KR101273842B1 - 파이프 연결 프리캐스트 빗물 저류조 및 저류방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 빗물을 자연정화하여 수질을 개선하고 재활용하기 위한 빗물 저류조 및 저류방법에 관한 것으로, 직경이 큰 PVC 또는 합성수지 파이프로 이루어진 다수의 수직관들을 이용하여 빗물에 포함된 불순물들이 수직관내에서 침전처리되는 침전부; 상기 침전부에 연이어서 배치되고, 직경이 큰 PVC 또는 합성수지 파이프로 이루어진 다수의 수직관내의 여재를 통과하는 빗물로부터 이물질을 흡착 및 여과처리하는 흡착 및 여과부; 상기 흡착 및 여과부에 연이어서 배치되고, 직경이 큰 PVC 또는 합성수지 파이프로 이루어진 다수의 수직관들 내의 바이오 필름을 이용하여 빗물을 미생물을 통해 정화시켜 이용할 수 있도록 저장하는 정화 및 저장부; 및 상기 정화 및 저장부에 저류된 빗물을 외부로 가압 이송시키는 배출 펌프를 포함하는 이송부;를 포함하는 구성으로 이루어진 파이프 연결 프리캐스트 빗물 저류조와, 이를 이용한 빗물 저류방법을 제공한다.
본 발명에 의하면 비점오염원 저감, 빗물유출저감 두가지 기능을 모두를 실행하므로, 기존의 비점오염원 시설과 빗물유출저감시설 모두에 응용이 가능하며, 특히 여재를 달리하여 다양한 불순물의 타켓물질을 제어할 수 있으므로, 기존의 비점오염 처리시설보다 한 단계 향상된 빗물처리효과를 얻을 수 있게 된다.

Description

파이프 연결 프리캐스트 빗물 저류조 및 저류방법{PIPE LINKED SELF TREATMENT PRECAST RAINWATER DETENTION TANK AND THE DETENTION METHOD USING THE SAME}
본 발명은 빗물을 자연정화하여 수질을 개선하고 활용하기 위한 빗물 저류조 및 저류방법에 관한 것으로, 보다 상세히는 우천 시 비점오염원(초기 우수)을 포함하는 빗물을 파이프 형 저류관을 통하여 집수하여 저류하며, 이는 저류된 빗물을 침전처리하는 침전과정, 침전처리된 빗물을 여재에 의해서 흡착 및 여과하는 흡착 및 여과과정 및 흡착·여과된 빗물을 미생물을 통해 정화시켜 이용할 수 있도록 하는 정화 및 저장과정이 포함되며, 빗물을 자연적으로 수질정화하여 재활용하는 빗물 저류조 및 이를 이용한 저류방법에 관한 것이다.
기존의 빗물 저류조(1) 또는 저장조는 도 1에 도시된 바와 같이, 별도의 콘크리트 시설 시공을 통해 설치를 하였다.
즉, 사각 박스형 콘크리트 저류조(10)를 지하에 매립시공하고, 저류조(10)의 일측에는 별도의 처리장치(20)를 통하여 입력되는 빗물을 받는 유입구(22)가 설치되고, 내부에는 월류벽(24)이 설치되며, 타측에는 오버 플로우 배출구(30)가 형성되어 있다.
그리고 이와 같은 콘트리트 저류조(10)의 내부에 저장된 빗물은 플로루트 펌프(40)를 통하여 외부로 유출시켜서 필요한 경우, 사용 용도에 맞춰서 사용하고 있다.
그러나 이와 같은 종래의 대부분의 빗물 저류조(1) 또는 저장조는, 대부분 콘크리트 현장타설 공법으로 시공되므로 설치 공기가 길고, 그로 인해 설치 비용 또한 증가한다.
그리고 기존의 빗물 저류조(1)는 단순한 필터를 거쳐 처리를 하는 물리적 처리가 대부분이었으며, 이 경우 지붕이외의 집수면에서 집수할 경우 수질이 대부분 불량하여 저장된 빗물을 직접 이용하는데에 한계가 있었다.
또한, 기후 변화로 인한 여름철 홍수에 대비하기 위하여, 정부와 지방자치단체에서의 빗물유출 저감시설의 설치가 증가하는 추세이다. 그러나, 기존의 빗물 저류조(1)는 대부분이 단일 목적의 빗물유출 저감만을 담당하고 있다.
그렇지만, 이와 같은 빗물 저류조(1)는 단순한 빗물 저장뿐만 아니라, 수질정화시설과 같이 다목적으로 이용될 수 있어야 바람직한 것이다.
한편, 기존의 비점오염 저감시설(미 도시)은 별도의 복잡한 처리시설이 설치되고, 처리된 물을 바로 하천으로 방류하거나, 하수관으로 방출시키는 구조이다.
이와 같은 기존의 비점오염 저감시설도 현장 타설방법을 통해 설치되는 경우가 많아서, 현장설치에 작업 공기가 길고, 그로 인해 설치비용 또한 증가한다.
따라서 당업계에서는 비점오염원을 적절하게 정화처리하고, 양호한 수질의 빗물을 저장하여 이를 필요시 사용할 수 있도록 함으로써 빗물유출저감과 비점오염저감뿐 아니라, 빗물을 다목적으로 활용할 수 있도록 하는 기술개발이 절실하게 요청되는 실정이다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소시키기 위한 것으로서,저류조 설치시, 현장설치 작업 공기를 크게 단축시켜 설치비용을 크게 줄일 수 있고, 경제적인 시공이 가능하도록 개선된 파이프 연결 프리캐스트 빗물 저류조 및 저류방법을 제공함에 있다.
