KR102291065B1 - Space saving non-point pollution treatment facilities and backwashing methods thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본원발명은 비점오염저감시설 및 그 시설의 역세척 방법에 관한 것이다. 또한 본원발명은 비점오염저감시설의 크기를 작게 할 수 있는 방안에 관한 것이다.The present invention relates to a non-point pollution abatement facility and a method for backwashing the facility. The present invention also relates to a method for reducing the size of a non-point pollution reduction facility.
비점오염원의 수질 오염물질이 섞여 유출되는 빗물이나 눈이 녹은 물을 강우유출수라 하는데, 본원발원인 비점오염저감시설은 강우유출수에 포함된 비점오염물질을 여과하는 시설이다. 강우 초기 시에는 상기 강우유출수에 상대적으로 많은 오염물질이 포함되어 있는데(본 명세서는 이를 '처리대상수'라 칭하기도 한다.), 강우 발생 시부터 강우 종료, 오염물질이 여과된 깨끗한 물(본 명세서는 이를 이하 '처리수'라 한다.)의 방류 및 상기 상기 오염물질을 여과한 여재를 세척하여 상기 오염물질을 탈리시켜 폐수로 외부로 배출하는 것까지 본원발명에 따른 비점오염저감시설의 운용에 대하여 간략하게 설명하면 다음과 같다. Rainwater or melted snow water mixed with water pollutants from non-point sources is called rainfall runoff. At the beginning of rainfall, relatively many pollutants are contained in the rainfall runoff (this specification is also referred to as 'treatment target water'). In the specification, this is hereinafter referred to as 'treated water'.) Operation of a non-point pollution reduction facility according to the present invention, from discharging the pollutants to washing the filter media that has filtered the pollutants to desorb the pollutants and to discharge the pollutants to the outside as wastewater A brief description is as follows.
강우가 시작되면 일반적으로 소규모 비점오염저감시설의 경우 발생된 강우유출수는 월류턱에 의하여 비점오염저감시설 내로 유입되고, 강우가 종료하면 강우유출수의 유입이 자동으로 중단되며, 중규모 이상의 비점오염저감시설의 경우에는 월류부에 설치된 수위계나 강우량계를 통하여 일정 수위 이상이 되거나 일정량 이상의 강우 강도가 지속되면 유입 수문 개폐장치가 열리고 비점오염저감시설로 강우유출수가 유입되고, 강우 종료 시 수위가 일정 수준 이하로 떨어지거나 강우량계에서 일정 시간 이상 강우가 감지되지 않을 경우 유입 수문 닫히는데, 상기 수위나 시간에 대한 설정은 현장여건에 따라 다르게 선정된다. When rainfall begins, in general, in the case of small-scale non-point pollution abatement facilities, the generated rainfall runoff flows into the non-point pollution abatement facility by the overflow sill. In the case of , when the water level rises above a certain level or the intensity of rainfall over a certain amount continues through the water level gauge or rainfall gauge installed in the overflow part, the inflow sluice gate opening and closing device opens and the rainfall runoff flows into the non-point pollution reduction facility. The inflow sluice gate is closed when it falls to the sluice level or when rain is not detected by the rainfall meter for more than a certain period of time.
한편, 비점오염저감시설은 경우에 따라 중소규모의 시설로 여러 지점에 설치되기도 하며, 여재를 세척하기 위한 깨끗한 물을 공급받기 어려운 곳에 설치되는 경우도 많다. 따라서 여재를 세척하기 위한 깨끗한 물은 강우유입수에서 오염물질을 제거한 깨끗한 물인 상기 처리수를 재활용하는 것이 바람직한데, 이 경우 이를 저장하는 수조의 크기가 커지는 문제가 있는 바, 여재 세척 시 필요한 물의 양을 줄여 경제적으로 여재 세척을 할 필요가 있다. On the other hand, non-point pollution reduction facilities are sometimes installed at various points as small and medium-sized facilities, and are often installed in places where it is difficult to supply clean water for washing filter media. Therefore, as for the clean water for washing the filter media, it is desirable to recycle the treated water, which is clean water from which contaminants are removed from the inflow water. It is necessary to economically wash the filter media.
또한, 비점오염저감시설의 구조물이 커지면, 비점오염저감시설 설치를 위한 부지 면적이 커지므로 가급적 효율적으로 공간을 활용하여 동일한 기능을 하더라도 비점오염저감시설의 크기를 줄이는 것이 바람직하다. 이하 본원발명과 관련된 선행기술을 제시한다. In addition, if the structure of the non-point pollution reduction facility increases, the site area for installing the non-point pollution reduction facility increases. Therefore, it is desirable to reduce the size of the non-point pollution reduction facility even if it performs the same function by using the space as efficiently as possible. Hereinafter, the prior art related to the present invention is presented.
○ 제1 선행기술○ First prior art
대한민국 등록특허공보 제1633767호 (2016년 7월 8일 공고)Republic of Korea Patent Publication No. 1633767 (announced on July 8, 2016)
출원번호 제2015-0121760호Application No. 2015-0121760
상기 선행기술은 대한민국 특허청에 2015년 8월 28일 출원된 '부상여재를 이용한 상향류식 비점오염 저감시설'에 관한 것이다. 상기 선행기술도 강우 시 도로, 주차장, 각종 공원, 주거단지, 산업단지 등에서 발생하는 강우유출수 내의 비점오염물질을 여과하는 부상여재를 이용한 상향류식 비점오염 저감시설에 관한 것이라는 점에서 본원발명과 공통점이 있다. The prior art relates to an 'upflow type non-point pollution reduction facility using a flotation medium', filed on August 28, 2015 with the Korean Intellectual Property Office. The prior art also has in common with the present invention in that it relates to an upflow type non-point pollution reduction facility using a floating filter that filters non-point pollutants in rain runoff generated in roads, parking lots, various parks, residential complexes, industrial complexes, etc. during rain. have.
다만, 상기 선행기술은 여과수 저장수(300)의 역세척 펌프(310)를 이용하거나, 산기관(152)을 이용하여 부상여재(124) 세척하는 내용이 개시되어 있으나, 본원발명이 제시하는 공기 세척만으로 역세척 폐수를 배출하는 공정을 위한 관로 구조가 없고(본원발명은 역세척 폐수 배출관과 제1 유입 전처리조 겸 폐수 저장조를 제시함), 상기 깨끗한 처리수를 효율적으로 활용하기 위한 방안을 제시하지 못한 한계가 있다. However, in the prior art, the contents of washing the floating filter medium 124 using the backwash pump 310 of the filtered water storage water 300 or using the aeration pipe 152 are disclosed, but the air provided by the present invention There is no pipeline structure for the process of discharging backwashing wastewater only by washing (the present invention suggests a backwashing wastewater discharge pipe and a first inflow pretreatment tank and wastewater storage tank), and a method for efficiently utilizing the clean treated water is proposed. There are limits to what you can't do.
○ 제2 선행기술○ 2nd prior art
대한민국 등록특허공보 제1637562호 (2016년 7월 7일 공고)Republic of Korea Patent Publication No. 1637562 (announced on July 7, 2016)
출원번호 2014-0116366호Application No. 2014-0116366
상기 선행기술은 대한민국 특허청에 2014년 9월 2일 출원된 '우수 처리 장치'에 관한 것이다. 상기 선행기술도 급기펌프로부터 공기를 공급하는 급기관의 공기분사노즐 유닛(203)이 여과조의 여과필터 아래에 설치되어 여과조의 수중에 폭기되는 수류에 의하여 침전된 오염물질을 수중에 확산시키면서 여과필터에 부착된 오염물질을 제거하면서 정류조(5)의 정화수를 이용하는 역세척 방식을 택하여, 별도 외부 상수도를 이용하지 않아 경제성을 확보했다는 점에서 본원발명과 공통점이 인정된다. The prior art relates to a 'rainwater treatment device' filed with the Korean Intellectual Property Office on September 2, 2014. In the prior art, the air injection nozzle unit 203 of the air supply pipe supplying air from the air supply pump is installed under the filtration filter of the filtration tank, and the contaminants precipitated by the aerated water flow in the water of the filtration tank are diffused into the water while the filter filter A common point with the present invention is recognized in that it secures economic feasibility by not using a separate external water supply by adopting a backwashing method using purified water of the rectifying tank 5 while removing contaminants attached to the rectifier.
다만, 상기 선행기술은 본원발명이 제공하는 처리수를 이용하지 않고, 수위를 낮추면서 폭기만으로 오염물질을 여재로부터 탈리되어 여재 위로 이동하게 한 후 이를 전처리조로 자연 유하(流下) 방식으로 다시 역송하는 공간 효율적이고 처리수를 절약할 수 있는 방법이나 구성을 제공하지 못하는 한계가 있다. However, the prior art does not use the treated water provided by the present invention, but only by aeration while lowering the water level to remove pollutants from the filter medium and move it over the filter medium, and then return it back to the pretreatment tank in a natural flow method. There is a limitation in that it cannot provide a method or configuration that is space-efficient and can save treated water.
