KR101382006B1

KR101382006B1 - 합류식 하수관거의 월류수 및 초기 우수 처리장치

Info

Publication number: KR101382006B1
Application number: KR1020130120813A
Authority: KR
Inventors: 김재학
Original assignee: (주) 일신네이쳐
Priority date: 2013-10-10
Filing date: 2013-10-10
Publication date: 2014-04-04

Abstract

본 발명은 합류식 하수관거의 원류수 및 초기 우수 처리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 비가 그친 뒤 일정 기간 동안 날씨가 맑으면 정화처리조에 남아 있는 잔존수(殘存水)를 자동으로 배출하여 정화처리조 내에 잔존하는 우수가 부패하여 악취나 해충이 발생하는 것을 방지하고, 주기적으로 산기장치를 작동하여 여과장치나 경사판장치에 부착된 오염물질을 제거하여 오염물질이 여과장치의 여재나 경사판장치의 경사판에 달라붙는 것을 방지하고, 여과장치를 카트리지(cartridge)화 하여 여과장치의 설치 및 교체 작업이 안전하고 용이하도록 하여 유지 관리 효율을 극대화할 수 있도록 한 합류식 하수관거의 월류수 및 초기 우수 처리장치에 관한 것이다.

Description

합류식 하수관거의 월류수 및 초기 우수 처리장치{Apparatus for treating rainwater and overflow water of confluent water drainage}

비점 오염물질(Non-point Source Pollution)이란 점 오염물질과는 달리 넓은 지역에 여기저기 산재해 있는 것을 의미한다. 즉, 농경지, 목장, 삼림 벌채지, 광산, 도시의 각종 공사장, 주차장, 도로 등의 지역으로부터 발생하는 농약, 비료, 분요, 기름, 중금속, 타이어가루, 협잡물 등의 각종 오염 물질이 비점 오염물질에 해당되는 것이다.

이와 같은 비점 오염물질은 비가 내리면 우수와 함께 하천이나 호소로 흘러들어 수질을 오염시키는 원인이 되고 있다. 따라서 비점 오염물질이 포함된 우수는 하천이나 호소로 흘러들어가기 전에 가둔 상태에서 여러 단계의 침전이나 여과 과정을 거쳐 비점 오염물질을 처리한 후 배출시키는 것이 일반적인데. 이를 위한 시설을 합류식 하수관거의 월류수 및 초기 우수 처리장치라 한다.

일반적으로, 도심지역에서 발생하는 비점 오염물질은 강우시 우수에 휩쓸려 하수관으로 유입된다. 초기우수에 포함된 비점 오염물질이 공공 수역으로 유입될 경우 하천 및 호소의 오염을 유발시키며 또 지하로 침투되어 지하수자원의 오염을 유발시키는 하나의 요인이 된다. 따라서 초기우수와 함께 유입되는 오염물질은 처리 제거과정을 거쳐 배출 수역으로 배출되어야 한다.

이에 초기우수와 함께 유입되는 오염물질을 처리하는 종래의 합류식 하수관거의 월류수 및 초기 우수 처리장치는 대략 인공습지 등의 저류형 여과조 등의 여과형, 스월(Swirl) 처리장치 등의 장치형 등 다양한 초기우수 처리장치 등이 있다.

종래의 합류식 하수관거의 월류수 및 초기 우수 처리장치는, 크게 침전부와 여과부로 구분할 수 있는데, 침전부는 내부로 유입된 우수를 가두어 저류를 형성하면서 침전물은 바닥에 가라앉히고 부유물은 수표면 위에 가두도록 형성되어 있고, 여과부는 모래 또는 제올라이트와 같은 접촉여재가 채워진 여과장치를 설치하여 우수가 이를 통과하면서 침전부에서 분리되지 않은 기름 물질이나 협잡물을 걸러내도록 형성되어 있다.

그러나 종래 기술은 여재의 비중이 물 보다 크며, 여재가 고정식으로 충전되어 있어 우수가 유입시 미세 탁도에 의해서 여재층이 막히는 현상이 나타날 뿐만 아니라 여재를 역세척하는데 많은 어려움이 있다. 따라서 시간이 지남에 따라 우수에 포함된 토사가 퇴적되고, 여재의 성능이 저하되어 처리 효율이 낮아지게 된다.

또한, 연간 3~6회 정도로 토사의 준설 또는 여재의 교체를 위하여 인력을 시설 내부로 투입하여야 하는데, 이러한 시설물의 대부분은 우수관로 아래의 지하 7~8m 깊이 이하에 설치됨에 따라 작업자들이 맨홀을 통하여 진입 후, 오염물질을 처리하여야 함으로 유독성 가스나 좁은 공간에서의 작업이 어렵다는 문제점들이 상존하고 있다. 또한 통상적으로 좁은 맨홀뚜껑을 통하여 인력과 기자재가 투입됨에 따라 교체 대상인 여재가 맨홀 뚜껑 크기 이상인 경우 교체가 불가능하다는 문제점이 있었다.

또한, 종래 초기 우수 처리장치는 우수의 유입이 그친 상태에서도 바닥으로부터 배출구의 높이까지 우수가 채워진 상태로 고여있기 때문에 처리조에 남아 있는 잔존수가 쉽게 부패하는 문제점이 있었다. 더구나 침전부와 여과부에 남아 있는 우수는 여러 비점 오염물질에 의해 더욱 빨리 부패할 수 있는데, 이와 같은 부패가 침전부 또는 여과부 내에 설치되는 여과장치의 기능을 저하시키고, 악취와 각종 해충을 발생시킬 뿐만 아니라, 배출구를 통해 배출시 하천을 오염시키는 원인이 된다.