그리고 본 발명의 다른 목적은 빗물의 체류시간을 길게 연장시키며, 저류조 내에서는 침전, 여과 및 흡착, 미생물에 의한 수질개선를 통해 자연정화가 이루어짐으로써 비점오염 저감시설로 활용할 수 있으며, 이를 통해 정화된 빗물을 다용도로 활용할 수 있도록 개선된 파이프 연결 프리캐스트 빗물 저류조 및 저류방법을 제공함에 있다.
또한 본 발명의 다른 목적은 자체적 정화기능을 갖고, 현장에서 급속시공이 가능함은 물론, 비점오염원 정화를 통한 하천오염을 효과적으로 방지할 수 있고, 빗물의 수질향상을 통해 빗물유출저감 효과 뿐만 아니라, 모아진 빗물을 다목적으로 이용할 수 있고, 저류조 구축을 위한 별도의 공장 설비 등을 최소화할 수 있도록 개선된 파이프 연결 프리캐스트 빗물 저류조 및 저류방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 빗물을 자연정화하여 수질을 개선하고 재활용하기 위한 빗물 저류조에 있어서,
직경이 큰 PVC 또는 합성수지 파이프로 이루어진 다수의 수직관들을 수직으로 세우고, 각각 수직으로 세워진 수직관들을 횡으로 수평관들을 통하여 연결하며, 일측의 유입구를 통하여 유입된 비점오염원을 포함하는 빗물을 파이프 형 수직관을 통하여 1차 집수하여 저류시키며, 유입된 빗물이 다수의 수직관을 차례차례 통과하여 저류되면서 빗물에 포함된 불순물들이 수직관내에서 침전처리되는 침전부;
상기 침전부에 연이어서 배치되고, 직경이 큰 PVC 또는 합성수지 파이프로 이루어진 다수의 수직관들을 수직으로 세우며, 각각 수직으로 세워진 수직관들을 횡으로 수평관들을 통하여 연결하며, 상기 수직관내에는 여재가 충전되어 상기 여재를 통과하는 빗물로부터 이물질을 흡착 및 여과처리하는 흡착 및 여과부;
상기 여과부에 연이어서 배치되고, 직경이 큰 PVC 또는 합성수지 파이프로 이루어진 다수의 수직관들을 수직으로 세우며, 각각 수직으로 세워진 수직관들을 횡으로 수평관들을 통하여 연결하며, 상기 수직관의 내벽에는 자연적으로 미생물이 활착되어 성장가능한 바이오 필름이 부착되어 상기 흡착 및 여과부에서 흡착·여과 처리된 빗물을 미생물을 통해 정화시켜 이용할 수 있도록 저장하는 정화 및 저장부; 및
상기 정화 및 저장부에 저류된 빗물을 외부로 가압 이송시키는 배출 펌프를 포함하는 이송부;를 포함하는 파이프 연결 프리캐스트 빗물 저류조를 제공한다.
그리고 바람직하게는 본 발명은 상기 침전부, 흡착 및 여과부, 정화 및 저장부의 수직관들은 콘크리트 베이스의 상부에서 수평으로 서로 밀착되어 일체로 연결 설치되며, 상기 침전부, 흡착 및 여과부, 정화 및 저장부를 이어주는 빗물 유로의 흐름방향은 침전부의 유입구로부터 이송부의 배출 펌프까지 사형(serpentine type) 유로를 형성하여 단위 면적당 빗물 유로를 최대로 길게 형성한 파이프 연결 프리캐스트 빗물 저류조를 제공한다.
또한 바람직하게는 본 발명은 상기 침전부는 유입구에 "Ｊ" 형상의 유입관이 연결되어 수직관의 내부에서 상향류로 빗물이 유입되고, 수직관을 이어주는 수평관은 수직관 높이의 60 내지 70%의 높이에서 배치되어 상기 수평관 아래의 수직관 부분이 월류벽을 형성하며, 상기 유입구측의 수직관으로부터 하류(downstream) 측으로 향할수록 입자 크기 및 무게가 작은 불순물들이 차례차례 수직관 내에서 침전처리되는 파이프 연결 프리캐스트 빗물 저류조를 제공한다.
그리고 바람직하게는 본 발명은 상기 흡착 및 여과부는 침전부에 연이어서 배치된 수직관들이 속이 빈 중공 수직관과, 여재가 충전된 흡착 수직관으로 이루어지고, 이와 같은 중공 수직관과 흡착 수직관들은 유입측으로부터 배출측까지 차례차례 번갈아서 배치되며, 상기 중공 수직관은 입구가 수직관 높이의 60 내지 70%의 높이에서 형성되고, 출구는 수직관 높이의 5 내지 10%의 높이에서 배치되며, 상기 흡착 수직관은 입구가 수직관 높이의 5 내지 10%의 높이에서 형성되고, 출구는 수직관 높이의 60 내지 70%의 높이에서 배치되며, 그 입구와 출구 사이에 여재가 장착되어 상기 중공 수직관과 흡착 수직관들을 통한 빗물 흐름은 상기 중공 수직관에서는 하향류로 이루어지고, 상기 흡착 수직관에서는 상향류로 이루어지는 파이프 연결 프리캐스트 빗물 저류조를 제공한다.
또한 바람직하게는 본 발명은 상기 흡착 및 여과부는 여재가 경량의 퍼라이트, 활성탄, 제올라이트와 같은 여재 중의 어느 하나 혹은 그 조합으로 이루어지고, 상기 여재보다 눈금 공극이 작은 여재망에 담겨서 흡착 수직관내에 배치됨으로써 오랜시간 운전하여 폐색되면 교체 혹은 세척이 가능하도록 구성된 파이프 연결 프리캐스트 빗물 저류조를 제공한다.
