KR101256653B1 - Ｔｒｓ 센서와 산화제를 이용한 우수토실용 악취 처리시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 우수토실용 악취 처리시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하천복개공사 등으로 인하여 하천 주변의 우수토실에서 발생하는 악취물질은 복개된 하천으로 유입되어 맨홀뚜껑 등의 틈새로 악취물질이 비산하게 되어 주거지, 상업지 등을 막론하고 악취발생의 주범으로 지목되고 있는 바, 이를 해결하기 위하여 우수토실에 TRS 센서와 같은 악취감지센서 및 약품투입장치를 도입하여 암모니아, 황화수소, 메틸메르캅탄, 기타 황화물 등을 제거하여 악취를 저감할 수 있는 우수토실용 악취 처리시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 우수토실용 악취 처리시스템은 우수토실; 상기 우수토실에 구비된 악취감지센서; 상기 우수토실에 산화제를 포함하는 약품을 공급하는 약품투입장치; 및 상기 악취감지센서에 의하여 악취가 감지되면 약품투입장치의 약품을 투입하도록 하는 컨트롤러;를 포함하여 이루어진다.

Description

ＴＲＳ 센서와 산화제를 이용한 우수토실용 악취 처리시스템{ODOR DISPOSAL SYSTEM FOR STORM OVERFLOW CHAMBER USING TRS SENSOR AND OXIDIZING AGENTS}

본 발명은 우수토실용 악취 처리시스템에 관한 것으로,

보다 상세하게는 하천복개공사 등으로 인하여 하천 주변의 우수토실에서 발생하는 악취물질은 복개된 하천으로 유입되어 맨홀뚜껑 등의 틈새로 악취물질이 비산하게 되어 주거지, 상업지 등을 막론하고 악취발생의 주범으로 지목되고 있는 바, 이를 해결하기 위하여 우수토실에 TRS 센서와 같은 악취감지센서 및 약품(특히, 산화제)투입장치를 도입하여 암모니아, 황화수소, 메틸메르캅탄, 기타 황화물 등을 제거하여 악취를 저감할 수 있는 우수토실용 악취 처리시스템에 관한 것이다.

도시지역에서 발생되는 수질오염 물질은 발생원 별로 크게 점오염원과 비점오염원으로 구분할 수 있다. 이중 비점오염원은 일반적으로 강우로 인한 지표면의 유출과 관련이 있으므로 일간, 계절간 배출량 변화가 크고, 예측과 정량화가 어렵다.

특히 도시지역에서 발생되는 강우 유출수는 주로 하수관거를 통해 도시 인근 수계로 유출되는데 크게 합류식 하수관에서 하수 차집관거의 용량을 초과할 경우 합류식 하수관거에서 배출되는 월류수(combined sewer overflow, 'CSO' 이하 병용한다.)와 분류식 우수관거에서의 월류수(separated sewer overflow, 'SSO' 이하 병용한다)가 있다. CSO와 SSO는 도시지역 비점오염 부하중 가장 큰 비중을 차지하며, 도시하천 생태계를 크게 악화시키는 것으로 조사된 외국의 연구에서 지적한 바와 같이, CSO 및 SSO에 대한 처리 대책이 없는 한 도시하천의 수질개선을 기대하기란 어려운 실정에 도달하였다.

우수토실(Storm overflow diverging tank)은 특히 합류식 하수관거에 있어 우수량이 어느 량 이상 달할 경우 그 이상의 우수를 처리장으로 송수하지 않고 직접 방류하기 위한 장치를 말하며, 우수방류장치라고도 한다.

하천복개공사 등으로 인하여 하천 주변의 우수토실에서 발생하는 악취물질은 복개된 하천으로 유입되어 맨홀뚜껑 등의 틈새로 악취물질이 비산하게 되어 주거지, 상업지 등을 막론하고 악취발생의 주범으로 지목되고 있다.

종래 우수토실에서 발생되는 악취를 방지하기 위한 기술로는

(주)범한엔지니어링 종합건축사 사무소의 특허등록 제0795399호(등록일자 2008년01월10일) [개량된 하수도의 우수 토실]이 있는데,

상기 등록특허는 합류식 하수도의 우수토실에서 우천시 차집 관로로 유입하는 모래 유입량과 협잡물의 양을 줄이고, 하수 정체부를 없게 하여 악취를 적게 하고, 우천시에도 하수도시설 기준에서 규정한 3Q의 하수량을 차집할 수 있는 협잡물과 모래유입이 적은 하수도의 우수토실을 제시하고 있다.

또 임삼식의 실용신안등록 제0148426호(등록일자 1999년03월17일) [도로용 우수배수조에 있어서 악취차단구조]가 있는데,

상기 등록고안은 도로용 우수배수조에 있어서 악취차단구조에 관한 것이며, 하절기에 하수관에서 서식되는 파리, 모기등이 도로용 우수배수조로 통행되는 통로를 차단하고, 하수의 부패로 발생되는 악취의 발산을 차단할 수 있는 방안을 제시하고 있다.

아울러 차창식 등의 실용신안등록 제0443083호(등록일자 2008년12월29일) [우수맨홀용 악취차단장치]가 있는데,

상기 등록고안은 우수(雨水)나 오수(汚水) 등을 배수관으로 배출시키기 위해 도로변에 <1> 매설되는 우수맨홀의 상부 입구 부분에 설치되어 각종 악취 등의 역류를 차단하면서 겨울철에도 동결되지 않고 원활한 작동이 이루어지도록 하는 악취차단장치를 제시하고 있다.

나아가 오영숙의 특허공개 제2011-0045176호(공개일자 2011년05월04일) [우수 유입용 맨홀에 부설되는 흙받이겸 악취방지 장치]가 있는데,

상기 공개특허는 우수 유입용 맨홀(주로 도로변 등에 설치되는 것임)에 부설되는 보조 흙받이겸 악취방지 장치에 관한 것으로, 도로의 우수 유입 및 배수되는 과정에서 발생되는 흙이나 작은 돌 등이 메인 맨홀의 바닥면에 떨어져 채류(잔류, 잔존)하지 않고 맨홀의 상부에서 별도 받아서 향후 잔존 흙에 대한 제거 작업시 보다 신속 간단하면서 편리한 처리성이 제공될 수 있게 하는 그 수단에 관한 것이다.

그러나 이들 종래기술들은 모두 우수토실이나 우수배수조, 우수맨홀 등의 우수방류시설에 대하여 악취가 새어 나올 수 있는 부위를 물리적으로 막아 악취를 막는 것이나, 기체를 완전히 막는 것은 현실적으로 불가능하여 임시방편적인 해결책에 머물기 쉬우며, 보다 근본적인 악취 방지 대책이 절실하다.

이에 본 발명은 특히 합류식 하수관거의 우수토실에서 발생되는 악취를 처리하기 위하여 우수토실에 TRS 센서와 같은 악취감지센서 및 약품투입장치를 도입하여 암모니아, 황화수소, 메틸메르캅탄, 기타 황화물 등을 제거하여 악취를 저감할 수 있는 우수토실용 악취 처리시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 수우수토실용 악취 처리시스템은

우수토실;

상기 우수토실에 구비된 악취감지센서;

상기 우수토실에 산화제를 포함하는 약품을 공급하는 약품투입장치; 및

상기 악취감지센서에 의하여 악취가 감지되면 약품투입장치의 약품을 투입하도록 하는 컨트롤러;

를 포함하여 이루어진다.

