KR101700931B1 - 스크린과 섬유볼 여재의 역세척이 가능한 비점오염원 저감장치 - Google Patents

스크린과 섬유볼 여재의 역세척이 가능한 비점오염원 저감장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스크린과 섬유볼 여재의 역세척이 가능한 비점오염원 저감장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 우수가 유입되지 않을 때에는 스크린과 섬유볼여재의 역세척이 가능함과 동시에 내부에 남아있는 정체수를 외부로 배출할 수 있어 우수처리효율을 높이고 정체수로 인한 문제점을 해소할 수 있으며 역세척시에는 섬유볼여재들의 간격을 넓혀 역세효과를 향상시킬 수 있는 스크린과 섬유볼 여재의 역세척이 가능한 비점오염원 저감장치에 관한 것이다.

Description

스크린과 섬유볼 여재의 역세척이 가능한 비점오염원 저감장치{apparatus for reducing non-point source contaminant having function of screen and filtering media washing}
본 발명은 스크린과 섬유볼 여재의 역세척이 가능한 비점오염원 저감장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 우수가 유입되지 않을 때에는 스크린과 섬유볼여재의 역세척이 가능함과 동시에 내부에 남아있는 정체수를 외부로 배출할 수 있어 우수처리효율을 높이고 정체수로 인한 문제점을 해소할 수 있으며 역세척시에는 섬유볼여재들의 간격을 넓혀 역세효과를 향상시킬 수 있는 스크린과 섬유볼 여재의 역세척이 가능한 비점오염원 저감장치에 관한 것이다.
일반적으로, 도심지역에서 발생하는 오염원은 크게 점오염원과 비점오염원으로 구별된다. 이 중 비점오염원은 강우시 지표면에 노출된 오염물질이 우수에 쓸려 하수관으로 유입되는 오염원으로 강우 초기에 유출량이 집중되는 특성을 가지고 있다.
특히, 이와 같은 초기우수에 포함된 비점오염원이 공공수역으로 유입되어 될 경우 하천 및 호소의 오염을 유발시키며 또 지하로 침투되어 지하수자원의 오염을 유발시키는 하나의 요인이 된다. 따라서, 초기우수와 함께 유입되는 오염물질은 정화 및 정수 과정을 거쳐 배출 수역으로 배출되어야 한다.
이에 초기우수와 함께 유입되는 오염물질을 처리하는 종래의 초기우수 처리장치는 대략 인공습지 등의 저류형, 여과조 등의 여과형, 스월(Swirl) 처리장치 등의 장치형 등 다양한 초기우수 처리장치 등이 있으며, 이들 초기우수 처리장치는 각각 장단점을 가진다.
상기 저류형은 설비면적이 크게 요구되는 점에서 도심지역에 적용하기에는 문제점이 있어, 도심지역에 적용되고 있는 초기우수 처리장치는 주로 원심력을 이용하는 와류방식(Swirl 처리방식)과 여과에 의해 처리하는 방식이 대부분이며, 이들 초기우수 처리방치의 처리효율은 각 처리장치마다 일정한 효율을 가지나, 유량 및 농도 변화가 큰 강우에 의한 비점오염원에 대해 탄력적인 처리효율을 기대하기 어려운 실정이다.
종래의 와류 방식은 침전물질은 제거가 가능하나 부유물질의 제거가 어렵다는 단점이 있으며, 특히 강우로 인해 반응조 내조 초기 우수가 유입될 경우 그동안의 강우로 인해 축척된 침전물이 와류를 통해 재부상하여 반응조를 빠져나감에 따라 이로 인한 수처리 효율이 저하되는 문제점이 있다.
그리고 여과방식은 스월방식에 비하여 입자상 물질을 제거하는 데 효과적이지만 급속침전이 어렵기 때문에 장치의 소요용량이 크고, 초기우수가 유입될 때 기존의 침전물이 재부상하는 문제점이 여전하므로 이로 인해 수처리 효율이 저하되는 문제점이 발생한다.
대한민국 등록특허 제 10-1242275호에는 초기우수분리 및 자동역세와 정체수 배출이 가능한 비점오염저감시설이 개시되어 있다.
