KR101656664B1 - 카트리지 모듈식 침투도랑 전처리조, 이를 이용한 카트리지 모듈식 침투도랑 여과 장치 및 이를 이용한 우수의 여과 방법 - Google Patents

카트리지 모듈식 침투도랑 전처리조, 이를 이용한 카트리지 모듈식 침투도랑 여과 장치 및 이를 이용한 우수의 여과 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 초기 우수를 정화하여 초기 우수에 포함된 비점오염 물질을 효율적으로 저감시킬 수 있는 카트리지 모듈식 침투도랑 기술에 관한 것이다. 본 발명은 노면의 일측을 따라 길이 방향으로 형성되는 메인 수로와 연결된 침투 유입 수로로부터 초기 우수를 전달받아 처리하기 위한 전처리조에 있어서, 상기 침투 유입 수로로부터 유입되는 초기 우수를 저장하는 침전부; 및 상기 침전부와 횡방향 수직 격벽에 의해 분리되는 여과부를 포함하고, 상기 여과부는 상기 침전부로부터 유입되는 우수의 진입 방향에 대해 수직 방향으로 설치되어 상기 초기 우수에서 비점오염 물질을 여과하는 복수의 여재 카트리지들을 포함하는 카트리지 모듈식 침투도랑 전처리조가 제공된다.

Description

카트리지 모듈식 침투도랑 전처리조, 이를 이용한 카트리지 모듈식 침투도랑 여과 장치 및 이를 이용한 우수의 여과 방법{CARTRIDGE MODULAR INFILTRATION TRENCH PREPROCESSING TANK, FILTRATION APPARATUS USING THE SAME AND RAINWATER FILTRATION METHOD USING THE SAME}
본 발명은 카트리지 모듈식 침투도랑 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 초기 우수를 정화하여 초기 우수에 포함된 비점오염 물질을 효율적으로 저감시킬 수 있는 카트리지 모듈식 침투도랑 전처리조, 이를 이용한 카트리지 모듈식 침투도랑 여과 장치 및 이를 이용한 우수의 여과 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 도시 지역에서 발생되는 오염원은 크게 점오염원(point pollution source)과 비점오염원(nonpoint pollution source)으로 구분된다. 점오염원은 가정하수, 공장폐수와 같이 오염 배출원이 하나의 점으로 표현될 수 있는 특정한 배출경로를 가지는 오염원으로 이동경로가 명확하여 비교적 처리가 용이하나, 비점오염원은 도시, 도로, 농지, 산지, 공사장 등 불특정 장소에서 불특정한 수질오염 물질을 배출하는 배출원을 말한다.
이러한 비점오염원은 산재되어 있는 오염원으로서 오염물질의 유출 및 배출경로가 명확하게 구분되지 않아 수집이 어렵고, 발생량과 배출량이 강우량 등과 같은 기상조건에 따라 크게 좌우되며, 오염물질이 희석 및 확산되면서 넓은 지역으로 배출되는 특징이 있다.
예를 들어, 비점오염 물질은 토사, 영양물질(부유물질, 질소, 인), 박테리아와 바이러스, 기름과 그리스, 중금속, 유기물질, 살충제, 협잡물 등이 있다.
특히, 강우 초기에 지표면의 비점오염 물질이 유출되는 초기 우수는 비점오염 물질의 유출농도가 높고, 도시 지역의 경우 중금속 등의 독성물질 함유 가능성이 높아 이에 대한 적절한 제어방안이 요구되고 있다.
그러나, 비점오염원에서 강우와 더불어 유출되는 토사, 영양염류, 고농도의 중금속 등의 오염물질은 수집 및 처리가 어려우며, 특별한 처리 없이 바로 하천으로 유입되면 수질을 오염시키고, 이에 따라 물고기가 집단 폐사하거나 저서생물의 서식처가 파괴되어 수생태계가 교란되는 문제를 발생시킨다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 현재 비점오염 물질을 저감하는 시설로는 저류형, 침투형, 식생형, 장치형, 하수처리형 등이 있으나, 이러한 시설은 오염수에 함유되어 있는 특정 오염물질을 제거하는 것이므로 도시 지역의 특성을 고려하여 강우 유출수에 포함되어 있는 비점오염 물질을 제거함과 동시에 비점오염 물질이 제거된 강우 유출수를 지하수로 유도하는 통합형 처리시설이 필요하다.
종래의 통합형 처리시설은 도로변을 따라 침투도랑이 경사지게 설치되어 저점부에 오염수가 집중됨으로써 지반이 조기 폐색하는 문제점이 발생하고, 침투도랑에 침식방지용 잡석을 설치하지 않음으로써 벽체 수로에 세굴이 발생하며, 침투도랑의 경우 최상부에 오염물질이 퇴적되면서 점차적으로 여과 효율이 저하되어 부분적인 여재 교체가 필요하나 부분적인 여재 교체가 여려워 전체를 다시 시공해야 하는 문제가 있다.
한편, 본 발명과 관련된 선행기술로는 대한민국 등록특허공보 제10-1547903호 및 대한민국 등록특허공보 제10-1353280호가 있다.
