KR101865618B1

KR101865618B1 - 블록 모듈형 초기우수처리장치

Info

Publication number: KR101865618B1
Application number: KR1020160148733A
Authority: KR
Inventors: 김영철; 이문기
Original assignee: 한서대학교 산학협력단; 씨에스이(주)
Priority date: 2016-11-09
Filing date: 2016-11-09
Publication date: 2018-06-11
Also published as: KR20180051864A

Abstract

본 발명은 초기우수의 강우유출수를 미생물의 분해반응으로 효율적으로 정화처리하면서 큰 공극률로 강우유출수의 처리용량을 확보하고 시설의 모듈화로 인해 현장시공에 효과적으로 적용함을 제공하도록, 내부에 침강영역 및 정화영역, 저류영역을 구비토록 구분 구획하는 모듈본체부와; 상기 모듈본체부의 침강영역에서 강우유출수를 포집하되 강우유출수에서 분리된 오염물을 한쪽 방향으로 퇴적시킬 수 있게 일방향으로 경사진 호퍼경사면을 형성하고, 상기 호퍼경사면의 한쪽 상단에는 상기 침강영역 내 포집된 강우유출수를 운송처리하기 위한 수중펌프를 구비하는 침강저류부와; 상기 모듈본체부의 정화영역에서 강우유출수를 정화처리하되 상하로 구분된 정화영역을 형성하고, 상부정화영역에 상기 침강저류부로부터 운송된 강우유출수를 여과하면서 불포화대에 존재하는 호기성 미생물을 이용한 분해반응으로 1차 정화처리토록 내부에 입상여재가 채워지는 제1필터층과, 하부정화영역에 상기 제1필터층을 거친 강우유출수를 여과하되 포화대에서 혐기성 미생물을 이용한 분해반응으로 2차 정화처리토록 내부에 섬모상여재가 구비된 제2필터층을 구성하는 침투여과부와; 상기 모듈본체부의 저류영역에서 상기 침투여과부를 거친 강우유출수가 이동되어 저류시키고, 하단에 강우유출수를 배출시킬 수 있는 배수로를 형성하는 처리수저류부;를 포함하는 블록 모듈형 초기우수처리장치를 제공한다.

Description

블록 모듈형 초기우수처리장치 {First Flush Rainwater Treatment Apparatus of Block Module Type}

본 발명은 블록 모듈형 초기우수처리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 비점오염물질이 포함된 초기우수의 강우유출수를 미생물의 분해반응으로 효율적으로 정화처리하면서 큰 공극률로 강우유출수의 처리용량을 확보하고 시설의 표준화 및 모듈화로 인해 현장시공에 효과적으로 적용하는 것이 가능한 블록 모듈형 초기우수처리장치에 관한 것이다.

일반적으로 수질오염은 생활하수나 산업폐수, 축산폐수 등과 같이 배출지점이 뚜렷하고 한정된 점오염원으로부터 배출되는 점오염물질과, 도심지나 도로, 농경지나, 산림지 등과 같이 배출지역이 불특정하면서 광범위한 비점오염원으로부터 배출되는 비점오염물질로 나눌 수 있다.

여기서 점오염원의 경우에는 가정이나 공장 등에 별도의 정화장치나 폐수처리장치를 설치하여 점오염물질에 대한 정화과정이 미약하게나마 진행되고 있는 반면에, 비점오염원의 경우 배출지역이 광범위할 뿐만 아니라 지표면에 잔존해 있다가 우천시 초기우수가 도로나 지표면을 따라 흐르면서 지표면에 노출된 각종 비점오염물질과 섞이게 되고, 비점오염물질을 포함하는 초기우수는 하천 등의 공공 수역이나 지하수로 유입되어 수질오염을 일으키는 주원인이 되고 있다.

또한 비점오염물질로는 비중이 빗물보다 커서 침전이 되는 침전성 오염물질과 빗물보다 비중이 작아서 빗물 위에 떠있는 부유성 오염물질, 물에 녹아있는 용해성 비점오염물질 등으로 구분된다.

이러한 비점오염물질에 의한 수질오염을 극복하기 위하여 다양한 방식을 적용한 비점오염저감시스템 즉 초기우수처리장치를 개발하여 적용하고 있는 실정이다.