상기 비점오염저감시설은 제 1여과층을 역세하기 위한 역세관이 구비되어 있으나 제 1여과층을 구성하는 여재들이 서로 밀집된 상태로 있기 때문에 역세척 효과가 매우 낮다는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허 제 10-1242275호: 초기우수분리 및 자동역세와 정체수 배출이 가능한 비점오염저감시설
본 발명은 상기의 문제점을 개선하고자 창출된 것으로서, 우수가 유입되지 않을 때에는 스크린과 섬유볼여재의 역세척이 가능함과 동시에 내부에 남아있는 정체수를 외부로 배출할 수 있어 우수처리효율을 높이고 정체수로 인한 문제점을 해소할 수 있으며 역세척시에는 섬유볼여재들의 간격을 넓혀 역세효과를 향상시킬 수 있는 스크린과 섬유볼 여재의 역세척이 가능한 비점오염원 저감장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 스크린과 섬유볼 여재의 역세척이 가능한 비점오염원 저감장치는 상부에 설치된 우수유입관을 통해 우수가 유입되며 내부에 부유물을 제거하기 위한 스크린이 마련된 침전부와; 상기 침전부의 후단에 설치되며 물보다 비중이 작은 섬유볼여재들이 밀집된 상태로 수용된 여재수용실로 우수를 통과시켜 이물질을 제거하는 여과부와; 상기 여과부의 후단에 설치되는 기계실과; 상기 기계실의 후단에 설치되며 상기 여과부와 처리수이동관으로 연결되어 상기 여재수용실을 통과하여 여과처리된 처리수가 유입되고, 유입된 처리수가 설정된 수위에 도달하면 외부로 배출될 수 있도록 상부에 방류관이 설치된 처리수배출부와; 상기 침전부 및 상기 여과부의 하부로 공기를 분출시키고 상기 침전부 및 상기 여과부의 상부로 처리수를 분출시켜 상기 스크린 및 상기 섬유볼여재를 역세척하기 위한 역세수단과; 상기 우수유입관을 통한 우수의 유입이 중단되면 상기 침전부 및 상기 여과부에 정체된 우수를 외부로 배출하는 정체수배출수단과; 상기 역세수단의 역세척시 상기 섬유볼여재들의 유동공간을 확보하기 위해 상기 여재수용실의 체적을 변화시키는 체적변화수단;을 구비한다.
상기 체적변화수단은 상기 역세수단을 통해 공급되는 공기의 부력에 의해 상기 여재수용실의 체적을 증대 또는 감소시키는 것을 특징으로 한다.
상기 여과부는 여과조와, 상기 여과조 내부에 수직하게 설치되어 상기 여과조로 우수가 유입되는 제 1공간부 및 상기 제 1공간부에서 우수가 유입되어 상향류를 형성하는 제 2공간부로 구획하는 배플을 구비하고, 상기 여재수용실은 상기 제 2공간부를 가로질러 수평하게 설치되며 다수의 관통홀이 형성되는 고정타공판과, 상기 고정타공판과 이격되어 상기 고정타공판의 상부에 나란하게 설치되며 상기 고정타공판에 적층되는 상기 섬유볼여재들을 가압하는 이동타공판을 구비하며, 상기 체적변화수단은 상기 이동타공판과 결합되어 상기 고정타공판을 관통하여 하방으로 연장되는 승강바와, 상기 승강바의 하부에 결합되는 부력체와, 상기 부력체의 내부로 공기를 출입시켜 상기 부력체의 부력을 조절하여 상기 이동타공판을 승강시키는 부력조절부를 구비한다.
상기 부력조절부는 상기 역세수단과 상기 부력체를 연결하여 상기 역세수단을 통해 공급되는 공기를 상기 부력체의 내부로 유입시키기 위한 공기유입호스와, 상기 부력체의 내부로 공기가 유입되면 상기 부력체의 외부로 우수가 배출되고 상기 부력체의 내부로 공기의 유입이 중단되면 상기 부력체의 내부로 우수가 유입될 수 있도록 상기 부력체의 하부에 형성되는 우수출입로를 구비한다.
상기 역세수단은 상기 기계실에 설치되어 상기 처리수배출부에 체류하는 처리수를 펌핑하는 펌프와, 상기 펌프와 연결되는 처리수이송관과, 상기 처리수이송관과 연결되어 상기 여과부의 상부를 통과하여 상기 침전부의 상부까지 연장되는 처리수분출관과, 상기 기계실에 설치되어 압축공기를 생성하는 공기압축기와, 상기 공기압축기와 연결되어 상기 여과부의 하부를 통과하여 상기 침전부의 하부까지 연장되는 산기관을 구비한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 스크린과 섬유볼여재를 이용하여 우수 중의 부유물을 효과적으로 여과처리할 수 있어서 전체적으로 우수처리효과를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 우수가 유입되지 않을 때에 스크린과 섬유볼여재에 폭기 및 살수를 하여 이물질의 탈리효과를 높임으로써 역세척을 용이하게 수행할 수 있다.
