KR101311288B1 - 초기우수처리시설의 정체수 배수장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 초기우수처리시설의 정체수 배수장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 강우가 종료되어 빗물이 초기우수처리시설로 유입되지 않아 처리시설 내에 남아 있는 정체수를 효율적으로 배수하기 위한 장치로써 상부에 부력재를 구비하고 하부에 침전물 감지 장치를 구비하여 배수펌프로 정체수를 배수하되 하부에 침강된 오염물질을 감지하여 오염물질은 배출하지 않는 초기우수처리시설의 정체수 배수장치에 관한 것이다.
따라서, 본 발명이 제안하는 초기우수처리시설의 정체수 배수장치는 초기우수를 유입구로 유입하여 우수를 정화하여 유출구로 배수하는 비점오염저감시설에 있어서, 상기 비점오염저감시설에 정체된 정체수를 배수관을 통해 유출구로 배수하는 배수펌프;와 상기 배수펌프를 정체수 수위에 따라 상ㆍ하로 이동할 수 있도록 배수펌프 상부에 구비되어 수면에서 부유하는 부력재;와 상기 배수펌프 하부에 구비되어 비점오염저감시설에 침강된 오염물질이 배수펌프로 배수되지 못하도록 오염물질을 감지하는 침전물 감지장치;를 포함하여 이루어진다.

Description

초기우수처리시설의 정체수 배수장치{dead water drainage system of Primary Stage Rainwater Management System}

본 발명은 초기우수처리시설의 정체수 배수장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 강우가 종료되어 빗물이 초기우수처리시설로 유입되지 않아 처리시설 내에 남아 있는 정체수를 효율적으로 배수하기 위한 장치로써 상부에 부력재를 구비하고 하부에 침전물 감지 장치를 구비하여 배수펌프로 정체수를 배수하되 하부에 침강된 오염물질을 감지하여 오염물질은 배출하지 않는 초기우수처리시설의 정체수 배수장치에 관한 것이다.

오염원은 점오염원과 비점오염원으로 구분되며 점오염원은 공장, 하수처리장과 같이 일정한 지점에서 오염물질을 배출하기 때문에 오염농도가 매우 높다 하여도 오염물질의 유출경로가 명확하여 수집이 쉽고, 계절에 따른 영향이 상대적으로 적은 만큼 연중 발생량 예측이 가능하여 처리장 등 처리시설의 설계와 유지 및 관리가 용이하다.

반면 비점오염원은 도시, 도로, 농지, 산지, 공사장 등과 같은 불특정장소에서 농약, 비료, 분요, 기름, 중금속, 타이어가루 등과 같은 불특정한 오염물질을 배출하기 때문에 발생량, 배출량이 강수량 등의 기상조건에 크게 좌우되고 우천시 빗물에 의해 한꺼번에 유입된 비점오염물질은 오수처리장치를 특정하기 어렵고 유지관리가 어려우며 많은 양의 오염물질이 하천이나 지하수자원으로 들어가게 되면 수질을 오염시키고, 물고기를 폐사시키거나 저서생물의 서식처를 파괴하여 수생태계를 교란시키게 된다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 비점오염물질이 포함된 우수는 하천이나 지하수자원으로 들어가기 전에 가둔 상태에서 여러 단계의 침전이나 여과 과정을 거쳐 비점오염물질을 처리한 후 배출시키고 있다.