○ 제3 선행기술○ 3rd prior art
대한민국 등록특허공보 제1764398호 (2017년 8월 11일 공고)Republic of Korea Patent Publication No. 1764398 (Announced on August 11, 2017)
출원번호 제2014-0180338호Application No. 2014-0180338
상기 선행기술은 대한민국 특허청에 2014년 12월 15일 출원된 '정체수 배제 및 역세척 설비를 이용한 비점오염저감시설'에 관한 것으로서, 유지보수비용이 절감되는 정체수 배제 및 역세척 설비를 이용한 비점오염저감시설을 제공하는 것을 목적으로 하고, 물분사노즐(34a)을 갖는 물분사관 및 일정 압력으로 공기 방울을 토출시켜 공기방울분사노즐(35a)을 갖는 공기방울분사관을 포함한다는 점에서 본원발명과 공통점이 있다. The prior art relates to a 'non-point pollution reduction facility using stagnant water exclusion and backwashing equipment', which was filed with the Korean Intellectual Property Office on December 15, 2014. The present invention aims to provide a pollution reduction facility, and in that it includes a water injection pipe having a water injection nozzle (34a) and an air bubble injection pipe having an air bubble injection nozzle (35a) by discharging air bubbles at a constant pressure have in common with
하지만, 상기 선행기술은 초기우수가 여과격벽을 넘어 여과조로 유입되고, 상기 여과조에서 아래로 흐르면서 여과가 되는 것이어서 본원발명과는 달리 하향식 여과를 선택한 비점오염저감시설이다. 또한 이 건 선행기술은 역세척을 위한 깨끗한 물을 어떻게 공급하고, 어떻게 경제적으로 운용할 수 있는지에 대한 문제의식을 가지고 있지 않다는 점에서 본원발명에 따른 비점오염저감시설과는 다르다.However, the prior art is a non-point pollution reduction facility that selects top-down filtration, unlike the present invention, because the initial rainwater flows into the filtration tank over the filtration barrier and is filtered while flowing down from the filtration tank. In addition, this prior art is different from the non-point pollution reduction facility according to the present invention in that it does not have a problem with how to supply clean water for backwashing and how to operate it economically.
○ 제4 선행기술○ 4th prior art
대한민국 등록특허공보 제2244107호 (2021년 4월 23일 공고)Republic of Korea Patent Publication No. 2244107 (published on April 23, 2021)
출원번호 제2020-0175808호Application No. 2020-0175808
이 건 선행기술은 2020년 12월 15일 대한민국 특허청에 출원한 '비점오염 저감장치'에 관한 것이고, 전처리조(100)가 침지실(120), 월류펜스부(110) 및 월류실(130)로 나뉜다는 점에서 본원발원에 따른 비점오염저감시설과 공통점이 인정된다. 또한 방류조(300)가 침전물 반송부(400)에 의하여 전처리조(100)로 연결된다는 점에서 반응조 간의 반송 개념이 있다는 점에서 본원발명의 비점오염저감시설과 공통된 개념이 고려된 것으로 볼 수도 있다. This prior art relates to a 'non-point pollution reduction device' applied to the Korean Intellectual Property Office on December 15, 2020, and the pretreatment tank 100 includes an immersion chamber 120 , an overflow fence unit 110 and an overflow chamber 130 . In that it is divided into In addition, in that the discharge tank 300 is connected to the pretreatment tank 100 by the sediment conveying unit 400, there is a concept of conveyance between reaction tanks. .
하지만 이 건 선행기술은 본래 우수 유입시에만 운전모드로 전환되어 불필요한 에너지 낭비를 방지하면서 전처리조에서 조대 협잡물이 단계적으로 스크린 여과되어 비점오염물 농도에 영향을 받지 않고 여과조로 유입되는 월류수 양이 일정하게 제어하기 위한 기술로서, 본원발명과 달리 깨끗한 처리수를 경제적으로 활용하는 개념 등이 존재하지 않는다. However, this prior art is originally switched to operation mode only when rainwater flows in, preventing unnecessary energy waste, and the coarse contaminants are screen-filtered in stages in the pretreatment tank, so that the amount of overflow water flowing into the filter tank is constant without being affected by the concentration of non-point pollutants. As a technology for controlling, there is no concept of economically utilizing clean treated water, unlike the present invention.
본원발명은 비점오염저감시설 내의 여재 세척 시 공급되어야 하는 깨끗한 물을 자체적으로 공급하되, 비점오염저감시설의 크기를 키우지 않는 방안을 제시하고자 한다. The present invention intends to suggest a method of supplying clean water to be supplied when cleaning the filter media in the non-point pollution reduction facility by itself, but not increasing the size of the non-point pollution reduction facility.
본원발명은 비점오염저감시설 내의 각 반응조를 효율적으로 사용하여 그 크기를 줄이는 방안을 제시하고자 한다. 또한 여재 세척 시 가급적 동력을 사용하지 않는 방안을 제공하고자 한다. An object of the present invention is to propose a method of reducing the size of each reaction tank in a non-point pollution reduction facility by efficiently using it. In addition, it is intended to provide a method that does not use power as much as possible when cleaning the filter media.
본원발명은 비점오염저감시설이 설치되는 장소에 따라 적절한 여재와 그 여재의 세척 방법을 효과적으로 선택할 수 있는 방안을 제공하고자 한다. An object of the present invention is to provide a method for effectively selecting an appropriate filter medium and a washing method of the filter medium depending on the location where the non-point pollution reduction facility is installed.
상기 과제를 해결하기 위하여 본원발명은 아래와 같은 내용을 제시한다.In order to solve the above problems, the present invention proposes the following contents.
본원발명은 강우 종료 후 여재 역세척을 수행하는 상향식 비점오염저감시설에 있어서, 전처리조, 여과조, 처리수조, 펌프 및 배관을 포함하되; 상기 전처리조는 수직의 전처리조 월류벽이 형성되어, 제1 유입 전처리조와 제2 월류수 전처리조로 구획되고, 상기 제1 유입 전처리조는 상기 강우유출수가 상기 전처리조의 유입관으로 들어오는 공간을 가리키고, 상기 제2 월류수 전처리조는 강우유출수가 상기 제1 유입 전처리조에서 월류되어 처리대상수로서 상기 여과조로 유입되는 공간으로, 그 하부는 상기 여과조의 하부와 처리대상수 유입로를 통하여 연결되며, 처리대상수는 상기 처리대상수 유입로를 통해 상기 여과조의 하부로 유입되고; 상기 여과조는 여재가 채워지는 여재부, 상기 여재부의 상부에 위치하며 상기 여재는 빠져 나가지 못하되 처리수는 통과할 수 있도록 다수의 통공이 형성된 상부 타공판, 상기 여재부의 하부에 위치하며 상기 여재는 빠져 나가지 못하되 처리대상수는 통과할 수 있도록 다수의 통공이 형성된 하부 타공판, 하부에 설치되는 송풍기로부터 유입되는 공기를 여러 개의 공기 분산 노즐로 배출하는 공기 공급관, 상기 처리수조에 잔류하는 처리수를 상기 여과조에 공급하는 처리수 공급관이 설치되어 있고; 처리대상수 여과 시에는, 상기 전처리조로부터 상기 처리대상수 유입로를 통해 상기 여과조의 하부로 처리대상수가 유입되어, 상기 처리수조로 월류되어 넘어가는데, 그 과정에서 상기 처리대상수는 상향류로 상기 여재부를 통과하게 되어, 입자성 오염물질은 상기 여재에 의하여 걸러지되; 상기 여재를 역세척 시 상기 여과조에 있는 상기 공기 공급관과 상기 처리수 공급관을 통해 순차적으로 또는 동시에 공기 및/또는 처리수를 상기 여과조로 주입 및/또는 이송하여 상기 여재 공극에 있는 비점오염물질을 전단력으로 여재로부터 탈리시키는 것을 특징으로 하는 비점오염저감시설 및 그 역세척 방법을 제공한다.The present invention provides a bottom-up non-point pollution reduction facility for performing backwashing of filter media after the end of rain, including a pretreatment tank, a filtration tank, a treatment tank, a pump and a pipe; The pretreatment tank is formed with a vertical pretreatment tank overflow wall, and is divided into a first inflow pretreatment tank and a second overflow pretreatment tank, and the first inflow pretreatment tank refers to a space in which the rainfall runoff enters the inlet pipe of the pretreatment tank, and the second The overflow pre-treatment tank is a space where rainfall runoff overflows from the first inflow pre-treatment tank and flows into the filtration tank as treatment target water, the lower part of which is connected to the lower part of the filtration tank through the treatment target water inflow path, and the treatment target water is the The water to be treated is introduced into the lower portion of the filtration tank through an inflow path; The filtration tank is located in the upper part of the filter medium filled with the filter medium, the filter medium cannot escape, but the treated water can pass through the upper perforated plate, the upper perforated plate is located in the lower part of the filter medium, the filter medium is removed A lower perforated plate with a plurality of through holes formed so that the water to be treated can pass through but an air supply pipe for discharging air flowing in from a blower installed in the lower part to several air dispersing nozzles, and the treated water remaining in the treatment water tank A treated water supply pipe for supplying the filtration tank is installed; When the water to be treated is filtered, the water to be treated flows from the pretreatment tank to the lower part of the filtration tank through the inflow path of the water to be treated, and overflows into the treatment water tank. In the process, the water to be treated flows upward. It passes through the filter medium, and particulate contaminants are filtered by the filter medium; When the filter media is backwashed, air and/or treated water are sequentially or simultaneously injected and/or transported to the filtration tank through the air supply pipe and the treated water supply pipe in the filtration tank to reduce non-point contaminants in the pores of the filter media by shearing force. To provide a non-point pollution reduction facility and a method for backwashing the same, characterized in that the separation from the filter media.
