KR101525607B1 - 융복합 하이브리드 우수 관리 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 우수의 유출을 억제하고 우수를 효율적으로 치수 및 이수하여 수자원 순환율을 증대할 수 있음과 동시에, 절기에 따른 우수 관리의 효율성을 높이며, 쾌적한 친수 공간 및 조경 공간을 제공할 수 있는 융복합 하이브리드 우수 관리 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다. 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 투수성 보도 유닛; 상기 투수성 보도 유닛을 통해 하부로 침투되는 우수를 이송시키기 위한 송수 유닛; 상기 투수성 보도 유닛의 일측에 시설된 녹지대의 하부에 구비되고, 상기 송수 유닛으로부터 제공되는 우수를 녹지대로 제공하기 위한 녹지대 우수 관리 유닛; 상기 녹지대 우수 관리 유닛의 일측에 구비되고, 상기 송수 유닛으로부터 제공받은 우수를 이수 및 치수하기 위한 이치수 유닛; 및 상기 녹지대 우수 관리 유닛과 이치수 유닛의 우수 유입 상류 측에 구비되어 유입되는 빗물을 여과시키기 위한 여과 유닛; 및 상기 송수 유닛으로부터 상기 녹지대 우수 관리 유닛과 이치수 유닛으로 이송되는 우수를 제어하기 위한 제어 수단;을 포함하는 융복합 하이브리드 우수 관리 시스템을 제공한다.

Description

융복합 하이브리드 우수 관리 시스템{CONVERGENCE HYBRID RAINWATER MANAGEMENT SYSTEM}

본 발명은 빗물을 효율적으로 관리 및 활용하기 위한 우수 관리 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 우수의 유출을 억제하고 우수를 효율적으로 치수 및 이수하여 수자원 순환율을 증대할 수 있음과 동시에, 절기에 따른 우수 관리의 효율성을 높이며, 쾌적한 친수 공간 및 조경 공간을 제공할 수 있는 융복합 하이브리드 우수 관리 시스템에 관한 것이다.

최근 도시화, 산업화가 진행되면서 불투수층인 인공 지반의 면적이 증대되어 서울시와 같은 도심의 경우 전체 면적의 약 70%이상으로서 우수(雨水)가 지반에 침투되어 지하수화 되지 못하고 하천으로 유실되어 수자원 순환율 저하에 의한 물부족 상태가 점차 심화 되어가고 있다.

특히 도심에서 많은 면적을 갖고 있는 보행도로(보도) 관점에서 살펴보면 종래의 보도는 일반적으로 인터록킹 시멘트 블록 시스템으로써 이들 종래의 인터록킹 시멘트 블록의 경우 강우(降雨) 시, 우수(雨水)가 블록과 블록 사이의 미세한 틈 사이로만 극소량 침투되고 대부분의 우수(雨水)가 유출되어 버려 수자원 순환율이 매우 낮음과 동시에 보도 위에서 흐르고 있는 우수(雨水)에 의한 보행 장애 개선이 절실한 실정이다.

한편, 우수 관리 차원의 관점에 있어서, 일반적으로 우수 저류시설은 이수를 목적으로 하는 빗물 저류조와 치수를 목적으로 하는 치수용 저류조로 구분된다. 평상시에 유출되는 우수를 저류하여 활용하는 것만으로도 이수, 치수, 비점오염 관리 등 여러 가지 효과를 얻을 수 있지만, 목적에 맞는 규모와 용도로 설치하지 않으면 기대하는 효과를 얻기 어렵다. 따라서 이수, 치수, 비점오염 관리 등 각각의 목적에 맞는 용도로 설계하여 주된 기능을 하도록 하고 나머지는 부가적인 효과로 취급되고 있다.

최근에는 치수용 저류설비에서도 유출 저감 및 유출 지연 기능만 수행하지 않고 저장된 우수를 유용하게 이용하고자 이용 시설과 연계한 기술도 행해지고 있다. 그러나 치수 기능을 원활하게 수행하기 위해서는 강우 유입 전에 항상 저류조가 비워져 있어야 하기 때문에 치수 저류조와 이수 저류조를 분리하여 운영하도록 하고 있다.

또한, 종래의 우수 저류시설의 맨홀에는 빗물과 함께 유입된 비점오염원의 여과를 위한 별도의 여과수단이 설치되지 않았거나 여과수단이 설치되었다 하더라도 그 유지관리가 용이하게 이루어지지 못함으로써 맨홀에서 비점오염원의 충분한 여과가 이루어지지 못한 상태에서 저류조에 빗물이 모이게 되었다.

따라서 여재의 폐색이 빈번하여 여과효율이 저하되고, 이에 따라 빈번한 역세척이 요구되고, 하천수의 오염을 방지하기 위한 우수 저류시설의 기능이 제대로 수행되지 못하게 되는 등의 문제점이 있었다.

상기한 바와 같이 우수의 효율적 관리의 관점에서, 특히 도심에서 많은 면적을 갖고 있는 보행도로(보도)와 우수를 저장할 수 있는 저류 시설 그리고 나아가 여과 유닛를 연계하여 우수의 이수와 치수 그리고 수자원의 재활용을 위한 방안 및 시스템에 대한 연구가 절실히 요구되고 있는 실정이다.

한편, 도심이나 도심 외곽에 일반인의 휴식과 위락을 위한 벤치, 조명 등의 시설과 계절의 변화가 나타날 수 있는 교목, 관목, 꽃 등을 혼합식재하여 녹지를 늘리는 환경 개선이 많이 이루어지고 있다.

따라서, 우수의 단순 관리 차원에서 벗어나 환경 개선을 위한 녹지와도 연계시켜 종합적인 우수관리를 통한 수자원 확보 및 재해경감 기술의 새로운 패러다임이 필요하고, 이에 대한 기술개발이 요구되고 있는 실정이다.

종래 기술로서 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0139019호(2011.12.28)에서 "평면부지의 직접배수방식 빗물처리 저류시설, 그 저류시설에 이용되는 직접배수방식 빗물처리 저류시설용 저류 블록 및 배수 블록"을 제안하고 있으며, 대한민국 공개특허공보 제10-2009-0100122호(2009.09.23)에서는 빗물의 재활용 시스템에 대해서 제안하고 있다.

(문헌1) 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0139019호(2011.12.28) (문헌2) 대한민국 공개특허공보 제10-2009-0100122호(2009.09.23)

따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점들을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 우수의 유출을 억제하고 우수를 효율적으로 치수 및 이수하여 수자원 순환율을 증대할 수 있음과 동시에, 절기에 따른 우수 관리의 효율성을 높이며, 쾌적한 친수 공간 및 조경 공간을 융복합적으로 제공할 수 있는 융복합 하이브리드 우수 관리 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 해결과제는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적들 및 다른 특징들을 달성하기 위한 본 발명의 일 관점에 따르면, 투수성 보도 유닛; 상기 투수성 보도 유닛을 통해 하부로 침투되는 우수를 이송시키기 위한 송수 유닛; 상기 투수성 보도 유닛의 일측에 시설된 녹지대의 하부에 구비되고, 상기 송수 유닛으로부터 제공되는 우수를 녹지대로 제공하기 위한 녹지대 우수 관리 유닛; 상기 녹지대 우수 관리 유닛의 일측에 구비되고, 상기 송수 유닛으로부터 제공받은 우수를 이수 및 치수하기 위한 이치수 유닛; 및 상기 녹지대 우수 관리 유닛과 이치수 유닛의 우수 유입 상류 측에 구비되어 유입되는 빗물을 여과시키기 위한 여과 유닛; 및 상기 송수 유닛으로부터 상기 녹지대 우수 관리 유닛과 이치수 유닛으로 이송되는 우수를 제어하기 위한 제어 수단;을 포함하는 융복합 하이브리드 우수 관리 시스템을 제공한다.