이와 같이 불특정 장소에서 발생하는 비점오염물질을 제거하는 종래의 기술로써, 대한민국 특허등록 제10-1013113호(2011년02월14일)에는 비점오염저감장치에 있어서 일측벽에 유입구가 형성된 침사용 챔버; 일측벽에 유출구가 형성된 여과용 챔버; 상기 침사용 챔버의 벽체를 형성하되 상기 침사용 챔버의 다른 벽체보다 낮은 높이로 형성되는 제1격벽; 상기 제1격벽을 사이에 두고 상기 침사용 챔버와 이웃하며 상하 공간을 구획하는 스크린 부재가 마련되는 스크린 챔버; 상기 침사용 챔버와 상기 여과용 챔버를 서로 연통시키되 상기 제1격벽의 상단보다 높은 위치에 형성되는 고수위용 연통구, 상기 스크린 챔버의 하부와 상기 여과용 챔버의 하부를 서로 연통시키는 저수위용 연통구가 형성된 제2격벽; 상기 제1격벽의 상단보다 높은 위치에 배치되어 저수위에서 상기 침사용 챔버로부터 상기 스크린 챔버로의 부유성 협잡물의 부유 이동을 허용하되, 고수위에서 상기 스크린 챔버로부터 상기 침사용 챔버로의 부유성 협잡물의 부유 이동을 저지하는 부유물 저지판; 상기 여과용 챔버에 마련되어 상기 저수위용 연통구와 상기 유출구 사이의 공간을 구획하는 여과장치;를 포함하여 이루어지되; 상기 유입구를 통하여 상기 침사용 챔버로 유입된 우수가 저수위일 경우 우수는, 상기 제1격벽을 월류하여 상기 스크린 챔버의 스크린 부재를 상부에서 하부로 지나며, 상기 스크린 부재를 통과한 우수는 상기 저수위용 연통구를 통하여 상기 여과용 챔버로 유입되며, 상기 여과용 챔버에 유입된 우수는 상기 여과 부재를 지나 상기 유출구로 유출되며; 상기 유입구를 통하여 상기 침사용 챔버로 유입된 우수가 고수위일 경우 우수는, 상기 고수위용 연통구를 통하여 상기 여과용 챔버의 상부로 유입되며, 상기 고수위용 연통구를 통하여 상기 여과용 챔버에 유입된 우수는 상기 여과 장치를 거치지 않고 상기 유출구로 유출되며, 상기 스크린 챔버의 상부에 부유하는 부유성 협잡물은 상기 부유물 저지판에 의하여 상기 침사용 챔버로의 이동이 금지되는 것;을 특징으로 하는 비점오염 저감장치가 공지되어 있다.

그러나 상기한 비점오염 저감장치는 여과용 챔버 일측벽에 위치한 유출구가 일측벽의 상부에 위치하여 있기 때문에 강우가 종료되었을 때 유입된 빗물은 다음 강우시까지 시설 내에 정체하게 된다. 하지만 정체수는 시간이 경과함에 따라 부패하거나 유해 해충의 발생지로 변할 수 있고, 시설 내에 정체수가 가득차 있기 때문에 차기 강우시 유입되는 초기 오염물질이 침전되지 못하고 바로 유출될 수가 있어 오염물질의 처리효율을 현격하게 떨어트리는 단점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 또 다른 종래의 기술로써, 대한민국 등록특허 제10-0894022호(2009년04월10일)에는 초기 강우 유출수에 포함되어 있는 비점오염물질을 처리하여 정화된 유출수를 방수하는 비점오염물질 처리장치에 있어서, 상기 초기 강우 유출수가 유입되도록 내측에 상향 돌출되게 형성되는 가변웨어가 구비되며, 일측에 유입관이 형성되는 우수관; 상단에 파지부가 형성되며, 외면에 스크린 형성되고, 상기 유입관을 통해 상기 초기 강우 유출수가 유입되어 상기 유출수와 고형물을 분리하는 고형물 분리기와, 상기 고형물 분리기를 감싸는 중공의 형상으로 형성되어 상기 유출수와 유분성분을 분리하는 유수 분리기 및 상기 고형물 분리기의 하부에 형성되어 상기 고형물이 저장되는 침사조를 포함하는 제1 처리부; 상기 제1 처리부에서 처리된 상기 유출수가 유입되도록 제1 유입공이 형성되고, 상기 유출수에 포함되는 오염물질이 침전되는 여과침전저류조가 형성되며, 미세 오염물질과 상기 유출수를 정화하는 미세여과벽체가 구비된 제2 처리부; 상기 제2 처리부에서 처리된 상기 유출수가 유입되는 제3 유입공이 형성되며, 상기 유출수를 최종적으로 정화하기 위해 외주에 다수의 정유공이 형성된 카트리지 다공성 필터와, 상기 카트리지 다공성 필터의 내부에 구비되며 외주에 다수의 유출입공이 형성된 유출이 부재와, 상기 카트리지 다공성 필터 및 상기 유출입 부재가 고정되는 고정부 및 상기 고정부와 연결되는 필터 지지부재를 포함하는 제3 처리부; 상기 제3 처리부에 의해 상기 비점오염물질이 처리된 상기 유출수가 저장되는 저장탱크; 및 상기 비점오염물질이 처리된 상기 유출수를 방류하기 위해 방출라인이 형성되며, 상기 저장탱크의 일측에 상기 유출수가 방수되는 유출관이 형성된 배수시설을 포함하는 것을 특징으로 하는 비점오염물질 처리장치가 공지되어 있다.