본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 주된 목적은 비가 그친 뒤 일정 기간 동안 날씨가 맑으면 정화처리조에 남아 있는 잔존수(殘存水)를 자동으로 배출함으로써 정화처리조 내에 잔존하는 우수가 부패하여 악취나 해충이 발생하는 것을 방지할 수 있는 합류식 하수관거의 월류수 및 초기 우수 처리장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 유동상 여재를 이용한 여과장치를 구비하여 우수에 포함된 미세 탁도 오염물질이나 용해성 오염물질을 제거할 수 있도록 하고, 유동상 여재를 세척할 수 있는 산기장치를 구비하여 처리장치의 기능이 지속적으로 유지될 수 있도록 하고, 여과장치를 카트리지화 하여 교체 작업이 안전하고 쉽게 수행되도록 하여 유지 관리 효율을 극대화할 수 있도록 한 합류식 하수관거의 월류수 및 초기 우수 처리장치에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 여과장치의 세척 작업과 처리조 내부에 잔류하는 잔존수를 배출하기 위한 일련의 작업을 자동으로 수행하는 자동제어기능을 갖는 합류식 하수관거의 월류수 및 초기 우수 처리장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 합류식 하수관거의 월류수 및 초기 우수 처리장치는,

합류식 하수관거의 월류수 및 초기 우수(우수)가 유입되는 우수유입관과 우수 중에 포함된 오염물질이 제거된 처리수를 배출하는 처리수배출관이 구비된 합류식 하수관거의 월류수 및 초기 우수 처리장치에 있어서,

상기 우수유입관 측에 설치되어 우수에 포함된 침전물과 부유물을 분리하는 침전조와, 상기 처리수배출관 측에 설치되어 우수에 포함된 미세 협잡물과 용해성 오염물질을 여과하는 여과조로 이루어진 정화처리조와;

상기 정화처리조의 주변에 설치되고 상기 정화처리조 내부에 잔존하는 우수(잔존수)를 배출하여 잔존수에 포함된 오염물질을 분리시키고 그 처리수를 상기 처리수배출관을 통해 외부로 배출하는 잔존수처리조와;

상기 정화처리조에 남아 있는 잔존수를 배출할 수 있도록 상기 정화처리조와 잔존수처리조 사이에 설치된 배출라인과 상기 배출라인에 설치되어 잔존수를 상기 잔존수처리조로 배출하는 배출펌프를 포함하는 잔존수배출장치;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 정화처리조는 지표면 아래의 지하에 매설된 박스형 하우징으로 이루어지고, 상기 잔존수처리조는 상기 정화처리조 근처의 지표면 아래의 지하에 매설되며, 상기 잔존수처리조에서 미처 처리하지 못한 월류수를 상기 정화처리조로 반송할 수 있도록 상기 잔존수처리조와 처리조 사이에 잔존수월류관이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 잔존수처리조는 오염물질이 제거된 처리수를 중력에 의해 상기 처리수배출관으로 배출시킬 수 있도록 상기 처리수배출관의 상부에 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 침전조에는 우수 중에 포함된 부유성 오염물질을 걸러내기 위한 스크린과 부유물질을 침전시켜 분리하기 위한 경사판장치가 설치되고, 상기 여과조에는 유동상 여재를 이용하여 미세 부유물질과 용해성 오염물질을 제거하기 위한 여과장치가 구비되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 경사판장치와 상기 여과장치의 하부에 기포를 생성하기 위한 산기장치가 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 강우가 그친 후 맑은 날이 일정 기간 계속되면, 상기 배출펌프의 작동을 제어하여 잔존수를 배출시키거나 상기 산기장치를 작동시켜 여과장치나 경사판장치를 세척하기 위한 자동제어장치를 더 포함한다.

상기 자동제어장치는 강우량을 측정하는 강우센서와, 처리조의 수위를 측정하는 수위센서와, 전원을 공급하기 위한 전원공급부와. 상기 강우센서와 수위센서의 신호에 따라 상기 배출펌프의 작동을 제어하는 제어부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 자동제어장치는 우수를 수집하기 위한 깔때기와, 상기 깔때기를 통해 수집된 우수를 저장하는 우수저수통과, 상기 우수저장통 내에 구비되어 우수를 흡수하는 흡수부재와, 상기 흡수부재의 하부에 구비되어 상기 흡수부재에 의해 흡수된 강우량을 측정하는 센서를 포함한다.

또한, 상기 여과장치는 다수 개의 여과장치유닛으로 이루어지고, 상기 여과장치유닛은 타공판이나 그물망으로 이루어진 여과박스와 상기 여과박스에 충전된 유동상 여재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 합류식 하수관거의 월류수 및 초기 우수 처리장치.

상기 여과박스는 여과조의 상부에 수평으로 설치된 거치대에 걸쳐서 설치하고, 상기 산기장치는 상기 거치대의 하부에 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 합류식 하수관거의 월류수 및 초기 우수 처리장치에 따르면, 비가 그친 뒤 일정 기간이 지난 뒤에 정화처리조에 남아 있는 우수를 자동으로 배출하므로 정화처리조 내의 우수가 부패하여 악취나 해충이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 주기적으로 산기장치를 작동하여 여과장치에 부착된 오염물질이나 경사판장치에 부착된 오염물질을 제거함으로써 여과장치나 경사판장치에 오염물질이 누적되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 초기 우수 처리장치는 스크린과 경사판장치에 의해서 우수 중의 부유물질과 침전물을 분리하여 제거하고, 여과장치를 이용하여 우수 중에 포함된 미세 오염물질과 용해성 오염물질을 제거하여 우수에 포함된 비점오염원이 공공 수역으로 유입되어 하천이나 호소를 오염시키는 것을 방지하고 지하수자원이 오염되는 것을 방지한다.

