KR101661997B1 - 역세척이 가능한 여과시설 및 그를 이용한 배수제어시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 여과시설에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 강우시 빗물을 유입하여 비점오염물질을 제거하고, 정화된 빗물을 역세하여 여과시설을 세척함으로써 여과시설의 비점오염물질 제거능률을 최적화하여 장기간 사용할 수 있으며, 상기 여과시설에서 정화된 빗물의 배수를 자동제어하여 도시홍수 및 하천의 건천화를 방지할 수 있도록 하는 역세척이 가능한 여과시설 및 그를 이용한 배수제어시스템에 관한 것이다.
따라서, 본 발명이 제안하는 역세척이 가능한 여과시설은 일측면에 유입관이 형성되어 강우시 빗물을 유입하여 유입저류공간에 저류시키다가 유입저류공간의 지정된 수위보다 빗물의 수위가 높아지면 유입되는 빗물을 타측면에 형성된 유출관으로 유출시키는 저류조;와 상기 저류조의 유출관과 연결형성되어 유출관에서 유출하는 빗물을 정화부재가 구비된 정화공간으로 유입시켜 빗물을 정화시키고, 정화된 빗물을 이송공간으로 이동하여 이송관을 따라 이송시키는 정화조;와 상기 정화조의 이송관과 연결형성되어 이송관에서 이송시키는 빗물을 배수저류공간에서 일정기간 저류시킨 후 정화된 빗물 일부는 역세척펌프를 가동하여 정화조로 이송하여 정화조를 세척하고, 나머지 정화된 빗물은 배수펌프를 가동하여 배수관을 통해 외부로 배수하는 배수조;를 포함하여 이루어진다.
또한, 본 발명이 제안하는 역세척이 가능한 여과시설을 이용하는 배수제어시스템은 상기 여과시설의 배수관에 연결되어 정화된 빗물을 배수하는 배수관의 개폐를 조절하는 배수개폐밸브;와 상기 배수개폐밸브의 작동 여부를 신호하기 위해 강우개시 및 강우종료를 감지하여 신호하는 강우감지장치;와 상기 강우감지장치로부터 입력되는 강우개시 및 강우종료 신호에 따라 상기 배수개폐밸브 및 상기 배수펌프에 제어신호를 인가하는 제어부;를 포함하여 이루어진다.
따라서, 본 발명이 제안하는 역세척이 가능한 여과시설은 일측면에 유입관이 형성되어 강우시 빗물을 유입하여 유입저류공간에 저류시키다가 유입저류공간의 지정된 수위보다 빗물의 수위가 높아지면 유입되는 빗물을 타측면에 형성된 유출관으로 유출시키는 저류조;와 상기 저류조의 유출관과 연결형성되어 유출관에서 유출하는 빗물을 정화부재가 구비된 정화공간으로 유입시켜 빗물을 정화시키고, 정화된 빗물을 이송공간으로 이동하여 이송관을 따라 이송시키는 정화조;와 상기 정화조의 이송관과 연결형성되어 이송관에서 이송시키는 빗물을 배수저류공간에서 일정기간 저류시킨 후 정화된 빗물 일부는 역세척펌프를 가동하여 정화조로 이송하여 정화조를 세척하고, 나머지 정화된 빗물은 배수펌프를 가동하여 배수관을 통해 외부로 배수하는 배수조;를 포함하여 이루어진다.
또한, 본 발명이 제안하는 역세척이 가능한 여과시설을 이용하는 배수제어시스템은 상기 여과시설의 배수관에 연결되어 정화된 빗물을 배수하는 배수관의 개폐를 조절하는 배수개폐밸브;와 상기 배수개폐밸브의 작동 여부를 신호하기 위해 강우개시 및 강우종료를 감지하여 신호하는 강우감지장치;와 상기 강우감지장치로부터 입력되는 강우개시 및 강우종료 신호에 따라 상기 배수개폐밸브 및 상기 배수펌프에 제어신호를 인가하는 제어부;를 포함하여 이루어진다.
Description
본 발명은 여과시설에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 강우시 빗물을 유입하여 비점오염물질을 제거하고, 정화된 빗물을 역세하여 여과시설을 세척함으로써 여과시설의 비점오염물질 제거능률을 최적화하여 장기간 사용할 수 있으며, 상기 여과시설에서 정화된 빗물의 배수를 자동제어하여 도시홍수 및 하천의 건천화를 방지할 수 있도록 하는 역세척이 가능한 여과시설 및 그를 이용한 배수제어시스템에 관한 것이다.
오염원은 점오염원과 비점오염원으로 구분되며 점오염원은 공장, 하수처리장과 같이 일정한 지점에서 오염물질을 배출하기 때문에 오염농도가 매우 높다 하여도 오염물질의 유출경로가 명확하여 수집이 쉽고, 계절에 따른 영향이 상대적으로 적은 만큼 연중 발생량 예측이 가능하여 처리장 등 처리시설의 설계와 유지 및 관리가 용이하다.
반면 비점오염원은 도시, 도로, 농지, 산지, 공사장 등과 같은 불특정장소에서 농약, 비료, 분요, 기름, 중금속, 타이어가루 등과 같은 불특정한 오염물질을 배출하기 때문에 발생량, 배출량이 강수량 등의 기상조건에 크게 좌우되고 우천시 빗물에 의해 한꺼번에 유입된 비점오염물질은 오수처리장치를 특정하기 어렵고 유지관리가 어려우며 많은 양의 오염물질이 하천이나 지하수자원으로 들어가게 되면 수질을 오염시키고, 물고기를 폐사시키거나 저서생물의 서식처를 파괴하여 수생태계를 교란시키게 된다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 비점오염물질이 포함된 우수는 하천이나 지하수자원으로 들어가기 전에 가둔 상태에서 여러단계의 침전이나 여과 과정을 거쳐 비점오염물질을 처리한 후 배출시키고 있다.
