KR101495675B1

KR101495675B1 - 비점오염 저감장치 및 비점오염 물질 저감방법

Info

Publication number: KR101495675B1
Application number: KR20140130521A
Authority: KR
Inventors: 김현철; 강득남; 김종규; 박용준; 정헌덕
Original assignee: 주식회사 동인; 김현철
Priority date: 2014-09-29
Filing date: 2014-09-29
Publication date: 2015-03-02

Abstract

본 발명은 비점오염 저감 장치에 있어서, 비점오염 저감창치에 있어서, 유입되는 우수로부터 대형 협잡물을 포집하는 제1여과체가 설치된 전처리조와 전처리조로부터 공급되는 전처리수를 여과하는 제2여과체가 설치된 여과조를 중간벽으로 연결하여 원형 또는 다각형의 통체로 형성하고, 강우가 검출되지 않거나 강우량이 감소하여 여과조의 수위가 일정치 이하로 되면 제2여과체에 에어를 공급하며 여과조에 저장되는 물을 전처리조로 급속 역류시켜 제2여과체에 투입된 여재를 역세척하는 비점오염 저감창치를 제공하여 우수에서 일정 크기 이상의 협잡물과 일정 무게 이상의 협잡물을 전처리조에서 일차적으로 여과하고, 일차 여과된 전처리수를 여과조로 이송하여 여재를 통과시켜 재여과하며, 여과후 여재를 역세척하고, 역세척수를 재여과하여 배출함으로써, SS(부유물질)에 대한 연평균 제거효률 80% 이상으로 여과된 우수를 배출하는 우수한 효과가 발생되는 발명이다.

Description

비점오염 저감장치 및 비점오염 물질 저감방법{Nonpoint pollution decrease apparatus and nonpoint pollution decrease material method}

본 발명은 불특정 지역에서 배출되는 오염 물질이 하수관거 또는 하천으로 유입되어 발생되는 수질오염을 방지하는 비점오염(非點汚染) 물질의 저감장치에 관한 것으로, 강우시 우수 내에 포함된 비점오염 물질을 여재를 통해 여과하고, 여과과정에서 비점오염 물질이 부착된 여재를 역세척하여, 비점오염 물질 여과 능력을 향상시키고 여재의 수명을 연장시키는 비점오염 저감장치 및 비점오염 물질 저감방법에 관한 기술이다.

일반적으로 강우시 불특정 장소에 있는 다양한 오염물질들은 빗물과 함께 하천이나 우수 관거로 유입되고 있고, 이러한 비점오염 물질로 인한 수질오염을 방지하기 위하여 다양한 구조를 구비하여 비점오염 물질을 여과하는 비점오염 저감장치들이 개발되고 있다.

상기 비점오염 저감장치에 관한 종래기술 한 가지 중에는 한국 특허등록 제10-1343859호 비점오염 저감장치가 공지되어 있는데, 이는 도 1에 도시한 바와 같이, 박스 형상의 본체(100)에 통공이 형성된 분리벽(101)으로 이루어지는 유량조절조(109)와 여과처리조(110)가 형성되고, 상기 유량조절조(109)는 일측에 유입관(102)과 방지턱(103) 및 흡입배출관(104), 유량조절장치(111)로 구성되며, 상기 여과처리조(110)는 유출관(106)과 원통형 여과장치 및 2차 필터(108)를 흡입배출관(105)을 구비하여, 설치비용을 저감시키고 지반침하에 영향을 받지 않도록 하며, 원형필터의 측면과 상면을 통해 여과하여 여과효율을 증가시킨다는 것이다.

그러나 상기 종래기술은 초기 우수에 포함된 대형 협잡물이 여과되지 않고, 그대로 유량조절조에 유입되어 유량조절장치의 원활한 작동을 저해하거나, 유량조절조와 여과처리조 사이의 관통구를 폐색시킴에 따라 우수가 여과처리조로 이송되는 것을 방지하는 문제가 발생되고 있다.

또한 상기 종래기술의 필터는 반복적으로 이루어지는 여과 과정에서 필터의 내부 및 외부면에 비점오염 물질이 끼이고 쌓여 막히는 경우가 발생되고, 이러한 비점오염 물질을 용이하게 제거할 수 있는 구조가 구비되어 있지 않아, 우수로부터 비점오염물질 여과 작업이 불가능해 지거나, 여과 능력이 떨어지는 문제가 발생되고 있다.

또한 상기 종래기술은 유량조절조와 여과처리조 바닥에 퇴적되는 비점오염 물질을 흡입배출관을 통해 흡입하여 그대로 외부로 배출하는 것이어서, 비점오염 저감장치의 침전물 배출로 인해 또 다른 환경을 오염시키는 문제가 발생되고 있다.

본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 비점오염 물질이 포함되어 유입되는 초기 우수에서 일정 크기 이상의 협잡물과 일정 무게 이상의 비점오염 물질을 일차적으로 여과하고, 일차 여과된 우수를 여과조에 이송시켜 크기가 작은 비점오염 물질을 여재를 통해 재여과하며, 재여과 종료후 여과조 내에 충전된 물을 사용하여 여재를 역세척하고, 역세척수에 포함된 비점오염 물질을 또 다시 여과시켜 배출하여 비점오염 물질 여과 성능을 향상시킨 비점오염 저감장치와 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위하여, 비점오염 저감창치에 있어서, 유입되는 우수로부터 대형 협잡물을 포집하는 제1여과체가 설치된 전처리조와 전처리조로부터 공급되는 전처리수를 여과하는 제2여과체가 설치된 여과조를 중간벽으로 연결하여 원형 또는 다각형의 통체로 형성하고, 강우가 검출되지 않거나 강우량이 감소하여 여과조의 수위가 일정치 이하로 되면 제2여과체에 에어를 공급하며 여과조에 저장되는 물을 전처리조로 급속 역류시켜 제2여과체에 투입된 여재를 역세척하는 비점오염 저감창치를 제공하도록 한다.