또한, 본 발명은 여과장치를 카트리지(cartridge)화 함으로써 여과장치의 교체 작업이 안전하고 쉽게 수행되도록 함에 따라 정화시설의 유지관리 효율을 높일 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 합류식 하수관거의 월류수 및 초기 우수 처리장치를 일 예를 보여주는 개략적인 측면도,
도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 합류식 하수관거의 월류수 및 초기 우수 처리장치를 보여주는 평면도,
도 3은 본 발명에 따른 여과장치의 일 예를 보여주는 분해 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 잔존수처리조의 일 예를 보여주는 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 자동제어장치를 보여주는 블록도,
도 6은 본 발명에 따른 강우측정장치의 일 예를 보여주는 개략적인 사시도,
도 7은 본 발명의 합류식 하수관거의 월류수 및 초기 우수 처리장치의 다른 실시예를 보여주는 평면도,
도 8은 본 발명에 따른 합류식 하수관거의 월류수 및 초기 우수 처리장치의 작용을 보여주는 설명도 이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 합류식 하수관거의 월류수 및 초기우수 처리장치에 대해서 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 설명에 앞서 비점오염물질은 침전성 비점오염물질과 부유성 비점오염물질 및 용해성 비점오염물질로 나누어지며, 이들 모두 중금속, 병원성 미생물, 유기화합물, 유독물질 및 기타 협잡물이나 부유물질 등 매우 다양한 형태의 것들을 함유할 수 있다.

먼저, 도 1은 본 발명에 따른 합류식 하수관거의 월류수 및 초기 우수 처리장치(1)의 정면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 합류식 하수관거의 월류수 및 초기 우수 처리장치(1)의 평면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 합류식 하수관거의 월류수 및 초기 우수 처리장치(이하, '초기 우수 처리장치'라 함)(1)는, 크게 월류수 및 우수(이하, '우수'라 약칭한다)에 포함된 오염물질을 분리하기 위한 정화처리조(10)와, 상기 정화처리조(10)에서 처리하고 남은 우수 즉, 잔존수(殘存水)를 처리하기 위한 잔존수처리조(60)와, 상기 정화처리조(10) 내의 잔존수를 상기 잔존수처리조(60)로 배출하기 위한 잔존수배출장치(50)를 포함하여 구성된다.

즉, 본 발명은 정화처리조(10)를 이용하여 월류수 및 우수에 포함된 오염물질을 분리하고, 잔존수배출장치(50)를 통해서 정화처리조(10) 내의 잔존수를 잔존수처리조(60)로 보내고, 상기 잔존수처리조(60)를 통해 잔존수에 포함된 오염물질을 분리하여 하천 등으로 방류하도록 구성된다.

구체적으로, 상기 정화처리조(10)는 우수로부터 부유성 오염물과 부유물질을 제거하는 침전조(20)와, 상기 침전조(20)를 거친 우수 중에 포함된 미세 탁도의 오염물질이나 용해성 오염물질을 제거하는 여과조(30)로 이루어진다. 더욱 바람직하게 상기 침전조(20)에는 스크린(15) 및 경사판장치(25)가 구비되고, 상기 여과조(30)에는 여과장치(35)가 구비되며, 상기 잔존수처리조(60)에는 잔존수필터(65)가 구비된다. 그리고 상기 잔존수배출장치(50)는 상기 정화처리조(10)와 잔존수처리조(60) 사이에 설치되는 배출라인(52)과, 상기 배출라인(52)을 통해 잔존수를 상기 잔존수처리조(60)로 배출하기 위한 배출펌프(51)로 이루어진다.

더욱 구체적으로, 상기 정화처리조(10)는 지표면(2) 아래의 지하에 매설되는 콘크리트 구조로 이루어진 박스형 하우징(3)으로 이루어질 수 있다. 상기 박스형 하우징(3)의 일 측에는 우수가 유입되는 우수유입관(11)이 설치되고, 타 측에는 처리수가 배출되는 처리수배출관(12)이 설치된다. 상기 우수유입관(11)과 처리수배출관(12)은 박스형 하우징(3)의 바닥으로부터 일정한 높이에 위치하도록 설치된다. 또한, 상기 정화처리조(10)는 격벽(4)에 의해 침전조(20)와 여과조(30)가 분리되는데, 격벽(4)은 박스형 하우징(3)의 바닥으로부터 수직으로 형성되어 상단을 통해서 우수가 흐르도록 구성된다.

상기 잔존수처리조(60)는 상기 정화처리조(10)의 주변에 근접하게 설치된다. 바람직하게, 상기 잔존수처리조(60)는 정화처리조(10) 주변의 지표면(2) 아래 지하에 설치된다. 상기 잔존수처리조(60)는 콘크리트 구조물로 이루어지고 잔존수를 자연배수할 수 있도록 정화처리조(10)의 처리수배출관(12)보다 높은 위치에 설치된다. 본 명세서에는 상기 잔존수처리조(60)가 정화처리조(10)의 주변에 설치되는 것을 예로 들어 설명하지만 잔존수처리조(60)가 정화처리조(10) 내부에 설치되는 것도 가능하다.

더욱 구체적으로, 상기 침전조(20)에는 스크린(15)이 설치된다. 스크린(15)은 우수유입관(11)을 통해 유입되는 우수에 포함된 부유성 오염물질을 걸러낼 수 있도록 설치된다. 상기 스크린(15)의 후방에는 경사판장치(25)가 설치된다. 경사판장치(25)는 상부프레임과 하부프레임으로 이루어진 경사판프레임(23)과, 상기 경사판프레임(23)의 내부에 일정 간격으로 경사지게 설치된 경사판(21)으로 이루어진다.