또한, 본 발명은 우수가 유입되지 않을 때에 처리수조에 체류하는 처리수는 역세척수로 이용하고, 침전부와 여과부에 체류하는 정체수는 외부로 배출시킬 수 있어서 정체수로 인한 문제점들을 해소할 수 있다.
또한, 본 발명은 우수가 유입되는 경우에는 여재수용실에 수용된 섬유볼여재들을 밀집시킨 상태로 우수를 여과처리하고, 우수가 유입되지 않아 역세척시에는 이동타공판을 상부로 이동시켜 여재수용실의 체적을 증대시킴으로써 섬유볼여재들의 유동공간을 확보하여 역세척 효과를 크게 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 비점오염원 저감장치의 내부를 보여주는 일부 절개 사시도이고,
도 2는 도 1의 단면도이고,
도 3은 도 2의 작용을 나타낸 단면도이고,
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 스크린과 섬유볼 여재의 역세척이 가능한 비점오염원 저감장치에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 비점오염원 저감장치는 산업단지 조성, 공항의 건설, 관광단지의 개발, 산지의 개발 등 개발사업의 공사 중 또는 완료 후 발생하는 비점오염사업장 또는 각종 오염물질이 쌓인 도로나 지면 등의 지표면에서 발생하는 비점오염원을 처리하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 비점오염원 저감장치는 크게 침전부, 여과부, 기계실, 처리수배출부, 역세수단, 정체수배출수단, 체적변화수단을 구비한다.
본 발명의 비점오염원 저감장치는 침전부에서 우수 중의 토사류, 조대협잡물 등 비중이 큰 이물질을 침전시켜 분리하고, 여과부에서는 섬유볼여재(37)를 이용하여 침전처리된 우수 중의 미세 고형 이물질이나 부유물질을 여과와 흡착방식에 의해 처리한다. 그리고 여과부에서 여과처리된 처리수는 처리수배출부로 유입되고 방류관(75)을 통해 외부로 배출된다.
침전부는 상부에 설치된 우수유입관(11)을 통해 우수가 유입되는 침전조(10)와, 침전조(10)의 내부를 가로지르도록 수직하게 설치되어 우수유입관(11)과 연통되는 유입공간부(14)와 유입공간부(14)를 통과한 우수 중의 이물질을 침전시키는 침전공간부(15)로 구획하는 정류벽(13)과, 침전공간부(15)에 설치되어 부유물을 제거하는 스크린(17)을 포함한다.
침전조(10)는 내부에 일정한 크기의 공간을 갖도록 형성된다. 침전조(10)로 우수가 유입될 수 있도록 침전조(10)의 측벽 상부측에 우수유입관(11)이 설치된다.
정류벽(13)은 침전조(10)의 내부를 가로지르도록 수직하게 설치된다. 이러한 정류벽(13)에 의해 침전조(10)의 내부공간은 우수유입관(11)과 연통되는 유입공간부(14)와, 유입공간부(14)를 통과한 우수 중의 이물질을 침전시키는 침전공간부(15)로 구획된다.
정류벽(13)은 유체의 흐름을 완화시켜 이물질의 침강성을 향상시킨다. 정류벽(13)에는 다수의 유통홀(13a)이 형성되어 있다. 따라서 유입공간부(14)의 우수는 유통홀(13a)을 통해 침전공간부(15)로 유입된다.
침전공간부(15)에는 스크린(17)이 설치된다. 스크린(17)은 침전되지 않은 이물질 중 비교적 입자가 큰 부유물질을 제거하는 역할을 한다. 스크린(17)은 3차원 구조의 해면체로 형성될 수 있다. 또한, 스크린(17)은 일정한 두께의 다수의 판이 상하방향으로 적층된 다단 구조로 이루어질 수 있다.
침전조(10)의 바닥은 경사지게 형성되는 것이 바람직하다. 따라서 침전조(10)에 침전되는 이물질은 낮은 바닥 부분에 쌓이게 된다.
여과부(20)는 여재수용실(30)로 우수를 통과시켜 잔존 이물질을 제거한다.
