치되어 있으므로, 실제 여재를 교환하거나 여재층 하단의 퇴적오니를 준설하기에는 어려움이 있다.
또한, 고정형의 여재를 사용하거나 교란이 불가능한 쇄석 또는 세라믹을 여재로 적용하는 경우에는 여재에 의한 막힘현상의 발생시 지하 수m로 인력이 투입되어 고압세척을 실시하거나 여재를 전량 교체해야 하므로, 초기우수 처리설비의 유지보수가 어렵고 비용이 과다하게 소요되는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출한 것으로서, 초기우수의 처리효율을 향상시키는 동시에 여과효율을 향상시킬 수 있고, 초기우수를 자연흐름에 의해 유동시켜 별도의 동력없이 유동이 가능하며, 이물질 입자의 여과를 용이하게 하며, 초기우수의 여과성능을 향상시킬 수 있는 교차흐름식 모듈을 이용한 초기우수 처리장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 투입관을 통해 투입된 초기우수를 회전시켜 원심력에 의해 초기우수에서 고형물을 제거하도록 콘형상으로 형성된 1차 수처리조; 및 상기 1차 수처리조의 하류에 접속되어 고형물이 제거된 초기우수를 여과하도록 교차흐름식 모듈이 설치된 2차 수처리조;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 1차 수처리조는, 투입관이 상기 1차 수처리조의 상부에 연결되어 있고, 배출관이 상기 1차 수처리조의 하부에 연결되어 있다. 본 발명의 상기 2차 수처리조는, 고형물이 제거된 초기우수를 상향류와 하향류를 반복하여 여과하도록 복수의 여과조를 구비한다.
본 발명의 상기 여과조는, 초기우수가 하부로 유입되어 상향류를 형성하여 상부로 월류되는 제1 여과조; 및 상기 제1 여과조에서 월류된 초기우수가 상부로 유입되어 하향류를 형성하여 하부로 배출되는 제2 여과조;를 포함한다. 본 발명의 상기 여과조는, 상기 제2 여과조에서 배출된 초기우수가 하부로 유입되어 상향류를 형성하여 상부로 배출되는 제3 여과조를 더 포함한다.
본 발명의 상기 교차흐름식 모듈은, 복수의 파형판이 서로 대칭으로 결합되어 이루어진다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 초기우수를 회전시켜 원심력에 의해 고형물을 제거하는 1차 수처리조와 교차흐름식 모듈을 이용하여 여과하는 1차 수처리조를 구비함으로써, 초기우수의 처리효율을 향상시키는 동시에 여과효율을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 1차 수처리조의 상부에 투입관을 설치하고 하부에 배출관을 설치함으로써, 초기우수를 자연흐름에 의해 유동시켜 별도의 동력없이 유동이 가능하게 된다.
또한, 2차 수처리조에 복수의 여과조를 설치하여 초기우수를 상향류와 하향류를 번갈아 형성하여 이물질 입자의 여과를 용이하게 한다.
교차흐름식 모듈은 복수개의 파형판이 파형판 사이의 경계선을 기준해서 산부위와 골부위가 각각 대칭되도록 결합되고 적층되어 초기우수 처리장치 내에서 고액분리의 역할을 수행하게 되므로, 장기간 가동후에도 여재의 막힘이나 편류현상 및 채널링(channeling)과 같은 처리의 악영향이 없어 초기우수의 여과성능을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 교차흐름식 모듈을 이용한 초기우수 처리장치를 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 교차흐름식 모듈을 이용한 초기우수 처리장치를 나타내는 평면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 교차흐름식 모듈을 이용한 초기우수 처리장치의 교차흐름식 모듈을 나타내는 구성도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 교차흐름식 모듈을 이용한 초기우수 처리장치의 교차흐름식 모듈의 파형판을 나타내는 구성도.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 교차흐름식 모듈을 이용한 초기우수 처리장치의 교차흐름식 모듈의 파형판을 나타내는 단면도.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 더욱 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 교차흐름식 모듈을 이용한 초기우수 처리장치를 나타내는 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 교차흐름식 모듈을 이용한 초기우수 처리장치를 나타내는 평면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 교차흐름식 모듈을 이용한 초기우수 처리장치의 교차흐름식 모듈을 나타내는 구성도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 교차흐름식 모듈을 이용한 초기우수 처리장치의 교차흐름식 모듈의 파형판을 나타내는 구성도이고, 도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 교차흐름식 모듈을 이용한 초기우수 처리장치의 교차흐름식 모듈의 파형판을 나타내는 단면도이다.
도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에 의한 교차흐름식 모듈을 이용한 초기우수 처리장치는 1차 수처리조(10)와 2차 수처리조를 포함하여 이루어져 있다.
1차 수처리조(10)는 투입관(13)을 통해 투입된 초기우수를 회전시켜 원심력에 의해 초기우수에서 고형물을 제거하도록 콘형상으로 형성되며, 분리조(11), 저장조(12), 투입관(13), 배출관(14)로 이루어져 있다.