(문헌 1) 대한민국 등록특허공보 제10-1547903호 (2015.08.21) (문헌 2) 대한민국 등록특허공보 제10-1353280호 (2014.01.14)
따라서, 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 초기 우수를 정화하여 초기 우수에 포함된 비점오염 물질을 효율적으로 저감시킬 수 있는 카트리지 모듈식 침투도랑 전처리조, 이를 이용한 카트리지 모듈식 침투도랑 여과 장치 및 이를 이용한 우수의 여과 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 다양한 여재를 포함하는 여재 카트리지를 세로로 다수 개 배치하여 비점오염 물질에 의한 오염 정도에 따라 여재 카트리지를 부분적으로 교환 또는 세척할 수 있는 카트리지 모듈식 침투도랑 전처리조, 이를 이용한 카트리지 모듈식 침투도랑 여과 장치 및 이를 이용한 우수의 여과 방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 전처리조의 측면에 전처리조로부터 월류되는 우수를 처리하는 공간 및 배관을 설치하여 전처리조에 유입되는 유량에 따라 초기 우수에 대한 여과를 효율적으로 수행할 수 있는 카트리지 모듈식 침투도랑 전처리조, 이를 이용한 카트리지 모듈식 침투도랑 여과 장치 및 이를 이용한 우수의 여과 방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 본 발명의 목적들 및 다른 특징들을 달성하기 위한 본 발명의 일 관점에 따르면, 노면의 일측을 따라 길이 방향으로 형성되는 메인 수로와 연결된 침투 유입 수로로부터 초기 우수를 전달받아 처리하기 위한 전처리조에 있어서, 상기 침투 유입 수로로부터 유입되는 초기 우수를 저장하는 침전부; 및 상기 침전부와 횡방향 수직 격벽에 의해 분리되는 여과부를 포함하고, 상기 여과부는 상기 침전부로부터 유입되는 우수의 진입 방향에 대해 수직 방향으로 설치되어 상기 초기 우수에서 비점오염 물질을 여과하는 복수의 여재 카트리지들을 포함하는 카트리지 모듈식 침투도랑 전처리조가 제공된다.
본 발명에 있어서, 상기 침전부 및 상기 여과부의 길이 방향 측면에 형성되어 유량에 따라 상기 침전부 또는 상기 여과부를 월류하는 우수를 상기 메인 수로로 배출하는 월류 처리조를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 월류 처리조는 종방향 수직 격벽을 통해 상기 침전부 및 상기 여과부와 분리되어 상기 여과부로부터 월류되는 우수를 임시 저장하는 월류 집결부; 및 상기 월류 집결부와 상기 메인 수로 사이에 배치되어 상기 월류 집결부에 저장된 우수를 상기 메인 수로로 배출하는 바이패스 관을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 침전부는 상기 침전부와 상기 여과부 사이의 횡방향 수직 격벽 및 상기 침전부와 상기 월류 집결부 사이의 종방향 수직 격벽 중 적어도 하나의 상부에 일정 각도로 경사지도록 배치되어 우수에 포함된 이물질을 걸러주는 메쉬망을 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 여과부는 그 하부에 적어도 하나의 침투공이 형성되어 해당 여재 카트리지를 통과한 우수를 배출하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 복수의 여재 카트리지들은 수직 방향으로 길게 형성되어 내부에 여재가 담아지도록 형성된 장방형 본체를 포함하고, 상기 장방형 본체의 외측면에는 다공성 망이 형성되고, 상기 장방형 본체의 상면이 개폐 가능하도록 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 복수의 여재 카트리지들은 우수의 진입 방향의 전단에 설치되는 경우 오염도가 높은 이물질을 여과할 수 있는 여재를 포함하고, 우수의 진입 방향의 후단에 설치되는 경우 여과도가 높은 여재를 포함하도록 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 복수의 여재 카트리지들은 우수의 진입 방향의 전단에서 후단으로 갈수록 여재의 입경이 작아지도록 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 복수의 여재 카트리지들 중 적어도 두 개 이상을 모듈화하는 카트리지 프레임을 더 포함하고, 상기 카트리지 프레임에 모듈화된 적어도 두 개 이상의 여재 카트리지들은 동시에 교환되는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 메인 수로와 연결되어 상기 여과부를 통과한 우수를 상기 메인 수로로 배출하는 침투 배출 수로를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 본 발명의 목적들 및 다른 특징들을 달성하기 위한 본 발명의 다른 일 관점에 따르면, 노면의 일측을 따라 길이 방향으로 형성되는 메인 수로; 상기 메인 수로와 연결된 침투 유입 수로로부터 초기 우수를 전달받고, 이물질을 침전시키는 침전부, 적어도 하나의 카트리지 프레임에 서로 다른 개수의 교환 가능한 여재 카트리지를 구비하는 여과부 및 상기 여과부를 통과한 우수를 임시 저장하는 집수부를 포함하는 전처리조; 및 상기 전처리조의 측면에 형성되어 우수의 흐름 방향에 따라 폭이 좁아지고, 상기 전처리조로부터 월류되는 우수를 상기 메인 수로로 배출하는 월류 처리조를 포함하는 카트리지 모듈식 침투도랑 여과 장치가 제공된다.