그리고 바람직하게는 본 발명은 상기 정화 및 저장부는 수직관의 입,출구가 수직관 높이의 5 내지 10%의 높이에서 배치되며, 각각의 수직관에는 상기 이송부의 배출 펌프 이송관이 연결되어 상기 정화 및 저장부의 모든 수직관으로부터 취수가 가능하도록 구성된 파이프 연결 프리캐스트 빗물 저류조를 제공한다.
또한 바람직하게는 본 발명은 상기 수직관들은 PVC 또는 합성수지 파이프로 이루어진 사각 박스형의 케이싱내에 다수 개가 나란하게 삽입되어 끼워져서 각각의모듈로서 공장 제작되고, 다수의 모듈들이 현장으로 운반되며, 설치 현장에 평편하게 시공된 콘크리트 베이스상에 상기 모듈들이 각각 수직으로 인접하여 세워진 다음, 수평관들을 통하여 수직관들 사이에서 유로 연결이 이루어지고, 상기 여과부에는 여재들이 장착되며, 각각의 수직관 상부에는 평판형 콘크리트 커버가 설치되어 외부로부터의 직접적인 빗물 유입이 차단되고, 상기 침전부의 "Ｊ" 형상의 유입관을 통하여만 빗물이 유입되며, 상기 모듈내의 수직관들을 통하여 침전, 여과 및 흡착, 정화 및 저장이 이루어진 다음, 이송부의 배출 펌프를 통하여 재활용되는 파이프 연결 프리캐스트 빗물 저류조를 제공한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 빗물을 자연정화하여 수질을 개선하고 재활용하기 위한 빗물 저류방법에 있어서,
직경이 큰 PVC 또는 합성수지 파이프로 이루어진 다수의 수직관들을 수직으로 세우고, 각각 수직으로 세워진 수직관들을 횡으로 수평관들을 통하여 연결하며, 일측의 유입구를 통하여 유입된 비점오염원을 포함하는 빗물을 파이프 형 수직관을 통하여 다단으로 통과시켜서 빗물에 포함된 불순물들을 수직관내에서 다단으로 침전 분리시키는 침전 단계;
상기 침전 단계에 연이어서 직경이 큰 PVC 또는 합성수지 파이프로 이루어진 다수의 수직관들을 수직으로 세우며, 각각 수직으로 세워진 수직관들을 횡으로 수평관들을 통하여 연결하며, 상기 수직관내에는 빗물로부터 제거하고자 하는 성분을 흡착 제거하는 여재를 충전하고, 상기 여재를 통하여 빗물을 다단으로 통과시켜서 이물질을 흡착 및 여과처리하는 흡착 및 여과 단계;
상기 흡착 및 여과 단계에 연이어서 직경이 큰 PVC 또는 합성수지 파이프로 이루어진 다수의 수직관들을 수직으로 세우고, 각각 수직으로 세워진 수직관들을 횡으로 수평관들을 통하여 연결하며, 상기 수직관의 내벽에는 자연적으로 미생물이 활착되어 성장가능한 바이오 필름을 부착시켜 상기 여과부에서 흡착처리된 빗물을 미생물을 통해 정화시켜 이용할 수 있도록 저장하는 정화 및 저장 단계; 및
상기 정화 및 저장부에 설치된 각각의 수직관에는 배출 펌프 이송관을 연결하여 상기 정화 및 저장부의 모든 수직관으로부터 취수하여 빗물을 재활용하도록 외부로 이송시키는 이송 단계;를 포함하는 빗물 저류방법을 제공한다.
그리고 본 발명은 바람직하게는, 상기 흡착 및 여과 단계는 속이 빈 중공 수직관과, 여재가 충전된 흡착 수직관들을 유입측으로부터 배출측까지 차례차례 번갈아서 배치하고, 상기 중공 수직관과 흡착 수직관들을 통한 빗물 흐름은 상기 중공 수직관에서는 하향류로 이루어지고, 상기 흡착 수직관에서는 상향류로 이루어지도록 하며, 상기 여재가 오랜시간 운전하여 폐색되면 수직관으로부터 교체 혹은 세척할 수 있는 빗물 저류방법을 제공한다.
상기와 같이 본 발명에 따른 빗물 저류조에 의하면, 대구경의 프리캐스트 제품, 예를 들면 대략 1M 직경의 PVC 또는 합성수지 파이프들을 모듈형으로 공장 제작하고, 이들을 현장에서 서로 조립 연결하여 빗물 저류조 및 비점오염 저감시설로 쉽게 구축할 수 있다. 따라서 본 발명에 의하면, 현장설치 작업 공기를 크게 단축시켜 설치비용을 크게 줄일 수 있고, 경제적인 시공이 가능하다.
또한 본 발명에 의하면, 다단의 수직관들을 통해 침전부, 여과부, 정화 및 저장부를 구축하고, 상기 침전부, 여과부, 정화 및 저장부를 이어주는 빗물 유로의 흐름방향을 침전부의 유입구로부터 이송부의 배출 펌프까지 사형(serpentine type) 유로를 형성하여 단위 면적당 빗물 유로를 최대로 길게 형성한 것이다.
따라서 본 발명에 의하면 빗물의 체류시간을 최대한 길게 연장시킬 수 있고, 저류조 내에서는 침전, 여과 및 흡착, 미생물에 의한 수질개선를 통해 자연정화가 이루어짐으로써 비점오염 저감시설로 활용할 수 있으며, 이를 통해 정화된 빗물을 다용도로 활용할 수 있는 빗물한 효과가 얻어진다.
또한 본 발명에 의하면 자체적 정화기능을 갖고, 현장에서 급속시공이 가능함은 물론, 비점오염원 정화를 통한 하천오염을 효과적으로 방지할 수 있고, 빗물의 수질향상을 통해 빗물유출저감 효과 뿐만 아니라, 모아진 빗물을 다목적으로 이용할 수 있고, 기존의 PVC 또는 합성수지 파이프들을 모듈형으로 공장 제작하는 기술을 응용하여 시공하므로 별도의 공장 설비 등을 최소화할 수 있는 빗물한 효과도 얻어진다.