상기와 같은 비점오염물질을 저감처리하기 위한 기술과 관련하여 개시되어 있었던 종래기술로써, 대한민국 공개특허공보 제109589호(2011.10.06.)에는 도로와 하천의 경계인 옹벽 및 법면에 설치되고, 우수를 공급받아 초기우수를 하수관으로 배출시키고, 중기 이후의 우수를 월류시켜 인근하천으로 방류하는 초기우수 집수부; 하수구를 구비하는 수평격판 및 상기 하수구에 끼워져 승강하면서 상기 하수구를 개폐하는 부력체를 구비하며, 유입된 초기우수의 양에 따라 상기 부력체가 상기 수평격판으로부터 승강하면서 초기에 유입된 초기우수를 상기 하수구를 통해서 하수관으로 배출하고, 중기 이후에 유입된 초기우수를 상기 수평격판 상부를 거쳐 외부로 배출하는 우수단속장치; 및 상기 초기우수 집수부 또는 우수단속장치를 통해 하수관으로 배출된 초기우수를 공급받아 상기 초기우수에 포함된 비점오염물질을 정화처리하여 하천으로 방류하는 친환경 초기우수 처리장치;를 포함하여 구성됨에 따라 하천부지와 습지의 훼손을 최소화하면서 자연정화가 이뤄질 수 있게 한 초기우수 집수부를 활용한 비점오염저감시스템이 공지되어 있다.

또한, 등록실용신안공보 제303060호(2003.01.21.)에는 하수를 처리하는 하수 처리장치에 있어서, 하수가 유입되는 집수조, 상기 집수조로 유입된 하수를 충분히 저수할 수 있는 용적을 갖고 상기 하수를 호기성 분위기에서 처리하는 호기성조 및 상기 호기성조의 바닥면 하단으로 혐기성 분위기를 갖는 혐기성조를 구성하고, 상기 호기성조는 바닥과 둘레에 오수가 누출되는 것을 방지하기 위한 제1차수막과 그 상단에 소정 높이로 자갈 및 모래를 적층시킨 골재층, 상기 골재층의 상단에 설치되어 상기 집수조로 유입된 하수의 이동경로를 제공하는 분배관, 상기 분배관에 연결설치되어 분배관 내부의 하수를 상기 호기성조로 분배시키기 위한 적어도 하나 이상의 최종 분배관, 상기 최종 분배관의 둘레에 포설된 굴패각층, 상기 골재층의 상단에 심어져 있는 식물체, 상기 골재층 내부에 매설되어 상기 식물체 및 골재층에 산소를 공급하기 위한 적어도 한 개 이상의 산기관, 상기 산기관에 연결설치되어 공기를 공급하는 공기공급부재, 상기 골재층의 하부에 구비되어 1차 처리수를 집수하기 위한 집수관을 포함하고, 상기 혐기성조는 상기 호기성조의 집수관에 연결설치되어 집수된 1차 처리수를 혐기성조로 유도하는 처리수 배출관, 상기 혐기성조의 바닥과 둘레에 설치되어 상기 처리수 배출관으로부터 배출된 1차 처리수의 누출을 방지하기 위한 제2차수막, 상기 처리수 배출관으로부터 유입된 1차 처리수의 흐름경로를 유도하기 위하여 혐기성조의 내부에 설치되는 격벽 및 상기 격벽을 따라 이동하며 처리된 2차 처리수를 외부로 배출시키기 위해 혐기성조의 일측에 설치된 방류관을 포함하여 구성됨에 따라 용존산소 농도에 따른 탈질반응이 효과적으로 진행될 수 있는 인위적인 공기공급식 자연친화형 하수 처리장치가 공지되어 있다.

그러나 상기한 종래기술은 집수영역 및 처리영역 등으로 서로 구분된 역할을 수행하기 위한 개개의 구성들이 서로 분리된 구조를 이루면서 모든 구성을 설치대상 지점인 현장에서 진행하기 때문에 현장에서의 작업이 어렵고, 인력 및 장비 투입에 따른 많은 공사비용이 소비되며, 장기간의 작업에 따른 시공공기가 길어진다는 문제가 있었다.

또한 상기한 종래기술 중 등록실용신안공보 제303060호의 경우에는 초기우수를 정화처리하기 위한 여재로 다수의 자갈층과 모래층만을 적용하여 구성하기 때문에 초기우수에 포함하는 용해성 비점오염물질을 처리하기 어려워 정화효율이 매우 낮고, 나아가 상기한 종래기술은 양자 모두 여재로 포함된 모래(토양)층으로 인해 전체적인 공극률이 낮아 강우유출수의 처리용량이 현저히 떨어진다는 문제가 있었다.

KR 공개특허공보 제10-2011-0109589호(2011.10.06.) KR 등록실용신안공보 제20-0303060호(2003.01.21.)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 처리장치 내 각 처리영역을 갖는 모듈형태로 일체화하여 시공비용을 최소화하는 동시에 현장 시공성을 높이고, 정화영역에서 입상여재 및 섬모상여재를 적용하여 유기물질을 포함한 오염물질의 저감효율을 높임은 물론 우수한 공극률에 따른 강우유출수의 처리용량을 높일 수 있는 블록 모듈형 초기우수처리장치를 제공하는데, 그 목적이 있다.