상기 중간벽에는 전처리조의 바닥면에 접하여 전처리조의 물을 여과조로 공급하거나 차단하고 여과조의 역세척수를 전처리조로 공급하거나 차단하는 여과 및 역세척 수문(이하 ‘여세수문’라 한다)을 설치하도록 한다.

상기 전처리조는 유입되는 우수가 전처리조에 체류하는 시간을 증가시켜 우수에 포함된 중량의 비점오염 물질이 침전되도록, 전처리조의 후방 수직벽측이 개방된 침전용 격벽을 일정높이로 형성하고, 우수 유입구를 통해 유입되는 우수가 개방된 통로를 통해 이동되도록 한다.

상기 1차 여과체는 전처리조의 우수 유입구를 통해 우수에 포함되어 유입되는 협잡물을 포집하도록 그물망 형태의 협잡물포집망으로 형성하여, 전처리조의 우수 유입구 측에 착탈식으로 부착하고, 상기 제2여과체는 전처리수에 포함되는 크기가 작은 비점오염 물질을 여과할 수 있도록 내부원통과 외부원통을 상부면판과 하부면판으로 밀폐하여 여재를 충전하는 여재 충전공간이 구비된 여과통으로 형성하고, 상기 여과통은 여과조의 내부 공간에 설치되는 칸막이의 하부에 장착하도록 한다.

상기 여과통은 하부면판에 복수개의 받침대를 일정간격으로 설치하여 여과통과 칸막이의 무게를 지지하고, 상기 칸막이의 일정부위는 칸막이를 통과하여 여과통의 하부와 여과조의 바닥 상태를 점검할 수 있도록 점검구를 개폐 가능한 구조로 결합하며, 상기 장착된 여과통 주위 칸막이에는 부력에 의해 개폐동작되는 적어도 하나 이상의 수직플로터를 일정간격으로 이격시켜 설치하도록 한다.

상기 여재는 진흙을 고온에서 발포 고형화하여, 비중 500 ~ 700kg/m³,투수속도 2.00㎝/sec 이상, 유효입경 4.3mm의 다공질의 부유성으로 형성하고, 여재 충전공간의 80 ~ 90%를 투입하여 역세척시에 여재가 여재 충전공간 내에서 유동될 수 있도록 한다.

상기 전처리조와 여과조의 바닥면은 전처리조의 좌측 수직벽 측을 향해 일정각도로 하향 경사시켜 경사면으로 형성하고, 중간벽에 설치되는 여세수문을 개폐하는 개폐장치와; 전처리조의 일측 바닥에 설치되어 전처리조에 충전되는 우수를 배출하는 퇴수용 수중펌프와; 여과통의 여재 충전공간의 바닥을 향해 일정길이로 연장 설치되며 에어공급원에 의해 에어를 공급하는 에어공급관과; 여재통의 하부 하부면판에 설치되어 역세척시 발생되는 침전물을 배출하는 내부펌프와; 여과조의 일측벽에 설치하여 수위를 검출하는 레벨센서와; 레벨센서의 수위정보와 강우정보를 입력받아 상기 여세수문 개폐장치, 외부유입수문 개폐장치, 에어공급원, 퇴수용 수중펌프, 내부펌프를 제어하는 제어부를 포함하여 형성하도록 한다.

상기 전처리조의 좌측 수직벽과 여과조의 우측 수직벽에는 맨홀 내부와 연결하여 전처리조와 여과조의 바닥에 쌓이는 침전물을 준설하는 준설배관을 설치하며, 상기 준설배관은 일측에 준설배관보다 길이가 짧고 직경이 작은 에어밴트관을 형성하여 준설배관을 통해 침전물을 흡입할 때 준설배관 내부에 공기가 함께 흡입되도록 한다.

또한 본 발명의 비점오염 물질 저감방법은 제어부를 통해 비점오염물질 저감 장치를 제어하여 비점오염물질을 여과하는 여과제어방법과 비점오염물질을 여과한 다음 여과통에 충전되는 여재를 역세척하는 역세척제어방법으로 포함하여 이루어지며, 상기 비점오염물질 여과제어방법은 상기 제어부에 강우센서 또는 기상정보에 의해 강우 정보가 입력되는 강우정보입력단계와; 강우정보가 입력되면, 외부유입수문 개폐장치를 제어하여 외부유입수문과 여세수문을 개방하는 수문개방단계와; 비점오염물질이 포함된 우수가 입력되어 여과가 이루어지는 여과단계와; 강우 종료정보가 입력되면 일정시간 경과후 외부유입수문과 여세수문을 닫음 위치로 제어하여 우수가 유입되지 않도록 하는 수문닫음단계를 포함하고 상기 역세척 제어방법은 수문닫음단계 다음에 진행되는 것으로, 우수 유입이 차단되면 여재의 역세척이 가능하도록 준비하는 역세척준비단계와 여과통에 에어를 공급하면서 여재를 세척하는 1차역세척단계 내지 3차역세척단계로 이루어지도록 한다.