본원발명의 상기 역세척은 여과 단계가 마친 상태에서 상기 여과조와 상기 처리수조를 구획하는 처리수 월류벽에 해당하는 상기 여과조 내의 수위를, 여과조 수위 조절 펌프로 상기 여과조 내의 수위를 상기 처리수 월류벽 끝단과 상기 상부 타공판 사이에 위치하도록 조정하는 것을 특징으로 할 수 있다. In the backwashing of the present invention, when the filtration step is completed, the water level in the filtration tank corresponding to the treated water overflow wall dividing the filtration tank and the treated water tank is measured, and the water level in the filtration tank is measured by a filtration tank water level control pump. It may be characterized in that it is adjusted to be located between the end and the upper perforated plate.
본원발명의 상기 여과조 수위 조절 펌프는 상기 제2 월류수 전처리조에 위치하는 제2 정체수 이송펌프인 것을 특징으로 할 수 있다. The filtration tank water level control pump of the present invention may be a second stagnant water transfer pump located in the second overflow water pretreatment tank.
본원발명의 여과조에서 역세척 폐수를 제1 유입 전처리조로 이송하는 역세척 폐수 배출관을 더 포함하되; 상기 여과조 수위 조절 펌프로 상기 여과조 내의 수위를 조정한 후, 상기 역세척 폐수 배출 밸브를 개방하고, 상기 송풍기를 가동하여 상기 공기 공급관의 공기 분산 노즐로 미세하게 분산된 공기를 상기 여재부에 주입하는 것을 특징으로 할 수 있다. Further comprising a backwash wastewater discharge pipe for transferring the backwash wastewater from the filtration tank of the present invention to the first inflow pretreatment tank; After adjusting the water level in the filtration tank with the filtration tank water level control pump, the backwash wastewater discharge valve is opened, and the blower is operated to inject finely dispersed air into the air dispersing nozzle of the air supply pipe to the filter medium can be characterized as
본원발명의 상기 공기 주입과 동시에 또는 순차적으로 상기 제2 정체수 이송펌프를 가동하여 상기 여과조 내의 수위를 낮추는 것을 특징으로 할 수 있다. It may be characterized in that the second stagnant water transfer pump is operated simultaneously or sequentially with the air injection of the present invention to lower the water level in the filtration tank.
본원발명의 상기 여과조 내의 수위는 상기 제2 정체수 이송펌프로 상기 하부 타공판에 대응하여 낮아진 수위 상태에서 상기 처리수조 펌프를 이용하여 상기 처리수조 내의 깨끗한 처리수를 상기 처리수 공급관을 이용하여 상기 여과조 내로 공급하면서 상기 여재를 역세척하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. The water level in the filtration tank of the present invention is the second stagnant water transfer pump, and in a state where the water level is lowered corresponding to the lower perforated plate, the clean treated water in the treated water tank is transferred to the treated water tank by using the treated water supply pipe. It may be characterized in that it further comprises the step of backwashing the filter medium while supplying into the.
본원발명의 상기 역세척은 (1) 공기 주입 모드, (2) 공기 주입 및 하방 수위 조절 모드, (3) 상방 수위 조절 및 공기 주입 모드를 비점오염원과 여재의 특성을 고려하여 선택적으로 적용하여 역세척 효율을 높이는 것이되, 상기 공기 주입 모드는 처리대상수 여과가 종료된 후 공기를 주입하면서 여재 사이에 억류된 오염물질을 세척해서 분리해 내어 여재부의 상부 타공판의 상단 높이에 형성되는 역세척 폐수 배출공을 지나 역세척 폐수 배출관으로 역세척 폐수를 배출하는 것이고, 상기 공기 주입 및 하방 수위 조절 모드는 상기 공기 주입 모드에, 상기 제2 정체수 이송펌프를 이용하여 상기 여과조의 수위를 낮추는 것을 추가한 것이고, 상기 상방 수위 조절 및 공기 주입 모드는 처리수와 공기를 동시에 주입하여 상기 여재부에 잔류된 오염물질을 상기 공기 주입 및 하방 수위 조절 모드와 다른 전단력을 제공하여 상기 여재를 추가로 세척하는 것임을 특징으로 할 수 있다. The backwash of the present invention is performed by selectively applying (1) air injection mode, (2) air injection and lower water level control mode, and (3) upper water level control and air injection mode in consideration of the characteristics of non-point pollution sources and media. To increase the cleaning efficiency, the air injection mode is backwashing wastewater formed at the top height of the upper perforated plate of the filter medium by washing and separating the pollutants trapped between the filter media while injecting air after the filtration of the water to be treated is finished. It is to discharge the backwashing wastewater to the backwashing wastewater discharge pipe through the discharge hole, and the air injection and lower water level control mode include lowering the water level in the filtration tank by using the second stagnant water transfer pump in the air injection mode. In the upper water level control and air injection mode, treated water and air are injected at the same time to provide a shear force different from the air injection and lower water level control mode for contaminants remaining in the filter medium to further wash the filter medium It can be characterized as
본원발명의 상기 오염물질이 상기 여재로부터 탈리되는 정도에 따라 상기 역세척 폐수 배출 밸브의 개폐를 조절하는 것을 특징으로 할 수 있다.According to the degree to which the contaminants of the present invention are desorbed from the filter medium, it may be characterized in that the opening and closing of the backwash wastewater discharge valve is controlled.
본원발명에 따르면 여재 세척 시 처리수를 사용하여 외부에서 별도로 세척수를 공급받지 않을 뿐만 아니라, 상기 처리수의 사용량도 최소화할 수 있는바 여재 세척을 위한 상기 처리수를 잔류시키는 수조의 크기를 줄일 수 있어 비점오염저감시설의 크기를 키우지 않을 수 있는 효과가 있다. 이와 같이 역세척의 효율을 확보하면서도, 한편으로는 시설의 크기를 줄일 수 있다는 것은 경제성을 확보할 수 있을 뿐만 아니라, 도로변이나 교량 등 비점오염저감시설의 설치가 불가피함에도 불구하고 설치 공간의 제한이 필연적으로 따르는 경우에 본원발명에 따른 비점오염물질 저감시설을 적용할 수 있다는 장점이 있다.According to the present invention, it is possible to reduce the size of the tank that retains the treated water for washing the filter media, as it is possible to minimize the amount of the treated water as well as not receive a separate supply of washing water from the outside by using the treated water when washing the filter media. This has the effect of not increasing the size of the non-point pollution reduction facility. In this way, the ability to reduce the size of the facility while securing the efficiency of backwashing not only secures economic feasibility, but also limits the installation space despite the unavoidable installation of non-point pollution reduction facilities such as roadsides and bridges. There is an advantage that the non-point pollutant reduction facility according to the present invention can be applied when inevitably followed.
(처리수 저장 공간의 크기를 줄이기 위해서는 여재 세척 시 처리수를 어떻게 아낄 수 있는가는 중요한 문제인데, 본원발명은 공기 주입 공정 등을 효과적으로 이용하는 여재 세척 단계를 제공하는바, 역세척에 필요한 깨끗한 물인 처리수의 사용량을 최소화할 수 있다.)(In order to reduce the size of the treated water storage space, it is an important issue how to save treated water when washing the filter media. The present invention provides a filter media washing step that effectively uses an air injection process, etc. The water consumption can be minimized.)
본원발명에 따르면 전처리조 공간을 역세척 폐수를 방류하는 공간으로도 활용하여 공간 활용도를 높임으로써 구조물의 크기를 줄일 수 있으며, 역세척 시 자연 유하를 이용하므로 저동력으로 역세척을 수행할 수 있다.According to the present invention, the size of the structure can be reduced by increasing the space utilization by using the pretreatment tank space as a space for discharging backwash wastewater, and backwashing can be performed with low power because natural flow is used during backwashing. .
본원발명에 따르면 필요에 따라 내부에 미세한 공극이 존재하는 입상 섬유 볼 여재를 이용하여 비점오염물질의 제거 효율을 높이고, 작은 크기의 섬유 볼 여재를 사용하여 별도의 압축 설비 없이 간단한 공정 구성이 가능하다는 장점이 있음에도 불구하고, 상기 섬유 볼 여재를 세척하는 데 어려움이 있는 점을 해결할 수 있다. According to the present invention, if necessary, it is possible to increase the removal efficiency of non-point pollutants by using a granular fiber ball filter media having fine pores therein, and a simple process configuration is possible without a separate compression facility by using a small-sized fiber ball filter media. Despite the advantages, it is possible to solve the difficulty in washing the fiber ball media.
