KR102392836B1 - 섬유상 및 입상여재의 다단구조 여재층을 이용한 비점오염 저감시설 - Google Patents

섬유상 및 입상여재의 다단구조 여재층을 이용한 비점오염 저감시설 Download PDF

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Abstract

본 발명은 섬유상 및 입상여재의 다단구조 여재층을 이용한 비점오염 저감시설에 관한 것으로, 그 구성은 내부에 비점오염원이 포함된 우수(雨水)가 유입되는 입구가 형성되되, 그 입구에는 조대한 오염원을 집진하는 스크린 바스켓이 형성되며, 내부에는 내부 공간을 구획하는 하나 이상의 격벽이 형성되어 상기 입구로 유입된 우수는 상·하부로 지그재그 유통되며, 그 유통된 우수는 여과조와 연통되는 제1연통구를 통해 상기 여과조로 유통되도록 하는 전처리조;와, 내부에 상기 제1연통구를 통해 유입되는 우수가 수용되며, 측면에는 내부에 수용된 여과필터를 통과하여 정제된 우수가 처리수조로 유통되는 제2연통구가 형성되는 여과조;와, 상기 여과조 상에 형성되되, 상기 제1연통구와 제2연통구 사이에 위치되어 상기 제1연통구를 통해 유입되어 상기 제2연통구로 유출되는 우수를 정제하는 여과필터;와, 상기 제2연통구를 통해 유입되는 우수가 수용되도록 내부에 공간이 형성되며, 측면에는 내부로 유입된 우수를 외부로 배출하는 출구가 형성되는 처리수조;와, 상기 여과필터를 세척하여 상기 여과필터의 반복적인 사용을 유도하는 세척수단;과, 상기 세척수단의 작동을 자동으로 제어하는 컨트롤러;로 구성되는 것을 특징으로 하는 것으로서,
우수가 유입되는 입구의 스크린 바스켓을 통해 1차적으로 조대한 오염원을 집진한 후에 전처리조에서 유입된 우수에 잔존하는 비중이 높은 비점오염원을 2차적으로 집진 정제한 후, 여과조에 수용된 여과필터를 통한 5번의 정제과정으로 우수를 매우 정밀하게 정제할 수 있어 우수의 정제효과를 극대화할 수 있을 뿐만 아니라, 세척수단을 통한 간편한 여과필터의 세척과정을 통해 여과필터의 반복적인 재사용이 가능함으로 시설의 경제적이고 편리한 운영 관리를 유도할 수 있는 효과가 있다.
또한, 컨트롤러는 시설을 통한 우수의 정제과정이 수행되거나 정지된 상태를 명확하게 인지하고, 그 상태정보를 기반으로 여과필터의 세척이 요구되면 세척수단을 작동을 제어하여 자동으로 여과필터를 간편히 세척하여 재사용될 수 있도록 준비함으로 더욱 편리한 시설의 운영 관리를 유도할 수 있는 효과가 있다.

Description

섬유상 및 입상여재의 다단구조 여재층을 이용한 비점오염 저감시설{Non-point pollution reduction facility using multi-stage filter media layers of fibrous and granular filter media}
본 발명은 섬유상 및 입상여재의 다단구조 여재층을 이용한 비점오염 저감시설에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 우수가 유입되는 입구의 스크린 바스켓을 통해 1차적으로 조대한 오염원을 집진한 후에 전처리조에서 유입된 우수에 잔존하는 비중이 높은 비점오염원을 2차적으로 집진 정제한 후, 여과조에 수용된 여과필터를 통한 5번의 정제과정으로 우수를 매우 정밀하게 정제할 수 있어 우수의 정제효과를 극대화할 수 있을 뿐만 아니라, 세척수단을 통한 간편한 여과필터의 세척과정을 통해 여과필터의 반복적인 재사용이 가능함으로 시설의 경제적이고 편리한 운영 관리를 유도할 수 있는 섬유상 및 입상여재의 다단구조 여재층을 이용한 비점오염 저감시설에 관한 것이다.
