KR101824916B1 - 빗물 정수 시스템 - Google Patents

Abstract

빗물 정수 시스템이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 빗물 정수 시스템은, 건축물 또는 지표에 마련되어 우수를 집수하는 집수부; 집수부에 연결되어 상기 우수를 여과하는 여과부; 여과부와 연결되어 여과부를 통과한 여과수를 저장하는 저장부; 및 저장부와 연결되어 저장부에 저장된 저장수를 정수하는 정수부를 포함한다

Description

빗물 정수 시스템{Rain-water recycling system}

본 발명은, 빗물 정수 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 일상생활에 활용할 뿐만 아니라, 지형적 요인 또는 자연재해 등으로 인하여 상수도의 계속적 공급이 어려운 지역에 있어 빗물(우수)를 처리, 관리, 공급함으로써 물 부족 문제를 해결할 수 있도록 하는 빗물 정수 시스템에 관한 것이다.

빗물 정수 시스템 개발의 요구는 세계적인 물 부족 현상에서 시작한다.

물의 순환은 태양에 의한 가열에 의해 이루어지는데, 해양의 해수와 육상의 담수가 태양에 의하여 가열되며, 가열된 물은 증발된다.

증발된 물은 수증기의 형태로 대기 중에 머무르며, 수증기는 상승 기류와 만나는 경우, 상승 기류에 편승하여 상승된다.

상승된 수증기는 주변의 낮은 온도로 인해 응결된다. 응결된 수증기는 점차 구름을 이루며, 일정 수준 이상의 무게에 도달하면 비나 눈의 형태로 해양과 육지로 낙하하여 순환을 이루게 된다.

인간은 이러한 물의 순환을 통하여 물을 사용하게 된다. 물의 순환을 통해 인간이 사용할 수 있는 수자원량은 일정 수준 유지되어 왔다.

그러나 현재 세계는 물 부족 현상에 당면해 있다. 현재 세계 인구의 20%(약 11억명)가 깨끗한 물을 마시지 못하고 있는 것으로 조사된 바 있으며, 또한 26억 인구가 기본적인 하수 처리 시설도 없이 생활하고, 공급된 물의 30~40%는 버려지거나 새나가고 있다.

여기에 급속한 도시화와 인구집중, 환경변화에 따른 가뭄이 세계적인 물 부족을 가중시키고 있으며, 지구 전체의 수자원량은 변함이 없음에 반해, 세계 인구는 1800년대 이후 기하급수적으로 증가하고 있어, 1인당 사용 가능한 물의 양은 갈수록 줄어들 전망이다.

세계적인 물 부족 현상의 발로는 세계 각국의 수자원 관리정책의 실패를 하나의 원인으로 꼽을 수 있으며, 따라서 세계 각국은 물 부족 현상을 체감하고 이에 따른 대책을 마련하기 위한 정책적 방안을 마련하고 있다.

이런 시점에서 국제적으로 빗물(우수)은 가장 중요한 수자원 중의 하나로서 고려되기 시작하였다. 따라서 물 부족 현상을 극복하기 위하여, 우수를 활용하는 방안으로서, 빗물 정수 시스템의 활용이 요구되고 있다.

종래에는 강우 시 저장한 우수를 조경용수, 농업용수 등으로 이용하는 것이 대부분이었다. 그러나 세계적인 물 부족 현상에 따라 생활용수 등 일정 수준 이상의 수질이 요구되는 곳에서도 우수의 처리를 통한 활용이 요구되고 있으며, 사용용도에 따른 구별이 필요한 실정이다.

우수를 정화하여 화장실 용수 또는 상수도 용도 등 다른 용도로 이용하는 경우, 목적에 적합한 수질로 정화하여 공급하여야 한다.

또한, 일상생활에서 우수를 활용하는 경우, 우수를 처리한 용수 공급이 일시적이라면 사용자의 생활에 불편을 느끼게 되므로, 사용자가 연속 사용에 지장이 없도록 연속 사용이 가능한 빗물 정수 시스템 개발이 필요하다.

조경용수, 소방용수 등으로 우수를 사용하는 경우에는 자연 침전 등의 간단한 처리만으로 급수할 수 있다. 그러나 화장실 세정용수, 세면 용수 및 음용수 등과 같이 상수도 용도로 사용되는 경우에는, 침전 또는 여과 그리고 수질 정도에 따라 정수 또는 살균 소독 후 급수하여야 하며, 효율적 관리를 위하여 이를 단일 시스템 내에서 관리할 수 있는 방안이 요구되고 있다.

한편, 우리나라는 계절별, 연도별, 지역별 강수량의 편차가 심한 동시에, 국토의 65%가 산악지형이고, 하천경사가 급한 지리적 특성으로 우수가 일시에 유출되며, 갈수기에는 유출량이 적어 수자원의 이용 면에서 불리한 자연조건을 안고 있다.

또한, 홍수와 가뭄이 반복되고 있어 재해에 대한 안전망 확보를 위한 근본적인 치수대책 마련과 함께, 국민생활수준 향상에 따라 다변화된 용수 수요에 맞는 합리적인 수자원 이용방안이 요구된다.

따라서, 우수의 활용이 일회성에 그치는 것이 아닌, 연속사용에 지장 없는 빗물 정수 시스템이 요구되고 있으며, 이에 따라 우수의 집수가 어려운 경우에는 지하수 또는 상수도 등을 통한 보충수의 공급이 가능하도록 하는 기술개발이 시급한 실정이다.