본 발명에 있어서, 상기 녹지대 우수 관리 유닛은 상기 여과 유닛에 의해 여과처리되어 들어오는 빗물을 집수 저류하는 녹지대용 저류 유닛; 및 일단부는 상기 녹지대용 저류 유닛에 구비되고 타단부는 녹지대 지반층에 구비되며, 모세관현상을 통해 상기 녹지대용 저류 유닛에 저류된 빗물을 지반층으로 유도하는 무동력 빗물공급 유닛을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 저류 유닛은 일측에 우수가 유입되는 유입구가 형성된 저류조로 이루어지며, 상기 저류조의 내부에는 오염원 제거와 항균처리를 위한 오염원 저감 및 항균처리수단이 구비되는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 무동력 빗물공급 유닛은 상측부에 복수의 우수 유출공이 형성되는 봉 부재로 이루어지고, 상기 봉 부재는 하측부가 상기 저류 유닛 내에 위치되고, 상측부가 녹지대의 지반층에 위치되도록 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 봉 부재는 내부에 섬유부재를 포함하는 다공성 재료를 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 녹지대 우수 관리 유닛은 상기 투수성 보도 유닛의 일측에 설비되는 우수관거; 상기 우수관거의 하류 측에서 유입관을 통해 연결되고, 우수의 유입 측에서 이물질을 걸러내기 위한 거름망 부재를 구비하는 전처리조; 상기 전처리조와 이웃하는 녹지대의 하부 지반에서 상기 전처리조와 연통되게 구비되는 하나 이상의 제1 침투유공 파이프; 및 상기 우수관거의 상류 측에서 유출관을 통해 연결되는 처리수 유출조; 상기 처리수 유출조와 이웃하는 녹지대의 하부 지반에 상기 처리수 유출조와 연통되게 구비되는 하나 이상의 제2 침투유공 파이프;를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 녹지대의 지반에서 상기 전처리조와 처리수 유출조의 상부 간을 연통시키는 바이패스 파이프; 상기 녹지대에 관통 설치되는 관측정; 및 상기 전처리조와 처리수 유출조 사이의 녹지대 하부 지반에서 상기 전처리조 및 처리수 유출조 각각과 연통되게 마련되는 쇄석층;을 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 바이패스 파이프는 몸체 전반에 걸쳐 다수의 유공이 형성되고, 상기 제1 침투유공 파이프로 유입되는 우수를 여과시키기 위한 여과 부재가 마련되며, 상기 우수 관거에는 상기 유입관과 연결되기 전 위치의 상류 측에 웨어가 마련되도록 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 전처리조로부터 상기 처리수 유출조 측으로 갈수록 하향 구배되게 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 투수성 보도 유닛은 지면에 설치되어 우수가 침투되는 투수블럭 부재와, 상기 투수블럭 부재의 하부에 결합되고, 지중에 설치되며 내부에 우수의 저류 공간이 형성되도록 박스형상으로 형성된 박스형 저류부재를 포함하는 단위 보도블록 각각이 서로 연결되어 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 투수성 보도 유닛은 일면 개방되고 상기 일면에 대향하는 면에 다수의 관통공이 형성된 박스형 저류부재와, 상기 박스형 저류부재의 개방된 일면에 커버 고정되고 다수의 관통공이 형성된 커버부재를 포함하는 단위 보도블록으로 이루어지고, 상기 박스형 저류부재 내에는 복수 공간으로 구획하기 위한 구획부재가 구비되며, 상기 박스형 저류부재의 내부 공간에는 활성탄을 함유한 폴리아크릴산염계 고분자 흡수체가 충전되어 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 송수 유닛은 상기 투수성 보도 유닛의 하부에 구비되고, 복수의 유공이 형성되는 지반 송수 파이프; 상기 투수성 보도 유닛의 일측 지상에 설치되고, 지표면으로부터 유출되는 우수를 상기 지반 송수 파이프로 제공하도록 구비되는 지상우수 송수 파이프; 및 상기 지반 송수 파이프가 지반 토압을 충분히 견딜 수 있도록 상기 지반 송수 파이프가 내측에 구비되는 지오셀;을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 지반 송수 파이프의 하면 또는 상기 지오셀의 하면에는 미세기공을 갖는 시트부재가 구비되는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 여과 유닛은 일측에 유입되는 빗물을 제공받기 위한 유입구가 형성되고 타측에 여과처리한 빗물을 상기 녹지대 우수 관리 유닛 및 이치수 유닛 중 적어도 하나로 제공하기 위한 여과처리조; 및 상기 여과처리조 내에 구비되어 유입되는 빗물을 여과처리하는 여과 부재를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 여과처리조의 상면에는 개폐가능한 개폐 부재가 구비되며, 상기 여과부재는 교체가능한 카트리지 방식의 여과부재로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 여과 부재는 전체 면에 우수 통과공이 형성되는 카트리지; 및 상기 카트리지 내에 충전되어 빗물을 여과처리하도록 활성탄이 가공처리된 폴리에틸렌(PE)소재 필터로 이루어지며, 빗물이 유입되는 측의 상기 필터의 일면에는 망상 시트가 구비되는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 여과 유닛은 상기 송수 유닛로부터 우수가 유입되는 유입조; 상기 유입조에 설치되어 우수가 하부에서 상향으로 유입되어 유동상 여재에 의해 여과되는 여과부; 및 상기 여과부의 상부에 설치되어 상기 유동상 여재를 역세척시키는 역세척부를 포함하며, 상기 여과부는 상기 유동성 여재 사이에 설치되는 상부 거름망과 하부 거름망을 구비하고, 상기 하부 거름망의 상부에는 상기 역세척부의 역세척시 에어에 의해 유동상 여재를 교란시키도록 에어주입구가 설치되는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 여과 유닛은 상기 송수 유닛으로부터 우수가 유입되는 침전조; 상기 침전조의 상부와 연통되어 침전조로부터 우수를 제공받는 여과조; 상기 여과조 하부의 내벽에 수평 방향으로 고정 설치되는 탈수 플레이트; 상기 탈수 플레이트 상부에 적재되어 우수를 여과시키는 유동상 여재; 상기 유동상 여재 상부에 수평 방향으로 설치되어 수위에 따라 부력에 의하여 승하강되며, 하강시 중량에 의하여 상기 유동상 여재를 압착하여 탈수시키는 부력 중량 플레이트; 상기 부력 중량 플레이트 상부에 설치되어 상기 유동상 여재를 세척하는 세척 노즐; 상기 여과조 하부에 설치된 여과수 배출밸브에 연결되어 우수를 저장하고 상등수를 상기 저류 유닛으로 공급하는 세척수 저장조; 및 상기 세척수 저장조에 저장된 우수를 상기 세척 노즐로 공급하는 펌프를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 이치수 유닛은 상기 여과 유닛에서 여과된 빗물을 저류하는 저류부; 상기 저류부에 설치되며, 저류된 우수가 여과막에 의해 여과되는 여과부; 및 상기 여과부의 하류 측에 연통되게 설치되어 상기 여과부에서 여과된 우수를 저류하는 하나 이상의 추가 저류부를 포함하고; 상기 여과막은 상기 저류부와 상기 여과부 사이에 형성된 격벽에 설치되고, 상기 추가 저류부에는 저류된 여과수가 여과막에 의해 추가로 여과되는 추가 여과부가 각각 설치되며, 상기 저류부와 추가 저류부에는 항균 타일이 설치되는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 여과 유닛은 상기 송수 유닛으로부터 유입되는 빗물을 회전시켜 원심력에 의해 초기우수에서 고형물을 제거하도록 콘형상으로 형성된 1차 수처리조; 및 상기 1차 수처리조의 하류에 접속되어 고형물이 제거된 초기우수를 여과하도록 교차흐름식 모듈이 설치된 2차 수처리조를 포함하며, 상기 이송관 부재는 상기 1차 수처리조의 상부에 연결되고, 상기 1차 수처리조의 하부에 배출관이 연결되고, 상기 2차 수처리조는 고형물이 제거된 우수를 상향류와 하향류를 반복하여 여과하도록 우수가 하부로 유입되어 상향류를 형성하여 상부로 월류되어 배출되는 여과조로 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 제어 수단은 상기 송수 유닛을 구성하는 송수 파이프에서 상기 녹지대 우수 관리 유닛과 이치수 유닛으로 빗물을 분지시키는 분지부에 설치되는 개폐 밸브; 및 상기 개폐 밸브의 빗물 흐름 방향과 개방도의 동작을 제어하는 제어 조작부를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 제어 조작부는 상기 개폐 밸브에 연결되어 외측으로 연장되어 수동으로 조작할 수 있는 수동 조작 손잡이로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 제어 조작부는 상기 개폐 밸브를 전기적 구동원을 통해 구동시키기 위한 구동 부재; 상기 구동 부재를 제어하며 외부 신호를 수신하기 위한 수신기를 갖는 제어모듈; 및 상기 제어모듈의 제어 신호를 원격에서 제어하도록 송신기를 갖는 원격 제어 모듈을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의한 융복합 하이브리드 우수 관리 시스템에 따르면 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 본 발명은 도심, 공원 및 자연하천에서 많은 면적을 차지하는 보행도로의 보도블록을 통한 우수를 효율적으로 관리할 수 있는 효과가 있다.

둘째, 본 발명은 보도블록에 향상된 투수성능을 제공하여 지하수의 고갈을 방지하고, 수자원 순환율을 향상시키며 보행 장애를 개선하며, 우수를 저류하는 저류시설과 연계함으로써 우수의 이수 및 치수 기능을 대폭 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

셋째, 본 발명은 빗물의 재이용을 촉진할 수 있고, 녹지지대를 효율적으로 유지관리할 수 있어 경제성을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 융복합 하이브리드 우수 관리 시스템을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 융복합 하이브리드 우수 관리 시스템을 구성하는 투수성 보도 유닛을 도시한 단면 구성도이다.
도 3은 본 발명의 융복합 하이브리드 우수 관리 시스템의 투수형 보도 유닛을 구성하는 제1 실시 형태의 단위 보도블록 구조를 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 3의 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 투수성 보도 유닛의 설치상태를 나타내는 상태도이다.
도 6은 본 발명의 투수성 보도 유닛을 구성하는 제1 실시 형태의 단위 보도블록 간의 연결부를 나타내는 구성도이다.
도 7은 본 발명의 투수성 보도 유닛의 투수블럭 부재를 나타내는 구성도이다.
도 8은 본 발명의 우수 관리 시스템을 구성하는 투수성 보도 유닛의 투수 블럭을 도시한 배면 측 사시도이다.
도 9는 본 발명에 따른 우수 관리 시스템을 구성하는 녹지대 우수 관리 유닛을 개략적으로 도시한 단면 구성도이다.
도 10은 본 발명에 따른 녹지대 우수 관리 유닛을 구성하는 무동력 빗물공급 수단을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 11은 본 발명의 융복합 하이브리드 우수 관리 시스템을 구성하는 이치수 유닛과 일 실시 형태의 여과 유닛을 나타내는 구성도이다.
도 12는 본 발명의 융복합 하이브리드 우수 관리 시스템을 구성하는 저류 유닛의 일부와 일 실시 형태의 여과 유닛을 나타내는 확대 구성도이다.
도 13은 본 발명에 따른 융복합 하이브리드 우수 관리 시스템을 구성하는 일 실시 형태의 여과 유닛을 도시한 구성도이다.
도 14는 본 발명에 따른 융복합 하이브리드 우수 관리 시스템을 구성하는 여과 유닛의 또 다른 실시 형태를 나타내는 단면 구성도이다.
도 15는 도 14의 여과 유닛을 구성하는 부력 중량 플레이트를 나타낸 사시도이다.
도 16은 본 발명에 따른 융복합 하이브리드 우수 관리 시스템을 구성하는 또 다른 실시 형태의 여과 유닛을 나타내는 구성도이다.
도 17은 본 발명에 따른 융복합 하이브리드 우수 관리 시스템을 구성하는 또 다른 실시 형태의 여과 유닛을 나타내는 평면도이다.
도 18은 본 발명의 또 다른 실시 형태의 여과 유닛의 교차흐름식 모듈을 나타내는 구성도이다.
도 19는 도 18의 교차흐름식 모듈의 파형판을 나타내는 구성도이다.
도 20 및 도 21은 각각 도 18의 교차흐름식 모듈의 파형판을 나타내는 단면도 및 단면 사시도이다.
도 22는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 융복합 하이브리드 우수 관리 시스템을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 23은 다른 실시 예에 따른 녹지대 우수 관리 유닛의 구성을 도시한 구성도이다.
도 24는 다른 실시 예에 따른 녹지대 우수 관리 유닛의 평면도이다.
도 25는 도 24의 도 B-B선에 따른 단면도이다.
도 26은 도 24의 C-C선에 따른 단면도이다.

본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다.

본 발명의 상세한 설명에 앞서, 본 발명은 다양한 변경을 도모할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 아래에서 설명되고 도면에 도시된 예시들은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 명세서에 기재된 "...부", "...유닛", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미할 수 있다.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 융복합 하이브리드 우수 관리 시스템을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 먼저, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 융복합 하이브리드 우수 관리 시스템에 대하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 융복합 하이브리드 우수 관리 시스템을 개략적으로 도시한 구성도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 융복합 하이브리드 우수 관리 시스템은, 크게 투수성 보도 유닛(101); 상기 투수성 보도 유닛(101)을 통해 하부로 침투되는 우수(빗물)를 이송시키기 위한 송수 유닛(200); 상기 투수성 보도 유닛(101)의 일측에 시설된 녹지대(G)의 하부에 구비되고, 상기 송수 유닛(200)으로부터 제공되는 우수를 녹지대로 제공하기 위한 녹지대 우수 관리 유닛(300); 상기 녹지대 우수 관리 유닛(300)의 일측(도면에서는 하부 측)에 구비되고, 상기 송수 유닛(200)으로부터 제공받은 우수를 이수 및 치수하기 위한 이치수 유닛(400); 및 상기 녹지대 우수 관리 유닛(300)과 이치수 유닛(400)의 우수 유입 상류 측에 구비되어 유입되는 빗물을 여과시키기 위한 여과 유닛(500); 및 상기 송수 유닛(200)으로부터 상기 녹지대 우수 관리 유닛(300)과 이치수 유닛(400)으로 이송되는 우수를 제어하기 위한 제어 수단(600)을 포함한다.

이하에서는 상기 각 구성요소에 대해 첨부 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

먼저, 도 2를 참조하여 상기 투수성 보도 유닛(101)에 대하여 설명한다. 도 2는 본 발명에 따른 융복합 하이브리드 우수 관리 시스템을 구성하는 투수성 보도 유닛을 도시한 단면 구성도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 투수성 보도 유닛(101)은 상면과 하면에 복수의 투수공이 형성되는 투수 블럭(102); 및 상기 투수 블럭(102) 하부에 구비되는 투수 지반층(103)을 포함한다.

상기 투수 블럭(102)에 대하여 도 3 내지 도 7을 참조하여 상세히 설명한다. 도 3은 본 발명의 융복합 하이브리드 우수 관리 시스템의 투수형 보도 유닛을 구성하는 제1 실시 형태의 단위 보도블록 구조를 나타내는 사시도이고, 도 4는 도 3의 분해 사시도이고, 도 5는 본 발명의 투수성 보도 유닛의 설치상태를 나타내는 상태도이다. 도 6은 본 발명의 투수성 보도 유닛을 구성하는 제1 실시 형태의 단위 보도블록 간의 연결부를 나타내는 구성도이고, 도 7은 본 발명의 투수성 보도 유닛의 투수블럭 부재를 나타내는 구성도이다.

