KR101817296B1 - 회전세척방식을 이용한 비점오염원 저감장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 회전세척방식을 이용한 비점오염원 저감장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 우수 중의 오염물질을 처리하는 여재를 회전하는 블레이드로 강제로 유동시키는 방법으로 역세척하여 세척효율을 크게 향상시킬 수 있는 비점오염원 저감장치에 관한 것이다.
본 발명의 회전세척방식을 이용한 비점오염원 저감장치는 우수가 유입되는 저류조와, 저류조를 통과한 우수가 하부로 유입되어 상향류를 형성하는 여과조와, 여과조 바닥에서 이격되도록 상기 여과조 내부에 설치되어 우수 중의 이물질을 처리하며 물보다 비중이 작은 여재들이 수용된 수용공간이 마련된 필터유닛과, 필터유닛을 통과한 우수가 유입되어 설정된 수위에 도달하면 외부로 배출될 수 있도록 상부에 방류관이 설치된 방류조와, 여재들을 수중에서 유동시켜 상기 여재들을 역세척하기 위해 상기 수용공간에서 회전이 가능한 역세척수단을 구비한다.

Description

회전세척방식을 이용한 비점오염원 저감장치{non-point source contaminant treatment apparatus using vibration washing}

본 발명은 회전세척방식을 이용한 비점오염원 저감장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 우수 중의 오염물질을 처리하는 여재를 회전하는 블레이드로 강제로 유동시키는 방법으로 역세척하여 세척효율을 크게 향상시킬 수 있는 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, 우수에 잠겨있는 여재를 회전하는 블레이드로 강제로 유동시키는 방법으로 역세척함으로써 세척효율을 크게 향상시킬 수 있는 비점오염원 저감장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 회전세척방식을 이용한 비점오염원 저감장치는 우수가 유입되는 저류조와; 상기 저류조를 통과한 우수가 하부로 유입되어 상향류를 형성하는 여과조와; 상기 여과조 바닥에서 이격되도록 상기 여과조 내부에 설치되어 우수 중의 이물질을 처리하며 물보다 비중이 작은 여재들이 수용된 수용공간이 마련된 필터유닛과; 상기 필터유닛을 통과한 우수가 유입되어 설정된 수위에 도달하면 외부로 배출될 수 있도록 상부에 방류관이 설치된 방류조와; 상기 여재들을 수중에서 유동시켜 상기 여재들을 역세척하기 위해 상기 수용공간에서 회전이 가능한 역세척수단;을 구비하고, 상기 필터유닛은 상기 여과조 내부에 수평하게 설치되며 우수가 통과할 수 있는 상부스크린판과, 상기 상부스크린판의 하방에 나란하게 설치되며 우수가 통과할 수 있는 하부스크린판과, 상기 수용공간을 축소 또는 확장시키기 위해 상기 하부스크린판을 상하로 이동시키는 이동수단을 구비한다.

상기 이동수단은 상기 하부스크린판에 결합되며 내측 상부에 에어포켓을 형성할 수 있도록 하부가 개방되고 상부는 막힌 부력챔버와, 상기 부력챔버의 상부에 설치되어 상기 부력챔버의 내측과 연통되는 배기관과, 상기 배기관과 연결되는 플렉시블한 연결호스와, 상기 연결호스와 연결되어 상기 여과조 외부로 연장되는 연장관과, 상기 연장관에 설치되어 상기 여재들의 역세척시 상기 에어포켓의 공기를 외부로 배출시키기 위한 공기배출밸브와, 상기 여과조에 설치되어 상기 하부스크린판의 이동을 가이드하기 위한 가이드바를 구비한다.

상기 역세척수단은 상기 여과조의 상부에 설치되는 지지부와, 상기 지지부에 설치되는 모터와, 상기 모터에 의해 회전가능하며 상기 여과조 내부로 연장되어 상기 상부스크린판을 관통하는 샤프트와, 상기 샤프트에 결합되어 상기 수용공간에서 회전이 가능한 상부날개부와, 상기 상부날개부의 하방에 위치하도록 상기 샤프트에 결합되어 상기 수용공간에서 회전이 가능한 하부날개부를 구비한다.

