KR101695463B1 - 무동력 자동 역세척 상향류식 비점오염 저감장치 - Google Patents

무동력 자동 역세척 상향류식 비점오염 저감장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전처리조와 여과조를 포함하는 초기우수 비점오염 저감시설에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 물이 차오르는 유속을 이용한 여과속도가 높고 효율이 좋은 상향류식 초기우수 비점오염 저감시설에 있어서, 오염물질을 여과하는 여과부가 막힐 경우 여과부에 쌓인 이물질이 물과 함께 역류되어 자동으로 세척되도록 하는 역세척부를 포함하여, 별도의 여과부 교체나 세척작업이 필요 없으며, 별도의 동력 없이 자동으로 여과부가 세척되도록 하여 편리한 관리와 지속적인 사용이 가능하도록 하며 특히, 상향류식 여과에 복수의 부상여재들로 이루어진 부상여재층을 이용함으로써, 역세척을 위한 역류시 부상여재층이 쉽게 파괴되면서 이물질이 효과적으로 제거될 수 있도록 하며, 강우 종료시에는 장치내 여과된 저장수와 전처리 유입수조(및 침전조)의 유입수를 이용하여 부상여재와 장치 내부를 세정 배수하여 다음 강우시에 정상적인 세정기능을 가질 수 있도록 하는 무동력 자동 역세척 상향류식 비점오염 저감장치에 관한 것이다.

Description

무동력 자동 역세척 상향류식 비점오염 저감장치{A Non-power Automatic Back-washing upflow Type Equipment for Decreasing Non-point Pollution}
본 발명은 전처리조와 여과조를 포함하는 초기우수 비점오염 저감시설에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 물이 차오르는 유속을 이용한 여과속도가 높고 효율이 좋은 상향류식 초기우수 비점오염 저감시설에 있어서, 오염물질을 여과하는 여과부가 막힐 경우 여과부에 쌓인 이물질이 물과 함께 역류되어 자동으로 세척되도록 하는 역세척부를 포함하여, 별도의 여과부 교체나 세척작업이 필요 없으며, 별도의 동력 없이 자동으로 여과부가 세척되도록 하여 편리한 관리와 지속적인 사용이 가능하도록 하며 특히, 상향류식 여과에 복수의 부상여재들로 이루어진 부상여재층을 이용함으로써, 역세척을 위한 역류시 부상여재층이 쉽게 파괴되면서 이물질이 효과적으로 제거될 수 있도록 하며, 강우 종료시에는 장치내 여과된 저장수와 전처리 유입수조(및 침전조)의 유입수를 이용하여 부상여재와 장치 내부를 세정 배수하여 다음 강우시에 정상적인 세정기능을 가질 수 있도록 하는 무동력 자동 역세척 상향류식 비점오염 저감장치에 관한 것이다.
일반적으로 수질오염원은 점오염원과 비점오염원으로 나눌 수 있으며, 점오염원은 주로 일반가정이나 영업지역에서 발생하는 생활하수, 공장에서 배출하는 산업폐수, 대단위 축산시설에서 발생하는 축산폐수 등과 같이 발생지역과 발생량의 추적이 비교적 용이한 것들을 이르며, 반면 비점오염원은 불특정오염원, 면오염원, 이동오염원 또는 기타수질오염원이라고도 하는데 점오염원이 특정한 배출경로를 가진 것과는 달리 비점오염원은 도시노면배수나 농경지배수와 같이 불특정한 배출경로를 통해 비점오염물질을 발생시키는 장소 또는 지역을 가리킨다.
과거에는 대부분의 국가에서는 점오염원의 처리를 중점에 둔 정책을 펼쳐왔으나, 20세기 중반 이후 토지이용의 고도화로 택지, 도로 등에 불투수층 비율이 높아짐에 따른 비점오염원의 증가로 인하여 점오염원의 처리만으로는 수질목표 달성에 어려움이 있다는 사실이 인식되기 시작하였다. 실제 환경부에서 4대강별 오염원과 비점오염원 사이의 부하량 비율을 살펴본 결과 전체 오염원 중 비점오염원이 차지하는 비율이 40~60%(2009 환경백서)에 달하는 것으로 나타나, 점오염원의 관리만으로는 수계환경의 쾌적성을 확보하기가 어려우며 비점오염원 저감관리의 필요성이 크게 대두되었다.
초기우수는 강우 초기의 우수가 지표면과 하수관거 내를 흐르면서 불투수면에 퇴적되어 있는 오염물과 하수관거의 퇴적물을 세척해 상대적으로 고농도 오염물질을 함유하게 되는 우수를 의미하며, 비점오염물질들은 상기 초기우수에 포함되어 하천 등을 오염시킴으로써 수질을 매우 악화시키고 있다.
따라서, 종래에는 비점오염을 줄이기 위한 대책으로 도시지역의 노면배수는 저류조를 설치하여 초기에 내린 비로 인해 발생한 오염물질을 침전시킨 후 방류하도록 하고, 농경지에서 배출되는 비료, 농약 성분이 다량 함유된 농업배수는 하천으로 직접 유입되지 않도록 저류조, 습지정화시설, 수초대 등을 설치하였으며, 최근에는 아래 특허문헌과 같이 우수에 포함된 비점오염물질을 침전과 여과방식에 의하여 처리하는 장치 등을 설치하여 비점오염의 저감에 관한 노력을 기울이고 있다. 그러나 아래 특허문헌과 같은 여과방식을 활용한 비점오염 저감장치에 있어서, 여과를 위한 여과재가 오염물질 등의 이물질에 의하여 막히게 될 경우 상기 저감장치에 유입된 우수가 여과되지 못하고 역류하거나 그대로 방류되어 수질을 심각하게 오염시키는 문제가 있으며, 이를 해결하기 위해서는 별도로 여과재를 교체하거나 세척하는 작업을 실시해야 하며 실제로는 상기 저감장치가 제대로 관리되지 못하고 비점오염물질이 그대로 하천에 방류되고 있는 실정이다.