본 발명이 제안하는 블록 모듈형 초기우수처리장치는 내부에 침강영역 및 정화영역, 저류영역을 구비토록 구분 구획하는 모듈본체부와; 상기 모듈본체부의 침강영역에서 강우유출수를 포집하되 강우유출수에서 분리된 오염물을 한쪽 방향으로 퇴적시킬 수 있게 일방향으로 경사진 호퍼경사면을 형성하고, 상기 호퍼경사면의 한쪽 상단에는 상기 침강영역 내 포집된 강우유출수를 운송처리하기 위한 수중펌프를 구비하는 침강저류부와; 상기 모듈본체부의 정화영역에서 강우유출수를 정화처리하되 상하로 구분된 정화영역을 형성하고, 상부정화영역에 상기 침강저류부로부터 운송된 강우유출수를 여과하면서 불포화대에 존재하는 호기성 미생물을 이용한 분해반응으로 1차 정화처리토록 내부에 입상여재가 채워지는 제1필터층과, 하부정화영역에 상기 제1필터층을 거친 강우유출수를 여과하되 포화대에서 혐기성 미생물을 이용한 분해반응으로 2차 정화처리토록 내부에 섬모상여재가 구비된 제2필터층을 구성하는 침투여과부와; 상기 모듈본체부의 저류영역에서 상기 침투여과부를 거친 강우유출수가 이동되어 저류시키고, 하단에 강우유출수를 배출시킬 수 있는 배수로를 형성하는 처리수저류부;를 포함하여 이루어진다.

상기 모듈본체부에는 상부에 토사를 적재하여 식물을 식재시키는 경관식생부를 구비한다.

상기 모듈본체부에는 상기 침투여과부의 하부에서 상기 경관식생부를 향해 수직방향으로 연장 형성되고 상기 침투여과부에서 정화처리된 물이 상기 경관식생부로 공급될 수 있게 구비하는 식생수공급관을 형성한다.

상기 침강저류부에는 상기 수중펌프에 일단이 연결되되 상기 침투여과부의 상부에 대응하여 위치하도록 배설되고 상기 수중펌프로부터 펌핑된 강우유출수가 이동가능한 경로를 형성하는 급수배관을 구성한다.

상기 침투여과부에는 상기 제1필터층과 상기 제2필터층의 사이를 상하로 구분하고 상기 제1필터층을 지지하되 상기 제2필터층의 섬모상여재가 설치되며 상기 제1필터층으로부터 상기 제2필터층으로 강우유출수가 유입될 수 있게 다수의 통수공을 구비하는 통수플레이트와, 상기 제1필터층의 영역을 나눠 입상여재를 구분 구획한 채 수용가능한 복수 개의 여재모듈체를 구성한다.

상기 침투여과부의 제1필터층은 입자크기 7~20㎜ 및 공극률 50% 이상인 입상여재를 사용한다.

상기 제2필터층의 섬모상여재는 공극률 90% 이상을 이루고, 상하 수직방향을 향한 기립상태로 설치되되 좌우로 연장형성되어 강우유출수와의 접촉표면적을 확보한 채 표면에 국부적으로 혐기성조건이 형성되어 탈질을 촉진하며, 상기 처리수저류부를 향한 강우유출수의 이동방향으로 전후 간격을 두고 배열배치토록 구성한다.

상기 처리수저류부에는 상기 배수로의 상측에 간격을 두고 구비되고 상기 저류영역 내 강우유출수를 배출시켜 상기 침투여과부를 향해 재순환하는 바이패스수단을 구비한다.

본 발명에 따른 블록 모듈형 초기우수처리장치에 의하면 내부에 침강영역 및 정화영역, 저류영역으로 구분하여 각 처리기능이 연속적으로 진행될 수 있게 일체화된 블록 모듈화 구조로 구성하여 장치의 일률적인 제작으로 설치대상지점에서의 원활한 현장시공에 따른 작업의 편의성을 도모하면서 신속한 시공으로 공기를 대폭 단축하고 공사비용을 절감하는 것이 가능하다. 나아가, 강우유출수에 포함된 비점오염물질을 입상여재 및 섬모상여재로부터 순차적으로 여과하여 미세입자의 제거에 따른 정화효율을 향상시키며, 특히 정화영역의 바닥부에 섬모상여재를 배치하여 넓은 표면적에 따른 미생물의 부착영역을 확장함과 동시에 유기물질 및 영양염류 등의 저감효율을 증대시키고, 우수한 공극률에 따른 강우유출수의 처리용량을 대폭 확대할 수 있는 효과를 얻는다.