먼저, 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 우수 관리 시스템의 투수성 보도 유닛(101)을 구성하는 투수 블럭(102)은 박스형 저류부재(110) 및 상기 박스형 저류부재(110)의 상면에 형성되는 투수블럭 부재(120)를 포함한다. 상기 박스형 저류부재(110)에는 보도에서 유입되는 우수를 저류하게 된다.

상기 박스형 저류부재(110)는 상기 투수블럭 부재(120)의 하부에 결합되되 지중에 설치되며 내부에 우수의 저류 공간이 형성되도록 박스형상으로 형성되고, 측면 프레임(111), 하면 프레임(112), 하면 지지망체(113), 상면 프레임(114), 상면 지지망체(115), 끼움 돌기(116)를 구비한다. 여기에서, 상기 지지망체(113, 115)는 생략될 수도 있다.

상기 측면 프레임(111)은 박스형 저류부재(110)의 측면 둘레를 구성하는 지지부재로서, 사각형상의 프레임으로 이루어지며, 상부 및 하부에 인접한 박스형 저류부재와 결합하기 위한 결합공(111a)이 형성되고, 내부에는 지지강도를 향상시키기 위해 지지바(111b)가 서로 교차하여 격자형상으로 구비된다.

상기 하면 프레임(112)은 박스형 저류부재(110)의 하면을 구성하는 지지부재로서, 사각형상의 프레임으로 이루어지며, 하면 프레임(112)의 중앙 부위에는 스테인레스 재질의 메쉬망으로 형성된 하면 지지망체(113)가 구비된다.

따라서, 이러한 하면 지지망체(113)에 의해 하면 프레임(112)의 지지강도를 향상시키는 동시에 박스형 저류부재(110)와 바닥면 사이를 차폐하여 바닥면으로부터 박스형 저류부재(110)의 내부로 유입되는 이물질을 차단하게 된다.

상기 상면 프레임(114)은 박스형 저류부재(110)의 상면을 구성하는 지지부재로서, 사각형상의 프레임으로 이루어지며, 상면 프레임(114)의 중앙 부위에는 스테인레스 재질의 메쉬망으로 형성된 상면 지지망체(115)가 구비된다.

따라서, 이러한 상면 지지망체(115)에 의해 상면프레임(114)의 지지강도를 향상시켜 투수블럭 부재(120)를 지지하는 동시에 박스형 저류부재(110)와 투수블럭 부재(120) 사이를 차폐하여 투수블럭 부재(120)로부터 박스형 저류부재(110)의 내부로 유입되는 이물질을 차단하게 된다.

상기 박스형 저류부재(110)의 상면에는 끼움돌기(116)가 돌출형성되어, 박스형 저류부재(110)와 투수블럭 부재(120)를 서로 끼워맞춤시켜 결합되도록 한다. 따라서, 시공현장에서 박스형 저류부재(110)의 상부에 투수블럭 부재(120)를 직접 결합하여 시공하는 것이 가능하게 된다.

또한, 박스형 저류부재(110)의 측면 둘레에는 인접한 박스형 저류부재와 결합되도록 측면프레임(111)의 결합홀(111b)에 결합되는 연결부(130)가 설치되어 있는 것이 바람직하다.

이러한 연결부(130)는 일단(131)이 일방의 박스형 저류부재(110)의 결합홀(111b)에 나합되도록 나사산으로 형성되어 있고, 타단(132)이 이웃한 타방의 박스형 저류부재(110)의 결합홀(111b)에 끼워맞춤되도록 끼움돌기로 형성되어 있다.

또한, 연결부(130)의 재질은 고무 등과 같은 탄성재로 이루어져 지반의 침하에 의해 바닥면의 높이가 달라지더라도 서로 이웃한 박스형 저류부재(110) 사이의 결합이 유지되도록 한다.

특히, 이러한 투수블럭 부재(120)는 보행자가 보행시 불편을 겪지 않도록 이음부가 최소화 되게 설치되며, 이를 쐐기형상의 연결슈로 이루어진 연결부(130)가 지탱하게 된다.

따라서 이러한 연결슈는 고무로 제작되어 일정한 압축강도를 갖도록 설치되어 향후 침투로 인한 부등 침하시에도 보행자의 보행성을 보장할 수 있도록 탄성재로 구성되는 것이 바람직하다.

상기 투수블럭 부재(120)는 지면에 설치되어 우수가 침투되는 보도블럭으로서, 대략 사각형상의 보도블럭과 유사한 형상으로 형성되며, 다공질 재료로 이루어져 우수가 내부로 침투되어 하부로 유출된다.

또한, 투수블럭 부재(120)의 하면에는 박스형 저류부재(110)의 끼움돌기(116)가 끼워맞춤되도록 복수의 끼움홈(120a)이 형성되어, 박스형 저류부재(110)와 투수블럭 부재(120) 사이의 끼워맞춤 결합이 가능하게 된다.

이에 대응하여, 투수블럭 부재(120)의 하면에 끼움돌기가 형성되고, 박스형 저류부재(110)의 상면에 끼움돌기가 끼워맞춤되도록 끼움홈이 형성되어, 박스형 저류부재(110)와 투수블럭 부재(120) 사이의 끼워맞춤 결합되는 것도 가능함은 물론이다.

도 7에 나타낸 바와 같이, 상기 투수블럭 부재(120)의 내부에는 스테인레스 재질의 메쉬망으로 형성된 지지망체(123)가 수평방향으로 매립되어 투수블럭 부재(120)을 상층의 투수블럭(121)과 하층의 투수블럭(122)으로 구획하는 동시에 투수블럭 부재(120)의 지지강도를 향상시킬 수 있게 된다.

특히, 이러한 투수블럭 부재(120)는 일반적인 투수블럭의 제작방법에 의해 골재의 크기를 크게 하여 공극을 확보하고, 몰타르 및 시멘트 강도를 증가시키는 혼화제를 첨가하여 제작하게 된다.

그러나 자전거 도로 및 일부 차량하중이 받는 구간에서는 중간골재를 사용하여 제작하는 것도 가능하며, 투수블럭 부재(120)의 인장강도 및 보행성 확보를 위해 상기와 같이 스테인레스 재질의 메쉬망으로 형성된 지지망체(123)를 투수블럭 부재(120)에 삽입하는 것도 가능함은 물론이다.

또한, 박스형 저류부재(110)의 하부에는 바닥면으로 우수의 배출을 용이하게 하도록 배수성이 뛰어난 투수 지반층(102)이 설치된다. 따라서 이러한 투수 지반층(102)에 의해 박스형 저류부재(110)의 내부에 저류된 우수의 배출을 용이하게 한다.

이와 같이 상기 박스형 저류부재(110)는 저렴한 제작비와 박스형 저류부재(110)의 상부 하중을 고려하여 재생플라스틱이나 철심이 삽입된 PE(polyethylene) 또는 PP(polypropylene) 재질등의 합성수지로 제작할 수 있다.

이때 시공현장에서 박스형 저류부재(110)와 투수블럭 부재(120)의 조립을 원할하게 하기 위해 박스형 저류부재(110)의 상부에 고정용 끼움돌기를 형성하게 되며, 투수블럭 부재(120)의 제작시에는 끼움돌기의 삽입이 가능하도록 끼움홈을 형성하게 된다.

이와 같이 각각 별도로 제작된 투수블럭 부재(120)와 박스형 저류부재(110)는 시공현장에서 직접조립되어지며, 최종적으로 박스형 저류부재(10)와 인전한 박스형 저류부재(110)의 연결을 위해 고무슈와 같은 연결부(130)를 사용하게 되어 현장의 시공성을 향상시키게 된다.

또한, 박스형 저류부재(110)와 투수블럭 부재(120) 사이에는 투과능을 확보하면서 투수블럭 부재(120)의 인장강도를 증가시킬 수 있는 스테인레스 재질의 메쉬망으로 형성된 지지망체가 삽입되게 된다. 스테인레스 재질의 메쉬망으로 형성된 지지망체는 0.5mm정도의 두께를 확보함으로써 투수블럭 부재(120)의 인장강도 확보를 도우며 박스형 저류부재(110)의 하부를 통해서 투수 지반층(102)이 상향으로 침입되는 것도 방지하게 된다.

스테인레스 재질의 메쉬망으로 형성된 지지망체는 박스형 저류부재(110)의 제작시 지지망체 삽입용 홈을 확보함으로써 현장에서 용이하게게 부착할 수 있으며, 지지망체의 고정이 필요할 경우 나사못을 사용하게 손쉽게 고정할 수 있게 된다.

다음으로, 도 8을 참조하여 상기 투수성 보도 유닛(101)의 제2 실시 형태에 대하여 설명한다. 제2 실시 형태는 앞서 설명한 제1 실시 형태보다 간략한 구성으로 이루어진 것이다. 도 8은 본 발명의 우수 관리 시스템을 구성하는 투수성 보도 유닛의 투수 블럭을 도시한 배면 측 사시도이다.

상기 투수성 보도 유닛(101)은 도 8에 도시된 바와 같이 하면에 다수의 관통공(151a)이 형성된 일면 개방된 박스형 저류 부재(151); 상기 박스형 저류 부재(151)의 개방된 일면을 커버하여 고정되고 다수의 관통공(미도시)이 형성된 커버부재(152); 및 상기 박스형 저류 부재(151)의 내부 공간에 충전되는 폴리우레탄(PU: polyurethane) 소재 필터(153)를 포함한다.

상기 박스형 저류 부재(151)의 내부 공간에는 그 공간을 복수의 공간으로 구획하고, 지지 강성을 보강하기 위한 구획부재(미도시)가 구비되는 것이 바람직하다.

상기 박스형 저류 부재(151)와 커버부재(152)는 플라스틱 재질, 예를 들면 ABS(acrylonitrile butadiene styrene copolymer) 수지, LDPE(Low Density Polyethylene) 수지, HDPE(High Density Polyethylene) 수지, PET(Polyethylene Terephtalate) 수지, 나일론 수지 등으로 이루어진다.

상기 폴리우레탄 소재 필터(153)는 물을 흡수 저장할 수 있으면서 대기의 상대 습도가 낮을 경우, 물을 서서히 방출하는 기능과 함께 포화 상태 이하에서는 지반의 수분과 대기의 수분을 재흡수하여 또다시 서서히 방출시키는 수펌프(Water-Pump) 역할을 하게 된다.

또한, 본 발명에서 상기 폴리우레탄 소재 필터(153)는 활성탄이 가공처리된 것인 것이 바람직하다. 이와 같은 활성탄은 비점오염원의 흡착 기능 또한 뛰어난 물질로서 물의 흡수 전달 및 비점오염원의 흡착 기능을 동시에 확보할 수 있다.

계속해서, 다시 도 2를 참조하여 상기 투수 지반층(103)은 투수성 보도 유닛(102)의 하부에 구비되는 모래층(104); 및 상기 모래층(104)의 하부에 구비되는 쇄석층(보조기층)(105)으로 이루어진다.

다음으로, 다시 도 1과 도 2를 참조하여 본 발명의 우수 관리 시스템을 구성하는 송수 유닛(200)을 설명한다.