(특허문헌)
등록특허공보 제10-1249179호. "제한된 공간에 설치 가능한 비점오염 저감장치"
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,
본 발명의 목적은, 물이 차오르는 유속을 이용한 여과속도가 높고 효율이 좋은 상향류식 초기우수 비점오염 저감시설에 있어서, 오염물질을 여과하는 여과부가 막힐 경우 여과부에 쌓인 이물질이 물과 함께 역류되어 자동으로 세척되도록 하는 역세척부를 포함하여, 별도의 여과부 교체나 세척작업이 필요 없으며, 별도의 동력 없이 자동으로 여과부가 세척되도록 하여 편리한 관리와 지속적인 사용이 가능하도록 하는 무동력 자동 역세척 상향류식 비점오염 저감장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 상향류식 여과에 복수의 부상여재들로 이루어진 부상여재층을 이용함으로써, 역세척을 위한 역류시 부상여재층이 쉽게 파괴되면서 이물질이 효과적으로 제거될 수 있도록 하는 무동력 자동 역세척 상향류식 비점오염 저감장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 부상여재들간의 간극은 최소화하여 이물질에 대한 여과효율은 높이면서도 부상여재들간의 접촉면은 최소화하여 역세척을 위한 역류시 부상여재층이 쉽게 파괴되면서 이물질이 효과적으로 제거될 수 있도록 하는 무동력 자동 역세척 상향류식 비점오염 저감장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 여과조의 바닥과 여과부 사이에서 역세척시 한편으로는 여과조 바닥에 위치하는 침전물과 함께 여과조 유입부 물이 유입되고 다른 한편으로는 여과부에서 필터링된 이물질과 함께 여과조 역세척물이 유입되도록 하여 여과조 내 이물질을 효과적으로 제거할 수 있도록 하는 무동력 자동 역세척 상향류식 비점오염 저감장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 역세척시 여과부에서 필터링된 이물질이 상대적으로 많이 제거되도록 하면서 사이폰관 내에서의 유속을 증대시키는 구조를 통해 역세척 효율을 높이는 무동력 자동 역세척 상향류식 비점오염 저감장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 전처리조 내에 유입되는 초기우수는 유입시 추돌에 의한 믹싱으로 이물질끼리 부착되고, 전처리조 내에서는 상승하는 초기우수가 상측으로 갈수록 유속이 느려져 침전효율을 높일 수 있도록 하는 무동력 자동 역세척 상향류식 비점오염 저감장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 강우 종료시에는 여과조 저장수와 전처리 유입수조(및 침전조)의 유입수를 이용하여 부상여재와 장치 내부를 세정 배수하여 다음 강우에 정상적인 세정기능을 발휘할 수 있도록 하는 무동력 자동 역세척 상향류식 비점오염 저감장치를 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 무동력 자동 역세척 상향류식 비점오염 저감장치는 다음과 같은 구성을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무동력 자동 역세척 상향류식 비점오염 저감장치는, 초기우수가 유입되어 오염물질이 침전되는 전처리조와; 상기 전처리조에 의하여 오염물질이 제거된 물이 유입되며, 여과부에 의하여 오염물질이 여과되는 여과조와; 상기 여과조와 연결되며, 상기 여과부에 이물질이 쌓여 여과가 원활하지 못하여 여과부하에 따른 여과 손실수두가 올라갈 경우 역류하는 물과 함께 상기 여과부에 쌓인 이물질도 함께 역세척하도록 하는 역세척부;를 포함하며, 상기 여과부는 상기 전처리조에서 유입되어 상측으로 부유하는 물로부터 이물질을 1차적으로 제거하고 역세척시에는 부상여재의 유실을 방지하는 제1필터부와, 상기 제1필터부를 거친 물에서 이물질을 2차적으로 제거하는 제2필터부를 포함하여, 상기 전처리조에서 유입되는 물이 하측에서 유입되어 상측으로 올라가면서 상부에 위치한 상기 여과부를 거치면서 오염물질이 여과되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 비점오염 저감장치에 있어서 상기 역세척부는, 상기 여과조와 연결되어 역세척하는 물과 이물질이 배출되며 정점에서 굽어지는 곡관부를 갖는 사이폰관과; 상기 사이폰관으로부터 압축공기를 배출시켜 상기 여과부에 쌓인 이물질의 배출이 시작되도록 하는 역세척개시부와; 상기 사이폰관에 공기가 유입되도록 하여 역세척을 정지시키는 역세척정지부를 포함하고, 상기 역세척개시부는, 상기 전처리조와 연결되어 상기 여과조로부터 여과 손실 수두의 상승에 따라 역류하는 물이 유입되는 역세척수유입부와; 상기 역세척수유입부로부터 역세척수를 전달받아 저장하며, 역세척수의 수위에 따라 상기 사이폰관을 개폐하는 개폐부;를 포함하고, 상기 역세척정지부는, 일측 말단이 상기 사이폰관의 곡관부에 연결되고, 타측 말단이 상기 여과조에 연결되는 공기유입관과, 상기 공기유입관에 공기가 유입되는 시간을 조절하는 역세척시간조절부를 포함하여, 역세척이 종료되는 시점을 조절할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 비점오염 저감장치에 있어서 상기 제2필터부는 수중에서 부력에 의해 부유하는 부상여재들로 이루어지며, 상기 여과부는, 상기 제2필터부의 부상여재들이 일정 위치에서 상기 제1필터부와 일정 간격을 유지하도록 일정 위치에서 부상여재들의 상승을 차단시키는 고정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 비점오염 저감장치에 있어서 상기 부상여재는 비중 0.9 이상 1 미만을 갖으며, 이물질을 제거하기 위해 부상여재들간의 밀착시 간극은 최소화하면서도 접촉면은 최소화하도록 구형 형상에 외주면 전체에 걸쳐 일정 크기의 돌기가 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 비점오염 저감장치에 있어서 상기 제1필터부는 메쉬 형태로 형성되어 상대적으로 크기가 큰 이물질을 1차적으로 제거하면서 역세척시 역세척수가 용이하게 이동할 수 있게 하며, 상기 고정부는 부상여재들층의 하측 말단과 제1필터부와의 간격이 부상여재들층 두께의 50~150% 비율로 형성되도록 제1필터부와 이격되어 고정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 비점오염 저감장치에 있어서 상기 고정부는 여과 단면적을 크게 하기 위해 원판에 스트레이너를 역으로 구성하여 측면에 많은 여과단면적을 가져, 여과시에는 상기 부상여재에 의해 막히지 않고 여과 부하를 줄여주고 역세척시에는 측면으로 많은 수량을 분사할 수 있도록 하여 세정효율을 높일 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 비점오염 저감장치에 있어서 상기 스트레이너가 배치되는 원판은, 삼각뿔형 또는 웨이브형 형태로 상하로 반복적으로 굴곡지는 형태로 형성되어, 여과시에는 여과단면적을 넓히고 역세척시에는 역세척수압을 높이는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 비점오염 저감장치에 있어서 상기 여과조는, 강우 종료시 여과조내 여과된 저장수를 배수할 수 있게 하는 배수구를 추가로 포함하여, 부상여재를 세정하고 전처리조와 여과조의 이물질을 세정 배수하여 다음 강우시에 정상적인 세정기능을 