이와 같이 불특정장소에서 발생하는 비점오염물질을 제거하는 종래의 기술로써, 대한민국 특허등록 제10-1099768호에는 비점오염원 저감장치에 있어서, 도로나 교량에 설치되어 흘러내린 우수와 함께 각종 비점 오염물질이 유입되도록 형성된 그레이팅; 상기 그레이팅 하부에 설치되면서 상부의 유입실과 하부의 처리실이 계단 형태로 좌우 구분 형성된 하우징; 상기 유입실 내부에 설치되면서 상기 처리실측 일면 하부에는 크기가 큰 비점 오염물질을 걸러내면서 유입된 우수를 배출하도록 배수구가 형성되고, 상기 배수구 상측에는 상기 처리실 측으로 유입되는 우수가 흘러내리도록 경사판이 형성된 유입조; 상기 처리실 내부에 설치되면서 내부에 여재를 저장한 상태에서 상기 유입조로부터 흘러내린 우수 중 크기가 작은 비점 오염물질을 걸러내도록 바닥에 배수구가 형성된 처리조; 상기 하우징의 처리실 바닥에 연결되어 처리조로부터 흘러내린 우수를 배출하도록 형성된 배수관; 상기 하우징의 처리실 상부로부터 상기 배수관으로 연결되어 상기 처리실 내에 넘치는 우수를 배출하도록 형성된 비이-패스관;이 구성된 것을 특징으로 하는 비점 오염물질 저감장치가 공지되어 있다.
그러나 상기한 비점오염원 저감장치는 간편하고 저렴하게 설치할 수는 있지만 처리조를 상부와 하부에 나누어 하부에 여재를 저장하여 단계별로 비점오염물질을 저감시키고 있지만 분판과 배수구에는 크고 작은 다수개의 구멍이 형성되어 있어 비점오염물질과 여재가 함께 배수관으로 흘러들어가 비점오염물질이 제대로 제거되지 않고 떠내려 가게 되는 단점이 있다.
또 다른 종래의 기술로써, 대한민국 특허공개 제10-2008-0004142호(2008년01월09일)에는 초기 우수처리시설 및 상수도용 간이급속여과장치에 있어서, 직사각형(원형)인 침전기는 낙엽 이물질 쓰레기 등을 제거하고 거름망에서 2차로 걸러주며 여과기 내부를 청소하려면 역세밸브를 열어주고 마개를 빼고 자바라호스를 역세척관에다 클립으로 연결하여 여과기 뚜껑을 열고 호스를 넣는다. 그리고 난 후 침전밸브를 잠그어주고 나면 우수(원수)가 여과기 내부로 들어가게 됩니다. 여과관밸브를 잠그어주고 오버드레인관 밸브를 잠그어 줍니다. 여과기 내부 안에 물이 가득 찼을 때 폐수 슬러지관 밸브를 열어 주면 여과기 내부 청소가 자동 처리되어 여과기는 깨끗하게 청소되어 맑은 물을 공급하는 초기 우수처리시설 및 상수도용 간이급속여과장치가 공지되어 있다.
그러나 상기한 초기 우수처리시설 및 상수도용 간이급속여과장치는 여과장치를 세척하기 위하여 역세밸브를 열어 마개를 빼고 자바라호스를 역세척관에 클립으로 연결하여 여과기 뚜껑을 열고 호스를 넣는 등의 복잡한 과정을 통해서 여과장치를 세척하기 때문에 일의 능률이 떨어지는 단점이 있다. 또한, 여과장치를 세척하기 위하여 여과기 내부에 물을 가득 채워야 하기 때문에 원수를 낭비하게 되는 단점이 있으며 여과장치를 세척한 물은 폐수 슬러지관을 따라 외부로 배출하여 환경을 오염시키는 원인이 될 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 강우시 유입조를 통해 빗물을 유입하여 정화조에서 빗물을 정화하고, 배수조에서 정화된 빗물을 배수하여 하천 등의 수질오염을 방지하는 역세척이 가능한 여과시설을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 상기 배수조에서 정화된 빗물의 일부를 다시 정화조로 역세시켜 정화조를 세척하여 정화조의 정화능률을 유지시켜 여과시설을 장시간 사용하도록 하는 역세척이 가능한 여과시설을 제공하기 위한 것이다.
덧붙여, 상기 여과시설에서 정화된 빗물의 배수를 강우감지장치에서 강우 개시 및 종료를 감지한 후 일정기산을 경과 하였을 때 빗물의 배수가 이루어지도록 자동제어하여 자연환경을 보호하고 홍수를 예방할 수 있도록 하는 역세척이 가능한 여과시설을 이용한 배수제어시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 제안하는 역세척이 가능한 여과시설 및 그를 이용한 배수제어시스템은 일측면에 유입관이 형성되어 강우시 빗물을 유입하여 유입저류공간에 저류시키다가 유입저류공간의 지정된 수위보다 빗물의 수위가 높아지면 유입되는 빗물을 타측면에 형성된 유출관으로 유출시키는 저류조;와 상기 저류조의 유출관과 연결형성되어 유출관에서 유출하는 빗물을 정화부재가 구비된 정화공간으로 유입시켜 빗물을 정화시키고, 정화된 빗물을 이송공간으로 이동하여 이송관을 따라 이송시키는 정화조;와 상기 정화조의 이송관과 연결형성되어 이송관에서 이송시키는 빗물을 배수저류공간에서 일정기간 저류시킨 후 정화된 빗물 일부는 역세척펌프를 가동하여 정화조로 이송하여 정화조를 세척하고, 나머지 정화된 빗물은 배수펌프를 가동하여 배수관을 통해 외부로 배수하는 배수조;를 포함하여 이루어진다.