분리조(11)는 원통형상의 형성되며 하부로 내려 갈수록 직경이 좁아지는 콘형상으로 형성된 분리조로서, 투입된 초기우수를 회전시켜 원심력에 의해 초기우수에 포함된 고형물을 중앙부위로 분리하여 하부에 배출하게 된다.
저장조(12)는 분리조(11)의 하부 중앙에 형성된 고형물의 저장조로서, 분리조에서 원심력에 의해 초기우수에서 분리된 고형물이 저장되며, 처리후 고형물은 외부로부터 유출관을 여기에 삽입하여 되거나 별도의 유출밸브를 설치하여 유출밸브를 통해서 외부로 배출된다.
투입관(13)은 분리조(11)의 상부에 분리조(11)의 외주면과 접선방향으로 접속되어 분리조(11)의 내부로 유입되는 초기우수에서 원심력에 의해 고형물을 제거하도록 회전력을 부여하게 된다.
배출관(14)은 분리조(11)의 하부에 분리조(11)의 외주면과 직교방향이나 접선방향으로 접속되어 분리조(11)의 내부에서 원심력에 의해 고형물이 제거된 초기우수를 하류로 배출시키게 된다.
2차 수처리조는, 1차 수처리조(10)의 하류에 배출관(14)을 개재해서 접속되어 고형물이 제거된 초기우수에 포함된 이물질 입자를 여과하도록 교차흐름식 모듈(20)이 설치되며, 고형물이 제거된 초기우수를 상향류와 하향류를 반복하여 여과하도록 복수의 여과조(30, 40, 50)를 구비한다.
이러한 복수의 여과조(30, 40, 50)에는, 초기우수에 포함된 이물질 입자를 여과하도록 교차흐름식 모듈(20)이 각각 설치되며, 제1 여과조(30), 제2 여과조(40), 제3 여과조(50)로 이루어져 있다.
제1 여과조(30)는, 내부에 교차흐름식 모듈(20)이 설치되며 1차 수처리조(10)에서 고형물이 제거된 초기우수가 하부로 유입되어 상향류를 형성하여 교차흐름식 모듈(20)를 통과하고 상부로 월류되는 여과조로서, 여과조(31), 구획벽(32), 월류부위(33)로 이루어져 있다.
여과조(31)는 1차 수처리조(10)의 배출관(14)이 하부에 연결되어, 고형물이 제거된 초기우수가 여과조(31)의 하부로 유입되어 상부로 유동하도록 상향류를 형성하게 된다.
구획벽(32)은 제1 여과조(30)와 제2 여과조(40) 사이에 설치되어 이들의 여과공간을 구획하게 되며, 구획벽(32)의 상단에는 1차 여과된 초기우수가 제2 여과조(40)로 월류하여 유입되도록 월류부위(33)가 형성되어 있다.
제2 여과조(40)는, 내부에 교차흐름식 모듈(20)이 설치되며 제1 여과조(30)에서 월류된 초기우수가 상부로 유입되어 하향류를 형성하여 교차흐름식 모듈(20)를 통과하고 하부로 배출되는 여과조로서, 여과조(41), 구획벽(42), 배출부위(43)로 이루어져 있다.
여과조(41)는 제1 여과조(30)의 월류부위(33)가 상부에 연결되어, 제1 여과조(30)에서 1차 여과된 초기우수가 여과조(41)의 상부로 유입되어 하부로 유동하도록 하향류를 형성하게 된다.
구획벽(42)은 제2 여과조(40)와 제3 여과조(50) 사이에 설치되어 이들의 여과공간을 구획하게 되며, 구획벽(42)의 하단에는 2차 여과된 초기우수가 제3 여과조(50)로 배출하여 유입되도록 배출부위(43)가 형성되어 있다.
제3 여과조(50)는, 내부에 교차흐름식 모듈(20)이 설치되며 제2 여과조(40)에서 배출된 초기우수가 하부로 유입되어 상향류를 형성하여 교차흐름식 모듈(20)를 통과하고 상부로 배출되는 여과조로서, 여과조(51), 구획벽(52), 배출부위(53)로 이루어져 있다.
여과조(51)는 제2 여과조(40)의 배출부위(43)가 하부에 연결되어, 제2 여과조(40)에서 2차 여과된 초기우수가 여과조(51)의 하부로 유입되어 상부로 유동하도록 상향류를 형성하게 된다.
구획벽(52)은 제3 여과조(50)와 처리수 배출구(60) 사이에 설치되어 이들의 공간을 구획하게 되며, 구획벽(52)의 상단에는 3차 여과된 초기우수가 처리수 배출구(60)로 배출하여 유입되도록 배출부위(53)가 형성되어 있다.
이와 같이, 본 실시예의 2처 수처리조는 제1 여과조(30)와 제2 여과조(40)와 같이 2개의 여과조로 이루어지거나, 여기에 제3 여과조(50)가 추가되어 3개의 여과조로 이루어지거나, 추가의 여과조를 더 추가하여 4개 이상의 여과조로 이루어지는 것도 가능함은 물론이다.
교차흐름식 모듈(20)은, 통과하는 초기우수에 포함된 이물질 입자를 걸러내어 여과하는 필터링 부재로서, 도 3에 나타낸 바와 같이 복수의 파형판(21)이 파형판 사이의 경계선을 기준해서 산부위와 골부위가 각각 대칭으로 결합되도록 적층되어 있다.