상기 송수 유닛(200)은 투수성 보도 유닛(101)의 하부(즉, 투수 지반층(103) 하부)에 구비되고 복수의 유공이 형성되어 상기 녹지대 우수 관리 유닛(300) 및/또는 이치수 유닛(400)으로 빗물을 제공하기 위한 지반 송수 파이프(210); 상기 투수성 보도 유닛(101)의 일측 지상에 설치되고, 지표면으로부터 유출되는 우수를 상기 지반 송수 파이프(210)로 제공하도록 지반 송수 파이프의 일단부에서 합류하는 지상우수 송수 파이프(220); 및 상기 지반 송수 파이프(210)가 지반 토압을 충분히 견딜 수 있도록 지반 송수 파이프(210)가 내측에 구비되는 지오셀(Geo cell)(230)을 포함한다. 상기 지반 송수 파이프(210)는 지오셀 사이 또는 지오셀을 관통하여 설치되게 된다.

또한, 상기 송수 유닛(200)은 지반 송수 파이프(210)의 하면 또는 지오셀(230)의 하면에 구비되어 송수 유닛(200) 하부의 원지반으로 빗물의 침투를 지연시켜 지반 송수 파이프(210)로 유입되는 빗물을 확보할 수 있도록 미세기공을 갖는 시트부재(240)를 더 포함한다.

다음으로, 상기 송수 유닛(200)으로부터 제공되는 우수를 녹지대로 제공하기 위한 녹지대 우수 관리 유닛(300)에 대하여 도 9 및 도 10을 참조하여 설명한다. 도 9는 본 발명에 따른 우수 관리 시스템을 구성하는 녹지대 우수 관리 유닛을 개략적으로 도시한 단면 구성도이고, 도 10은 본 발명에 따른 녹지대 우수 관리 유닛을 구성하는 무동력 빗물공급 수단을 개략적으로 도시한 구성도이다.

도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 녹지대 우수 관리 유닛(300)은 후술할 여과 유닛(500)에 의해 여과처리되어 들어오는 빗물을 집수 저류하는 녹지대용 저류 유닛(310); 및 일단부는 상기 녹지대용 저류 유닛(310)에 구비되고 타단부는 녹지대 지반층에 구비되며, 모세관현상을 통해 녹지대용 저류 유닛(310)에 저류된 빗물을 지반층(녹지대의 식생토양층)으로 유도하는 무동력 빗물공급 유닛(320)을 포함한다.

상기 저류 유닛(310)은 일측에 유입구(301)가 형성되는 저류조로 이루어지며, 빗물을 집수 저류할 수 있는 구조라면 어떠한 구성이라도 무방하다. 또한, 상기 저류 유닛(310)은 바람직하게 후술할 무동력 빗물공급 유닛(320)에 의한 빗물이 관수 식재로 전달될 수 있도록 관수(조경수)나 잔디 등이 위치된 지대의 하부에 구비되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 저류 유닛(310)에는 선택적으로 추가적인 오염원을 저감시키기 위한 오염원 저감 수단을 구비할 수 있으며, 일 예로 저류조 내부에 항균처리수단을 설치하여 오염원을 저감시킬 수 있다.

상기 무동력 빗물공급 유닛(320)은 상측부 전면에 걸쳐 복수의 우수 유출공(321a)이 형성되고, 하단부는 저류 유닛(310) 내에 위치되고, 타단부에 지반층에 위치되는 봉 부재(321); 및 상기 봉 부재(321)가 저류 유닛(310)에 위치되어 모세관 현상에 의해 저류 유닛(310)으로부터의 빗물을 끌어올려 지반층으로 공급할 때, 모세관 현상을 더욱 증대시키기 위하여 충전되는 흡수지 또는 섬유부재와 같은 다공성 재료(322)를 포함한다.

또한, 상기 녹지대 우수 관리 유닛(300)은 상기 저류 유닛(310)에 집수 저류된 빗물을 활용수로 활용할 수 있는 우수재활용 수단을 더 포함한다. 상기 우수재활용 수단은 저류 유닛(310)의 저류된 빗물을 펌핑할 수 있는 펌프(미도시)와 펌프에 의해 끌어올린 빗물을 활용처로 제공하는 공급 유닛(미도시)을 포함한다. 상기 공급 유닛으로는 녹지대의 관수 식재 또는 조경수에 물을 공급하기 위한 분사기나 살수기, 주변 화장실의 활용수로 등 다양한 적용이 가능하다.

다음으로, 상기 송수 유닛(200)으로부터 제공받은 우수를 이수 및 치수하기 위한 이치수 유닛(400)에 대하여 도 11 및 도 12를 참조하여 상세히 설명한다. 도 11은 본 발명의 융복합 하이브리드 우수 관리 시스템을 구성하는 이치수 유닛과 일 실시 형태의 여과 유닛을 나타내는 구성도이고, 도 12는 본 발명의 융복합 하이브리드 우수 관리 시스템을 구성하는 저류 유닛의 일부와 일 실시 형태의 여과 유닛을 나타내는 확대 구성도이다. 도 11 및 도 12에서는 후수할 일 실시 형태의 여과 유닛이 일측에 일체로 구비되는 경우를 도시하고 있으며, 후술할 다른 실시 형태들의 여과 유닛도 채용할 수 있다.

상기 이치수 유닛(400)은 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 저류 유닛(400)은 저류부(410) 및 여과부(420)를 포함하여 유입되는 우수를 추가 여과하고 저류하게 된다. 여기에서, 상기 저류 유닛(400)은 세척수 공급부(430)를 더 포함할 수 있다.

상기 저류부(410)는 후술할 여과 유닛(500)의 하류에 설치되어 여과된 우수를 저류하는 것으로서, 저류조(411), 바닥면(412), 슬러지 저장홈(413), 배출펌프(414), 받침판(415) 및 항균타일(416)을 포함한다.

상기 저류조(411)는 여과유닛(500)에서 여과된 우수가 저장되는 저장조로서, 유입된 우수를 저류하여 여과된 우수에 포함된 미립자를 자중에 의해 자연낙하시키도록 저류하게 된다. 상기 바닥면(412)은 세척수 공급부(430)에 의해 저류유닛(400)의 세척시 세척수의 배수가 용이하도록 하류방향으로 소정각도(β) 하방으로 경사지게 형성된다.

상기 슬러지 저장홈(413)은 저류부(400)의 바닥면(412)의 하류 일단에 함몰 형성되어 저류조(411)의 세척시 발생된 슬러지 등의 고형물이 잔류하게 되고, 이러한 슬러지 저장홈(413)에는 상기 배출펌프(414)가 설치되어 슬러지를 외부로 배출한다.

상기 받침판(415)은 저류 유닛(400)의 측면에 일단이 하방으로 경사지게 설치되어, 저류 유닛(400)의 바닥면(413)에 침천된 침전물의 재부상을 방지하기 위한 것으로, 여과부(420)로 배출되는 우수의 오염을 저감할 수 있게 된다.

상기 항균타일(416)은 저류 유닛(400)의 내면에 설치되어, 저류조(411)에 저류된 우수에 포함된 조류 또는 박테리아성 오염물질로 인한 세균증식을 억제하거나 세균을 제거할 수 있게 된다. 이러한 항균타일(416)로는 항균 음이온 타일이나 음이온 가공석을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 여과부(420)는 저류 유닛(400)의 하류 측면에 설치되어 저류된 우수가 여과막에 의해 여과되는 추가적인 여과조로서, 여과조(421), 여과막(422), 배수펌프(423), 배수구(424)를 포함한다.

상기 여과조(421)는 저류 유닛(400)의 저류조(411)와 격벽을 경계로 분리된 여과조로서, 저류조(411)에 저류된 우수가 격벽에 형성된 연통부위를 통해서 측방으로 유입된다.

상기 여과막(422)은 저류부(400)와 여과부(420) 사이에 형성된 격벽의 연통부위 설치되며, 저류조(411)에서 여과조(421)로 유입되는 우수에 포함된 미세입자를 추가로 여과하게 된다. 여기에서 여과막(422)으로는 끈상 여재 또는 섬유질 여재로 이루어진 여과막을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 배수펌프(423)는 여과조(421)의 하부에 설치되어 여과막(422)에 의해 여과된 여과수를 저류부(400)의 상부에 설치된 세척수 공급부(430)로 펌핑 이송하여, 역세척부(330)에 사용되는 역세척수 또는 저류 유닛(400)의 세척시 사용되는 세척수로 재활용하거나, 하천이나 관개수로로 펌핑 이송하여 예를 들어 갈수기 시에 하천 유지용수로 재활용할 수 있다.

상기 세척수 공급부(430)는 여과부(420)에서 여과된 여과수를 세척수로 재활용하도록 공급펌프(431), 세척관(432), 세척노즐(433) 및 역세척관(434)을 포함한다.

상기 공급펌프(431)는 여과부(350)에서 여과된 여과수를 세척수로 사용하도록 세척수를 펌핑하여 공급하게 된다. 역세척관(434)은 공급펌프(431)와 역세척부(330) 사이에 연결되어 역세척수를 공급하게 된다.

상기 세척관(432)은 저류 유닛(400) 내로 연장되게 설치되어 세척수를 공급하게 되며, 상기 세척노즐(433)은 세척관(432)의 단부에서 저류조(411)에 세척수를 분사하게 된다.

상기 배수구(424)는 여과조(421)의 상부에 설치되어 여과막(422)에 의해 여과된 여과수가 여과조(421) 내에서 충만한 경우에 외부로 배수하여 여과조(421)의 유량을 일정하게 유지시키게 된다.

또한, 본 발명의 저류 유닛(400)은 여과부(420)의 하류에 설치되어 여과부(420)에서 여과된 여과수를 저류하는 하나 이상의 추가 저류부(400A, 400B)를 더 포함할 수 있다.

도 11에서, 상기 저류 유닛(400)의 추가 저류부(400A, 400B)는 여과부(420)의 하류에 연결된 제1 추가 저류부(400A)와 제2 추가 저류부(400B)와 같이 2개의 추가 저류부로 이루어져 있으나, 여기에 한정되지 않고 제1 추가 저류부(400A)만으로 1개의 추가 저류부가 설치되거나 3개 이상의 추가 저류부가 설치되는 것도 가능하다.

상기 제1 추가 저류부(400A)에는 제1 추가 저류조(410A)에 저류된 우수가 여과막에 의해 추가로 여과되는 제1 추가 여과부(420A)가 설치되고, 제2 추가 저류부(400B)에는 제2 추가 저류조(410B)에 저류된 우수가 여과막에 의해 추가로 여과되는 제2 추가 여과부(420B)가 설치된다.

또한, 제1 추가 저류부(400A)의 제1 추가 저류조(410A)의 내면에는 항균타일(411A)이 설치되어, 제1 추가 저류조(400A)에 저류된 우수에 포함된 조류 또는 박테리아성 오염물질로 인한 세균증식을 억제하거나 세균을 제거할 수 있게 된다.

상기 제2 추가 저류부(400B)의 제2 추가 저류조(410B)의 내면에도 항균타일(411B)이 설치되어, 제2 추가 저류조(411B)에 저류된 우수에 포함된 조류 또는 박테리아성 오염물질로 인한 세균증식을 억제하거나 세균을 제거할 수 있게 된다. 이러한 항균타일(411A, 411B)로는 항균 음이온 타일이나 음이온 가공석을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 제1 추가 여과부(420A)는 제1 추가 저류부(400A)의 하류 측면에 설치되어 저류된 우수가 여과막에 의해 여과되는 추가적인 여과조로서, 제1 추가 여과조(421A), 여과막(422A), 배수펌프(423A), 배수구(424A)를 포함한다.