대한민국 등록특허공보 제10-0913787호 ((주)플랜에이건축사사무소), 2009.08.18

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 일상생활에 활용할 뿐만 아니라, 지형적 요인 또는 자연재해 등으로 인하여 상수도의 계속적 공급이 어려운 지역에 있어 우수를 처리, 관리, 공급함으로써 물 부족 문제를 해결할 수 있도록 하고, 효율적인 구조를 통해 설치 및 관리가 용이한 빗물 정수 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 건축물 또는 지표에 마련되어 우수를 집수하는 집수부; 상기 집수부에 연결되어 상기 우수를 여과하는 여과부; 상기 여과부와 연결되어 상기 여과부를 통과한 여과수를 저장하는 저장부; 및 상기 저장부와 연결되어 상기 저장부에 저장된 저장수를 정수하는 정수부를 포함하는 것을 특징으로 하는 빗물 정수 시스템이 제공될 수 있다.

상기 저장부는, 상기 여과부 측에 배치되며, 상기 여과부에 연결되어 상기 여과수를 저장하는 제1 저장탱크; 및 상기 제1 저장탱크의 상기 여과수가 상기 정수부를 통해 정수되어 저장되는 제2 저장탱크를 포함할 수 있다.

상기 제2 저장탱크는 상기 제1 저장탱크와 독립적으로 마련되며, 상기 정수부는, 상기 제1 저장탱크와 상기 제2 저장탱크 사이에 배치되어 상기 제1 저장탱크와 상기 제2 저장탱크를 연결하며, 상기 제1 저장탱크에 저장된 1차 저장수를 정수하여 상기 제2 저장탱크로 전달 할 수 있다.

상기 정수부는, 상기 제1 저장탱크와 연결되어 상기 1차 저장수를 여과하는 다수개의 마이크로 필터(micro-filter); 상기 다수개의 마이크로 필터와 연결되어 상기 다수개의 마이크로 필터를 통과한 상기 1차 저장수에 포함된 산화제를 흡착시키는 활성탄 필터; 및 상기 활성탄 필터와 연결되어 산화제가 흡착된 상기 1차 저장수를 역삼투방식으로 정수하는 역삼투 멤브레인(Reverse Osmosis Membrane)을 포함할 수 있다.

상기 빗물 정수 시스템은, 상기 정수부와 연결되며 상기 제2 저장탱크에 저장되는 2차 저장수를 살균시키는 살균부를 더 포함할 수 있다.

상기 살균부는, 상기 제2 저장 탱크에 마련될 수 있다.

상기 빗물 정수 시스템은, 보충수 공급부를 더 포함하며, 상기 보충수 공급부는, 상기 제1 저장 탱크와 연결되되 상기 제1 저장 탱크에 보충수를 공급하는 제1 보충수 공급부를 포함하며, 상기 제1 보충수 공급부는, 상기 제1 저장탱크에 연결되되 보충수를 공급하는 제1 보충수 라인; 상기 제1 보충수 라인에 설치되어 상기 제1 보충수 라인을 개폐하는 제1 보충수 밸브; 및 상기 제1 보충수 밸브에 설치되어 상기 제1 보충수 밸브를 제어하는 제1 보충수 밸브 컨트롤러를 포함할 수 있다.

상기 빗물 정수 시스템은, 상기 제2 저장 탱크와 연결되되 상기 제2 저장 탱크에 보충수를 공급하는 제2 보충수 공급부를 더 포함 하며, 상기 제2 보충수 공급부는, 상기 제2 저장탱크에 연결되되 보충수를 공급하는 제2 보충수 라인; 상기 제2 보충수 라인에 설치되어 상기 제2 보충수 라인을 개폐하는 제2 보충수 밸브; 및 상기 제2 보충수 밸브에 설치되어 상기 제2 보충수 밸브를 제어하는 제2 보충수 밸브 컨트롤러를 포함할 수 있다.

상기 제1 저장 탱크는, 상기 제1 저장 탱크에 저장된 상기 1차 저장수의 수위를 측정하는 제1 수위 측정 센서를 포함하며, 상기 제2 저장 탱크는, 상기 제2 저장 탱크에 저장된 상기 2차 저장수의 수위를 측정하는 제2 수위 측정 센서를 포함할 수 있다.

상기 제1 저장탱크는, 상기 제1 저장탱크에 마련되어 상기 우수가 처리되는 양보다 많은 양이 유입되는 경우 상기 우수의 일부가 자동으로 배출되도록 하는 오버플로우(over flow) 배관을 포함할 수 있다.

상기 빗물 정수 시스템은, 상기 저장부에 이웃하게 배치되되 용수를 저장부에서 외부로 공급하는 용수 공급부를 더 포함할 수 있다.

상기 용수 공급부는, 상기 제1 저장탱크에 연결되는 제1 용수 공급부; 및 상기 제2 저장탱크에 연결되는 제2 용수 공급부를 포함할 수 있다.