본 발명에 있어서, 상기 여재 카트리지는 다공성 망으로 제작되어 다양한 여재를 포함하고, 상방에서 하방으로 수납되고, 그 상부가 개폐 가능하도록 형성되며, 상기 우수의 흐름에 따라 수납 개수 및 교환 또는 세척 시기가 감소하는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 월류 처리조는 종방향 수직 격벽을 통해 상기 전처리조와 분리되어 상기 여과부로부터 월류되는 우수를 임시 저장하는 월류 집결부; 및 상기 월류 집결부와 상기 메인 수로 사이에 배치되어 상기 월류 집결부에 저장된 우수를 상기 메인 수로로 배출하는 바이패스 관을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 메인 수로는 상기 메인 수로 내부에 형성된 도랑으로 흐르는 초기 우수를 상기 침투 유입 수로로 우회하여 흐르도록 하는 위어(Weir)를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 본 발명의 목적들 및 다른 특징들을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 일 관점에 따르면, 노면의 일측을 따라 길이 방향으로 형성되는 메인 수로와 연결된 침투 유입 수로로부터 초기 우수를 전달받아 처리하기 위한 우수 여과 방법에 있어서, 상기 침투 유입 수로로부터 초기 우수를 전달받아 침전부에 침전시키는 침전 단계; 상기 침전부에 저장된 우수의 일부가 월류하여 우수의 진입 방향에서부터 수직 방향으로 여과부 내에 다단계로 설치된 여재 카트리지를 통해 우수가 여과되는 여과 단계; 및 상기 여과부를 통해 상기 우수의 일부는 지반으로 침투되고, 일부는 집수부에 집수되어 상기 메인 수로로 전달되는 집수 단계를 포함하는 카트리지 모듈식 침투도랑 전처리조를 이용한 우수의 여과 방법이 제공된다.
본 발명에 있어서, 상기 침투 유입 수로를 통해 유입되는 우수의 유량이 증가하여 상기 침전부, 상기 여과부 및 상기 집수부 중 어느 하나에서 월류되는 우수를 상기 침전부, 상기 여과부 및 상기 집수부의 측면에 형성된 월류 처리조를 통해 바로 상기 메인 수로로 전달하는 월류 처리 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 월류 처리 단계는 상기 침전부, 상기 여과부 및 상기 집수부로부터 월류하는 우수를 월류 집결부에 저장하는 우수 저장 단계와, 상기 월류 집결부에 저장된 우수를 바이패스 관을 통해 상기 메인 수로로 배출하는 우수 배출 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 침전 단계는 상기 침전부에 저장된 우수를 상기 여과부로 전달할 때, 메쉬망을 통해 이물질을 제거하여 전달하도록 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 카트리지 모듈식 침투도랑 전처리조, 이를 이용한 카트리지 모듈식 침투도랑 여과 장치 및 이를 이용한 우수의 여과 방법은 다음과 같은 효과를 제공한다.
본 발명은 초기 우수를 정화하여 초기 우수에 포함된 비점오염 물질을 효율적으로 저감시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 다양한 여재를 포함하는 여재 카트리지를 세로로 다수 개 배치하여 비점오염 물질에 의한 오염 정도에 따라 여재 카트리지를 부분적으로 교환 또는 세척할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 전처리조의 측면에 전처리조로부터 월류되는 우수를 처리하는 공간 및 배관을 설치하여 전처리조에 유입되는 유량에 따라 초기 우수에 대한 여과를 효율적으로 수행할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 카트리지 모듈식 침투도랑 여과 장치를 도시한 단면 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 카트리지 모듈식 침투도랑 여과 장치를 도시한 측면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 카트리지 모듈식 침투도랑 여과 장치의 전처리조에 메쉬망을 설치한 상태를 예시하는 단면 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 카트리지 모듈식 침투도랑 여과 장치의 여재 카트리지를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 카트리지 모듈식 침투도랑 여과 장치를 도시한 단면 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 카트리지 모듈식 침투도랑 여과 장치로 유입되는 우수를 처리하는 과정을 예시하는 도면이다.
본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부 도면으로부터 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 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 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 카트리지 모듈식 침투도랑 여과 기술에 대하여 도 1 내지 도 6을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 카트리지 모듈식 침투도랑 여과 장치를 도시한 단면 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 카트리지 모듈식 침투도랑 여과 장치를 도시한 측면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 노면의 일측을 따라 길이 방향으로 형성되는 메인 수로(10)와 연결된 침투 유입 수로(20)로부터 초기 우수를 전달받아 처리하기 위한 전처리조(100)에 있어서, 침투 유입 수로(20)로부터 유입되는 초기 우수를 저장하는 침전부(110); 및 침전부(110)와 횡방향 수직 격벽에 의해 분리되는 여과부(120)를 포함하고, 여과부(120)는 침전부(110)로부터 유입되는 우수의 진입 방향에 대해 수직 방향으로 설치되어 초기 우수에서 비점오염 물질을 여과하는 복수의 여재 카트리지들(122)을 포함한다.
또한, 본 발명은 침전부(110) 및 여과부(120)의 길이 방향 측면에 형성되어 유량에 따라 침전부(110) 또는 여과부(120)를 월류하는 우수를 메인 수로(190)로 배출하는 월류 처리조(140) 및 복수의 여재 카트리지들(122) 중 적어도 두 개 이상을 모듈화하는 카트리지 프레임(150)을 더 포함한다.
메인 수로(10)는 노면의 일측에서 길이 방향을 따라 배치되고 일정 폭을 가지는 도랑 형태로 형성될 수 있다. 메인 수로(10)는 내부에 형성된 도랑으로 노면으로부터 흘러내려온 우수가 흐를 수 있고, 유량이 적은 우수뿐만 아니라 유량이 많은 우수 역시 도랑으로 흐를 수 있도록 형성될 수 있다.