또 본 발명에 따른 수우수토실용 악취 처리시스템에서

상기 악취감지센서는 TRS 센서이고,

상기 약품투입장치는 상호 연결된 약품주입부와, 약품희석수탱크 및 솔레노이드밸브를 포함하여 이루어진 것이 바람직하다.

아울러 본 발명에 따른 수우수토실용 악취 처리시스템은

상기 우수토실 저면에 구비되어 있고, 복수의 웨지타입 스크레이퍼와, 각 웨지타입 스크레이퍼 양단을 감싸고 하향 개구된 포켓을 포함하는 레일을 포함하는 이물질 수거장치를 더 포함하여 이루어지되,

상기 각 웨지타입 스크레이퍼는

패널을 절곡하여 일체로 제조된 것으로, 이물질을 모으는 갈퀴부와, 이물질를 파고드는 쐐기부와, 저면에 형성된 도브테일타입 끼움부와, 상기 쐐기부 상부에 형성된 요입부를 갖고,

상기 도브테일타입 끼움부에 결합되는 대응 끼움부와, 상기 갈퀴부를 감싸는 날개부가 일체로 형성된 와이퍼를 더 구비하고 있으며,

상기 요입부에 결합되는 수직판, 상기 수직판 상단에 연결된 수평판, 상기 수평판에 힌지결합된 회동판, 상기 수평판과 상기 회동판이 수평을 이룬 상태를 록킹하도록 상기 수평판에 축설되어 있는 록커, 상기 회동판에 고정된 샤프트, 상기 샤프트에 결합되고 상기 레일의 포켓을 따라 움직이는 휠을 포함하는 피안내조립체를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 우수토실용 악취 처리시스템은 합류식 하수관거의 우수토실에서 발생되는 악취를 처리하기 위하여 우수토실에 TRS 센서와 같은 악취감지센서 및 약품투입장치를 도입하여 암모니아, 황화수소, 메틸메르캅탄, 기타 황화물 등을 제거하여 악취를 저감할 수 있으며, 나아가TRS(Total Reduced Sulfur) 센서를 이용한 우수토실 내의 악취물질의 실시간 모니터링이 가능하고, 악취경보 기능을 구현하고 신속하게 약품(세정수)을 투입하여 악취를 효율적으로 저감함으로써 민원발생 여지를 신속하게 차단할 수 있는 기술에 관한 것이다

도 1은 본 발명에 따른 우수토실용 악취 처리시스템의 개념도.
도 2는 본 발명에 따른 우수토실용 악취 처리시스템의 약품(세정수) 투입여부 판단 흐름도.
도 3은 도 3에 개념적으로 도시된 이물질 수거장치를 구체화한 우수토실의 절개 사시도.
도 3은 이물질 수거장치의 요부를 도시한 사시도.
도 5는 이물질 수거장치의 요부 중 하나인 스크레이퍼의 변형예에 대한 도면.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면에서 동일한 참조부호, 특히 십의 자리 및 일의 자리 수, 또는 십의 자리, 일의 자리 및 알파벳이 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 기능을 갖는 부재를 나타내고, 특별한 언급이 없을 경우 도면의 각 참조부호가 지칭하는 부재는 이러한 기준에 준하는 부재로 파악하면 된다.

또 각 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께를 과장되게 크거나(또는 두껍게) 작게(또는 얇게) 표현하거나, 단순화하여 표현하고 있으나 이에 의하여 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 안 된다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 명세서에서 기재한 ~제1~, ~제2~ 등은 서로 다른 구성 요소들임을 구분하기 위해서 지칭할 것일 뿐, 제조된 순서에 구애받지 않는 것이며, 발명의 상세한 설명과 청구범위에서 그 명칭이 일치하지 않을 수 있다.

먼저 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 우수토실용 악취 처리시스템은 특히 합류식 하수관거 시스템(CSS : Combined Sewerage System)의 구비된 우수토실(Storm overflow diverging tank)에 시설하는 것을 기본으로 하나, 분류식 우수관거의 시설을 위해서도 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 우수토실용 악취 처리시스템은 우수토실(T)에 구비되며, 악취감지센서(S) 및 약품투입장치(D)를 기본 구성으로 한다. 또 상기 악취감지센서에 의하여 악취가 감지되면 약품투입장치의 약품을 투입하도록 하는 컨트롤러(C)를 더 포함하며, 컨트롤러는 PLC(programmable logic controller)나 마이컴 등을 통하여 구성되며, 도시 곳곳(시 단위, 구 단위, 동 단위 등)에 설치된 우수토실용 악취 처리시스템들을 통합 통제할 수 있는 중앙 통합관제실을 구현하여, 관할 구역의 악취 실시간 모니터링, 서버를 통한 DB구축 및 악취 처리, 악취 민원전담반의 역할 등을 할 수 있다. 악취 처리 중앙 통합관제실은 각 우수토실에서의 악취 실시간 모니터링에 따른 데이트를 저장하고 TRS 센서를 비롯한 다양한 측정장비와 약품투입장치의 온라인 제어가 가능하도록 구현할 수 있다.

본 명세서에서 '우수토실'은 합류식 및 분류식 하수관거 시스템에 도입된 다양한 빗물받이와 기타 임의의 우수 유입 및 우수 방류 시설을 의미하며, 우수토실에 부속된 저류조까지 포함된 의미이며, 특별히 한정하지 않는 한 이러한 포괄적인 우수 방류 시설을 대표하여 지칭하는 의미이다.

합류식 하수관거 월류수(CSO)의 일반적 특성을 정리하면 다음과 같다.

(1) 합류식 하수관거의 특성

1) 합류식 하수관거의 특성

강우유출수는 유역특성과 강우사상에 의해 가장 크게 영향을 받는다. 강우유출수는 지표면을 따라 합류식 하수관거시스템으로 수집, 운반되는 과정에서 하수와 합류되고 최종적으로 방류구에서 월류되므로 CSO의 수질특성에는 여러가지 영향인자가 복합적으로 영향을 미치게 된다.

합류식하수관거 월류수는 부유물질, 유기물질등의 각종 오염성분들을 포함하고 있어 월류수의 주요 방류선인 하천을 오염시키는 원인으로 알려져 있다. 일반적으로 강우시 도시유출수는 하수자체에 함유된 오염물뿐만 아니라 Oil, 중금속, 방향족 탄화수소화합물 등의 유해물질도 다량 함유되어 있는 것으로 알려져 있다. 이러한 오염물질들은 월류토구를 통해 방류선으로 짧은 시간에 많은 양이 유출되므로 방류선 오염을 가중시키고 있다. 도시지역은 지속적인 개발로 인해 불투수층이 증가함으로서 강우유달시간이 짧아지고 유출율이 증가하게 되어 강우초기에 고농도의 오염물질이 다량 유출되는 현상이 두드러지게 나타난다.

합류식하수관거 우?오수의 성상변화는 강우지속시간에 따라 일반적으로 First-Flush, Extended Duration Flow, Post Rainfall Runoff, 건기유출과 같이 네가지 형태로 분류할 수 있으며, 각각의 구간에서 발생하는 유출수의 오염특성 또한 다르다.

2) 강우시간에 따른 CSO의 분류

가. 초기강우 유출(First-Flush)

합류식하수관거(Combined Sewer) 시스템은 선행건기일수, 강우강도, 토지이용형태와 불투수성 포장도로 및 지표퇴적물 세척(Wash-Off)으로 인하여 상대적으로 고농도의 오염물을 함유하며 조사지역의 강우특성, 토지이용현황 등에 따라 발생오염부하의 특성이 다양하게 나타난다.