본원발명에 따르면 (1) 공기 주입 모드, (2) 공기 주입 및 하방 수위 조절 모드, (3) 상방 수위 조절 및 공기 주입 모드 및 (4) 역세척 폐수 배출 밸브 조절로 여재 세척 효율을 극대화하고, 여재 세척에 필요한 처리수 양을 최소화할 수 있을 뿐만아니라, 현장 데이터를 분석하여 여재 세척에 필요한 상기 모드 조합 및 상기 역세척 폐수 배출 밸브 조절을 도출하여 시설 운용에 따라 현장 여건 및 비점오염원 특정을 고려한 최적의 여재 세척 방안을 도출할 수 있다. According to the present invention, (1) air injection mode, (2) air injection and lower water level control mode, (3) upper water level control and air injection mode, and (4) backwash wastewater discharge valve control to maximize filter media cleaning efficiency, In addition to minimizing the amount of treated water required for cleaning the filter media, by analyzing the site data, the combination of the modes required for cleaning the filter media and the control of the backwash wastewater discharge valve are derived, taking into account the site conditions and the specific non-point pollution source according to the facility operation. An optimal filter media cleaning method can be derived.
도 1은 본원발명에 따른 제1 실시 예인 비점오염저감시설의 구조를 개념적으로 보인 단면도이다.
도 2는 본원발명에 따른 일 실시 예인 비점오염저물질 저감시설을 운용하여 비점오염물질이 포함된 처리대상수를 처리하는 단계를 보인 개념적으로 보인 것이다.
도 3 내지 도 6은 본원발명에 따른 역세척 공정을 순차적으로 보인 것이다.
도 3은 본원발명에 따른 일 실시 예인 비점오염감시설의 처리대상수 여과 단계 이후 여재를 공기로 역세척하는 단계를 개념적으로 보인 것이다.
도 4는 본원발명에 따른 일 실시 예인 비점오염저감시설의 여재부 공기 역세척 단계 후 정체수를 배제하는 단계를 개념적으로 보인 것이다.
도 5는 본원발명에 따른 일 실시 예인 비점오염저감시설의 처리수 이용 역세척 단계를 개념적으로 보인 것이다.
도 6는 본원발명에 따른 일 실시 예인 비점오염저감시설의 정체수 완전 배제 단계를 개념적으로 보인 것이다.
도 7은 강우 시부터 처리수 방류까지 본 실시 예인 비점오염저감시설의 가동을 개념적으로 보인 것이다.
도 8는 본원발명에 따른 제2 실시 예인 비점오염저감시설에 적용된 상부 타공판을 보인 것이다.1 is a cross-sectional view conceptually showing the structure of a non-point pollution reduction facility according to a first embodiment according to the present invention.
2 is a conceptual view showing a step of treating the treatment target water containing non-point pollutants by operating the non-point pollutant reduction facility, which is an embodiment according to the present invention.
3 to 6 are sequential views of the backwashing process according to the present invention.
3 is a conceptual view showing the step of backwashing the filter media with air after the filtering step of the target water of the non-point pollution sensing facility according to an embodiment of the present invention.
4 is a conceptual view illustrating the step of excluding stagnant water after the backwashing step of the air filter part of the non-point pollution reduction facility, which is an embodiment according to the present invention.
5 is a conceptual view illustrating a backwashing step using treated water of a non-point pollution reduction facility according to an embodiment of the present invention.
6 is a conceptual view of the step of completely eliminating stagnant water of the non-point pollution reduction facility, which is an embodiment according to the present invention.
7 is a conceptual view showing the operation of the non-point pollution reduction facility of this embodiment from the time of rain to the discharge of treated water.
8 is a view showing the upper perforated plate applied to the non-point pollution reduction facility according to the second embodiment according to the present invention.
본원발명에 따른 비점오염저감시설은 강우 종료 후 여재 역세척을 수행하며, 여과조 상부 처리수가 있는 상태에서 공기를 주입하여 여재에 잔존하는 오염물질을 탈리시킨다. 본원발명에 따른 비점오염저감시설은 외부로 비점오염저감시설 내의 정체수를 일부 배출시킨 후 깨끗한 물인 처리수를 이용하여 필요에 따라 위 방향 또는 아래 방향 여재 수세척을 실시한 후 정체수를 배출시키는 구조이다. The non-point pollution reduction facility according to the present invention performs backwashing of the filter media after the end of the rain, and injects air in the presence of treated water at the top of the filtration tank to desorb the pollutants remaining in the filter media. The non-point pollution reduction facility according to the present invention has a structure in which part of the stagnant water in the non-point pollution reduction facility is discharged to the outside, and then the stagnant water is discharged after washing with the filter media in an upward or downward direction as needed using clean water, treated water. am.
[일반적으로 역세척(逆洗滌)은 여재를 세척할 때 처리대상수가 흐르는 방향과 반대로 압력을 가하여 이물질을 씻어 내는 방식이다. 본원발명은 구체적으로 후술하는 바와 같이 상류식 여과 방식을 채택하고 여재를 세척할 때 공기 주입 또는 수위 조절의 방향은 여과 시의 방향과 같거나 반대 방향일 수 있다. 다만 본원발명의 설명 편의상 방향과 무관하게 이를 모두 역세척이라 표현하였다.] [Generally, backwashing (逆洗滌) is a method of washing away foreign substances by applying pressure in the opposite direction to the direction in which the water to be treated flows when washing the filter media. The present invention adopts an upstream filtration method as will be specifically described later, and the direction of air injection or water level control when washing the filter media may be the same as or opposite to the direction during filtration. However, for convenience of explanation of the present invention, it is expressed as backwashing regardless of the direction.]
본원발명에 있어서 구조적 특징이 될 수 있는 종래 비점오염저감시설과 달리 추가로 설치되는 구성으로 대표적인 것은, '역세척 폐수 배출관'(도 1의 도면부호 70)과 '역세척 폐수 배출 밸브'(도 1의 도면부호 71), 상부타공판에 '역세척 폐수 배수로'(도 8의 도면부호 33a) 등을 추가로 가진다는 것이다. 또한, 전처리조를 자연 유하하는 역세척 폐수를 임시 저장하는 공간으로 재활용하여 공간 효율을 극대화한 것이다.In the present invention, typical of the additionally installed configuration, unlike the conventional non-point pollution reduction facility, which can be a structural feature in the present invention, are a 'backwash wastewater discharge pipe' (
본원발명에 따른 비점오염저감시설의 운용상 특징은 하고, 역세척 시 여재부 하부까지만 여과조 내의 물을 배제하여 처리수를 이용한 역세척 시 여재부 하부부터 상향류로 처리수를 공급하므로 역세척을 위한 처리수 수량을 절감할 수 있다는 점이다. 또한, 처리수를 이용한 역세척 이전에 여과조 내의 수위를 낮춘 후 공기로 여재에 유동을 주어 여재에 남은 오염물질을 탈리시키는 동시에 또는 순차적으로 여과조 내의 역세척 폐수를 배제하여, 더욱 역세척을 위한 처리수 수량을 절감할 수 있고, 여재로부터 분리된 오염물질이 처리수로 유입되는 것을 차단할 수 있다. The operational characteristics of the non-point pollution reduction facility according to the present invention are, and when backwashing, the water in the filtration tank is excluded only to the lower part of the filter media. It is possible to reduce the amount of treated water for In addition, after lowering the water level in the filtration tank prior to backwashing using treated water, the air flow is applied to the filter media to desorb the contaminants remaining in the filter media, or at the same time or sequentially excludes the backwash wastewater in the filtration tank for further backwashing. It is possible to reduce the amount of water and prevent the contaminants separated from the filter media from flowing into the treated water.
한편, 처리수를 이용한 역세척 시에는 처리수가 주입 공기와 같이 상향류로 흐르면서 여재를 세척되므로 앞 단계과 다른 형태의 전단력을 여재에 잔존하는 오염물질에 제공하는바 세척 효과가 우수하다는 장점도 있다. On the other hand, during backwashing using treated water, the filter media is washed while the treated water flows in an upward flow like the injected air, so it provides a shear force different from the previous step to the contaminants remaining in the filter media.
또한, 상기 역세척 폐수 밸브의 개폐를 적절히 제어함으로써 역세척 효율을 극대화하고, 처리수 사용을 최소화하며, 다양한 역세척 모드를 환경에 따라 적절하게 조합하여 운영함으로써 본원발명에 따른 비점오염저감시설이 설치되는 장소에 따라 최적의 역세척 효능을 확보할 수도 있다.In addition, by properly controlling the opening and closing of the backwash wastewater valve, the backwashing efficiency is maximized, the use of treated water is minimized, and various backwashing modes are appropriately combined and operated according to the environment to provide a non-point pollution reduction facility according to the present invention. Depending on the installation location, it is possible to secure the optimal backwashing efficiency.
이하, 본원발명의 일 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본원발명은 이하에서 개시되는 일 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본원발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention is not limited to the one embodiment disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only the present embodiment allows the disclosure of the present invention to be complete and the scope of the invention to those of ordinary skill in the art completely It is provided to inform you.