발휘할 수 있게 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 비점오염 저감장치에 있어서 상기 사이폰관의 여과조와 연결된 일측 부위는, 여과조의 바닥과 상기 제1필터부 사이에서 여과조의 평면 전체에 걸쳐 고르게 분포되는 분기관들을 포함하고, 상기 분기관은 수평중심축을 기준으로 하측방향으로 향하여 역세척시 여과조 바닥에 위치하는 침전물과 함께 여과조 유입물이 유입되도록 하는 하향유입관과, 수평중심축을 기준으로 상측방향으로 향하여 역세척시 제1필터부와 제2필터부에서 필터링된 이물질과 함께 여과조 역세척물이 유입되도록 하는 상향유입관을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 비점오염 저감장치에 있어서 상기 하향유입관은 분기관의 하측방에서 사이폰관으로 물이 유입되는 방향의 사선으로 분기관에 연결되고, 상기 상향유입관은 분기관의 상측방에서 사이폰관으로 물이 유입되는 방향의 사선으로 분기관에 연결됨으로써, 상기 하향유입관과 상향유입관을 통해 분기관 내로 유입되는 물이 분기관 내에서 내주면을 따라 선회류를 형성하면서 유속을 증가시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 비점오염 저감장치에 있어서 상기 상향유입관의 단면 크기와 하향유입관의 단면 크기의 비는 6:4 내지 8:2 비율로 형성되어, 역세척시 제1필터부와 제2필터부에서 필터링된 이물질이 보다 많이 사이폰관을 통해 배출될 수 있게 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 비점오염 저감장치에 있어서 상기 전처리조는 초기우수가 유입되어 전처리조 하측으로 분배되는 초기우수유입관과, 전처리조 하측에서 상측으로 상승하는 초기우수가 상측으로 갈수록 유속이 느려져 오염물질간에 큰 플럭을 형성시켜 침전효율을 높일 수 있도록 전처리조 바닥에서 상향 경사지게 형성되는 도류벽을 포함하며, 상기 초기우수유입관은 초기우수가 전처리조 내에 분배되는 분배구가 좌우 각각 한 쌍의 분기관으로 형성되고, 상기 한 쌍의 분기관은 서로 마주보게 형성되고 말단에 마감판이 형성되어 배출되는 초기우수의 추돌에 의한 믹싱으로 이물질끼리 부착되어 큰 플럭을 형성하여 침전효율을 높일 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 앞서 본 실시예와 하기에 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은, 물이 차오르는 유속을 이용한 여과속도가 높고 효율이 좋은 상향류식 초기우수 비점오염 저감시설에 있어서, 오염물질을 여과하는 여과부가 막힐 경우 여과부에 쌓인 이물질이 물과 함께 역류되어 자동으로 세척되도록 하는 역세척부를 포함하여, 별도의 여과부 교체나 세척작업이 필요 없으며, 별도의 동력 없이 자동으로 여과부가 세척되도록 하여 편리한 관리와 지속적인 사용이 가능하도록 하는 효과를 갖는다.
본 발명은, 상향류식 여과에 복수의 부상여재들로 이루어진 부상여재층을 이용함으로써, 역세척을 위한 역류시 부상여재층이 쉽게 파괴되면서 이물질이 효과적으로 제거될 수 있도록 하는 효과를 갖는다.
본 발명은, 부상여재들간의 간극은 최소화하여 이물질에 대한 여과효율은 높이면서도 부상여재들간의 접촉면은 최소화하여 역세척을 위한 역류시 부상여재층이 쉽게 파괴되면서 이물질이 효과적으로 제거될 수 있도록 하는 효과를 갖는다.
본 발명은, 여과조의 바닥과 여과부 사이에서 역세척시 한편으로는 여과조 바닥에 위치하는 침전물과 함께 여과조 물이 유입되고 다른 한편으로는 여과부에서 필터링된 이물질과 함께 여과조 물이 유입되도록 하여 여과조 내 이물질을 효과적으로 제거할 수 있도록 하는 효과를 갖는다.
본 발명은, 역세척시 여과부에서 필터링된 이물질이 상대적으로 많이 제거되도록 하면서 사이폰관 내에서의 유속을 증대시키는 구조를 통해 역세척 효율을 높이는 효과를 갖는다.
본 발명은, 전처리조 내에 유입되는 초기우수는 유입시 추돌에 의한 믹싱으로 이물질끼리 부착되고, 전처리조 내에서는 상승하는 초기우수가 상측으로 갈수록 유속이 느려져 침전효율을 높일 수 있도록 하는 효과를 갖는다.
본 발명은, 강우 종료시에는 여과조 저장수와 전처리 유입수조(및 침전조)의 유입수를 이용하여 부상여재와 장치 내부를 세정 배수하여 다음 강우에 정상적인 세정기능을 발휘할 수 있도록 하는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비점오염 저감장치의 하부 평면도
도 2는 도 1의 A-A' 부분 단면도
도 3은 도 1의 B-B' 부분 단면도
도 4는 분배구의 분기관 상세도
도 5는 도 1의 C-C' 부분 단면도
도 6은 여과가 정상적으로 이루어지는 상태도
도 7은 여과부에 이물질이 쌓여 여과조에서 전처리조로 역류가 발생하는 상태도
도 8은 사이폰관을 통해 역세척이 시작되는 상태도
도 9는 역세척시 여과조내 물의 흐름을 도시한 상태도
도 10은 분기관의 하향유입관과 상향유입관의 구조도
도 11은 역세척시 분기관내 물 흐름도
도 12는 역세척정지부에 의해 역세척이 정지되는 상태도
도 13은 역세척정지부의 상세도
도 14는 부상여재의 상세도
도 15는 강우종료시 장치내 세정수 흐름도
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 도 1의 A-A' 부분 단면도
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 도 1의 A-A' 부분 단면도
이하에서는 본 발명에 따른 무동력 자동 역세척 상향류식 비점오염 저감장치의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하도록 한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1 등을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무동력 자동 역세척 상향류식 비점오염 저감장치는, 초기우수가 유입되어 오염물질이 큰 플럭을 형성하여 침전되는 침전조(13)를 포함하는 전처리조(1)와; 상기 전처리조(1)에 의하여 오염물질이 1차로 제거된 물이 유입되며, 여과부(31)에 의하여 오염물질이 여과되는 여과조(3)와; 상기 여과조(3)와 연결되며, 상기 여과부(31)에 이물질이 쌓여 여과 수두가 높아져 손실수두가 올라갈 경우 역류하는 물과 함께 상기 여과부(31)에 쌓인 이물질도 함께 역류하도록 하는 역세척부(5);를 포함하며, 상기 여과조(3)는, 상기 전처리조(1)(전처리조(1)의 유입수조(15) 포함)에서 유입되는 물이 하측에서 유입되어 상측으로 올라가면서 상부에 위치한 상기 여과부(31)를 거치면서 오염물질이 여과되는 것을 특징으로 한다. 초기우수는 배경기술에서 설명한 바와 같이 강우 초기의 우수가 지표면과 하수관거 내를 흐르면서 불투수면에 퇴적되어 있는 오염물과 하수관거의 퇴적물을 세척해 상대적으로 고농도 오염물질을 함유하게 되는 우수를 의미하는 것으로, 비점오염물질들은 상기 초기우수에 포함되어 하천 등을 오염시킴으로써 수질을 매우 악화시키는바, 상기 초기우수가 하천에 유입되기 전에 상기 초기우수 비점오염 저감시설을 설치하여 오염물질이 침전, 여과되도록 하고, 특히 별도의 여과부(31) 교체, 세척 작업의 필요없이 자동으로 여과부(31)가 세척되도록 함으로써 시설의 관리를 용이하도록 하고, 역류 등에 의한 2차 피해가 발생하지 않도록 한다.