여과부는 여과조(20)와, 여과조(20) 내부를 제 1공간부(23)와 제 2공간부(25)로 구획하는 배플(21)과, 섬유볼여재(37)가 수용된 여재수용실(30)로 이루어진다.
여과조(20)는 침전조(10)의 후단에 설치된다. 여과조(20)와 침전조(10)는 제 1격벽(19)에 의해 구분된다.
침전조(10)에서 여과조(20)로 우수의 이동이 가능하도록 우수이동관(18)이 제 1격벽(19)에 설치된다. 우수이동관(18)은 침전조(10) 내부에 위치하는 유입관로부(18a)와, 유입관로부(18a)의 상부와 연결되어 제 1격벽(19)을 관통하여 여과조(20)의 내부에 위치하는 유출관로부(18b)로 이루어진다. 우수이동관(18)의 입구는 유입관로부(18a)의 하부에 마련되고, 출구는 유출관로부(18b)의 하부에 마련된다. 따라서 침전조(10)의 침전공간부(15)에서 우수는 우수이동관(18)을 통해 여과조(20)의 하부로 유입된다.
배플(21)은 여과조(20)의 내부에 수직으로 설치되어 여과조(20) 내부를 2개의 공간으로 구획한다. 즉, 배플(21)은 우수이동관(18)을 통해 우수가 유입되는 제 1공간부(23) 및 제 1공간부(23)에서 우수가 유입되어 상향류를 형성하는 제 2공간부(25)로 구획한다. 배플(21)의 하부에는 제 1공간부(23)에서 제 2공간부(25)로 우수가 유입될 수 있도록 연결홀(27)이 형성된다.
연결홀(27)을 통해 제 2공간부(25)로 유입된 우수는 상향류를 형성하면서 여재수용실(30)을 통과한다.
여재수용실(30)은 이동타공판(31), 고정타공판(33), 섬유볼여재(37)로 이루어진다. 이동타공판(31) 및 고정타공판(33)은 섬유볼여재(37)의 통과는 차단하고 우수는 통과시킬 수 있도록 섬유볼여재(37)의 직경보다 작은 관통홀(32)이 다수 형성되어 있다.
고정타공판(33)과 이동타공판(31)은 제 2공간부(25)를 가로질러 수평하게 설치된다. 이동타공판(31)은 고정타공판(33)으로부터 상방으로 이격되어 설치된다. 따라서 이동타공판(31)은 고정타공판(33)의 상부에 나란하게 설치된다. 이동타공판(31)은 섬유볼여재들(37)을 가압하여 여재수용실(30)에 수용된 섬유볼여재들(37)을 밀집된 상태로 유지시킨다. 그리고 후술할 역세척시에는 이동타공판(31)은 체적변화수단에 의해 상부로 이동하여 섬유볼여재들(37) 사이의 간격을 넓혀 섬유볼여재들(37)이 유동할 수 있는 공간을 확보한다.
섬유볼여재(37)는 이동타공판(31)과 고정타공판(33) 사이에 다수가 수용된다. 섬유볼여재(37)는 이동타공판(31)과 고정타공판(33)에 의해 한정된 공간에 수용된다. 섬유볼여재(37)는 물보다 비중이 더 작다. 또한, 섬유볼여재(37)는 흡착능력이 우수하여 콜로이드성 부유물질을 효과적으로 제거할 수 있다.
섬유볼여재(37)는 물의 흐름에 따라 유동할 수 있어야 하므로 비중이 0.2 내지 0.8로 가볍고, 평균공극 20 내지 30㎛인 다공 구조가 바람직하다. 섬유볼여재(37)는 합성수지 소재의 섬유를 이용하여 3차원의 망상 구조 또는 해면체 구조로 형성할 수 있다. 섬유로 폴리염화비닐리덴 섬유, 폴리에스테르 섬유, 폴리에틸렌 섬유 중에서 선택된 어느 하나를 이용할 수 있다. 이러한 섬유로 형성된 섬유볼여재(37)는 가볍고 다공구조를 갖는다.
섬유볼여재(37)는 직경 20 내지 50mm가 적절하다. 직경 20 내지 50mm의 구형 섬유볼여재(37)는 외부충격에 강하면서 여과면적이 넓어 여과효율 및 역세척 효과를 높일 수 있다.
기계실(40)은 여과조(20)의 후단에 설치된다. 기계실(40)에는 펌프와, 공기압축기, 제어반 등과 같은 각종 기계설비 및 제어설비가 설치되는 공간이다. 기계실은 제 2격벽(45)에 의해 여과조(20)와 구획된다.