메인 수로(10)는 침투 유입 수로(20)를 통해 카트리지 모듈식 침투도랑 전처리조(100)의 전단과 연결되고 침투 배출 수로(30)를 통해 카트리지 모듈식 침투도랑 전처리조(100)의 후단과 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 메인 수로(10)는 내부에 형성된 도랑으로 흐르는 초기 우수를 침투 유입 수로(20)로 우회하여 흐르도록 하는 위어(Weir)가 설치될 수 있다. 위어는 메인 수로(10)의 특정 위치(예를 들어, 우수의 흐름 방향을 기준으로 침투 유입 수로(20)보다 후단)에 비스듬히 설치되어 유량이 적은 초기 우수를 침투 유입 수로(20)로 우회하여 흐르도록 할 수 있다.
또한, 메인 수로(10)는 카트리지 모듈식 침투도랑 전처리조(100)에서 침전 및 여과되어 비점오염 물질이 여과 또는 필터링된 우수를 침투 배출 수로(30)를 통해 공급받을 수 있다.
메인 수로(10)는 월류 처리조(140)의 바이패스 관(142)과 연결되어 카트리지 모듈식 침투도랑 전처리조(100)로부터 월류된 우수를 전달받을 수 있다. 일 실시예에서, 메인 수로(10)는 바이패스 관(142)으로부터 흘러나오는 월류된 우수가 노면 방향으로 월류하지 않도록 상부의 일부가 호 형상으로 굴곡지도록 형성될 수 있다.
카트리지 모듈식 침투도랑 전처리조(100)는 메인 수로(10)와 연결된 침투 유입 수로(20)로부터 초기 우수를 전달받아 초기 우수에 포함된 비점오염 물질을 처리할 수 있다. 카트리지 모듈식 침투도랑 전처리조(100)는 적어도 하나의 횡방향 수직 격벽(161, 162)에 의해 분리되는 침전부(110), 여과부(120) 및 집수부(130)를 포함하고, 종방향 수직 격벽(163)을 통해 침전부(110), 여과부(120) 및 집수부(130)와 분리되는 월류 처리조(140)를 포함한다.
보다 자세하게 설명하면, 침투 유입 수로(10)와 연결되는 카트리지 모듈식 침투도랑 전처리조(100)의 전단에는 침전부(110)가 형성되고, 침전부(110)와 여과부(120) 사이에 횡방향 수직 격벽(161)이 형성되며, 여과부(120)와 집수부(130) 사이에 횡방향 수직 격벽(162)이 형성됨으로써, 침투 유입 수로(20)로부터 공급되는 우수가 침전부(110), 여과부(120) 및 집수부(130)를 차례로 통과하도록 구성된다.
그리고, 카트리지 모듈식 침투도랑 전처리조(100)의 종방향에는 침전부(110), 여과부(120) 및 집수부(130)와 종방향 수직 격벽(163)으로 구분되는 월류 처리조(140)가 길게 형성됨으로써, 침전부(110), 여과부(120) 및 집수부(130)로부터 월류하는 우수가 측방향에 형성된 월류 처리조(140)로 월류하도록 구성된다.
여기에서, 종방향 수직 격벽(163)은 횡방향 수직 격벽(161, 162)보다 높게 형성될 수 있다. 이는 침전부(110)에 유입된 우수가 월류 집결부(141)보다 여과부(120)로 먼저 유입되도록 하기 위함이다.
또한, 카트리지 모듈식 침투도랑 전처리조(100)는 침투 유입 수로(20)로부터 우수를 공급받기 위한 유입공(164)이 형성될 수 있고, 유입공(164)을 통해 유입된 우수는 침전부(110)에 임시 저장될 수 있다. 카트리지 모듈식 침투도랑 전처리조(100)는 집수부(130)에 임시 저장된 우수를 침투 배출 수로(30)로 배출하기 위한 배출공(165)이 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 유입공(164)과 배출공(165)의 형성 위치는 메인 수로(10)의 형성 위치 및 카트리지 모듈식 침투도랑 전처리조(100)의 형성 각도에 따라 달라질 수 있으며, 예를 들어, 유입공(164)은 배출공(165)보다 높은 위치에 형성될 수 있다.
침전부(110)는 침투 유입 수로(20)로부터 공급받은 초기 우수를 저장하고 우수에 포함된 이물질이 침전되는 공간으로, 우수에 포함된 일정 무게 이상의 이물질을 침전시킬 수 있다. 침전부(110)는 주기적으로 관리자에 의해 침전된 이물질이 제거될 수 있으며, 일정 높이 이상의 우수가 유입되면 횡방향 수직 격벽(161)을 통해 우수가 여과부(120)로 넘어갈 수 있다.
여과부(120)는 횡방향 수직 격벽(161)을 통해 침전부(110)와 분리되고 다양한 형태의 여재를 포함하여 우수에 포함된 비점오염 물질을 여과하는 공간으로, 복수의 여재 카트리지들(122)을 수용할 수 있다. 여과부(120)는 그 하부에 적어도 하나의 침투공(124)이 형성되어 복수의 여재 카트리지들(122)을 통과하여 비점오염 물질이 여과 또는 필터링된 우수를 지반을 통해 배출할 수 있다.