도 1은 본 발명에 따른 일실시예를 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 일실시예를 나타내는 단면도.
도 3의 (a),(b)는 각각 본 발명에 따른 일실시예에서 모듈본체부의 제1실시예 및 제2실시예를 개략적으로 나타내는 예시도.
도 4는 본 발명에 따른 일실시예를 나타내는 정면도.
도 5는 본 발명에 따른 일실시예를 나타내는 평단면도.

본 발명은 내부에 침강영역 및 정화영역, 저류영역을 구비토록 구분 구획하는 모듈본체부와; 상기 모듈본체부의 침강영역에서 강우유출수를 포집하되 강우유출수에서 분리된 오염물을 한쪽 방향으로 퇴적시킬 수 있게 일방향으로 경사진 호퍼경사면을 형성하고, 상기 호퍼경사면의 한쪽 상단에는 상기 침강영역 내 포집된 강우유출수를 운송처리하기 위한 수중펌프를 구비하는 침강저류부와; 상기 모듈본체부의 정화영역에서 강우유출수를 정화처리하되 상하로 구분된 정화영역을 형성하고, 상부정화영역에 상기 침강저류부로부터 운송된 강우유출수를 여과하면서 불포화대에 존재하는 호기성 미생물을 이용한 분해반응으로 1차 정화처리토록 내부에 입상여재가 채워지는 제1필터층과, 하부정화영역에 상기 제1필터층을 거친 강우유출수를 여과하되 포화대에서 혐기성 미생물을 이용한 분해반응으로 2차 정화처리토록 내부에 섬모상여재가 구비된 제2필터층을 구성하는 침투여과부와; 상기 모듈본체부의 저류영역에서 상기 침투여과부를 거친 강우유출수가 이동되어 저류시키고, 하단에 강우유출수를 배출시킬 수 있는 배수로를 형성하는 처리수저류부;를 포함하는 블록 모듈형 초기우수처리장치를 기술구성의 특징으로 한다.

다음으로 본 발명에 따른 블록 모듈형 초기우수처리장치의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

먼저 본 발명에 따른 블록 모듈형 초기우수처리장치의 일실시예는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 모듈본체부(100)와, 침강저류부(110)와, 침투여과부(120)와, 처리수저류부(130)를 포함하여 이루어진다.

상기 모듈본체부(100)는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 전체적으로 블록 모듈방식을 적용하여 제작된 상자형상으로 이루어지고, 내부를 3개의 영역(예를 들면, 침강영역(A1), 정화영역(A2), 저류영역(A3))으로 구분되게 구획하여 형성한다.

상기 모듈본체부(100)는 도 2에 나타낸 바와 같이, 한쪽 상단에 초기우수에 따른 강우유출수가 유입될 수 있게 유입구(101)를 구비하고, 내부에는 영역별로 구분하여 구획할 수 있는 격벽 즉 상기 모듈본체부(100)의 내부영역에서 침강영역(A1)과 정화영역(A2)을 구획하는 제1격벽(103)과, 정화영역(A2)과 저류영역(A3)을 구획하는 제2격벽(104)을 구비한다.

상기 모듈본체부(100)의 상면은 개방된 상태로 형성하되, 상기 모듈본체부(100)의 상면에는 상판모듈(109)을 구비하여 내부 영역(침강영역(A1), 정화영역(A2), 저류영역(A3))을 일괄적으로 밀폐된 공간으로 형성한다. 즉 설치현장에서 상기 모듈본체부(100)의 내부구성들을 설치 및 충진시킨 후 상기 모듈본체부(100)의 개방된 상면을 밀폐시키도록 상기 상판모듈(109)을 설치하여 구성한다.

상기 모듈본체부(100)는 설치현장에서 지중에 매립설치되되 노면 상에 노출 여부에 따라 개방경관형 또는 지하매립형으로 구성한다.

예를 들면, 상기 모듈본체부(100)는 도 3의 (a)에서처럼 상면이 노면에 노출상태를 이루도록 부분적으로 매립된 개방경관형으로 구성하는 것도 가능하고, 도 3의 (b)에서처럼 상기 모듈본체부(100)가 전체적으로 지중에 완전히 매립설치된 지하매립형으로 구성하는 것도 가능하다.

상기에서 모듈본체부(100)는 개방경관형 또는 지하매립형으로 현장상황에 따라 선택적으로 적용하므로 통행에 영향을 주지않으면서 주위환경에 어우러져 미려하게 조성하는 것이 가능하다.

상기 모듈본체부(100)에는 상부에 토사를 적재하여 식물을 식재시키는 경관식생부(105)를 구성하는 것도 가능하다.