나. 지속강우 유출량(Extended Duration Flow)

초기강우 이후의 지속되는 강우에 의한 유출 유량으로 빗물과 생활하수가 혼합된 형태이고 초기강우에 비해 발생오염부하가 낮은 특성이 있다.

다. 후속강우유출(Post Rainfall Runoff)

강우종료후 배출되는 유출수로 수질특성은 강우지속유량(Extended Duration Flow)과 비슷한 성상으로 대부분 생활하수와 침투된 지하수(Infiltrated Ground Water)로 구성된다.

라. 건기유출(Dry Weather Condition Flow)

강우에 의한 영향이 배재된 생활하수이다.

3) 초기강우시 수질 특성

일반적으로 First Flush(초기세척)로 일컬어지는 초기강우 유출수의 한계를 명확히 규정하기는 어려우나, 강우초기에 유출수의 발생과정을 통해 수질변화특성에 미치는 영향을 살펴보면 빗물이 지표면에 떨어지는 과정에서 대기중의 미세먼지를 흡수하고, 지표면을 따라 흐르면서 용존성, 부유성 오염물을 용해, 포함하게 된다. 또한 유입유량이 늘어남에 따라 관거내 퇴적물을 교란, 부유시키므로 강우초기에 관거말단에서 발생하는 월류수의 오염부하는 건기하수에 비해 상당히 높은 오염농도를 나타내고 있다.

가. 국내외 초기강우의 정의

미국의 EPA에서는 강우시작부터 대략 30분정도까지의 강우를 초기강우로 정의하고 있으나 강우의 특성이나 지역특성, 월류조절시설 등에 의한 영향을 고려하지 않고 시간적인 의미로만 해석하기에는 어려운 점이 많다.

다른 초기강우를 정의하는 이론은 오염물(특히 TSS)의 농도가 증가한 후 건기하수의 농도로 회복하는 시간까지로 해석하는 것이다(Thomas and Saui, 1986). 이 이론은 다른 시간적 개념의 초기강우보다는 합리적이라 할 수 있다

나. 초기강우의 발생특성

국내에서 강우발생특성은 선행건기일수가 일반적으로 길고, 특히 겨울철 강우발생빈도 및 강우강도가 작아 봄철 월류수의 농도가 타계절에 비해 높은 현상을 보인다. 이에 따라 평상시 하수관거내 고형물 퇴적은 미국에서는 1일 하수오염부하량의 약 5～30%로 보고되고 있으며, 국내에서는 약 20%로 보고되고 있다.

작은 강우강도에도 국내 우수토실에서는 월류수가 발생하고 있으며 물사용량이 많은 시간대와 강우발생시기가 겹칠 경우 강우시작시점부터 월류가 발생하는 곳도 많다.

오염원별 강우지속시간에 따른 월류수의 청천시 대비 수질특성은 BOD와 COD는 강우초기에는 청천시 수질과 비교해 상당히 큰 값을 보이나 강우지속시간이 길어지면 오히려 청천시보다 낮은 값을 보인다. SS의 경우 강우지속시간에 관계없이 청천시보다 높은 값을 보이고 있다.

그림 초기강우의 수질특성

4) 하수관거내 고형물 침전현황

평상시 하수관거내에 퇴적되는 고형물 양에 대해 EPA에서는 하수관거로 유입되는 1일 오탁부하량의 약 5～30%가 관거내에 퇴적하는 것으로 보고하고 있다(Sewer and Tank Sediment Flushing : Case Studies, EPA, 1998).

국내에서는 관거내 퇴적량을 일오염부하량의 약 20%(하수도정비 기본계획, 서울특별시, 1998)로 계획하고 있으나 국내에서 최소유속미달 관거가 약 30%임을 감안하고 국내 하수관거현황이 미국에 비해 열악하다는 것을 감안할 때 그 상황은 더 심각할 것으로 판단된다. 상하수도 관망 최적관리기술(건설기술연구원, 2002) 보고서에 의하면 도심지 일오염부하량 중 25%가 하수관거내에 퇴적되고 선행건기일수가 4일, 강우지속시간이 2시간인 강우가 발생했다고 가정하면 평상시 관거내로 유입되는 일오염부하량이 강우시작 2시간만에 하천으로 월류된다고 볼 수 있으므로 하천에 미치는 영향은 크다고 할 수 있다. 특히 국내 강우발생특성이 겨울철 거의 비가 내리지 않는 것을 감안할 때 봄철 하천으로 방류되는 월류수가 하천수질오염에 미치는 영향은 엄청나다고 볼 수 있다.

5) 국내 우수토실의 월류특성

강우강도, 강우지속시간, 유출계수등 강우특성에 따라 우수토실에서의 월류발생시점 및 월류지속시간 차이가 발생하지만 국내 하수관거 현실에서 우수토실의 Weir는 보통 몇 mm정도에 불과하다. 특히 지역주민의 물사용량이 증가하는 저녁 시간대와 강우발생시기가 일치하는 경우 강우초기부터 월류현상이 발생하며 이로 인해 고농도의 하수가 하천으로 유입되고 있다.

1.2 CSO 저감시설의 효과

(1) CSOs 저감시설

1) CSOs 저감시설의 효과

비점오염원 저감과 우수유출량을 동시에 저감할 수 있는 시설은 다음과 같이 수질개선, 수량개선, 친수개선, 홍수방지 등의 다양한 효과가 있다.

① 비점오염원의 저감

강우에 의해 유출되는 비점오염물질을 저류 및 침투시켜 하천 및 호소로의 오염부하량을 감소시킬 수 있다.

② 평상시의 하천 유량의 확보 및 하천수질 보전

지하침투시설 및 저류시설의 이용하여 충진된 지하수는 비강우시 하류부 하천으로 물을 계속적으로 공급할 수 있음으로 일정 하천유량을 확보할 수 있을 뿐만 아니라, 하천유량의 부족에 의한 수질악화의 방지에도 도움이 된다.

③ 지하수의 함량과 수자원의 확보

우수 침투를 통해 지하수의 함량이 높아지며, 따라서 수자원을 확보할 수 있다.

④ 침수지역의 해소

침투시설을 설치하여 우수를 침투, 저류 시켜 첨두 유량을 감소시켜 홍수피해를 저감시킬 수 있다.

⑤ 지반침하의 방지

침투시설 및 저류시설을 통해 충진된 지하수로 인해 지하 수위의 저하로 인한 지반침하를 방지할 수 있다.

⑥ 식생고사의 방지

갈수시에도 지하수를 확보함으로써 지하수의 고갈로 인한 식생의 고사를 방지 할 수 있다.

⑦ 바닷물의 역침투에 의한 염수화 방지

바다에 인접한 유역의 경우 지하수가 고갈되면 인접한 바다로부터 해수 유입이 진행되어 염수화 현상이 발생한다. 따라수 우수 저류 및 침투시설을 설치하여 일정 지하수위를 유지하여 해수 유입을 방지할 수 있다.

⑧ 수처리 시설 규모의 확대 방지

저류시설의 이용하여 사용가능한 물을 확보함으로써, 필요한 수처리 시설의 규모를 축소할 수 있다.