여재 카트리지(122)는 여과부(120)에 교환 가능하도록 설치되어 초기 우수에서 비점오염 물질을 여과 또는 필터링할 수 있다. 구체적으로, 여재 카트리지(122)는 수직 방향으로 길게 형성된 장방형 본체(122-1)를 포함하고, 장방형 본체(122-1)의 외측면에는 다공성 망(122-2)으로 제작되어 다양한 여재가 담아질 수 있도록 구성되며, 상방에서 하방으로 카트리지식으로 여과부(120)에 수납될 수 있다. 예를 들어, 여재 카트리지(122)의 외측면은 미세한 구멍이 많이 뚫려있는 부직포, 헝겊, 종이, 금속 망 등으로 제작됨으로써 여재의 이탈을 방지함과 동시에 우수의 유출입이 자유롭도록 구성될 수 있다.
여재 카트리지(122)는 종래의 여재 카트리지와 같이 수직 방향으로 적층되는 형태가 아니라, 우수의 진입 방향으로부터 수직 방향으로 차례로 적층되는 방식으로 구성됨으로써 우수의 여과 정도에 따라 오염도가 심한 여재 카트리지(122)를 순차적으로 교환할 수 있도록 구성된다.
즉, 여재 카트리지(122)는 복수로 구성되어 여과부(120)에 일렬로 배치되고, 비점오염 물질의 여과 정도에 따라 서로 다른 교환 또는 세척 시기를 가지며, 침전부(110) 인근에 배치될수록 교환 또는 세척 시기가 빨라질 수 있다. 여재 카트리지(122)는 오염 정도에 따라 일부만 교환 또는 세척되므로 유지보수가 용이하고, 여재층이 이미 형성된 채로 여과부(120)에 수용되어 설치 과정이 쉬워지는 특징이 있다.
또한, 여재 카트리지(122)는 여과부(120)에 탈부착 가능한 카트리지 프레임(150)에 수용되어 일체로 모듈화될 수 있고, 카트리지 프레임(150)의 탈부착시 모듈화된 다른 여재 카트리지(122)와 동시에 교환될 수 있다.
카트리지 프레임(150)은 복수의 여재 카트리지들(122) 중 적어도 두 개 이상을 모듈화할 수 있다. 즉, 카트리지 프레임(150)은 일정 길이의 가로, 세로 및 높이를 가지는 틀로 형성되어 적어도 두 개 이상의 여재 카트리지(122)를 수용할 수 있다. 카트리지 프레임(150)은 적어도 두 개 이상의 여재 카트리지(122)를 밀접하게 일체로 모듈화함으로써 해당 여재 카트리지(122)의 여과 성능을 최대화할 수 있다.
카트리지 프레임(150)은 다른 카트리지 프레임(150)과 일렬로 배치될 수 있고, 일 실시예에서 일렬로 배치되는 카트리지 프레임(150)은 견고한 배치를 위해 볼트-너트와 같은 체결 수단을 통해 상호 연결될 수 있다.
일 실시예에서, 여재 카트리지(122)는 카트리지 프레임(150)에 수용되는 위치에 따라 적층되는 여재의 종류 및 크기가 달라질 수 있다. 이는 여재 카트리지(122)의 여과 수준을 조절하고 순차적인 여과 효과를 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 여재 카트리지(122)는 우수의 진입 방향의 전단에 설치되는 경우 오염도가 높은 이물질을 여과할 수 있는 여재를 포함하고, 우수의 진입 방향의 후단에 설치되는 경우 여과도가 높은 여재를 포함하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 여재 카트리지(122)는 우수의 진입 방향의 전단에 설치되는 경우 제1 크기를 가지고 오염도가 높은 이물질을 여과할 수 있는 쇄석, 자갈, 우드칩, 굵은 모래와 같은 여재를 포함하고, 우수의 진입 방향의 후단에 설치되는 경우 제1 크기보다 작은 제2 크기를 가지고 여과도(즉, 필터링 효과)가 높은 미세 모래, 점토와 같은 여재를 포함하도록 구성될 수 있다. 즉, 여재 카트리지(122)는 우수의 진입 방향의 전단에서 후단으로 갈수록 여재의 입경이 작아지도록 구성될 수 있다.
여재 카트리지(122)의 상부는 개폐 가능하도록 제작되어, 카트리지 프레임(150)으로부터 인출된 후 내부에 포함된 여재만 교환되고 다시 카트리지 프레임(150)에 수용될 수 있다.
집수부(130)는 횡방향 수직 격벽(162)을 통해 여과부(120)와 분리되고 여과부(120)에서 여과된 우수를 임시 저장하는 공간으로, 집수부(130)에 유입된 우수는 침투 배출 수로(30)와 연결된 배출공(165)의 높이보다 높게 모이면 배출공(165)을 통해 침투 배출 수로(30)로 배출될 수 있다.
월류 처리조(140)는 강수량이 급격하게 증가하여 전처리조(100)로 유입되는 우수를 처리하지 못하고 주변으로 월류하는 현상을 방지하기 위한 보조적인 장치로서, 침전부(110) 및 여과부(120)의 길이 방향 측면에 형성되고 유량에 따라 침전부(110) 또는 여과부(120)에서 처리되지 못하고 침전부(110) 또는 여과부(120)로부터 월류하는 우수를 임시 저장하여 다시 메인 수로(10)로 배출하기 위한 것이다. 이를 위하여 월류 처리조(140)는 월류 집결부(141) 및 바이패스 관(142)으로 구성될 수 있다.