상기 저류조는 유입저류공간에 저류된 빗물을 유출할 수 있도록 유출펌프가 구비된다.
상기 유출펌프는 부력재를 구비하여 유입된 빗물의 수위에 따라 유출펌프의 위치를 가변시킨다.
상기 유출펌프는 침전물감지부재를 구비하여 빗물과 함께 유입된 침전물은 유출되지 않도록 한다.
상기 정화조는 배수조의 역세척펌프가 가동되어 정화조를 세척한 세척수를 저류조로 이동시키는 수두관이 형성된다.
상기 수두관은 기울기를 갖되 저류조와 연결형성된 일단의 위치보다 정화조와 연결형성된 타단의 위치가 높다.
상기 배수조의 역세척펌프는 가동시 배수저류공간에 저류된 빗물을 정화조로 이송하는 역세척관과 역세척관으로 이송된 빗물을 분사하는 역세척노즐을 구비한다.
일측면에 유입관이 형성되어 강우시 빗물을 유입하여 유입저류공간에 저류시키다가 유입저류공간의 지정된 수위보다 빗물의 수위가 높아지면 유입되는 빗물을 타측면에 형성된 유출관으로 유출시키는 저류조와, 상기 저류조의 유출관과 연결형성되어 유출관에서 유출하는 빗물을 정화부재가 구비된 정화공간으로 유입시켜 빗물을 정화시키고, 정화된 빗물을 이송공간으로 이동하여 이송관을 따라 이송시키는 정화조와, 상기 정화조의 이송관과 연결형성되어 이송관에서 이송시키는 빗물을 배수저류공간에서 일정기간 저류시킨 후 정화된 빗물 일부는 역세척펌프를 가동하여 정화조로 이송하여 정화조를 세척하고, 나머지 정화된 빗물은 배수펌프를 가동하여 배수관을 통해 외부로 배수하는 배수조로 이루어진 여과시설;과 상기 여과시설의 배수관에 연결되어 정화된 빗물을 배수하는 배수관의 개폐를 조절하는 배수개폐밸브;와 상기 배수개폐밸브의 작동 여부를 신호하기 위해 강우개시 및 강우종료를 감지하여 신호하는 강우감지장치;와 상기 강우감지장치로부터 입력되는 강우개시 및 강우종료 신호에 따라 상기 배수개폐밸브 및 상기 배수펌프에 제어신호를 인가하는 제어부;를 포함하여 이루어진다.
상기 유출펌프는 제어부에서 신호하는 가동신호 및 정지신호에 따라 가동 및 정지한다.
상기 제어부는 배수개폐밸브 및 배수펌프를 가동하는 중에 강우감지장치로부터 차기강우개시를 알리는 감지신호가 입력되면 배수개폐밸브 및 배수펌프에 배수정지상태로 변경하는 제어신호를 인가하도록 이루어진다.
상기 제어부에 전원을 공급하기 위한 것으로 태양광을 이용하여 발전을 행하는 태양전지판과, 상기 태양전지판에서 발전되는 전기를 충전하는 축전지부를 더 포함하여 이루어진다.
본 발명에 따른 역세척이 가능한 여과시설에 의하면, 정화조에서 정화된 빗물을 일시적으로 저류시키는 배수조에서 정화된 빗물을 일부를 다시 정화조로 역세시켜 정화조에 구비된 정화부재를 세척하여 여과시설의 정화능률을 항상 최적화할 수 있는 효과가 있다.
뿐만 아니라, 상기 정화조에 구비된 정화부재를 세척하여 재사용함으로써 여과시설을 장기간 사용하는 것이 가능하기 때문에 여과시설을 관리하는 인력을 줄여 관리비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 역세척이 가능한 여과시설을 이용한 배수제어시스템에 의하면, 강우감지장치에서 강우 개시 및 종료를 각각 감지한 후 설정된 일정한 시간을 경과했을 때만 배수가 이뤄지도록 자동제어하므로 인력을 줄여 관리비용을 절감하고 여과시설로부터 충분히 수질정화가 이뤄진 후 정화된 빗물을 배수하여 자연환경을 보존하며 우기에도 홍수를 예방할 수 있는 효과가 있다.
나아가, 배수펌프를 사용하여 정화된 빗물을 배수하던 중 차기 강우시 작동을 정지하도록 제어부에서 제어신호를 인가하므로, 차기 우수에 대한 정화과정을 충분히 거친 후 배수할 수 있어 수질개선효율을 극대화하고 무분별한 방류를 방지하여 우기에 홍수예방효율을 극대화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 역세척이 가능한 여과시설의 일실시예를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 역세척이 가능한 여과시설의 일실시예에 있어서 저류조를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 역세척이 가능한 여과시설의 일실시예에 있어서 정화조를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 역세척이 가능한 여과시설의 일실시예에 있어서 정화조 및 배수조를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 역세척이 가능한 여과시설을 이용하는 배수제어시스템의 일실시예를 나타내는 블럭도.