처리수배출부는 기계실(40)의 후단에 설치되어 처리수가 유입되는 처리수조(70)와, 처리수조(70)로 유입된 처리수가 설정된 수위에 도달하면 외부로 배출될 수 있도록 처리수조(70) 상부에 설치되는 방류관(75)을 구비한다.
처리수조(70)는 제 3격벽(71)에 의해 기계실(40)과 구획된다.
여재수용실(30)을 통과하여 여과처리된 처리수가 처리수조(70)로 유입될 수 있도록 처리수이동관(47)이 설치된다. 처리수이동관(47)은 기계실(40)을 가로질러 설치된다. 처리수이동관(47)의 입구는 여과조(20)를 향하고, 처리수이동관(47)의 출구는 처리수조(70)를 향한다.
처리수조(70)에 유입된 우수는 방류관(75)을 통해 외부로 배출된다. 방류관(75)은 처리수조(70)의 측벽 상부측에 마련된다. 처리수조(70)에 유입된 우수의 수위가 방류관(75)의 높이까지 도달하여야 외부로 배출이 가능하다.
우수유입관(11)을 통해 우수가 유입되지 않을 경우 본 발명은 역세수단을 이용하여 스크린(17)과 섬유볼여재(37)를 역세척한다. 역세수단은 섬유볼여재 및 스크린의 표면에 이물질이 부착되어 여과효율 및 침전효과가 저하되는 것을 방지한다.
본 발명에 적용된 역세수단은 공기와 물을 동시에 분출하여 스크린(17)과 섬유볼여재(17)를 역세척한다. 가령, 침전조(10) 및 여과조(20)의 하부로 공기를 분출시키고, 침전조 및 여과조의 상부로 처리수를 분출시켜 스크린 및 섬유볼 여재를 역세척한다.
도시된 역세수단의 일 예로 기계실(40)에 설치되어 처리수조(70)에 체류하는 처리수를 펌핑하는 제 1펌프(51)와, 제 1펌프와 연결되는 처리수이송관(53)과, 처리수이송관(53)과 연결되어 여과부의 상부를 통과하여 침전부의 상부까지 연장되는 처리수분출관(55)과, 기계실(40)에 설치되어 압축공기를 생성하는 공기압축기(57)와, 공기압축기(57)와 연결되어 여과부의 하부를 통과하여 침전부의 하부까지 연장되는 산기관(59)을 구비한다.
제 1펌프(51)의 흡입구는 처리수흡입관(52)과 연결된다. 처리수흡입관(52)은 제 3격벽(71)을 관통하여 처리수조(70)로 연장된다. 처리수이송관(53)은 제 1펌프(51)의 토출구와 연결되어 기계실(40) 상부까지 연장된다. 처리수분출관(55)은 처리수이송관(53)에서 다수로 분기된다. 처리수분출관(55)은 처리수이송관(53)에서부터 여과조(20)의 상부를 통과하여 침전조(10)의 상부까지 연장된다. 따라서 처리수분출관(55)은 여과수용실(30)과 스크린(17)의 상방에 위치한다.
처리수분출관(55)에는 처리수가 하방으로 분출될 수 있도록 하부에 다수의 홀이 형성되거나, 다수의 분사노즐이 일정 간격으로 설치될 수 있다.
고압의 공기를 만드는 공기압축기(57)는 기계실 내부에 설치된다. 공기압축기(57)와 연결되는 산기관(59)은 다수로 분기되어 형성된다. 산기관(59)은 여과조(20)의 하부를 통과하여 침전조(10)의 하부까지 연장된다. 따라서 산기관(59)은 여과수용실(30)과 스크린(17)의 하방에 위치한다.
비가 오지 않아 우수유입관을 통해 우수가 유입되지 않을 때 관리자는 역세수단을 조작하여 처리수조(70)의 처리수를 스크린(17)과 여재수용실(30)의 상방에서 분출시키고, 공기를 스크린(17)과 여재수용실(30)의 하방에서 분출시켜 스크린(17)과 섬유볼여재(37)를 세척한다.
산기관(59)을 통한 고압의 공기 분출과 처리수분출관(55)을 통한 고압의 처리수 분출은 스크린(17)과 섬유볼여재(37)의 표면에 부착된 이물질을 용이하게 탈리시킬 수 있다.