상기 전처리조(1)는 초기우수가 유입되어 오염물질이 1차적으로 침전되어 걸러진 후 후술할 여과조(3)로 이동하여 여과될 수 있도록 하는 구성으로, 상기 초기우수 비점오염 저감시설의 전단에 전처리 시설로 형성되며, 초기우수가 유입되는 초기우수유입관(11)과, 상기 전처리조(1)의 내부에 형성되어 침전효율을 높여주는 도류벽(13)과, 상기 전처리조(1)에 의해 오염물질이 큰 플럭을 형성하면서 침전되는 침전조(12) 및 침전조(12)에서 침전되어 1차로 제거된 물이 월류하여 상기 여과조(3)로 유입될 수 있도록 하는 유입수조(15)를 포함한다. 또한, 상기 전처리조(1)의 일측 상부에는 상기 여과부(31)의 막힘에 의한 역류시 역세척수가 역세척부(5)의 후술할 역세척수유입부(531)로 공급될 수 있도록 하는 역류공(531a)이 형성되며, 이에 관한 상세한 설명은 후술한다.
상기 초기우수유입관(11)은 초기우수가 유입되어 상기 전처리조(1) 내에 분사되도록 하는 구성으로, 도 1에 도시된 바와 같이 분기되어 전처리조(1) 전체에 걸쳐 초기우수가 유입될 수 있도록 설치될 수 있으며, T자형 관으로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 초기우수유입관(11)은 도 2에 도시된 바와 같이 초기우수가 유입되는 유입구(111)와, 상기 유입구(111)로부터 유입된 초기우수가 배출되는 분배구(113)를 포함한다.
특히, 상기 분배구(113)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 좌우 각각 한 쌍의 분기관(113a)으로 형성되고, 상기 한 쌍의 분기관(113a)은 도 4에 도시된 바와 같이 서로 마주보게 형성되어 배출되는 초기우수의 오염물질이 서로 추돌에 의한 믹싱으로 이물질끼리 부착되어 응집을 가져와 큰 플록을 형성하여 침전효율을 높일 수 있게 하는 것을 특징으로 한다. 즉, 상기 한 쌍의 분기관(113a)이 도 4에 도시된 바와 같이 서로 마주보도록 형성되어 각각의 분기관(113a)으로부터 배출되는 초기우수의 오염물질이 서로 충돌하게 되어 응집된 덩어리(floc, 플록)가 형성될 수 있도록 한다. 따라서, 초기우수에 포함된 오염물질이 서로 충돌하여 응집된 덩어리가 되도록 함으로써 그 비중을 높이고, 그에 따라 침전되는 오염물질의 양이 증가되도록 하여 침전조(12)의 침전효율을 높일 수 있다. 또한, 상기 분기관(113a)에는 분기관(113a)끼리 마주보는 반대방향의 외측둘레를 따라 돌출되도록 연장되어 형성되는 안내판(113b)과 그 말단의 마감판(113c)을 포함하여 한 쌍의 분기관(113a)으로부터 분사되는 초기우수가 서로 마주보는 방향을 벗어나지 않고 마주쳐 더욱 효율적으로 혼화가 될 수 있도록 한다.
상기 도류벽(13)은 도 2에 도시된 바와 같이, 전처리조(1) 하측에서 상측으로 상승하는 초기우수가 상측으로 갈수록 유속이 느려져 오염물질의 효율적인 혼화에 의한 큰 플록을 형성하여 침전효율을 높일 수 있도록 전처리조(1) 바닥에서 상향 경사지게 형성되는 판 형상의 구성으로, 상기 도류벽(13)을 통해 상기 분배구(113)에서 유입된 초기우수는 전처리조(1)의 하측에서 상측으로 갈수록 점점 넓어지는 단면적으로 인해 유속이 느려지게 되고 따라서 초기우수 내에 포함되어 있던 이물질(오염물질)은 그만큼 더 플록을 형성하는 시간을 충분히 가지며 침전조(12) 바닥 내로 가라앉게 되어 침전효율이 향상되므로 더욱 깨끗한 물이 상기 침전조(12)로부터 유입수조(15) 및 여과조(3)로 향하게 된다.
상기 유입수조(15)는 상기 전처리조(1)에 의하여 오염물질이 1차적으로 제거된 후 정화된 물이 상기 여과조(3)로 유입될 수 있도록 일시적으로 물을 저장하는 공간으로, 상기 유입수조(15)의 하부가 상기 여과조(3)와 연결되게 된다.
상기 여과조(3)는 상기 전처리조(1)에 의하여 오염물질이 제거된 물이 유입되며, 여과부(31)에 의하여 오염물질이 여과되는 구성으로, 상기 여과부(31)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 유입수조(15)에서 유입되어 상측으로 부유하는 물로부터 이물질을 1차적으로 제거하는 제1필터부(311)와, 상기 제1필터부(311)를 거친 물에서 이물질을 2차적으로 제거하는 제2필터부(312)(이때, 제2필터부(312)는 수중에서 부력에 의해 부유하는 부상여재들로 이루어짐)와, 상기 제2필터부(312)의 부상여재들이 일정 위치에서 상기 제1필터부(311)와 일정 간격을 유지하도록 일정 위치에서 부상여재들의 상승을 차단시키는 고정부(313)를 포함할 수 있다.
상기 제1필터부(311)는 메쉬 형태로 형성되어 상대적으로 크기가 큰 이물질을 1차적으로 제거하면서 후술할 바와 같이, 역세척시에는 역세척을 위한 역세척수(여과수저장조(37)에 있다가 역세척시 여과부(31)를 거쳐 사이폰관(51)으로 향하는 물)가 용이하게 이동할 수 있게 한다. 또한, 후술할 부상여재가 역세척수와 같이 유실되는 것도 방지한다. 상기 제1필터부(311)에 의해 차단된(필터링된) 이물질은 역세척시 상기 역세척수와 함께 사이폰관(51) 내로 흡입되어 배출되게 된다.