상기 경관식생부(105)는 상기 모듈본체부(100)를 개방경관형으로 적용하는 경우에만 상기 모듈본체부(100)의 상판모듈(109)에 성장가능한 식물을 식재하도록 구성한다.

상기에서 상판모듈(109)은 상기 경관식생부(105)가 형성될 수 있게 상면에 식재홈(106)을 갖는 개방경관형의 상판모듈(109)과, 상면에 평탄한 평면을 갖는 지하매립형의 상판모듈(109)로 서로 구분하여 적용할 수 있게 제작구성한다.

또한 상판모듈(109)에는 식재홈(106)을 기본적으로 형성토록 구성하되 상기 식재홈(106)을 밀폐시킬 수 있는 별도의 덮개판(도면에 미도시)을 탈착가능하게 구성하므로, 상기 경관식생부(105)를 선택적으로 적용할 수 있는 공용의 상판모듈(109)로 제작적용하여 구성하는 것도 가능하다.

상기 경관식생부(105)에 식재가능한 식물로는 설치현장의 기후나 토양여건 등을 고려하여 성장이 활발하면서 홍수 및 침수와 같은 외력에 저항할 수 있는 식생(예를 들면, 창포, 애기붓꽃, 하늘매발톱, 아스타, 구절초, 원추리, 꽃잔디, 조팝나무, 물싸리, 겹철쭉, 연산홍 등)을 적용가능하지만, 다년생 초본식물(예를 들면, 창포나 애기붓꽃 등)을 식재하여 구성하는 것이 바람직하다.

상기 모듈본체부(100)에는 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 침투여과부(120)에서 정화처리된 물이 상기 경관식생부(105)로 공급될 수 있게 구비하는 식생수공급관(107)을 구성한다.

상기 식생수공급관(107)은 상기 모듈본체부(100)의 정화영역(A2)에 속하는 상기 침투여과부(120)의 하부에서 상기 경관식생부(105)를 향해 수직방향으로 연장 형성한다.

상기 식생수공급관(107)은 상기 모듈본체부(100) 상에 적어도 1개 이상(도 4에는 2개)이 설치된다.

상기 식생수공급관(107)은 상기 모듈본체부(100)의 정화영역(A2) 내 유입된 수량이 오버플로우되면서 상기 경관식생부(105)에 물이 공급되는 구조로 구성하거나, 상기 식생수공급관(107)의 일단에 소형펌프(도면에 미도시)를 설치하여 상기 경관식생부(105)에 물을 공급하는 구조로 구성하는 것도 가능하다.

상기와 같이 식생수공급관(107)을 구성하게 되면, 모듈본체부(100) 내 정화된 물이 경관식생부(105)의 식물에 공급되면서 별도의 관리 없이도 충분히 자생가능한 환경을 조성하는 것이 가능하다.

상기 침강저류부(110)는 강우유출수가 최초유입되는 구간으로서, 상기 유입구(101)와 연통하여 상기 모듈본체부(100)의 침강영역(A1)으로 유입된 강우유출수를 포집하고, 강우유출수 내 오염물에서 비중이 큰 침전성 오염물질을 침전시킨다.

상기 침강저류부(110)는 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 유입구(101)를 통해 유입된 강우유출수의 일정량을 수용하되, 강우유출수에서 분리된 오염물을 한쪽 방향으로 퇴적시킬 수 있게 일방향으로 경사진 호퍼경사면(111)을 형성하고, 상기 호퍼경사면(111)의 한쪽 상단에는 상기 침강영역(A1) 내 포집된 강우유출수를 운송처리하기 위한 수중펌프(113)를 구비한다.

상기 호퍼경사면(111)은 상기 모듈본체부(100)의 침강영역(A1)을 이루는 한쪽 내벽면 하단에서 상기 제1격벽(103)을 향해 상향경사지되 침강영역 내 바닥면을 기준으로 경사각 10~25°를 갖는 경사면을 형성한다.

상기 상판모듈(109)에는 상기 호퍼경사면(111)의 하단부에 대응하여 흡입파이프(도면에 미도시)가 유입될 수 있는 개폐가능한 구조의 관리뚜껑(102)을 구비한다. 즉 상기 침강저류부(110)에서 상기 호퍼경사면(111)의 하단에 퇴적된 오염물을 제거하기 위한 목적을 갖는 상기 흡입파이프가 유입될 수 있게 상기 상판모듈(109)을 부분적으로 개폐하는 관리뚜껑(102)을 형성한다.

상기 침강저류부(110)에는 상기 수중펌프(113)를 통해 상기 침강영역(A1) 내 강우유출수가 상기 정화영역(A2)으로 운송될 수 있게 안내하는 급수배관(115)을 구성한다.