도시 지역에서 발생되는 오염원은 크게 점오염원과 비점오염원(非點汚染源, nonpoint pollution source)으로 구분된다. 점오염원은 가정하수, 공장폐수와 같이 오염배출원이 하나의 점으로 표현될 수 있는 특정한 배출경로를 가진 오염원으로 이동경로가 명확해 비교적 처리가 용이하나 비점오염원은 도시, 도로, 농지, 산지, 공사장 등 불특정 장소에서 불특정하게 수질오염물질을 배출하는 배출원을 말한다. (물 환경 보전에 관한 법률 참조).
이러한 비점오염원은 생활하수나 공장폐수처럼 특정한 지점에서 지속적으로 발생하는 점오염원과는 달리 산재되어 있는 오염원으로서 정확한 유출경로를 확인하기 어렵고 유입이 비지속적이다. 특히 오염물질의 유출 및 배출경로가 명확하게 구분되지 않아 수집이 어렵고 발생량, 배출량이 강수량 등 기상조건에 크게 좌우되며 오염물질이 희석, 확산되면서 넓은 지역으로 배출되는 특징이 있다. 또한 비점오염물질의 종류에는 토사, 유해세균, 중금속, 살충제, 협잡물 등이 있다.
또한, 비점오염원은 비점오염원의 유출이 강우 시에만 집중되고 오염원이 넓은 지역에 분산되어 있기 때문에 오염원으로서의 그 중요성이 인식되지 못하였다. 하지만, 강우 초기에 지표면의 비점오염원이 유출되는 초기우수(first-flush)는 비점오염원의 유출농도가 높고 특히 도시 지역의 경우는 중금속 등의 독성물질 함유 가능성이 높아 이에 대한 적절한 제어방안이 요구되고 있다. 즉 강우에 의한 비점오염원 유출은 그 발생이 매우 불규칙하며, 많은 종류의 난분해성 비점오염원을 함유하고 있고, 발생량 과부하량 변동이 크며, 즉 시간에 따른 유량 변동 폭이 크며, 강우초기에 비점오염원 농도가 급격하게 증가하는 등의 특성을 가지고 있다.
따라서 비점오염원에서 강우와 더불어 유출되는 토사, 영양염류, 고농도의 중금속 등의 오염물질은 수집 및 처리가 어려운데 특별한 처리 없이 바로 하천으로 유입되면 수질을 오염시키고, 이에 따라 어류가 집단폐사하거나 저서생물의 서식처가 파괴되어 수생태계가 교란되는 문제를 안고 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 비점오염원이 포함되는 우수를 정화하는 비점오염 저감시설이 지하로 구축 매설되어 운영되고 있는데, 종래의 비점오염 저감시설은 구조가 복잡하고 장치의 운영 관리가 어렵다는 사용상의 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 바와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 그 목적은 우수가 유입되는 입구의 스크린 바스켓을 통해 1차적으로 조대한 오염원을 집진한 후에 전처리조에서 유입된 우수에 잔존하는 비중이 높은 비점오염원을 2차적으로 집진 정제한 후, 여과조에 수용된 여과필터를 통한 5번의 정제과정으로 우수를 매우 정밀하게 정제할 수 있어 우수의 정제효과를 극대화할 수 있을 뿐만 아니라, 세척수단을 통한 간편한 여과필터의 세척과정을 통해 여과필터의 반복적인 재사용이 가능함으로 시설의 경제적이고 편리한 운영 관리를 유도할 수 있는 섬유상 및 입상여재의 다단구조 여재층을 이용한 비점오염 저감시설을 제공함에 있다.