본 발명에 따른 비점오염 저감장치는 초기 우수에서 일정 크기 이상의 협잡물과 일정 무게 이상의 협잡물을 전처리조에서 일차적으로 여과하고, 일차 여과된 전처리수를 여과조로 이송하여 여재를 통과시켜 재여과하며, 여과후 여재를 역세척하고, 역세척수를 재여과하여 배출함으로써, SS(부유물질)에 대한 연평균 제거효률 80% 이상으로 여과된 우수를 배출하는 우수한 효과가 발생된다.

또한 여과통에 투입되는 여재를 강우 종료후 에어와 여과조에 남아 있는 물을 사용하여 역세척함으로써, 간단하게 여재를 세척할 수 있고, 세척비용이 저렴하며, 매 강우 종료시 여재 역세척을 통해 사용초기와 동등한 여과 성능을 가지는 여재 상태를 지속적으로 유지하여 여재 수명을 증가시키면서 여과 성능을 향상시키는 우수한 효과가 발생된다.

도 1은 비점오염 저감장치의 종래기술을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 비점오염 저감장치의 단면을 개념적으로 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 비점오염 저감장치의 제2여과체 설치부위를 도시한 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 비점오염장치의 우수 여과 상태를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 비점오염장치의 제1여과체와 제2여과체의 평면상 설치상태를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 여과통의 여재 역세척 상태를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 제1여과체를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 준설배관을 도시한 도면이다.
도 9은 본 발명에 따른 제어부와 연결되어 제어되는 관계구성을 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 비점오염 물질 저감방법을 도시한 도면이다.

본 발명의 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예 중에서 하나를 기재한 것으로서, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 포함되는 것임을 이해하여야 한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 비점오염 저감장치와 비점오염 물질 여과용 여재의 역세척 방법을 상세하게 설명하도록 한다.

본 발명에 따른 비점오염 저감장치는 도 2, 4에 도시한 바와 같이, 비점오염원으로부터 유입되는 우수에 포함된 비점오염 물질을 여과하는 장치로서, 대형 협잡물을 포집하는 제1여과체(1)가 설치된 전처리조(2)와 전처리조(2)로부터 공급되는 전처리된 우수에 포함된 크기가 작은 비점오염 물질을 여과하는 제2여과체(3)가 설치된 여과조(4)를 중간벽(5)으로 연결하여 원형 또는 다각형의 통체로 형성하고, 강우 종료 후 일정시간이 경과하면 제2여과체에 에어를 공급하며 여과조에 저장되는 물을 전처리조로 급속 역류시켜 제2여과체(3)에 투입된 여재(21)를 역세척할 수 있도록 한다.

상기 중간벽(5)에는 도 4, 5에 도시한 바와 같이, 전처리조(2)에서 일차적으로 여과가 이루어진 전처리수를 여과조(4)에 공급하거나 차단하며, 여과조에서 발생되는 세척수를 역류시키거나 차단하는 여세수문(13)을 중간벽의 하단부 타측 전처리조(2) 바닥면에 접하여 하나 또는 적어도 하나 이상을 일정간격으로 이격시켜 설치한다. 상기 여세수문(13)은 개폐장치(14)를 포함하여 형성한다.

상기 전처리조(2)는 도 2, 4에 도시한 바와 같이, 좌측 수직벽(6)에는 우수의 유입과 차단을 제어하는 외부유입수문(16)이 구비되는 우수 유입구(7)를 설치하고, 상부벽(8)의 상면 일단부에 작업용 맨홀(9)을 형성하며, 상기 여과조(4)는 우측 수직벽(10)에 상기 우수 유입구(7)보다 일정거리 낮은 위치에 우수 유출구(11)를 형성하며, 여과조(4)의 여과조 상부벽(12) 일단부에 작업용 맨홀(9)을 형성한다. 상기 외부유입수문(16)은 외부유입수문 개폐장치(16a)를 포함하여 형성한다.

또한 상기 전처리조(2)에는 도 4, 5에 도시한 바와 같이, 바닥에 전처리조의 후방 수직벽측이 개방된 침전용 격벽(34)을 일정높이로 형성하고, 유입관(7)을 통해 유입되는 우수가 침전용 격벽의 개방된 통로를 통해 이동되도록 하여 우수에 포함된 비점오염 물질이 전처리조의 바닥으로 침전되는 시간을 증가시키도록 한다. 즉, 전처리조(2)에 침전용 격벽(34)을 형성하여 전처리조(2)에 유입되는 우수가 전처리조 내에서 체류하는 시간을 증가시킴으로써, 우수에 포함된 중량의 비점오염 물질을 침전시켜 배출할 수 있도록 한다.

상기 제1여과체(1)는 도 2, 7에 도시한 바와 같이, 전처리조(2)의 유입구(7)를 통해 우수에 포함되어 유입되는 대형 협잡물을 포집하도록 유입구(7)에 그물망 형태로 설치되는 협잡물포집망(15)으로서, 전처리조(2)의 좌측 수직벽(6)과 전처리조의 상부벽에 착탈식으로 설치되며, 우수가 유입되면 우수유입 방향으로 펼쳐지고 전처리조(2)에 충전된 우수의 부력에 의해 포켓 상태가 유지되도록 부유물을 설치한다.

상기 제1여과체(1)의 협잡물포집망(15)은 도 7에 도시한 바와 같이, 그물 또는 메쉬망을 사용하여 원통형 또는 다면체형의 통체로 형성하며, 전처리조의 수면과 수평으로 배치하고, 협잡물이 유입된 측에 유입된 협잡물이 역류하여 배출되지 않도록 역류방지가이드(15a)를 설치하며, 협잡물이 유입되는 반대편측 단부에는 협잡물을 인출할 수 있는 방출도어망(15b)을 힌지에 의해 개폐되는 구조로 형성한다.

