KR101243415B1

KR101243415B1 - 빗물정화장치

Info

Publication number: KR101243415B1
Application number: KR1020120072772A
Authority: KR
Inventors: 최중철
Original assignee: 최중철
Priority date: 2012-07-04
Filing date: 2012-07-04
Publication date: 2013-03-13
Anticipated expiration: 2032-07-04

Abstract

본 발명은 빗물정화장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유입되는 빗물 중에 포함된 오염물질을 1차적으로 걸러서 제거한 다음, 빗물을 오염도에 따라 초기우수와 지속우수로 구분하고, 초기우수는 하천이나 강으로 배출하여 후단에 설치된 정화장치에 과부하가 걸리는 것을 방지하고, 오염도가 낮은 지속우수는 유동 매체를 이용하여 오염물질을 여과하되, 여과층의 두께를 조절하거나 주기적으로 세척하여 여과성능을 확보하고 효율적으로 운영할 수 있도록 함으로써 깨끗한 빗물을 경제적으로 재이용할 수 있도록 하는 것이다.

Description

빗물정화장치{RAINWATER PURIFICATION APPARATUS}

본 발명은 빗물정화장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 강우시 유입되는 빗물을 오염도에 따라 초기우수와 지속우수로 구분하고 지속우수에 포함된 오염물질을 유동 매체를 이용하여 여과함으로써 여과 효율을 향상시키고 장치의 구성을 단순하게 하며 유지관리가 용이하도록 한 빗물정화장치를 제공하는 것이다.

빗물은 별도로 모아두지 않는 한 저지대를 따라 호수나 바다로 흘러들어가게 된다. 강이나 호수로 흘러간 빗물은 농업용수로 활용될 수 있으나 자연적으로 방치할 경우 봄, 가을의 건기와 여름의 장마 등 편차가 심하여 제대로 활용되지 못하고 바다로 흘러보내는 것이 대부분이다.

세계적으로 물부족현상이 곳곳에서 발생하게 되어 심각한 자연환경 파괴적인 상황에 직면하게 됨으로써 빗물을 저장하여 활용할 수 있는 방안이 강구되고 있다. 특히, 국내의 기후 및 지형적인 관계로 대부분의 지역에서 늦겨울에서 초여름 사이에 용수부족현상을 매년 겪고 있는데, 이를 해결하기 위한 방안으로 빗물을 활용하는 방안이 절실히 요구된다.

한편, 일부에서는 지하수를 개발하는 방안을 채택하고 있으나 무분별한 지하수의 개발은 지반의 공동화 현상으로 지반이 약해지는 문제점을 초래하고, 지하 수면의 하강으로 인하여 인근 해역이나 지하수층으로 오염원이 유입되어 지하수의 수질을 악화시키는 문제점이 있다.

이에 빗물을 소규모로 모아서 생활용수로 이용할 수 있는 방안들이 연구되고 있다. 예를 들어, 대한민국 등록실용신안공보 등록번호 제20-0295999호에는 이물질 제거기능을 갖는 빗물의 저장 및 이용장치가 기술되어 있다. 여기에서는 빗물을 집수하여 이물질을 제거하여 화장실용수, 조경용수 또는 청소용수로 편리하게 사용할 수 있도록 한다. 이를 위해서, 건물의 꼭대기 등에 설치되어 빗물을 모으는 집수면과, 집수면의 하류 측에 설치되어 집수면으로부터 유출된 빗물을 저장하는 저장탱크와, 집수면과 저장탱크를 연결하는 유로상에 설치되어 유로를 통과하는 빗물에서 이물질을 제거하는 필터장치와, 저장탱크의 하류 측에 설치되어 저장탱크로부터 유출된 빗물을 저장하고 이를 각종 용수로 공급하는 급수탱크로 구성된다.

따라서 저장탱크로 유입된 빗물을 하나 이상의 필터를 통과하는 동안에 이물질이 여과되고 이물질이 제거된 빗물은 급수탱크에 저장되어 각종 생활용수로 사용될 수 있다.

그러나, 종래의 장치는 빗물을 단순히 이물질만 여과하고는 그대로 허드렛물로 사용하도록 구성되어 있으므로 빗물에 포함된 오염물질이 제대로 제거되지 못하는 문제가 있다.