상기 제1 추가 여과조(421A)는 제1 추가 저류부(400A)의 제1 추가 저류조(411A)와 격벽을 경계로 분리된 여과조로서, 제1 추가 저류조(411A)에 저류된 우수가 격벽에 형성된 연통부위를 통해서 측방으로 유입된다.

상기 여과막(422A)은 제1 추가 저류부(400A)와 제1 추가 여과부(420A) 사이에 형성된 격벽의 여과막으로서, 제1 추가 저류조(410A)에서 제1 추가 여과조(421A)로 유입되는 우수에 포함된 미세입자를 추가적으로 여과하게 된다. 또한, 여과막(422A)으로는 끈상 여재 또는 섬유질 여재로 이루어진 여과막을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 배수펌프(423A)는 제1 추가 여과조(421A)의 하부에 설치되어 여과막(422A)에 의해 여과된 여과수를 외부로 펌핑 이송하여 하천수 유지용수나 관개수로 유지용수 및 주변 조경 공간의 조경용수, 주변 화장실의 화장실 용수 및 청소용수 등으로 재활용할 수 있다.

상기 배수구(424A)는 제1 추가 여과조(421A)의 상부에 설치되어 여과막(422A)에 의해 여과된 여과수가 제1 추가 여과조(421A) 내에 충만한 경우에 제2 추가 저류부(400B)로 배수하여 제1 추가 여과조(421A)의 유량을 일정하게 유지시키게 된다.

상기 제2 추가 여과부(420B)는 제2 추가 저류부(400B)의 하류 측면에 설치되어 저류된 우수가 여과막에 의해 여과되는 추가적인 여과조로서, 제2 추가 여과조(410B), 여과막(420B), 배수펌프(430B), 배수구(440B)를 포함한다.

상기 제2 추가 여과조(410B)는 제2 추가 저류부(400B)의 제2 추가 저류조(410B)와 격벽을 경계로 분리된 여과조로서, 제2 추가 저류조(410B)에 저류된 우수가 격벽에 형성된 연통부위를 통해서 측방으로 유입된다.

상기 여과막(420B)은 제2 추가 저류부(400B)와 제2 추가 여과부(420B) 사이에 형성된 격벽의 여과막으로서, 제2 추가 저류조(410B)에서 제2 추가 여과조(410B)로 유입되는 우수에 포함된 미세입자를 추가적으로 여과하게 된다. 상기 여과막(420B)으로는 끈상 여재 또는 섬유질 여재로 이루어진 여과막을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 배수펌프(430B)는 제2 추가 여과조(410B)의 하부에 설치되어 여과막(420B)에 의해 여과된 여과수를 외부로 펌핑 이송하여 하천수 유지용수나 관개수로 유지용수 및 주변 조경 공간의 조경용수, 주변 화장실의 화장실 용수 및 청소용수 등으로 재활용할 수 있다.

상기 배수구(440B)는 제2 추가 여과조(410B)의 상부에 설치되어 여과막(420B)에 의해 여과된 여과수가 제2 추가 여과조(410B) 내에 충만한 경우에 외부로 배수하여 제2 추가 여과조(410B)의 유량을 일정하게 유지시키게 된다.

다음으로, 도 13을 참조하여 상기 녹지대 우수 관리 유닛(300)과 이치수 유닛(400)의 우수 유입 상류 측에 구비되어 유입되는 빗물을 여과시키기 위한 여과 유닛(500)에 대하여 설명한다. 도 13은 본 발명에 따른 융복합 하이브리드 우수 관리 시스템을 구성하는 일 실시 형태의 여과 유닛을 도시한 구성도이다.

도 13에 도시된 바와 같이, 일 실시 형태의 여과 유닛(500)은 일측에 송수 유닛(200)으로부터 유입되는 빗물을 제공받기 위한 유입구(501)가 형성되고 타측에 여과처리한 빗물을 저류 유닛(400)으로 배출하기 위한 유출구(501a)가 형성되는 여과처리조(503); 및 상기 여과처리조(503) 내에 구비되어 유입되는 빗물을 여과처리하는 여과 부재(504)를 포함한다.

상기 여과처리조(503)의 상면에는 개폐가능한 개폐 부재(505)가 구비된다. 이때 상기 여과부재(504)는 개폐 부재(505)의 개방을 통해 교체가능한 카트리지 방식의 여과부재로 이루어진다.

상기 여과 부재(504)는 전체면에 우수 통과공이 형성되는 카트리지; 및 상기 카트리지 내에 충전되어 빗물을 여과처리하는 필터를 포함한다. 상기 필터는 빗물을 여과처리하는 재료나 구성이라면 어떠한 것이라도 무방하며, 본 발명에서는 예를 들어 물에 강한 활성탄이 가공처리된 폴리에틸렌(PE)소재 필터이거나 부직 필터로 이루어지는 것이 바람직하다. 여기에서, 상기 필터(즉, 부직 필터)의 적어도 일면(빗물이 유입되는 측의 일면)에는 이물질에 의한 필터의 폐색을 감소 또는 방지하기 위하여 망상 시트가 구비되는 것이 바람직하다.

다음으로, 다시 도 11과 도 12를 참조하여 다른 실시 형태의 여과 유닛(500)에 대하여 설명한다.

다른 실시 형태의 여과 유닛(500)은 유입부(510), 여과부(520) 및 역세척부(530)를 포함한다.

상기 유입부(510)는 이송 유닛(200)을 통해 유입되어 저장되는 저장조로서, 유입조(511), 유입구(512), 유출구(513) 및 비상배출구(514)로 이루어져 있다.

상기 유입조(511)는 우수가 유입되어 저장되는 우수 저장조로 형성되고, 상기 유입구(512)는 유입조(511)의 상부 일단에서 우수가 유입되도록 설치되며, 상기 유출구(513)는 유입조의 하부 일단에서 유입조(511)에 저장된 우수를 배출하도록 형성된다. 상기 비상배출구(514)는 유입조(511)의 상부 타단에서 유입조(511)의 우수의 유입이 과다하여 유입이 불가능한 경우에 후속 공정으로 우수를 직접 배출하기 위하여 형성된다.

상기 여과부(520)는 유입부(510)의 하류에 설치되어 우수가 하부에서 상향으로 유입되어 유동상 여재에 의해 여과되도록 하는 것으로서, 여과조(521), 바닥면(522), 배출구(523), 세척수 밸브(524), 제1 거름망(하부 거름망)(525), 유동상 여재(526) 및 제2 거름망(상부 거름망)(미도시)을 포함한다.

상기 여과조(521)는 유입부(510)에서 유입된 우수가 여과되는 처리조로서, 우수가 하부에서 상향으로 유입되어 여과된다. 바닥면(522)은 여과부(520)의 역세척시 역세척수의 배수가 용이하도록 하류방향으로 소정각도(α) 하방으로 경사지게 형성된다.

상기 배출구(523)는 여과조(521)의 상단 일측에 형성되어 여과조(521)에서 여과된 여과수를 저류 유닛(400)으로 배출시키거나, 유입부(510)에 과다하게 유입되어 비상배출구(514)를 통해서 배출된 우수를 저류 유닛(400)으로 배출시킨다.

상기 세척수 밸브(524)는 바닥면(522)의 일단에 저류 유닛(400)과 연통되도록 설치되어 역세척시 오염된 세척수의 배출을 제어하는 밸브로서, 전동밸브로 이루어져 제어가 가능하게 되는 것이 바람직하다.

상기 제1 거름망(525)은 여과조(521)의 하부에 설치되고, 제2 거름망(미도시)은 여과조(521)의 상부에 설치되고, 제1 거름망(525)과 제2 거름망(미도시) 사이에 유동상 여재(526)가 설치된다.

상기 유동상 여재(526)로는 P.E.(polyethylene)로 이루어지며, 5～8㎜의 직경의 볼 형상으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 제1 거름망(525)의 상부에는 역세척부(530)의 역세척시 에어에 의해 유동상 여재(526)를 교란시키도록 복수의 에어주입구(540)가 설치되어 있는 것이 바람직하다.

이러한 에어주입구(540)는 에어주입부(541)로부터 에어가 주입되며, 에어 공급원으로서 블로워에 의해 발생된 에어가 에어배관(542)을 통해서 에어주입구(540)로 송풍되어 여과부(520)에 에어를 주입하게 된다.

상기 역세척부(530)는 여과부(520)의 상부에 설치되어 유동상 여재(526)를 역세척수에 의해 역세척하는 역세척수단으로서, 역세척 배관(531)과 역세척 노즐(532)로 이루어진다.

상기 역세척 배관(531)은 여과부(520)의 상부에 상방으로 소정거리 이격되어 설치되며, 역세척 배관(531)의 하부에는 복수의 역세척 노즐(532)이 배관의 길이방향을 따라 등간격으로 이격 형성되어 있다.

다음으로, 본 발명의 융복합 하이브리드 우수 관리 시스템을 구성하는 여과 유닛의 또 다른 실시 형태에 대하여 도 14 및 도 15를 참조하여 설명한다. 도 14는 본 발명에 따른 융복합 하이브리드 우수 관리 시스템을 구성하는 여과 유닛의 또 다른 실시 형태를 나타내는 단면 구성도이며, 도 15는 도 14의 여과 유닛을 구성하는 부력 중량 플레이트를 나타낸 사시도이다.

도 14 및 도 15에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 여과 유닛은 크게 송수 유닛(200)(지반 송수 파이프(210))으로부터 유출된 우수에 포함된 모래 등을 침전시키는 침전조(810); 상기 침전조(810)에서 1차 처리된 우수를 여과시키는 여과조(820) 및 여과처리된 우수 중 일부를 여과조(820) 세척을 위하여 저장하고 나머지를 저류 유닛(400)에 공급하는 세척수 저장조(830)를 포함한다.

상기 침전조(810)는 내부에 수직하게 회류벽(811)이 설치되어 공급된 우수가 회류하는 동안 비중이 높은 모래와 같은 이물질은 바닥으로 침전된다. 도 12에서 1개의 회류벽(811)이 수직 방향으로 설치되는 것을 나타내고 있으나, 필요에 따라 경사판을 사용하거나, 복수의 회류벽을 설치함으로써 우수가 침전조(810) 내부를 유동하는 시간을 연장시킬 수 있다.

상기 여과조(820)는 침전조(810) 일측에 설치되며, 침전조(810) 상부와 연결된 유입구(821)를 통해 1차 처리된 우수가 공급된다. 여과조(820) 내부에는 아래서부터 탈수 플레이트(822)와 유동상 여재(823) 및 부력 중량 플레이트(824)가 설치되고, 부력 중량 플레이트(824) 상부로 우수가 공급되어 하향식으로 여과처리된다.

상기 탈수 플레이트(822)는 여과조(820) 하부의 내벽에 수평 방향으로 고정 설치되며, 다수의 탈수공(822a)이 형성되어 여과된 우수가 하부로 배출된다.

상기 유동상 여재(823)는 탈수 플레이트(822) 상부에 적재되는데, 이를 구성하는 각각의 여재는 PE 기타 합성수지의 재질로 이루어진 직경 1~10㎝의 육면체 또는 구형으로 형성될 수 있으며, 형태에 있어서는 다양한 변형이 가능하다. 이러한 유동상 여재(823)는 pH 5~9 사이에서 완충능력과 내화학성을 갖는다. 여재는 균등계수 1.5~2.5를 유지하고, 비중은 1.0 이하로서 공극에 부유물질이 쉽게 낄 수 있는 다공성 형태를 갖는 것이 바람직하다.