합류식 하수도로 하수를 배제하는 지역에서의 CSOs는 대부분 방류하천 양안의 토구에 설치된 우수토실에서 발생하고 있음을 고려시 CSOs는 점오염원(Point Source)으로서 특성이 강하며, 고밀도로 개발된 지역으로 여유부지 확보가 어렵고, 유동인구가 많아 안전성 확보에도 유의하여야 하므로 일반적으로 지하에 매설할 수 있는 저류형 또는 장치형 시설이 적합하다. 또한 발생위치 및 부지여건을 고려시 침투형, 식생형 시설은 CSOs시설로는 부적합한 점을 고려하여 CSOs저감시설로 활용가능한 형태로서 상기 비점오염원 처리시설 형태중 저류형, 장치형 및 처리형 시설에 대하여 기술검토를 하였다.

한편, 상기 악취감지센서(S)는 악취강도 및 악취 기여도가 높은 황화수소, 메틸메르캅탄, 황화메틸, 이황화메틸 등 총환원성황화합물 센서, 즉 TRS(Total Reduced Sulfur) 센서를 이용하는 것이 바람직다. 상업적으로 TRS센서는 미국 Arizona Instrument社의 상품명 Jerome meter(모델명 631-X trs)를 구입하거나, 미국 Teledyne Technologies社의 제품을 사용하며, 특히 실시간 악취 모니터링이 가능한 시스템으로 구현하는 것이 바람직하다.

본 발명은 우수토실(T)에 TRS 센서(S) 및 약품(산화제 또는 세정제) 투입장치를 배치하여 황화물, 암모니아, 황화수소, 메틸메르캅탄, DMS, DMDS로 인한 악취를 저감할 수 있다.

나아가 상기 약품투입장치(D)는 상호 연결된 약품주입부(D1)와, 약품희석수탱크(D2) 및 솔레노이드밸브(D3)를 포함하여 구성된다. 보다 구체적으로 약품은 산화제 또는 세정액 일 수 있고, 특히 경제적이면서도 악취 처리효율이 우수한 NaOCl을 사용하는 것이 바람직하다.

약품주입부(D1)는 약품이 저장된 탱크와 약품을 약품희석수탱크(D2)로 공급하는 펌프로 구성되고, 약품희석수탱크(D2)는 수도관 등의 약품 희석용 물 공급 설비가 추가 구비될 수 있고 교반기가 내장되는 것이 바람직하다. 상기 솔레노이드밸브(D3)는 약품희석수탱크(D2)와 우수토실(T)을 연결한 배관상에 구비되어 유로를 개폐하며, 필요에 따라 약품희석수(또는 세정수)의 강제 이송을 위한 추가적인 펌프와 연계 구성될 수 있다.

또 약품희석수탱크(D2) 내 약품(NaOCl)의 농도는 약품희석수 방류량과 보충할 용수의 양을 계산(이를 위하여 유량 측정 센서나 세정수탱크 내 수위센서를 추가 도입 가능)하여 약품주입부(D1)의 약품탱크에서 펌프를 통하여 약품을 보충하고, 약품희석수(세정수) 농도를 센서(예: pH 센서)를 통하여 상시 측정하고, 기준값 미달시에는 약품을 보충하여 농도를 충족시키는 방식을 취할 수 있다.

본 발명의 악취 처리시스템은 도 2의 악취감지 및 처리 흐름도에서 확인할 수 있는 바와 같이, 악취감지센서(S), 특히 TRS(Total Reduced Sulfur) 센서를 이용한 우수토실(T) 내의 악취물질의 모니터링하면서, 악취 측정 농도가 기준값을 넘게 되어(이를 중앙 통합관제실에 경보하는 경보시스템을 구현·가동 가능), 악취물질이 특정 범위 이상 증가되는 것으로 컨트롤러(C)에서 판단되면 우수토실에 약품투입장치(D)를 가동하여 약품희석수(세정수)를 투입하여 우수토실 및 이와 연계된 하천, 하수도, 맨홀 주변에서 발생되는 악취를 효율적으로 저감함으로써 악취로 인한 불편함과 민원발생 여지를 신속하게 해결·차단하며, 다시 악취 측정 농도가 기준값을 미달하는지 여부를 판단하여 약품희석수의 추가 투입 여부를 결정하고, 악취 측정 농도가 기준값을 미달하면 약품투입장치(D) 가동을 중단시킨다.

이와 같은 악취 방지 대책은 크게 악취의 원인이 되는 성분을 제거ㆍ감소시키는 방법과 타 물질을 이용하여 악취를 중화ㆍ은폐시키는 방법이 있는데,

악취물질에 대한 제거 없이 단순히 냄새를 중화ㆍ은폐시키는 방법(앞서 언급한 종래기술들)은 방향제, 탈취제 등을 사용하는 방식이나 주로 작은 지역의 방지대책으로 활용될 수 있는 것이어서,

본 발명에서는 근본적인 악취성분 저감·제거 방안을 채용한 것이다.

또 본 발명에 따른 우수토실용 악취 처리시스템에서 약품투입장치(D)에서 공급되는 약품은 NaOCl과 같은 산화제(예: 과산화수소, 수산화나트륨, 이산화염소 등) 이외의 다양한 악취세정액이나 기타 악취저감방안(예: 악취의 생물학적 처리를 위한 미생물제제, 흡착 탈취법, 습식 흡수법, 오존산화법, 약액세정법)을 대체 채용하거나 병용·보완 방안으로 채용할 수 있다.

이러한 약품 또는 세정수의 대체 방안을 좀 더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

0, 직접연소법

이 방법은 악취성분을 고온으로 분해시키고, 탈취하는 방법이다. 악취제거 방법으로서 가장 확실한 신뢰성이 높은 방법이다. 악취 성분을 연소에 의한 산화에 의해 SOX, NOX, CO2, H2O 등으로 분해시켜 탈취한다. 구체적으로는 도시가스, 등유 등의 보조연료에 의해, 650~750℃의 고온 및 0.3~0.5초간의 체류시간으로 처리한다. 보조 연료를 사용하기 때문에 운전비가 중요하게 된다. 따라서 처리 가스량은 적고, 고농도의 배출가스 처리에 적합하다. 또한, 배출가스 온도가 높은 가스의 처리에 효율적이다. 직접연소법은 가스온도나 농도가 높을 때 경제적이며, 악취성분이 완전히 분해되기 때문에 악취 잔류분이나 2차 공해가 전혀 없다. 그러나 보일러, 열풍발생로, 킬론, 로 등의 연소실의 금속부식을 일으킬 수 있는 단점이 있다(박귀환, 2007).

0.촉매산화법

직접연소법과 같이 악취 성분을 산화ㆍ분해시켜 탈취하는 방법이지만, 직접연소법이 고온에서 산화시키는 것에 비해, 촉매를 사용하여 비교적 저온(250~350℃)으로 산화시키는 것이 특징이다. 따라서 연료비는 직접연소법에 비해 줄일 수 있다. 직접연소법과 같이 가스량이 적고, 고농도이며, 그리고 높은 온도의 배출가스 처리에 적합하다. 할로겐계 이외의 악취성분에는 대부분 적용할 수 있다. 촉매 종류로서는 주로 백금 등의 금속 촉매가 사용되고 있지만, 크롬, 망간, 등의 비금속 산화물도 사용된다. 알갱이 형태의 촉매가 널리 사용되고 있으나, 압력 손실이 적은 벌집 형태의 촉매도 사용되고 있다.

이 방법을 사용할 때 유의점은 촉매의 독성 성질 고려, 폭발 방지를 위한 설계와 관리 등이다. 또 촉매 수명을 연장시키기 위한 dust 처리 등의 전처리도 중요하다.