또한, 종래의 장치는 고정식 필터를 이용하여 오염물질을 여과하기 때문에 일정 시간 동안 사용하고 나면 고정식 필터를 분리하여 세척하여야 한다. 그러나 필터를 분리하기 위해서는 기중기나 리프트 등의 장비를 사용하여 필터를 여과조의 외부로 꺼내야 할 뿐만 아니라 약품처리 등 복잡한 과정을 거쳐야 하므로 상당한 인력과 비용이 요구된다.

이에 따라 종래의 우수정화장치는 장시간 세척을 하지 못하고 방치하는 경우가 종종 발생하여 제대로 정화되지 못한 빗물이 그대로 생활환경에 사용되는 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 주된 목적은 필터의 세척이 용이하여 유지관리가 편리하고 자동화가 가능한 빗물정화장치를 제공한다.

본 발명은 강우시 유입되는 빗물의 오염도에 따라 여과층의 두께를 조절하여 여과정도와 여과속도를 자유롭게 조절할 수 있는 빗물정화장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 강우시 유입되는 빗물을 오염 정도에 따라 초기우수와 지속우수로 구분하여 초기우수는 하천으로 배출하고 지속우수만을 정화하여 여과조에 과부하가 걸리는 것을 방지함과 아울러 여과수의 수질을 향상시킬 수 있는 빗물정화장치를 제공한다.

상술한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 빗물정화장치는,

빗물이 유입되는 집수조, 유입된 빗물을 정화할 수 있도록 유동 매체가 충전된 여과조 및 정화된 빗물을 생활용수로 공급하는 공급조를 포함하여 이루어진 빗물정화장치에 있어서,

상기 여과조는,

상기 유동 매체가 통과할 수 없는 다수 개의 관통 구멍이 형성되고 상기 여과조에 수직으로 설치된 가이드 기둥을 따라 상하로 이동할 수 있도록 설치된 상부 다공판과;

상기 유동 매체가 통과할 수 없는 다수 개의 관통 구멍이 형성되고 상기 상부 다공판의 하부에 일정 간격을 두고 평행하게 설치된 하부 다공판과;

상기 상부 다공판과 하부 다공판 사이에 충전된 유동 매체에 압축공기를 분사할 수 있도록 설치된 산기장치와;

상기 유동 매체에서 분리된 오염물질을 제거할 수 있도록 상기 여과조의 하단에 구비된 슬러지 배출관을 포함하여 구성되어,

상기 상부 다공판을 상하로 이동시켜 여과층의 두께를 조절하거나 상기 상부 다공판과 하부 다공판 사이의 유동 매체를 압착하여 오염물질을 제거하는 것을 특징으로 한다.

상기 유동 매체는 폴리에스테르 섬유 스펀지, 세라믹, 부석, 플라스틱과 같이 수중에서 부상할 수 있도록 일정한 비중과 크기를 갖는다.

상기 집수조는, 빗물이 유입되는 유입구와, 초기우수를 하수관으로 배출하는 배수구와 빗물을 여과조로 공급하는 유출구가 구비되고, 상기 유입구에는 빗물에 포함된 이물질 및 부유물질을 제거하기 위한 스크린이 구비된다.

상기 스크린은 집수조의 내부에 수직으로 설치되어 집수조를 협잡물 분리부와 빗물 저류부로 구분한다.

또한, 상기 협잡물 분리부의 하단에는 빗물과 함께 유입된 모래나 자갈 또는 진흙 등과 같은 물질을 모아서 제거할 수 있도록 호퍼부가 구비되고, 상기 호퍼부에는 침전물 슬러지를 외부로 배출하기 위한 슬러지 배출관이 구비된다.

상기 호퍼부의 상부에는 수집된 협잡물이나 이물질을 담아서 청소하기 위한 청소 그물망이 설치된다.

상기 빗물 저류부에는 오염물질이 많이 포함된 초기우수와 오염물질이 적은 지속우수를 구분하기 위한 초기우수 배제장치가 구비된다.

상기 초기우수 배제장치는, 빗물 저류부의 수질을 측정하기 위한 수위측정기와 빗물 저류부의 수질을 측정하기 위한 수질측정기 및 초기우수를 하수관으로 배출하는 배수구와 빗물을 여과조로 공급하는 유출구를 포함하여 이루어진다.