본 발명의 비점오염원 저감장치는 우수가 유입되는 우수유입관(11)과 처리수가 배출되는 방류관(75)이 모두 상부에 설치되어 있기 때문에 비가 그쳐 우수유입관으로 우수가 유입되지 않는 경우 내부에 많은 양의 우수가 머물러 있는다. 이와 같이 우수유입관(11)으로 우수가 유입되지 않을 시 외부로 배출되지 못하고 내부에 남아있는 우수가 정체수이다.
이러한 정체수는 시간이 경과함에 따라 부패하거나 유해 해충의 발생지로 변할 수 있고, 차기 강우시 유입되는 우수 중의 초기 오염물질이 침전되지 못해 처리효율을 저하시키는 문제점이 있다. 따라서 비가 오지 않는 시기에는 정체수를 외부로 배출할 수 있는 수단이 필요하다.
상술한 바와 같이 처리수조(70)에 정체되어 있는 처리수는 역세척시 여과조(20)와 침전조(10)로 이동되고, 여과조(20)와 침전조(10)의 정체수는 정체수배출수단을 통해 외부로 배출시킨다.
정체수배출수단으로 기계실에 설치되는 제 2펌프(60)와, 제 2펌프(60)와 연결되는 정체수흡입관(65)으로 이루어진다. 제 2펌프(60)의 흡입구와 연결된 정체수흡입관(65)에는 2개의 관입구(67)(69)가 형성된다. 하나의 관입구(67)는 침전조(10)에 위치하고, 다른 관입구(69)는 여과조(20)에 위치한다. 제 2펌프(60)가 가동되면 침전조(10)의 정체수와 여과조(20)의 정체수는 흡입관(65)을 통해 흡입되어 배출관(63)을 통해 외부로 배출된다. 배출관(63)은 제 2펌프(60)의 토출구에 연결되어 기계실(40) 외부로 연장된다.
상술한 본 발명은 우수가 유입되지 않을 때에 처리수조에 체류하는 처리수는 역세척수로 이용하고, 침전부와 여과부에 체류하는 정체수는 외부로 배출시킬 수 있어서 정체수로 인한 문제점들을 해소할 수 있다.
또한, 본 발명은 우수가 유입되지 않을 때에 역세수단을 이용하여 스크린과 섬유볼여재에 폭기 및 살수를 하여 역세척이 가능하다. 이에 본 발명은 역세척시 이물질의 탈리효과를 높이기 위해 섬유볼여재들이 여재수용실 내부에서 유동하면서 역세가 될 수 있도록 구성된다. 섬유볼여재들이 여재수용실 내부에서 유동하게 되면 섬유볼여재들간에 충돌이 이루어지고 유체와 접촉면적이 커져서 역세효과를 크게 높일 수 있다.
특히, 본 발명은 우수가 유입되는 경우 여재수용실에 수용된 섬유볼여재들은 서로 밀집된 상태를 유지하고 있다. 섬유볼여재들이 밀집된 상태로 역세척을 하게 되면 역세효과가 매우 낮다. 따라서 역세척시에는 섬유볼여재들의 간격을 넓혀 섬유볼여재들이 우수 중에서 유동할 수 있도록 하여야 한다.
이와 같이 여과시에는 섬유볼여재들을 밀집시킨 상태로 유지시키고, 역세척시에는 섬유볼여재들의 간격을 넓히기 위해서 본 발명은 여재수용실의 체적을 변화시키는 체적변화수단을 구비한다. 체적변화수단에 의해 역세척시 섬유볼여재들의 유동공간을 확보할 수 있다.
도시된 체적변화수단은 이동타공판(31)과 결합되어 고정타공판(33)을 관통하여 하방으로 연장되는 승강바(80)와, 승강바(80)의 하부에 결합되는 부력체(83)와, 부력체(83)의 내부로 공기를 출입시켜 부력체(83)의 부력을 조절하는 부력조절부와, 이동타공판(31)의 승강을 가이드하기 위한 가이드바(90)를 구비한다.
승강바(80)의 상부는 이동타공판(31)의 하면에 고정 결합된다. 승강바(80)는 고정타공판(33)에 형성된 삽입홀을 관통한다. 삽입홀은 승강바(80)의 직경보다 더 크게 형성된다.
부력체(83)는 승강바(80)의 하부에 고정 결합된다. 부력체(80)는 내부가 비어있는 통 구조로 이루어진다. 따라서 부력체(80)의 내부에 채워지는 유체의 종류에 의해 부력체(83)의 부력은 변한다. 부력체(80)의 부력이 커지면 부력체(80)가 상승하여 이동타공판(31)을 상승시키는 힘을 발생시킨다.