또한 본 발명에 따른 빗물 저류방법에 의하면, 침전부에서는 다단에 걸쳐서 침전작용이 일어나서 빗물 중의 고형물 입자(particle)들을 침전시켜 수질을 개선하고, 이후 중반부의 여과부에서는 상향류와 하향류 흐름을 발생시켜 여재를 거치면서 흡착 및 여과 현상을 통해 수질을 개선하며, 그리고 마지막 후반부의 정화 및 저장부에서는 바이오 필름에 활착한 미생물들을 통해서 수질개선효과가 일어나도록 하고, 정화된 빗물을 저장한 다음, 배출 펌프를 통하여 재활용하게 된다.
따라서 본 발명에 의하면 비점오염원 저감, 빗물유출저감 두가지 기능을 모두를 실행하므로, 기존의 비점오염원 시설과 빗물유출저감시설 모두에 응용이 가능하며, 특히 여재를 달리하여 다양한 불순물의 타켓물질을 제어할 수 있으므로, 기존의 비점오염 처리시설보다 한 단계 향상된 빗물처리효과를 얻을 수 있게 된다.
도 1은 종래의 기술에 따른 빗물 저류조를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 파이프 연결 프리캐스트 빗물 저류조를 도시한 사시도이다.
도 3a는 본 발명에 따른 파이프 연결 프리캐스트 빗물 저류조를 도시한 측 단면도이다.
도 3b는 본 발명에 따른 파이프 연결 프리캐스트 빗물 저류조의 지그재그형 빗물 흐름을 도시한 평면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 파이프 연결 프리캐스트 빗물 저류조에 구비된 침전부를 상세히 도시한 종단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 파이프 연결 프리캐스트 빗물 저류조에 구비된 여과부를 상세히 도시한 종단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 파이프 연결 프리캐스트 빗물 저류조에 구비된 정화 및 저장부를 상세히 도시한 종단면도이다.
도 7a는 본 발명에 따른 파이프 연결 프리캐스트 빗물 저류조에서 사용되는 수직관 모듈을 도시한 설명도이다.
도 7b는 수직관 모듈을 현장으로 이동시키는 설명도이다.
도 8a는 수직관 모듈을 콘크리트 베이스에 설치하는 설명도이다.
도 8b는 수직관 모듈을 콘크리트 베이스에 수직으로 설치하는 설명도이다.
도 9는 본 발명에 따른 빗물 저류방법의 빗물처리 공정을 도시한 설명도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 파이프 연결 프리캐스트 빗물 저류조(100)는 빗물을 자연정화하여 수질을 개선하고 재활용하기 위한 시설이다.
본 발명에 따른 파이프 연결 프리캐스트 빗물 저류조(100)는 도 2에 도시된 바와 같이, 직경이 큰 PVC 또는 합성수지 파이프로 이루어진 다수의 수직관(132,152,172)들을 수직으로 세우고, 각각 수직으로 세워진 수직관(132,152,172)들을 횡으로 수평관(134,154,174)들을 통하여 연결하여 이후에 설명되는 침전부(130), 흡착 및 여과부(150), 정화 및 저장부(170)를 서로 연결한다.
이와 같은 본 발명에 따른 파이프 연결 프리캐스트 빗물 저류조(100)는 도 3a 및 도 3b도에 도시된 바와 같이, 상기 침전부(130), 흡착 및 여과부(150), 정화 및 저장부(170)의 수직관(132,152,172)들이 콘크리트 베이스(120)의 상부에서 수평으로 서로 밀착되어 일체로 연결 설치되며, 이와 같은 침전부(130), 흡착 및 여과부(150), 정화 및 저장부(170)를 이어주는 빗물 유로의 흐름방향은 침전부(130)의 유입구(136)로부터 이송부(190)의 배출 펌프(192)까지 사형(serpentine type) 유로를 형성하여 단위 면적당 빗물 유로를 최대로 길게 형성한 것이다.
상기 침전부(130)는 일측의 유입구(136)를 통하여 유입된 비점오염원을 포함하는 빗물을 파이프 형 수직관(132)을 통하여 1차 집수하여 저류시키는 것으로서, 유입된 빗물이 다수의 수직관(132)을 차례차례 통과하여 저류되면서 빗물에 포함된 불순물들이 수직관(132)내에서 침전처리된다.
이와 같은 침전부(130)는 도 4에 상세히 도시된 바와 같이, 유입구(136)에 "Ｊ" 형상의 유입관(163a)이 연결되어 수직관(132)의 내부에서 상향류(S2)로 빗물이 유입된다.
또한 이와 같은 수직관(132)을 이어주는 수평관(134)은 바람직하게는 상기 수직관(132) 높이의 대략 60 내지 70%의 높이에서 배치되어 상기 수평관(134) 아래의 수직관(132) 부분이 월류벽(132a)을 형성한다.
따라서 이와 같은 침전부(130)는 유입구(136)측의 수직관(132)으로부터 하류(downstream) 측으로 향하여 빗물이 흐르게 되면, 각각의 수직관(132) 내에서 불순물(P)들이 침전되며, 이와 같은 불순물(P)들은 그 입자 크기 및 무게가 큰 것으로부터 작은 것의 순서로 차례차례 수직관(132) 내에서 침전처리된다.
이와 같은 침전 상태가 도 4에 상세히 도시되어 있다.
따라서 이와 같은 침전부(130)를 통과한 빗물은 대부분의 고형물인 불순물(P)이 자중(自重)에 의해서 침전되고, 단지 부유 상태의 비중이 큰 불순물이 존재하게 된다.