월류 집결부(141)는 종방향 수직 격벽(163)을 통해 침전부(110), 여과부(120) 및 집수부(130)와 분리되어 침전부(110) 또는 여과부(120)로부터 월류되는 우수를 임시 저장할 수 있다. 월류 집결부(141)는 일정 폭과 일정 깊이를 가지도록 형성되고, 적어도 하나의 바이패스 관(142)과 연결되어 임시 저장되는 월류된 우수가 메인 수로(10)로 흘려 보내지도록 할 수 있다.
바이패스 관(142)은 월류 집결부(141)와 메인 수로(10) 사이에 배치되어 월류 집결부(141)에 임시 저장된 우수를 메인 수로(10)로 배출할 수 있다. 바이패스 관(142)은 복수로 구성될 수 있으며, 설치 위치에 따라 폭이 상이하게 형성될 수 있다. 예를 들어, 바이패스 관(142)은 우수의 흐름 방향으로 갈수록 폭이 좁아지도록 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 바이패스 관(142)은 월류 집결부(141)에서 메인 수로(10) 방향으로 경사지도록 형성되어 월류 집결부(141)에 임시 저장된 우수가 메인 수로(10)로 수월하게 이동하도록 할 수 있다.
본 발명의 주요 특징은 초기 우수에 포함된 비점오염 물질을 처리하는 것인데, 강우량이 과다한 경우 침전부(110)와 여과부(120)에 유입된 우수가 월류하게 되고, 이에 따라 초기 우수에 대한 비점오염 물질의 처리 성능이 저하되므로, 월류 집결부(141)와 바이패스 관(142)을 통해 월류되는 우수를 다시 메인 수로(10)로 보냄으로써 초기 우수를 처리하는 여과 과정에 영향을 끼치지 않도록 하고, 우수가 월류하여 주변 지역으로 범람하는 것을 방지할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 카트리지 모듈식 침투도랑 여과 장치의 전처리조에 메쉬망을 설치한 상태를 예시하는 단면 사시도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 카트리지 모듈식 침투도랑 전처리조(100)는 침전부(110)에 임시 저장된 우수가 여과부(120) 또는 월류 처리조(140)로 이송(또는 월류)될 때 우수에 포함된 이물질이 넘어가지 않도록 하는 메쉬망(112)을 더 포함할 수 있다.
메쉬망(112)은 침전부(110)와 여과부(120) 사이의 횡방향 수직 격벽(161) 및 침전부(110)와 월류 집결부(141) 사이의 종방향 수직 격벽(163) 중 적어도 하나의 상부에 일정 각도로 경사지도록 배치되어 우수에 포함된 이물질을 거를 수 있다.
이에 따라, 메쉬망(112)은 우수에 포함된 이물질이 여과부(120)로 넘어감에 따라 여과부(120)에서 우수의 여과 처리시 이물질에 의해 여과 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
일 실시예에서, 메쉬망(112)은 횡방향 수직 격벽(161) 또는 종방향 수직 격벽(163)으로부터 탈부착 가능하도록 제작되어 이물질이 끼었을 때 또는 교체가 필요할 때 용이하게 유지보수 가능하도록 구현될 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 카트리지 모듈식 침투도랑 여과 장치의 여재 카트리지를 도시한 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 여재 카트리지(122)는 수직 방향으로 길게 형성되어 내부에 다양한 여재가 담아지도록 형성된 장방형 본체(122-1)를 포함하고, 장방형 본체(122-1)의 외측면에는 다공성 망(122-2)이 형성될 수 있다.
장방형 본체(122-1)는 여재 카트리지(122)를 구성하는 프레임으로, 여재 카트리지(122)가 특정 형상으로 고정되도록 하는 뼈대에 해당한다. 예를 들어, 장방형 본체(122-1)는 부식에 강하고 내구성이 좋은 철재로 제작될 수 있다.
다공성 망은(122-2)은 장방형 본체(122-1)의 외면을 밀폐하여 내부에 포함된 여재의 이탈을 방지할 수 있다. 예를 들어, 다공성 망(122-2)은 미세한 구멍이 많이 뚫려있는 부직포, 헝겊, 종이, 금속 망 등으로 제작되어 여재의 이탈을 방지함과 동시에 우수의 유출입이 자유롭도록 구성될 수 있다.
여재 카트리지(122)는 여과부(120)에 배치되는 위치에 따라 쇄석, 우드칩, 자갈, 모래 및 점토 중 적어도 하나의 여재로 구성되는 쇄석층, 우드칩층, 자갈층, 모래층 및 점토층으로 이루어질 수 있다. 여기에서, 여재는 입자 크기 및 필터링 정도에 따라 우수의 진입 방향의 전단에 수납되는 여재 카트리지(122) 또는 우수의 진입 방향의 후단에 수납되는 여재 카트리지(122)에 포함될 수 있다.
또한, 여재 카트리지(122)는 상방에서 하방으로 카트리지 프레임(150)에 수용될 수 있고, 카트리지 프레임(150)에 의해 적어도 하나 이상의 다른 여재 카트리지(122)와 일체로 모듈화될 수 있다. 예를 들어, 카트리지 프레임(150)은 3 개의 여재 카트리지(122)를 하나로 모듈화할 수 있다.