상기 급수배관(115)은 도 2 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 상기 수중펌프(113)의 구동력에 따라 펌핑된 강우유출수가 이동가능한 경로를 형성하는 구조로서, 상기 급수배관(115)은 상기 수중펌프(113)에 일단이 연결되고 상기 정화영역(A2) 내 상기 침투여과부(120)의 상부에 대응하여 위치하도록 배설된다.

상기 급수배관(115)은 상기 수중펌프(113)에 일단 연결되되 상기 침투여과부(120)를 향한 전후 길이방향으로 연장형성되는 주급수관(115a)과, 상기 주급수관() 상에 설치되되 상기 침투여과부(120)의 폭 방향을 향해 연장형성되는 복수 개의 분배관(115b)을 구성한다.

상기 급수배관(115)의 분배관(115b)에는 상기 침투여과부(120)에 대응하여 물을 분출시킬 수 있는 다수의 물분사공(116)을 형성한다.

도면에 나타내지는 않았지만 상기에서 수중펌프(113)의 구동은 별도의 태양전지를 이용하여 구동전력이 공급될 수 있게 구성하므로, 전력에 대한 별도의 유지관리 및 비용이 들어가지 않아 경제적인 운용을 도모하는 것이 가능하다.

상기와 같이 침투여과부(120)를 향해 길이방향 및 폭 방향으로 연장형성된 급수배관(115)을 구성하게 되면, 침투여과부(120)의 적용가능한 부피에 대응하여 강우유출수를 고르게 공급하므로 물의 고른 분포 및 정화효율을 보다 향상시키는 것이 가능하다.

상기 침강저류부(110)에는 상기 침강영역(A1)에서 강우유출수에 부유상태인 오염물이 상기 정화영역(A2)으로 진입되는 현상을 최대한 방지하기 위한 버플플레이트(108)를 구비한다.

상기 버플플레이트(108)는 상기 침강영역(A1)과 상기 정화영역(A2)의 경계인 제1격벽(103)의 상단에 설치되되 상기 침강영역(A1)을 향해 직선방향으로 연장 형성됨에 따라 부유오염물을 차단한다.

상기 침강저류부(110)에는 침강영역(A1) 내 수용된 강우유출수의 수위를 조절하기 위한 수위조절수단(50)이 설치되고, 상기 수위조절수단()에서 감지된 신호에 따라 상기 수중펌프(113)의 구동 여부를 제어하여 침강영역(A1) 내 수위를 조절한다.

상기 수위조절수단(50)은 일반적인 수위감지센서나 레벨 콘트롤러, 펌프 콘트롤러 등의 구조를 그대로 적용하여 실시하는 것이 가능하다.

상기 침투여과부(120)는 상기 모듈본체부(100)의 정화영역(A2)에서 상기 수중펌프(113)를 통해 공급된 강우유출수를 정화처리하는 기능을 수행한다.

상기 침투여과부(120)는 상하로 구분된 정화영역(A2) 즉 서로 다른 정화유형을 갖는 정화영역(A2)을 이루도록 형성하되, 상부정화영역에 구비된 제1필터층(121) 및 하부정화영역에 구비된 제2필터층(123)을 구성한다.

상기 침투여과부(120)에는 상기 제1필터층(121)과 상기 제2필터층(123)의 사이를 상하로 구분하고 상기 제1필터층(121)을 지지하되 상기 제2필터층(123)의 섬모상여재(124)가 설치되며 상기 제1필터층(121)으로부터 상기 제2필터층(123)으로 강우유출수가 유입될 수 있게 다수의 통수공(126)을 구비하는 통수플레이트(125)와, 상기 제1필터층(121)의 영역을 나눠 입상여재를 구분 구획한 채 수용가능한 복수 개의 여재모듈체(127)를 구성한다.

상기 제1필터층(121)은 상기 침강저류부(110)의 수중펌프(113)로부터 운송되되 상기 급수배관(115)을 통해 분출되는 강우유출수를 여과하여 1차적으로 정화처리하는 구성으로서, 불포화대에 존재하는 호기성 미생물을 이용한 분해반응으로 강우유출수 내 오염물을 정화한다.

상기 제1필터층(121)은 내부에 입상여재가 채워진 구조로서, 고른 산소전달환경을 조성하여 질산화의 촉진을 효율적으로 도모하므로, 보다 많은 호기성 미생물의 활성화로 우수한 정화효율을 도모하는 것이 가능하다. 특히, 상기 여재모듈체(127)로부터 상기 입상여재를 보다 협소한 면적 내로 구분 수용하여 작은 면적에서의 산소전달능력이 탁월해 보다 효율적인 정화효과를 도모하는 것이 가능하다.