따라서 스크린(15)을 거친 처리된 우수가 경사판(21) 사이의 수로를 따라 상승하는 과정에서 우수에 포함된 부유물질이 경사판(21) 위에 침전되게 된다. 그리고 경사판(21) 위에 쌓인 침전물을 아래로 흘러서 침전조(20) 바닥에 쌓이게 된다. 상기 침전조(20)에 쌓인 침전물을 주기적으로 준설하여 제거하거나 별도의 침전물 배출장치를 통해서 외부로 배출된다. 본 발명은 우수에 포함된 부유성 오염물질을 분리하기 위해서 상기 우수유입관(11) 후방에 스크린(15)을 설치하였으나 스크린(15) 대신에 원통유수분리기를 설치할 수도 있음은 당연하다.

한편, 상기 경사판장치(25)의 하부에는 산기장치(70)가 설치될 수 있다. 상기 산기장치(70)에는 외부로 연장되는 공기공급관이 연결되고, 상기 공기공급관에는 블로아와 공기의 흐름을 단속하기 위한 제어밸브가 설치된다. 상기 산기장치(70)는 기포를 발생시켜 경사판(21) 사이의 수로에 쌓인 침전물을 제거한다. 즉, 경사판(21) 사이에 침전물이 쌓이면 수로가 막혀서 침전 성능이 떨어진다. 따라서 주기적으로 상기 산기장치(70)를 작동시켜 경사판(21) 위의 침전물을 제거하는 것이 필요하다.

상기 침전조(20)의 경사판장치(25)를 통과한 처리수는 여과조(30)로 유입된다. 상기 여과조(30)에는 여과장치(35)가 설치된다. 상기 여과장치(35)는 우수에 포함된 미세 탁도 오염물질이나 용해성 오염물질을 흡착하여 제거한다. 바람직하게 상기 여과장치(35)는 유동상 여재(5)를 포함한다. 유동상 여재(5)는 수류에 따라 자유롭게 이동하여 여재에 부착된 부유물질이나 미생물을 제거하기 유리하다.

바람직하게 상기 여과장치(35)는 박스 형태로 이루어진 다수 개의 여과박스유닛으로 이루어진다. 상기 여과박스유닛은 다공성 판으로 이루어진 여과박스(135)와, 상기 여과박스(135) 내에 일정 비율로 충전된 유동성 여재(5)로 이루어진다.

상기 여과박스(135)는 사각 상자 형태로 이루어진 것으로 내부에 유동상 여재가 유동하는 내부 공간을 구획하는 측벽으로 이루어진다. 상기 측벽은 유동상 여재(5)가 여과박스(135) 밖으로 누출되는 것을 방지하는 동시에 우수가 자유롭게 흐를 수 있도록 타공 판이나 그물망으로 이루어진다. 그리고 여과박스(135)의 내부에는 공기의 폭기 및 우수의 흐름에 따라 자유롭게 유동하도록 30 내지 70% 범위 내로 유동상 여재(5)가 충전된다. 그리고 상기 여과박스(135)의 상단에는 여과박스(135)를 거치하여 지지하기 위한 날개(136)가 형성된다.

이때, 유동상 여재(5)는 우수에 포함된 미세 탁도 오염물질을 여과하는 소재로 이루어진다. 통상 미세 탁도 오염물질을 여과하는 다공성 소재를 이용한다. 유동상 여재(5)는 바닥으로 침전되거나 수면 위로 부유하지 않고 물흐름에 따라 처리조 내부에서 유동할 수 있도록 한다. 이를 위해서, 유동상 여재는 직경 1 ~ 10 의 육면체 또는 구형으로 할 수 있다. 또한 유동상 여재는 균등계수 1.0~2.0를 유지하고, 비중은 0.5 내지 0.95로 하여 공기의 폭기 및 유입되는 우수의 순환에 의해 유동할 수 있도록 한다. 또한 유동상 여재는 부유물질을 쉽게 흡착할 수 있도록 1000 내지 900/의 비표면적을 갖는 다공성 구조로 이루어진다. 그러나 유동상 여재의 재질이나 형태는 위에서 언급한 것으로 한정되지는 않으며 다양한 변형이 가능하다.

바람직하게, 상기 여과장치(35)는 여과조(30)의 상부에 수평으로 설치된 다수 개의 거치대(145) 위에 설치하여 이루어질 수 있다. 예를 들어, 도 3에서 보는 바와 같이, L 또는 T자형 앵글로 이루어진 거치대(145)가 수평으로 설치된다. 그리고 거치대(145) 사이에는 여과박스(135)가 들어갈 수 있는 공간이 마련된다. 상기 여과박스(135)는 타공판이나 그물망으로 이루어진 사각 상자로 이루어지고 그 내부에 유동성 여재(6)가 충전되어 있다.

이러한 여과박스(135)는 공장제작이 가능하고, 교체 시에는 기존에 설치된 여과박스(135)를 빼내고 새로운 여과박스(135)를 끼워 넣어주기만 하면 된다. 또한 기존에 비해 그 크기가 축소되어 작업자 한 사람이 취급해도 될 정도로 중량이 줄어들어 유지관리를 위한 교체 작업이 매우 용이하다. 또한, 다수 개의 여과박스(135)를 연결하여 사용함으로써 여재의 쏠림현상을 줄여 여과효과를 증대시킬 수 있다.