도 6은 본 발명에 따른 역세척이 가능한 여과시설을 이용하는 배수제어시스템의 일실시예에 있어서 또 다른 실시예를 나타내는 블럭도.
도 2는 본 발명에 따른 역세척이 가능한 여과시설의 일실시예에 있어서 저류조를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 역세척이 가능한 여과시설의 일실시예에 있어서 정화조를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 역세척이 가능한 여과시설의 일실시예에 있어서 정화조 및 배수조를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 역세척이 가능한 여과시설을 이용하는 배수제어시스템의 일실시예를 나타내는 블럭도.
도 6은 본 발명에 따른 역세척이 가능한 여과시설을 이용하는 배수제어시스템의 일실시예에 있어서 또 다른 실시예를 나타내는 블럭도.
본 발명은 역세척이 가능한 여과시설 및 그를 이용한 배수제어시스템에 있어서, 일측면에 유입관이 형성되어 강우시 빗물을 유입하여 유입저류공간에 저류시키다가 유입저류공간의 지정된 수위보다 빗물의 수위가 높아지면 유입되는 빗물을 타측면에 형성된 유출관으로 유출시키는 저류조;와 상기 저류조의 유출관과 연결형성되어 유출관에서 유출하는 빗물을 정화부재가 구비된 정화공간으로 유입시켜 빗물을 정화시키고, 정화된 빗물을 이송공간으로 이동하여 이송관을 따라 이송시키는 정화조;와 상기 정화조의 이송관과 연결형성되어 이송관에서 이송시키는 빗물을 배수저류공간에서 일정기간 저류시킨 후 정화된 빗물 일부는 역세척펌프를 가동하여 정화조로 이송하여 정화조를 세척하고, 나머지 정화된 빗물은 배수펌프를 가동하여 배수관을 통해 외부로 배수하는 배수조;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 저류조는 유입저류공간에 저류된 빗물을 유출할 수 있도록 유출펌프가 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 유출펌프는 부력재를 구비하여 유입된 빗물의 수위에 따라 유출펌프의 위치를 가변시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 유출펌프는 침전물감지부재를 구비하여 빗물과 함께 유입된 침전물은 유출되지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 정화조는 배수조의 역세척펌프가 가동되어 정화조를 세척한 세척수를 저류조로 이동시키는 수두관이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 수두관은 기울기를 갖되 저류조와 연결형성된 일단의 위치보다 정화조와 연결형성된 타단의 위치가 높은 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 배수조의 역세척펌프는 가동시 배수저류공간에 저류된 빗물을 정화조로 이송하는 역세척관과 역세척관으로 이송된 빗물을 분사하는 역세척노즐을 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 일측면에 유입관이 형성되어 강우시 빗물을 유입하여 유입저류공간에 저류시키다가 유입저류공간의 지정된 수위보다 빗물의 수위가 높아지면 유입되는 빗물을 타측면에 형성된 유출관으로 유출시키는 저류조와, 상기 저류조의 유출관과 연결형성되어 유출관에서 유출하는 빗물을 정화부재가 구비된 정화공간으로 유입시켜 빗물을 정화시키고, 정화된 빗물을 이송공간으로 이동하여 이송관을 따라 이송시키는 정화조와, 상기 정화조의 이송관과 연결형성되어 이송관에서 이송시키는 빗물을 배수저류공간에서 일정기간 저류시킨 후 정화된 빗물 일부는 역세척펌프를 가동하여 정화조로 이송하여 정화조를 세척하고, 나머지 정화된 빗물은 배수펌프를 가동하여 배수관을 통해 외부로 배수하는 배수조로 이루어진 여과시설;과 상기 여과시설의 배수관에 연결되어 정화된 빗물을 배수하는 배수관의 개폐를 조절하는 배수개폐밸브;와 상기 배수개폐밸브의 작동 여부를 신호하기 위해 강우개시 및 강우종료를 감지하여 신호하는 강우감지장치;와 상기 강우감지장치로부터 입력되는 강우개시 및 강우종료 신호에 따라 상기 배수개폐밸브 및 상기 배수펌프에 제어신호를 인가하는 제어부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 여과시설의 저류조에는 유입저류공간에 저류된 빗물을 유출할 수 있도록 유출펌프가 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 유출펌프는 제어부에서 신호하는 가동신호 및 정지신호에 따라 가동 및 정지하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는 배수개폐밸브 및 배수펌프를 가동하는 중에 강우감지장치로부터 차기강우개시를 알리는 감지신호가 입력되면 배수개폐밸브 및 배수펌프에 배수정지상태로 변경하는 제어신호를 인가하도록 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부에 전원을 공급하기 위한 것으로 태양광을 이용하여 발전을 행하는 태양전지판과, 상기 태양전지판에서 발전되는 전기를 충전하는 축전지부를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
다음으로 본 발명에 따른 역세척이 가능한 여과시설 및 그를 이용한 배수제어시스템의 바람직한 일실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
먼저, 본 발명에 따른 역세척이 가능한 여과시설의 일실시예는 도 1에 나타낸 바와 같이, 저류조(10), 정화조(20) 및 배수조(30)로 이루어져 있다.
상기 저류조(10)는 도 2에 나타낸 바와 같이, 강우시 빗물을 유입하여 일정기간 저류시킨 후 정화조(20)로 유출시킬 수 있도록 유입관(11), 유입저류공간(13), 유출관(15) 및 유출펌프(17)로 구성된다.