상기 제2필터부(312)는 상기 제1필터부(311)를 거친 물에서 이물질을 2차적으로 제거하는 구성으로, 바람직하게는 부력에 의해 물 위로 상승하는 부상여재로 형성되는데, 상기 부상여재는 비중 0.9 이상 1 미만을 갖으며, 이물질을 제거하기 위해 부상여재들간의 밀착시 간극은 최소화하면서도 접촉면은 최소화하도록 도 14에 도시된 바와 같은 구형 형상에 외주면 전체에 걸쳐 일정 크기의 돌기가 형성되는 형태로 형성될 수 있다. 즉, 상기 부상여재들은 후술할 역세척시에는 역세척을 위한 역세척수(여과수저장조(37)에 있다가 역세척시 여과부(31)를 거쳐 사이폰관(51)으로 향하는 물)에 의해 쉽게 응집(뭉쳐져 있던 상태)이 해체되어야 역세척수가 용이하게 부상여재들 사이를 통과하면서 빠른 속도로 이물질(제2필터부(312)에 의해 필터링된 이물질)과 함께 역세척이 이루어질 수 있게 되므로, 부상여재들간의 접촉면은 최소화되는 것이 중요하고, 한편으로는 여과(필터링) 효율을 위해서는 부상여재들이 응집되었을 때 부상여재들간의 사이사이에 형성되는 간극은 최소화되어야 할 것이므로, 구형 형상에 외주면 전체에 걸쳐 일정 크기의 돌기가 형성되는 형태로 형성되게 된다.
상기 고정부(313)는 상기 제2필터부(312)의 부상여재들이 일정 위치에서 상기 제1필터부(311)와 일정 간격을 유지하도록 일정 위치에서 부상여재들의 상승을 차단시키는 구성으로, 특히 부상여재들층의 하측 말단과 제1필터부(311)와의 간격이 부상여재들층 두께의 50~150% 비율로 형성되도록 제1필터부(311)와 이격되어 고정되는 것이 중요하다. 즉, 앞서 설명한 대로, 역세척시에는 역세척을 위한 역세척수(여과수저장조(37)에 있다가 역세척시 여과부(31)를 거쳐 사이폰관(51)으로 향하는 물)에 의해 쉽게 응집(뭉쳐져 있던 상태)이 해체되어야 하므로, 이를 위해 평상시 부력에 의해 상기 고정부(313) 쪽에 응집되어 있던 부상여재들이 역세척수 흐름에 의해 쉽게 분산되기 위해서는 부상여재들층의 하측 말단과 제1필터부(311)와의 간격이 일정 간격 이격되어 공간을 확보하고 있어야 하고 바람직하게는 평상시 부상여재들층 두께의 50~150% 비율의 간격을 확보하는 것이 특징이다. 또한, 상기 고정부(313)는 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 여과 단면적을 크게 하기 위해 원판에 스트레이너를 역으로 구성하여 측면에 많은 여과단면적을 가져, 여과시에는 상기 부상여재에 의해 막히지 않고 여과 부하를 줄여주고 역세척시에는 측면으로 많은 수량을 분사할 수 있도록 하여 세정효율을 높일 수 있게 하는 특징을 갖을 수 있다. 또한, 본 발명의 또 다른 실시예에서는, 도 16 및 도 17에 도시된 예에서와 같이, 상기 고정부(313)의 스트레이너가 배치되는 원판이, 단면으로 보았을 때 일직선 형태가 아닌, 삼각뿔형 또는 웨이브형 형태로 상하로 반복적으로 굴곡지는 형태로 형성되어, 여과시에는 여과단면적을 넓히고 역세척시에는 역세척수압을 높일 수 있게 형성될 수 있다. 즉, 일직선 형태의 원판에 스트레이너가 일정 간격으로 배치되는 형태에 비해 삼각뿔형 또는 웨이브형 형태로 상하로 반복적으로 굴곡지는 형태의 원판에 스트레이너가 배치되게 되면 평상시 여과 과정에서는 여과단면적을 넓히고 역세척시에는 역세척수압을 높일 수 있게 되는 특징을 갖는다.
상기 역세척부(5)는 상기 여과조(3)와 연결되며, 상기 여과부(31)에 이물질이 쌓여 물이 역류할 경우 역류하는 물과 함께 상기 여과부(31)에 쌓인 이물질도 함께 역류하도록 하여 여과조(3)를 세척하는 구성으로, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이 상기 전처리조(1)와 연결되어 상기 여과조(3)로부터 역류하는 물이 유입되는 역세척수유입부(531)와; 상기 역세척수유입부(531)로부터 역세척수를 전달받아 저장하며, 역세척수의 수위에 따라 상기 사이폰관(51)을 개폐하는 개폐부(533);를 포함할 수 있다. 상기 여과부(31)에 이물질이 끼어 여과부하가 증가하게 되면, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 여과조(3)로 유입되는 물이 여과부(31)를 통과하지 못하고 반대로 상기 전처리조(1)과 사이폰관(51)으로 역류되어 수위를 상승시키는데, 상기 사이폰관(51)을 통하여 역류되는 물은 상기 사이폰관(51) 내의 공기를 압축시키게 되고, 상기 전처리조(1)(침전조(12) 및/또는 유입수조(15))을 통해 역류되는 물은 역세척수유입부(531) 및 개폐부(533)를 거쳐 사이폰관(51) 내 압축된 공기를 이용하여 자동으로 역세척이 개시되도록 함으로써 역류에 의한 2차 피해를 방지하고 별도의 제어장치나 작업 없이도 자동으로 역세척을 실시하도록 할 수 있다.
상기 역세척수유입부(531)는 역류에 의해 상기 전처리조(1)(침전조(12) 및/또는 유입수조(15))의 수위가 일정 수위에 도달할 경우 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 전처리조(1)(침전조(12) 및/또는 유입수조(15))로부터 역류되는 물이 역류공(531a)을 통해 유입되도록 하여 역세척이 개시될 수 있도록 하는 구성으로, 상기 전처리조(1)와 연통되는 역류공(531a), 역류공(531a)을 통해 유입된 역세척수가 일시 저장되는 역세척수유입조(531b), 상기 역세척수유입조(531b)와 연결되어 상기 역세척수저장조(57)의 하측에 형성된 상기 개폐부(533)로 전달하는 역세척수전달관(531c)을 포함할 수 있다. 상기 역류공(531a)을 통과한 역세척수가 상기 역세척수전달관(531c)을 통하여 상기 개폐부(533)의 후술할 역세척수저장조(533a)에 전달되도록 함으로써 상기 역세척수저장조(533a)에 저장되는 역세척수의 수위에 따라 상기 사이폰관(51)이 개방될 수 있도록 하고, 상기 역류공(531a)을 통과하여 유입된 역세척수가 상기 역세척수유입조(531b)에 일시 저장되었다가 상기 역세척수전달관(531c)에 의하여 상기 역세척수저장조(533a)에 공급되도록 함으로써 상기 역세척수저장조(533a)의 수위가 완만하게 상승할 수 있도록 하여 상기 역세척수저장조(533a)의 수위에 따른 밸브(533c)의 개방이 원활하게 이루어질 수 있도록 한다. 이에 관한 상세한 설명은 후술한다.