그러나 상기한 비점오염물질 처리장치는 저장탱크에 구동펌프가 구비되어 정체수를 배수하는 것이 가능하지만 구동펌프가 하부에 고정설치되어있어 하부에 침전된 오염물질까지도 배출하게 되는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 강우가 종료되어 빗물이 초기우수처리시설로 유입되지 않아 처리시설 내에 남아 있는 정체수를 효율적으로 배수하기 위하여 배수펌프 상부에 부력재를 구비하여 정체수 수위에 따라 배수펌프가 상ㆍ하로 이동하도록 하고 배수펌프 하부에 침전물 감지장치를 구비하여 배수펌프가 정체수를 배수하면서 하강하다가 비점오염저감시설 하부에 위치한 오염물질을 감지하여 하강을 멈추고 배수펌프에 부착된 수위센서에 의해 일정수위까지 배수가 진행되면 배수가 중단되는 초기우수처리시설의 정체수 배수장치에 관한 것이다.

본 발명이 제안하는 초기우수처리시설의 정체수 배수장치는 초기우수를 유입구로 유입하여 우수를 정화하여 유출구로 배수하는 비점오염저감시설에 있어서, 상기 비점오염저감시설에 정체된 정체수를 배수관을 통해 유출구로 배수하는 배수펌프;와 상기 배수펌프를 정체수 수위에 따라 상ㆍ하로 이동할 수 있도록 배수펌프 상부에 구비되어 수면에서 부유하는 부력재;와 상기 배수펌프 하부에 구비되어 비점오염저감시설에 침강된 오염물질이 배수펌프로 배수되지 못하도록 오염물질을 감지하는 침전물 감지장치;를 포함하여 이루어진다.

상기 배수펌프는 강우가 종료되어 비점오염저감시설 유출구에서 우수가 배수되지 않을 때 정체수를 배수할 수 있도록 비점오염저감시설의 유출구에 구비되는 배출감지센서를 더 포함하여 이루어진다.

상기 침전물 감지장치는 배수펌프의 무게를 오염물질 표면에서 지탱하도록 유동이 없는 재질로 형성하고 오염물질과 닿는 면적은 소정의 넓이로 형성하여 침전물 감지장치가 오염물질로 삽입되지 않도록 한다.

상기 배수펌프는 정체수를 배수하다가 침전물 감지장치의 위치가 침강된 오염물질 표면까지 하강하면 배수펌프는 하강을 멈추고 배수를 진행하다가 일정 수위까지 배수가 진행되면 배수를 중단하도록 수위센서가 구비된다.

상기 배수펌프를 외부에 배치하되, 기존 배수펌프 자리에 배수부재를 구비하여 정체수 수위에 따라 상ㆍ하로 이동하며 배수관으로 정체수를 배수한다.

본 발명에 따른 초기우수처리시설의 정체수 배수장치에 의하면, 강우가 종료되고 처리시설 내에 남아있는 정체수를 배수하기 위하여 상부에 부력재를 구비하고 하부에 침전물 감지장치를 구비한 배수펌프는 정체수 수위에 따라 위ㆍ아래로 이동하며 상등수를 배수하다가 하부에 위치한 오염물질까지 내려오면 배수펌프는 하강을 멈추고 배수를 진행하다가 배수펌프에 부착된 수위센서에 의해 일정수위까지 정체수가 배수되면 배수를 중단하여 효율적으로 정체수를 배수하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 일실시예를 나타내는 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 일실시예에 있어서 펌프를 나타내는 확대도.
도 3은 본 발명에 따른 일실시예의 사용상태를 나타내는 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 일실시예에 있어서 제2 실시예를 나타내는 확대도.

본 발명은 초기우수를 유입구로 유입하여 우수를 정화하여 유출구로 배수하는 비점오염저감시설에 있어서, 상기 비점오염저감시설에 정체된 정체수를 배수관을 통해 유출구로 배수하는 배수펌프;와 상기 배수펌프를 정체수 수위에 따라 상ㆍ하로 이동할 수 있도록 배수펌프 상부에 구비되어 수면에서 부유하는 부력재;와 상기 배수펌프 하부에 구비되어 비점오염저감시설에 침강된 오염물질이 배수펌프로 배수되지 못하도록 오염물질을 감지하는 침전물 감지장치;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 배수펌프는 강우가 종료되어 비점오염저감시설 유출구에서 우수가 배수되지 않을 때 정체수를 배수할 수 있도록 비점오염저감시설의 유출구에 구비되는 배출감지센서를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 침전물 감지장치는 배수펌프의 무게를 오염물질 표면에서 지탱하도록 유동이 없는 재질로 형성하고 오염물질과 닿는 면적은 소정의 넓이로 형성하여 침전물 감지장치가 오염물질로 삽입되지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 배수펌프는 정체수를 배수하다가 침전물 감지장치의 위치가 침강된 오염물질 표면까지 하강하면 배수펌프는 하강을 멈추고 배수를 진행하다가 일정 수위까지 배수가 진행되면 배수를 중단하도록 수위센서가 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 배수펌프를 외부에 배치하되, 기존 배수펌프 자리에 배수부재를 구비하여 정체수 수위에 따라 상ㆍ하로 이동하며 배수관으로 정체수를 배수하는 것을 특징으로 한다.