상기 저장부는, 상기 제1 저장탱크 및 상기 제2 저장탱크를 내부에 배치 시키되 격벽으로 분리하는 저장부 하우징을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 일상생활에 활용할 뿐만 아니라, 고산지역, 섬지역 등과 같은 지형적 요인 또는 지진, 홍수, 가뭄 등의 자연재해로 인하여 상수도의 계속적 공급이 어려운 지역에 있어 우수를 처리, 관리, 공급함으로써 물 부족 문제를 해결할 수 있도록 하고, 효율적인 구조를 통해 설치 및 관리가 용이한 빗물 정수 시스템을 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 빗물 정수 시스템의 단면도이다.
도 2는 도 1에서 정수부의 확대 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 빗물 정수 시스템의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 빗물 정수 시스템의 단면도이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부도면 및 첨부도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 빗물 정수 시스템의 단면도이다. 도면에는 우수 처리 장치(100)가 단순한 블록(block) 구조로 도시되었으나 이는 편의상 도시한 것일 뿐 도면의 형상에 본 발명의 권리범위가 제한되지 않는다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 빗물 정수 시스템(100)은 일상생활에 활용할 수 있을 뿐만 아니라, 고산지역, 섬지역 등과 같은 지형적 요인 또는 지진, 홍수, 가뭄 등의 자연재해로 인하여 상수도의 계속적 공급이 어려운 지역에 있어 우수를 처리, 관리, 공급함으로써 물 부족 문제를 해결할 수 있도록 하며, 효율적인 구조를 통해 설치 및 관리가 용이한 빗물 정수 시스템을 제공하는 것이다. 빗물 정수 시스템(100)은 집수부(110)와, 여과부(120)와, 저장부(130)와, 정수부(140)와, 살균부(150)와, 보충수 공급부(160)와, 용수 공급부(170)를 포함할 수 있다.

참고로, 빗물 정수 시스템(100)은 우수를 집수 후 일련의 과정을 거쳐 처리하여, 생활용수, 조경용수, 공업용수 등으로 활용할 수 있도록 처리하는 시스템을 말한다.

우수는 빗물을 의미하며, 본 발명에 있어서, 우수(빗물)는 화장실용수, 조경용수, 청소용수 및 친수용수로 사용될 수 있고, 중수도 용도로 살수용수, 소방용수, 냉각용수, 하천유지용수, 습지용수로 사용될 수 있으며, 상수도 용도에 적합하게 정수 및 살균하여, 상수도 용도로 사용될 수 있다.

즉, 본 발명은 사용 용도에 맞게 정수, 관리하는 것이 포함될 수 있으며 이에 대해서는 후술하기로 한다.

빗물 정수 시스템(100)은 도 1과 같은 구조로 설치될 수 있으나, 다양한 구조로 설치될 수 있으며 본 실시예로 본 발명의 권리범위가 제한되지 않는다.

집수부(110)는 우수를 보다 효과적으로 모으기 위해 활용하는 시설을 말한다. 집수부(110)는, 집수관(미도시), 루프드레인(미도시), 홈통받이(미도시) 등을 포함할 수 있으며, 도 1에 나타난 바와 같이 건축물의 지붕에 설치될 수 있고, 경우에 따라서는 지표에 마련되어 넓은 표면적을 통한 집수의 극대화를 꾀할 수도 있다.

여과부(120)는 집수부(110)에 연결되며, 초기 우수에 포함되어 있는 낙엽, 나뭇가지, 모래, 생활 쓰레기 등과 같이 입자가 큰 이물질들을 여과하는 역할을 한다.

여과부(120)는 도 1에 나타난 바와 같이 본 실시예에서는 집수부(110)와 독립하여 집수부(110)에 연결되어 있으나, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되지 않으며 따라서, 이와 달리 집수부(110)의 내부에 연결되어 마련될 수도 있을 것이다.

초기 우수가 여과부(120)를 통과한 경우 이를 여과수라 한다. 여과수는 초기 우수로부터 초기 우수에 포함된 입자가 큰 이물질만을 제거한 상태를 의미하며, 정수되기 전의 우수로서 살수용수, 소방용수, 냉각용수, 하천유지용수, 습지용수 등으로 사용될 수 있다.

한편, 본 실시예에 있어서, 저장부(130)는 여과부(120) 측에 배치된다. 저장부(130)는 제1 저장탱크(131)와, 제2 저장탱크(132)를 포함한다. 본 실시예에서 제1 저장탱크(131)와 제2 저장탱크(132)는 하나의 저장부 하우징(133)에 마련되되, 격벽으로 분리된다.

제1 저장탱크(131)는 여과부(120)에 연결되어, 1차 저장수를 저장하는 역할을 한다.

1차 저장수는, 여과수가 제1차 저장탱크(131)에 저장된 경우를 정의한 것이며, 1차 저장수는 정수되기 전의 우수로서 살수용수, 소방용수, 냉각용수, 하천유지용수, 습지용수 등으로 사용될 수 있고, 동시에 정수부(140)로 공급되어 정수된뒤 제2 저장탱크(132)에 2차 저장수로 저장될 수 있다.

따라서 1차 저장수가 살수용수, 소방용수, 냉각용수, 하천유지용수, 습지용수 등으로 사용되는 경우에는 일시적으로 그 사용량이 급증할 수 있으므로 제1 저장탱크(131) 용량은 제2 저장탱크(132)의 용량보다 큰 것이 사용될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 제1 저장탱크(131)는 제1 수위 측정센서(131a)를 포함할 수 있다. 제1 수위 측정센서(131a)는 제1 저장탱크(131)에 저장되는 1차 저장수의 수위를 측정하는 것이다.

제1 수위 측정센서(131a)는 제1 저장탱크(131)에 저장된 1차 저장수의 수위를 측정한다. 측정된 1차 저장수의 수위와 사용자가 설정한 일정 수위를 비교하여 측정된 1차 저장수의 수위가 사용자가 설정한 일정 수위 이하로 낮아지는 경우, 사용자에게 신호음 또는 광신호 등을 송출하는 방법으로 신호를 송출할 수 있다.