상기 개폐부(533)는 상기 역세척수유입부(531)의 역세척수전달관(531c)으로부터 역세척수를 전달받아, 저장되는 역세척수의 수위에 따라 상기 사이폰관(51)을 개폐하는 구성으로, 상기 역세척수전달관(531c)으로부터 전달되는 역세척수를 저장하는 역세척수저장조(533a)와, 상기 역세척수저장조(533a)에 저장되는 역세척수의 수면에 형성되어 수면의 승하강에 따라 함께 승하강하는 플로트(533b)와, 상기 플로트(533b)의 승하강에 따라 상기 사이폰관(51)을 개폐하는 밸브(533c)를 포함할 수 있다. 상기 플로트(533b)는 도 8에 도시된 바와 같이 상기 역세척수저장조(533a)에 저장되는 역세척수의 수위 증가에 따라 함께 상승하며, 일정 수위만큼 상기 플로트(533b)가 상승하면 상기 밸브(533c)가 열리게 되고 상기 사이폰관(51) 내에 압축된 공기가 ＠방향으로 배출되어 상기 사이폰관(51) 내부가 순간적으로 진공상태가 되고, 이에 따라 상기 사이폰관(51)을 통해 여과조(3) 내 역세척이 이루어지게 된다. 또한, 상기 역세척수저장조(533a)에는 배수공(533a-1)이 형성되어 상기 역세척수저장조(533a)에 저장된 역세척수가 배출될 수 있도록 하며, 역세척의 종료시 역세척수를 상기 배수공(533a-1)을 통해 조금씩 흘려보냄으로써 상기 역세척수저장조(533a)의 수위를 낮추어 상기 밸브(533c)가 닫히도록 한다. 역세척의 종료에 관한 상세한 설명은 후술하도록 한다.
도 6에 도시된 바와 같이 상기 전처리조(1)와 여과조(3)를 통하여 정상적으로 정화(침전 및 여과)과정이 진행되던 상기 저감시설에서 상기 역세척부(5)에 의하여 역세척이 개시, 진행되는 과정을 도 7 내지 도 9를 참조하여 설명하면, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 여과부(31)의 제1필터부(311) 및 제2필터부(312)에 이물질이 쌓이게 되어 상기 전처리조(1)로부터 여과조(3)로 유입된 물이 상기 여과부(31)를 원활하게 통과하지 못하게 되고 그에 따라 자연히 여과부(31)를 통과하지 못하는 물은 상기 전처리조(1) 및 상기 사이폰관(51)으로 역류하게 되고, 점차 그 수위가 높아지게 된다. 이때 상기 사이폰관(51)으로 역류하는 물은 사이폰관(51) 내의 공기를 압축하여 밀도를 높인다. 또한, 상기 전처리조(1)의 일측에는 상기 사이폰관(51)의 곡관부(511)보다는 낮게 형성되는 역류공(531a)이 형성되고, 상기 전처리조(1)의 수위가 상기 역류공(531a)에 도달하게 되면, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 역류공(531a)을 통해 역류되는 역세척수는 상기 역세척수유입조(531b), 역세척수전달관(531c)을 거쳐 상기 개폐부(533)의 역세척수저장조(533a)에 완만하게 공급되고, 상기 역세척수저장조(533a)의 수위가 높아짐에 따라 상기 플로트(533b)는 상승하게 된다. 그리고 상기 플로트(533b)가 일정 수위까지 상승하면, 상기 밸브(533c)가 개방되고, 상기 밸브(533c)의 개방에 따라 상기 사이폰관(51) 내의 압축공기는 ＠ 방향으로 배출되어, 사이폰관(51)을 통한 역세척이 시작되게 된다. 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 사이폰관(51)을 통해 역세척이 가능케 하는 흡입력이 발생하게 되면, 상기 사이폰관(51)의 여과조(3)와 연결된 일측 부위를 통해 여과조(3) 내 물과 함께 여과부(31)에 걸린 이물질과 여과조(3) 바닥의 침전물이 사이폰관(51)을 통해 흡입,배출되면서 역세척이 이루어지게 된다. 본 발명에서는 특히, 상기 사이폰관(51)의 여과조(3)와 연결된 일측 부위가 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 여과조(3)의 바닥과 상기 제1필터부(311) 사이에서 여과조(3)의 평면 전체에 걸쳐 고르게 분포되는 분기관(512)들을 포함하고, 상기 분기관(512)은 수평중심축을 기준으로 하측방향으로 향하여 역세척시 여과조(3) 바닥에 위치하는 침전물과 함께 여과조 물이 유입되도록 하는 하향유입관(512a)과, 수평중심축을 기준으로 상측방향으로 향하여 역세척시 제1필터부(311)와 제2필터부(312)에서 필터링된 이물질과 함께 여과조(3) 물이 유입되도록 하는 상향유입관(512b)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 하향유입관(512a)은 분기관(512)의 하측방에서 사이폰관(51)으로 물이 유입되는 방향의 사선으로 분기관(512)에 연결되고, 상기 상향유입관(512b)은 분기관(512)의 상측방에서 사이폰관(51)으로 물이 유입되는 방향의 사선으로 분기관(512)에 연결됨으로써, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 하향유입관(512a)과 상향유입관(512b)을 통해 분기관(512) 내로 유입되는 물은 분기관(512) 내주면을 따라 선회류를 형성하게 되고, 분기관(512) 전체적으로 볼 때에도 도 11에 도시된 바와 같이 분기관(512)의 길이방향을 따라 일정 간격으로 형성된 각각의 하향유입관(512a)과 상향유입관(512b)을 통해 유입되어 형성된 선회류들이 중첩되면서 유속을 증가(서로 동일한 방향으로 선회하면서 유속이 증가됨)시켜 역세척의 효율을 높일 수 있게 된다. 한편, 상기 상향유입관(512b)의 단면 크기와 하향유입관(512a)의 단면 크기의 비는 바람직하게는 6:4 부터 8:2 까지의 비율로 형성되어, 역세척시 제1필터부(311)와 제2필터부(312)에서 필터링된 이물질이 보다 많이 사이폰관(51)을 통해 배출될 수 있게 할 수 있다. 이는 여과조(3) 내 역류가 발생하는 원인이 된 여과부(31)에 의해 쌓인 이물질을 역세척시 보다 1차적으로 제거할 수 있도록 하기 위함이다.
한편, 상기 사이폰관(51)의 곡관부(511)를 넘은 물과 이물질은 사이폰의 원리, 즉 사이폰관(51)으로 역류하는 물과 이물질이 한번 곡관부(511)를 넘어가면 사이폰관(51) 양측의 수면 높이 차이에 의한 압력 차이로 지속적으로 상기 여과조(3)에서 상기 역세척수저장조(57)로 배출되는 원리(이를 위해 상기 역세척수저장조(57)의 수면은 항상 상기 여과조(3)의 수면 아래로 유지되며, 이는 역세척수저장조(57)로 배출되는 물과 이물질이 역세척퇴수로(571)를 따라 외부로 배출되므로 용이하게 달성될 수 있다)에 의해 상기 역세척수저장조(57)로 배출되어 역세척퇴수로(571)를 따라 하수관 등으로 배출되고 후술할 역세척정지부(55)에 의하여 역세척이 정지될 때까지 지속된다.