또한, 컨트롤러는 시설을 통한 우수의 정제과정이 수행되거나 정지된 상태를 명확하게 인지하고, 그 상태정보를 기반으로 여과필터의 세척이 요구되면 세척수단을 작동을 제어하여 자동으로 여과필터를 간편히 세척하여 재사용될 수 있도록 준비함으로 더욱 편리한 시설의 운영 관리를 유도할 수 있는 섬유상 및 입상여재의 다단구조 여재층을 이용한 비점오염 저감시설을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 섬유상 및 입상여재의 다단구조 여재층을 이용한 비점오염 저감시설은 내부에 비점오염원이 포함된 우수(雨水)가 유입되는 입구가 형성되되, 그 입구에는 조대한 오염원을 집진하는 스크린 바스켓이 형성되며, 내부에는 내부 공간을 구획하는 하나 이상의 격벽이 형성되어 상기 입구로 유입된 우수는 상·하부로 지그재그 유통되며, 그 유통된 우수는 여과조와 연통되는 제1연통구를 통해 상기 여과조로 유통되도록 하는 전처리조;와, 내부에 상기 제1연통구를 통해 유입되는 우수가 수용되며, 측면에는 내부에 수용된 여과필터를 통과하여 정제된 우수가 처리수조로 유통되는 제2연통구가 형성되는 여과조;와, 상기 여과조 상에 형성되되, 상기 제1연통구와 제2연통구 사이에 위치되어 상기 제1연통구를 통해 유입되어 상기 제2연통구로 유출되는 우수를 정제하는 여과필터;와, 상기 제2연통구를 통해 유입되는 우수가 수용되도록 내부에 공간이 형성되며, 측면에는 내부로 유입된 우수를 외부로 배출하는 출구가 형성되는 처리수조;와, 상기 여과필터를 세척하여 상기 여과필터의 반복적인 사용을 유도하는 세척수단;과, 상기 세척수단의 작동을 자동으로 제어하는 컨트롤러;를 포함하여 구성되며,
상기 여과필터는 상기 제1연통구의 상부에 위치되어 상기 여과조의 내부를 폐쇄하되, 내부에는 우수가 유통될 수 있는 다수의 구멍이 형성되는 하부 유통판과, 상기 하부 유통판의 상부에 적층되는 것으로, 내부에 미세한 공극이 형성되어 상기 하부 유통공을 통해 유입되는 우수에 잔존하는 비점오염원을 집진하는 스펀지 재질의 제1섬유 여재필터과, 상기 제1섬유 여재필터의 상부에 적층되는 것으로, 내부에 공간을 가지되, 표면에는 미세한 공극이 형성되는 부직포 여과필터와, 그 부직포 여과필터 내부에 소정의 크기를 갖는 다수의 입상여재가 충진되어 상기 제1섬유 여재필터를 통과한 우수에 잔존하는 비점오염원을 집진하는 입상 여재필터와, 상기 입상 여재필터 상부에 적층되는 것으로, 내부에 미세한 공극이 형성되어 상기 입상 여재필터를 통과한 우수에 잔존하는 비점오염원을 집진하는 제2섬유 여재필터와, 상기 제2섬유 여재필터의 상부에 위치되어 상기 여과조 내부를 폐쇄하되, 상기 제2연통구의 하부에 위치되며, 내부에는 상기 제2섬유 여재필터를 통과한 우수가 유통되는 다수의 구멍이 형성되는 상부 유통판을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
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또한, 상기 세척수단은 상기 전처리조의 바닥에 형성되어 상기 전처리조에 수용된 물(우수)과 함께 바닥에 침전된 비점오염원을 흡입하는 다수의 배출펌프와, 상기 배출펌프와 연결되어 상기 배출펌프를 통해 흡입된 물과 비점오염원을 외부로 안내 배출하는 배출배관과, 상기 처리수조 상에 형성되어 상기 처리수조에 수용된 물을 흡입하는 하나 이상의 공급펌프와, 상기 공급펌프와 연결되어 상기 공급펌프를 통해 흡입된 물을 상기 여과조로 안내 공급하는 공급배관과, 외부의 공기를 흡입 공급하는 송풍기와, 일단은 상기 송풍기와 연결되고, 타단은 상기 여과필터의 하부에 위치되되, 타단에는 내부에 상기 여과필터로 향하는 다수의 분사구멍이 형성되는 다수의 분사파이프가 형성되어 상기 송풍기를 통해 공급되는 공기를 상기 여과필터로 분사하는 공기 공급부재를 포함하여 구성되며,
상기 컨트롤러는 상기 제2연통구와 동일한 높이에 위치되어 상기 전처리조의 수위를 감지하고, 그 감지정보를 제어반으로 전송하는 기준 수위센서와, 상기 기준 수위센서보다 높게 위치되어 상기 전처리조의 수위를 감지하고, 그 감지정보를 제어반으로 전송하는 고(高) 수위센서와, 상기 기준 수위센서보다 낮게 위치되어 상기 전처리조의 수위를 감지하고, 그 감지정보를 제어반으로 전송하는 저(低) 수위센서와, 상기 제1연통구보다 낮은 높이에 위치되어 상기 전처리조의 바닥 부근 수위를 감지하고, 그 감지정보를 제어반으로 전송하는 제1바닥 수위센서와, 상기 처리수조의 바닥 부근 수위를 감지하고, 그 감지정보를 상기 제어반으로 전송하는 제2바닥 수위센서와, 상기 수위센서들의 감지정보를 기반으로 상기 세척수단의 작동을 제어하는 제어반을 포함하여 구성되되,