경우에 따라서는 추후 설명할 제1 보충수 밸브 컨트롤러(161c)로 전기적 신호를 송출하여, 제1 보충수 밸브 컨트롤러(161c)를 통해 제1 저장탱크(131)의 수위를 자동으로 일정 수위 이상 유지시킬 수 있다.

그리고 제1 저장탱크(131)는, 본 실시예에 있어서, 오버플로우(overflow) 배관(131b)을 더 포함할 수 있다. 오버플로우(overflow) 배관(131b)은 제1 저장탱크(131)의 상부에 마련되어 제1 저장탱크(131)에 저장되는 1차 저장수의 수위가 일정 수위 이상으로 넘어가는 경우 1차 저장수를 배출하는 역할을 한다.

오버플로우(overflow) 배관(131b)은, 제1 저장탱크(131)에 저장되는 1차 저장수의 수위가 일정 수위 이상으로 넘어가는 것을 방지함으로써, 1차 저장수가 정수부(140)로 과공급 되는 것을 예방하고, 1차 저장수가 여과부(120)로 역류하는 것을 막아 빗물 정수 시스템(100)의 안정화를 도모할 수 있다.

제2 저장탱크(132)는, 본 실시예에서, 저장부 하우징(133) 내부에 마련되되, 제1 저장탱크(131)와 격벽으로 분리되고, 정수부(140)와 연결되어, 2차 저장수를 저장한다.

2차 저장수는 1차 저장수가 정수부(140)를 거쳐 정수되어 제2 저장탱크(132)에 전달되어 저장된 것으로 정의된다. 2차 저장수는 정수부(130)의 정수 작용을 통하여 상수도 용도로 사용될 수 있다.

제2 저장탱크(132)는 제2 수위 측정센서(132a)를 포함할 수 있다. 제2 수위 측정센서(132a)는 제2 저장탱크(132)에 저장된 2차 저장수의 수위를 측정하는 것이다.

제2 수위 측정센서(132a)는 제2 저장탱크(132)에 저장된 2차 저장수의 수위를 측정한다. 측정된 2차 저장수의 수위와 사용자가 설정한 일정 수위를 비교하여 측정된 2차 저장수의 수위가 사용자가 설정한 일정 수위 이하로 낮아지는 경우, 사용자에게 신호음 또는 광신호 등을 송출하는 방법으로 신호를 송출할 수 있다.

경우에 따라서는 추후 설명할 제2 보충수 밸브 컨트롤러(162c)로 전기적 신호를 송출하여, 제2 보충수 밸브 컨트롤러(162c)를 통해 제2 저장탱크(132)의 수위를 자동으로 일정 수위 이상 유지시킬 수 있다.

한편, 저장부 하우징(133)은 제1 저장탱크(131)와 제2 저장탱크(132)를 내부에 배치시키되, 제1 저장탱크(131)와 제2 저장탱크(132)를 격벽으로 분리시키는 구조를 갖는다.

본 실시예에 있어서, 하나의 저장부 하우징(133)으로 저장부(130) 전체를 구현할 수 있어 설치 비용 및 관리 비용을 절약할 수 있다.

따라서 빗물 정수 시스템(100)을 효율적으로 설치할 수 있고, 빗물 정수 시스템(100)의 관리 및 유지 보수 비용을 절약할 수 있다.

정수부(140)는 제1 저장탱크(131)와 제2 저장탱크(132) 사이에 배치되어 제1 저장탱크(131)와 제2 저장탱크(132)를 연결하며, 제1 저장탱크(131)에 저장된 1차 저장수를 정수하여 제2 저장탱크(132)로 전달할 수 있다.

한편, 제2 탱크(132)에 저장되는 2차 저장수를 상수도로 활용하기 위하여 정수부(140)는 여러 정수 필터를 거치게 된다.

도 2는 도 1에서 정수부의 확대 단면도로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 정수부(140)는 다수개의 마이크로 필터(micro-filter, 141)와, 활성탄 필터(142)와, 역삼투 멤브레인(Reverse Osmosis Membrane, 143)을 포함할 수 있다.

다수개의 마이크로 필터(141)는 제1 저장탱크(131)와 연결되며, 정수부(140)의 내부에 배치된다. 다수개의 마이크로 필터(141)는 우수에 포함되어 있는 미세먼지를 거르는 역할을 한다.

대기 중 이산화황(SO₂) 이나 이산화질소(NO₂)가 많이 묻어 있는 미세먼지는 산성비를 내리게 하며, 우수의 수질을 저하 시킨다. 따라서 마이크로 필터(141)를 통하여 1차 저장수를 정수하여 수질을 향상 시킬 수 있다.

활성탄 필터(142)는 다수개의 마이크로 필터(141)와 연결되며, 정수부(140)의 내부에 배치된다.

활성탄 필터(142)는 활성탄 필터 본체(142a)의 내부에 활성탄이 채워지고 활성탄 필터 본체(142a)의 일면에, 다수개의 마이크로 필터(141)를 통과한 1차 저장수가 유입되는 유입 필터캡(142b)이 조립되고, 활성탄 필터 본체(142a)의 일면에 활성탄을 통과한 1차 저장수의 출구가 형성되는 출구 필터캡(142c)이 조립되어 이루어질 수 있다.

활성탄 필터(142)의 작동 과정을 살펴보면, 다수개의 마이크로 필터(141)를 통과한 1차 저장수가 활성탄 필터 본체(142a)의 유입 필터캡(142b)을 통하여 유입된 다음, 내부에 채워진 활성탄의 입자 사이를 통과하면서 흡착이 이루어지고, 흡착이 끝난 1차 저장수는 출구 필터캡(142c)을 통하여 배출된다.