우수가 유입되는 상기 외부유입수문(16)은 도 4에 도시한 바와 같이, 강우가 발생되지 않을 때는 닫힘 상태를 유지하여 전처리조(2)와 여과조(4)에 우수가 충전되지 않고 빈 공간이 유지될 수 있도록 한다.

즉, 강우가 발생되지 않은 경우에 유입구를 차단하고, 전처리조 및 여과조의 준설을 통해 우수와 침전물을 배출하여, 전처리조와 여과조 내부에 우수와 침전물이 장기 방치됨으로 인해 발생되는 악취를 방지하고, 또한 전처리조와 여과조 내부에 설치되는 설비들이 물에 잠겨 발생되는 고장이 발생되고 수명이 단축되는 현상을 방지할 수 있도록 하는 것이다.

상기 여과조(4)에 설치되는 제2여과체(3)는 크기가 작은 비점오염 물질을 여과할 수 있도록, 도 4에 도시한 바와 같이, 여과조(4)의 내부 일정높이에 설치하는 것으로, 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 여과통(20)은 내부원통(22)과 외부원통(23)을 상부면판(17)과 하부면판(18)으로 밀폐하여 여재(21)를 충전하는 여재 충전공간(24)을 형성한다. 상기 여재 충전공간(24)은 두께를 300 ~ 800mm로 형성하여 전처리된 우수가 15 내지 20m/hr의 속도로 통과하면서 여과가 이루어질 수 있도록 한다.

상기 여과통(20)의 내부원통(22)과 외부원통(23)은 도 6에 도시한 바와 같이, 상부와 하부에 전체 길이의 10 ~ 15%에 해당하는 부위를 각각 밀폐시킨 밀폐부(25)를 형성하고, 나머지 중간부분은 여재 충전공간(24)에 충전되는 여재가 이탈되지 않도록 여재의 직경보다 작은 구멍을 일정간격으로 타공한 타공부(26)를 형성한다.

그리고 상기 상부면판(17)은 내부원통(22)의 중공부가 개방되도록 관통공(27)을 형성하고, 상기 하부면판(17)은 밀폐된 판으로 형성하여 내부원통(22)의 중공부와 여재 충전공간(24)의 하부가 모두 밀폐하도록 한다.

상기 여재 충전공간(24)에는 도 6에 도시한 바와 같이, 부유성 여재(21)를 투입하되, 부유성 여재(21)는 진흙을 고온에서 발포 고형화하여, 비중 500 ~ 700kg/m³,투수속도 2.00㎝/sec 이상, 유효입경 4.3mm의 다공질로 형성하고, 여재 충전공간의 80 ~ 90%를 투입하여 역세척시에 공급되는 여재(21)가 에어에 의해 여재 충전공간 내에서 유동될 수 있도록 한다.

이처럼 여재 충전공간(24)에 부유성 여재(21)를 충전함으로써, 격벽에 설치되는 여세수문(13)을 통해 여과조(4)로 유입되는 전처리수는 여과통(20)의 외부원통(23)에 형성된 타공부를 통해 여재 충전공간(24)으로 유입되고, 유입된 전처리수가 여재 충전공간에 충전된 부유성 여재(21)를 통과 하면서 입자가 적은 비점오염 물질이 여과되며, 비점오염 물질이 여과된 우수는 내부원통(22)의 타공부(26)를 통해 중공부로 토출되어, 부유물질(SS)의 연평균 제거율 80% 이상의 깨끗한 물을 우수 유출구(11)를 통해 하천 또는 우수관으로 배출되도록 한다.

상기 여과통(20)은 도 2, 3에 도시한 바와 같이, 여과조(4)의 내부 일정높이에 설치되는 칸막이(4a)에 상단부를 장착하고, 여과통(20)을 통과하지 않은 우수가 우수 유출구(11)를 통해 배출되지 않도록 하며, 여과통(20)의 하부면판(17)에 복수개의 받침대(4b)를 일정간격으로 설치하여 여과통(20)과 칸막이(4a)의 무게를 지지할 수 있도록 한다. 상기 칸막이(4b)의 일정부위는 칸막이를 통과하여 여과통의 하부와 여과조(4)의 바닥 상태를 점검할 수 있도록 점검구(4c)를 개폐 가능한 구조로 결합하여 형성한다.

또한 상기 제2여과체(3)의 여과통이 설치된 칸막이(4a)의 주위에는 도 4에 도시한 바와 같이, 부력에 의해 개폐동작이 이루어지는 수직플로터(4d)를 적어도 하나 이상을 일정간격으로 이격시켜 설치한다. 상기 수직플로터(4d)는 여과조(4) 수위가 상승하면 폐쇄되어 여과조로 유입되는 전처리수가 칸막이를 통과하여 우수 유출구(11)로 배출되지 않도록 하고, 수위가 하강하여 부력이 떨어지면 밸브가 개방되어 칸막이 상부의 여과된 물에 포함되는 침전물을 여과된 물과 함께 여과조 안으로 다시 환수되도록 한다.

상술한 구성에 의해 우수에 포함된 비점오염 물질을 여과하여 배출하다가, 강우 종료 후 일정시간이 경과하면 제2여과체(3)의 여재 충전공간(24)에 충전되는 여재(21)에 부착된 비점오염 물질을 이탈시키는 역세척 과정이 이루어지도록 한다.