이동타공판(31)의 상하 이동을 가이드하기 위해 가이드바(90)가 설치된다. 가이드바(90)의 하부는 고정타공판(33)의 상면에 고정결합된다. 가이드바(90)는 이동타공판(31)에 형성된 가이드홀을 통과하여 상부로 연장된다. 가이드바(90)의 상단에는 가이드바(90)의 직경보다 더 크게 형성된 스토퍼(95)가 설치된다. 가이드바(90)는 2 이상이 설치될 수 있다.
부력조절부는 역세수단을 통해 공급되는 공기를 부력체(83)로 유입시켜 부력체(83)의 부력을 조절할 수 있다.
도시된 부력조절부는 역세수단을 통해 공급되는 공기를 부력체(83)의 내부로 유입시키기 위한 공기유입호스(87)와, 부력체(83)의 내부로 공기가 유입되면 부력체(83)의 외부로 우수가 배출되고 부력체(83)의 내부로 공기의 유입이 중단되면 부력체(83)의 내부로 우수가 유입될 수 있도록 부력체(83)의 하부에 형성되는 우수출입로(85)를 구비한다.
공기유입호스(57)는 산기관(59)과 부력체(83)를 연결한다. 부력체(83)의 상부에 형성된 유입관(84)에 공기유입호스(87)가 연결된다. 공기유입호스(87)는 플렉시블한 소재로 형성된다. 우수출입로(85)에는 개폐밸브가 설치될 수 있다.
상술한 체적변화수단의 작용을 간단하게 설명한다.
역세척시 공기압축기(57)의 작동에 의해 압축공기가 산기관(59)으로 공급되면 산기관(59)과 연결된 공기유입호스(87)를 통해 압축공기가 부력체(83)의 내부로 유입된다. 압축공기가 부력체(83)의 내부로 유입되면 부력체의 내부에 있던 우수는 우수출입로(85)를 통해 부력체(83)의 외부로 배출된다. 우수가 배출되고 부력체(83)의 내부에 공기가 채워지면 부력체(83)는 부력이 커지면서 상부로 이동한다. 부력체(83)의 상승에 의해 이동타공판(31)이 상부로 이동을 하게 되고 그에 따라 도 3에 도시된 바와 같이 여과수용실(30)의 체적이 커진다. 따라서 상호 밀집되어 있던 섬유볼여재들(37)은 여과수용실(30)의 내부에서 유동을 하면서 역세척이 된다. 하방으로 분사되는 처리수는 공기와 섬유볼여재(37)의 충돌을 증가시키고 우수를 요동시킴으로써 이물질의 탈리 효과를 높일 수 있다.
그리고 역세척이 완료되면 공기압축기(57)의 가동이 멈추고 압축공기의 유입이 중단되면 우수출입로(85)를 통해 우수가 부력체(83)의 내부로 유입되고, 그에 따라 부력체 내부의 공기는 산기관(59)을 통해 배출된다. 부력체(83)의 내부로 우수가 유입됨에 따라 부력체(83)의 부력이 줄어들어 하강하고, 그에 따라 이동타공판(31)은 하부로 이동한다. 이동타공판(31)의 이동에 의해 여재수용실(30)의 체적이 줄어들면서 섬유볼여재들(37)은 상호 압착되어 밀집된다.