상기 침투여과부(120)의 제1필터층(121)은 입자크기 7~20㎜ 및 공극률 50% 이상인 입상여재를 사용하여 구성하므로 폐색 현상 없이 정화효율을 장기간 유지하는 것이 가능하다.

상기 제2필터층(123)은 상기 정화영역(A2) 중 하부정화영역에 구비되고, 상기 제1필터층(121)을 거친 강우유출수를 여과하여 2차적으로 정화처리한다.

상기 제2필터층(123)은 하부정화영역 내에 다수의 섬모상여재(124)를 구비토록 구성하고, 포화대에서 혐기성 미생물을 이용한 분해반응으로 정화가능하게 구성한다.

상기 제2필터층(123)의 섬모상여재(124)는 공극률 90% 이상을 이루고, 상기 처리수저류부(130)를 향한 강우유출수의 이동방향으로 전후 간격을 두고 배열배치된다.

상기에서 제2필터층(123)은 상기 섬모상여재(124)의 전후 배치간격을 두께 대비 1:1의 비율로 구성하는 것이 정화효율 대비 우수한 통수량을 도모할 수 있어 바람직하다. 예를 들면, 섬모상여재(124)의 두께가 100㎜인 경우 섬모상여재(124) 간의 이격된 배치간격도 100㎜를 이루도록 형성한다.

상기 섬모상여재(124)는 상하 수직방향을 향해 기립상태로 설치되되 좌우로 연장형성되어 강우유출수와의 충분한 접촉표면적을 확보하도록 구성하므로, 미생물이 부착할 수 있는 영역을 증진시킴과 동시에 표면에 국부적으로 혐기성조건이 형성되어 탈질을 촉진시키는 것이 가능하다.

상기 정화영역(A2)에서 상기 저류영역(A3)의 경계를 이루는 상기 제2격벽(104)에는 하단부에 물이 이동될 수 있는 유수공(129)을 형성하여 상기 침투여과부(120)에서 정화처리된 강우유출수가 상기 처리수저류부(130)를 향해 이동될 수 있게 형성한다.

상기 처리수저류부(130)는 상기 모듈본체부(100)의 저류영역(A3)에서 상기 침투여과부(120)를 거친 강우유출수가 이동되어 저류시키고, 하단에 강우유출수를 배출시킬 수 있는 배수로(131)를 형성하여 배수한다.

상기 처리수저류부(130)에는 상기 배수로(131)의 상측에 간격을 두고 구비되고 상기 저류영역(A3) 내 강우유출수를 배출시켜 상기 침투여과부(120)를 향해 재순환하는 바이패스수단(135)을 구성한다.

상기 바이패스수단(135)은 상기 저류영역(A3)에서 상기 정화영역(A2)까지 연장형성되어 강우유출수의 순환경로를 형성하는 바이패스관(136)과, 상기 바이패스관(136)을 통해 물을 이송시킬 수 있게 구동하는 순환펌프(137)를 구비토록 구성한다.

도면에서는 상기 바이패스관(136)의 일단 상기 급수배관(115)에 연결되어 상기 급수배관(115)을 통해 물이 일괄적으로 분출될 수 있게 구성하였지만, 상기 급수배관(115)의 상측에 상기 바이패스관(136)을 구분배치하여 상기 바이패스관(136)으로부터 자체적으로 물이 분출될 수 있게 구성하는 것도 가능하다.

상기와 같이 바이패스수단(135)을 구성하게 되면, 강우유출수의 원활한 물순환상태를 유지하면서 정화기능을 지속적으로 확보하는 것이 가능하다.

즉 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 블록 모듈형 초기우수처리장치에 의하면 내부에 침강영역 및 정화영역, 저류영역으로 구분하여 각 처리기능이 연속적으로 진행될 수 있게 일체화된 블록 모듈화 구조로 구성하여 장치의 일률적인 제작으로 설치대상지점에서의 원활한 현장시공에 따른 작업의 편의성을 도모하면서 신속한 시공으로 공기를 대폭 단축하고 공사비용을 절감하는 것이 가능하다.

나아가 강우유출수에 포함된 비점오염물질을 입상여재 및 섬모상여재로부터 순차적으로 여과하여 미세입자의 제거에 따른 정화효율을 향상시키며, 특히 정화영역의 바닥부에 섬모상여재를 배치하여 넓은 표면적에 따른 미생물의 부착영역을 확장함과 동시에 유기물질 및 영양염류 등의 저감효율을 증대시키고, 우수한 공극률에 따른 강우유출수의 처리용량을 대폭 확대하는 것이 가능하다.

상기에서는 본 발명에 따른 블록 모듈형 초기우수처리장치의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 명세서 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.