본원발명에 따른 제1 실시 예인 비점오염저감시설의 구조를 설명한다. 도 1은 본원발명에 따른 제1 실시 예인 비점오염저감시설의 구조를 개념적으로 보인 단면도이다. 본 실시 예 비점오염저감시설은 크게 보아 전처리조(10), 여과조(20), 처리수조(30) 및 기타 반응조 내의 펌프 및 배관과 같은 역세척 설비 등으로 구성되며, 강우 시 강우유입수가 처리대상수로 본 비점오염저감시설로 자연 유하하여 유입된 후, 비점오염물질이 여과된 상태로 방류된다. (본 명세서에서 '펌프 위치'의 의미는 펌프가 해당 반응조 내에 있다는 의미이거나, 실제 펌프의 위치와는 무관하게 해당 위치에 펌프가 작용한다는 의미로 쓰인 것이다.) The structure of the non-point pollution reduction facility according to the first embodiment according to the present invention will be described. 1 is a cross-sectional view conceptually showing the structure of a non-point pollution reduction facility according to a first embodiment according to the present invention. The non-point pollution reduction facility of this embodiment consists of a
본 실시 예의 전처리조(10)는 적정 수면적 부하를 가지는 장방형 구조를 가진 반응조로 강우유출수에 포함된 협잡물과 거대 입자를 침전 제거하는 기능을 한다. 협잡물과 유분 등의 제거를 위한 스크린 시설과 유수 분리 시설 등을 설치하여 조대 입자의 제거 효율을 극대화할 수 있다. 본 실시 예의 전처리조(10)에는 수직의 전처리조 월류벽(15)이 형성되어, 상기 전처리조(10)는 제1 유입 전처리조(12)와 제2 월류수 전처리조(13)로 구획된다. 상기 제1 유입 전처리조(12)는 상기 강우유출수가 상기 전처리조(10)의 유입관(11)으로 들어오는 공간을 가리키고, 상기 제2 월류수 전처리조(13)는 강우유출수가 상기 제1 유입 전처리조(12)에서 월류되어 처리대상수로서 상기 여과조(30)로 유입되는 공간으로, 그 하부는 상기 여과조(30)의 하부와 처리대상수 유입로(14)를 통하여 연결되며, 처리대상수는 상기 처리대상수 유입로(14)를 통해 상기 여과조(30)의 하부로 유입된다. The
본 실시 예의 여과조(30) 내에는 여재가 채워지는 여재부(31)가 있다. 본 실시 예의 경우 상기 여재는 직경 20 내지 40mm의 구형 섬유(혼섬) 볼 여재를 사용하였다. 본원발명에 따른 비점오염물질 저감시설에 사용되는 섬유 볼 여재는 PP벌크사와 PE사를 합섬하고 묶어서 열융착가공한 볼 섬유 여재로 크기가 작고 경량인 소재이다. 구형이며 투수능력이 우수하고 높은 다공성을 가지며, 물보다 비중이 낮은 부유성 여재로서 상향류식 여과에 적합하다. 본 실시 예의 여과공정은 상향류식 여과이므로 별도의 압축 시설 없이 처리대상수의 흐름만으로 여재가 압축되어 강우유출수 중 입자성 물질을 여과하여 제거한다. 다만, 본원발명의 기술적 사상은 이런 여재에 국한되는 것은 아니다. In the
본원발명에 따른 비점오염저감시설 내의 여재는 설치 장소에 따라, 즉 오염물질이 발생하는 비점오염원의 특성에 따라 결정되어야 하는데, 구체적으로 후술하는 바와 같이 본원발명에 따르면 여재(또는 비점오염원)의 성질에 따라 적절한 역세척 방법을 도출할 수 있다. The filter media in the non-point pollution reduction facility according to the present invention should be determined according to the installation location, that is, according to the characteristics of the non-point pollution source from which pollutants are generated. According to this, an appropriate backwashing method can be derived.
상기 여과조(30)는 상기 여재부(31)의 상부에 위치하며 상기 섬유 볼 여재는 빠져 나가지 못하되 처리수는 통과할 수 있도록 다수의 통공이 형성된 상부 타공판(33), 상기 여재부(31)의 하부에 위치하며 상기 섬유 볼 여재는 빠져 나가지 못하되 처리대상수는 통과할 수 있도록 다수의 통공이 형성된 하부 타공판(34)을 포함하여 구성된다. 또한 상기 여과조(30) 내에는 그 하부에 블로워(blower) 또는 송풍기(80)로부터 유입되는 공기를 여러 개의 공기 분산 노즐로 배출하는 공기 공급관(35)과 상기 처리수조(50)에 잔류하는 처리수를 상기 여과조(50)에 공급하는 처리수 공급관(36)이 설치되어 있다. The
처리대상수 여과 시에는, 상기 전처리조(10)로부터 상기 처리대상수 유입로(14)를 통해 상기 여과조(50)의 하부로 처리대상수가 유입되어, 상기 처리수조(50)로 월류되어 넘어가는데, 그 과정에서 상기 처리대상수는 상향류로 상기 여재부(31)를 통과하게 되고, 입자성 오염물질은 상기 섬유 볼 여재의 공극에 의하여 체거름이 되면서 제거된다. When the water to be treated is filtered, the water to be treated flows from the
이와 같이 본 실시 예에서 처리대상수인 강우유입수의 여과는 통상 비점오염저감시설의 상향류 여과와 크게 다르지 않다. 다만 상기 여과조(20) 내의 상부 타공판(33) 위에 형성된 역세척 폐수 배수관(70)으로 처리수가 반송되지 않도록 상기 역세척 폐수 배출 밸브(71)는 잠긴 상태이어야 한다.As described above, in this embodiment, the filtration of the rainfall inflow water, which is the treatment target water, is not significantly different from the upstream filtration of the normal non-point pollution reduction facility. However, the backwash
구체적으로 후술하는 바와 같이 역세척 시에는 상기 여과조(30)에 있는 공기 공급관(35)과 처리수 공급관(36)을 통해 순차적으로 또는 동시에 공기 및/또는 처리수를 상기 여과조(30)로 주입 및/또는 이송하여 상기 여재 공극에 있는 비점오염물질을 전단력으로 여재로부터 탈리시킨다. Specifically, as will be described later, during backwashing, air and/or treated water are sequentially or simultaneously injected into the
본 실시 예의 처리수조(50)는 상기 여과조(30)에서 여과된 처리수를 집수하는 기능을 하는 것으로서, 방류구(51)가 형성되어 처리수를 본 비점오염저감시설 외부로 배출하는 장방형의 반응조이다. 상기 처리수조(50)에 저장된 처리수는 이미 여과 공정을 거친 것이므로 깨끗한 상태이고, 이는 역세척 시에 사용된다. 상기 처리수조(50)에는 집수된 처리수를 상기 여과조(30)로 공급하기 위한 처리수조 펌프(52)와 수위계 등이 설치된다. 상기 처리수조 펌프(52)는 역세척수 공급용 펌프라고 할 수 있다. The
한편, 본 실시 예에는 반응조 외에 역세척 시 필요한 송풍기(80) 등이 설치되어 있고, 규모에 따라 필요시 각종 자동 밸브, 본 비점오염저감시설을 자동 운용하기 위한 제어반과 각종 계측기 및 전기 시설이 선택적으로 더 설치될 수 있다.Meanwhile, in this embodiment, in addition to the reaction tank, a
본 실시 예 비점오염저감시설의 역세척 단계를 설명하면 다음과 같다. The backwashing step of the non-point pollution reduction facility of this embodiment will be described as follows.