상기 배수구는 빗물 저류부의 하단에 설치되고 자동으로 개폐가능한 밸브가 설치된다.

상기 밸브는 상기 수위측정기 및 수질측정기와 연결된 제어부의 제어에 의해서 개폐된다.

상기 제어부는 상기 측정기에 의해서 측정된 수질이 기준 수질 이하인 초기우수인 경우에는 밸브를 일정 시간 동안 개방하여 초기우수를 모두 배출시킨다.

그리고 상기 여과조에는 상기 상부 다공판을 상하로 이동시키기 위한 리프트 수단이 구비된다.

상기 리프트 수단은 상기 상부 다공판 위에 올릴 수 있는 중량물로 이루어진다.

상기 리프트 수단의 다른 예는, 상기 여과조의 맨홀 구멍을 통해서 상기 상부 다공판의 상면에 회전 가능하게 설치된 스크류 축과, 상기 스크류 축을 회전시키는 모터를 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 리프트 수단의 또 다른 예는, 상기 여과조의 상부 공간에 구비되고 상기 상부 다공판의 상면에 회전 가능하게 설치된 다수 개의 스크류 축과, 다수 개의 스크류 축을 고정하기 위해서 상기 여과조의 상부 공간에 수평으로 설치된 고정판과, 상기 고정판 위에 설치되어 상기 스크류 축을 회전시킬 수 있도록 설치된 모터를 포함하여 이루어진다.

상기 모터에는 외부로부터 전기나 공압이 공급된다.

상기 산기장치에는 공기압축기에 의해서 압축공기가 공급된다.

발명의 빗물정화장치에 따르면, 강우시 빗물과 함께 유입구를 통해 유입된 빗물 중에서 오염물질이 많이 포함된 초기우수는 배수구를 통해 외부로 배출하고 오염이 적은 지속우수만을 선택하여 여과조에서 정화처리함으로써 빗물의 재이용률은 높이는 한편 배출되는 초기우수의 양은 최소화하여 빗물이 낭비되는 것을 방지하고, 여과조에 과부하가 걸리는 것을 방지하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 빗물의 오염도에 따라 여과층의 두께를 조절함으로써 여과 효율을 향상시키고 유동 매체의 수명을 연장하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 유동 매체를 주기적으로 교반 및 압착하여 유동 매체에 부착된 오염물질을 분리하여 여과 성능을 높임으로써 오염된 빗물이 생활환경으로 공급되는 것을 방지할 수 있다.

아울러, 본 발명은 장치의 구성을 단순하게 함으로써 시설비와 유지관리비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 빗물정화장치를 보여주는 개략적인 단면도이고,
도 2는 도 2에 본 발명에 따른 빗물정화장치의 여과조의 구조를 보여주는 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 여과조 내의 유동 매체를 세척하는 과정을 보여주는 설명도,
도 4는 본 발명에 따른 리프트 장치의 다양한 실시 예를 보여주는 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 빗물정화장치의 사용 상태를 보여주는 개략적인 구성도이다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 빗물정화장치의 바람직한 실시 예에 대해서 상세히 설명한다.

먼저, 도 1은 본 발명에 따른 빗물정화장치(1)를 보여주는 개략적인 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 빗물정화장치(1)는 크게 집수조(3), 여과조(4) 및 공급조(5)로 구성된다. 즉, 집수조(3)로 유입된 빗물은 여과조(4)에서 여과된 후 공급조(5)로 유입되어 생활용수로 사용되게 된다.

상기 집수조(3)는 지면으로 강하한 빗물이 유입되는 곳으로 집수 된 빗물을 오염이 심한 '초기우수'와 오염물이 거의 포함되지 않은 '지속우수'로 구분하여 배출한다.

상기 집수조(3)는 빗물이 유입되는 유입구(11)와, 초기우수를 하수관으로 배출하는 배수구(12)와 빗물을 여과조(4)로 공급하는 유출구(13)를 포함하여 구성된다.