상기 샤프트는 상기 모터와 연결되어 상기 상부날개부가 결합되며 내부가 중공인 고정회전축과, 상기 고정회전축의 내부로 삽입되어 설치되며 상기 하부스크린판과 연동되어 상하로 이동이 가능하고 상기 하부날개부가 결합되는 이동회전축과, 상기 이동회전축의 외주면에 돌출되게 형성되어 상기 고정회전축의 내주면에 형성된 가이드홈에 결합되는 돌출리브를 구비한다.

상기 상부날개부는 상기 고정회전축에서 수평하게 연장되며 상기 고정회전축의 길이방향에 대해 일정한 각도로 경사지게 형성된 한쌍의 상부블레이드로 이루어지고, 상기 하부날개부는 상기 이동회전축에서 수평하게 연장되며 상기 이동회전축의 길이방향에 대해 일정한 각도로 경사지게 형성되되 상기 상부블레이드의 경사방향과 반대로 경사진 한쌍의 하부블레이드로 이루어진다.

상기 역세척수단은 상기 샤프트와 인접하는 주위에 정체수의 발생을 방지할 수 있도록 상기 샤프트에 결합되어 상기 상부날개부와 상기 하부날개부 사이에 위치하는 보조날개부를 더 구비하고, 상기 보조날개부는 상부에서 하부 방향으로 비틀리게 형성된 한쌍의 헬리컬 블레이드로 이루어진다.

상기 여재들은 폴리프로필렌사 및 대나무사가 혼재되어 직경 20 내지 50mm의 구형으로 형성되고, 비중이 0.8 내지 0.95이며 기공율이 50 내지 70%인 섬유볼이다.

상술한 바와 같이 본 발명은 역세척시 여재가 수용된 공간에서 상하로 배치된 한 쌍의 블레이드들을 회전시켜 여재들을 강제로 유동시킴으로써 이물질의 탈리를 촉진시켜 역세척 효율을 크게 높일 수 있다.

또한, 본 발명은 우수가 유입되는 경우에는 부력에 의해 하부스크린판을 상부로 이동시켜 여재들을 밀집시킨 상태로 여과처리하고, 우수가 유입되지 않아 역세척을 하고자 하는 경우에는 하부스크린판을 하부로 이동시켜 여재가 수용된 공간을 확장시킴으로써 여재들의 유동공간을 확보할 수 있어 역세척이 용이해진다.

또한, 본 발명은 하부스크린판을 상하로 이동시키는 구조에 의해 여재들이 수용된 공간을 축소 또는 확장시킬 수 있으며, 공기압축기와 같은 별도의 기계적 장치를 이용하지 않고도 하부스크린판의 부력을 조절할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 비점 오염원 저감장치의 사시도이고,
도 2는 도 1의 단면도이고,
도 3은 도 1의 작동을 나타낸 단면도이고,
도 4는 도 1에 적용된 역세척수단의 요부를 발췌한 사시도이고,
도 5는 도 4의 측면도이고,
도 6은 도 4의 단면도이고,
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 비점 오염원 저감장치에 적용된 역세척수단의 요부를 발췌한 사시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 회전세척방식을 이용한 비점오염원 저감장치에 대하여 구체적으로 설명한다.

도 1 내지 도 6을 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 예에 따른 비점오염원 저감장치는 우수가 유입되는 저류조(20)와, 저류조(20)를 통과한 우수가 하부로 유입되어 상향류를 형성하는 여과조(30)와, 여과조(30) 바닥에서 이격되도록 여과조(30) 내부에 설치되어 우수 중의 이물질을 처리하는 필터유닛(50)과, 필터유닛(50)을 통과한 우수가 유입되어 설정된 수위에 도달하면 외부로 배출될 수 있도록 상부에 방류관(41)이 설치된 방류조(40)와, 여재들(55)을 수중에서 유동시켜 여재들을 역세척하기 위한 역세척수단을 구비한다.

저류조(20)는 여과조(30)의 전단에 설치된다. 저류조(20)와 여과조(30)는 제 1격벽(25)에 의해 구획된다.

도시된 예에서 저류조(20)와 나란하게 침사조(10)가 설치된다. 우수유입관(7)은 침사조(10)의 상부에 연결된다. 우수유입관(7)은 유입펌프(1)의 토출구에 연결된다. 유입펌프(1)에 의해 우수저장탱크(미도시)에 저장된 우수가 우수유입관(7)으로 공급될 수 있다. 우수유입관(7)에는 유량계(5)가 설치될 수 있다.