이러한 유동상 여재(823)를 사용하는 경우 여재를 구성하는 입자에 오염물질이 흡착되고, 오염물질이 많이 흡착된 여재의 비중 변화로 인해 아래로 가라앉게 된다. 따라서 도 14와 같이, 부력 중량 플레이트(824) 상부 일측으로 우수가 계속 공급되는 경우, 우수가 주로 공급되는 부분의 유동상 여재(823)가 다른 부분의 유동상 여재(823)에 비하여 우선적으로 가라앉게 되고, 인근의 유동상 여재(823)가 그 자리를 다시 차지하게 되므로 강우가 계속되는 동안 유동상 여재(823)는 도 14에서 반시계 방향으로 회전하게 되어 가동 시간이 지남에 따른 여과 손실 수두가 감소하지 않게 되어 사용 시간이 길어질 뿐만 아니라 높은 여과 효율을 유지할 수 있다. 또한 입자 표면에 생물막이 형성되어 우수에 포함된 유기물 제거에 효과적이며, 막 여과에 비하여 시설 비용이 저렴하다.

상기 부력 중량 플레이트(824)는 유입구(821)로부터 공급되는 우수의 수위에 따라 부력에 의하여 승하강되며, 하강시 중량에 의하여 유동상 여재(823)를 압착하여 탈수시키게 된다. 이때 부력 중량 플레이트(824)의 승하강 높이를 제한할 수 있도록 여과조(820) 내벽에 설치된 스토퍼(825)를 설치할 수도 있다.

상기 부력 중량 플레이트(824)는 도 15에 도시된 바와 같이, 복수의 단위 블록체를 결합하여 사용할 수 있다. 각각의 단위 블록체는 도 15에 도시된 바와 같이, 중공의 부력 파이프를 사용한 프레임(824a) 각각의 사이에 우수가 하부로 통과하되, 유동상 여재(823)가 상부로 빠져나오지 않을 정도의 구멍이 형성된 메쉬망으로 이루어진 투수망(824b)이 구비된다. 또한 단위 블록체의 각 측면에 서로 다른 단위 블록체와 결합할 수 있도록 체결구(824c, 824d)가 설치된다.

한편, 상기 세척수 저장조(830)는 상술한 부력 중량 플레이트(824)와 유동상 여재(823) 및 탈수 플레이트(822)는 사용 기간이 오래될수록 오염 물질이 부착됨에 따라 이를 세척하기 위한 구성으로서 여과조(820) 일측 하단에 여과수 배출밸브(826)를 통하여 여과된 우수를 세척수로서 저장하기 위한 저장조이다. 세척수 저장조(830) 상부의 상등수는 유출구(831)를 통하여 저류 유닛(400)으로 공급된다.

강우가 종료된 경우 세척수 저장조(830) 내부에는 유출구(831)의 수위 이하에 여과된 우수가 남게 되는데, 이러한 우수는 세척수로 사용된다. 구체적으로 우수를 펌프(840)를 이용하여 펌핑하여 부력 중량 플레이트(824) 상부로 분사시킬 수있도록 부력 중량 플레이트(824) 상부에 세척 노즐(841)을 도 14와 같이 설치한다.

이때 세척수 저장조(830) 내부에 남아있는 우수의 양을 감지하여 펌프(840) 작동을 제어하도록, 일정 높이에 펌프(840) 작동을 개시하게 하는 제1수위센서(851)와, 상대적으로 낮은 위치에 펌프(840)의 작동을 정지시키는 제2수위센서(852)를 구비한다.

상기 펌프(840)의 작동으로 세척이 진행되는 과정에서는 여과조(820) 일측 하단에 설치된 여과수 배출밸브(827)는 닫고, 여과조(820) 타측 하단에 설치된 세척수 배출밸브(826)는 개방하여, 세척 후 오염된 세척수를 침전조(810)로 배출하도록 한다. 이를 위하여 침전조(810)의 바닥부는 여과조(820)의 바닥부보다 낮도록 구성한다. 침전조(810)로 배출된 오염된 세척수와 바닥에 침전된 토사 등을 펌프(860)로 펌핑하여 외부로 배출시킨다.

한편, 도면에 도시하지는 않았으나, 세척 노즐(841)을 부력 중량 플레이트(824) 하부에 결합시켜 유동상 여재(823)와 탈수 플레이트(822)를 세척하도록 구성할 수도 있다. 이 경우 부력 중량 플레이트(824)에 구비된 투수망(824b)의 간섭을 받지 않게 되어 유동상 여재(823)에 대한 세척 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 다른 형태의 여과 유닛은 침전조(810) 하부에 슬러지 배출을 위한 별도의 장치를 마련할 수도 있다.

또한, 본 발명은 저류 유닛(400)으로부터 투수성 보도블록 유닛(100)의 저류 공간으로 저류된 우수를 역 이송할 수 있는 수단 또는 장치를 부가함으로써 하절기 건기가 지속될 때 주변의 열섬 현상을 완화시킬 수 있도록 할 수 있다.

한편, 도 16 내지 도 21을 참조하여 본 발명에 따른 융복합 하이브리드 우수 관리 시스템을 구성하는 또 다른 실시 예의 여과 유닛에 대하여 설명한다.

도 16은 본 발명에 따른 융복합 하이브리드 우수 관리 시스템을 구성하는 또 다른 실시 형태의 여과 유닛을 나타내는 구성도이고, 도 17은 본 발명에 따른 융복합 하이브리드 우수 관리 시스템을 구성하는 또 다른 실시 형태의 여과 유닛을 나타내는 평면도이다. 도 18은 본 발명의 또 다른 실시 형태의 여과 유닛의 교차흐름식 모듈을 나타내는 구성도이고, 도 19는 도 18의 교차흐름식 모듈의 파형판을 나타내는 구성도이다. 도 20 및 도 21은 각각 도 18의 교차흐름식 모듈의 파형판을 나타내는 단면도 및 단면 사시도이다.

먼저, 도 16 및 도 17에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 하천형 수류 순환 시스템을 구성하는 또 다른 실시 예의 여과 유닛(900)은, 크게 1차 수처리조(910)와 2차 수처리조를 포함하여 이루어져 있다.

상기 1차 수처리조(910)는 지반 송수 파이프(210)를 통해 투입된 우수를 회전시켜 원심력에 의해 우수에서 고형물을 제거하도록 콘형상으로 형성되며, 분리조(911), 저장조(912), 및 배출관(913)으로 이루어져 있다.

상기 분리조(911)는 원통형으로 형성되며 하부로 내려갈수록 직경이 좁아지는 콘형상으로 형성된 것으로서, 투입된 우수를 회전시켜 원심력에 의해 우수에 포함된 고형물을 중앙부위로 분리하여 하부에 배출하게 된다.

상기 저장조(912)는 분리조(911)에서 원심력에 의해 우수에서 분리된 고형물이 저장되며, 처리후 고형물은 외부로부터 유출관을 여기에 삽입하거나 별도의 유출밸브를 설치하여 유출밸브를 통해서 외부로 배출된다.

여기에서 상기 지반 송수 파이프(210)는 분리조(911)의 외주면과 접선 방향으로 접속되어 분리조(911)의 내부로 유입되는 초기우수에서 원심력에 의해 고형물을 제거하도록 회전력을 부여하게 된다.

상기 배출관(913)은 분리조(911)의 하부에 분리조(911)의 외주면과 직교방향이나 접선방향으로 접속되어 분리조(911)의 내부에서 원심력에 의해 고형물이 제거된 우수를 하류로 배출시키게 된다.

상기 2차 수처리조는, 1차 수처리조(910)의 하류에 배출관(913)을 개재해서 접속되어 고형물이 제거된 우수에 포함된 이물질 입자를 여과하도록 교차흐름식 모듈(920)이 설치되며, 고형물이 제거된 우수를 상향류와 하향류를 반복하여 여과하도록 복수의 여과조(930, 940, 950)를 구비한다.

이러한 복수의 여과조(930, 940, 950)에는, 우수에 포함된 이물질 입자를 여과하도록 교차흐름식 모듈(920)이 각각 설치되며, 제1 여과조(930), 제2 여과조(940), 제3 여과조(950)로 이루어져 있다.

상기 제1 여과조(930)는, 내부에 교차흐름식 모듈(920)이 설치되며 1차 수처리조(910)에서 고형물이 제거된 우수가 하부로 유입되어 상향류를 형성하여 교차흐름식 모듈(920)를 통과하고 상부로 월류되는 여과조로서, 여과조(931), 구획벽(932), 월류부위(933)로 이루어져 있다.

상기 여과조(931)는 1차 수처리조(910)의 배출관(913)이 하부에 연결되어, 고형물이 제거된 우수가 여과조(931)의 하부로 유입되어 상부로 유동하도록 상향류를 형성하게 된다. 구획벽(932)은 제1 여과조(930)와 제2 여과조(940) 사이에 설치되어 이들의 여과공간을 구획하게 되며, 구획벽(932)의 상단에는 1차 여과된 우수가 제2 여과조(940)로 월류하여 유입되도록 월류부위(933)가 형성된다.

상기 제2 여과조(940)는 제1 여과조(930)와 유사하게 구성되는 것으로, 다만 내부에 교차흐름식 모듈(920)은 우수가 상부로 유입되어 하향류를 형성하여 통과하고 하부로 배출되는 것이며, 여과조(941), 구획벽(942), 배출부위(943)로 이루어져 있다.

상기 여과조(941)는 제1 여과조(930)의 월류부위(933)가 상부에 연결되어, 제1 여과조(930)에서 1차 여과된 우수가 여과조(941)의 상부로 유입되어 하부로 유동하도록 하향류를 형성하게 된다. 구획벽(942)은 제2 여과조(940)와 제3 여과조(950) 사이에 설치되어 이들의 여과공간을 구획하게 되며, 구획벽(942)의 하단에는 2차 여과된 초기우수가 제3 여과조(950)로 배출하여 유입되도록 배출부위(943)가 형성되어 있다.

상기 제3 여과조(950)는 제1 여과조(930)와 동일하게 구성되는 것으로, 우수가 하부로 유입되어 상향류를 형성하여 교차흐름식 모듈(920)를 통과하고 상부로 배출되는 여과조로서, 여과조(951), 구획벽(952), 배출부위(953)로 이루어져 있다.

이와 같이 상기 2차 수처리조는 제1 여과조(930)와 제2 여과조(940)와 같이 2개의 여과조로 이루어지거나, 여기에 제3 여과조(950)가 추가되어 3개의 여과조로 이루어지거나, 추가의 여과조를 더 추가하여 4개 이상의 여과조로 이루어지는 것도 가능하다.

상기 교차흐름식 모듈(920)은, 통과하는 우수에 포함된 이물질 입자를 걸러내어 여과하는 필터링 부재로서, 도 18에 나타낸 바와 같이 복수의 파형판(921)이 서로 대칭으로 적층결합되어 있다.

상기 파형판(921)은 도 19의 절단선 A-A에 의한 단면도인 도 20에 나타낸 바와 같이, 골부위(921a), 경사부위(921b), 산부위(921c)로 이루어져 초기우수의 교차흐름을 유도하게 된다.

상기 골부위(921a)는 파형판(921)의 하단에 형성되고, 경사부위(921b)는 골부위(921a)와 산부위(921c) 사이에 경사지게 형성되고, 산부위(921c)는 파형판(921)의 상단에 형성되어 있다.