0. 흡착탈취법

활성탄 등의 흡착제에 악취 성분을 흡착 제거하고 탈취하는 방법이다. 건물 내의 악취 성분의 처리 등 가스량이 비교적 크고 저농도의 악취 성분의 배출가스 처리에 알맞다. 주로 탄화수소류를 중심으로 많은 악취 성분에 적용할 수 있다. 흡착제로서는 첨착활성탄 내지는 무첨착 활성탄이 널리 사용되고 있다. 또 흡착탈취법에서의 악취 성분의 흡착량은 배출가스 온도에 코게 의존하기 때문에 처리가스 온도가 높은 것에는 적합하지 않다. 또 수분이 많은 배출가스에도 부적당하다.

흡착제의 종류는 아주 다양하며, 사용목적에 따라 최적의 흡착제를 선정해야 하며, 활성탄, 실리카겔, 알루미나, 백토, 몰리큐라시브 등이 있다. 흡착법의 이점은 건식조작으로서 습식조작과 달리 배수나 배액을 처리할 필요가 없으며 설비비가 비교적 싸고 유지관리가 쉬우며 광범위한 악취가스 제거에 효과적이라는 점이다. 그러나 문제는 활성탄 등의 흡착제 재생으로써 유지관리비용 및 원활한 흡착제의 주기적인 교체가 필수적이라는 것이다(박귀환, 2007).

0. 저온응축법

악취물질을 포함하는 배출가스의 온도를 낮추고, 악취물질을 응축시켜 제거하는 탈취방법으로, 악취물질을 그대로의 형태로 회수할 수 있다. 제거효율은 다른 방법에 비해 그다지 높지는 않지만, 악취물질의 농도가 매우 높을 때는 유효하다. 일반적으로 유기용제 등 탄화수소 관계에 설치된 사례가 많다. 처리가스 전체를 냉각하여야 하기 때문에 비교적 온도가 높은 배출가스의 처리에 적합하다. 또 처리가스량이 비교적 적은 것의 처리가 유리하다. 악취가스가 가연성인 경우 폭발 한계와의 관계에 주의가 요구된다.

0.습식흡수법

액체에 대한 기체의 용해성을 이용하여, 악취성분을 액체에 흡수시켜 탈취하는 방법이다. 물에 대한 용해도를 이용하여 물리적으로 흡수시키는 방법과, 산ㆍ알칼리ㆍ산화 등의 반응을 근거로, 화학적으로 흡수시키는 방법이 있다. 특히 후자와 같이 흡수액으로 약액을 이용하는 경우를 약액흡수법이라 한다. 비교적 처리가스량이 큰 경우에도 대응할 수 있다. 흡수액으로서 약액을 사용하는 경우, 기본적으로는 산성가스(SO2, H2S 등)에 대해서는 알칼리 용액, 알칼리성가스(NH3, 아민류 등)에 대해서는 산용액을 사용한다. 이밖에 황계열 악취, 알데하이드류 등에 대해 차아염소산나트륨, 과망간산칼륨 등의 산화제가 흡수액으로 사용되고 있다. 그리고 최근에서는 흡수액으로서 활성슬러지를 사용하고, 이른바 생물탈취법과 조합하여 탈취하는 방법도 실용화되고 있다.

0.생물탈취법

일반적으로 미생물의 특성을 이용하여 생화학반응으로 악취성분을 무취화하는 방법이다. 현재 토양탈취법, 활성슬러지를 이용한 방법 등이 이용되고 있다. 비교적 저농도이면서 처리가스량이 큰 배출가스의 처리에 적합하며, 하수처리시설, 쓰레기처리시설, 화제장, 닭분건조로 등 축산관계 등에서 설치된다.

토양탈취법은 토양과 악취가스와의 접촉이 충분히 이루어져야 하며, 통기 시에 압력손실이 작아야 한다. 이를 위해 토양은 통기성이 충분히 유지될 필요가 있다. 이 토양탈취법은 특히 수분의 관리가 유지보수에 대단히 중요하다. 최근에는 활성탄 분말을 도포한 poly vinyl alcohol gel의 표면에 미생물을 부착시켜, 이것을 충진탑에 채워 악취가스를 통과시켜서 탈취하는 이른바 고정화미생물 탈취방법이 실용화에 이르고 있다.

0. 오존산화법

강력한 산화제로서 높은 반응성을 갖는 오존에 의해 악취성분을 산화ㆍ분해함으로써 탈취하는 방법이다. 오존은 대기를 ozonizer에 의해 방전시켜 만들어진다. 습식흡수법과 함께 사용하는 방법도 있다. 하수처리시설 등에 설치사례가 있었지만 최근에는 설치사례가 적다.

0. 소ㆍ탈취제법

소ㆍ탈취제에는 많은 탈취 원리들이 포함되어 있어서 간단히 설명하기 어렵다. 1990년에 방향소취탈취제 협의회가 정의한 분류는 다음과 같다.

- 방향제 : 공간에 방향을 부여하는 것

- 소취제 : 냄새를 화학적, 생물적 작용 등으로 제거하여 완화시키는 것

- 탈취제 : 냄새를 물리적 작용 등으로 제거 또는 완호하는 것

- 방취제 : 냄새를 다른 향기 등으로 은폐(masking)하는 것

이중에 탈취제는 흡착탈취법에 가까운 처리 방법이라고 할 수 있다. 방취제에서 쓰이는 은폐(masking)이란 악취물질에 다른 향기를 혼합함으로써, 악취의 질을 변화시키고, 본래의 냄새를 은폐시키는 방법이다. 최근 업무용, 가정용을 가리지 않고 널리 보급되고 있으며 주목받고 있는 방법이다. 가정에서 사용되고 있는 방향제도 은폐(masking) 효과를 노린 것이 많다. 그러나 방취제의 냄새가 오히려 악취 민원의 원인이 되기도 한다.

0. 약액세정법

약액세정법은 화학반응과 물리적인 흡수법을 이용해 악취가스나 유해가스를 제거하는 가장 일반화된 방법이다. 화학반응은 악취가스와 약액의 접촉효율을 높여 기액평형에 의한 중화반응과 산화반응으로 구분할 수 있다.

중화반응은 염기성 악취가스(암모니아, 아민류)를 산성약품과 산성가스(황화수소, 메르캅탄류)를 염기성약품과 중화반응시켜 염화합물 상태로 제거하고 산화반응은 산화제(NaOCl, CHlO, H2O2, KMnO4 등)를 사용하여 산화분해 시켜 제거한다(이주상, 2001).

약액세정법 선정 시 산성, 염기성 가스를 별도로 처리하는 것이 바람직하며 사용약품에 대한 안정성, 장치에 대한 부식, 위험물 대책 등과 화학반응에 따른 부산물 처리대책, 2차 오염대책, 폐수처리문제 , 유입악취가스가 다양한 경우 다른 처리방법과 조합 처리 등을 종합적으로 검토하여야 완전한 처리가 이루어진다.

이상과 같은 다양한 악취물질 처리방안의 검토에도 불구하고 악취를 저감하기 위한 방안은 배출가스 종류(분진, 염소화합물, 황화합물, 고분자탄화수소 등), 조성 및 농도와, 공정변수(온도, 압력, 습도, 반응속도, 최대ㆍ최소ㆍ평균 배출속도 등), 각 오염배출원의 수, 연간 운영시간(가동시간 백분율), 장치위치(실내, 실외, 지표고도, 지붕, 여유 공간 등), 보조연료 및 에너지 비율, 전체 경제성(자본지 및 연간 운영비)을 고려하여 결정하여야 하는데, 이러한 모든 고려사항을 감안하였을 때 우수토실 악취물질에 대처하기 위한 최적의 방안은 악취 성분을 직접 제거ㆍ감소시킬 수 있는 약품, 특히 NaOCl과 같은 산화제가 적합하다.