침사조(10)로 유입된 우수는 구획판(15)의 상부에 형성된 제 1유입로(17)를 통해 저류조(20)로 유입된다. 도시된 바와 달리 침사조(10)는 저류조(20)와 떨어져 설치될 수 있음은 물론이다.

저류조(20)의 내부에는 제 1펌프(21)가 설치된다. 제 1펌프(21)는 여과조 (30)내부의 수위를 조절하거나 필터유닛(50)의 역세척 후 우수를 외부로 배출하는 역할을 한다. 그리고 저류조(20)에는 수위를 감지하는 수위감지기(23)가 설치된다.

제 1격벽(25)의 하부에는 저류조(20)에서 여과조(30)로 우수가 유입될 수 있도록 제 2유입로(27)가 형성된다. 저류조(20)를 통과한 우수는 제 2유입로(27)를 통해 여과조(30)의 하부로 유입되어 상향류를 형성한다.

여과조(30)는 저류조(20)의 후단에 설치된다. 여과조(30)로 유입된 우수는 상향류를 형성하면서 필터유닛(50)을 통과하여 우수 중의 이물질이 제거된다.

필터유닛(50)은 여과조(30)의 바닥에서 상방으로 이격되게 설치된다.

필터유닛(50)은 여과조(30) 내부에 수평하게 설치되며 우수가 통과할 수 있는 상부스크린판(51)과, 상부스크린판(51)의 하방에 나란하게 설치되며 우수가 통과할 수 있는 하부스크린판(53)과, 수용공간을 축소 또는 확장시키기 위해 하부스크린판(53)을 상하로 이동시키는 이동수단을 구비한다.

상부스크린판(51)과 하부스크린판(53)은 서로 이격되어 나란하게 설치된다. 상부스크린판(51)과 하부스크린판(53)은 메쉬망으로 이루어지거나, 금속판에 다수의 유통홀을 형성한 구조일 수 있다.

여재(55)는 상부스크린판(51)과 하부스크린판(53) 사이에 마련된 수용공간에 수용된다. 여재(55)에 의한 여과효율을 높이기 위해서 여재(55)는 수용공간에 다수가 밀집된 형태로 수용된다.

하부스크린판(53)이 하방으로 이동하여 수용공간이 확장될 경우 여재(55)가 수용공간 내에서 유동할 수 있도록 물보다 비중이 더 작은 소재로 형성되는 것이 바람직하다. 여재(55)는 콜로이드성 부유물질을 효과적으로 제거할 수 있도록 흡착능력이 우수한 소재를 이용하는 것이 바람직하다.

여재(55)는 표면적이 넓어야 하고 물의 흐름에 따라 유동할 수 있어야 한다. 따라서 여재(55)는 가볍고, 높은 기공율을 갖는 다공 구조가 바람직하다. 여재(55)는 필터유닛(50) 내부에 적층되어 약 200 내지 600mm의 두께의 여재층을 형성할 수 있다.

여재(55)의 일 예로 폴리프로필렌사 및 대나무사가 혼재되어 직경 20 내지 50mm의 구형으로 형성되고, 비중이 0.8 내지 0.95이며, 기공율이 50 내지 70%인 섬유볼일 수 있다.

또한, 여재(55)의 다른 예로 폴리우레탄으로 형성되고 25 내지 40PPI의 오픈셀(OPEN CELL) 구조를 가지며 15 내지 40mm의 크기(한 변의 길이)의 육면체 형태인 폼 여재일 수 있다.

이동수단은 상부스크린판(51)과 하부스크린판(53) 사이에 마련된 수용공간을 축소 또는 확장시키기 위해 하부스크린판(53)을 상하로 이동시키는 역할을 한다.

본 발명은 우수가 유입될 때에는 수용공간에 수용된 여재들(55)은 서로 밀집된 상태를 유지하면서 우수를 여과한다. 그리고 여재들(55)이 밀집된 상태로 역세척을 하게 되면 역세효과가 매우 낮다. 따라서 역세척시에는 여재들(55)의 간격을 넓혀 여재들(55)이 우수 중에서 유동할 수 있도록 하여야 한다.