다음으로 본 발명에 따른 초기우수처리시설의 정체수 배수장치의 바람직한 일실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

먼저, 본 발명에 따른 초기우수처리시설의 정체수 배수장치의 일실시예는 도 1에 나타낸 바와 같이 배수펌프(10), 부력재(20), 침전물 감지장치(30) 및 배출감지센서(40)로 이루어져 있다.

상기 배수펌프(10)는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이 배수펌프(10)를 가동하여 배수관(13)으로 유입하여 정체수를 배수하고 일정 수위까지 배수하도록 수위센서(16)를 구비한다.

상기 배수펌프(10)는 비점오염저감시설(100)에 정체된 정체수를 배수관(13)으로 유입하여 유출구(80)로 배수할 수 있도록 비점오염저감시설(100) 가동이 중단되면 배수펌프(10)를 가동하여 정체수가 부패하거나 유해 해충의 발생지로 변화하지 않도록 정체수를 배수하는 것이 바람직하다.

상기 배수관(13)의 한쪽은 배수펌프(10)에 고정되고 다른 한쪽은 유출구(80)에 고정되어 배수펌프(10)가 가동되면 정체수를 유입하여 유출구(80)로 배출한다. 배수관(13)은 배출부(90)의 정체수 수위에 따라 배수펌프(10)가 상ㆍ하로 이동될 수 있도록 유동이 있는 재질로 형성하는 것이 바람직하다.

상기 수위센서(16)는 배수펌프(10)가 정체수를 배수하다가 정체수의 수위가 배수펌프(10) 상에서 일정수위까지 수위가 낮아지면 배수를 중단하도록 배수펌프(10)에 구비된다.

상기 부력재(20)는 정체수 수위에 따라 배수펌프(10)가 상ㆍ하로 이동할 수 있도록 배수펌프(10) 상부에 구비하여 수면에서 부유하도록 한다. 따라서, 부력재(20)는 배수펌프(10)와 침전물 감지장치(30)의 무게를 견디면서 수면에서 부유할 수 있는 부력재(20)를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 부력재(20)는 정체수가 형성된 습한 공간에 구비되기 때문에 녹이 슬면 오히려 정체수를 오염시킬 가능성이 있기 때문에 녹이 슬지 않는 재질로 배수펌프(10)의 상부에 구비되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 부력재(20)는 부력성능이 우수한 스티로폼이나 파이프 등의 재질을 사용하여 형성하는 것이 바람직하다.

상기 침전물 감지장치(30)는 배수펌프(10) 하부에 구비되어 비점오염저감시설(100)에 침강된 오염물질(P)이 배수펌프(10)로 배수되지 못하도록 오염물질(P)을 감지한다. 침전물 감지장치(30)는 배수펌프(10)의 무게를 오염물질(P) 표면에서 지탱하도록 유동이 없는 재질로 형성한다.

또한, 상기 침전물 감지장치(30)는 오염물질(P)이 닿는 하부면적은 소정의 넓이로 형성하여 침전물 감지장치(30)가 오염물질(P)로 삽입되지 않도록 하는 것이 바람직하다. 침전물 감지장치(30)는 오염물질(P) 표면에서 배수펌프(10)를 지탱하여 오염물질(P)이 배수되지 않도록 하는 것이 가능하다.

상기 배출감지센서(40)는 강우가 종료되어 비점오염저감시설(100)의 유출구(80)에서 우수가 배수되지 않을 때 비점오염저감시설(100)에 남아있는 정체수를 배수할 수 있도록 유출구(80)에 구비하여 우수배수를 감지한다. 우수가 배수되지 않을 때 배수펌프(10)로 가동신호를 보내 배수펌프(10)가 정체수를 배수할 수 있도록 한다.