여과 단계가 마친 상태에서 상기 여과조 내의 처리수 수위는 상기 여과조(30)와 상기 처리수조(50)를 구획하는 처리수 월류벽(37)의 높이와 같다. 상기 여과조(30)의 수위를 낮출 수 있는 여과조 수위 조절 펌프로 상기 여과조의 수위를 상기 여과조(30) 내의 수위를 상기 처리수 월류벽(37) 끝단과 상기 상부 타공판(33) 사이에 위치하도록 조정한다. 이와 같이 역세척 개시 전에 수위를 낮추는 이유는 역세척을 위한 공기 주입 시 여과조(30) 내의 오염물질이 그대로 처리수조(50)로 넘어갈 수 있기 때문에 이를 방지하기 위함이다. When the filtration step is completed, the level of the treated water in the filtration tank is equal to the height of the treated
본 실시 예에서 상기 여과조 수위 조절 펌프는 상기 제2 월류수 전처리조에 위치하는 제2 정체수 이송펌프(17)이다. 상기 제2 월류수 전처리조(13)와 상기 여과조(30)의 하부는 상기 처리대상수 유입로(14)로 통하므로 상기 여과조 수위 조절 펌프는 상기 제2 월류수 전처리조(13) 또는 상기 여과조(30), 어디에 있어도 무관하다. 다만, 여재부와의 간섭 등을 고려하여 본 실시 예는 상기 여과조 수위 조절 펌프를 상기 제2 월류수 전처리조에 배치하였다[제2 정체수 이송펌프(17)].In this embodiment, the filtration tank water level control pump is a second stagnant water transfer pump 17 located in the second overflow water pretreatment tank. Since the second overflow
이 상태에서 상기 역세척 폐수 배출 밸브(71)를 개방하고, 상기 송풍기(80)를 가동하여 상기 공기 공급관(35)의 공기 분산 노즐로 미세하게 분산된 공기를 상기 여재부(31)에 주입한다. 이와 동시에 또는 순차적으로 상기 제2 정체수 이송펌프(17)를 가동하여 상기 여과조(30) 내의 수위를 낮춘다. 이 과정에서 수위는 점차 낮아지지만, 상기 공기 분산 노즐로 주입되는 공기가 위로 상승하면서 상기 여재에 묻어 있는 오염물질에 전단력을 작용하여 상기 오염물질이 상기 여재로부터 탈리되고, 상기 탈리된 오염물질은 상기 공기와 함께 상기 여재 위쪽으로 이동한 후 상기 역세척 폐수 배출관(70)을 통해 역세척 폐수로 상기 제1 유입 전처리조(12)로 이송된다. 이후, 상기 제1 유입 전처리조(12)에 설치된 제1 정체수 이송펌프(16)에 의하여 상기 역세척 폐수는 외부로 배출된다. In this state, the backwash
주목할 점은 이 단계에서 상기 처리수조(50)에 있는 처리수는 사용하지 않는다. 본원발명은 역세척을 위한 별도의 깨끗한 물을 공급하지 않는다. 이는 시설의 경제성을 높이고, 시설의 설치 공간 유연성을 확보할 수 있다. 본원발명에는 상기 처리수조(50) 내에 저장된 깨끗한 처리수를 역세척수로 활용하는데, 이를 경제적으로 사용하기 위한 역세척 단계를 제시한다는 관점이 존재하는 것이다. It should be noted that, in this step, the treated water in the
상기 여과조(30) 내의 수위는 상기 제2 정체수 이송펌프(17)로 상기 하부 타공판(34)에 대응하여 낮춘다. 앞선 과정을 통해 탈리된 비점오염물질은 외부로 배출되었지만, 여전히 상기 여과조(30) 내의 여재부(31)의 잔류수는 상기 처리수조(50)의 처리수보다는 깨끗하지 않기 때문에 이를 배출하기 위함이다. The water level in the
위처럼 상기 하부타공판(34)에 대응하여 낮아진 수위 상태에서 상기 처리수조 펌프(52)를 이용하여 상기 처리수조(50) 내의 깨끗한 처리수를 상기 처리수 공급관(36)을 이용하여 상기 여과조(30) 내로 공급한다. 상기 처리수는 상기 여재부(31)의 하단으로 공급된다. 이에 따라 상기 여과조(30) 내의 수위는 상기 하부 타공판(34)으로부터 상기 상부 타공판(33) 방향 점차 높아진다.As above, in a state where the water level is lowered corresponding to the lower
이때 다시 상기 송풍기(80)를 가동하면, 앞선 과정과 달리 이번에는 수위가 증가하는 방향과 같은 방향으로 분산 공기가 주입되어 앞선 과정과 다른 전단력이 상기 여재에 남은 오염물질에 작용하게 된다. 따라서 보다 효율적으로 앞선 과정에서 탈리되지 않은 오염물질이 상기 여재로부터 분리되고, 상기 역세척 폐수 배출관(70)을 통해 상기 제1 유입 전처리조(12)로 이송된 후, 상기 제1 정체수 배출펌프(16)로 외부로 배출된다. At this time, when the
이후 최종적으로 상기 여과조(30) 및 상기 전처리조(10) 내의 잔류수를 모두 배출하면 역세척이 마무리된다. (이는 역세척 고정이 모두 끝난 후에 하거나, 역세척 과정이 끝날 즈음 상기 역세척과 동시에 진행될 수 있다.) 이로써 본원발명에 따른 비점오염저감시설은 초기 상태로 환원된다. After that, when all the residual water in the
정리건대, 본 실시 예 비점오염저감시설은 강우 시 불투수면에서 발생되는 초기우수에 포함된 오염물질을 제거하는 상향류식 여과시설로, 섬유사를 열융착 가동하여 제작된 섬유 볼 여재를 충진하여 여재 사이의 공극에서 체거름으로 오염물질을 제거하는데, 강우 종료 후 처리수와 공기를 이용하여 여재에 억류되어 있던 오염물질을 역세척하여 탈리시킨다. 시설 운영 중 발생하는 역세척 폐수와 전처리조의 정체수는 외부로 배제시키기 때문에 시설운영이 종료되면 시설 내부가 건조한 상태로 유지되어 악취, 해충, 유해 가스 등의 문제가 발생하지 않는다. 상술한 역세척 과정을 도면으로 설명한다. To sum up, the non-point pollution reduction facility of this embodiment is an upflow filtration facility that removes contaminants contained in the initial rainwater generated from impervious surfaces during rainfall. Pollutants are removed by sieving in the gaps between the filter media. After the rain ends, the pollutants trapped in the filter media are backwashed and desorbed using treated water and air. Because backwash wastewater generated during facility operation and stagnant water from the pretreatment tank are excluded to the outside, the inside of the facility remains dry when the facility operation is completed, so problems such as odors, pests, and harmful gases do not occur. The above-described backwashing process will be described with drawings.
우선, 도 2는 본원발명에 따른 일 실시 예인 비점오염저물질 저감시설을 운용하여 비점오염물질이 포함된 처리대상수를 처리하는 단계를 보인 개념적으로 보인 것이다. (이 단계를 '처리대상수 여과 단계'라 한다.)First, FIG. 2 is a conceptual view showing a step of treating water to be treated containing non-point pollutants by operating a non-point pollutant reduction facility, which is an embodiment according to the present invention. (This step is called the 'treatment target water filtration step'.)
상기 도면에서 좌측에 도시된 상기 전처리조(10)의 유입관(11)으로 처리대상수가 본 비점오염저감시설로 유입된다. 본 도면에서 비점오염물질이 포함된 처리대상수는 황토색으로, 상기 비점오염물질이 포함된 처리대상수가 상기 여과조(30)의 여재부(31)를 통과한 상태인 처리수는 푸른색으로 표시하였다. 상기 처리수는 상기 처리수조(50)에 일부 저장되고 상기 처리수조에 형성된 방류관(51)으로 배출된다. 상기 처리대상수 여과 단계에서는 상기 역세척 폐수 배출관(70)에 설치되어 있는 상기 역세척 폐수 배출 밸브(71)은 잠겨 있다.The water to be treated flows into the non-point pollution reduction facility through the
도 3 내지 도 6은 본원발명에 따른 역세척 공정을 순차적으로 보인 것이다. 본원발명에 따른 비점오염저감시설의 역세척 공정은 수위 조절 단계, 공기 주입 단계, 공기 주입 및 하방 수위 조절 단계, 상방 수위 조절 및 공기 주입 단계 및 역세척 폐수 배출 밸브 조절로 이루어 진다. 이와 같은 단계는 선택적으로 조합하여 적용할 수 있으며, 그런 관점에서 공기 주입 모드, 공기 주입 및 하방 수위 조절 모드, 상방 수위 조절 및 공기 주입 모드를 선택적으로 조합하여 적용할 수 있다고 표현할 수도 있다. 3 to 6 are sequential views of the backwashing process according to the present invention. The backwashing process of the non-point pollution abatement facility according to the present invention consists of a water level control step, an air injection step, an air injection and a downward water level control step, an upper water level control and an air injection step, and a backwash wastewater discharge valve control. These steps can be selectively applied in combination, and from that point of view, it can also be expressed that the air injection mode, the air injection and the lower level control mode, and the upper level control and the air injection mode can be selectively applied in combination.