이와 같이 여과시에는 여재들(55)을 밀집시킨 상태로 유지시키고, 역세척시에는 여재들(55)의 간격을 넓히기 위해서 본 발명은 이동수단에 의해 하부스크린판(53)을 상하로 이동시켜 수용공간의 체적을 변화시킨다. 이러한 이동수단에 의해 역세척시 여재들(55)의 유동공간을 확보할 수 있다.

도시된 이동수단은 하부스크린판(53)에 결합되며 내측 상부에 에어포켓(63)을 형성할 수 있도록 하부가 개방되고 상부는 막힌 부력챔버(60)와, 부력챔버(60)의 상부에 설치되어 부력챔버(60)의 내측과 연통되는 배기관(70)과, 배기관(70)과 연결되는 플렉시블한 연결호스(73)와, 연결호스(73)와 연결되어 여과조(30) 외부로 연장되는 연장관(75)과, 연장관(75)에 설치되어 여재들(55)의 역세척시 에어포켓(63)의 공기를 외부로 배출시키기 위한 공기배출밸브(77)와, 여과조(30)에 설치되어 하부스크린판(53)의 이동을 가이드하기 위한 가이드바(78)를 구비한다.

부력챔버(60)는 연결바(65)에 의해 하부스크린판(53)의 하부에 결합된다. 부력챔버(60)는 하부는 개방되고 상부는 막혀있으며 내부가 비어있는 통 구조로 이루어진다.

공기배출밸브(77)가 닫힌 상태에서 제 2유입로(27)를 통해 우수가 여과조(30)로 유입되기 시작하면, 수위가 점차 상승하면서 부력챔버(60)의 내부에도 우수가 차오르기 시작한다. 이에 따라 부력챔버(60)의 내부의 빈 공간이 점차 줄어들면서 공기의 압력이 높아진다. 그리고 부력챔버(60) 내부의 공기 압력과 부력챔버(60)의 내부에 작용하는 우수의 압력이 동일해지면 부력챔버(60) 내부로 우수가 더 이상 유입되지 않으므로 부력챔버(60)의 내측 상부에는 공기가 차 있는 에어포켓(63)이 형성된다. 이와 같이 부력챔버(60)의 내부에 에어포켓(63)이 형성되면 부력챔버(60)의 부력이 커지면서 부력챔버(60)가 상승하고, 이에 따라 하부스크린판(53)을 상승시킨다. 하부스크린판(53)이 상승하면 수용공간이 작아지면서 여재들(55)이 밀집된다.

그리고 역세척시에는 공기배출밸브(77)를 열면 에어포켓(65)의 공기가 외부로 배출되고, 부력챔버(60)의 내부는 모두 우수로 채워진다. 이에 따라 부력챔버(60)의 부력이 감소하여 부력챔버(60)는 하강하고, 하부스크린판(53) 역시 하강한다.

상술한 이동수단은 공기압축기와 같은 별도의 기계적 장치를 이용하지 않고도 하부스크린판의 부력을 조절하여 여재의 수용공간을 확장 또는 축소시킬 수 있다.

가이드바(78)는 하부스크린판(53)의 상하 이동시 하부스크린판(53)의 이동을 가이드한다. 가이드바(90)는 여과조(30)의 내측의 모서리 부위에 하나씩 설치된다. 가이드바(78)의 하부는 여과조(30)의 바닥에 고정된다. 가이드바(78)는 하부스크린판(53)을 관통하여 상부로 연장된다. 가이드바(78)의 상단에는 가이드바(78)의 직경보다 더 크게 형성된 스토퍼(79)가 설치된다. 하부스크린판(53)은 스토퍼(79)의 높이까지만 상승할 수 있다.

배기관(70)은 부력챔버(60)의 상부에 설치된다. 배기관(70)은 부력챔버(60)의 내측과 연통된다.

연결호스(73)는 배기관(70)과 연장관(75)을 연결한다. 연결호스(73)는 플렉시블한 주름호스로 이루어질 수 있다. 연결호스(73)는 하부스크린판(53)의 상하이동시 유연하게 휘어지면서 배기관(70)과 연장관(75)을 연결하는 역할을 한다.

연장관(75)은 제 2격벽(35)을 관통하여 여과조(30) 외부로 연장된다. 연장관(75)은 연결호스(73)와 연결된다.