일 실시예에서, 여재 카트리지(122)는 장방형 본체(122-1)의 상부가 개폐 가능하도록 형성될 수 있다. 장방형 본체(122-1)의 상부는 장방형 본체(122-1)의 일측면과 체결 가능하도록 제작되어 필요시 개방 또는 폐쇄되고, 개방시 내부에 포함된 여재를 교환할 수 있도록 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 여재 카트리지(122)는 상부에 적어도 하나의 손잡이가 형성될 수 있다. 여재 카트리지(122)는 교환 또는 세척시 상부에 형성된 손잡이를 통해 용이하게 인출 및 수납될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 카트리지 모듈식 침투도랑 여과 장치를 도시한 단면 사시도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 카트리지 모듈식 침투도랑 여과 장치(200)는 노면의 일측을 따라 길이 방향으로 형성되는 메인 수로(10); 메인 수로(10)와 연결된 침투 유입 수로(20)로부터 초기 우수를 전달받고, 이물질을 침전시키는 침전부(110), 적어도 하나의 카트리지 프레임(250)에 서로 다른 개수의 교환 가능한 여재 카트리지(122)를 구비하는 여과부(120), 및 여과부(120)를 통과한 우수를 임시 저장하는 집수부(130)를 포함하는 전처리조(100); 및 전처리조(100)의 측면에 형성되어 우수의 흐름 방향에 따라 폭이 좁아지고, 전처리조(100)로부터 월류되는 우수를 메인 수로(10)로 배출하는 월류 처리조(240)를 포함한다.
이하, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 카트리지 모듈식 침투도랑 여과 장치(200)의 구성 중 도 1 및 도 2에서 설명한 구성과 동일한 구성에 대해서는 추가 설명을 생략한다.
전처리조(100)에서 여과부(120)에 탈부착되는 적어도 하나의 카트리지 프레임(250)은 서로 다른 크기를 가지도록 형성될 수 있다. 즉, 적어도 하나의 카트리지 프레임(250)은 동일한 일정 길이의 세로 및 높이를 가지되, 서로 다른 가로 길이를 가지도록 형성되어 다른 개수의 여재 카트리지(122)를 수용할 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 카트리지 프레임(250)은 우수 진입 방향의 전단에 배치되는 해당 카트리지 프레임(250)의 길이가 우수 진입 방향의 후단에 배치되는 해당 카트리지 프레임(250)의 길이보다 길게 형성되어 더 많은 개수의 여재 카트리지(122)를 수용함으로써 여과부(120)로 유입되는 우수의 여과 성능을 향상시킬 수 있다.
여재 카트리지(122)는 우수의 흐름 방향에 따라 수납 개수 및 교환 또는 세척 시기가 감소할 수 있다. 여재 카트리지(122)는 우수 진입 방향의 전단(즉, 침전부(110) 인근)에 배치될수록 비점오염 물질이 포함된 초기 우수를 빈번하게 접하므로, 교환 또는 세척 시기가 증가하고, 여과 성능을 높여야 하므로 수납 개수가 증가할 수 있다.
월류 처리조(240)는 종방향 수직 격벽(163)을 통해 전처리조(100)와 분리되는 월류 집결부(241) 및 월류 집결부(241)와 메인 수로(10) 사이에 배치되는 바이패스 관(242)으로 구성될 수 있다.
월류 집결부(241)는 전처리조(100)의 측면에 형성되어 우수의 흐름 방향에 따라 폭이 좁아지도록 형성될 수 있다. 즉, 우수가 처음으로 유입되는 침전부(110) 또는 여과부(120)의 전단에서 우수의 월류 가능성이 더 높기 때문에, 월류 집결부(241)는 침전부(110)와 여과부(120)의 전단 측면의 폭이 집수부(130) 측면의 폭보다 넓도록 형성되어 더 많은 월류 우수를 수용할 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 카트리지 모듈식 침투도랑 여과 장치로 유입되는 우수를 처리하는 과정을 예시하는 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 노면의 일측을 따라 길이 방향으로 형성되는 메인 수로(10)와 연결된 침투 유입 수로(20)로부터 초기 우수를 전달받아 처리하기 위한 우수 여과 방법은, 침투 유입 수로(20)로부터 초기 우수를 전달받아 침전부(110)에 침전시키는 침전 단계; 침전부(110)에 저장된 우수의 일부가 월류하여 우수의 진입 방향에서부터 수직 방향으로 여과부(120) 내에 다단계로 설치된 여재 카트리지(122)를 통해 우수가 여과되는 여과 단계; 및 여과부(120)를 통해 우수의 일부는 지반으로 침투되고, 일부는 집수부(130)에 집수되어 메인 수로(10)로 전달되는 집수 단계를 포함한다.
또한, 우수 여과 방법은, 침투 유입 수로(20)를 통해 유입되는 우수의 유량이 증가하여 침전부(110), 여과부(120) 및 집수부(130) 중 어느 하나에서 월류되는 우수를 침전부(110), 여과부(120) 및 집수부(130)의 측면에 형성된 월류 처리조(140)를 통해 바로 메인 수로(10)로 전달하는 월류 처리 단계를 더 포함하고, 월류 처리 단계는 침전부(110), 여과부(120) 및 집수부(130)로부터 월류하는 우수를 월류 집결부(141)에 저장하는 우수 저장 단계와 월류 집결부(141)에 저장된 우수를 바이패스 관(142)을 통해 메인 수로(10)로 배출하는 우수 배출 단계를 포함한다.