상기 제어반은 상기 전처리조의 수위가 상기 고 수위센서의 높이로 감지되면 상기 전처리조의 입구로 우수가 연속 유입되어 상기 여과필터를 통한 우수의 정제가 수행되는 것으로 인지하며,
상기 전처리조의 수위가 상기 기준 수위센서의 높이로 감지된 후에 설정된 시간을 초과하여 수위가 유지되면 상기 전처리조의 입구로 우수의 유입이 중단된 것으로 인지하여,
상기 배출펌프를 작동시켜 상기 전처리조에 수용된 우수(물)를 외부로 배출하되, 상기 전처리조의 수위가 상기 저 수위센서에 감지되면 상기 배출펌프의 작동을 정지시키며,
그런 후, 상기 송풍기를 작동시켜 상기 여과필터를 1차적으로 세척한 후에 상기 송풍기의 작동을 정시시킨 후, 상기 배출펌프를 작동시켜 물과 비점오염원을 외부로 배출하되, 상기 전처리조의 수위가 상기 제1바닥 수위센서에 감지되면 상기 배출펌프의 작동을 정지시키며,
그런 후, 상기 공급펌프를 작동시켜 상기 처리수조에 수용된 깨끗한 우수를 상기 여과조로 공급하되, 상기 여과조로 공급되는 물의 수위가 상기 저 수위센서의 높이로 감지되면 상기 공급펌프의 작동을 중지시키며,
그런 후, 상기 송풍기를 작동시켜 상기 여과필터를 2차적으로 세척한 후에 상기 송풍기의 작동을 정시시킨 후, 상기 배출펌프를 작동시켜 물과 비점오염원을 외부로 배출하되, 상기 전처리조의 수위가 상기 제1바닥 수위센서에 감지되면 상기 배출펌프의 작동을 정지시켜 최초의 상태로 리셋시키는 방식으로 설비를 자동으로 제어 관리하는 것을 특징으로 한다.
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이상에서와 같이 본 발명에 따른 섬유상 및 입상여재의 다단구조 여재층을 이용한 비점오염 저감시설에 의하면, 우수가 유입되는 입구의 스크린 바스켓을 통해 1차적으로 조대한 오염원을 집진한 후에 전처리조에서 유입된 우수에 잔존하는 비중이 높은 비점오염원을 2차적으로 집진 정제한 후, 여과조에 수용된 여과필터를 통한 5번의 정제과정으로 우수를 매우 정밀하게 정제할 수 있어 우수의 정제효과를 극대화할 수 있을 뿐만 아니라, 세척수단을 통한 간편한 여과필터의 세척과정을 통해 여과필터의 반복적인 재사용이 가능함으로 시설의 경제적이고 편리한 운영 관리를 유도할 수 있는 효과가 있다.
또한, 컨트롤러는 시설을 통한 우수의 정제과정이 수행되거나 정지된 상태를 명확하게 인지하고, 그 상태정보를 기반으로 여과필터의 세척이 요구되면 세척수단을 작동을 제어하여 자동으로 여과필터를 간편히 세척하여 재사용될 수 있도록 준비함으로 더욱 편리한 시설의 운영 관리를 유도할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 섬유상 및 입상여재의 다단구조 여재층을 이용한 비점오염 저감시설의 개념도
도 2는 도 1에 도시된 섬유상 및 입상여재의 다단구조 여재층을 이용한 비점오염 저감시설의 여과필터 및 세척수단을 도시한 도면
도 3은 도 1에 도시된 섬유상 및 입상여재의 다단구조 여재층을 이용한 비점오염 저감시설을 설명하기 위한 도면
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 섬유상 및 입상여재의 다단구조 여재층을 이용한 비점오염 저감시설를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략한다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 섬유상 및 입상여재의 다단구조 여재층을 이용한 비점오염 저감시설를 도시한 것으로, 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 섬유상 및 입상여재의 다단구조 여재층을 이용한 비점오염 저감시설의 개념도를, 도 2는 도 1에 도시된 섬유상 및 입상여재의 다단구조 여재층을 이용한 비점오염 저감시설의 여과필터 및 세척수단을 도시한 도면를, 도 3은 도 1에 도시된 섬유상 및 입상여재의 다단구조 여재층을 이용한 비점오염 저감시설을 설명하기 위한 도면을 각각 나타낸 것이다.