그리고 본 발명에 따른 파이프 연결 프리캐스트 빗물 저류조(100)는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 침전부(130)에 연이어서 배치되어 빗물로부터 이물질을 흡착 및 여과처리하는 흡착 및 여과부(150)를 갖는다.
이와 같은 흡착 및 여과부(150)는 침전부(130)와 마찬가지로, 직경이 큰 PVC 또는 합성수지 파이프로 이루어진 다수의 수직관(152)들을 수직으로 세우며, 각각 수직으로 세워진 수직관(152)들을 횡으로 수평관(154)들을 통하여 연결하며, 상기 수직관(152)내에는 여재(160)가 충전되어 상기 여재(160)를 통과하는 빗물로부터 이물질을 흡착 및 여과처리한다.
이와 같은 흡착 및 여과부(150)는 상기 수직관(152)들이 속이 빈 중공 수직관(152a)과, 여재(160)가 충전된 흡착 수직관(152b)으로 이루어지는데, 이와 같은 중공 수직관(152a)과 흡착 수직관(152b)들은 유입측으로부터 배출측까지 차례차례 번갈아서 배치된다.
또한 이와 같은 중공 수직관(152a)은 그 입구가 수직관(152) 높이의 60 내지 70%의 높이에서 형성되고, 출구는 수직관(152) 높이의 5 내지 10%의 높이에서 배치된다.
그리고 상기 흡착 수직관(152b)은 그 입구가 수직관(152) 높이의 5 내지 10%의 높이에서 형성되고, 출구는 수직관(152) 높이의 60 내지 70%의 높이에서 배치되며, 흡착 수직관(152b)의 입구와 출구 사이에 여재(160)가 장착된다.
이와 같은 여재(160)는 예를 들면, 경량의 퍼라이트, 활성탄, 제올라이트 중의 어느 하나 혹은 그 조합으로 이루어지고, 상기 여재(160)보다 눈금 공극이 작은 여재망(160a)에 담겨서 흡착 수직관(152b)내에 배치되며, 이와 같은 흡착 및 여과부(150)는 오랜시간 운전하여 여재(160)가 폐색되면, 여재(160)를 쉽게 교체 혹은 세척할 수 있어서 편리한 것이다.
따라서 이와 같은 흡착 및 여과부(150)는 상기 중공 수직관(152a)과 흡착 수직관(152b)들을 통한 빗물 흐름이 상기 중공 수직관(152a)에서는 하향류(S1)로 이루어지고, 상기 흡착 수직관(152b)에서는 상향류(S2)인 느린 흐름으로 이루어짐으로써 흡착 수직관(152b) 내에 구비된 여재(160)에 의한 흡착 여과 효과가 최대로 발휘된다.
또한 본 발명에 따른 파이프 연결 프리캐스트 빗물 저류조(100)는 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 흡착 및 여과부(150)에 연이어서 배치되어 빗물을 미생물을 통해 정화시켜 이용할 수 있도록 저장하는 정화 및 저장부(170)를 갖는다.
이와 같은 정화 및 저장부(170)는 침전부(130) 및 흡착 및 여과부(150)와 마찬가지로, 직경이 큰 PVC 또는 합성수지 파이프로 이루어진 다수의 수직관(172)들을 수직으로 세우고, 각각 수직으로 세워진 수직관(172)들을 횡으로 수평관(174)들을 통하여 연결한다.
그리고 이와 같은 정화 및 저장부(170)는 수직관(172)의 입,출구가 수직관(172) 높이의 5 내지 10%의 높이에서 배치된다.
또한 상기 각각의 수직관(172) 내벽에는 미생물이 활착되어 성장가능한 바이오 필름(180)이 부착되는데, 이와 같은 바이오 필름(180)에는 시간이 경과함에 따라서 미생물이 착생하여 성장하고, 이와 같은 미생물에 의한 정화(淨化)는 상기 바이오 필름(180)에 자연스럽게 생긴 미생물 막(미 도시)에 의해서 이루어진다.
또한 이와 같은 정화 및 저장부(170)에는 배출 펌프(192)를 포함하는 이송부(190)가 구비된다. 이와 같은 이송부(190)는 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 정화 및 저장부(170)에 저류된 빗물을 외부로 가압 이송시키는 배출 펌프(192)를 포함하는 것으로서, 각각의 수직관(172)에는 상기 이송부(190)의 배출 펌프 이송관(194)이 연결되어 상기 정화 및 저장부(170)의 모든 수직관(172)으로부터 취수가 가능하도록 구성된 것이다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 파이프 연결 프리캐스트 빗물 저류조(100)는 도 7a, 도 7b, 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 설치 현장에서 쉽게 구축가능하다.
먼더, 도 7a에 도시된 바와 같이, 수직관(132,152,172)들은 PVC 또는 합성수지 파이프로 이루어진 사각 박스형의 케이싱(200)내에 다수 개가 나란하게 삽입되어 끼워져서 각각의 모듈(M)로서 공장 제작된다.
그리고 이와 같은 다수의 모듈(M)들은 도 7b에 도시된 바와 같이, 운반 차량(210)에 위해서 설치 현장으로 운된다.
또한 이와 같은 다수의 모듈(M)들은 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 설치 현장에 평편하게 시공된 콘크리트 베이스(120)상에 상기 모듈(M)들이 각각 수직으로 인접하여 세워진 다음, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 각각의 수평관(134,154,174)들을 통하여 수직관(132,152,172)들 사이에서 각각 유로 연결이 이루어진다.
그리고 이와 같은 수직관(132,152,172)의 내부에는 흡착 및 여과부(150)에 해당하는 부분에는 여재(160)들이 채워지며, 각각의 수직관(132,152,172) 상부에는 평판형 콘크리트 커버(220)가 설치되어 외부로부터의 직접적인 빗물 유입이 차단되고, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 침전부(130)의 "Ｊ" 형상의 유입관(136a) 만을 통하여만 빗물이 유입되도록 한다.