또한, 일방의 산부위(921c)와 인접한 산부위(921c) 사이의 이격거리(d1)는 골부위(921a)의 폭거리(d2) 보다 5∼6배 크게 형성되고, 골부위(921a)와 산부위(921c) 사이의 높이(h1)는 골부위(921a)의 폭거리(d2) 보다 2∼3배 크게 형성되어, 경사부위(921c)의 경사가 완만하게 형성되어 우수의 교차흐름을 유도하게 되는 것이 바람직하다.

또한, 파형판(921)은 도 19의 절단선 B-B에 의한 단면도인 도 21에 나타낸 바와 같이, 경사부(921d)와, 홈부(921e)로 이루어져 우수의 교차흐름을 유도하게 된다.

상기 경사부(921d)는 파형판(921)의 경사부위(921c)가 평면형상으로 형성된 부위로서, 파형판(921)의 파형을 형성하게 되며, 경사부(921d)의 상하 길이방향으로 오목하게 형성된 복수의 홈부(921e)가 등간격으로 이격형성되어 있다.

이와 같은 또 다른 실시 예에 따른 여과 유닛(900)에 따르면 우수를 회전시켜 원심력에 의해 고형물을 제거하는 1차 수처리조와 교차흐름식 모듈을 이용하여 여과하는 1차 수처리조를 구비함으로써, 우수의 처리효율을 향상시키는 동시에 여과효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 1차 수처리조의 상부에 우수가 유입되는 관을 설치하고 하부에 배출관을 설치함으로써, 우수를 자연흐름에 의해 유동시켜 별도의 동력없이 유동이 가능하게 되며, 2차 수처리조에 복수의 여과조를 설치하여 우수를 상향류와 하향류를 번갈아 형성하여 이물질 입자의 여과를 용이하게 한다.

또한, 교차흐름식 모듈로 복수개의 파형판을 서로 대칭으로 적층하여 다단으로 교차충전시켜 고액분리의 역할을 수행하게 되므로, 장기간 가동 후에도 여재의 막힘이나 편류현상 및 채널링(channeling)과 같은 처리의 악영향이 없어 여과성능을 향상시킬 수 있다.

한편, 상기 설명에서 2차 수처리조가 복수의 여과조로 이루어지는 경우를 예로 들어 설명하고 있지만, 고형물이 제거된 우수를 여과하도록 우수가 하부로 유입되어 상향류를 형성하여 상부로 월류되어 배출되는 단일 여과조로 구성될 수도 있다.

계속해서, 다시 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 융복합 하이브리드 우수 관리 시스템을 구성하는 제어 수단(600)에 대하여 설명한다.

상기 제어 수단(600)은 상기 송수 유닛(200)으로부터 상기 녹지대 우수 관리 유닛(300)과 이치수 유닛(400)으로 이송되는 우수를 제어하기 위한 것으로, 상기 송수 유닛(200)의 송수 파이프(210)에서 녹지대 우수 관리 유닛(300)와 이치수 유닛(400)으로 우수를 분지시키는 분지부에 설치되는 개폐 밸브; 상기 개폐 밸브의 동작을 제어하는 제어 조작부를 포함한다.

상기 제어 조작부는 개폐 밸브에 연결되어 외측(예를 들면, 지상)으로 연장되어 수동으로 조작할 수 있는 수동 조작 손잡이로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 제어 조작부는 상기 개폐 밸브를 전기적으로 구동시키기 위한 구동 부재(예를 들면, 솔레노이드형 구동 부재); 상기 구동 부재를 제어하며 외부 신호를 수신하기 위한 수신기를 갖는 제어모듈; 및 상기 제어모듈의 제어 신호를 원격에서 제어하도록 송신기를 갖는 원격 제어 모듈을 포함한다.

이와 같이 본 발명은 상기 제어 수단(600)을 통해 우수를 녹지대 우수 관리 유닛 측 및/또는 이치수 유닛(400) 측으로 제공되도록 제어함으로써 계절별 갈수기와 홍수기 시에 적절히 대응하여 그에 맞게 우수량을 이치수 할 수 있게 된다. 예를 들어, 상기 제어 수단을 통해 갈수기에는 대부분 식생 지반으로 빗물을 제공하기 위하여 녹지대 관리 유닛 측으로 우수가 공급되도록 제어하게 되는 것이다. 이러한 제어는 현장에서 또는 원격지에서 제어할 수 있다.

다음으로, 도 22 내지 도 26을 참조하여 본 발명의 다른 실시 예에 따른 융복합 하이브리드 우수 관리 시스템에 대하여 설명한다. 아래 설명되는 다른 실시 예에 따른 융복합 하이브리드 우수 관리 시스템은 녹지대 우수 관리 유닛의 구성에서 상기한 일 실시 예와 차이점이 있다. 따라서, 앞서 설명한 일 실시 예와 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 상세한 설명은 생략하여, 차이가 있는 구성에 대해서만 설명하기로 한다.

도 22는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 융복합 하이브리드 우수 관리 시스템을 개략적으로 도시한 구성도이고, 도 23은 다른 실시 예에 따른 녹지대 우수 관리 유닛의 구성을 도시한 구성도이며, 도 24는 다른 실시 예에 따른 녹지대 우수 관리 유닛의 평면도이다. 도 25는 도 24의 도 B-B선에 따른 단면도이며, 도 26은 도 24의 C-C선에 따른 단면도이다.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 융복합 하이브리드 우수 관리 시스템은, 크게 투수성 보도 유닛(101); 상기 투수성 보도 유닛(101)을 통해 하부로 침투되는 우수를 이송시키기 위한 송수 유닛(200); 상기 투수성 보도 유닛(101)의 일측에 시설된 우수관거(1100)와 연계되고, 녹지대(G)의 하부에 구비되며, 우수관거(1100) 또는 상기 송수 유닛(200)으로부터 제공되는 우수를 녹지대로 제공하기 위한 녹지대 우수 관리 유닛(1000); 상기 녹지대 우수 관리 유닛(300)의 일측(도면에서는 하부 측)에 구비되고, 상기 송수 유닛(200)으로부터 제공받은 우수를 이수 및 치수하기 위한 이치수 유닛(400); 및 상기 녹지대 우수 관리 유닛(300)과 이치수 유닛(400)의 우수 유입 상류 측에 구비되어 유입되는 빗물을 여과시키기 위한 여과 유닛(500); 및 상기 송수 유닛(200)으로부터 상기 녹지대 우수 관리 유닛(300)과 이치수 유닛(400)으로 이송되는 우수를 제어하기 위한 제어 수단(600)을 포함한다.

앞서 언급한 바와 같이 다른 실시 예는 녹지대 우수 관리 유닛의 구성에서 일 실시 예와 차이점이 있는바, 이에 대하여 설명한다.

상기 녹지대 우수 관리 유닛은 상기 투수성 보도 유닛(101)의 일측에 설비되는 우수관거(1100); 상기 우수관거(1100)의 하류 측 일측에서 유입관(1210)을 통해 연결되고, 우수의 유입 측에서 유입되는 우수에 포함된 이물질을 걸러내기 위한 거름망 부재(예를 들면, 스크린 부재)(1220)를 구비하는 전처리조(1200); 상기 전처리조(1200)와 이웃하는 녹지대(G)의 하부 지반(예를 들어, 지반의 상부 및 하부 측)에 상기 전처리조(1200)와 연통되게 구비되는 하나 이상의 제1 침투유공 파이프(1310); 상기 전처리조(1200)와 반대되는 측에서 우수관거(1100)의 상류 측과 유출관(1410)을 통해 연결되는 처리수 유출조(1400); 상기 처리수 유출조(1400)와 이웃하는 녹지대의 하부 지반에 상기 처리수 유출조(1400)와 연통되게 구비되는 하나 이상의 제2 침투유공 파이프(1320); 녹지대의 지반에서 상기 전처리조(1200)와 처리수 유출조(1400)의 상부 간을 연통시키는 바이패스 파이프(1500); 및 상기 녹지대(G)에 관통 설치되는 관측정(1600)을 포함한다. 미설명부호 1001은 전처리조(1200)와 처리수 유출조(1400) 사이의 녹지대 하부 지반에 깔리는 쇄석층이며, 이 쇄석층을 통해 전처리조(1200)의 하부로부터 빗물(우수)이 처리수 유출조(1400)의 하부로 제공되게 된다. 미설명부호 1311은 제1 침투유공 파이프(1310)로 유입되는 빗물을 여과시키기 위한 여과 부재이다.

상기 우수 관거(1100)에는 유입관(1210)과 연결되기 직전의 상류 측에 웨어(1110)가 마련되는 것이 바람직하다.

상기 바이패스 파이프(1500)는 전처리조(1200)에서 일정 수위 이상의 빗물이 채워진 경우 이 바이패스 파이프(1500)를 통해 처리수 유출조(1400)로 이송되도록 하며, 상기 바이패스 파이프(1500)에는 지반으로 빗물을 침투시키기 위한 몸체 전반에 걸쳐 다수의 유공이 형성되는 것이 바람직하다.

여기에서, 상기 우수관거(1100)는 상류 측으로부터 하류 측으로 갈수록 하향 구배를 갖도록 구성되는 것이고, 그 일측에 평행하게 구비되는 상기 전처리조(1200)로부터 처리수 유출조까지의 구배는 우수관거와 역방향으로 하향 구배를 갖도록 구성된다.

상기에서 설명한 바와 같은 본 발명에 의한 융복합 하이브리드 우수 관리 시스템에 따르면, 도심, 공원 및 자연하천에서 보행도로의 보도블록을 통하여 우수를 효율적으로 관리할 수 있으며, 보도블록에 향상된 투수성능을 제공하여 지하수의 고갈을 방지하고, 수자원 순환율을 향상시키며 보행 장애를 개선하며, 우수를 저류하는 저류시설과 연계함으로써 우수의 이수 및 치수 기능을 대폭 증대시킬 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명은 빗물의 재이용을 촉진할 수 있고, 녹지지대를 효율적으로 유지관리할 수 있어 경제성을 증대시킬 수 있는 이점이 있다.