역세척정지부(55)는 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 사이폰관(51)에 공기가 유입되도록 하여 역세척을 정지시키는 구성으로, 사이폰의 원리에 의하여 상기 여과조(3) 측에서 상기 역세척수저장조(57)로 역세척수가 흐르고 있는 상황에서 상기 사이폰관(51)관에 공기를 공급함으로써 상기 여과조(3) 측으로부터 흐르는 역세척수가 상기 사이폰관(51)에 공급되는 공기에 의하여 상기 곡관부(511)를 넘지 못하고 역세척이 중단되도록 하며, 다시 정상적인 여과과정이 진행되도록 한다. 상기 역체척정지부(55)는 일측 말단이 상기 사이폰관(51)에 연결되고, 타측 말단이 상기 여과조(3)에 연결되는 공기유입관(551)을 포함하며, 상기 공기유입관(551)에 의하여 공기가 유입되는 시간을 조절하여 역세척시간을 조절할 수 있는 역세척시간조절부(553)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 역세척정지부(55)에 의하여 역세척이 종료되면, 상기 역세척수저장조(533a)에 저장된 물이 상기 배수공(533a-1)을 통해 빠져나가게 되고, 이에 따라 상기 역세척수저장조(533a)의 수위가 낮아져 상기 플로트(533b)가 하강함에 따라 상기 밸브(533c)가 다시 상기 사이폰관(51)을 폐쇄한다. 따라서, 다시 역류가 발생하였을 때 역세척이 진행될 수 있도록 함으로써 지속적인 역세척이 가능해진다.
상기 공기유입관(551)은 상기 사이폰관(51)에 연결되어 공기를 공급하는 구성으로, 상기 공기유입관(551)의 일측 말단은 상기 사이폰관(51)의 곡관부(511)에 연결되도록 하는 것이 바람직하며, 이에 따라 상기 곡관부(511)를 넘은 역세척수는 상기 역세척수저장조(57)를 통해 배출되고, 상기 곡관부(511)를 넘지 못한 역세척수는 다시 여과조(3)를 향하게 되어 상기 공기유입관(551)에 의해 정확한 시점에 역세척이 종료될 수 있다. 또한, 상기 공기유입관(551)의 타측 말단은 상기 여과수저장조(37) 내에 형성되고, 이에 따라 상기 여과수저장조(37)의 수위에 의하여 역세척의 종료가 이루어지도록 할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이 역세척이 이루어지게 되면 상기 여과수저장조(37)의 여과수가 역류하여 사이폰관(51)을 통해 배출됨에 따라 상기 여과수저장조(37)의 여과수 수위가 내려가게 되는데, 여과수의 수위가 점점 내려가 상기 공기유입관(551)의 타측 말단이 여과수에서 벗어나 공기에 노출되면, 상기 공기유입관(551)의 타측 말단을 통해 공기가 유입되고, 유입된 공기는 상기 사이폰관(51)의 곡관부(511)에 공급되어 역세척이 정지하도록 한다.
상기 역세척시간조절부(553)는 상기 공기유입관(551)에 공기가 유입되는 시점을 조절하여 역세척의 종료시점을 조절할 수 있도록 하는 구성으로, 도 13에 도시된 바와 같이 상기 공기유입관(551)의 타측 말단 둘레를 둘러싸며, 하측으로 돌출되도록 형성되는 하우징(553a)과; 상기 하우징(553a)의 높이를 조절하는 높이조절수단(553b);을 포함할 수 있다. 상기 하우징(553a)은 상기 공기유입관(551)의 타측 말단 둘레를 둘러싸며 밀착되고, 하측으로 돌출되도록 형성되며, 상기 높이조절수단(553b)에 의해 승하강 할 수 있도록 함으로써 상기 공기유입관(551)에 공기가 유입되는 시점을 조절할 수 있다. 다시 말해, 상기 하우징(553a)이 하측으로 내려오는 경우에는 상기 여과수저장조(37)의 수위가 더욱 내려와야 상기 공기유입관(551)에 공기가 유입되므로 역세척의 종료시점이 늦춰지고, 반대로 상기 하우징(553b)이 상측으로 올라가는 경우에는 상기 여과수저장조(37)의 수위가 덜 내려와도 상기 공기유입관(551)에 공기가 유입되므로 역세척의 종료시점이 빨라지게 된다. 따라서, 상기 하우징(553a)의 상하위치를 조절함으로써 상기 역세척의 종료 시점을 조절할 수 있다. 상기 높이조절수단(553b)은 상기 하우징(553a)의 높이를 조절하는 구성으로, 상기 하우징(553a)과 연결되어 외부에서 상기 하우징(553a)의 높이를 조절할 수 있도록 하는 핸들 등이 적용될 수 있으며, 그 밖에 원격조절장치 등 다양한 구성이 적용될 수 있다.
상기 역세척수저장조(57)는 상기 사이폰관(51)을 통과하여 흘러온 역세척수가 일시 저장되는 구성으로, 일측에는 역세척퇴수로(571)가 연결되어 역세척수가 배출될 수 있도록 한다. 상술한 바와 같이 상기 역세척수저장조(57)에 일시 저장되는 역세척수의 수면은 상기 여과수저장조(37)의 수면 아래로 유지되어 사이폰의 원리에 의해 상기 여과조(3)의 물이 이물질과 함께 상기 사이폰관(51)의 곡관부(511)를 넘어 상기 역세척수저장조(57)로 흘러나올 수 있도록 하며, 역세척이 진행되는 동안 상기 역세척퇴수로(571)를 통해 배출되어 수면이 상승하지 않도록 하는 것이 바람직하다.
이상에서, 출원인은 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명하였지만, 이와 같은 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 일 실시예일 뿐이며 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 한 어떠한 변경예 또는 수정예도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.