파형판(21)은 도 4의 절단선 A-A에 의한 단면도인 도 5에 나타낸 바와 같이, 골부위(21a), 경사부위(21b), 산부위(21c)로 이루어져 초기우수의 교차흐름을 유도하게 된다.
골부위(21a)는 파형판(21)의 하단에 형성되고, 경사부위(21b)는 골부위(21a)와 산부위(21c) 사이에 경사지게 형성되고, 산부위(21c)는 파형판(21)의 상단에 형성되어 있다.
또한, 일방의 산부위(21c)와 인접한 산부위(21c) 사이의 이격거리(d1)는 골부위(21a)의 폭거리(d2) 보다 5~6배 크게 형성되고, 골부위(21a)와 산부위(21c) 사이의 높이(h1)는 골부위(21a)의 폭거리(d2) 보다 2~3배 크게 형성되어, 경사부위(21c)의 경사가 완만하게 형성되어 초기우수의 교차흐름을 유도하게 되는 것이 바람직하다.
또한, 파형판(21)은 도 4의 절단선 B-B에 의한 단면도인 도 6에 나타낸 바와 같이, 경사부(21d)와, 홈부(21e)로 이루어져 초기우수의 교차흐름을 유도하게 된다.
경사부(21d)는 파형판(21)의 경사부위(21c)가 평면형상으로 형성된 부위로서, 파형판(21)의 파형을 형성하게 되며, 경사부(21d)의 상하 길이방향으로 오목하게 형성된 복수의 홈부(21e)가 등간격으로 이격형성되어 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 초기우수를 회전시켜 원심력에 의해 고형물을 제거하는 1차 수처리조와 교차흐름식 모듈을 이용하여 여과하는 1차 수처리조를 구비함으로써, 초기우수의 처리효율을 향상시키는 동시에 여과효율을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 1차 수처리조의 상부에 투입관을 설치하고 하부에 배출관을 설치함으로써, 초기우수를 자연흐름에 의해 유동시켜 별도의 동력없이 유동이 가능하게 되며, 2차 수처리조에 복수의 여과조를 설치하여 초기우수를 상향류와 하향류를 번갈아 형성하여 이물질 입자의 여과를 용이하게 한다.
또한, 교차흐름식 모듈은 복수개의 파형판이 파형판 사이의 경계선을 기준해서 산부위와 골부위가 각각 대칭되도록 결합되고 적층되어 초기우수 처리장치 내에서 고액분리의 역할을 수행하게 되므로, 장기간 가동후에도 여재의 막힘이나 편류현상 및 채널링(channeling)과 같은 처리의 악영향이 없어 초기우수의 여과성능을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.
이상 설명한 본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러 가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서 상기 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안 된다.
10: 1차 수처리조 20: 교차흐름식 모듈
30: 제1 여과조 40: 제2 여과조
50: 제3 여과조 60: 처리수 배수구

Claims (6)

  1. 투입관을 통해 투입된 초기우수를 회전시켜 원심력에 의해 초기우수에서 고형물을 제거하도록 콘형상으로 형성된 1차 수처리조; 및
    상기 1차 수처리조의 하류에 접속되어 고형물이 제거된 초기우수를 여과하도록 교차흐름식 모듈이 설치된 2차 수처리조;를 포함하고,
    상기 교차흐름식 모듈은, 복수의 파형판이 파형판 사이의 경계선을 기준해서 산부위와 골부위가 각각 대칭되도록 결합되어 이루어지고, 상기 복수의 파형판이 상기 2차 수처리조의 내부에 소정각도 경사지게 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 교차흐름식 모듈을 이용한 초기우수 처리장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 1차 수처리조는, 투입관이 상기 1차 수처리조의 상부에 연결되어 있고, 배출관이 상기 1차 수처리조의 하부에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 교차흐름식 모듈을 이용한 초기우수 처리장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 2차 수처리조는, 고형물이 제거된 초기우수를 상향류와 하향류를 반복하여 여과하도록 복수의 여과조를 구비하는 것을 특징으로 하는 교차흐름식 모듈을 이용한 초기우수 처리장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 여과조는,
    초기우수가 하부로 유입되어 상향류를 형성하여 상부로 월류되는 제1 여과조; 및
    상기 제1 여과조에서 월류된 초기우수가 상부로 유입되어 하향류를 형성하여 하부로 배출되는 제2 여과조;를 포함하는 것을 특징으로 하는 교차흐름식 모듈을 이용한 초기우수 처리장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 여과조는, 상기 제2 여과조에서 배출된 초기우수가 하부로 유입되어 상향류를 형성하여 상부로 배출되는 제3 여과조를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교차흐름식 모듈을 이용한 초기우수 처리장치.
  6. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100795918B1 (ko) * 2007-02-08 2008-01-21 (주) 디아이엔바이로 초기우수 처리장치
KR101036279B1 (ko) * 2009-12-10 2011-05-23 최희택 집배수시설용 침투식 비점오염 정화장치

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