상기 유입관(11)은 저류조(10)의 일측면에 형성되어 강우시 빗물을 유입하여 유입저류공간(13)으로 빗물을 이송시킨다. 유입관(11)은 설치되는 지역의 연간 강수량 및 시간당 강우강도에 따라 유입관(11)의 직경이 가변하는 것이 바람직하다.
예를 들어, 지역의 연간 강수량 및 시간당 강우강도가 높은 지역에 설치될 때에는 유입관(11)의 직경을 크게 형성하여 유입하는 빗물의 양이 많도록 하는 것이 바람직하며, 지역의 연간 강수량 및 시간당 강우강도가 낮은 지역은 시공비용을 줄일 수 있도록 비교적 작은 직경으로 형성하는 것도 가능하다.
상기 유입저류공간(13)은 유입관(11)에서 초기유입된 빗물을 일정기간 저류시킨다. 유입저류공간(13)은 비점오염물질 및 이물질이 가장 많이 포함된 초기 빗물을 저류시켜 비점오염물질 및 이물질 등이 침전되도록 한다.
상기 유출관(15)은 저류조(10)의 타측면에 형성되어 유입저류공간(13)의 지정된 수위보다 수위가 높아지면 빗물을 유출시킨다. 즉, 유출관(15)은 유입저류공간(13)의 상단에 형성되어 유입저류공간(13)의 빗물 수위가 유출관(15)의 높이와 동일하거나 높아지면 빗물을 유출한다.
상기 유출관(15)은 정화조(20)의 정화공간(23)에 구비된 정화부재(23a) 보다 높은 위치에 형성하여 유출관(15)을 따라 유출되는 빗물의 정화가 이루어지도록 한다. 또한, 유출관(15)은 정화조(20) 세척시 유출관(15)으로 세척수 또는 이물질 등이 유입되지 않도록 그에 대응하는 높이를 갖는 것이 바람직하다.
상기 유출펌프(17)는 유입저류공간(13)에 저류된 빗물을 유출할 수 있도록 구비된다. 유출펌프(17)를 가동하여 유입저류공간(13)에서 일정기간 저류된 빗물을 펌프관(18)을 따라 정화조(20)로 유출시킨다.
상기 유출펌프(17)는 부력재(17a)를 구비하여 유입저류공간(13)의 수위에 따라 유출펌프(17)의 위치를 가변시킨다. 부력재(17a)는 유출펌프(17)가 저류된 빗물에서 부유하도록 하여 높은 수위의 빗물을 먼저 유출하도록 한다. 즉, 유출펌프(17)는 저류된 빗물에서 비교적 깨끗한 빗물인 높은 수위의 빗물을 먼저 유출한다.
상기 유출펌프(17)는 침전물감지부재(17b)를 구비하여 유입저류공간(13)의 하단에 침전된 침전물이 유출되지 않도록 하는 것이 가능하다. 침전물감지부재(17b)는 유입저류공간(13)에 침전된 침전물을 감지하는 것으로서, 침전물을 감지하여 유출펌프(17)의 손상 등을 방지한다.
따라서, 상기 저류조(10)는 강우시 유입관(11)으로 빗물을 유입하고, 유입한 빗물을 유입저류공간(13)에 저류되다가 유출관(15)의 높이까지 빗물의 수위가 높아지면 유입하는 빗물은 유출관(15)으로 유출한다. 저류조(10)는 강우 종료 후 일정기간이 지난 뒤에 유출펌프(17)를 가동하여 유입저류공간(13)에 저류된 빗물을 펌프관(18)을 따라 모두 유출시킨다. 이때, 유출펌프(17)는 수면에서 부유시키는 부력재(17a)와 하단의 침전물을 감지하는 침전물감지부재(17b)로 인하여 높은 수위의 빗물을 먼저 유출하면서 빗물의 수위가 점점 낮아지다가 침전물감지부재(17b)에 침전물이 감지되었을 때 빗물 유출을 멈춘다. 일정기간 경과 후 유입저류공간(13)에 침전된 침전물을 준설하는 것이 바람직하다.
상기 정화조(20)는 도 3에 나타낸 바와 같이, 저류조(10)의 유출관(15)과 연결형성되어 유출관(15)에서 유출되는 빗물을 유입하여 정화할 수 있도록 정화공간(23), 이송공간(24), 이송관(25) 및 수두관(29)으로 구성된다.
상기 정화공간(23)은 유출관(15)에서 유출되는 빗물을 유입하여 빗물에 포함된 비점오염물질 및 이물질 등을 제거할 수 있도록 정화부재(23a)가 구비된다.
상기 정화부재(23a)는 빗물과 함께 유입된 비점오염물질 등을 제거하여 빗물을 정화한다. 정화부재(23a)는 비점오염물질 등을 제거할 수 있는 부직포, 황토, 쇄석, 활성탄, 제올라이트 및 펄라이트 등의 부재 중에 하나 이상 선택하여 구비하는 것이 바람직하다.
상기 이송공간(24)은 정화공간(23)에서 정화된 빗물을 유입하여 이송관(25)으로 이동시킨다.
상기 이송관(25)은 정화조(20)의 타측면에 형성되어 이송공간(24)에 지정된 수위보다 수위가 높아지면 빗물을 이송시킨다.