공기배출밸브(77)는 연장관(75)에 설치된다. 공개배출밸브(77)는 연장관(75)의 관로를 개폐하는 역할을 한다. 공기배출밸브(77)를 열면 부력챔버(60)의 에어포켓(63)에 채워진 공기를 외부로 배출시킬 수 있다.

방류조(40)는 여과조(30)의 후단에 설치된다. 방류조(40)와 여과조(30)는 제 2격벽(35)에 의해 구획된다. 제 2격벽(35)의 상부에는 제 3유입로(37)가 형성된다. 필터유닛(50)을 통과한 우수는 제 3유입로(37)를 통해 여과조(30)에서 방류조(40)로 유입된다. 제 3유입로(37)는 우수유입관(7) 및 제 1유입로(17)의 높이보다 더 낮게 위치한다.

방류조(40)로 유입된 우수는 방류관(41)을 통해 외부로 배출된다. 방류관(41)은 방류조(40)의 상부측에 마련된다. 방류관(41)은 제 3유입로(37)와 동일한 높이에 설치된다.

방류조(40)의 내부에는 제 2펌프(43)가 설치된다. 제 2펌프(43)는 필요할 경우 방류조(40)에 체류하는 우수를 세척수로 활용할 수 있도록 여과처리된 우수를 여과조(30)로 공급하는 역할을 한다. 그리고 방류조(40)에는 수위를 감지하는 수위감지기(45)가 설치된다.

역세척수단은 여재(55)를 역세척하여 여재(55)의 표면에 부착된 이물질을 탈리시킨다.

본 발명은 역세척시 하부스크린판(53)을 하방으로 이동시켜 여재들(55)이 수중에서 유동할 수 있는 충분한 크기의 수용공간을 형성한 후 수용공간에서 다수의 블레이드를 회전시키면서 역세척한다. 이러한 역세척방식을 통해 여재의 세척효율을 크게 향상시킬 수 있으며 사용하는 물의 양을 줄일 수 있고 역세척 시간을 단축시킬 수 있다.

도시된 역세척수단은 여과조(30)의 상부에 설치되는 지지부(80)와, 지지부(80)에 설치되는 모터(85)와, 모터(85)에 의해 회전가능하며 여과조(30) 내부로 연장되어 상부스크린판(51)을 관통하는 샤프트(90)와, 샤프트(90)에 결합되어 수용공간에서 회전이 가능한 상부날개부와, 상부날개부의 하방에 위치하도록 샤프트(90)에 결합되어 수용공간에서 회전이 가능한 하부날개부를 구비한다.

지지부(70)는 여과조(30)의 상부에 설치된 서포트바(81)와, 서포트바(81)의 의 상부에 설치되는 장착판(83)을 구비한다.

모터(85)는 장착판(83)의 상부에 설치된다. 모터(85)로 감속기가 장착된 기어드모터를 이용할 수 있다.

샤프트(90)는 모터(85)와 연결되어 모터(85)의 구동에 의해 회전한다. 샤프트(90)는 여과조(30)의 내부로 수직하게 연장되어 상부스크린판(51)을 관통한다.

샤프트(90)는 고정회전축(91)과, 이동회전축(95)과, 돌출리브(97)로 이루어진다.

고정회전축(91)은 모터(85)와 연결된다. 고정회전축(91)은 길이가 변하지 않는 회전축이다. 고정회전축(91)은 내부가 중공인 구조를 갖는다. 상부날개부는 고정회전축(91)에 결합된다. 고정회전축(91)의 내주면에는 가이드홈(92)이 형성된다. 가이드홈(92)은 상하방향으로 길게 형성된다. 가이드홈(92)은 180도 간격으로 2개가 형성된다. 가이드홈(92)에 돌출리브(97)가 삽입된다.

이동회전축(95)은 봉 형상으로 형성된다. 이동회전축(95)에는 하부날개부가 결합된다.

이동회전축(95)은 고정회전축(91)의 내부로 삽입되어 설치된다. 이동회전축(95)의 외경은 고정회전축(91)의 내경보다 작게 형성된다. 이동회전축(95)은 고정회전축(91)에 삽입된 깊이에 따라 고정회전축(91)의 내부로 노출되는 길이가 달라진다. 따라서 이동회전축(95)이 고정회전축(91)에 삽입된 상태에서 상하로 이동하면 샤프트(90) 전체 길이가 달라진다.