상기 여재(21)의 역세척 구성을 보다 자세히 설명하면 도 2, 4에 도시한 바와 같이, 전처리조(2)와 여과조(4)의 바닥면을 전처리조(2)의 좌측 수직벽(6) 측을 향해 일정각도 하향 경사시킨 경사면으로 형성하여 전처리조(2)에서 역세척수를 배출할 수 있도록 한다.

그리고 중간벽에 구비되는 여세수문(13)을 개폐하는 개폐장치(14)와 전처리조(2)의 일측 바닥에 설치되어 전처리조에 충전된 우수를 배출하는 퇴수용 수중펌프(28)와, 여과통(20)의 여재 충전공간(24)의 바닥을 향해 일정길이로 연장 설치되는 에어공급관(35)과, 여재통(20)의 하부면판(18)에 설치되어 역세척시 발생되는 침전물을 배출하는 내부펌프(36) 및 여과조(4)의 일측벽에 설치하여 여과조(4)의 수위를 검출하고 역세척 신호를 송출하는 레벨센서(33)를 포함하여 형성한다.

상기 여세수문(13)을 개폐하는 개폐장치(14)는 도 4에 도시한 바와 같이, 전처리조(2)의 내부 만충전 수위보다 상부에 위치시키고, 여세수문(13) 각각에 대응시켜 중간벽(5)에 설치하고, 개폐축(14a)을 여세수문(13)의 상단부와 연결하며, 개폐장치(14)의 작동에 의해 여세수문(13)의 개폐가 이루어질 수 있도록 한다.

상기 퇴수용 수중펌프(28)는 도 4에 도시한 바와 같이, 여과조(4)에서 발생되는 역세척수를 전처리조(2)로 이송시켜 여재(21)의 역세척이 이루어질 수 있도록, 역세척 진행 과정에 따라 구동되어 전처리조(2)에 충전되는 역세척수를 배출하여 전처리조를 빈 공간으로 형성하며, 퇴수용 수중펌프(28)에 의해 배출되는 역세척수는 역세전용필터(31)를 통해 여과하고, 여과된 역세척수를 투수지나 자연천으로 직접 배출하거나 여과조(4)의 우수 유출관(11)을 통해 배출되도록 관로로 연결한다.

상기 에어공급관(35)은 여재 충전공간(24)에 위치하는 부위에 다수개의 에어노즐(미도시)을 일정간격으로 형성하여 에어공급원(35a)으로부터 에어를 공급되는 에어가 여재(21)를 향해 골고루 분출될 수 있도록 한다.

상기 내부펌프(36)는 역세척 과정에서 발생되는 여과통(20) 하부의 침전물을 배출할 수 있도록, 에어를 공급하여 여재(21)를 세척한 다음 일정시간 경과후 구동시켜 여과통 하부에 침전된 침전물을 역세척수와 함께 일정량 흡입하여 배출관(36a)을 통해 전처리조(2)로 배출시키고, 침전물이 포함된 역세척수는 퇴수용 수중펌프(28)를 통해 역세전용필터(31)로 이송하도록 한다.

그리고 상기 레벨센서(33)의 수위정보와 강우정보를 입력받아 상기 여세수문 개폐장치(14), 외부유입수문 개폐장치(16a), 에어공급원(35a), 퇴수용 수중펌프(28), 내부펌프(36)를 제어하는 제어부(37)를 포함하여 형성하도록 한다.

상기 역세전용필터(31)는 도 2, 4에 도시한 바와 같이, 전처리조(2) 또는 여과조(4)의 상부면에 맨홀 형태로 돌출시켜 형성하고, 그 내부에 다단으로 여과필터(32)를 다단으로 적층 설치하여 분리교체가 가능하도록 형성한다.

상기 전처리조(2)의 좌측 수직벽(6)과 여과조(2)의 우측 수직벽(10)에는 도 4에 도시한 바와 같이, 맨홀(9) 내부와 연결하여 전처리조(2)와 여과조(4)의 바닥에 쌓이는 침전물을 준설하는 준설배관(29)을 설치한다.

상기 준설배관(29)은 도 8에 도시한 바와 같이, 준설배관(29)의 일측에 준설배관보다 길이가 짧고 직경이 작은 에어밴트관(30)을 형성하여 준설배관(29)을 통해 침전물을 흡입할 때 준설배관 내부에 공기가 함께 흡입되도록 함으로써, 준설배관(29) 관로가 침전물로 가득차지 않도록 하여 침전물 흡입작업이 원활하게 이루어지도록 한다.

상술한 개폐장치(14)와 외부유입수문 개폐장치(16a), 에어공급원(35a), 퇴수용 수중펌프(28), 내부펌프(36) 및 레벨센서(33)는 도 9에 도시한 바와 같이 제어부(37)와 연결되고, 상기 제어부(37)는 비점오염저감장치 제어방법에 의해 상기 구성을 제어하여 비점오염물질을 여과하고 여재의 역세척이 이루어지도록 한다.

상기 비점오염저감장치에 의한 비점오염물질 저감방법은 도 10에 도시한 바와 같이, 제어부(37)를 통해 비점오염물질 저감 장치를 제어하여 비점오염물질을 여과하는 여과제어방법(A)과 비점오염물질을 여과한 다음 여과통(20)에 충전되는 여재(21)를 역세척하는 역세척제어방법(B)을 포함하여 이루어진다.