상기 공기 주입 모드는 처리대상수 여과가 종료된 후 공기를 주입하면서 여재 사이에 억류된 오염물질을 세척해서 분리해 내어 여재부(31)의 상부 타공판(33)의 상단 높이에 형성되는 역세척 폐수 배출공(32)을 지나 역세척 폐수 배출관(70)으로 배출하는 공정이다. 본 실시 예에서 상기 공기 주입 모드에 따라 여재를 역세척하는 공정을 '여재부 공기 역세척 단계'라 할 수 있고, 도 3은 본원발명에 따른 일 실시 예인 비점오염감시설의 처리대상수 여과 단계 이후 여재를 공기로 역세척하는 단계를 개념적으로 보인 것이다. 여재부 공기 역세척 단계는 상기 송풍기(80)를 가동하여 상기 여재부(31)의 하부에 위 방향으로 공기를 미세하게 분산하여 배출하는 상기 공기 공급관(35)의 공기 분산 노즐을 통해 미세하게 분산된 공기를 상기 여재부(31)에 주입하는 단계이다. 이 공정에서 상기 여재부(31)의 여재 사이에 낀 미세한 오염물질은 상승하는 미세 분산 공기로 인하여 상기 여재로부터 탈리된다. In the air injection mode, after the filtration of the water to be treated is finished, air is injected and contaminants trapped between the filter media are washed and separated to separate the backwash wastewater formed at the upper height of the upper perforated plate 33 of the
상기 역세척 폐수 배출 밸브(71)를 열면 상기 상부 타공판(33) 위의 처리수는 상기 여재로부터 분리된 오염물질과 함께 상기 여과조(30)로부터 상기 역세척 폐수 배출관(70)을 통하여 상기 제1 유입 전처리조(12)로 이송되어 상기 여과조(30) 내의 수위가 점차 낮아지므로, 상기 오염물질이 상기 여재로부터 충분히 탈리될 수 있도록 상기 역세척 폐수 배출 밸브(71)는 개폐는 적절하게 조절되어야 한다. When the backwash
도 4는 본원발명에 따른 일 실시 예인 비점오염저감시설의 여재부 공기 역세척 단계 후 정체수를 배제하는 단계를 개념적으로 보인 것이다. 이는 상기 공기 주입 및 하방 수위 조절 모드가 적용된 공정인데, 상기 여재부 공기 역세척 단계(공기 주입 모드)에, 제2 정체수 이송펌프(17)를 이용하여 상기 여과조(30)의 수위를 낮추는 것을 추가한 공정이다. 4 is a conceptual view illustrating the step of excluding stagnant water after the air backwashing step of the filter medium of the non-point pollution reduction facility according to an embodiment according to the present invention. This is a process in which the air injection and the downward water level control mode are applied. In the air backwashing step (air injection mode) of the filter medium, lowering the water level in the
도 5는 본원발명에 따른 일 실시 예인 비점오염저감시설의 처리수 이용 역세척 단계를 개념적으로 보인 것이다. 이는 상기 공기 주입 및 상방 수위 조절 모드가 적용된 공정인데, 처리수와 공기를 동시에 주입하면서 상기 여재부(31)에 잔류된 오염물질을 상기 공기 주입 및 하방 수위 조절 모드와 다른 전단력을 제공하여 상기 여재를 추가로 세척하는 공정이다. 도 6는 본원발명에 따른 일 실시 예인 비점오염저감시설의 정체수 완전 배제 단계를 개념적으로 보인 것이다. 5 is a conceptual view illustrating a backwashing step using treated water of a non-point pollution reduction facility according to an embodiment of the present invention. This is a process to which the air injection and the upper water level control mode are applied. While simultaneously injecting treated water and air, the
한편, 필요에 따라 상술한 (1) 공기 주입 모드, (2) 공기 주입 및 하방 수위 조절 모드, (3) 상방 수위 조절 및 공기 주입 모드 및 (4) 역세척 폐수 배출 밸브 조절로 여재 세척 효율을 극대화하고, 여재 세척에 필요한 처리수 양을 최소화할 수 있을 뿐만아니라, 현장 데이터를 분석하여 여재 세척에 필요한 상기 모드 조합 및 상기 역세척 폐수 배출 밸브 조절을 도출하여 시설 운용에 따라 현장 여건 및 비점오염원 특정을 고려한 최적의 여재 세척 방안을 도출할 수 있다. On the other hand, if necessary, filter media cleaning efficiency can be improved by adjusting the above-mentioned (1) air injection mode, (2) air injection and lower water level control mode, (3) upper water level control and air injection mode, and (4) backwash wastewater discharge valve. In addition to maximizing and minimizing the amount of treated water required for cleaning media, on-site data are analyzed to derive the combination of modes required for cleaning media and control of the backwash wastewater discharge valve, depending on site conditions and non-point pollution sources, depending on facility operation. It is possible to derive the optimal filter media cleaning method considering the specificity.
이는 본원발명에 따른 비점오염저감시설이 설치되는 곳에서 발생하는 비점오염물질의 성질과 본 비점오염저감시설에 사용된 여재의 특성에 따라 결정된다. 비점오염저감시설 설치 지역에서 사전 시험을 통하여 바람직한 역세척 모듈의 조합을 찾을 수도 있지만, 본 비점오염저감시설을 설치한 후 운용 시 모니터링을 통하여 최적의 조합을 찾아가는 것도 가능하다. 이 또한 본원발명의 특징 중 하나이다. This is determined according to the properties of non-point pollutants generated in the place where the non-point pollution reduction facility according to the present invention is installed and the characteristics of the filter media used in the non-point pollution reduction facility. Although it is possible to find a desirable combination of backwash modules through a preliminary test in the area where the non-point pollution reduction facility is installed, it is also possible to find the optimal combination through monitoring during operation after installing this non-point pollution reduction facility. This is also one of the features of the present invention.
이하, 본원발명에 따른 제2 실시 예를 설명한다. 본원발명에 따른 제2 실시 예는 앞서 기술한 본원발명에 따른 제1 실시 예와 같은 공정을 따른다. 도 7은 강우 시부터 처리수 방류까지 본 실시 예인 비점오염저감시설의 가동을 개념적으로 보인 것이다. 다만, 본원발명에 따른 제1 실시 예의 상부 타공판을 개량한 것이다. Hereinafter, a second embodiment according to the present invention will be described. The second embodiment according to the present invention follows the same process as the first embodiment according to the present invention described above. 7 is a conceptual view showing the operation of the non-point pollution reduction facility of this embodiment from the time of rain to the discharge of treated water. However, the upper perforated plate of the first embodiment according to the present invention is improved.
도 8는 본원발명에 따른 제2 실시 예인 비점오염저감시설에 적용된 상부 타공판을 보인 것이다. 본원발명에 따른 제2 실시 예는 설명을 용이하게 위하여 이미 설명한 제1 실시 예와 같은 내용은 생략하고, 같은 구성은 같은 도면 부호를 표시하였다. 8 is a view showing the upper perforated plate applied to the non-point pollution reduction facility according to the second embodiment according to the present invention. In the second embodiment according to the present invention, the same content as that of the first embodiment is omitted for ease of description, and the same components are denoted by the same reference numerals.
본 실시 예의 상부 타공판(33)에는 역세척 폐수 배출로(33a)가 형성되어 있는 것이 특징이다. 상술한 역세척 과정에서 오염물질이 여재에서 탈리되어 상부로 떠오르게 되는데 이는 신속하게 역세척 폐수 배출관(70)을 통해 상기 제1 유입 전처리조(13)로 이송하는게 바람직하다. 따라서 상기 역세척 폐수 배출로(33a)는 상기 상부 타공판(33)이 일부 구간이 절곡되어 아래로 채널을 형성한이다. 상기 채널은 하부와 측벽에는 타공이 형성되어 있지 않은 판이다. 따라서 상류수 또는 기포에 간섭되지 않고 상기 역세척 폐수 배출관(70)으로 신속하게 역세척 폐수를 흐르게 할 수 있다. 보다 바람직하게는 여과 시 간섭을 최소화하기 위하여 상기 역세척 폐수 배출로(33a)는 아래가 좁고 위가 넓은 역삼각형 또는 타원형의 단면을 가질 수 있고, 상기 역세척 폐수 배출로의 하부면은 상기 역세척 폐수 배축관을 쪽으로 아래 방향으로 기울기를 가져 보다 원활하게 상기 역세척 폐수가 상기 역세척 폐수 배출로(33a)에서 이동할 수 있도록 할 수 있다. The upper perforated plate 33 of this embodiment is characterized in that a backwash wastewater discharge path 33a is formed. In the above-described backwashing process, contaminants are detached from the filter media and float to the upper part, which is preferably transferred to the first
구형 섬유 볼 여재의 사이에 억류된 오염물질은 여재 하부에서 공기가 지속적으로 공급되어 여재 사이를 통하여 상부로 이동하면서 생성된 전단력으로 여재로부터 탈리된다. 동시에 탈리된 오염물질이 포함된 역세척 폐수는 상부타공판(33)의 역세척 폐수 배제로(33a)와 역세척 폐수 배출공(32)을 지나 역세척 폐수 배출관(70)으로 이송됨으로서 여재로부터 탈리된 오염물질이 완전히 여과조(30)에서 분리된다. Contaminants trapped between the spherical fiber ball media are continuously supplied with air from the bottom of the media and are separated from the media by the shear force generated while moving upward through the media. At the same time, the backwash wastewater containing desorbed pollutants passes through the backwash wastewater exclusion path 33a of the upper perforated plate 33 and the backwash
충분히 오염물질이 탈리된 후 여재층의 물은 상기 하부타공판(34)에 이르기까지 상기 제2 정체수 이송펌프(17)를 통하여 배출되고, 이어지는 역세척은 상기 여재부(31) 하부에서 처리수(세척수, 역세수)와 공기를 동시에 상향류로 공급하여 잔여 오염물질을 여재로부터 분리하는 동시에 상기 역세척 폐수 배수로(33a)와 역세척 폐수 배출관(70)을 통하여 폐수를 배출함으로써 물의 흐름과 공기에 의한 전단력으로 역세척 효과를 극대화한 것이다. 상기 여재부(31)의 오염물질이 충분히 세척된 후 상기 여재부(31) 하부와 상기 전처리조(10)의 정체수는 상기 제1 정체수 이송펌프(16) 및 상기 제2 정체수 이송펌프(17)를 이용하여 완전히 배출하면, 본 비점오염저감시설은 강우 전 초기 상태로 전환되는 것은 앞서 설명한 본원발명에 따른 제1 실시 예와 같다. After the contaminants are sufficiently removed, the water in the filter media layer is discharged through the second stagnant water transfer pump 17 up to the lower
본 발명은 특정한 실시 예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정하는 것은 아니다. 본 발명의 기술적 사상의 범주 내에서는 얼마든지 수정 및 변형 실시가 가능함은 물론이다.Although the present invention has been described with reference to specific embodiments, the present invention is not limited thereto. It goes without saying that any number of modifications and variations are possible within the scope of the technical spirit of the present invention.