상기 도면에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 섬유상 및 입상여재의 다단구조 여재층을 이용한 비점오염 저감시설(100)는 전처리조(10)와, 여과조(20)와, 여과필터(30)와, 처리수조(40)와, 세척수단(50)과, 컨트롤러(60)를 포함하고 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 전처리조(10)는 내부에 비점오염원이 포함된 우수(雨水)가 유입되는 입구(11)가 형성되되, 그 입구(11)에는 조대한 오염원을 집진하는 스크린 바스켓(14)이 형성되며, 내부에는 내부 공간을 구획하는 하나 이상의 격벽(12)이 형성되어 상기 입구(11)로 유입된 우수는 상·하부로 지그재그 유통되며, 그 유통된 우수는 후설될 상기 여과조(20)와 연통되는 제1연통구(13)를 통해 상기 여과조(20)로 유통되도록 한다.
통상적으로 상기 전처리조(10)의 입구(11)로 유입되는 우수에는 토사와 낙엽이나 일반 쓰레기가 뒤엉킨 덩어리 형태 등의 비점오염원이 존재하는데, 도 3a에 도시된 바와 같이 상기 스크린 바스켓(14)을 통해 우수에 존재하는 조대한 오염원을 1차적으로 집진 제거하며, 상기 전처리조(10)로 유입된 우수는 상기 전처리조(10)의 내부를 격벽(12)을 통해 적어도 둘 이상의 공간으로 구획함으로 상기 전처리조(10)를 상하 방향으로 지그재그로 유통되면서 자연스럽게 물보다 비중이 높은 비점오염원들이 상기 전처리조(10)의 바닥에 침전 집진되면서 2차적으로 집진 제거된다.
따라서 상기 전처리조(10)로 유입된 우수에 존재하는 일부의 비점오염원을 후설될 상기 여과필터(30)를 거치지 않고 정제할 수 있어 매우 우수하고 경제적인 우수의 정제효과를 기대할 수 있다.
여기서, 상기 전처리조(10)의 내부에는 2개의 격벽(12)이 형성되어 3개의 공간으로 구획되도록 구성되나, 이러한 개수로 한정하여 격벽(12)을 구성하는 것은 물론 아니며 설비의 규모나 우수의 유입되는 용량 등을 기반으로 다양한 개수로 형성될 수 있음은 물론이다.
또한, 상기 제1연통구(13)는 상기 격벽(12)에 의해 구획되는 다수의 공간 중에서 상기 여과조(20)와 인접하는 마지막 공간의 상기 전처리조(10)의 측벽에 형성되어 상기 전처리조(10)에 유입되어 지그재그로 유통되면서 비중이 높은 비점오염원이 침전되어 정제된 우수가 상기 여과조(20)로 유통(공급)되도록 하되, 상기 제1연통구(13)는 상기 전처리조(10)의 하부에 설치되어 상기 전처리조(10)에 수용된 우수가 상기 여과조(20)로 용이하게 진입하도록 함은 물론이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 여과조(20)는 내부에 상기 제1연통구(13)를 통해 유입되는 우수가 수용되며, 측면에는 내부에 수용된 여과필터(30)를 통과하여 정제된 우수가 처리수조(40)로 유통되는 제2연통구(21)가 형성되도록 한다.