활성탄에 의한 흡착은 물리적인 흡착과 화학적인 흡착을 포함하며, 물리적인 흡착은 분산력을 이용하는 것이며, 화학적인 흡착은 분자간 화학작용을 이용하는 것이다.

또한, 활성탄 필터(142)에 사용되는 활성탄은 물리적 형상에 따라 분말활성탄, 입상활성탄, 섬유상활성탄, 허니컴상 활성탄으로 구분할 수 있으며, 원료에 따라 식물질, 석유질, 폐기물질, 동물질로 구분할 수 있고, 활성화 방법에 따라 가스 활성탄, 약품 활성탄 등으로 구분할 수 있다.

활성탄 필터(142)의 활성탄 흡착에 의해 제거 가능한 물질로는 유기오염물질, THM 전구물질인 부식질, 세제, 페놀(Phenol)류, 석유 화학 물질인 벤젠(Benzen), 톨루엔(Toluen), 자일렌(Xylene), 유기인계, 유기염소계 농약류, 휘발성 유기화합물 등이 있다.

역삼투 멤브레인(Reverse Osmosis Membrane, 143)은 활성탄 필터(142)와 연결되며, 산화제가 흡착된 1차 저장수를 역삼투 방식으로 정수한다.

역삼투방식은 삼투현상과 반대라는 뜻으로, 강제로 가하는 압력에 의해 우수 속의 불순물 농도가 높은 쪽으로부터, 불순물의 농도가 낮은 쪽으로 이동시켜, 우수를 정수시키는 정수방법을 말한다.

즉, 활성탄 필터(142)를 통하여, 산화제를 흡착시킨 1차 저장수가, 역삼투 멤브레인(143)에 이르면, 수압에 의하여 오염물질들은 막을 통과하지 못하고 걸러지며, 산화제가 흡착된 1차 저장수는 역삼투 멤브레인(143)을 통과하여 나머지 오염물질들이 깨끗하게 걸러진다.

역삼투 멤브레인(143)은 고압형 역삼투 방식뿐 아니라, 저압형 역삼투 방식이 사용될 수 있다.

저압형 역삼투 방식은 고압에서만 사용되는 역삼투 방식의 문제점을 해결하기 위해 저압에서도 정수능력이 작동될 수 있도록 하기 위하여, 역삼투에 사용되는 역삼투 필터(미도시) 표면의 기공크기를 기존의 역삼투 필터의 기공 크기인 0.0001~0.0009㎛ 보다 크게 마련하되, 기존의 UF(Ultrafiltration) 필터의 기공 크기인 0.001~0.1㎛ 보다 작게 마련한 것을 말한다.

역삼투 멤브레인(143)에 포함되는 역삼투 필터(미도시)에는 0.0001~0.001㎛ 정도의 다수의 홀(hole)이 뚫려 있으며, 박테리아, 바이러스 등 각종 오염물질이 걸러지게 된다.

이처럼 정수부(140)를 통과한 2차 저장수는 불순물들을 모두 거른 순수한 물로서 제2 저장탱크(132)에 저장되고, 제2 저장탱크(132)에 저장된 2차 저장수는 상수도 용도로 사용될 수 있다.

다만, 활성탄은 구성원소에 탄소가 주를 이루고 있어 활성탄 내에서 물이 정체하거나 통과될 경우 미생물이 증식될 수 있으며, 구성재질의 부착 미생물과 공기중의 부유세균의 재유입에 의한 일반세균 증식원인이 될 수 있을 뿐만 아니라 활성탄내 또는 필터를 통과한 물에서 일반세균이 지속적으로 증식될 위험이 있다.

이러한 문제를 고려하여, 본 발명에 따른 빗물 정수 시스템은(100)은 우수의 장기보관 및 우수의 관리시 재오염 방지를 위한 방안이 모색되었다.

본 실시예에서는, 정수부(140)을 통과하여 상수도 용도로 사용될 경우에도, 제2 저장탱크(132)에 2차 저장수를 장기간 보관 및 관리하고 사용하기 위하여 살균부(150)를 포함할 수 있다.

살균부(150)는 정수부(140)와 연결되며, 제2 저장탱크(132)에 저장되는 2차 저장수를 살균시키는 역할을 한다. 살균부(150)는, 염소가스 살균법, 오존 살균법, 이산화염소 살균법, 자외선 살균법, 광촉매 살균법 등을 활용할 수 있다.

염소가스 살균법은, 염소가스를 우수의 처리 중 우수 속에 투입하면 pH에 따라 차아염소산과 차아염소산이온으로 되고 이는 수중의 암모니아성 질소와 반응하여 결합염소로 된다.

차아염소산은 전기적으로 중성을 띠고 있기 때문에 세포벽을 통과하여 직접 작용할 뿐만 아니라 살균력도 강하기 때문에 차아염소산 이온이나 결합염소보다 더 효과적이라고 할 수 있다.

오존 살균법은, 오존의 특성인 우수 처리 시에 오존이 산화제로 작용하는 특성과, 강한 소독력을 갖는 특성을 활용하는 것이다. 오존은 원생동물 포낭 제거에 효과적인 산화제로 활용될 수 있다. 특히 오존 살균법은 전처리 또는 중간산화제로 활용될 수 있다.