이동회전축(95)의 하부는 하부스크린판(53)과 결합된다. 하부스크린판(53)의 중심에는 이동회전축(95)을 지지하기 위한 베어링유닛(99)이 설치된다. 이동회전축(95)의 하부는 베어링유닛(99)에 결합된다.

이와 같이 이동회전축(95)이 하부스크린판(53)과 결합되므로 이동회전축(95)은 하부스크린판(53)과 연동된다. 즉, 하부스크린판(53)이 상하로 이동하면 이에 따라 이동회전축(95)도 상하로 이동한다.

그리고 이동회전축(95)의 상하이동을 가이드하기 위해 이동회전축(95)의 외주면에는 돌출리브(97)가 마련된다. 돌출리브(97)는 180도 간격으로 2개가 마련된다. 돌출리브(97)는 이동회전축(95)의 길이방향을 따라 상하로 길게 형성된다. 이동회전축(95)은 돌출리브(97)에 의해 고정회전축(91)의 회전시 고정회전축(91)과 함께 회전할 수 있다.

상부날개부는 고정회전축(91)에 결합된 한쌍의 상부블레이드(100)로 이루어진다. 한쌍의 상부블레이드(100)는 고정회전축(91)을 중심으로 대향되게 설치된다. 상부블레이드(100)는 고정회전축(91)에서 수평하게 일정길이 연장된다. 상부블레이드(100)는 고정회전축(91)의 길이방향에 대해 일정한 각도로 경사지게 형성된다. 가령, 상부블레이드(100)는 고정회전축(91)의 길이방향에 대해 10 내지 60도 각도로 경사질 수 있다.

하부날개부는 이동회전축(95)에 결합된 한쌍의 하부블레이드(110)로 이루어진다. 한쌍의 하부블레이드(110)는 이동회전축(95)을 중심으로 대향되게 설치된다.

하부블레이드(110)는 이동회전축(95)에서 수평하게 일정길이 연장된다. 하부블레이드(110)는 이동회전축(95)의 길이방향에 대해 일정한 각도로 경사지게 형성된다. 가령, 하부블레이드(110)는 이동회전축(95)의 길이방향에 대해 10 내지 60도 각도로 경사질 수 있다.

하부블레이드(110)의 경사방향은 상부블레이드(100)와 경사방향과 반대이다. 이는 샤프트(90)의 회전시 상부블레이드(100)에 의해 발생되는 상층부의 우수의 흐름과 하부블레이드(110)에 의해 발생되는 하층부의 우수의 흐름이 반대로 형성될 수 있도록 하기 위함이다. 이러한 우수의 흐름에 의해 여재(55)를 다양한 방향으로 복잡하게 유동시켜 여재들간의 충돌 횟수와, 여재와 블레이드간의 충돌 횟수를 증대시킬 수 있다.

한편, 본 발명은 다른 실시 예로 역세척수단은 보조날개부를 더 구비할 수 있다.

상술한 실시예와 같이 상부날개부 및 하부날개부가 결합된 샤프트를 회전시키면 샤프트에서 멀리 떨어진 지점에서는 우수의 흐름이 잘 형성되나 샤프트와 인접한 주위에서는 우수의 흐름이 약하거나 정체되어 있는 현상이 발생한다. 따라서 샤프트의 주위에서도 우수의 흐름을 원활하게 형성할 수 있도록 보조날개부를 더 구비한다.

보조날개부는 상부날개부와 하부날개부 사이에 위치한다. 보조날개부는 상부날개부의 하부에 위치하는 고정회전축에 설치되거나, 하부날개부의 상부에 위치하는 이동회전축에 설치될 수 있다. 도시된 예에서는 고정회전축(91)에 보조날개부가 설치된 모습을 나타내고 있다.

보조날개부는 상부에서 하부 방향으로 비틀리게 형성된 한쌍의 헬리컬 블레이드(120)로 이루어진다. 한쌍의 헬리컬 블레이드(120)는 고정회전축(91)을 중심으로 대향되게 설치된다. 헬리컬 블레이드(120)는 연결바(125)에 의해 고정회전축(91)에 결합된다.