따라서, 상기 정화조(20)는 유출관(15)에서 유출되는 빗물을 정화공간(23)으로 유입하여 정화공간(23)에 구비된 정화부재(23a)를 통해 비점오염물질 등을 제거하고, 정화된 빗물을 이송공간(24)으로 이동시킨 후 이송공간(24)에 지정된 수위보다 수위가 높아지면 이송관(25)을 통해 배수조(30)로 이송한다.
상기 수두관(29)은 저류조(10)와 정화조(20)를 연결한 관으로서 배수조(30)의 역세척펌프(39)가 가동되어 정화조(20)를 세척한 세척수를 저류조(10)로 이동시킨다. 수두관(29)은 역세척펌프(39)가 가동되어 강한 수압으로 정화조(20)의 하단에서 상단으로 정화된 빗물을 분사할 때 수압에 의해 정화조(20)에서 탈거된 이물질 등과 세척수는 정화부재(23a) 상단으로 이동하고 이동된 빗물 및 이물질 등은 수두관(29)을 따라 저류조(10)로 이동된다.
상기 수두관(29)은 세척수와 이물질 등의 이동이 용이하도록 기울기를 갖되 저류조(10)와 연결형성된 일단의 위치보다 정화조(20)와 연결형성된 타단의 위치를 높게 형성하는 것이 바람직하다.
상기 수두관(29)은 유입저류공간(13)에 침전된 침전물질이 수두관(29)의 일단을 막아 세척수가 유입저류공간(13)에 유입되지 못하는 것을 방지할 수 있도록 수두관(29)의 일단은 유입저류공간(13)의 바닥에서 50~80cm 떨어져 형성하도록 하는 것이 바람직하다.
상기 배수조(30)는 도 4에 나타낸 바와 같이, 정화조(20)의 이송관(25)과 연결형성되어 이송관(25)에서 이송되는 빗물을 유입하여 외부로 배수하거나 정화조(20)로 역세시킬 수 있도록 배수저류공간(33), 배수관(35), 배수펌프(37) 및 역세척펌프(39)로 구성된다.
상기 배수저류공간(33)은 이송관(25)에서 이송하는 정화된 빗물을 유입하여 정화된 빗물을 일시적으로 저류시킨다.
상기 배수관(35)은 외부와 연결되어 배수저류공간(33)에 저류된 빗물을 외부로 배수한다.
상기 배수펌프(37)는 배수저류공간(33)에 위치하여 가동시 배수저류공간(33)에 저류된 빗물을 배수관(35)을 통해 배수하도록 구비된다. 배수펌프(37)는 설치된 지역의 강수유무 및 하천의 수위에 따라 가동을 조절하는 것이 바람직하다.
상기 역세척펌프(39)는 배수저류공간(33)에 저류된 빗물 일부를 정화조(20)로 이송한다. 역세척펌프(39)는 가동시 빗물을 이송할 수 있도록 역세척관(39a)이 구비되며 이송된 빗물을 정화조(20)에서 분사할 수 있도록 역세척노즐(39b)을 더 구비한다.
상기 역세척관(39a)은 배수저류공간(33) 하단에서 정화공간(23) 하단으로 연결구비된다. 상기 역세척노즐(39b)은 정화공간(23) 하단에서 상단으로 빗물을 분사할 수 있도록 구비된다. 상기 역세척펌프(39)는 역세척노즐(39b)에서 분사되는 빗물에 정화조(20)가 세척될 수 있도록 수압을 강하게 하여 가동하는 것이 바람직하다.
상기 역세척펌프(39) 가동시 정화조(20)를 세척하여 오염된 빗물 및 이물질 등은 수두관(29)을 따라 저류조(10)로 이동하거나 정화조(20)에서 다시 빗물을 정화하여 배수조(30)로 이동한다.
따라서, 배수조(30)는 이송관(25)에서 이송되는 빗물을 유입하여 일시적으로 배수저류공간(33)에 저류하였다가 배수조(30)가 설치된 지역의 강수유무 및 하천 등의 수위에 따라 배수펌프(37)를 가동하여 정화된 빗물을 배수관(35)을 통해 배수한다.
또한, 상기 배수조(30)는 정화조(20)의 정화능률이 최적화될 수 있도록 일정기간이 경과 되면 역세척펌프(39)를 가동하여 배수저류공간(33)에 저류된 빗물 일부를 역세척관(39a)을 따라 이송시켜 역세척노즐(39b)로 빗물을 분사하여 정화조(20)를 세척하는 것도 가능하다.
다음으로 본 발명에 따른 역세척이 가능한 여과시설을 이용한 배수제어시스템의 일실시예는 도 5에 나타낸 바와 같이, 여과시설(100), 배수개폐밸브(110), 강우감지장치(120) 및 제어부(130)로 이루어져 있다.
상기 여과시설(100)은 강우시 저류조(10)에서 빗물을 유입하고 유입된 빗물을 정화조(20)로 유출시켜 빗물에 포함된 비점오염물질을 제거하여 빗물을 정화한다. 정화조(20)에서 정화된 빗물은 배수조(30)로 이송시키고 배수조(30)는 제어부(130)에서 신호하는 제어신호에 따라 빗물을 배수한다. 또한, 여과시설(100)의 저류조(10)의 유출펌프(17)를 가동하여 저류조(10)에 저류된 빗물을 펌프관(18)을 따라 정화조(20)로 유출시킨다. 유출펌프(17)는 제어부(130)에서 제어하는 신호에 따라 가동 및 정지한다.