도 10에 도시한 바와 같이, 상기 비점오염물질 여과 제어방법(A)은 상기 제어부(37)에 강우센서 또는 기상정보에 의해 강우 정보가 입력되는 강우정보입력단계(F1)와;, 강우정보가 입력되면, 외부유입수문 개폐장치를 제어하여 외부유입수문(16)과 여세수문(13)을 개방하는 수문개방단계(F2)와; 비점오염물질이 포함된 우수가 입력되어 여과가 이루어지는 여과단계(F3)와, 강우 종료정보가 입력되면 일정시간 경과후 외부유입수문(16)과 여세수문(13)을 닫음 위치로 제어하여 우수가 유입되지 않도록 하는 수문닫음단계(F4)로 이루어진다.

또한 도 10에 도시한 바와 같이, 여재(21)를 역세척하는 역세척 제어방법(B)은 수문닫음단계(F4) 다음에 진행되는 것으로, 우수 유입이 차단되면 여재의 역세척이 가능하도록 준비하는 역세척준비단계(S1)와 여과통(20)에 에어를 공급하면서 여재(21)를 세척하는 1차역세척단계(S2) 내지 3차역세척단계(S4)로 이루어진다.

상기 역세척 준비단계(S1)는 수문닫음단계(F4)에 의해 외부유입수문과 중간벽(5)에 설치된 여세수문(13)이 닫힌 다음, 전처리조에 설치된 퇴수용 수중펌프(28)을 구동하여 전처리수를 역세전용필터(31)를 통해 배출하여 여과조로부터 역세척된 물을 이송받을 수 있도록 한다.

상기 1차역세척단계(S2)는 에어공급관(35)을 통해 여재통(20)에 에어를 일정시간 공급하여 여재(21)가 물속에 잠긴 상태에서 에어세척을 수행하여 여재(21)에 부착된 이물질을 이탈시킨다.

그리고 여재(21)로부터 이탈된 이물질이 침전되도록 일정시간 에어공급을 중단한 다음, 내부펌프(36)를 구동하여 침전물을 배출하면서 여세수문(13)을 개방하여 이물질이 포함된 여과조(4)의 물을 수위 B까지 전처리조(2)로 배출하고, 여과조의 물이 수위 B에 도달하면 여세수문(13)을 닫고, 퇴수용 수중펌프(28)을 구동하여 처리조로 이송된 1차 역세척수를 역세전용필터(31)를 통해 배출한다.

상기 2차역세척단계(S3)는 여재(21)가 물속에 잠긴 상태에서 에어공급관(35)을 통해 여재통(20)에 에어를 공급하여 에어세척을 수행하여 여재에 부착된 이물질을 이탈시키고, 이탈된 이물질의 침전이 되도록 일정시간 에어공급을 중단한 다음, 내부펌프(36)를 구동하여 침전물을 배출하면서 여세수문(13)을 개방하여 이물질이 포함된 여과조(4)의 물을 수위 C까지 전처리조(2)로 배출하고, 여과조의 물이 수위 C에 도달하면 여세수문(13)을 닫고, 퇴수용 수중펌프(28)을 구동하여 처리조로 이송된 2차 역세척수를 역세전용필터(31)를 통해 배출한다.

상기 3차역세척단계(S4)는 여재(21)가 물속에 잠긴 상태에서 에어공급관(35)을 통해 여재통(20)에 에어를 공급하여 에어세척을 수행하여 여재에 부착된 이물질을 이탈시키고, 이탈된 이물질의 침전이 되도록 일정시간 에어공급을 중단한 다음, 내부펌프(36)를 구동하여 침전물을 배출하면서 여세수문(13)을 개방하여 이물질이 포함된 여과조(4)와 전처리조(2)의 3차 역세척수를 퇴수용 수중펌프(28)을 구동하여 모두 역세전용필터(31)를 통해 배출하고, 3차 역세척수의 배출이 완료된 다음 여세수문(13)은 열림상태를 유지하고 외부수유입수문(16)은 닫힘상태를 유지하도록 한다.

상기 여재의 1차 내지 3차 역세척단계(S2, S3, S4)는 여재(21)의 오염 상태에 따라 1차역세척단계(S2)와 2차역세척단계(S3) 및 3차역세척단계(S4)를 모두 실시하거나 어느 하나 또는 적어도 하나 이상을 선택하여 실시할 수 있다.

상기 여재의 역세척방법에 따라 다공질로 이루어지는 여재는 다공이 95 ~ 99%가 복원되어 부유물질(SS)의 연평균 제거율이 80% 이상이 되도록 비점오염 물질을 여과용 여재로 반영구적 반복 사용이 가능한 효과가 발생되지만, 여재를 역세척 과정없이 사용하는 경우에는 여재의 다공이 비점오염 물질 통과시 수시로 막혀서 반복 사용이 불가능하게 되는 것이다..