따라서 강우시 빗물과 함께 유입구(11)를 통해 유입된 빗물 중에서 오염물질이 많이 포함된 초기우수는 배수구(12)를 통해 외부로 배출하고 오염이 적은 지속 우수는 유출구(13)를 통해서 여과조(4)로 공급하여 정화할 수 있도록 한다.

이를 위해서, 상기 집수조(3)에는 유입구(11)를 통해 유입된 빗물에 포함된 이물질 및 부유물질을 제거하기 위한 스크린(16)이 설치된다. 상기 스크린(16)은 집수조(3)의 내부에 수직으로 설치되어 집수조(3)를 협잡물 분리부(20)와 빗물 저류부(30)로 구분한다.

그리고, 상기 유입구(11)는 협잡물 분리부(20)에 위치하도록 설치된다. 따라서 유입구(11)를 통해서 유입되는 빗물은 먼저 협잡물 분리부(20)로 유입된다. 그런 다음 스크린(16)을 통과할 수 없는 이물질과 부유물은 협잡물 분리부(20)에 잔류하고 스크린(16)을 통과하는 빗물은 빗물 저류부(30)로 공급된다.

또한, 상기 협잡물 분리부(20)의 하단에는 빗물과 함께 유입된 모래나 자갈 또는 진흙 등과 같은 물질을 모아서 제거할 수 있도록 호퍼부(17)가 구비된다. 상기 호퍼부(17)에는 침전된 모래나 자갈 진흙 등과 같은 침전물 슬러지를 외부로 배출하기 위한 슬러지 배출관(18)이 구비된다.

그리고, 상기 호퍼부(17)의 상부에는 수집된 협잡물이나 이물질을 담아서 청소하기 위한 청소 그물망(19)이 설치될 수 있다. 상기 청소 그물망(19)은 끌어올려서 그 내부에 모아 진 협잡물이나 부유물을 제거할 수 있다.

따라서 상기 협잡물 분리부(20)로 유입된 부유물과 이물질은 상기 청소 그물망(19)에 의해 제거되고, 침전물은 호퍼부(17)에 설치된 슬러지 배출관(18)을 통해서 주기적으로 제거될 수 있다.

이어, 상기 빗물 저류부(30)에는 유출구(13)와 배수구(12) 및 배출구(14)가 형성된다.

상기 유출구(13)는 상기 빗물 저류부(30) 내에 수직으로 설치된 격벽(6)의 상단부에 구비된다. 따라서 빗물 저류부(30)의 수위가 일정 수준 이상으로 상승할 경우에만 여과조(4)로 공급될 수 있다.

상기 배수구(12)는 빗물 저류부(30)의 하단에 설치되어 밸브(22)를 개방할 때 빗물 저류부(30) 내부의 초기우수를 모두 배출할 수 있도록 한다. 이때 상기 배수구(12)에 설치된 밸브(22)는 자동으로 개폐할 수 있도록 한다. 즉, 상기 밸브(22)에는 밸브개폐수단이 구비되어 원격에서 제어가 가능하다.

상기 배출구(14)는 유출구(13)의 위쪽에 설치된다. 따라서 상기 빗물 저류부(30)의 수위가 유출구(13)를 넘어 상승하는 경우에 초과하는 빗물은 배출구(14)를 통해서 여과조(4)의 후단의 공급조(5)로 바로 공급될 수 있다. 즉, 상기 배출구(14)는 상기 빗물 저류부(30)의 용량을 초과하는 우수가 유입되는 경우 빗물을 여과하지 않고 바로 생활용수로 사용할 수 있도록 한다.

그리고, 상기 빗물 저류부(30)에는 수위를 측정하는 수위측정기(23)와 수질을 측정하는 수질측정기(24) 및 이들을 제어하는 도시되지 않은 제어부가 구비된다.

상기 수위측정기(23)는 빗물 저류부(30)의 수위를 측정하고 상기 수질측정기(24)는 수위가 일정 수준에 도달하면 빗물 저류부(30)로 유입된 빗물의 수질을 측정한다. 그리고 상기 제어부는 측정된 수질이 기준 수질 이하인 초기우수인 경우에는 상기 밸브개폐수단을 제어하여 배수구(12)를 개방하여 초기우수를 외부로 배출하고, 측정된 수질이 기준 수질 이상인 지속우수인 경우에는 생활용수로 이용할 수 있도록 여과조(4)로 공급한다.