상기 배수개폐밸브(110)는 여과시설(100)의 배수관(35)에 연결되어 배수관(35)의 개폐를 조절한다. 배수개폐밸브(110)는 제어부(130)에서 신호하는 제어신호에 따라 배수관(35)을 개폐하여 빗물의 배수를 조절한다.
상기 강우감지장치(120)는 여과시설(100)이 설치된 주변의 지상에 설치되고, 여과시설(100)이 설치된 지역의 강우를 감지한다. 강우감지장치(120)는 강우시 빗물을 내부유입하여 내부 빗물의 수위에 따라 리드스위치와 마그네틱자석의 비접촉 및 접촉에 따라 강우개시 및 강우종료 신호를 신호하는 강우감지장치(120)를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 강우감지장치(120)는 리드스위치와 마그네틱자석의 비접촉 및 접촉에 따라 강우개시 및 강우종료 신호를 제어부(130)에 신호한다.
상기 제어부(130)는 강우감지장치(120)로부터 입력되는 신호에 따라 배수펌프(37) 및 배수개폐밸브(110)의 가동 유무를 자동으로 설정가능하게 제어신호를 인가하도록 구성한다. 또한, 제어부(130)는 일정시간 경과 후 유출펌프(17) 및 역세척펌프(39)에 가동 및 정지신호를 자동으로 설정가능하게 제어신호를 인가하도록 구성한다.
단, 제어부(130)는 강우감지장치(120)에서 입력되는 강우개시 및 강우종료 신호로부터 일정한 시간이 경과한 이후에 상기 배수펌프(37) 및 배수개폐밸브(110)를 작동제어하는 제어신호를 인가하도록 구성하는 것이 바람직하다.
상기 제어부(130)에는 감지신호가 입력된 이후부터 배수펌프(37) 및 배수개폐밸브(110)에 작동제어하는 제어신호를 인가하기까지의 경과시간을 설정입력할 수 있도록 조작수단(135)을 구성한다. 상기 제어부(130)는 조작수단(135)에 의해 강우개시 및 강우종료에 따른 감지신호로부터 제어신호를 인가하기까지의 경과시간을 각각 개별로 설정 입력하도록 구성한다. 즉, 조작수단(135)은 강우감지장치(120)에서 강우개시 및 강우종료에 따른 감지신호가 제어부(130)에 입력된 이후부터 제어부(130)가 배수펌프(37) 및 배수개폐밸브(110)를 작동제어하는 제어신호를 인가하기까지의 일정한 경과시간을 각각 설정입력할 수 있도록 구성한다.
상기 조작수단(135)은 강우감지장치(120)에서 강우개시 및 강우종료에 따른 감지신호가 제어부(130)에 입력된 이후부터 제어부(130)가 유출펌프(17) 및 역세척펌프(39)를 작동제어하는 제어신호를 인가하기까지의 일정한 경과시간을 각각 설정입력 할 수 있도록 구성하는 것도 가능하다.
상기 제어부(130)에서는 강우개시 및 강우종료에 대한 조작수단(135)으로부터 설정된 시간이 모두 경과하면 배수펌프(37) 및 배수개폐밸브(110)를 작동시키는 제어신호를 인가한다. 즉, 제어부(130)에서는 강우감지장치(120)로부터 강우개시에 따른 감지신호가 입력된 이후 조작수단(135)에 의해 설정된 시간과 강우감지장치(120)로부터 강우종료에 따른 감지신호가 입력된 이후 조작수단(135)에 의해 설정된 시간이 모두 경과 하였을 때만 제어부(130)에서 배수펌프(37) 및 배수개폐밸브(110)를 작동시키는 제어신호를 인가한다.
상기 제어부(130)는 강우개시 및 강우종료에 대한 설정시간을 모두 경과했을때만 배수펌프(37) 및 배수개폐밸브(110)가 가동하여 배수가 이루어질 수 있도록 제어부(130)에서 제어신호를 인가하는 것에 의하여, 장기간 내린 우수가 모두 충분한 시간을 두고 정화될 수 있기 때문에 수질개선을 도모하여 환경을 보호하고, 배수펌프(37) 및 배수개폐밸브(110)를 일정기간 주기로 작동하도록 제어하여 우기에도 홍수에 따른 재해를 미연에 예방하는 것이 가능하다.
또한, 상기 제어부(130)는 정화되지 않은 빗물을 배수하지 않도록 배수펌프(37) 및 배수개폐밸브(110)를 가동하는 중에 강우감지장치(100)로부터 차기강우개시를 알리는 감지신호가 입력되면 배수펌프(37) 및 배수개폐밸브(110)에 정지상태로 변경하는 제어신호를 인가한다.
그리고 본 발명에 따른 역세척이 가능한 여과시설을 이용한 배수제어시스템은 도 6에 나타낸 바와 같이, 태양광을 이용하여 발전을 행하는 태양전지판(140)과 상기 태양전지판(140)에서 발전되는 전기를 충전하였다가 제어부(130)에 전원으로 공급하는 축전지부(145)를 더 포함하여 이루어진다.
상기 태양전지판(140)은 수질정화부(125)의 규모에 따라 복수로 설비하여 구성하는 것도 가능하다. 축전지부(145)는 상기 제어부(130)를 중심으로 전원을 공급하되 그 외의 구성인 여과시설(100)이나 배수개폐밸브(110) 등에 전원을 공급하도록 연결된다.