여기서, 도 3b에 도시된 바와 같이 상기 여과조(20) 상에 형성되는 상기 여과필터(30)는 상기 제1,2연통구(13,21) 사이를 폐쇄하여 상기 제1연통구(13)를 통해 유입된 우수의 수위가 점차 높아지면 자연스럽게 상기 여과필터(30)를 통과하면서 정제되고, 그 정제된 우수는 상기 제2연통구(21)를 통해 유통되도록 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 여과필터(30)는 상기 여과조(20) 상에 형성되되, 상기 제1연통구(13)와 제2연통구(21) 사이에 위치되어 상기 제1연통구(13)를 통해 유입되어 상기 제2연통구(21)로 유출되는 우수를 정제하는 것으로,
상기 제1연통구(13)의 상부에 위치되어 상기 여과조(20)의 내부를 폐쇄하되, 내부에는 우수가 유통될 수 있는 다수의 구멍이 형성되는 하부 유통판(31)과, 상기 하부 유통판(31)의 상부에 적층되는 것으로, 내부에 미세한 공극이 형성되어 상기 하부 유통판(31)을 통해 유입되는 우수에 잔존하는 비점오염원을 집진하는 스펀지 재질의 제1섬유 여재필터(32)과, 상기 제1섬유 여재필터(32)의 상부에 적층되는 것으로, 내부에 공간을 가지되, 표면에는 미세한 공극이 형성되는 부직포 여과필터(33b)와, 그 부직포 여과필터(33b) 내부에 소정의 크기를 갖는 다수의 입상여재(33a)가 충진되어 상기 제1섬유 여재필터(32)를 통과한 우수에 잔존하는 비점오염원을 집진하는 입상 여재필터(33)와, 상기 입상 여재필터(33) 상부에 적층되는 것으로, 내부에 미세한 공극이 형성되어 상기 입상 여재필터(33)를 통과한 우수에 잔존하는 비점오염원을 집진하는 제2섬유 여재필터(34)와, 상기 제2섬유 여재필터(34)의 상부에 위치되어 상기 여과조(20) 내부를 폐쇄하되, 상기 제2연통구(21)의 하부에 위치되며, 내부에는 상기 제2섬유 여재필터(34)를 통과한 우수가 유통되는 다수의 구멍이 형성되는 상부 유통판(35)을 포함하여 구성된다.
즉, 도 3b에 도시된 바와 같이 상기 여과조(20)로 진입한 우수는 상기 여과필터(20)의 제1섬유 여재필터(32)와, 부직포 여과필터(33b)와 입상여재(33a)로 이루어진 입상 여재필터(33) 및 제2섬유 여재필터(34)를 순차적으로 통과하면서 총 5번의 정제과정을 거쳐 정밀하게 정제되도록 하며, 상기 여과필터(30)를 통과하여 정제된 우수는 상기 제2연통구(21)를 통해 상기 처리수조(40)로 유통되도록 한다.
여기서, 상기 여과조(20)로 우수가 유입되면 상기 여과조(20)의 수위가 서서히 승강하면서 우수가 자연스럽게 상기 여과필터(30)를 통과하게 되는데, 이때 우수가 상기 여과필터(30)를 통과하는 수압에 의해 상기 제1섬유 여재필터(32)와 입상 여재필터(33) 및 제2섬유 여재필터(34)가 압착되면서 내부의 공극이 조밀해져 상기 여과필터(30)를 통과하는 우수에 잔존하는 비점오염원이 효과적으로 정제되도록 한다.
특히, 상기 입상 여재필터(33)는 내부에 다수의 입상여재(33a)가 자유롭게 분포되어 있어 수압에 의해 더욱 용이하게 밀착(압착)되면서 상기 입상 여재필터(33)의 내부 공극을 조밀하게 형성할 수 있어 상기 입상 여재필터(33)를 통해 매우 효과적인 우수의 정제를 유도할 수 있다.
이러한 상기 입상 여재필터(33)의 특성은 후설될 상기 세척수단(50)을 통한 매우 효과적인 세척이 유도되는데, 이에 대해서는 아래에서 상세히 설명하도록 한다.
또한, 상기 제1,2섬유 여재필터(32,34)는 흡착성과 고탄력성 및 내구성이 우수하여 장기간 필터 용도로 사용할 수 있는 폴리우레탄(PolyUrethane) 재질을 사용함이 바람직하나, 이러한 재질로 한정하여 구현하는 것은 물론 아니다.
또한, 상기 하부 및 상부 유통판(31,35)은 상기 제1섬유 여재필터(32)와 입상 여재필터(33) 및 제2섬유 여재필터(34)의 위치를 견고히 고정하여 필터의 기능이 안정적으로 수행되도록 함은 물론이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 처리수조(40)는 상기 제2연통구(21)를 통해 유입되는 우수가 수용되도록 내부에 공간이 형성되며, 측면에는 내부로 유입된 우수를 외부로 배출하는 출구(41)가 형성되도록 한다.