본 발명에 따른 우수토실용 악취 처리시스템을 이용하여 현실적인 악취 모니터링 및 관제시스템을 구현함에 있어 다음 표와 같은 법적 규제대상 및 다양한 악취물질을 고려하고, 주거지역, 상업지역, 공업지역 등의 지역적 특성을 고려하여 효율적인 우수토실 악취 저감 처리 시스템을 구현하는 것이 바람직하다.

[표 - 악취 배출허용기준]

[표 - 악취유발물질의 종류]

한편, 본 발명에서는 TRS센서를 대체하거나 병용·보완할 수 있는 다양한 VOCs 측정 타입 센서를 채용할 수 있다. 또 약품투입장치(D)에서 우수토실(T)에 구비된 약품희석수 투입구는 수도꼭지처럼 단순 분출 형태가 아니라 우수토실 전체에 약품희석수를 살포할 수 있는 하나 또는 복수의 노즐로 구성하여 스프레이 타입의 약품희석수(세정제)를 주입하는 것이 바람직하며, 필요에 따라서는 우수토실 내 관거 내부에 인라인(in-line) 혼화장치 설비(예: 라인 믹서 등)를 대체·추가 도입할 수 있다.

다음으로 도 3 내지 도 5를 참조하여, 본 발명에 따른 우수토실용 악취 처리시스템을 위한 이물질 수거장치(CS)를 설명한다.

우수토실 내부의 관거에 쌓이는 슬러지, 토사, 협잡물과 같은 각종 이물질은 하수흐름을 방해하여 체류시간을 증가시키고, 이에 따라 유기황 화합물이 수화되거나 화학적으로 환원되는 등 악취물질이 생성·유출되어 악취 발생량을 증가시키게 되며(따라서 체류시간이 감소할수록 우수토실 내 하수관거에서 악취가 발생할 가능성이 낮아진다.), 이물질 자체의 부패로 인한 악취 발생문제도 있고,

또 도시지역에서의 지속적인 개발로 인해 불투수층이 증가함으로서 강우유달시간이 짧아지고 유출율이 증가하게 되어 강우초기에 고농도의 오염물질이 다량 유출되는 현상이 두드러지게 나타나는 현실과 맞물려 초기 강우 수용용량이 줄게 되는 문제가 발생하므로 우수토실 내 이물질의 정기적, 또는 시의적절한 제거가 필요하며,

이를 위하여 이물질의 포집, 수거장치의 도입이 필요한데, 도 3 내지 도 5에 제시된 이물질 수거장치(CS)는 이에 대한 개선 및 해결책이 될 수 있다.

또한 스크레이퍼를 활용한 이물질 수거장치(CS)를 이용하는 경우 강우시 CSO가 발생하였을 때 입자성 오염물질, 협잡물, 토사 등의 각종 이물질이 유출되지 않음으로써 공공수역 오염부하를 경감시키고, 색도 물질 및 협잡물이 방류되지 않게 되어 미관적인 개선 효과도 크다.

도시된 이물질 수거장치(CS)를 설명함에 있어 편의를 위하여 엄밀하지 않은 대략의 방향 기준을 도 3 및 도 3을 참고하여 특정하면, 도시한 그대로의 상태에서 상하좌우를 나누고, 다른 도면과 관련된 설명에서도 이 기준에 따라 방향을 특정한다.

먼저 도 3 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 이물질 수거장치(CS)는 침전조 등의 슬러지, 토사, 협잡물과 같은 각종 이물질의 침강이 발생되는 각종 우수토실(T)(편의상 도 3과 달리 구체 형상을 단순화시켜 도시하고 있다)에 설치되며,

크게 복수의 웨지타입 스크레이퍼(10), 상기 스크레이퍼 각각을 잇는 연결체(20), 모터(31)를 포함하는 구동수단(30), 상기 구동수단과 상기 연결체를 연결하여 상기 연결체의 왕복직선운동을 일으키는 링크어셈블리(40), 상기 우수토실(T) 벽체(T2)(도 3을 기준으로 보면 부상처리부(SP2)의 전방 내측벽체)에 고정되고 최초 및 최종 연결체에 암수 결합되어 직선운동을 안내하는 가이드(20A)(20B)를 포함하여 이루어진다.

상기 웨지(wedge)타입 스크레이퍼(scraper)(10)는 패널, 특히 철판을 절곡하여 일체로 제조된 것이 바람직하며,

도 3의 확대된 일점 쇄선 원 내 측면도에서 확인할 수 있는 바와 같이(연결돌기(11C)는 생략하고 단순화하여 도시함), 우수토실(T)의 저면(T1)에 밀착되어 직선 왕복 운동을 하며, 정방향 진행시 우수토실(T)의 수거부(T3)를 향하여 이물질을 모으는 갈퀴부(11A)와, 역방향 진행으로 다음 번 수거 동작 준비상태로 복귀하도록 이물질을 파고드는 쐐기부(11B)를 포함한다.

특히 상기 갈퀴부(11A)는 오목홈을 이루는 형태여서 가능한 많은 이물질을 안정되게 이동시킬 수 있도록 되어 있다.

상기 스크레이퍼(scraper)(10)의 상부(특히 쐐기부(11B)를 이루는 상부측 경사면)에는 연결체(20)와 스크레이퍼를 연결하도록 두 연결돌기(11C)가 형성되어 있다.

한편, 도 5 [B](연결돌기(11C)를 생략하여 단순화하여 도시함)에는 변형 스크레이퍼(10)가 도시되어 있는데, 변형예의 스크레이퍼(10)는 역시 패널을 절곡 성형하여 제조하되,

오목홈을 갖는 갈퀴부(11A)와 쐐기부(11B) 외에, 저면에 형성된 도브테일타입 끼움부(13A) 및 상기 쐐기부 상부(즉, 쐐기부(11B)를 이루는 상부측 경사면)에 형성된 요입부(13B)가 더 형성되어 있다.

이러한 변형 스크레이퍼(10)에는 갈퀴부(11A)의 기능을 보조하여 이물질 수집효율을 향상하기 위한 와이퍼(15)가 도입된다.

상기 와이퍼(15)는 상기 스크레이퍼의 암(雌) 끼움부(13A)에 대응되는 도브테일(dove-tail) 형상의 수(雄) 끼움부(15B)가 구비되고,

또 상기 스크레이퍼의 갈퀴부(11A)를 감싸는 날개부(15A)를 갖고, 우측 단부에는 걸림부(15C)가 구비되어 있어 상기 끼움부(15B)와 함께 날개부(15A) 및 걸림부(15C)를 통하여 스크레이퍼(10)의 반복된 왕복운동에도 와이퍼(15)가 분리 이탈되는 사태의 발생을 원천 차단할 수 있도록 되어 있다. 상기 와이퍼(15)는 연질 합성수지 또는 합성고무나 실리콘 등의 엘라스토머 소재로 이루어진 것이 바람직하다.

나아가 상기 변형 스크레이퍼(10)의 요입부(13B)에는 스크레이퍼의 보다 안정된 왕복동작을 위하여 포켓(61)을 구비한 레일(60)(도 5 [A] 참조)을 도입하는 경우,

상기 레일(60)의 포켓(61)에 수용되어 움직이는 휠(17E)을 포함하는 피안내조립체(17)가 결합된다.