헬리컬 블레이드(120)는 상부에서 하부로 갈수록 일정 각도로 비틀린 상태로 형성된다. 비틀림 각도는 90 내지 270도일 수 있다. 이러한 헬리컬 블레이드(120)에 의해 샤프트(90) 주위에서 우수가 정체하는 것을 효과적으로 막을 수 있다.

이하, 도 2 및 도 3을 참조하면서 본 발명의 작동에 대해 간단하게 설명한다.

공기배출밸브(77)가 닫힌 상태에서 우천시 제 2유입로(27)를 통해 우수가 여과조(30)로 유입되기 시작하면, 수위가 점차 상승하면서 부력챔버(60)의 내부에도 우수가 차오르기 시작한다. 부력챔버(60) 내부의 공기 압력과 부력챔버(60)의 내부에 작용하는 우수의 압력이 동일해지면 부력챔버(60) 내부로 우수가 더 이상 유입되지 않으므로 부력챔버(60)의 내측 상부에는 공기가 차 있는 에어포켓(63)이 형성된다. 이와 같이 부력챔버(60)의 내부에 에어포켓(63)이 형성되면 부력챔버(60)의 부력이 커지면서 부력챔버(60)가 상승하고, 이에 따라 하부스크린판(53)을 상승시킨다. 하부스크린판(53)이 상승하면 여재(55)의 수용공간이 작아지면서 도 2와 같이 여재들(55)이 밀집된 상태가 된다. 하부스크린(53)이 상승하면 이동회전축(95)은 하부스크린(53)의 상승거리만큼 고정회전축(91)의 내부로 삽입된다. 이 상태에서 우수가 여과조(30)로 계속 유입되고, 필터유닛(50)을 통과하면서 우수는 여과되어 방류조(40)로 유입된 후 방류관(41)을 통해 여과처리된 우수가 외부로 배출된다.

그리고 비가 그쳐 우수가 유입되지 않는 평상시에 여재(55)의 역세척이 수행된다.

역세척을 위해 공기배출밸브(77)를 열면 에어포켓(65)의 공기가 외부로 배출되고, 이에 따라 부력챔버(60)의 부력이 감소하여 부력챔버(60)는 하강하고, 하부스크린판(53) 역시 하강한다. 하부스크린판(53)이 하강하면 도 3에 도시된 바와 같이 여재(55)의 수용공간이 확장되어 여재들(55)이 유동할 수 있는 공간이 확보된다. 하부스크린(53)이 하강하면 이동회전축(95) 역시 하부스크린(53)의 하강거리만큼 이동하여 상부블레이드(100)와 하부블레이드(110)간의 거리가 멀어진다. 이 상태에서 모터(85)에 전원이 공급되면 고정회전축(91)과 이동회전축(95)이 함께 회전을 하고, 이에 따라 상부블레이드(100)와 하부블레이드(110)가 회전하면서 수용공간에 수용된 여재들(55)을 다양한 방향으로 유동시키면서 여재의 표면에 부착된 이물질을 탈리시킨다.

그리고 여재의 세척이 끝나면 제 1펌프(21)를 이용하여 여재(55)에서 탈리된 이물질이 포함된 우수를 외부로 배출시킬 수 있다. 그리고 필요에 따라 제 1펌프(21)의 가동을 중단시키고 제 2펌프(43)를 가동하여 방류조(40)에 저장된 우수를 여과조(30)로 공급한 후 다시 반복하여 역세척을 1 내지 2회 더 수행할 수 있다.

이상, 본 발명은 도면에 도시된 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. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

20: 저류조 30: 여과조
40: 방류조 50: 필터유닛
51: 상부스크린판 53: 하부스크린판
55: 여재 60:부력챔버
85: 모터 90: 샤프트
91: 고정회전축 95: 이동회전축
100: 상부블레이드 110: 하부블레이드

Claims (7)