한편, 여과장치(35)의 하부에는 기포를 발생시키는 산기장치(70)가 설치된다. 상기 산기장치(70)에는 공기를 공급하기 위한 블로아와 공기의 흐름을 단속하기 위한 제어밸브가 구비될 수 있다. 따라서 블로아에서 발생한 공기가 공기공급관을 통해 산기장치로 공급되면 여과조(30)의 내부로 기포가 부상하여 여과박스(135) 내의 유동상 여재(5)가 유동하게 된다. 이때 강한 압력으로 기포를 발생시키면 유동상 여재(5)가 서로 교반되면서 여재의 표면에 부착된 오염물질이 탈리되게 된다.

도 3에서 보는 바와 같이, 상기 산기장치(70)는 여과박스(135)를 설치하기 위한 거치대(145)의 하부에 나란하게 설치된다. 또한, 산기장치(70)는 고정 봉을 통해서 거치대(145)의 하부에 고정된다. 그리고 상기 산기장치(70)는 좌우 측에 산기공(71)을 형성된다. 따라서 산기장치(70)에서 발생하는 기포는 좌우 측으로 설치된 산기공(71)을 통해서 여과박스(135)로 공급되어 여재(5)를 교반하게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 초기 우수 처리장치(1)는 합류식 하수관거의 월류수 및 초기 우수가 정화처리조(10)를 거치는 동안에 침전성 오염물질은 침전조(20)에서 분리되고 미세 탁도 물질이나 용해성 오염물질은 여과조(30)에서 제거된다. 그리고 오염물질이 제거된 처리수는 처리수배출관(12)을 통해서 하천이나 호소로 방류된다. 또한 침전조(20)의 바닥으로 가라앉은 오염물질은 별도의 오염물질 배출관을 통해서 자동으로 배출하거나 인력을 이용하여 주기적으로 제거하게 된다.

따라서 우수유입관(11)을 통해 월류수나 우수가 공급되는 경우에는 우수가 만수위(L)를 유지하면서 침전조(20)에서 여과조(30)로 흐르게 된다. 그러나 강우가 그쳐서 우수유입관(11)을 통해서 더 이상 월류수나 우수가 유입되지 않으면, 침전조(20)와 여과조(30)의 수위가 떨어지고 처리수배출관(12)으로 처리수가 더 이상 배출되지 않는다.

그리고 날씨가 일정 시간 동안 맑으면, 침전조(20)와 여과조(30) 내의 우수는 점차 증발되어 수위가 만수위(L) 아래로 떨어지게 된다. 이러한 상태로 침전조(20)와 여과조(30) 내의 강우가 장시간 고여 있으면, 우수가 부패하고 모기와 같은 해충들이 서식하게 된다. 더구나 정화처리조(10)에 남아 있는 우수는 비점오염물질이 많이 포함되어 있어 더욱 빨리 부패할 수 있다. 그리고 부패한 우수는 여과장치(35)의 기능을 떨어뜨리고 악취를 발생시킬 뿐만 아니라 강우 시 처리수배출구(12)를 통해 하천 등으로 배출되어 공공 수역을 오염시키는 원인이 되고 있다.

이에 따라,본 발명의 초기 우수 처리장치(1)는 정화처리조(10)에 남아 있는 우수, 즉 잔존수를 신속히 배출하여 잔존수가 부패하는 것을 방지한다. 이를 위해서, 본 발명은 잔존수처리장치가 구비되는데, 이러한 잔존수처리장치는 정화처리조(10)에 남아 있는 잔조수를 잔존수처리조(60)로 배출하는 잔존수배출장치(50)와, 상기 잔존수배출장치(50)에 의해 배출된 잔존수를 처리하기 위한 잔존수처리조(60)로 이루어진다.

상기 잔존수배출장치(50)는 도 1 및 도 2에서 보는 바와 같이, 상기 정화처리조(10)와 잔존수처리조(60) 사이에 설치되어 잔존수를 배출하는 배출라인(52)과, 상기 배출라인(52)에 설치되어 잔존수를 잔존수처리조(60)로 배출하는 배출펌프(51)로 이루어진다. 상기 배출펌프(51)는 침전조(20)나 여과조(30)의 내부 또는 외부에 설치될 수 있다. 즉, 도면에서는 여과조(30)의 바닥에 설치되는 배출펌프(51)가 도시되어 있으나 이것으로 한정되지 않고 침전조(20)나 여과조(30)의 외부에 설치될 수도 있다.

상기 잔존수처리조(60)는 일정한 양의 잔존수를 수용하는 반응조로 이루어진다. 도 4에서 보는 바와 같이, 상기 잔존수처리조(60)의 일 측에는 배출펌프(51)를 통해서 배출되는 잔존수가 유입되는 잔존수유입구(62)가 형성되고, 타측에는 잔존수가 배출되는 잔존수배출구(63)가 형성된다. 상기 잔존수유입구(62)와 잔존수배출구(63) 사이에는 잔존수에 포함된 오염물질을 여과하기 위한 잔존수필터(65)가 구비된다. 상기 잔존수필터(65)는 망 형태의 스크린이나 부직포 등으로 이루어질 수 있다. 그리고 상기 잔존수처리조(60)와 정화처리조(10) 사이에는 잔존수를 정화처리조(10)로 반송하기 위한 잔존수월류관(68)이 더 구비된다. 상기 잔존수원류관(65)은 잔존수처리조(60)에서 미처 처리하지 못한 잔존수를 정화처리조(10)를 다시 보낸다. 상기 잔존수배출구(63)는 처리수배출관(12)과 연결되어 처리수를 하천으로 보낸다. 이때, 상기 잔존수처리조(60)는 처리수배출관(12)의 상부에 설치되기 때문에 잔존수배출관(63)을 통해서 배출되는 처리수가 자연배수된다.