100 : 모듈본체부 101 : 유입구 102 : 관리뚜껑
103 : 제1격벽 104 : 제2격벽 105 : 경관식생부
106 : 식재홈 107 : 식생수공급관 108 : 버플플레이트
109 : 상판모듈 110 : 침강저류부 111 : 호퍼경사면
113 : 수중펌프 115 : 급수배관 115a : 주급수관
115b : 분배관 116 : 물분사공 120 : 침투여과부
121 : 제1필터층 123 : 제2필터층 124 : 섬모상여재
125 : 통수플레이트 126 : 통수공 127 : 여재모듈체
129 : 유수공 130 : 처리수저류부 131 : 배수로
135 : 바이패스수단 136 : 바이패스관 137 : 순환펌프
A1 : 침강영역 A2 : 정화영역 A3 : 저류영역

Claims

내부에 침강영역 및 정화영역, 저류영역을 구비토록 구분 구획하는 모듈본체부와;
상기 모듈본체부의 침강영역에서 강우유출수를 포집하되 강우유출수에서 분리된 오염물을 한쪽 방향으로 퇴적시킬 수 있게 일방향으로 경사진 호퍼경사면을 형성하고, 상기 호퍼경사면의 한쪽 상단에는 상기 침강영역 내 포집된 강우유출수를 운송처리하기 위한 수중펌프를 구비하는 침강저류부와;
상기 모듈본체부의 정화영역에서 강우유출수를 정화처리하되 상하로 구분된 정화영역을 형성하고, 상부정화영역에 상기 침강저류부로부터 운송된 강우유출수를 여과하면서 불포화대에 존재하는 호기성 미생물을 이용한 분해반응으로 1차 정화처리토록 내부에 입상여재가 채워지는 제1필터층과, 하부정화영역에 상기 제1필터층을 거친 강우유출수를 여과하되 포화대에서 혐기성 미생물을 이용한 분해반응으로 2차 정화처리토록 내부에 섬모상여재가 구비된 제2필터층을 구성하는 침투여과부와;
상기 모듈본체부의 저류영역에서 상기 침투여과부를 거친 강우유출수가 이동되어 저류시키고, 하단에 강우유출수를 배출시킬 수 있는 배수로를 형성하는 처리수저류부;를 포함하여 이루어지고,
상기 침강저류부에는 상기 수중펌프에 일단이 연결되되 상기 침투여과부의 상부에 대응하여 위치하도록 배설되고 상기 수중펌프로부터 펌핑된 강우유출수가 이동가능한 경로를 형성하는 급수배관을 포함하여 이루어지는 블록 모듈형 초기우수처리장치.
청구항 1에 있어서,
상기 모듈본체부에는 상부에 토사를 적재하여 식물을 식재시키는 경관식생부를 포함하여 이루어지는 블록 모듈형 초기우수처리장치.
청구항 2에 있어서,
상기 모듈본체부에는 상기 침투여과부의 하부에서 상기 경관식생부를 향해 수직방향으로 연장 형성되고 상기 침투여과부에서 정화처리된 물이 상기 경관식생부로 공급될 수 있게 구비하는 식생수공급관을 포함하여 이루어지는 블록 모듈형 초기우수처리장치.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 침투여과부에는 상기 제1필터층과 상기 제2필터층의 사이를 상하로 구분하고 상기 제1필터층을 지지하되 상기 제2필터층의 섬모상여재가 설치되며 상기 제1필터층으로부터 상기 제2필터층으로 강우유출수가 유입될 수 있게 다수의 통수공을 구비하는 통수플레이트와, 상기 제1필터층의 영역을 나눠 입상여재를 구분 구획한 채 수용가능한 복수 개의 여재모듈체를 포함하여 이루어지는 블록 모듈형 초기우수처리장치.
청구항 1에 있어서,
상기 침투여과부의 제1필터층은, 입자크기 7~20㎜ 및 공극률 50% 이상인 입상여재를 사용하여 이루어지는 블록 모듈형 초기우수처리장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제2필터층의 섬모상여재는, 공극률 90% 이상을 이루고, 상하 수직방향을 향한 기립상태로 설치되되 좌우로 연장형성되어 강우유출수와의 접촉표면적을 확보한 채 표면에 국부적으로 혐기성조건이 형성되어 탈질을 촉진하며, 상기 처리수저류부를 향한 강우유출수의 이동방향으로 전후 간격을 두고 배열배치되는 블록 모듈형 초기 우수처리장치.
청구항 1에 있어서,
상기 처리수저류부에는 상기 배수로의 상측에 간격을 두고 구비되고 상기 저류영역 내 강우유출수를 배출시켜 상기 침투여과부를 향해 재순환하는 바이패스수단을 포함하여 이루어지는 블록 모듈형 초기 우수처리장치.