여기서, 상기 처리수조(40)에는 상기 여과필터(30)를 통해 정제된 우수가 저장되도록 하며, 그 저장된 우수는 상기 출구(41)를 통해 기존의 우수관로와 연결되어 배출된다.
도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 세척수단(50)은 상기 여과필터(30)를 세척하여 상기 여과필터(30)의 반복적인 사용을 유도하는 것으로,
상기 전처리조(10)의 바닥에 형성되어 상기 전처리조(10)에 수용된 물(우수)과 함께 바닥에 침전된 비점오염원을 흡입하는 다수의 배출펌프(51)와, 상기 배출펌프(51)와 연결되어 상기 배출펌프(51)를 통해 흡입된 물과 비점오염원을 외부로 안내 배출하는 배출배관(52)과, 상기 처리수조(40) 상에 형성되어 상기 처리수조(40)에 수용된 물을 흡입하는 하나 이상의 공급펌프(53)와, 상기 공급펌프(53)와 연결되어 상기 공급펌프(53)를 통해 흡입된 물을 상기 여과조(20)로 안내 공급하는 공급배관(54)과, 외부의 공기를 흡입 공급하는 송풍기(55)와, 일단은 상기 송풍기(55)와 연결되고, 타단은 상기 여과필터(30)의 하부에 위치되되, 타단에는 내부에 상기 여과필터(30)로 향하는 다수의 분사구멍(56a')이 형성되는 다수의 분사파이프(56a)가 형성되어 상기 송풍기(55)를 통해 공급되는 공기를 상기 여과필터(30)로 분사하는 공기 공급부재(56)를 포함하여 구성된다.
즉, 상기 세척수단(50)을 통해 상기 여과필터(30)의 세척이 요구되면, 도 3d에 도시된 바와 같이 상기 배출펌프(51)와 배출배관(52)을 통해 상기 전처리조(10)에 수용된 물의 일부를 흡입 배출하는데, 이때 상기 전처리조(10)와 여과조(20)는 제1연통구(13)를 통해 연결되므로 결국 상기 전처리조(10)와 함께 상기 여과조(20)에 수용된 물의 일부가 흡입 배출된다.
여기서, 상기 전처리조(10) 및 여과조(20)의 물 일부를 배출하는 이유는 상기 세척수단(50)을 통해 상기 여과필터(30)를 세척하는 과정에서 상기 여과조(20)의 오염된 물이 상기 처리수조(40)로 넘어가는 것을 방지하기 위함이다.
그런 후, 도 3e에 도시된 바와 같이 상기 송풍기(55)를 통해 상기 공기 공급부재(56)로 공기를 공급하여 상기 분사파이프(56a)의 분사구멍(56a')을 통해 상기 여과필터(30) 측으로 강력한 바람을 송출함으로, 상기 여과필터(30)의 제1,2섬유 여재필터(32,34)와 입상 여재필터(33)에 집진된 비점오염원들이 털리면서 세척되도록 한다.
여기서, 상기 입상 여재필터(33)의 내부에 수용된 다수의 입상여재(33a)는 자유롭게 분포되어 있는 특성상, 바람의 풍압에 의해 적극적으로 분산되면서 상기 입상여재(33a)에 의해 집진된 비점오염원이 매우 효과적으로 털리면서 제거되도록 한다.
그런 후, 도 3f에 도시된 바와 같이 상기 송풍기(55)의 작동을 정지시킨 후에 상기 배출펌프(51)를 가동하여 상기 여과필터(30)로부터 이탈되는 비점오염원과 함께 물을 흡입 배출한다.
이때, 상기 전처리조(10)의 바닥에 침전된 비점오염원이 물과 함께 외부로 배출 제거됨은 물론이다.
그런 후, 도 3g에 도시된 바와 같이 상기 배출펌프(51)의 작동을 정지시킨 후에 상기 공급펌프(53)와 공급배관(54)을 통해 상기 처리수조(40)에 수용된 깨끗한(정제된) 물을 상기 여과조(20)로 공급하여 상기 여과필터(30)가 잠액되도록 충진시킨 후, 상기 공급펌프(53)의 작동을 정지시킨다.