1: 전처리조
11: 초기우수유입관 111: 유입구 113: 분배구
113a: 분기관 113b: 안내판 113c: 마감판
12: 침전조 13: 도류벽 15: 유입수조
3: 여과조
31: 여과부 311: 제1필터부 312: 제2필터부 313: 고정부
37: 여과수저장조 38: 배수구 39: 여과수배출관
5: 역세척부
51: 사이폰관 511: 곡관부
512: 분기관 512a: 하향유입관 512b: 상향유입관
53: 역세척개시부 531: 역세척수유입부
531a: 역류공 531b: 역세척수유입조 531c: 역세척수전달관
533: 개폐부
533a: 역세척수저장조 533b: 플로트 533c: 밸브
55: 역세척정지부 551: 공기유입관
553: 역세척시간조절부 553a: 하우징 553b: 높이조절수단
57: 역세척수저장조 571: 역세척퇴수로

Claims (12)

  1. 비점오염원으로부터 발생되는 초기우수의 오염물질을 정화하기 위하여 설치되는 초기우수 비점오염 저감시설에 있어서,
    초기우수가 유입되어 오염물질이 침전되는 전처리조와;
    상기 전처리조에 의하여 오염물질이 제거된 물이 유입되며, 여과부에 의하여 오염물질이 여과되는 여과조와;
    상기 여과조와 연결되며, 상기 여과부에 이물질이 쌓여 물이 역류할 경우 역류하는 물과 함께 상기 여과부에 쌓인 이물질도 함께 역류하도록 하는 역세척부;를 포함하며,
    상기 여과부는, 상기 전처리조에서 유입되어 상측으로 부유하는 물로부터 이물질을 1차적으로 제거하는 제1필터부와, 상기 제1필터부를 거친 물에서 이물질을 2차적으로 제거하는 제2필터부와, 상기 제2필터부의 부상여재들이 일정 위치에서 상기 제1필터부와 일정 간격을 유지하도록 일정 위치에서 부상여재들의 상승을 차단시키는 고정부를 포함하고, 상기 제2필터부는 수중에서 부력에 의해 부유하는 부상여재들로 이루어져, 상기 전처리조에서 유입되는 물이 하측에서 유입되어 상측으로 올라가면서 상부에 위치한 상기 여과부를 거치면서 오염물질이 여과되고,
    상기 역세척부는, 상기 여과조와 연결되어 역류하는 물과 이물질이 배출되며 정점에서 굽어지는 곡관부를 갖는 사이폰관과; 상기 사이폰관으로부터 압축공기를 배출시켜 상기 여과부에 쌓인 이물질의 배출이 시작되도록 하는 역세척개시부와; 상기 사이폰관에 공기가 유입되도록 하여 역세척을 정지시키는 역세척정지부를 포함하며,
    상기 사이폰관의 여과조와 연결된 일측 부위는, 여과조의 바닥과 상기 제1필터부 사이에서 여과조의 평면 전체에 걸쳐 고르게 분포되는 분기관들을 포함하고,
    상기 분기관은 수평중심축을 기준으로 하측방향으로 향하여 역세척시 여과조 바닥에 위치하는 침전물과 함께 여과조 유입물이 유입되도록 하는 하향유입관과, 수평중심축을 기준으로 상측방향으로 향하여 역세척시 제1필터부와 제2필터부에서 필터링된 이물질과 함께 여과조 역세척물이 유입되도록 하는 상향유입관을 포함하는 것을 특징으로 하는 무동력 자동 역세척 상향류식 비점오염 저감장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 역세척개시부는, 상기 전처리조와 연결되어 상기 여과조로부터 여과 손실 수두의 상승에 따라 역류하는 물이 유입되는 역세척수유입부와; 상기 역세척수유입부로부터 역세척수를 전달받아 저장하며, 역세척수의 수위에 따라 상기 사이폰관을 개폐하는 개폐부;를 포함하고,
    상기 역세척정지부는, 일측 말단이 상기 사이폰관의 곡관부에 연결되고, 타측 말단이 상기 여과조에 연결되는 공기유입관과, 상기 공기유입관에 공기가 유입되는 시간을 조절하는 역세척시간조절부를 포함하여, 역세척이 종료되는 시점을 조절할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 무동력 자동 역세척 상향류식 비점오염 저감장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 부상여재는 비중 0.9 이상 1 미만을 갖으며, 이물질을 제거하기 위해 부상여재들간의 밀착시 간극은 최소화하면서도 접촉면은 최소화하도록 구형 형상에 외주면 전체에 걸쳐 일정 크기의 돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 무동력 자동 역세척 상향류식 비점오염 저감장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1필터부는 메쉬 형태로 형성되어 상대적으로 크기가 큰 이물질을 1차적으로 제거하면서 역세척시 역세척수가 용이하게 이동할 수 있게 하며,
    상기 고정부는 부상여재들층의 하측 말단과 제1필터부와의 간격이 부상여재들층 두께의 50~150% 비율로 형성되도록 제1필터부와 이격되어 고정되는 것을 특징으로 하는 무동력 자동 역세척 상향류식 비점오염 저감장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정부는 여과 단면적을 크게 하기 위해 원판에 스트레이너를 역으로 구성하는 것을 특징으로 하는 무동력 자동 역세척 상향류식 비점오염 저감장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 스트레이너가 배치되는 원판은, 삼각뿔형 또는 웨이브형 형태로 상하로 반복적으로 굴곡지는 형태로 형성되어, 여과시에는 여과단면적을 넓히고 역세척시에는 역세척수압을 높이는 것을 특징으로 하는 무동력 자동 역세척 상향류식 비점오염 저감장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 여과조는, 강우 종료시 여과조내 여과된 저장수를 배수할 수 있게 하는 배수구를 추가로 포함하여, 부상여재를 세정하고 전처리조와 여과조의 이물질을 세정 배수하여 다음 강우시에 정상적인 세정기능을 발휘할 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 무동력 자동 역세척 상향류식 비점오염 저감장치.
  9. 삭제
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 하향유입관은 분기관의 하측방에서 사이폰관으로 물이 유입되는 방향의 사선으로 분기관에 연결되고, 상기 상향유입관은 분기관의 상측방에서 사이폰관으로 물이 유입되는 방향의 사선으로 분기관에 연결됨으로써, 상기 하향유입관과 상향유입관을 통해 분기관 내로 유입되는 물이 분기관 내에서 내주면을 따라 선회류를 형성하면서 유속을 증가시키는 것을 특징으로 하는 무동력 자동 역세척 상향류식 비점오염 저감장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 상향유입관의 단면 크기와 하향유입관의 단면 크기의 비는 6:4 내지 8:2 비율로 형성되어, 역세척시 제1필터부와 제2필터부에서 필터링된 이물질이 보다 많이 사이폰관을 통해 배출될 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 무동력 자동 역세척 상향류식 비점오염 저감장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 전처리조는 초기우수가 유입되어 전처리조 하측으로 분배되는 초기우수유입관과, 전처리조 하측에서 상측으로 상승하는 초기우수가 상측으로 갈수록 유속이 느려져 오염물질간에 큰 플럭을 형성시켜 침전효율을 높일 수 있도록 전처리조 바닥에서 상향 경사지게 형성되는 도류벽을 포함하며,
    상기 초기우수유입관은 초기우수가 전처리조 내에 분배되는 분배구가 좌우 각각 한 쌍의 분기관으로 형성되고, 상기 한 쌍의 분기관은 서로 마주보게 형성되고 말단에 마감판이 형성되어 배출되는 초기우수의 추돌에 의한 믹싱으로 이물질끼리 부착되어 큰 플럭을 형성하여 침전효율을 높일 수 있는 것을 특징으로 하는 무동력 자동 역세척 상향류식 비점오염 저감장치.
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