이어서, 본 발명의 초기 우수 처리장치(1)는 잔존수배출작업과 여과장치 및 경사판장치의 세척작업을 자동으로 제어하기 위한 자동제어장치가 더 구비될 수 있다. 통상 초기 우수 처리장치(1)는 소규모로 설치되므로 장치마다 장치를 운전하기 위한 운전자가 상주하기 어려운 상황이다. 따라서 여과장치나 경사판장치에 누적된 오염물질을 제때에 세척하지 못하면 여과 성능이나 침전 성능 크게 떨어진다. 또한 정화처리조(10)에 남아 있는 잔존수를 장기간 방치하면 악취가 발생하고 해충이 들끊게 된다. 따라서 본 발명은 여과장치나 경사판장치를 자동으로 세척하고 정화처리조(10) 내의 잔존수를 잔존수처리조(60)로 배출하기 위한 자동제어장치가 구비될 수 있다.

도 5에는 본 발명에 따른 자동제어장치가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 자동제어장치는 강우량을 측정하는 강우센서와, 정화처리조 또는 잔존수처리조의 수위를 측정하는 수위센서와, 강우센서와 수위센서의 신호에 따라 배출펌프나 공기발생기를 제어하는 제어부 및 전원을 공급하기 위한 전원공급부를 포함하여 이루어진다.

즉, 강우센서는 강우의 시작과 끈을 판단하고, 제어부는 배출펌프를 작동시켜 정화처리조(10) 내의 잔존수를 잔존수처리조(60)로 배출한다. 또한, 제어부는 주기적으로 산기장치를 작동시켜 여과장치(35)나 경사판장치(25)의 하부로 기포를 발생시켜서 유동상 여재(5)와 경사판(21)에 부착되어 있는 오염물질을 제거한다.

그리고, 세척작업에서 발생하는 오염물질과 잔존수는 배출펌프(51)를 통해서 잔존수처리조(60)로 배출시켜 처리한다. 이때, 잔존수의 배출은 정화처리조(10) 내의 수위가 바닥에 도달할 때까지 진행된다. 이를 위해서 정화처리조(10) 내에 수위센서를 처리한다. 또한, 잔존수처리조(60)에도 도시되지 않은 수위센서를 설치한다. 따라서 잔존수처리조(60)의 수위가 일정 수준이상으로 상승하는 경우에는 배출펌프(51)의 작동을 중지시킬 수 있도록 한다.

본 발명의 초기 우수 처리장치(1)는 강우가 끝나고 맑은 날이 일정 시간 계속되는 경우에 정화처리조(10) 내의 잔존수를 배출하는 것이 바람직하다. 즉, 정화처리조(10)를 너무 빨리 비우면 정화처리조(10)를 비우자마자 다시 비가 내려 불필요한 에너지를 낭비하게 된다. 반대로 정화처리조(10) 내의 잔존수를 너무 오랫동안 방치하면 부패하여 악취가 발생하게 된다. 따라서 강우가 그친 후 맑은 날이 일정 기간 계속될 때 잔존수를 배출하여 처리하는 것이 바람직하다.

이를 위해서 본 발명에 따른 자동제어장치는 외부로부터 전송되는 제어신호를 수신하기 위한 수신부(또는 유무선 수신기)를 구비할 수 있다. 이러한 수신부는 원격지의 관리자가 보내는 제어신호나 기상청 등의 공공기관에서 보내주는 강우정보를 수신하여 잔존수배출장치를 제어할 수 있다.

또한, 상기 자동제어장치는 강우센서 및 타이머를 구비할 수 있다. 강우센서는 강우 정보를 제어부에 제공하고, 타이머는 강우가 중지된 시점부터 시간을 측정하여 제어부에 제공한다. 그러면 제어부는 강우가 종료되는 시점으로부터 일정 시간이 경과 할 때 제어신호를 발생시켜 잔존수배출장치를 제어할 수 있다.

또한, 상기 자동제어장치는 강우가 끝난 후 맑은 날씨가 일정 기간 동안 계속된 것을 측정할 수 있는 별도의 강우측정장치를 구비할 수 있다. 상기 강우측정장치(40)는 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 강우량과 증발량을 함께 측정할 수 있도록 구성된 것으로, 우수를 수집하기 위한 깔때기(41)와, 상기 깔때기(41)를 통해 수집된 우수를 저장하는 우수저수통(42)과, 상기 우수저수통(42) 내에 구비되어 우수를 흡수하는 흡수부재(43)와, 상기 흡수부재(43)의 무게를 측정하는 센서(45)를 포함한다.

상기 흡수부재(43)는 강우시 우수를 흡수하여 무게가 늘어나고 강우가 중단된 후 날씨가 맑으면 수분이 증발하여 무게가 가벼워진다. 그리고 상기 흡수부재(43)의 하부에 설치된 센서(45)는 주기적으로 흡수부재(43)의 무게를 측정하여 제어부로 전송한다. 그러면 제어부는 흡수부재(43)의 무게가 줄어드는 것을 감지하여 날씨의 변화를 측정할 수 있다. 즉, 흡수부재(43)의 무게가 증가한 후 일정 기간 동안 계속하여 무게가 감소하는 경우에 배출펌프를 작동시키면 적당한 시점에 잔존수배출장치를 작동시킬 수 있다.