즉, 본 발명은 집수조(3)로 유입되는 빗물 중에서 수질이 우수한 지속우수만을 선택하여 정화함으로써 처리효율을 향상시키고 정화처리하는데 소요되는 비용을 절감하며 초기우수는 부유물과 이물질을 제거한 후 강이나 하천 또는 호수로 배출함으로써 자연 수계의 오염을 최소화할 수 있게 한다.

바람직하게, 상기 수위측정기(23)는 빗물 저류부(30)의 수위가 일정한 수위에 도달하는 것을 감지할 수 있도록 설치된다. 그리고 상기 수질측정기(24)는 빗물 저류부(30)의 수위가 일정 수준에 도달할 때 작동을 시작한다. 또한, 상기 수질측정기(24)는 빗물 저류부(30)의 빗물이 유출구(13)를 통해 여과부(4)로 공급되기 전에 수질 측정을 완료할 수 있도록 설치한다.

즉, 상기 수위측정기(23)의 위치는 수질 측정 시간을 고려하여 결정된다. 예를 들어, 수질 측정이 완료되기 전에 수위가 상승하여 빗물 저류부(30)의 빗물이 여과조(4)로 유입되지 않도록 상기 유출구(13)로부터 일정 거리 떨어지게 설치한다.

상기 제어부는 수질측정기(24)로부터 측정된 데이터를 제공받고, 제공받은 데이터를 설정된 기준 수질을 비교하여 측정된 수질이 기준 수질에 못 미치는 초기우수에 해당하면 밸브(22)를 개방하여 초기우수를 배출한다. 이때, 밸브(22)는 빗물 저류부(30)의 빗물이 모두 배출될 수 있도록 일정 시간 동안 개방된 상태를 유지하도록 설정된다. 그리고 초기우수가 모두 배출되면 밸브(22)는 자동으로 닫히고 빗물 저류부(30)의 수위는 다시 상승하게 된다.

반대로 측정된 수질이 설정된 기준 수질을 만족하는 지속우수에 해당하면 수위는 계속 상승하여 유출구(13)에 도달하고 유출구(13)에 도달한 빗물은 여과조(4)로 넘어간다.

상기 여과조(4)는 빗물에 포함된 이물질을 제거하기 위한 것으로 유동 매체(7)가 충전된다.

상기 유동 매체(7)는 다공성 소재로 이루어진다. 예를 들어, 상기 유동 매체(7)는 폴리에스테르 섬유 스펀지, 세라믹, 부석, 플라스틱 등으로 이루어진다. 또한, 상기 유동 매체(7)는 수중에서 부상할 수 있도록 일정한 비중과 크기를 갖는다. 따라서 상기 여과조(4)에 빗물이 채워지면 유동 매체(7)가 부상하여 상기 여과조(4) 내에 여과층을 형성하게 된다.

또한, 상기 여과조(4)에는 상부 다공판(41)과 하부 다공판(42)이 구비된다. 상기 상부 다공판(41)은 여과조(4)의 상부에 설치되고 하부 다공판(42)은 여과조(4)의 하부에 설치된다. 상기 상부 다공판(41)과 하부 다공판(42)은 유동 매체(7)는 통과할 수 없고 빗물을 자유롭게 통과하는 관통구멍이 상하좌우 일정 간격으로 형성된다. 또한, 상기 상부 다공판(41)과 하부 다공판(42)은 유동 매체(7)가 통과할 수 없는 크기를 갖는 철망과 이를 지지하기 위한 프레임으로 이루어질 수 있다.

상기 상부 다공판(41)과 하부 다공판(42) 사이에는 상기한 유동 매체(7)가 충전되는 여과층이 형성된다. 따라서 여과조(4)로 유입된 빗물은 하부 다공판(42)을 통해 여과층으로 유입되고, 여과층에 충전된 유동 매체(7)들 사이의 틈 사이를 통해서 상부에 이동하면서 오염물질이 제거되고 오염물질이 제거된 빗물을 상부 다공판(41)을 통해서 공급조(5)로 배출된다.

이때, 상기 여과층의 두께는 상기 상부 다공판(41)과 하부 다공판(42) 사이의 간격을 통해서 조절될 수 있다.