이산화염소 살균법은, 우수의 수소이온 농도와는 상관없이 강한 살균 소독력을 갖는 이산화염소 특성을 활용하는 것이다. 이산화염소 자체의 화학적인 특성 때문에 염소에 의한 부산물 등을 형성하지 않으며, 염소보다 긴 반감기로 수 처리에서 더 나은 지속 작용을 한다. 염소에 반해 이산화염소는 제2 저장탱크(132) 안에 있는 미생물 막을 제거할 수 있기에 레지오넬라균(legionella)의 번식을 차단할 수 있다.

자외선 살균법은, 자외선은 파장이 10~400nm까지를 말하며, 자외선의 세균등에 대하여 화학작용이 강한 특성을 활용하는 것이다. 자외선은 살균효과가 뛰어나므로, 세균의 DNA를 파괴하는 파장인 UV-C 253.7nm의 초살균선을 활용하여 수질의 오염지표인 대장균, 식중독 원인균인 황색포도구균, 비브리오균(Vibrio), 살모넬라균(Salmonella) 등의 병원성 세균 및 일반 세균을 사멸시키는데 활용할 수 있다.

한편, 우수 처리 장치의 경우, 우수 공급은 기후에 영향을 받는 특성으로 인하여 우수 처리 장치의 연속사용에 대한 문제점이 발생할 가능성이 있다. 그러나 본 실시예에서는 이러한 문제점을 고려하여, 연속사용의 문제점 발생을 방지할 수 있도록 하고 있다.

즉, 본 실시예에 있어서, 빗물 정수 시스템(100)은, 보충수 공급부(160)를 더 포함한다. 보충수 공급부(160)는 빗물 정수 시스템(100)의 연속사용에 불편이 없도록 상수도 또는 지하수 배관과 연결되어 설치될 수 있다.

보충수 공급부(160)는, 제1 저장 탱크(131)와 연결되되 제1 저장 탱크(131)에 보충수를 공급하는 제1 보충수 공급부(161)와, 제2 저장 탱크(132)와 연결되되 제2 저장 탱크(132)에 보충수를 공급하는 제2 보충수 공급부(162)를 포함한다.

제1 보충수 공급부(161)는 제1 저장탱크(131)와 연결되며, 제1 저장탱크(131)에 저장되어 있는 1차 저장수의 부족시 1차 보충수를 공급하는 역할을 한다.

따라서 제1 보충수 공급부(161)는 살수용수, 소방용수, 냉각용수, 하천유지용수, 습지용수의 수질의 보충수를 마련하는 것이 바람직할 것이다.

제1 보충수 공급부(161)는 제1 보충수 라인(161a)과, 제1 보충수 밸브(161b)와, 제1 보충수 밸브 컨트롤러(161c)를 포함한다.

제1 보충수 라인(161a)은 제1 저장탱크(131)에 연결되되 1차 보충수를 공급하는 역할을 하며, 제1 보충수 밸브(161b)는 제1 보충수 라인(161a)에 설치되어 제1 보충수 라인(161a)을 개폐하는 역할을 하고, 제1 보충수 밸브 컨트롤러(161c)는 제1 보충수 밸브(161b)에 설치되어 제1 보충수 밸브(161b)의 개폐를 제어하는 역할을 한다.

제2 보충수 공급부(162)는 제2 저장탱크(132)와 연결되며, 제2 저장탱크(132)에 저장되어 있는 2차 저장수의 부족시 2차 보충수를 공급하는 역할을 한다.

따라서 제2 보충수 공급부(162)는 상수도 용도 등으로 활용될 수 있도록 상수도 수질의 보충수를 마련하는 것이 바람직할 것이다.

제2 보충수 공급부(162)는, 제2 보충수 라인(162a)과, 제2 보충수 밸브(162b)와, 제2 보충수 밸브 컨트롤러(162c)를 포함한다.

제2 보충수 라인(162a)은 제2 저장탱크(132)에 연결되되 2차 보충수를 공급하는 역할을 하며, 제2 보충수 밸브(162b)는 제2 보충수 라인(162a)에 설치되어 제2 보충수 라인(162a)을 개폐하는 역할을 하고, 제2 보충수 밸브 컨트롤러(162c)는 제2 보충수 밸브(162b)에 설치되어 제2 보충수 밸브(162b)의 개폐를 제어하는 역할을 한다.

한편, 본 실시예에 있어서, 빗물 정수 시스템(100)은 1차 저장수와 2차 저장수를 각각의 용도에 맞게 공급할 수 있도록 마련되었다.

따라서, 빗물 정수 시스템(100)은 용수 공급부(170)를 더 포함한다.

그리고 용수 공급부(170)는 제1 용수 공급부(171)과 제2 용수 공급부(172)를 포함한다.

제1 용수 공급부(171)는 제1 저장탱크(131)에 연결되며, 1차 저장수를 살수용수, 소방용수, 냉각용수, 하천유지용수, 습지용수 등으로 활용될 수 있도록 사용자에게 공급한다.

제2 용수 공급부(172)는 제2 저장탱크(132)에 연결되며, 2차 저장수를 상수도 용도로 활용될 수 있도록 사용자에게 공급한다.

구체적인 동작을 살펴보면, 본 발명은 일상생활에 활용할 뿐만 아니라, 고산지대 또는 섬지역 등과 같이 생활용수의 공급이 어려운 곳에 설치될 수 있다. 우수의 활용을 통한 물 절약을 이룰 수 있으며, 가뭄, 지진 등의 자연재해에 따라 물 부족 현상이 일어나는 경우에도 본 발명이 활용될 수 있다.