상기 피안내조립체(17)는 도 5 [B]의 단면도(그리고 관찰방향을 달리한 우측 상하 일점 쇄선 원 내 참조)에서 확인할 수 있는 바와 같이, 웨지타입 스크레이퍼(10)의 요입부(13B)에 결합되는 수직판(17A)과 상기 수직판 상단에 연결된 수평판(17B)이 일체로 형성되어 있고,

상기 수평판(17B)에는 힌피핀(17b)을 통하여 힌지결합된 회동판(17C)이 결합되어 있고,

이 회동판에는 샤프트(17e)가 결합되어 있다.

상기 샤프트(17e)에는 코일스프링(17e')에 상향 탄지되는 휠(17E)이 결합되어 있으며,

상기 수평판(17B)과 상기 회동판(17C)이 수평을 이룬 상태를 록킹하도록 상기 수평판(17B)에 축핀(17d')을 통하여 축설되어 있는 록커(17D)가 더 구비되어 있다.

도 5 [B]의 우측 상부 및 하부 일점 쇄선 원 내에서 확인할 수 있는 바와 같이, 상기 록커(17D)는 수용부(17d)를 가져, 이 수용부에 수평을 이룬 상태를 수평판(17B)과 회동판(17C)이 억지끼움 형태로 끼워져 수평 상태가 고정된다.

설치시 이 레일(60)이 포설되어 있고 스크레이퍼(10)에 피안내조립체(17)가 결합된 상태에서,

도 5 [B]의 우측 하부 상태에서 스크레이퍼(10)의 양단이 양 측 레일(60)에 수용되도록 하고,

이어 도 5 [B]의 우측 상부 상태로 회동판(17C)을 올리고 록커(17D)로 수평판(17B)과 회동판(17C)을 고정하면

상향 돌출된 휠(17E)이 쉽게 레일(60)의 하향 개구된 포켓(61)에 수용될 수 있어 조립성이 향상될 수 있다.

이어 연결체(20)를 이루는 단위체(20U)의 양단을 스크레이퍼(10)의 연결돌기(11C)에 체결하는 방식으로 설치를 한다.

대안적으로는 레일(60)의 포켓(61) 측벽을 타고 움직이도록 회동축(샤프트)(17e)이 수직 형태인 휠(17E) 대신에, 회동축이 수평을 이루어 포켓의 상부 벽체 저면을 타고 움직이는 휠을 도입하는 것도 가능하다.

나아가 도 3의 스크레이퍼(10)의 연결돌기(11C)가 용접 결합되는 형태인 것에 비하여,

도 5의 변형 스크레이퍼(10)에서는 요입부(13B)에 연결돌기(11C)가 끼워진 후 리벳팅(또는 용접)에 의하여 체결되는 형태로 되어 있다.

이러한 연결돌기 형태는 쐐기부(11B)의 경사면과 요입부(13B)를 통하여 중접 부위가 형성되므로 연결돌기(11C)의 상대적으로 결합 내구성이 더 증가될 수 있고, 제조 편리성이 더 증진될 수 있어 생산성 향상이 가능하다.

스크레이퍼(10) 제조시 패널을 절곡하여 우선적으로 요입부(13B)를 형성한 후, 여기에 피안내조립체917)의 수직판(17A) 및 연결돌기(11C) 부품을 끼우고 리벳팅(또는 용접이나 볼트 결합) 공정을 거쳐 결합하고,

추가적으로 철판을 절곡 가공하여 갈퀴부(11A) 및 쐐기부(11B)를 가공하고, 필요에 따라 와이퍼(15)를 결합할 수 있다.

도 5 [B]에서 와이퍼(15)의 도입 및 끼움부(13A)의 가공, 피안내조립체(17)의 도입, 요입부(13B)의 가공 및 요입부에 끼워져 결합되는 연결돌기의 도입 여부는 필요에 따라 상호 무관하게 선택될 수 있다.

다음으로 다시 도 3 및 도 3에서, 상기 각 스크레이퍼(10)는 연결체(20)에 의하여 상호 이어져 있어 연동이 가능하다.

특히 본 발명에서는 상기 연결체(20)가 각 스크레이퍼(10)의 상부에 돌출된 연결돌기(11C)를 잇는 복수의 단위 연결체(20U)로 구성되어, 현장 상황에 맞게 길이를 조절하는 것이 가능하여 조립 편리성이 획기적으로 증진되며,

스크레이퍼 파손시 개별적으로 스크레이퍼를 교체할 수 있어 유지 보수 편리성이 획기적으로 증진될 수 있다.

각 단위 연결체(20U)는 양단부에 체결 디스크(23)가 구비되어 있어, 이 체결디스크(23)를 통하여 연결돌기(11C)와의 결합이 쉽게 이루어진다.

스크레이퍼(10) 사이의 간격이 예를 들어 650mm를 유지하도록 파이프 타입의 단위 연결체(20U)를 선택하며,

경량화 특성 등을 고려하여 파이프 타입의 단위 연결체(20U)를 채용하는 경우, 상기 체결 디스크(23)는 블라인드 플랜지(blind flange) 형태로 막혀 있어 이물질 침투가 방지되는 형태인 것이 바람직하다.

다음으로 상기 구동수단(30)은 전동 모터(31)를 포함하고, 토크 향상을 위한 감속기(33)와 왕복운동 특성을 위한 회전체(35)가 도입되어 있다.

이물질 수집을 위하여 우수토실(T)의 수거부(T3)를 향하여 스크레이퍼(10)의 갈퀴부(11A)가 기능하도록 정방향 이동하는 경우와

다음 번 수거 동작을 위하여 쐐기부(11B)가 기능하도록 역방향 이동하는 경우에 각각

서로 다른 속도(예를 들어 전자의 동작시에는 상대적으로 빨리, 후자의 동작시에는 침전된 이물질을 부상시키지 않도록 상대적으로 느리게 이동 가능)로 스크레이퍼(10)가 이동하도록

모터(31)의 회전 속도를 제어하기 위하여 PLC(programmable logic controller)를 사용하거나, 기타 공지의 제어패널이나 인버터 등을 채용하는 것이 가능하다.

이어서 상기 구동수단(30)과 상기 연결체(20)를 연결하여 상기 연결체의 왕복직선운동을 일으키는 링크어셈블리(40)를 살펴본다.

도 3에서, 구동수단(30)의 회전체(35)의 회전중심에서 벗어난 위치에는 승강바(43)의 상단부가 선회가능하게 축설되어 있으며,

이 승강바(43)의 하단은 삼각부재(45)의 제1회동부(45b)와 스윙운동이 가능하게 연결되어 있다.

상기 삼각부재(45)는 우수토실(T)의 벽체(T2)에 고정되고 고정축(41a)을 갖는 고정부재(41)가 구비되어 있고,

이 고정축(41a)에는 삼각부재(45)의 축설부(45a)가 선회 가능하게 구비되어 있고,

삼각부재(45)의 마지막 꼭지점 부위인 제2회동부(45c)에는 중계바(47)가 연결되어 있고,

이 중계바(47)는 각 스크레잎(10) 양측에 두 연결돌기(11C)들을 연결하여 일렬을 이루는 각 단위 연결체(20U)들로 형성된 두 줄의 연결체(20) 각각의 최초 연결체(20A)를 잇는 연결바(49)와 이어져 있다.