1 : 제1여과체 2 : 전처리조
3 : 제2여과체 4 : 여과조
5 : 격벽 6 : 좌측 수직벽
7 : 우수 유입구 8 : 상부벽
9 : 맨홀 10 : 우측 수직벽
11 : 우수 유출구 12 : 여과조 상부벽
13 : 여세수문 14 : 개폐장치
15 : 협잡물포집망 16 : 외부유입수문
17 : 상부면판 18 : 하부면판
19 : 밀폐판 20 : 여과통
21 : 여재 22 : 내부원통
23 : 외부원통 24 : 여재 충전공간
25 : 밀폐부 26 : 타공부
27 : 관통공 28 : 퇴수용 수중펌프
29 : 준설배관 30 : 에어밴트관
31 : 역세전용필터 32 : 여과필터
33 : 레벨센서 34 : 침전용 격벽
35 : 에어공급관 36 : 내부펌프
4a : 칸막이 4b : 받침대
4c : 점검구 4d : 수직플로터
14a : 개폐장치 14b : 개폐축
15a : 역류방지가이드 15b : 방출도어망
16a : 외부유입수문 개폐장치 35a : 에어공급원

Claims

비점오염 저감장치에 있어서,
유입되는 우수로부터 대형 협잡물을 포집하는 제1여과체가 설치된 전처리조와 전처리조로부터 공급되는 전처리수를 여과하는 제2여과체가 설치된 여과조를 중간벽으로 연결하여 원형 또는 다각형의 통체로 형성하고,
강우가 검출되지 않거나 강우량이 감소하여 여과조의 수위가 일정치 이하로 되면 제2여과체에 에어를 공급하며 여과조에 저장되는 물을 전처리조로 급속 역류시켜 제2여과체에 투입된 여재를 역세척하되,
상기 중간벽에는 전처리조의 바닥면에 접하여 전처리조의 물을 여과조로 공급하거나 차단하고, 여과조의 역세척수를 전처리조로 역류시키거나 차단하는 여세수문을 설치하는 것을 특징으로 하는 비점오염 저감장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 전처리조는 유입되는 우수가 전처리조에 체류하는 시간을 증가시켜 우수에 포함된 중량의 비점오염 물질이 침전되도록, 전처리조의 후방 수직벽측이 개방된 침전용 격벽을 일정높이로 형성하고, 우수 유입구를 통해 유입되는 우수가 개방된 통로를 통해 이동되도록 하는 것을 특징으로 하는 비점오염 저감장치.
제1항에 있어서,
상기 제1여과체는 전처리조의 우수 유입구를 통해 우수에 포함되어 유입되는 협잡물을 포집하도록 그물망 형태의 협잡물포집망으로 형성하여, 전처리조의 우수 유입구 측에 착탈식으로 부착하는 것을 특징으로 하는 비점오염 저감장치.
제1항에 있어서,
상기 제2여과체는 전처리수에 포함되는 크기가 작은 비점오염 물질을 여과할 수 있도록 내부원통과 외부원통을 상부면판과 하부면판으로 밀폐하여 여재를 충전하는 여재 충전공간이 구비된 여과통으로 형성하고, 상기 여과통은 여과조의 내부 공간에 설치되는 칸막이의 하부에 장착하는 것을 특징으로 하는 비점오염 저감장치.
제5항에 있어서,
상기 여과통은 하부면판에 복수개의 받침대를 일정간격으로 설치하여 여과통과 칸막이의 무게를 지지하고,
상기 칸막이의 일정부위는 칸막이를 통과하여 여과통의 하부와 여과조의 바닥 상태를 점검할 수 있도록 점검구를 개폐 가능한 구조로 결합하며,
상기 장착된 여과통 주위 칸막이에는 부력에 의해 개폐동작되는 적어도 하나 이상의 수직플로터를 일정간격으로 이격시켜 설치하는 것을 특징으로 하는 비점오염 저감장치.
제6항에 있어서,
상기 내부원통과 외부원통은 전체 길이의 10 ~ 15%에 해당하는 상단부와 하단부를 밀폐시킨 밀폐부를 형성하고, 중간부분은 여재 충전공간에 충전되는 여재가 이탈되지 않도록 여재의 직경보다 작은 구멍을 일정간격으로 타공한 타공부로 형성하며,
상기 상부면판은 내부원통의 중공부와 동일한 크기로 관통공을 형성하고, 하부면판은 밀폐판으로 형성하는 것을 특징으로 하는 비점오염 저감장치.
제7항에 있어서,
상기 여재는 진흙을 고온에서 발포 고형화하여, 비중 500 ~ 700kg/m³,투수속도 2.00㎝/sec 이상, 유효입경 4.3mm의 다공질의 부유성으로 형성하고, 여재 충전공간의 80 ~ 90%를 투입하여 역세척시에 여재가 여재 충전공간 내에서 유동될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 비점오염 저감장치.
제1항에 있어서,
상기 전처리조와 여과조의 바닥면은 전처리조의 좌측 수직벽 측을 향해 일정각도로 하향 경사시켜 경사면으로 형성하고,
중간벽에 설치되는 여세수문을 개폐하는 개폐장치와; 전처리조의 일측 바닥에 설치되어 전처리조에 충전되는 우수를 배출하는 퇴수용 수중펌프와; 여과통의 여재 충전공간의 바닥을 향해 일정길이로 연장 설치되며 에어공급원에 의해 에어를 공급하는 에어공급관과; 여재통의 하부 하부면판에 설치되어 역세척시 발생되는 침전물을 배출하는 내부펌프와; 여과조의 일측벽에 설치하여 수위를 검출하는 레벨센서와; 레벨센서의 수위정보와 강우정보를 입력받아 상기 여세수문 개폐장치, 외부유입수문 개폐장치, 에어공급원, 퇴수용 수중펌프, 내부펌프를 제어하는 제어부를 포함하여 형성하는 것을 특징으로 하는 비점오염 저감장치.