이하 도 1 내지 도 2에 도시한 본 실시예의 우수 처리 장치(100)를 이용한 우수 처리 과정을 자세히 설명한다.

본 실시예에 있어서, 우수는 집수부(110)에 집수되며, 집수된 우수는 집수부(110)에 연결된 여과부(120)에 전달된다.

여과부(120)는 초기 우수에 포함된 낙엽, 모래, 나뭇가지, 생활쓰레기 등과 같이 입자가 큰 이물질을 제거하여 우수를 살수용수, 소방용수, 냉각용수, 하천유지용수, 습지용수 등에 활용될 수 있도록 한다.

여과수는 여과부(120) 측에 배치되는 제1 저장탱크(131)에 전달되어 저장된다. 제1 저장탱크(131)에 저장되는 1차 저장수는 살수용수, 소방용수, 냉각용수, 하천유지용수, 습지용수 등에 활용될 수 있으므로 제1 용수 공급부(171)를 통하여 사용자에게 직접 공급될 수 있다.

제1 저장탱크(131)에 저장된 1차 저장수가 사용자에 의하여 설정된 제1 저장탱크(131)의 최고 수위를 넘는 경우, 오버플로우(over flow) 배관(131b)은 1차 저장수를 제1 저장탱크(131) 밖으로 배출한다. 따라서, 1차 저장수가 정수부(140)로 과공급 되는 것을 방지하며, 1차 저장수가 여과부(120)로 역류하는 것을 방지한다.

사용자의 연속 사용을 위하여, 제1 수위 측정센서(131a)는 1차 저장수가 최저 수위 이하로 내려가는 경우 제1 보충수 공급부(161)에 개방 신호를 보낸다.

제1 보충수 밸브 컨트롤러(161c)는 제1 수위 측정센서(131a)로부터 개방 신호를 받아 제1 보충수 밸브(161b)를 개방한다. 보충수는 제1 보충수 라인(161a)를 통하여 제1 저장탱크(131)로 공급된다.

제1 수위 측정센서(131a)는 보충수가 공급되어 1차 저장수의 수위가 최저 수위 이상으로 올라가는 경우 제1 보충수 공급부(161)에 폐쇄 신호를 보낸다.

제1 보충수 밸브 컨트롤러(161c)는 제1 수위 측정센서(131a)로부터 폐쇄 신호를 받아 제1 보충수 밸브(161b)를 폐쇄한다.

제1 저장탱크(131)는 1차 저장수를 정수부(140)로 전달한다.

다수개의 마이크로 필터(micro-filter)는 제1 저장탱크(131)과 연결되어 정수부(140)로 유입되는 1차 저장수에 포함된 미세먼지 등을 제거한다.

미세먼지 등이 제거된 1차 저장수는 활성탄 필터(142)로 전달된다. 활성탄 필터(142)는 1차 저장수에 포함된 유기화합물 등을 제거한다. 유기화합물 등이 제거된 1차 저장수는 역삼투 멤브레인(143)으로 전달된다.

역삼투 멤브레인(143)은 박테리아 등을 제거하여 1차 저장수를 제2 저장탱크(132)에 전달한다.

제2 저장탱크(132)는 2차 저장수를 저장한다. 제2 저장탱크(132)에 저장되는 2차 저장수는 상수도 용도로 활용될 수 있으므로 제2 용수 공급부(172)를 통하여 상수도 사용자에게 직접 공급된다.

살균부(150)는 2차 저장수의 장기간 보관 및 관리에 따른 재오염을 방지하기 위하여, 대장균 등을 살균한다.

제2 수위 측정센서(132a)는 제1 수위 측정센서(131a)와 동작과 구성이 유사하다.

제2 수위 측정센서(132a)는 2차 저장수가 최저 수위 이하로 내려가는 경우 제2 보충수 공급부(162)에 개방 신호를 보내고, 2차 저장수의 수위가 최저 수위 이상으로 올라가는 경우 제2 보충수 공급부(162)에 폐쇄 신호를 보냄으로써, 제2 저장탱크(132)의 일정 수위를 유지한다. 따라서 사용장의 연속 사용에 지장이 없도록 한다.

한편, 도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 용수 공급부(170)는 빗물 정수 시스템(100)에 의하여 처리된 우수를 각 용도에 맞게 집수부(110)가 설치된 건축물로 다시 전달시켜 사용자의 용도에 맞는 우수의 활용을 도모한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 빗물 정수 시스템(200)은, 전술한 제1 실시예와 동작 및 구성이 유사하므로 제1 실시예에 따른 빗물 정수 시스템(100)과의 차이점을 위주로 간략히 설명하기로 한다.

도 3에 나타난 바와 같이, 본 실시예에 있어서 저장부(230)는 제1 저장탱크(231)와 제2 저장탱크(232)로 구성되되, 제1 저장탱크(231)와 제2 저장탱크(232)는 독립하여 마련될 수 있다.

제1 저장탱크(231)와 제2 저장탱크(232)를 독립하여 마련하는 경우 저장부(232)의 관리에 있어서, 제1 저장탱크(231)와 제2 저장탱크(232)를 별도 관리 및 유지 보수할 수 있어서 빗물 정수 시스템(200)의 관리 및 유지 보수의 효율이 높아질 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 빗물 정수 시스템(300)은, 전술한 제1 실시예와 동작 및 구성이 유사하므로 제1 실시예에 따른 빗물 정수 시스템(100)과의 차이점을 위주로 간략히 설명하기로 한다.