이하, 침전 단계, 여과 단계, 집수 단계, 및 월류 처리 단계를 포함하는 우수 여과 과정에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
초기 우수는 노면의 일측을 따라 길이 방향으로 형성된 메인 수로(10)로 유입되고, 메인 수로(10)에 형성된 위어에 의해 침투 유입 수로(20)를 따라 전처리조(100)의 침전부(110)로 유입된다(도 6의 (a) 참조).
침전부(110)로 유입된 초기 우수는 일정 높이 이상이 되면 메쉬망(112)을 통해 이물질이 걸러진 상태로 여과부(120)로 넘어가게 되고, 여과부(120)에 수용된 여재 카트리지(122)에 의해 비점오염 물질이 여과 또는 필터링된다. 여기에서, 여과부(120)를 통해 여과 또는 필터링된 초기 우수는 적어도 하나의 침투공(124)으로 배출되어 지반으로 침투된다(도 6의 (b) 참조).
강우량이 증가함에 따라 메인 수로(10)로 유입되는 우수의 양이 많아지면 메인 수로(10)에 형성된 위어를 통과하여 메인 수로(10) 전체에 우수가 흐르게 되고, 다량의 우수가 침전부(110) 및 여과부(120)에 유입되면 월류 처리조(140)의 월류 집결부(141)로 우수가 월류하여 바이패스 관(142)을 통해 메인 수로(10)로 배출된다(도 6의 (c) 및 (d) 참조).
본 명세서에서 설명되는 실시 예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시 예는 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: 카트리지 모듈식 침투도랑 전처리조
110: 침전부
120: 여과부
130: 집수부
140: 월류 처리조
150: 카트리지 프레임
200: 카트리지 모듈식 침투도랑 여과 장치
10: 메인 수로
20: 침투 유입 수로
30: 침투 배출 수로

Claims (18)

  1. 노면의 일측을 따라 길이 방향으로 형성되는 메인 수로와 연결된 침투 유입 수로로부터 초기 우수를 전달받아 처리하기 위한 전처리조에 있어서,
    상기 침투 유입 수로로부터 유입되는 초기 우수를 저장하는 침전부; 및
    상기 침전부와 횡방향 수직 격벽에 의해 분리되는 여과부를 포함하고,
    상기 여과부는
    상기 침전부로부터 유입되는 우수의 진입 방향에 대해 수직 방향으로 설치되어 상기 초기 우수에서 비점오염 물질을 여과하는 복수의 여재 카트리지들을 포함하고,
    상기 침전부 및 상기 여과부의 길이 방향 측면에 형성되어 유량에 따라 상기 침전부 또는 상기 여과부를 월류하는 우수를 상기 메인 수로로 배출하는 월류 처리조를 더 포함하고,
    상기 월류 처리조는
    종방향 수직 격벽을 통해 상기 침전부 및 상기 여과부와 분리되어 상기 여과부로부터 월류되는 우수를 임시 저장하는 월류 집결부; 및
    상기 월류 집결부와 상기 메인 수로 사이에 배치되어 상기 월류 집결부에 저장된 우수를 상기 메인 수로로 배출하는 바이패스 관을 포함하고,
    상기 여과부는
    그 하부에 적어도 하나의 침투공이 형성되어 해당 여재 카트리지를 통과한 우수를 배출하고,
    상기 복수의 여재 카트리지들은
    수직 방향으로 길게 형성되어 내부에 여재가 담아지도록 형성된 장방형 본체를 포함하고,
    상기 장방형 본체의 외측면에는 다공성 망이 형성되고, 상기 장방형 본체의 상면이 개폐 가능하도록 형성되고,
    상기 복수의 여재 카트리지들은
    우수의 진입 방향의 전단에 설치되는 경우 오염도가 높은 이물질을 여과할 수 있는 여재를 포함하고,
    우수의 진입 방향의 후단에 설치되는 경우 여과도가 높은 여재를 포함하도록 구성되고,
    상기 메인 수로와 연결되어 상기 여과부를 통과한 우수를 상기 메인 수로로 배출하는 침투 배출 수로를 더 포함하는
    카트리지 모듈식 침투도랑 전처리조.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 침전부는
    상기 침전부와 상기 여과부 사이의 횡방향 수직 격벽 및 상기 침전부와 상기 월류 집결부 사이의 종방향 수직 격벽 중 적어도 하나의 상부에 일정 각도로 경사지도록 배치되어 우수에 포함된 이물질을 걸러주는 메쉬망을 더 포함하는
    카트리지 모듈식 침투도랑 전처리조.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 여재 카트리지들은
    우수의 진입 방향의 전단에서 후단으로 갈수록 여재의 입경이 작아지도록 구성되는
    카트리지 모듈식 침투도랑 전처리조.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 여재 카트리지들 중 적어도 두 개 이상을 모듈화하는 카트리지 프레임을 더 포함하고,
    상기 카트리지 프레임에 모듈화된 적어도 두 개 이상의 여재 카트리지들은 동시에 교환되는 것을 특징으로 하는
    카트리지 모듈식 침투도랑 전처리조.
  10. 삭제
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