이상, 본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
10: 침전조 11: 우수유입관
17: 스크린 20: 여과조
21: 배플 30: 여재수용실
31: 이동타공판 33: 고정타공판
37: 섬유볼여재 40: 기계실
70: 처리수조 75: 방류관
80: 승강바 83: 부력체
87: 공기유입호스

Claims (5)

  1. 상부에 설치된 우수유입관을 통해 우수가 유입되며 내부에 부유물을 제거하기 위한 스크린이 마련된 침전부와;
    상기 침전부의 후단에 설치되며 물보다 비중이 작은 섬유볼여재들이 밀집된 상태로 수용된 여재수용실로 우수를 통과시켜 이물질을 제거하는 여과부와;
    상기 여과부의 후단에 설치되는 기계실과;
    상기 기계실의 후단에 설치되며 상기 여과부와 처리수이동관으로 연결되어 상기 여재수용실을 통과하여 여과처리된 처리수가 유입되고, 유입된 처리수가 설정된 수위에 도달하면 외부로 배출될 수 있도록 상부에 방류관이 설치된 처리수배출부와;
    상기 침전부 및 상기 여과부의 하부로 공기를 분출시키고 상기 침전부 및 상기 여과부의 상부로 처리수를 분출시켜 상기 스크린 및 상기 섬유볼여재를 역세척하기 위한 역세수단과;
    상기 우수유입관을 통한 우수의 유입이 중단되면 상기 침전부 및 상기 여과부에 정체된 우수를 외부로 배출하는 정체수배출수단과;
    상기 역세수단의 역세척시 상기 섬유볼여재들의 유동공간을 확보하기 위해 상기 여재수용실의 체적을 변화시키는 체적변화수단;을 구비하고,
    상기 침전부는 상기 우수유입관을 통해 우수가 유입되는 침전조와, 상기 침전조의 내부를 가로지르도록 수직하게 설치되며 상기 우수유입관과 연통되는 유입공간부와 상기 유입공간부를 통과한 우수 중의 이물질을 침전시키는 침전공간부로 구획하는 정류벽과, 상기 침전공간부에 설치되어 부유물을 제거하는 스크린을 구비하며,
    상기 정류벽에는 상기 유입공간부에서 상기 침전공간부로 우수가 유입될 수 있도록 다수의 유통홀이 형성되고,
    상기 역세수단은 상기 기계실에 설치되어 상기 처리수배출부에 체류하는 처리수를 펌핑하는 제 1펌프와, 상기 제 1펌프와 연결되는 처리수이송관과, 상기 처리수이송관과 연결되어 상기 여과부의 상부를 통과하여 상기 침전부의 상부까지 연장되는 처리수분출관과, 상기 기계실에 설치되어 압축공기를 생성하는 공기압축기와, 상기 공기압축기와 연결되어 상기 여과부의 하부를 통과하여 상기 침전부의 하부까지 연장되는 산기관을 구비하고,
    상기 섬유볼여재는 폴리염화비닐리덴 섬유, 폴리에스테르 섬유, 폴리에틸렌 섬유 중에서 선택된 어느 하나의 섬유를 망상구조 또는 해면체 구조로 형성되며,
    상기 섬유볼여재는 물의 흐름에 따라 유동할 수 있도록 비중이 0.2 내지 0.8, 평균공극이 20 내지 30㎛, 직경 20 내지 50mm이고,
    상기 체적변화수단은 상기 역세수단을 통해 공급되는 공기의 부력에 의해 상기 여재수용실의 체적을 증대 또는 감소시키며,
    상기 여과부는 여과조와, 상기 여과조 내부에 수직하게 설치되어 상기 여과조로 우수가 유입되는 제 1공간부 및 상기 제 1공간부에서 우수가 유입되어 상향류를 형성하는 제 2공간부로 구획하는 배플을 구비하고,
    상기 여재수용실은 상기 제 2공간부를 가로질러 수평하게 설치되며 다수의 관통홀이 형성되는 고정타공판과, 상기 고정타공판과 이격되어 상기 고정타공판의 상부에 나란하게 설치되며 상기 고정타공판에 적층되는 상기 섬유볼여재들을 가압하는 이동타공판을 구비하며,
    상기 체적변화수단은 상기 이동타공판과 결합되어 상기 고정타공판을 관통하여 하방으로 연장되는 승강바와, 상기 승강바의 하부에 결합되며 내부가 빈 통 구조의 부력체와, 상기 부력체의 내부로 공기를 출입시켜 상기 부력체의 부력을 조절하여 상기 이동타공판을 승강시키는 부력조절부를 구비하고,
    상기 부력조절부는 상기 역세수단의 산기관과 상기 부력체를 연결하여 역세척시 상기 역세수단의 공기압축기를 통해 공급되는 압축공기를 상기 부력체의 내부로 유입시키기 위한 공기유입호스와, 상기 부력체의 내부로 압축공기가 유입되면 상기 부력체의 외부로 우수가 배출되어 상기 부력체를 상부로 이동시키고 상기 부력체의 내부로 압축공기의 유입이 중단되면 상기 부력체의 내부로 우수가 유입되어 상기 부력체를 하강시킬 수 있도록 상기 부력체의 하부에 형성되는 우수출입로를 구비하는 것을 특징으로 하는 스크린과 섬유볼 여재의 역세척이 가능한 비점오염원 저감장치.
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