이와 같이 설치된 본 발명에 따른 파이프 연결 프리캐스트 빗물 저류조(100)는 상기 모듈(M) 내의 수직관(132,152,172)들을 통하여 침전, 여과 및 흡착, 정화 및 저장이 이루어진 다음, 이송부(190)의 배출 펌프(192)를 통하여 재활용된다.
이하, 본 발명에 따른 빗물 저류방법(300)을 도 9를 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 빗물 저류방법(300)은 먼저, 빗물에 포함된 불순물(P)들을 수직관(132)내에서 다단으로 침전 분리시키는 침전 단계(310)가 이루어지는데, 이와 같은 침전 단계(310)는 직경이 큰 PVC 또는 합성수지 파이프로 이루어진 다수의 수직관(132)들을 수직으로 세우고, 각각 수직으로 세워진 수직관(132)들을 횡으로 수평관(134)들을 통하여 연결한다.
그리고 이와 같은 수직관(132)의 일측 유입구(136)를 통하여 유입된 비점오염원을 포함하는 빗물을 파이프 형 수직관(132)을 통하여 다단으로 통과시켜서 빗물에 포함된 불순물들을 수직관(132)내에서 다단으로 침전 분리시키게 된다.
즉, 이와 같은 침전 단계(310)는 먼저 집수면, 도로면, 또는 보행도로 등으로 부터 유입된 빗물이 유입구(136)를 통해서 유입되며, 이와 같은 유입 과정에서 저류조(100) 내부로 유입되기 전의 큰 물질은 유입구(136) 측에서 사전에 배제된다.
그리고 저류조(100)의 내부로 유입된 빗물은 수직관(132) 내부를 통과하면서 침전 단계(310)에서 빗물 내의 무거운 불순물이 침전하고, 점차 후반으로 갈수록 침전하는 불순물(P)의 입자 크기와 무게는 더 작아지게 된다.
이와 같은 침전 단계(310)를 거치게 되면, 빗물로부터 대부분의 고형물인 불순물(P)이 자중에 의해서 침전되고, 단지 부유 상태의 비중이 큰 불순물만이 빗물내에 존재하게 된다.
그리고 다음으로는, 상기 침전 단계(310)에 연이어서 이물질을 흡착 및 여과처리하는 여과 단계(330)가 이루어진다.
이와 같은 여과 단계(330)는 침전 단계(310)와 마찬가지로, 직경이 큰 PVC 또는 합성수지 파이프로 이루어진 다수의 수직관(152)들을 수직으로 세우고, 각각 수직으로 세워진 수직관(152)들을 횡으로 수평관(154)들을 통하여 연결하며, 상기 수직관(152)내에는 빗물로부터 제거하고자 하는 성분을 흡착 제거하는 여재(160)를 충전하고, 상기 여재(160)를 통하여 빗물을 다단으로 통과시켜서 이물질을 흡착 및 여과처리하게 된다.
이와 같은 여과 단계(330)는 속이 빈 중공 수직관(152a)과, 여재(160)가 충전된 흡착 수직관(152b)들을 유입측으로부터 배출측까지 차례차례 번갈아서 배치하고, 상기 중공 수직관(152a)과 흡착 수직관(152b)들을 통한 빗물 흐름이 상기 중공 수직관(152a)에서는 하향류(S1)로 이루어지고, 상기 흡착 수직관(152b)에서는 상향류(S2)로 이루어지도록 한다.
또한 상기 부유 불순물을 제거시키는 여재(160)는 오랜시간 운전하여 폐색되면, 이를 수직관(152)으로부터 교체 혹은 세척할 수 있는 것이다.
이와 같은 흡착 및 여과부(150)의 여재(160)는 일괄적으로 흡착 수직관(152b)의 내부에 투입하고, 주기적으로 세척을 하거나, 계절에 따라 변할 수 있는 타겟물질을 흡착할 수 있도록 교체한다.
이와 같은 흡착 및 여과부(150)는 흡착 수직관(152b) 내의 빗물은 상향류(S2)만이 나타나도록 하여 빗물 이동 속도를 늦추고, 결과적으로 그 여과 효과가 최대로 이루어지도록 한다.
또한 이와 같은 여과 단계(330)에 연이어서 빗물을 미생물을 통해 정화시켜 이용할 수 있도록 저장하는 정화 및 저장 단계(350)가 이루어진다.
이와 같은 정화 및 저장 단계(350)는 침전 단계(310) 및 여과 단계(330)와 마찬가지로, 직경이 큰 PVC 또는 합성수지 파이프로 이루어진 다수의 수직관(172)들을 수직으로 세우고, 각각 수직으로 세워진 수직관(172)들을 횡으로 수평관(174)들을 통하여 연결한다.
또한 상기 수직관(172)의 내벽에는 미생물이 활착되어 성장가능한 바이오 필름(180)을 부착시켜서 상기 흡착 및 여과부(150)에서 흡착처리된 빗물을 미생물을 통해 정화시키고 재사용할 수 있도록 저장하게 된다.
그리고 이와 같이 정화 및 저장단계(350)에는 배출 펌프(192)와 배출 펌프 이송관(194)을 연결하여 상기 모든 수직관(172)으로부터 취수하여 빗물을 재활용하도록 외부로 이송시키는 이송 단계(370)가 이루어진다.
이와 같인 정화 및 저장단계(350)는 빗물 이용을 목적으로 하므로 수직관(172) 끼리 연결되는 수평관(174)의 높이를 수직관(172) 높이의 대략 10% 정도로 하며, 그 연결 방법은 침전 단계(310) 및 여과 단계(330)와 마찬가지로 직경이 작은 파이프로 이루어진 수평관(174)을 통하여 연결한다.