상기와 같이 태양전지판(140)과 축전지부(145)를 구성하게 되면, 별도의 전력설비가 없어도 전원공급될 수 있어 설비의 공사비용을 절감하고 자연력에 의한발전으로 전원을 공급하여 효율적인 배수설비의 운영이 가능하며, 전원의 공급이 어려운 지역이나 지점에서도 효과적으로 설비를 운영하는 것이 가능하다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 저류조 11 : 유입관 13 : 유입저류공간
15 : 유출관 17 : 유출펌프 17a : 부력재
17b : 침전물감지부재 18 : 펌프관 20 : 정화조
23 : 정화공간 23a : 정화부재 24 : 이송공간
25 : 이송관 29 : 수두관 30 : 배수조
33 : 배수저류공간 35 : 배수관 37 : 배수펌프
39 : 역세척펌프 39a : 역세척관 39b : 역세척노즐
100 : 여과시설 110 : 배수개폐밸브 120 : 강우감지장치
130 : 제어부 135 : 조작수단 140 : 태양전지판
145 : 축전지
15 : 유출관 17 : 유출펌프 17a : 부력재
17b : 침전물감지부재 18 : 펌프관 20 : 정화조
23 : 정화공간 23a : 정화부재 24 : 이송공간
25 : 이송관 29 : 수두관 30 : 배수조
33 : 배수저류공간 35 : 배수관 37 : 배수펌프
39 : 역세척펌프 39a : 역세척관 39b : 역세척노즐
100 : 여과시설 110 : 배수개폐밸브 120 : 강우감지장치
130 : 제어부 135 : 조작수단 140 : 태양전지판
145 : 축전지
Claims (12)
- 일측면에 유입관(11)이 형성되어 강우시 빗물을 유입하여 유입저류공간(13)에 저류시키다가 유입저류공간(13)의 지정된 수위보다 빗물의 수위가 높아지면 유입되는 빗물을 타측면에 형성된 유출관(15)으로 유출시키는 저류조(10);와
상기 저류조(10)의 유출관(15)과 연결형성되어 유출관(15)에서 유출하는 빗물을 정화부재(23a)가 구비된 정화공간(23)으로 유입시켜 빗물을 정화시키고, 정화된 빗물을 이송공간(24)으로 이동하여 이송관(25)을 따라 이송시키는 정화조(20);와
상기 정화조(20)의 이송관(25)과 연결형성되어 이송관(25)에서 이송시키는 빗물을 배수저류공간(33)에서 일정기간 저류시킨 후 정화된 빗물 일부는 역세척펌프(39)를 가동하여 정화조(20)로 이송하여 정화조를 세척하고, 나머지 정화된 빗물은 배수펌프(37)를 가동하여 배수관(35)을 통해 외부로 배수하는 배수조(30);를 포함하여 이루어지는 역세척이 가능한 여과시설에 있어서,
상기 저류조(10)는 유입저류공간(13)에 저류된 빗물을 유출할 수 있도록 유출펌프(17)가 구비되되, 상기 유출펌프는 부력재를 구비하여 유입된 빗물의 수위에 따라 유출펌프의 위치를 가변시키고, 침전물감지부재를 구비하여 빗물과 함께 유입된 침전물은 유출되지 않도록 하며,
상기 정화조(20)는 배수조(30)의 역세척펌프(39)가 가동되어 정화조를 세척한 세척수를 저류조(10)로 이동시키는 수두관(29)이 형성되고, 상기 수두관(29)은 기울기를 가지고 저류조(10)와 연결형성된 일단의 위치보다 정화조(20)와 연결형성된 타단의 위치가 높게 형성되되, 저류조(10)의 유입저류공간(13)에 침전된 침전물질이 수두관(29)의 일단을 막아 정화조(20)를 세척한 세척수가 유입저류공간(13)에 유입되지 못하는 것을 방지할 수 있도록 수두관(29)의 일단이 유입저류공간(13)의 바닥에서 50~80cm 떨어져 형성되며,
상기 배수조(30)의 역세척펌프(39)는 가동시 배수저류공간((33)에 저류된 빗물을 정화조(20)로 이송하는 역세척관(39a)과 역세척관으로 이송된 빗물을 분사하는 역세척노즐(39b)을 구비하되, 상기 역세척관(39a)은 배수저류공간(33) 하단에서 정화조(20)의 정화공간(23) 하단으로 연결되고, 역세척노즐(39b)은 정화조(20)의 정화공간(23) 하단에서 상단으로 빗물을 분사하여 분사되는 빗물에 의해 정화조(20)가 세척될 수 있도록 수압을 강하게 하여 가동하는 것을 특징으로 하는 역세척이 가능한 여과시설
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- 청구항 1에 따른 역세척이 가능한 여과시설의 배수관(35)에 연결되어 정화된 빗물을 배수하는 배수관의 개폐를 조절하는 배수개폐밸브;와
상기 배수개폐밸브의 작동 여부를 신호하기 위해 강우개시 및 강우종료를 감지하여 신호하는 강우감지장치;와
상기 강우감지장치로부터 입력되는 강우개시 및 강우종료 신호에 따라 상기 배수개폐밸브에 제어신호를 인가하는 제어부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 역세척이 가능한 여과시설을 이용하는 배수제어시스템. - 삭제
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| KR101311288B1 (ko) * | 2013-03-26 | 2013-09-25 | 이문기 | 초기우수처리시설의 정체수 배수장치 |
| KR101412689B1 (ko) * | 2014-02-21 | 2014-06-27 | 주식회사 대진환경산업 | 여재의 세척 및 정체수 배출이 가능한 비점오염원 처리장치 |
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