모터(31)의 회전에 따라 회전체(35)가 감속 선회하면, 이에 편심 연결된 승강바(43)가 상하 운동을 하게 되고,

이 승강부(43) 하단과 유니버설 조인트 등을 통하여 연결된 제1회동부(45b)를 갖는 삼각부재(45)는 고정부재(41)의 고정축(41a)을 중심으로 스윙운동을 하게 되고,

이에 따라 전후진 하는 중계바(47)의 움직임에 따라 스크레이퍼(10)는 전진(정방향 이동)하여 갈퀴부(11A)의 기능으로 이물질이 단계적으로 수집되어 최종적으로 우수토실(T)의 수거부(T3)로 수집되고,

다시 스크레이퍼(10)는는 후진(역방향 이동)하여 쐐기부(11B)가 침강된 이물질을 교반하여 부상시키지 않도록 이물질을 파고들어 다음 번 정방향 수집 동작을 대비하는 상태로 이동한다.

개발 스크레이퍼(10)의 왕복운동 구간 길이(stroke)는 약 650~700mm일 수 있다.

한편, 본 발명의 이물질 수거장치(CS)는 도 3 및 도 3에 도시된 바와 같이, 최초 및 최종 연결체(21A)(21B)에 가이드(50A)(50B)가 구비되어 있어, 안정된 수평 왕복운동이 가능하고 스크레이퍼 및 연결체의 부상을 원천적으로 방지하고 상시적으로 스크레이퍼가 우수토실(T) 저면(T1)과 접촉한 상태로 이동하여 안정된 이물질 수집을 보장할 수 있다.

즉, 상기 우수토실(T) 벽체(T2)에 고정된 제1 및 제2 가이드(50A)(50B)는 최초 및 최종 연결체(21A)(21B) 각각에 암수 결합되어 직선운동을 안내하는 역할을 한다.

상기 가이드(50A)(50B) 각각은 우수토실(T) 벽체(T2)에 고정된 제1 및 제2 벽지지체(51a)(51b), 최초 및 최종 연결체(21A)(21B)에 끼워지는 제1 및 제2 막대(53a)(53b), 최초 및 최종 연결체(21A)(21B)의 슬릿(21a)(21b)을 따라 움직이는 제1 및 제2 서포터(55a)(55b)를 포함한다.

최초 연결체(21A)의 슬릿(21a)은 하향 개구되어 있고, 제1서포터(55a)는 하단이 우수토실의 저면, 특히 수거부(T3)의 초입 경사면(T3a)(도 3 하부 일점 쇄선 원 내 측면도 참조)에 경사형 고정 패널을 통하여 고정되고,

도 3 하부 일점 쇄선으로 구분 된 두 원 내 도면에서 확인할 수 있는 바와 같이, 평단면 형상이 알파벳 'L'자 형강이 경사형 고정 패널 상부에 돌출되어 있고,

이 'L'자 형강 내측에 결합된 평단면 형상이 원형인 파이프 상단이 제1막대(53a)에 용접 결합된 형상이며,

원형 파이프 상단이 하향 개구된 최초 연결체(21A)의 슬릿(21a)을 따라 움직이는 형태로 가이드하게 된다.

또 최종 연결체(21B)의 슬릿(21b)은 측향 개구(두 최종연결체의 마주보는 면을 향하여 개구된 형태)되어 있고, 제2서포터(55b)는 알파벳 'T'자를 이루는 형상으로,

횡방향(스크레이퍼(10) 이동 방향에 직교하는 방향) 부재가 두 제2막대(53b)를 연결하고 측향 개구된 슬릿(21b)을 따라 움직이며,

종방향(스크레이퍼(10) 이동 방향) 부재(횡방향 부재 중앙에 용접 결합됨)의 후단부가 우수토실(T)의 벽체(T2)에 고정되어 있는 형태이다.

이러한 가이드(50A)(50B)를 통하여 안정되고 확실한 이물질 수집 동작이 가능하다.

한편, 도 3 및 도 3에서 우수토실(T) 저면(T1)에는 콘크리트 등의 마찰이 큰 바닥 상태를 고려하여 별도로 플랫(flat) 타입 평판레일(R)을 포설하여 스크레이퍼(10)의 원활한 전후진 동작을 보장할 수 있다.

만약 도 5와 같이 스크레이퍼(10) 양단에 별도로 하향 개구된 포켓(61)을 갖는 레일(60)을 도입하는 경우, 필요에 따라 평판레일(R)은 생략 될 수 있다.

이상의 설명에서 우수토실 종류, 규모, 설치형태, TRS 센서, 컨트롤러의 구체 구성, 악취 통합관제실의 구성 등이나,

또 이물질 수거장치의 구동수단의 속도 제어 및 구체 재원 등과 관련된 통상의 공지된 기술을 생략되어 있으나, 당업자라면 용이하게 이를 추측 및 추론하고 재현할 수 있다.

나아가 이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 이물질 수거장치를 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능하고, 이러한 수정, 변경 및 치환은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

T:우수토실 S: TRS 센서
C: 컨트롤러 D: 약품 투입장치
CS: 이물질 수거장치 T: 우수토실
10: 스크레이퍼 11A: 갈퀴부
11B: 쐐기부 13A: 끼움부
13B: 요입부 15: 와이퍼
15A: 날개부 15B: 끼움부
17: 피안내조립체 17A: 수직판
17B: 수평판 17C: 회동판
17D: 록커 17E: 휠
20,20U,21A,21B: 연결체 21a,21b: 슬릿
23: 체결디스크 30: 구동수단
31: 모터 33: 감속기
40: 링크어셈블리 41: 고정부재
43: 승강바 45: 삼각부재
47: 중계바 49: 연결바
50A,50B: 가이드 51a,51b: 벽지지체
53a,53b: 막대 55a,55b: 서포터
R,60: 레일

Claims (4)

1. 우수토실;
   상기 우수토실에 구비된 악취감지센서;
   상기 우수토실에 산화제를 포함하는 약품을 공급하는 약품투입장치; 및
   상기 악취감지센서에 의하여 악취가 감지되면 약품투입장치의 약품을 투입하도록 하는 컨트롤러;를 포함하여 이루어지되,
   
   상기 우수토실 저면에 구비되어 있고, 복수의 웨지타입 스크레이퍼와, 각 웨지타입 스크레이퍼 양단을 감싸고 하향 개구된 포켓을 포함하는 레일을 포함하는 이물질 수거장치를 더 포함하여 이루어지되,
   
   상기 각 웨지타입 스크레이퍼는
   패널을 절곡하여 일체로 제조된 것으로, 이물질을 모으는 갈퀴부와, 이물질을 파고드는 쐐기부와, 저면에 형성된 도브테일타입 끼움부와, 상기 쐐기부 상부에 형성된 요입부를 갖고,
   상기 도브테일타입 끼움부에 결합되는 대응 끼움부와, 상기 갈퀴부를 감싸는 날개부가 일체로 형성된 와이퍼를 더 구비하고 있으며,
   상기 요입부에 결합되는 수직판, 상기 수직판 상단에 연결된 수평판, 상기 수평판에 힌지결합된 회동판, 상기 수평판과 상기 회동판이 수평을 이룬 상태를 록킹하도록 상기 수평판에 축설되어 있는 록커, 상기 회동판에 고정된 샤프트, 상기 샤프트에 결합되고 상기 레일의 포켓을 따라 움직이는 휠을 포함하는 피안내조립체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 우수토실용 악취 처리시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 악취감지센서는 TRS 센서인 것을 특징으로 하는 우수토실용 악취 처리시스템.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 약품투입장치는 상호 연결된 약품주입부와, 약품희석수탱크 및 솔레노이드밸브를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 우수토실용 악취 처리시스템.
4. 삭제

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