도 2에서 보는 바와 같이, 상기 상부 다공판(41)은 상하로 이동가능하게 설치되고, 상기 하부 다공판(42)은 하부에 고정된다. 따라서 상기 상부 다공판(41)을 상하로 이동시킴으로써 상기 여과층(S)의 두께를 조절할 수 있다.

즉, 여과층(S)에 충전된 유동 매체(7)의 양이 일정한 상태에서 상부 다공판(41)을 아래로 이동시켜 여과층(S)의 두께를 낮추면, 상기 유동 매체(7)들이 압축되고 유동 매체(7) 사이의 틈이 조밀하게 되어 더욱 정밀하게 오염물질을 여과할 수 있게 된다. 반대로 상부 다공판(41)을 위로 올려서 여과층(S)의 두께를 늘리면 유동 매체(7)들 사이의 틈이 벌어져서 빗물의 유동이 빨라지고 여과 성능이 떨어지게 된다.

따라서 본 발명은 상기 상부 다공판(41)을 상하로 이동시켜 여과 정도와 여과 속도를 자유롭게 조절할 수 있다. 예를 들어, 유입되는 빗물이 오염이 심할 경우에는 상부 다공판(41)을 아래 이동시키고 유입되는 빗물의 오염도가 낮고 유량이 많은 경우에는 상부 다공판(41)을 위로 올려서 효율적으로 장치를 운영할 수 있다.

이를 위해서 상기 여과조(4)에는 다수 개의 가이드 기둥(44)이 수직으로 설치되고, 상기 상부 다공판(41)에는 상기 가이드 기둥(44)이 관통하는 가이드 홀(43)이 형성된다. 이때, 상기 상부 다공판(41)의 형태는 여과조(4)의 단면 형상에 따라 원형이나 직사각형으로 이루어진다.

이어서, 본 발명은 상부 다공판(41)과 상기 하부 다공판(42)의 하부에 설치된 산기장치(61)를 이용하여 유동 매체(7)를 세척할 수 있다.

즉, 도 3a에서 보는 바와 같이, 상기 상부 다공판(41)을 상부로 최대한 올린 상태에서 상기 하부 다공판(42)의 아래에 설치된 산기장치(61)를 통해서 고압의 공기를 분사하면, 상기 여과층(S) 내의 유동 매체(7)가 상하로 순환하면서 교반되어 유동 매체(7)의 표면에 부착된 오염물질이 분리되게 된다.

그리고 오염물질이 충분히 분리되면, 도 3b에서 보는 바와 같이, 여과조(4) 하부에 설치된 배출구를 통해서 빗물을 배출하여 여과조(4)의 수위가 하부 다공판(42) 아내로 내러가도록 한다. 그런 다음 상부 다공판(41)을 하부로 최대한 내려서 유동 매체(7)를 압착하면, 유동 매체(7)에서 분리된 오염물질이 하부 다공판(42) 아래로 떨어지게 그리고 하부 다공판(42) 아래로 떨어진 오염물질은 여과조(4) 바닥에 설치된 호퍼(47)에 수집되어 슬러지 배출관(48)을 통해서 외부로 배출된다.

이와 같이 본 발명의 여과조(4)는 상부 다공판(41)을 상하로 이동시켜 여과층(S)의 두께를 조절하여 여과 정도 및 여과 속도를 조절할 뿐만 아니라 산기장치(61)를 이용하여 유동 매체(7)에 부착된 오염물질을 세척하고 압착함으로써 오염물질을 세척할 수 있다.

특히, 본 발명에 따르면 유동 매체를 세척할 때 유동 매체를 여과조(4) 외부로 꺼낼 필요가 없기 때문에 작업이 용이하게 된다. 또한 여과조(4) 내에서 유동 매체(7)를 압착할 수 있기 때문에 오염물질의 제거 효율이 높아 유동 매체(7)의 수명이 높아지게 된다.

한편, 상기 여과조(4)에는 상부 다공판(41)를 상하로 이동시키기 위한 리프트 수단이 구비된다.