본 발명인 정체수 배수장치의 사용상태는 도 1 및 도 3에 나타낸 바와 같이 강우가 시작되면 도로, 주차장 등에 산재해 있던 비점오염물질이 빗물에 씻겨져서 유입구(70)를 통해 비점오염저감시설(100)로 유입되고 비점오염저감시설(100)에서 비점오염물질을 저감시키고 유출구(80)를 통해 배수하면서 배출부(90)의 수위는 높아지고 배수펌프(10)는 수면에서 부유하는 부력재(20)에 의해 배출부(90) 상부에 위치하게 된다. 강우가 종료되면 비점오염저감시설(100)이 가동을 멈추게 되고 유출구(80)로 더는 우수가 배출되지 않을 때 배출감지센서(40)에서 감지하여 배수펌프(10)에 가동신호를 보내 배수펌프(10)가 가동되도록 한다.

상기 배수펌프(10)가 가동되면 배출부(90)에 정체되어 있던 정체수는 배수관(13)으로 유입하여 유출구(80)로 배수하고, 배수됨에 따라 배출부(90)의 수위는 점점 낮아지면서 배수펌프(10)도 점점 하강하게 된다.

상기 배수펌프(10)가 하강하다가 침전된 오염물질(P)의 표면에 침전물 감지장치(30)에 닿으면 배수펌프(10)는 하강을 멈추고 계속 정체수를 배수한다. 일정량을 배수하면 배수펌프(10)에 구비된 수위센서(16)가 작동하여 배수를 멈추게 한다.

본 발명인 초기우수처리시설의 정체수 배수장치의 제2 실시예는 도 4에 나타낸 바와 같이, 배수펌프(10)를 외부에 배치하고 기존 배수펌프(10) 자리에 배수부재(18)를 구비하여 형성한다. 배수부재(18)에 고정된 배수관(13)의 유입부(13a)를 통해 정체수를 배수한다. 배출감지센서(40)를 별도로 구비하지 않고 강우가 끝났을 때 사용자가 직접 배수펌프(10)를 가동시키는 것도 가능하다.

상기 배수부재(18)를 수면에서 부유하는 것이 가능한 스티로폼이나 파이프 등으로 형성하여 부력재(20)를 구비하지 않아도 부유하도록 하여 정체수를 배수하는 것도 가능하다.

본 발명은 비점오염저감시설로 유입된 오염물질이 침강되어 비교적 깨끗한 상등수를 배수하기 위해 상부에는 부력재를 구비하고 하부에는 침전물 감지장치를 구비하여 비점오염저감시설에 정체되어있는 정체수를 효율적으로 배수하는 효과가 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 배수펌프 13 : 배수관 13a : 유입부
16 : 수위센서 18 : 배수부재 20 : 부력재
30 : 침전물 감지장치 40 : 배출감지센서 70 : 유입구
80 : 유출구 90 : 배출부 100 : 비점오염저감시설
P : 오염물질

Claims (5)

1. 초기우수를 유입구로 유입하여 우수를 정화하여 유출구로 배수하는 비점오염저감시설에 있어서,
   상기 비점오염저감시설에 정체된 정체수를 배수관을 통해 유출구로 배수하는 배수펌프;와
   상기 배수펌프를 정체수 수위에 따라 상ㆍ하로 이동할 수 있도록 배수펌프 상부에 구비되어 수면에서 부유하는 부력재;와
   상기 배수펌프 하부에 구비되어 비점오염저감시설에 침강된 오염물질이 배수펌프로 배수되지 못하도록 오염물질을 감지하는 침전물 감지장치;를 포함하여 이루어지되,
   상기 침전물 감지장치는 배수펌프의 무게를 오염물질 표면에서 지탱하도록 유동이 없는 재질로 형성하고 오염물질과 닿는 면적은 소정의 넓이로 형성하여 침전물 감지장치가 오염물질로 삽입되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 초기우수처리시설의 정체수 배수장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 배수펌프는 강우가 종료되어 비점오염저감시설 유출구에서 우수가 배수되지 않을 때 정체수를 배수할 수 있도록 비점오염저감시설의 유출구에 구비되는 배출감지센서를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 초기우수처리시설의 정체수 배수장치.
   
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 배수펌프는 정체수를 배수하다가 침전물 감지장치의 위치가 침강된 오염물질 표면까지 하강하면 배수펌프는 하강을 멈추고 배수를 진행하다가 일정 수위까지 배수가 진행되면 배수를 중단하도록 수위센서가 구비되는 것을 특징으로 하는 초기우수처리시설의 정체수 배수장치.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 배수펌프를 외부에 배치하되, 기존 배수펌프 자리에 배수부재를 구비하여 정체수 수위에 따라 상ㆍ하로 이동하며 배수관으로 정체수를 배수하는 것을 특징으로 하는 초기우수처리시설의 정체수 배수장치.

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