상기와 같이 본 발명에 따른 빗물 저류방법(300)에 의하면, 침전 단계(310)에서는 다단에 걸쳐서 침전작용이 일어나서 빗물 중의 고형물 입자(particle)들을 침전시켜 수질을 개선하고, 이후 중반부의 여과 단계(330)에서는 하향류(S1)와 상향류(S2) 흐름을 발생시켜 여재(160)를 거치면서 흡착 및 여과 현상을 통해 수질을 개선하며, 그리고 마지막 후반부의 정화 및 저장 단계(350)에서는 바이오 필름(180)에 활착한 미생물들을 통해서 수질개선효과가 일어나도록 하고, 정화된 빗물을 저장한 다음, 배출 펌프(192)를 통하여 재활용하게 된다.
따라서 본 발명에 의하면 비점오염원 저감, 빗물유출저감 두가지 기능을 모두를 실행하므로, 기존의 비점오염원 시설과 빗물유출저감시설 모두에 응용이 가능하며, 특히 여재(160)를 달리하여 다양한 불순물의 타켓물질을 제어할 수 있으므로, 기존의 비점오염 처리시설보다 한 단계 향상된 빗물처리효과를 얻을 수 있게 된다.
본 발명은 상기에서 도면을 참조하여 특정 실시 예에 관련하여 상세히 설명하였지만 본 발명은 이와 같은 특정 구조에 한정되는 것은 아니다. 당 업계의 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술 사상 및 권리범위를 벗어나지 않고서도 본 발명을 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있을 것이다. 그렇지만 그와 같은 단순한 설계적인 수정 또는 변형 구조들은 모두 명백하게 본 발명의 권리범위 내에 속하게 됨을 미리 밝혀 두고자 한다.
1: 기존의 빗물 저류조 10: 콘크리트 저류조
20: 처리장치 22: 유입구
24: 월류벽 30: 오버 플로우 배출구
40: 플로루트 펌프 100: 파이프 연결 프리캐스트 빗물 저류조
120: 콘크리트 베이스 132,152,172: 수직관
134,154,174: 수평관 130: 침전부
132a: 월류벽 136: 유입구
136a: 유입관 150: 흡착 및 여과부
152a: 중공 수직관 152b: 흡착 수직관
160: 여재 160a: 여재망
170: 정화 및 저장부 180: 바이오 필름
190: 이송부 192: 배출 펌프
194: 배출 펌프 이송관 210: 운반 차량
220: 콘크리트 커버 300: 빗물 저류방법
310: 침전 단계 330: 여과 단계
350: 정화 및 저장 단계 370: 이송 단계
M: 모듈 P: 불순물
S1: 하향류 S2: 상향류

Claims (9)

  1. 빗물을 자연정화하여 수질을 개선하고 재활용하기 위한 빗물 저류조에 있어서,
    PVC 또는 합성수지 파이프로 이루어진 다수의 수직관들을 수직으로 세우고, 각각 수직으로 세워진 수직관들을 횡으로 수평관들을 통하여 연결하며, 일측의 유입구를 통하여 유입된 비점오염원을 포함하는 빗물을 파이프 형 수직관을 통하여 1차 집수하여 저류시키며, 유입된 빗물이 다수의 수직관을 차례차례 통과하여 저류되면서 빗물에 포함된 불순물들이 수직관내에서 침전처리되는 침전부;
    상기 침전부에 연이어서 배치되고, PVC 또는 합성수지 파이프로 이루어진 다수의 수직관들을 수직으로 세우며, 각각 수직으로 세워진 수직관들을 횡으로 수평관들을 통하여 연결하며, 상기 수직관내에는 여재가 충전되어 상기 여재를 통과하는 빗물로부터 이물질을 흡착 및 여과처리하는 흡착 및 여과부;
    상기 여과부에 연이어서 배치되고, PVC 또는 합성수지 파이프로 이루어진 다수의 수직관들을 수직으로 세우며, 각각 수직으로 세워진 수직관들을 횡으로 수평관들을 통하여 연결하며, 상기 수직관의 내벽에는 자연적으로 미생물이 활착되어 성장가능한 바이오 필름이 부착되어 상기 흡착 및 여과부에서 흡착·여과 처리된 빗물을 미생물을 통해 정화시켜 이용할 수 있도록 저장하는 정화 및 저장부; 및
    상기 정화 및 저장부에 저류된 빗물을 외부로 가압 이송시키는 배출 펌프를 포함하는 이송부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 연결 프리캐스트 빗물 저류조.
  2. 제1항에 있어서, 상기 침전부, 흡착 및 여과부, 정화 및 저장부의 수직관들은 콘크리트 베이스의 상부에서 수평으로 서로 밀착되어 일체로 연결 설치되며, 상기 침전부, 흡착 및 여과부, 정화 및 저장부를 이어주는 빗물 유로의 흐름방향은 침전부의 유입구로부터 이송부의 배출 펌프까지 사형(serpentine type) 유로를 형성하여 단위 면적당 빗물 유로를 최대로 길게 형성한 것임을 특징으로 하는 파이프 연결 프리캐스트 빗물 저류조.
  3. 제2항에 있어서, 상기 침전부는 유입구에 "Ｊ" 형상의 유입관이 연결되어 수직관의 내부에서 상향류로 빗물이 유입되고, 수직관을 이어주는 수평관은 수직관 높이의 60 내지 70%의 높이에서 배치되어 상기 수평관 아래의 수직관 부분이 월류벽을 형성하며, 상기 유입구측의 수직관으로부터 하류(downstream) 측으로 향할수록 입자 크기 및 무게가 작은 불순물들이 차례차례 수직관 내에서 침전처리되는 것임을 특징으로 하는 파이프 연결 프리캐스트 빗물 저류조.