본 명세서에서 설명되는 실시 예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 투수성 보도 유닛 102: 투수 블럭
103: 투수 지반층 104: 모래층
105: 쇄석층 110, 151: 박스형 저류부재
120: 투수블럭 부재 200: 송수 유닛
210: 지반 송수 파이프 220: 지상우수 송수 파이프
230: 지오셀 240: 시트부재
300, 1000: 녹지대 우수 관리 유닛 310: 녹지대용 저류 유닛
320: 빗물공급 유닛 400: 이치수 유닛
400A, 400B: 추가 저류부 410: 저류부
420: 여과부 500: 여과 유닛
503: 여과처리조 504: 여과 부재
600: 제어 수단 810: 침전조
820: 여과조 830: 저장조
910: 1차 수처리조 920: 교차흐름식 모듈
930, 940, 950: 여과조 1100: 우수관거
1200: 전처리조 1310, 1320: 침투유공 파이프
1400: 처리수 유출조 1500: 바이패스 파이프
1600: 관측정

Claims (23)

1. 투수성 보도 유닛;
   상기 투수성 보도 유닛을 통해 하부로 침투되는 우수를 이송시키기 위한 송수 유닛;
   상기 투수성 보도 유닛의 일측에 시설된 녹지대의 하부에 구비되고, 상기 송수 유닛으로부터 제공되는 우수를 녹지대로 제공하기 위한 녹지대 우수 관리 유닛;
   상기 녹지대 우수 관리 유닛의 일측에 구비되고, 상기 송수 유닛으로부터 제공받은 우수를 이수 및 치수하기 위한 이치수 유닛; 및
   상기 녹지대 우수 관리 유닛과 이치수 유닛의 우수 유입 상류 측에 구비되어 유입되는 빗물을 여과시키기 위한 여과 유닛; 및
   상기 송수 유닛으로부터 상기 녹지대 우수 관리 유닛과 이치수 유닛으로 이송되는 우수를 제어하기 위한 제어 수단;을 포함하며,
   상기 녹지대 우수 관리 유닛은
   상기 투수성 보도 유닛의 일측에 설비되는 우수관거;
   상기 우수관거의 하류 측에서 유입관을 통해 연결되고, 우수의 유입 측에서 이물질을 걸러내기 위한 거름망 부재를 구비하는 전처리조;
   상기 전처리조와 이웃하는 녹지대의 하부 지반에서 상기 전처리조와 연통되게 구비되는 하나 이상의 제1 침투유공 파이프; 및
   상기 우수관거의 상류 측에서 유출관을 통해 연결되는 처리수 유출조;
   상기 처리수 유출조와 이웃하는 녹지대의 하부 지반에 상기 처리수 유출조와 연통되게 구비되는 하나 이상의 제2 침투유공 파이프;를 포함하는
   융복합 하이브리드 우수 관리 시스템.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 녹지대 우수 관리 유닛은
   상기 여과 유닛에 의해 여과처리되어 들어오는 빗물을 집수 저류하는 녹지대용 저류 유닛; 및
   일단부는 상기 녹지대용 저류 유닛에 구비되고 타단부는 녹지대 지반층에 구비되며, 모세관현상을 통해 상기 녹지대용 저류 유닛에 저류된 빗물을 지반층으로 유도하는 무동력 빗물공급 유닛을 포함하는
   융복합 하이브리드 우수 관리 시스템.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 저류 유닛은 일측에 우수가 유입되는 유입구가 형성된 저류조로 이루어지며,
   상기 저류조의 내부에는 오염원 제거와 항균처리를 위한 오염원 저감 및 항균처리수단이 구비되는
   융복합 하이브리드 우수 관리 시스템.
   
4. 제2항에 있어서,
   상기 무동력 빗물공급 유닛은 상측부에 복수의 우수 유출공이 형성되는 봉 부재로 이루어지고,
   상기 봉 부재는 하측부가 상기 저류 유닛 내에 위치되고, 상측부가 녹지대의 지반층에 위치되도록 구성되는
   융복합 하이브리드 우수 관리 시스템.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 봉 부재는 내부에 섬유부재를 포함하는 다공성 재료를 구비하는
   융복합 하이브리드 우수 관리 시스템.
   
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,
   상기 녹지대의 지반에서 상기 전처리조와 처리수 유출조의 상부 간을 연통시키는 바이패스 파이프;
   상기 녹지대에 관통 설치되는 관측정; 및
   상기 전처리조와 처리수 유출조 사이의 녹지대 하부 지반에서 상기 전처리조 및 처리수 유출조 각각과 연통되게 마련되는 쇄석층;을 더 포함하는
   융복합 하이브리드 우수 관리 시스템.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 바이패스 파이프는 몸체 전반에 걸쳐 다수의 유공이 형성되고,
   상기 제1 침투유공 파이프로 유입되는 우수를 여과시키기 위한 여과 부재가 마련되며,
   상기 우수 관거에는 상기 유입관과 연결되기 전 위치의 상류 측에 웨어가 마련되도록 구성되는
   융복합 하이브리드 우수 관리 시스템.
   
9. 제1항에 있어서,
   상기 전처리조로부터 상기 처리수 유출조 측으로 갈수록 하향 구배되게 구성되는
   융복합 하이브리드 우수 관리 시스템.
   
10. 제1항에 있어서,
    상기 투수성 보도 유닛은
    지면에 설치되어 우수가 침투되는 투수블럭 부재와, 상기 투수블럭 부재의 하부에 결합되고, 지중에 설치되며 내부에 우수의 저류 공간이 형성되도록 박스형상으로 형성된 박스형 저류부재를 포함하는 단위 보도블록 각각이 서로 연결되어 이루어지는
    융복합 하이브리드 우수 관리 시스템.
    
11. 제1항에 있어서,
    상기 투수성 보도 유닛은
    일면 개방되고 상기 일면에 대향하는 면에 다수의 관통공이 형성된 박스형 저류부재와, 상기 박스형 저류부재의 개방된 일면에 커버 고정되고 다수의 관통공이 형성된 커버부재를 포함하는 단위 보도블록으로 이루어지고,
    상기 박스형 저류부재 내에는 복수 공간으로 구획하기 위한 구획부재가 구비되며,
    상기 박스형 저류부재의 내부 공간에는 활성탄을 함유한 폴리아크릴산염계 고분자 흡수체가 충전되어 구성되는
    융복합 하이브리드 우수 관리 시스템.
    
12. 제1항에 있어서,
    상기 송수 유닛은
    상기 투수성 보도 유닛의 하부에 구비되고, 복수의 유공이 형성되는 지반 송수 파이프;
    상기 투수성 보도 유닛의 일측 지상에 설치되고, 지표면으로부터 유출되는 우수를 상기 지반 송수 파이프로 제공하도록 구비되는 지상우수 송수 파이프; 및
    상기 지반 송수 파이프가 지반 토압을 충분히 견딜 수 있도록 상기 지반 송수 파이프가 내측에 구비되는 지오셀;을 포함하는
    융복합 하이브리드 우수 관리 시스템.
    
13. 제12항에 있어서,
    상기 지반 송수 파이프의 하면 또는 상기 지오셀의 하면에는 미세기공을 갖는 시트부재가 구비되는
    융복합 하이브리드 우수 관리 시스템.
    
14. 제1항에 있어서,
    상기 여과 유닛은
    일측에 유입되는 빗물을 제공받기 위한 유입구가 형성되고 타측에 여과처리한 빗물을 상기 녹지대 우수 관리 유닛 및 이치수 유닛 중 적어도 하나로 제공하기 위한 여과처리조; 및
    상기 여과처리조 내에 구비되어 유입되는 빗물을 여과처리하는 여과 부재를 포함하는
    융복합 하이브리드 우수 관리 시스템.
    
15. 제14항에 있어서,
    상기 여과처리조의 상면에는 개폐가능한 개폐 부재가 구비되며,
    상기 여과부재는 교체가능한 카트리지 방식의 여과부재로 이루어지는
    융복합 하이브리드 우수 관리 시스템.
    
16. 제14항 또는 제15항에 있어서,
    상기 여과 부재는
    전체 면에 우수 통과공이 형성되는 카트리지; 및
    상기 카트리지 내에 충전되어 빗물을 여과처리하도록 활성탄이 가공처리된 폴리에틸렌(PE)소재 필터로 이루어지며,
    빗물이 유입되는 측의 상기 필터의 일면에는 망상 시트가 구비되는
    융복합 하이브리드 우수 관리 시스템.
    
17. 제1항에 있어서,
    상기 여과 유닛은
    상기 송수 유닛로부터 우수가 유입되는 유입조;
    상기 유입조에 설치되어 우수가 하부에서 상향으로 유입되어 유동상 여재에 의해 여과되는 여과부; 및
    상기 여과부의 상부에 설치되어 상기 유동상 여재를 역세척시키는 역세척부를 포함하며,
    상기 여과부는 상기 유동상 여재 사이에 설치되는 상부 거름망과 하부 거름망을 구비하고, 상기 하부 거름망의 상부에는 상기 역세척부의 역세척시 에어에 의해 유동상 여재를 교란시키도록 에어주입구가 설치되는
    융복합 하이브리드 우수 관리 시스템.
    
18. 제2항에 있어서,
    상기 여과 유닛은
    상기 송수 유닛으로부터 우수가 유입되는 침전조;
    상기 침전조의 상부와 연통되어 침전조로부터 우수를 제공받는 여과조;
    상기 여과조 하부의 내벽에 수평 방향으로 고정 설치되는 탈수 플레이트;
    상기 탈수 플레이트 상부에 적재되어 우수를 여과시키는 유동상 여재;
    상기 유동상 여재 상부에 수평 방향으로 설치되어 수위에 따라 부력에 의하여 승하강되며, 하강시 중량에 의하여 상기 유동상 여재를 압착하여 탈수시키는 부력 중량 플레이트;
    상기 부력 중량 플레이트 상부에 설치되어 상기 유동상 여재를 세척하는 세척 노즐;
    상기 여과조 하부에 설치된 여과수 배출밸브에 연결되어 우수를 저장하고 상등수를 상기 저류 유닛으로 공급하는 세척수 저장조; 및
    상기 세척수 저장조에 저장된 우수를 상기 세척 노즐로 공급하는 펌프를 포함하는
    융복합 하이브리드 우수 관리 시스템.
    
19. 제1항에 있어서,
    상기 이치수 유닛은
    상기 여과 유닛에서 여과된 빗물을 저류하는 저류부;
    상기 저류부에 설치되며, 저류된 우수가 여과막에 의해 여과되는 여과부; 및
    상기 여과부의 하류 측에 연통되게 설치되어 상기 여과부에서 여과된 우수를 저류하는 하나 이상의 추가 저류부를 포함하고;
    상기 여과막은 상기 저류부와 상기 여과부 사이에 형성된 격벽에 설치되고,
    상기 추가 저류부에는 저류된 여과수가 여과막에 의해 추가로 여과되는 추가 여과부가 각각 설치되며,
    상기 저류부와 추가 저류부에는 항균 타일이 설치되는
    융복합 하이브리드 우수 관리 시스템.
    
20. 제1항에 있어서,
    상기 여과 유닛은
    상기 송수 유닛으로부터 유입되는 빗물을 회전시켜 원심력에 의해 초기우수에서 고형물을 제거하도록 콘형상으로 형성된 1차 수처리조; 및
    상기 1차 수처리조의 하류에 접속되어 고형물이 제거된 초기우수를 여과하도록 교차흐름식 모듈이 설치된 2차 수처리조를 포함하며,
    상기 1차 수처리조의 상부에 상기 송수 유닛을 구성하는 송수 파이프가 연결되고, 상기 1차 수처리조의 하부에 배출관이 연결되고,
    상기 2차 수처리조는 고형물이 제거된 우수를 상향류와 하향류를 반복하여 여과하도록 우수가 하부로 유입되어 상향류를 형성하여 상부로 월류되어 배출되는 여과조로 구성되는
    융복합 하이브리드 우수 관리 시스템.
    
21. 제1항에 있어서,
    상기 제어 수단은
    상기 송수 유닛을 구성하는 송수 파이프에서 상기 녹지대 우수 관리 유닛과 이치수 유닛으로 빗물을 분지시키는 분지부에 설치되는 개폐 밸브; 및
    상기 개폐 밸브의 빗물 흐름 방향과 개방도의 동작을 제어하는 제어 조작부를 포함하는
    융복합 하이브리드 우수 관리 시스템.
    
22. 제21항에 있어서,
    상기 제어 조작부는
    상기 개폐 밸브에 연결되어 외측으로 연장되어 수동으로 조작할 수 있는 수동 조작 손잡이로 이루어지는
    융복합 하이브리드 우수 관리 시스템.
    
23. 제21항에 있어서,
    상기 제어 조작부는
    상기 개폐 밸브를 전기적 구동원을 통해 구동시키기 위한 구동 부재;
    상기 구동 부재를 제어하며 외부 신호를 수신하기 위한 수신기를 갖는 제어모듈; 및
    상기 제어모듈의 제어 신호를 원격에서 제어하도록 송신기를 갖는 원격 제어 모듈을 포함하는
    융복합 하이브리드 우수 관리 시스템.

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