이때, 상기 깔때기(41)와 우수저수통(42) 사이에는 배출구멍(45)이 형성되어 우수와 이물질이 원활하게 빠져나갈 수 있도록 한다. 그리고 우수저수통(42)의 상단에는 미세스크린이 설치하여 이물질이 우수저수통(42) 내로 유입되는 것을 방지한다. 그리고 상기 우수저수통(42)의 외주부에는 다수 개의 관통홀(48)을 형성하여 우수저수통(42) 내의 우수가 원활하게 증발할 수 있도록 한다. 이러한 강우측정장치(40)를 이용하면 외부의 제어신호 없이 스스로 배출펌프의 작동시간을 자동으로 제어할 수 있어 별도로 관리자를 배치할 필요가 없게 된다.

이어, 도 7은 본 발명에 따른 합류식 하수관거의 월류수 및 초기 우수 처리장치(1)의 다른 실시 예를 보여주는 정면도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 합류식 하수관거의 월류수 및 초기 우수 처리장치(1)는, 크게 월류수 및 우수에 포함된 오염물질을 분리하기 위한 정화처리조(10)와, 상기 정화처리조(10)에서 처리하고 남은 우수 즉, 잔존수(殘存水)를 하수처리장과 연결된 하수관(90)으로 배출하기 위한 잔존수배출장치(50)를 포함하여 구성된다.

즉, 본 발명에 따른 초기 우수 처리장치(1)는 정화처리조(10) 내의 잔존수를 하수처리장으로 배출하여 하수와 함께 처리할 수 있도록 하는 것이다. 따라서 잔존수처리조(60)가 생략되는 대신에 잔존수배출장치(50)를 통해서 배출되는 잔존수를 하수관(90)으로 배출하는 것을 제외하고는 다른 구성은 전술한 실시 예와 동일하다.

이하에서는 본 발명에 따른 초기 우수 처리장치(1)의 작용을 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 8은 본 발명에 따른 초기 우수 처리장치(1)의 작용을 보여주기 위한 개략적인 설명도 이다. 먼저, (a)에서 보는 바와 같이, 비가 오면 우수유입관(11)을 통해 침전조(20)로 강우가 유입된다. 침전조(20)로 유입된 우수는 스크린(15)에 의해 부유성 오염물질이 걸러지고, 스크린(15)을 통과한 우수는 경사판장치(25)를 거치는 동안에 부유물질을 분리하여 제거한다. 그리고 상기 침전조(20)에서 처리된 처리수는 격벽(4)을 넘어서 여과조(30)로 유입된다.

상기 여과조(30)로 유입된 우수는 여과장치(35)의 유동성 여재(5)와 접촉되어 미세 부유물질과 용해성 오염물질을 여과한다. 상기 여과장치(35)를 통한 처리수는 처리수배출관(12)을 통해서 하천으로 배출된다. 따라서 강우가 계속되는 동안에는 침전조(20)와 여과조(30)의 수위가 만수위(L)를 유지하면서 계속 흐르게 된다.

이어, (b)에서 보는 바와 같이, 강우가 그치면 우수유입관(11)을 통해 더 이상 강우가 유입되지 않고, 침전조(20)와 여과조(30)로 우수가 유입되지 않으며 처리수배출관(12)을 통해서 처리수가 배출되지 않는다. 따라서 초기에는 만수위를 유지하지만 시간의 경과에 따라 점차 수분이 증발하여 정화처리조(10)의 수위가 만수위(L) 아래로 떨어지게 된다.

그리고 (C)에서 보는 바와 같이, 강우가 중지한 후 일정 시간이 지나면 산기장치(70)를 작동시켜 여과장치(35)나 경사판장치(25)를 세척한다. 즉, 정화처리조(10) 내의 잔존수가 장기간 머무르게 되면 유동상 여재(5)나 경사판(21)에 오염물이 부착되게 되고 점차 물이 증발하면 유동상 여재(5)나 경사판(21)에 붙어 있던 오염물질이 말라붙어 떨어지지 않게 된다. 따라서 정화처리조(10)의 수위가 일정 수준 이하로 떨어지기 전에 여과장치(35)나 경사판장치(25)를 세척하는 것이 바람직하다.

도시된 바와 같이, 산기장치(70)를 작동시키면, 기포가 발생하여 여과장치(35)와 경사판(21)에 부착된 오염물질을 제거할 수 있다. 상기 여과조(30) 내에 기포는 유동상 여재(5)를 교반하여 여재(5)의 표면에 부착된 오염물질을 제거한다. 그리고 침전조(20) 내의 기포는 경사판(21)에 쌓여 있는 오염물질을 제거하게 된다.

이어서, (D)에서 보는 바와 같이, 상기 침전조(20)와 여과조(30)의 수위가 일정 수준 이하로 떨어지면, 배출펌프(51)를 작동시켜 정화처리조(10) 내의 잔존수를 잔존수처리조(60)로 배출시킨다. 그리고 상기 잔존수처리조(60)로 배출된 잔존수는 잔존수필터(65)에 의해 오염물질을 분리하고 처리수는 처리수배출관(12)을 통해서 하천으로 배출한다. 그리고 잔존수에서 분리한 오염물질은 잔존수처리조(60) 내에 일정 기간 보관하였다가 주기적으로 준설하여 제거한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 초기 우수 처리장치(1)는 비가 그친 뒤 일정 시간이 지난 뒤에 여과장치(35)와 경사판(21)을 세척하여 여과장치(35)나 경사판(21)에 오염물질이 달라붙는 것을 방지하고, 정화처리조(10)에 남아 있는 잔존수를 자동으로 잔존수처리조(60)로 배출하여 잔존수가 부패하여 악취나 해충이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

이상에서 보는 바와 같이, 본 발명의 기술사상의 범주를 벗어나지 않는 한 여러 가지 다양한 형태로 변형 및 수정 등이 가능함은 물론이다. 따라서, 본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시 예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