  4. 제2항에 있어서, 상기 흡착 및 여과부는 침전부에 연이어서 배치된 수직관들이 속이 빈 중공 수직관과, 여재가 충전된 흡착 수직관으로 이루어지고, 이와 같은 중공 수직관과 흡착 수직관들은 유입측으로부터 배출측까지 차례차례 번갈아서 배치되며, 상기 중공 수직관은 입구가 수직관 높이의 60 내지 70%의 높이에서 형성되고, 출구는 수직관 높이의 5 내지 10%의 높이에서 배치되며, 상기 흡착 수직관은 입구가 수직관 높이의 5 내지 10%의 높이에서 형성되고, 출구는 수직관 높이의 60 내지 70%의 높이에서 배치되며, 그 입구와 출구 사이에 여재가 장착되어 상기 중공 수직관과 흡착 수직관들을 통한 빗물 흐름은 상기 중공 수직관에서는 하향류로 이루어지고, 상기 흡착 수직관에서는 상향류로 이루어지는 것임을 특징으로 하는 파이프 연결 프리캐스트 빗물 저류조.
  5. 제4항에 있어서, 상기 흡착 및 여과부는 여재가 경량의 퍼라이트, 활성탄, 제올라이트 중의 어느 하나 혹은 그 조합으로 이루어지고, 상기 여재보다 눈금 공극이 작은 여재망에 담겨서 흡착 수직관내에 배치됨으로써 오랜시간 운전하여 폐색되면 교체 혹은 세척이 가능하도록 구성된 것임을 특징으로 하는 파이프 연결 프리캐스트 빗물 저류조.
  6. 제2항에 있어서, 상기 정화 및 저장부는 수직관의 입,출구가 수직관 높이의 5 내지 10%의 높이에서 배치되며, 각각의 수직관에는 상기 이송부의 배출 펌프 이송관이 연결되어 상기 정화 및 저장부의 모든 수직관으로부터 취수가 가능하도록 구성된 것임을 특징으로 하는 파이프 연결 프리캐스트 빗물 저류조.
  7. 제1항에 있어서, 상기 수직관들은 PVC 또는 합성수지 파이프로 이루어진 사각 박스형의 케이싱내에 다수 개가 나란하게 삽입되어 끼워져서 각각의모듈로서 공장 제작되고, 다수의 모듈들이 현장으로 운반되며, 설치 현장에 평편하게 시공된 콘크리트 베이스상에 상기 모듈들이 각각 수직으로 인접하여 세워진 다음, 수평관들을 통하여 수직관들 사이에서 유로 연결이 이루어지고, 상기 흡착 및 여과부에는 여재들이 장착되며, 각각의 수직관 상부에는 평판형 콘크리트 커버가 설치되어 외부로부터의 직접적인 빗물 유입이 차단되고, 상기 침전부의 "Ｊ" 형상의 유입관을 통하여만 빗물이 유입되며, 상기 모듈내의 수직관들을 통하여 침전, 여과 및 흡착, 정화 및 저장이 이루어진 다음, 이송부의 배출 펌프를 통하여 재활용되는 것임을 특징으로 하는 파이프 연결 프리캐스트 빗물 저류조.
  8. 빗물을 자연정화하여 수질을 개선하고 재활용하기 위한 빗물 저류방법에 있어서,
    PVC 또는 합성수지 파이프로 이루어진 다수의 수직관들을 수직으로 세우고, 각각 수직으로 세워진 수직관들을 횡으로 수평관들을 통하여 연결하며, 일측의 유입구를 통하여 유입된 비점오염원을 포함하는 빗물을 파이프 형 수직관을 통하여 다단으로 통과시켜서 빗물에 포함된 불순물들을 수직관내에서 다단으로 침전 분리시키는 침전 단계;
    상기 침전 단계에 연이어서 PVC 또는 합성수지 파이프로 이루어진 다수의 수직관들을 수직으로 세우며, 각각 수직으로 세워진 수직관들을 횡으로 수평관들을 통하여 연결하며, 상기 수직관내에는 빗물로부터 제거하고자 하는 성분을 흡착 제거하는 여재를 충전하고, 상기 여재를 통하여 빗물을 다단으로 통과시켜서 이물질을 흡착 및 여과처리하는 흡착 및 여과 단계;
    상기 흡착 및 여과 단계에 연이어서 PVC 또는 합성수지 파이프로 이루어진 다수의 수직관들을 수직으로 세우고, 각각 수직으로 세워진 수직관들을 횡으로 수평관들을 통하여 연결하며, 상기 수직관의 내벽에는 자연적으로 미생물이 활착되어 성장가능한 바이오 필름을 부착시켜 상기 흡착 및 여과부에서 흡착처리된 빗물을 미생물을 통해 정화시켜 이용할 수 있도록 저장하는 정화 및 저장 단계; 및
    상기 정화 및 저장부에 설치된 각각의 수직관에는 배출 펌프 이송관을 연결하여 상기 정화 및 저장부의 모든 수직관으로부터 취수하여 빗물을 재활용하도록 외부로 이송시키는 이송 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 빗물 저류방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 흡착 및 여과 단계는 속이 빈 중공 수직관과, 여재가 충전된 흡착 수직관들을 유입측으로부터 배출측까지 차례차례 번갈아서 배치하고, 상기 중공 수직관과 흡착 수직관들을 통한 빗물 흐름은 상기 중공 수직관에서는 하향류로 이루어지고, 상기 흡착 수직관에서는 상향류로 이루어지도록 하며, 상기 여재가 오랜시간 운전하여 폐색되면 수직관으로부터 교체 혹은 세척할 수 있는 것임을 특징으로 하는 빗물 저류방법.
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