1. 우수가 유입되는 저류조와;
   상기 저류조를 통과한 우수가 하부로 유입되어 상향류를 형성하는 여과조와;
   상기 여과조 바닥에서 이격되도록 상기 여과조 내부에 설치되어 우수 중의 이물질을 처리하며 물보다 비중이 작은 여재들이 수용된 수용공간이 마련된 필터유닛과;
   상기 필터유닛을 통과한 우수가 유입되어 설정된 수위에 도달하면 외부로 배출될 수 있도록 상부에 방류관이 설치된 방류조와;
   상기 여재들을 수중에서 유동시켜 상기 여재들을 역세척하기 위해 상기 수용공간에서 회전이 가능한 역세척수단;을 구비하고,
   상기 필터유닛은 상기 여과조 내부에 수평하게 설치되며 우수가 통과할 수 있는 상부스크린판과, 상기 상부스크린판의 하방에 나란하게 설치되며 우수가 통과할 수 있는 하부스크린판과, 상기 수용공간을 축소 또는 확장시키기 위해 상기 하부스크린판을 상하로 이동시키는 이동수단을 구비하고,
   상기 역세척수단은 상기 여과조의 상부에 설치되는 지지부와, 상기 지지부에 설치되는 모터와, 상기 모터에 의해 회전가능하며 상기 여과조 내부로 연장되어 상기 상부스크린판을 관통하는 샤프트와, 상기 샤프트에 결합되어 상기 수용공간에서 회전이 가능한 상부날개부와, 상기 상부날개부의 하방에 위치하도록 상기 샤프트에 결합되어 상기 수용공간에서 회전이 가능한 하부날개부를 구비하는 것을 특징으로 하는 회전세척방식을 이용한 비점오염원 저감장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 이동수단은 상기 하부스크린판에 결합되며 내측 상부에 에어포켓을 형성할 수 있도록 하부가 개방되고 상부는 막힌 부력챔버와, 상기 부력챔버의 상부에 설치되어 상기 부력챔버의 내측과 연통되는 배기관과, 상기 배기관과 연결되는 플렉시블한 연결호스와, 상기 연결호스와 연결되어 상기 여과조 외부로 연장되는 연장관과, 상기 연장관에 설치되어 상기 여재들의 역세척시 상기 에어포켓의 공기를 외부로 배출시키기 위한 공기배출밸브와, 상기 여과조에 설치되어 상기 하부스크린판의 이동을 가이드하기 위한 가이드바를 구비하는 것을 특징으로 하는 회전세척방식을 이용한 비점오염원 저감장치.
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서, 상기 샤프트는 상기 모터와 연결되어 상기 상부날개부가 결합되며 내부가 중공인 고정회전축과, 상기 고정회전축의 내부로 삽입되어 설치되며 상기 하부스크린판과 연동되어 상하로 이동이 가능하고 상기 하부날개부가 결합되는 이동회전축과, 상기 이동회전축의 외주면에 돌출되게 형성되어 상기 고정회전축의 내주면에 형성된 가이드홈에 결합되는 돌출리브를 구비하는 것을 특징으로 하는 회전세척방식을 이용한 비점오염원 저감장치.
5. 제 4항에 있어서, 상기 상부날개부는 상기 고정회전축에서 수평하게 연장되며 상기 고정회전축의 길이방향에 대해 일정한 각도로 경사지게 형성된 한쌍의 상부블레이드로 이루어지고,
   상기 하부날개부는 상기 이동회전축에서 수평하게 연장되며 상기 이동회전축의 길이방향에 대해 일정한 각도로 경사지게 형성되되 상기 상부블레이드의 경사방향과 반대로 경사진 한쌍의 하부블레이드로 이루어진 것을 특징으로 하는 회전세척방식을 이용한 비점오염원 저감장치.
6. 제 1항에 있어서, 상기 역세척수단은 상기 샤프트와 인접하는 주위에 정체수의 발생을 방지할 수 있도록 상기 샤프트에 결합되어 상기 상부날개부와 상기 하부날개부 사이에 위치하는 보조날개부를 더 구비하고,
   상기 보조날개부는 상부에서 하부 방향으로 비틀리게 형성된 한쌍의 헬리컬 블레이드로 이루어진 것을 특징으로 하는 회전세척방식을 이용한 비점오염원 저감장치.
7. 제 1항에 있어서, 상기 여재들은 폴리프로필렌사 및 대나무사가 혼재되어 직경 20 내지 50mm의 구형으로 형성되고, 비중이 0.8 내지 0.95이며 기공율이 50 내지 70%인 섬유볼인 것을 특징으로 하는 회전세척방식을 이용한 비점오염원 저감장치.

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