1: 초기 우수 처리장치 4: 격벽
5: 유동상 여재 10: 정화처리조
11: 우수유입관 12: 처리수배출관
15: 스크린 20: 침전조
25: 경사판장치 30: 여과조
35: 여과장치 40: 강우측정장치
41: 깔때기 42: 우수저수통
43: 흡수부재 44: 센서
50: 잔존수배출장치 51: 배출펌프
52: 배출라인 60: 잔존수처리조
63: 잔존수배출구 65: 잔존수필터
68: 잔존수월류관 135: 여과박스
145: 거치대

Claims

합류식 하수관거의 월류수 및 초기 우수(우수)가 유입되는 우수유입관과 우수 중에 포함된 오염물질이 제거된 처리수를 배출하는 처리수배출관이 구비된 합류식 하수관거의 월류수 및 초기 우수 처리장치에 있어서,
상기 우수유입관 측에 설치되어 우수에 포함된 침전물과 부유물을 분리하는 침전조와, 상기 처리수배출관 측에 설치되어 우수에 포함된 미세 협잡물과 용해성 오염물질을 여과하는 여과조로 이루어진 정화처리조와;
상기 정화처리조의 주변에 설치되고 상기 정화처리조 내부에 잔존하는 우수(잔존수)를 배출하여 잔존수에 포함된 오염물질을 분리시키고 그 처리수를 상기 처리수배출관을 통해 외부로 배출하는 잔존수처리조와;
상기 정화처리조에 남아 있는 잔존수를 배출할 수 있도록 상기 정화처리조와 잔존수처리조 사이에 설치된 배출라인과 상기 배출라인에 설치되어 잔존수를 상기 잔존수처리조로 배출하는 배출펌프를 포함하는 잔존수배출장치;를 포함하여 이루어지되,
상기 정화처리조는 지표면 아래의 지하에 매설된 박스형 하우징으로 이루어지고, 상기 잔존수처리조는 상기 정화처리조 근처의 지표면 아래의 지하에 매설되며, 상기 잔존수처리조에서 미처 처리하지 못한 월류수를 상기 정화처리조로 반송할 수 있도록 상기 잔존수처리조와 처리조 사이에 잔존수월류관이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 합류식 하수관거의 월류수 및 초기 우수 처리장치.
삭제
제1 항에 있어서,
상기 잔존수처리조는 오염물질이 제거된 처리수를 중력에 의해 상기 처리수배출관으로 배출시킬 수 있도록 상기 처리수배출관의 상부에 설치되는 것을 특징으로 하는 합류식 하수관거의 월류수 및 초기 우수 처리장치.
합류식 하수관거의 월류수 및 초기 우수(우수)가 유입되는 우수유입관과 우수 중에 포함된 오염물질이 제거된 처리수를 배출하는 처리수배출관이 구비된 합류식 하수관거의 월류수 및 초기 우수 처리장치에 있어서,
상기 우수유입관 측에 설치되어 우수에 포함된 침전물과 부유물을 분리하는 침전조와, 상기 처리수배출관 측에 설치되어 우수에 포함된 미세 협잡물과 용해성 오염물질을 여과하는 여과조로 이루어진 정화처리조와;
상기 정화처리조에 남아 있는 잔존수를 배출할 수 있도록 상기 정화처리조와 잔존수처리조 사이에 설치된 배출라인과 상기 배출라인에 설치되어 잔존수를 하수처리장과 연결된 하수관으로 배출하는 배출펌프를 포함하는 잔존수배출장치;를 포함하여 이루어지되, 상기 침전조에는 우수 중에 포함된 부유성 오염물질을 걸러내기 위한 스크린과 부유물질을 침전시켜 분리하기 위한 경사판장치가 설치되고, 상기 여과조에는 유동상 여재를 이용하여 미세 부유물질과 용해성 오염물질을 제거하기 위한 여과장치가 구비되는 것을 특징으로 하는 합류식 하수관거의 월류수 및 초기 우수 처리장치.
삭제
제4 항에 있어서,
상기 경사판장치와 상기 여과장치의 하부에 기포를 생성하기 위한 산기장치가 구비되는 것을 특징으로 하는 합류식 하수관거의 월류수 및 초기 우수 처리장치.
제6 항에 있어서,
강우가 그친 후 맑은 날이 일정 기간 계속되면, 상기 배출펌프의 작동을 제어하여 잔존수를 배출시키거나 상기 산기장치를 작동시켜 여과장치나 경사판장치를 세척하기 위한 자동제어장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 합류식 하수관거의 월류수 및 초기 우수 처리장치.
제7 항에 있어서,
상기 자동제어장치는 강우량을 측정하는 강우센서와, 처리조의 수위를 측정하는 수위센서와, 전원을 공급하기 위한 전원공급부와. 상기 강우센서와 수위센서의 신호에 따라 상기 배출펌프의 작동을 제어하는 제어부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 합류식 하수관거의 월류수 및 초기 우수 처리장치.
제7 항에 있어서,
상기 자동제어장치는 우수를 수집하기 위한 깔때기와, 상기 깔때기를 통해 수집된 우수를 저장하는 우수저수통과, 상기 우수저장통 내에 구비되어 우수를 흡수하는 흡수부재와, 상기 흡수부재의 하부에 구비되어 상기 흡수부재에 의해 흡수된 강우량을 측정하는 센서를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 합류식 하수관거의 월류수 및 초기 우수 처리장치.
제6 항에 있어서,
상기 여과장치는 다수 개의 여과장치유닛으로 이루어지고, 상기 여과장치유닛은 타공판이나 그물망으로 이루어진 여과박스와 상기 여과박스에 충전된 유동상 여재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 합류식 하수관거의 월류수 및 초기 우수 처리장치.
삭제