제9항에 있어서,
상기 퇴수용 수중펌프에 의해 배출되는 역세척수는 역세전용필터를 통해 배출되도록 하는 것을 특징으로 하는 비점오염 저감장치.
제9항에 있어서,
에어공급관은 여재 충전공간에 위치하는 부위에 다수개의 에어노즐을 일정간격으로 형성하고,
상기 내부펌프는 역세척 과정에서 발생되는 여과통의 하부에 침전되는 침전물을 전처리조로 배출하는 것을 특징으로 하는 비점오염 저감장치.
제10항에 있어서,
상기 역세전용필터는 전처리조 또는 여과조의 상부면에 맨홀 형태로 돌출시켜 형성하고, 그 내부에 다단으로 여과필터를 다단으로 적층 설치하여 분리교체가 가능하도록 형성하는 것을 특징으로 하는 비점오염 저감장치.
제1항에 있어서,
상기 전처리조의 좌측 수직벽과 여과조의 우측 수직벽에는 맨홀 내부와 연결하여 전처리조와 여과조의 바닥에 쌓이는 침전물을 준설하는 준설배관을 설치하며,
상기 준설배관은 일측에 준설배관보다 길이가 짧고 직경이 작은 에어밴트관을 형성하여 준설배관을 통해 침전물을 흡입할 때 준설배관 내부에 공기가 함께 흡입되도록 하는 것을 특징으로 하는 비점오염 저감장치.
비점오염 물질 저감방법에 있어서,
제어부를 통해 비점오염물질 저감 장치를 제어하여 비점오염물질을 여과하는 여과제어방법과 비점오염물질을 여과한 다음 여과통에 충전되는 여재를 역세척하는 역세척제어방법으로 포함하여 이루어지며,
상기 비점오염물질 여과제어방법은 상기 제어부에 강우센서 또는 기상정보에 의해 강우 정보가 입력되는 강우정보입력단계와; 강우정보가 입력되면, 외부유입수문 개폐장치를 제어하여 외부유입수문과 여세수문을 개방하는 수문개방단계와; 비점오염물질이 포함된 우수가 입력되어 여과가 이루어지는 여과단계와; 강우 종료정보가 입력되면 일정시간 경과후 외부유입수문과 여세수문을 닫음 위치로 제어하여 우수가 유입되지 않도록 하는 수문닫음단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비점오염 물질저감 방법.
제14항에 있어서,
상기 역세척 제어방법은 수문닫음단계 다음에 진행되는 것으로,
우수 유입이 차단되면 여재의 역세척이 가능하도록 준비하는 역세척준비단계와 여과통에 에어를 공급하면서 여재를 세척하는 1차역세척단계 내지 3차역세척단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 비점오염 물질저감 방법.
제15항에 있어서,
상기 여재의 1차 내지 3차 역세척단계는 여재의 오염 상태에 따라 1차역세척단계와 2차역세척단계 및 3차역세척단계를 모두 실시하거나 어느 하나 또는 적어도 하나 이상을 선택하여 실시할 수 있는 것을 특징으로 하는 비점오염 물질저감 방법.
제16항에 있어서,
상기 역세척 준비단계는 수문닫음단계에 의해 외부유입수문과 중간벽에 설치된 여세수문이 닫힌 다음, 전처리조에 설치된 퇴수용 수중펌프를 구동하여 전처리수를 역세전용필터를 통해 배출하여 여과조로부터 역세척된 물을 이송받을 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 비점오염 물질저감 방법.
제17항에 있어서,
상기 1차역세척단계는 에어공급관을 통해 여재통에 에어를 일정시간 공급하여 여재가 물속에 잠긴 상태에서 에어세척을 수행하여 여재에 부착된 이물질을 이탈시킨고,
여재로부터 이탈된 이물질이 침전되도록 일정시간 에어공급을 중단한 다음, 내부펌프를 구동하여 침전물을 배출하면서 여세수문을 개방하여 이물질이 포함된 여과조의 물을 수위 B까지 전처리조로 배출하고,
여과조의 물이 수위 B에 도달하면 여세수문을 닫고, 퇴수용 수중펌프를 구동하여 처리조로 이송된 1차 역세척수를 역세전용필터를 통해 배출하는 것을 특징으로 하는 비점오염 물질저감 방법.
제18항에 있어서,
상기 2차역세척단계는 여재가 물속에 잠긴 상태에서 에어공급관을 통해 여재통에 에어를 공급하여 에어세척을 수행하여 여재에 부착된 이물질을 이탈시키고,
이탈된 이물질의 침전이 되도록 일정시간 에어공급을 중단한 다음, 내부펌프를 구동하여 침전물을 배출하면서 여세수문을 개방하여 이물질이 포함된 여과조의 물을 수위 C까지 전처리조로 배출하고,
여과조의 물이 수위 C에 도달하면 여세수문을 닫고, 퇴수용 수중펌프를 구동하여 처리조로 이송된 2차 역세척수를 역세전용필터를 통해 배출하는 것을 특징으로 하는 비점오염 물질저감 방법.
제19항에 있어서,
상기 3차역세척단계는 여재가 물속에 잠긴 상태에서 에어공급관을 통해 여재통에 에어를 공급하여 에어세척을 수행하여 여재에 부착된 이물질을 이탈시키고,
이탈된 이물질의 침전이 되도록 일정시간 에어공급을 중단한 다음, 내부펌프를 구동하여 침전물을 배출하면서 여세수문을 개방하여 이물질이 포함된 여과조와 전처리조의 3차 역세척수를 퇴수용 수중펌프를 구동하여 모두 역세전용필터를 통해 배출하고,
3차 역세척수의 배출이 완료된 다음 여세수문은 열림상태를 유지하고 외부수유입수문은 닫힘상태를 유지하도록 하는 것을 특징으로 하는 비점오염 물질저감 방법.