10 전처리조
11 유입관
12 제1 유입 전처리조
13 제2 월류수 전처리조
14 처리대상수 유입로
15 전처리조 월류벽
16 제1 정체수 이송펌프
17 제2 정체수 이송펌프
30 여과조
31 여재부
32 역세척 폐수 배출공
33 상부 타공판
33a 역세척 폐수 배제로
34 하부 타공판
35 공기 공급관
36 처리수 공급관
37 처리수 월류벽
50 처리수조
51 방류구
52 처리수조 펌프
70 역세척 폐수 배출관
71 역세척 폐수 배출 밸브
80 송풍기10 pretreatment tank
11 Inlet pipe
12 First inflow pretreatment tank
13 2nd overflow water pretreatment tank
14 Treatment target water inflow path
15 Pretreatment tank overflow wall
16 1st stagnant water transfer pump
17 2nd stagnant water transfer pump
30 filter tank
31 women
32 Backwash wastewater outlet
33 upper perforated plate
33a Backwash Wastewater Exclusion Furnace
34 lower perforated plate
35 air supply line
36 treated water supply pipe
37 treated water overflow wall
50 treatment tank
51 outlet
52 treatment tank pump
70 Backwash wastewater discharge pipe
71 Backwash Wastewater Drain Valve
80 blower
Claims (9)
상기 전처리조에는 전처리조 월류벽이 형성되어, 강우유출수가 상기 전처리조의 유입관으로 들어오는 공간인 제1 유입 전처리조와, 상기 강우유출수가 상기 제1 유입 전처리조에서 월류되어 처리대상수로서 상기 여과조로 유입되는 공간인 제2 월류수 전처리조로 구획되고, 상기 제2 월류수 전처리조의 하부는 상기 여과조의 하부와 처리대상수 유입로를 통하여 연결되며, 처리대상수는 상기 처리대상수 유입로를 통해 상기 여과조의 하부로 유입되고;
상기 여과조에는, 여재가 채워지는 여재부, 상기 여재부의 상부에 위치하며 상기 여재는 빠져 나가지 못하되 처리수는 통과할 수 있도록 다수의 통공이 형성된 상부 타공판, 상기 여재부의 하부에 위치하며 상기 여재는 빠져 나가지 못하되 처리대상수는 통과할 수 있도록 다수의 통공이 형성된 하부 타공판, 하부에 설치되어 공기를 여러 개의 공기 분산 노즐로 배출하는 공기 공급관, 상기 처리수조에 잔류하는 처리수를 상기 여과조에 공급하는 처리수 공급관이 설치되어 있고;
처리대상수 여과 시에는, 상기 전처리조로부터 상기 처리대상수 유입로를 통해 상기 여과조의 하부로 처리대상수가 유입되어, 상기 처리수조로 월류되어 넘어가, 상기 처리대상수가 상향류로 상기 여재부를 통과하게 되어, 입자성 오염물질은 상기 여재에 의하여 걸러지되;
상기 여재 역세척 시에는, 상기 공기 공급관과 상기 처리수 공급관을 통해 순차적으로 또는 동시에 공기 및/또는 처리수를 상기 여과조로 주입 및/또는 이송하여 상기 여재 공극에 있는 비점오염물질을 전단력으로 여재로부터 탈리시키되,
상기 역세척은 (1) 공기 주입 모드, (2) 공기 주입 및 하방 수위 조절 모드, (3) 상방 수위 조절 및 공기 주입 모드를 비점오염원과 여재의 특성을 고려하여 선택적으로 적용하여 역세척 효율을 높이는 것이고;
상기 공기 주입 모드는 처리대상수 여과가 종료된 후 공기를 주입하면서 여재 사이에 억류된 오염물질을 세척해서 분리해 내어 여재부의 상부 타공판의 상단 높이에 형성되는 역세척 폐수 배출공을 지나 역세척 폐수 배출관으로 역세척 폐수를 배출하는 것이며;
상기 공기 주입 및 하방 수위 조절 모드는 상기 공기 주입 모드에, 여과조 수위 조절 펌프를 이용하여 상기 여과조의 수위를 낮추는 것을 추가한 것이고;
상기 상방 수위 조절 및 공기 주입 모드는 처리수와 공기를 동시에 주입하여 상기 여재부에 잔류된 오염물질을 상기 공기 주입 및 하방 수위 조절 모드와 다른 전단력을 제공하여 상기 여재를 추가로 세척하는 것임을 특징으로 하는
비점오염저감시설In a bottom-up non-point pollution reduction facility that includes a pretreatment tank, a filtration tank, a treatment tank, a pump and a pipe, and performs backwashing of the filter media after the end of rain,
A pretreatment tank overflow wall is formed in the pretreatment tank, and a first inflow pretreatment tank, which is a space where rainfall runoff enters the inlet pipe of the pretreatment tank, and the rainfall runoff overflow from the first inflow pretreatment tank to the filtration tank as water to be treated It is partitioned into a second overflow water pre-treatment tank which is an inflow space, and the lower part of the second overflow water pre-treatment tank is connected to the lower part of the filtration tank through the treatment target water inflow path, and the target water is the treatment target water through the inflow path of the filtration tank. inflow into the lower part;
In the filtration tank, the filter media is filled with the filter media, located on the upper part of the filter media, the filter media cannot escape, but the treated water can pass through the upper perforated plate, the upper perforated plate is located in the lower part of the filter media, the filter media is A lower perforated plate with a plurality of through-holes formed so that the water to be treated cannot escape, but an air supply pipe installed at the bottom to discharge air to several air dispersing nozzles, and the treated water remaining in the treatment water tank is supplied to the filtration tank a treated water supply pipe is installed;
When the water to be treated is filtered, the water to be treated flows from the pretreatment tank to the lower part of the filtration tank through the inflow path of the water to be treated, overflows into the treatment tank, and the water to be treated passes through the filter unit in an upward flow. The particulate contaminants are filtered out by the filter medium;
During backwashing of the filter media, air and/or treated water are sequentially or simultaneously injected and/or transferred to the filtration tank through the air supply pipe and the treated water supply pipe to remove non-point pollutants in the pores of the filter media from the filter media by shearing force. let it go,
The backwashing is performed by selectively applying (1) air injection mode, (2) air injection and lower water level control mode, (3) upper water level control and air injection mode in consideration of the characteristics of non-point pollution sources and media to increase backwashing efficiency. to raise;
In the air injection mode, after the filtration of the water to be treated is completed, air is injected and pollutants trapped between the filter media are washed and separated, and the backwash wastewater passes through the backwash wastewater discharge hole formed at the upper height of the upper perforated plate of the filter media. discharging the backwash wastewater into a drain pipe;
the air injection and lower water level control mode is the addition of lowering the water level in the filter tank by using a filter tank water level control pump to the air injection mode;
In the upper water level control and air injection mode, treated water and air are simultaneously injected to provide a shear force different from that in the air injection and lower water level control mode for contaminants remaining in the filter medium to additionally wash the filter medium. doing
Non-point pollution reduction facility
상기 공기 주입 및 하방 수위 조절 모드는 상기 여과조 내의 수위를 상기 처리수 월류벽 끝단과 상기 상부 타공판 사이에 위치하도록 조정하는 것임을 특징으로 하는
비점오염저감시설The method of claim 1,
The air injection and lower water level control mode is characterized in that the water level in the filtration tank is adjusted to be located between the end of the treated water overflow wall and the upper perforated plate
Non-point pollution reduction facility
상기 여과조 수위 조절 펌프는 상기 제2 월류수 전처리조에 위치하는 제2 정체수 이송펌프인 것을 특징으로 하는
비점오염저감시설The method of claim 1,
The filtration tank water level control pump is a second still water transfer pump located in the second overflow water pretreatment tank.
Non-point pollution reduction facility
상기 역세척 폐수 배출관은 여과조에서 역세척 폐수를 제1 유입 전처리조로 이송하되;
상기 공기 주입 모드에서 상기 역세척 폐수 배출관을 개방하는 역세척 폐수 배출 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
비점오염저감시설The method of claim 1,
the backwashing wastewater discharge pipe transfers the backwashing wastewater from the filtration tank to the first inflow pretreatment tank;
and a backwash wastewater discharge valve for opening the backwashing wastewater discharge pipe in the air injection mode.
Non-point pollution reduction facility
상기 제2 정체수 이송펌프를 가동하여 상기 공기 주입과 동시에 또는 순차적으로 상기 여과조 내의 수위를 낮추는 것을 특징으로 하는
비점오염저감시설4. The method of claim 3,
By operating the second stagnant water transfer pump, the water level in the filtration tank is lowered simultaneously or sequentially with the air injection.
Non-point pollution reduction facility
상기 여과조 내의 수위가 상기 제2 정체수 이송펌프로 상기 하부 타공판에 대응하여 낮아진 수위 상태에서 처리수조 펌프를 이용하여 상기 처리수조 내의 깨끗한 처리수를 처리수 공급관을 이용하여 상기 여과조 내로 공급하면서 상기 여재를 역세척하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
비점오염저감시설6. The method of claim 5,
In a state where the water level in the filtration tank is lowered corresponding to the lower perforated plate with the second stagnant water transfer pump, clean treated water in the treated water tank is supplied into the filtration tank using a treated water supply pipe using a treatment water tank pump. characterized in that it further comprises the step of backwashing
Non-point pollution reduction facility
상기 오염물질이 상기 여재로부터 탈리되는 정도에 따라 상기 역세척 폐수 배출 밸브의 개폐를 조절하는 것을 특징으로 하는
비점오염저감시설 5. The method of claim 4,
Controlling the opening and closing of the backwash wastewater discharge valve according to the degree to which the contaminants are desorbed from the filter medium
Non-point pollution reduction facility
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