상기 리프트 수단의 하나로 가장 단순한 방법은 도 4a에서 보는 바와 같이, 상기 상부 다공판(41) 위에 무거운 중량물을 올려놓는 것이다. 예를 들어, 상부 다공판(41)을 아래로 하강시키거나 유동 매체(7)를 압착할 때는 상부 다공판(41) 위에 중량물(71)을 올려놓고, 상부 다공판(41)을 위로 끌어올릴 때는 중량물(71)을 외부에 설치된 견인장치를 이용해 위로 끌어올린 다음 상부 다공판(41)을 끌어올려서 적정 위치에 고정하는 것이다. 이때, 상기 중량물(71)은 상부 다공판(41) 위에 고정하거나 탈부착 가능하게 한다. 또한, 상기 중량물(71)은 맨홀 뚜껑을 통해 외부로 빼내거나 여과조(4) 천정에 묶어서 고정할 수도 있다.

또한, 상기 리프트 수단의 다른 예는 외부 동력을 이용하는 것이다. 즉, 도 4b에서 보는 바와 같이, 맨홀 구멍(49)을 통해서 스크류 축(81)을 수직으로 설치하고 그 선단이 상기 상부 다공판(41)의 상면에 회전 가능하게 설치한다. 그리고 상기 스크류 축(81)에 전기나 공압에 의해 작동하는 모터(83)를 설치한다. 따라서 외부에서 상기 모터(83)로 전원이나 공압을 공급하면, 공급되는 방향에 따라 상기 스크류 축(81)이 회전하여 상부 다공판(41)을 상하로 이동시킨다. 이때 상부 다공판(41)에는 스크류 축(81)의 하단을 회전가능하게 고정하는 고정수단이 구비된다. 즉, 본 실시 예에 따른 리프트 수단은 필요 시 차량을 이용하여 운반하여 맨홀에 설치하여 사용하고 사용이 완료되면 철수하고 맨홀뚜껑을 닫는 방식이다. 따라서 여과조의 구성이 단순한 장점은 있으나 사용시마다 리프트 수단을 옮겨야 하는 불편함이 있을 수 있다.

상기 리프트 수단의 또 다른 실시 예는 도 4c에 도시된 바와 같이, 여과조(4)의 깊이가 충분히 깊은 경우, 상기 여과조(4)의 상단에 리프트 수단을 구비하는 것이다. 이 방식은 여과조(4)에 리프트 수단이 고정되므로 언제든지 작업이 가능하고 자동화가 용이한 장점이 있다.

이를 위해서, 여과조(4)의 상부 공간에 다수 개의 스크류 축(91)을 설치하고, 다수 개의 스크류 축(91)을 고정하기 위한 고정판(95)을 설치한다. 그리고 상기 고정판(95) 위에 각각의 스크류 축(91)을 회전시키기 위해 감속기가 구비된 모터(93)를 설치한다. 그리고 각각의 모터(93)는 외부로부터 전원이나 공압을 공급받을 수 있도록 한다.

따라서 상기 모터(93)에 전원이나 공압을 인가하면 각각의 모터(93)가 회전하고 이 회전에 따라 스크류 축(91)이 일 방향으로 회전하면서 아래로 하강하거나 위로 상승하게 된다. 그러면 상기 스크류 측(91)의 하단에 고정된 상부 다공판(41)이 상하로 이동하게 된다.

상술한 바와 같이, 상기 빗물 저류부(30)에서 유출되는 빗물은 여과부(4)의 여과층(S)을 통과하는 동안에 정화된다. 즉, 상기 여과조(4)의 입구(32)를 통해 유입된 빗물은 여과층(S)의 유동 매체(7)들 사이의 틈을 통해 상부로 이동하면서 오염물질이 제거되게 된다. 그리고 오염물이 제거된 빗물은 상기 여과조(4)의 출구(35)를 통해 공급부(5)로 유출된다.

이와 같이, 발명의 빗물정화장치에 따르면, 유입되는 빗물 중에 포함된 오염물질을 1차적으로 처리하고, 2차로 유동매체를 이용하여 오염물질을 처리하되 여과층의 두께를 조절하거나 주기적으로 세척하여 여과성능을 확보하고 효율적으로 운영할 수 있도록 함으로써 깨끗한 빗물을 경제적으로 재이용 및 하천에 방류하되 환경오염을 예방하는 것이다.

이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시 예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시 예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.