도 4에 나타난 바와 같이, 본 실시예에 있어서 빗물 정수 시스템(300)은 지상에 설치될 수 있으며, 빗물 정수 시스템(300)의 지상 설치로 인하여 관리 및 유지 보수의 효율이 높아질 수 있다.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

100 : 빗물 정수 시스템 110 : 집수부
120 : 여과부 130 : 저장부
140 : 정수부 150 : 살균부
160 : 보충수 공급부 170 : 용수 공급부

Claims (13)

1. 건축물 또는 지표에 마련되어 우수를 집수하는 집수부;
   상기 집수부에 연결되어 상기 우수를 여과하는 여과부;
   상기 여과부와 연결되어 상기 여과부를 통과한 여과수를 저장하는 저장부; 및
   상기 저장부와 연결되어 상기 저장부에 저장된 저장수를 정수하는 정수부를 포함하며,
   상기 저장부는,
   상기 여과부 측에 배치되며, 상기 여과부에 연결되어 상기 여과수를 저장하는 제1 저장탱크; 및
   상기 제1 저장탱크와 독립적으로 마련되되 상기 제1 저장탱크의 상기 여과수가 상기 정수부를 통해 정수되어 저장되는 제2 저장탱크를 포함하며,
   상기 정수부는, 상기 제1 저장탱크와 상기 제2 저장탱크 사이에 배치되어 상기 제1 저장탱크와 상기 제2 저장탱크를 연결하며, 상기 제1 저장탱크에 저장된 1차 저장수를 정수하여 상기 제2 저장탱크로 전달하며,
   상기 제1 저장탱크와 연결되어 상기 1차 저장수를 여과하는 다수개의 마이크로 필터(micro-filter);
   상기 다수개의 마이크로 필터와 연결되어 상기 다수개의 마이크로 필터를 통과한 상기 1차 저장수에 포함된 산화제를 흡착시키는 활성탄 필터; 및
   상기 활성탄 필터와 연결되어 산화제가 흡착된 상기 1차 저장수를 역삼투방식으로 정수하는 역삼투 멤브레인(Reverse Osmosis Membrane)을 포함하는 것을 특징으로 하는 빗물 정수 시스템.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 빗물 정수 시스템은,
   상기 정수부와 연결되며 상기 제2 저장탱크에 저장되는 2차 저장수를 살균시키는 살균부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 빗물 정수 시스템.
6. 제5항에 있어서,
   상기 살균부는,
   상기 제2 저장탱크에 마련되는 것을 특징으로 하는 빗물 정수 시스템.
7. 제5항에 있어서,
   상기 빗물 정수 시스템은,
   보충수 공급부를 더 포함하며,
   상기 보충수 공급부는,
   상기 제1 저장탱크와 연결되되 상기 제1 저장탱크에 보충수를 공급하는 제1 보충수 공급부를 포함하며,
   상기 제1 보충수 공급부는,
   상기 제1 저장탱크에 연결되되 보충수를 공급하는 제1 보충수 라인;
   상기 제1 보충수 라인에 설치되어 상기 제1 보충수 라인을 개폐하는 제1 보충수 밸브; 및
   상기 제1 보충수 밸브에 설치되어 상기 제1 보충수 밸브를 제어하는 제1 보충수 밸브 컨트롤러를 포함 하는 것을 특징으로 하는 빗물 정수 시스템.
8. 제7항에 있어서,
   상기 빗물 정수 시스템은,
   상기 제2 저장탱크와 연결되되 상기 제2 저장탱크에 보충수를 공급하는 제2 보충수 공급부를 더 포함하며,
   상기 제2 보충수 공급부는,
   상기 제2 저장탱크에 연결되되 보충수를 공급하는 제2 보충수 라인;
   상기 제2 보충수 라인에 설치되어 상기 제2 보충수 라인을 개폐하는 제2 보충수 밸브; 및
   상기 제2 보충수 밸브에 설치되어 상기 제2 보충수 밸브를 제어하는 제2 보충수 밸브 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 빗물 정수 시스템.
9. 제7항에 있어서,
   상기 제1 저장탱크는,
   상기 제1 저장탱크에 저장된 상기 1차 저장수의 수위를 측정하는 제1 수위 측정 센서를 포함하며,
   상기 제2 저장탱크는,
   상기 제2 저장탱크에 저장된 상기 2차 저장수의 수위를 측정하는 제2 수위 측정 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 빗물 정수 시스템.
10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 저장탱크는,
    상기 제1 저장탱크에 마련되어 상기 우수가 처리되는 양보다 많은 양이 유입되는 경우 상기 우수의 일부가 자동으로 배출되도록 하는 오버플로우(over flow) 배관을 포함하는 것을 특징으로 하는 빗물 정수 시스템.
11. 제1항에 있어서,
    상기 빗물 정수 시스템은,
    상기 저장부에 이웃하게 배치되되 용수를 저장부에서 외부로 공급하는 용수 공급부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 빗물 정수 시스템.
12. 제11항에 있어서,
    상기 용수 공급부는,
    상기 제1 저장탱크에 연결되는 제1 용수 공급부; 및
    상기 제2 저장탱크에 연결되는 제2 용수 공급부인 것을 특징으로 하는 빗물 정수 시스템.
13. 제1항에 있어서,
    상기 저장부는,
    상기 제1 저장탱크 및 상기 제2 저장탱크를 내부에 배치 시키되 격벽으로 분리하는 저장부 하우징을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 빗물 정수 시스템.

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