1: 빗물정화장치 3: 집수조
4: 여과조 5: 공급조
6: 격벽 7: 유동 매체
11: 유입구 12: 배수구
13: 유출구 14: 배출구
16: 스크린 17: 호퍼부
18: 슬러지 배출관 19: 청소 그물망
20: 협잡물 분리부 22: 밸브
23: 수위측정기 24: 수질측정기
25: 제어부 30: 빗물 저류부
32: 입구 35: 출구
41: 상부 다공판 42: 하부 다공판
44: 가이드 기둥 47: 호퍼
49: 맨홀 구멍 61: 산기장치
71: 중량물 81,91: 스크류 축
83,93: 모터 95: 고정판
S: 여과층

Claims

빗물이 유입되는 집수조, 유입된 빗물을 정화할 수 있도록 유동 매체가 충전된 여과조 및 정화된 빗물을 생활용수로 공급하는 공급조를 포함하여 이루어진 빗물정화장치에 있어서,
상기 집수조는, 빗물이 유입되는 유입구가 구비되고, 상기 유입구에는 빗물에 포함된 이물질 및 부유물질을 제거하기 위한 스크린이 구비되며, 상기 스크린은 상기 집수조의 내부에 수직으로 설치되어 집수조를 협잡물 분리부와 빗물 저류부로 구분하고,
상기 협잡물 분리부의 하단에는, 빗물과 함께 유입된 모래나 자갈 또는 진흙 등과 같은 물질을 모아서 제거하는 호퍼부와, 상기 호퍼부에 설치되어 침전물 슬러지를 외부로 배출하기 위한 슬러지 배출관이 구비되고, 상기 빗물 저류부에는, 빗물 저류부의 수질을 측정하기 위한 수위측정기와 빗물 저류부의 수질을 측정하기 위한 수질측정기 및 초기우수를 하수관으로 배출하는 배수구와 빗물을 여과조로 공급하는 유출구로 구성되고;
상기 여과조는, 상기 유동 매체가 통과할 수 없는 다수 개의 관통 구멍이 형성되고 상기 여과조에 수직으로 설치된 가이드 기둥을 따라 상하로 이동할 수 있도록 설치된 상부 다공판과; 상기 유동 매체가 통과할 수 없는 다수 개의 관통 구멍이 형성되고 상기 상부 다공판의 하부에 일정 간격을 두고 평행하게 설치된 하부 다공판과; 상기 상부 다공판과 하부 다공판 사이에 충전된 유동 매체에 압축공기를 분사할 수 있도록 설치된 산기장치와; 상기 유동 매체에서 분리된 오염물질을 제거할 수 있도록 상기 여과조의 하단에 구비된 슬러지 배출관과; 상기 상부 다공판을 상하로 이동시키기 위한 리프트 수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 빗물정화장치.
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제 1항에 있어서,
상기 호퍼부의 상부에는 수집된 협잡물이나 이물질을 담아서 청소하기 위한 청소 그물망이 설치되는 것을 특징으로 하는 빗물정화장치.
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제 1항에 있어서,
상기 배수구는 빗물 저류부의 하단에 설치되고 자동으로 개폐가능한 밸브가 설치되며, 상기 밸브는 수질측정기와 연결된 제어부에 의해서 제어되어, 상기 수질측정기에 의해서 측정된 수질이 기준 수질 이하인 초기우수인 경우에 밸브를 일정 시간 동안 개방하여 초기우수를 모두 배출하는 것을 특징으로 하는 빗물정화장치.
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제 1항에 있어서,
상기 리프트 수단은 상기 여과조의 맨홀 구멍을 통해서 상기 상부 다공판의 상면에 회전 가능하게 설치된 스크류 축과, 상기 스크류 축을 회전시키는 모터를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 빗물정화장치.
제 1항에 있어서,
상기 리프트 수단은 상기 여과조의 상부 공간에 구비되고 상기 상부 다공판의 상면에 회전 가능하게 설치된 다수 개의 스크류 축과, 다수 개의 스크류 축을 고정하기 위해서 상기 여과조의 상부 공간에 수평으로 설치된 고정판과, 상기 고정판 위에 설치되어 상기 스크류 축을 회전시킬 수 있도록 설치된 모터를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 빗물정화장치.