그런 후, 도 3h에 상기 송풍기(55)를 재가동하여 깨끗한 물을 통해 상기 여과필터를 다시 한번 정밀하게 세척하여 상기 여과필터(30)의 정제기능이 효과적으로 회복되게 한다.
여기서, 상기 여과필터(30)의 더욱 정밀한 세척이 요구되면 상기와 같은 과정을 반복적으로 수행하여 상기 여과필터(30)를 여러 번 세척할 수 있음은 물론이다.
상기와 같은 방식으로 상기 여과필터(30)를 간편히 세척하여 상기 여과필터(30)를 매우 용이하게 반복적으로 재사용할 수 있어 시설의 경제적이고 편리한 운영 관리를 유도할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 컨트롤러(60)는 상기 세척수단(50)의 작동을 자동으로 제어하는 것으로,
상기 제2연통구(21)와 동일한 높이에 위치되어 상기 전처리조(10)의 수위를 감지하고, 그 감지정보를 제어반(66)으로 전송하는 기준 수위센서(61)와, 상기 기준 수위센서(61)보다 높게 위치되어 상기 전처리조(10)의 수위를 감지하고, 그 감지정보를 상기 제어반(66)으로 전송하는 고(高) 수위센서(62)와, 상기 기준 수위센서(61)보다 낮게 위치되어 상기 전처리조(10)의 수위를 감지하고, 그 감지정보를 상기 제어반(66)으로 전송하는 저(低) 수위센서(63)와, 상기 제1연통구(13)보다 낮은 높이에 위치되어 상기 전처리조(10)의 바닥 부근 수위를 감지하고, 그 감지정보를 상기 제어반(66)으로 전송하는 제1바닥 수위센서(64)와, 상기 처리수조(40)의 바닥 부근 수위를 감지하고, 그 감지정보를 상기 제어반(66)으로 전송하는 제2바닥 수위센서(65)와, 상기 수위센서들(61,62,63,64)의 감지정보를 기반으로 상기 세척수단(50)의 작동을 제어하는 제어반(66)을 포함하여 구성된다.
즉, 상기 컨트롤러(60)의 제어반(66)은 상기 수위센서들(61,62,63,64)의 감지정보를 기반으로 상기 세척수단(50)의 작동을 제어하여 설비의 전체적인 운영을 자동으로 관리하는데, 그 과정을 살펴보면 아래와 같다.
먼저, 도 3b에 도시된 바와 같이 상기 제어반(66)은 상기 전처리조(10)의 수위가 상기 고 수위센서(62)의 높이로 감지되면 외부에 비가 내려 상기 전처리조(10)의 입구(11)로 연속적으로 우수가 유입되면서 상기 여과필터(30)를 통한 우수의 정제가 수행되는 것으로 인지하게 되며,
그런 후, 도 3c에 도시된 바와 같이 상기 제어반(66)은 상기 전처리조(10)의 수위가 상기 기준 수위센서(61)의 높이로 감지된 후에 설정된 시간을 초과하여 수위가 유지되면, 외부에서 내리던 비가 그쳐 상기 전처리조(10)의 입구(11)로 우수의 유입이 중단된 것으로 인지하게 된다.
여기서, 상기 제어부(65)에 설정된 시간은 24시간으로 설정하여, 그 설정된 24시간 동안 상기 전처리조(10)의 수위가 유지되면 비가 그친 것으로 인지하는데, 이러한 설정 시간은 설비가 설치되는 장소, 환경 등을 고려하여 적합하게 설정될 수 있다.
그런 후, 상기 제어반(66)은 비가 내리는 동한 우수의 비점오염원을 정제한 상기 여과필터(30)를 다음에 비가 올 경우에 재사용하기 위한 세척을 수행하기 위해, 도 3d에 도시된 바와 같이 상기 배출펌프(51)를 작동시켜 상기 전처리조(10)에 수용된 우수(물)를 외부로 배출하되, 상기 전처리조(10)의 수위가 상기 저 수위센서(63)에 감지되면 상기 배출펌프(51)의 작동을 정지시킨다.
여기서, 상기 여과조(20)에 공급되는 물의 수위를 상기 저 수위센서(63)의 높이로 설정하는 이유는 상기 송풍기(55)의 공기가 상기 공기 공급부재(56)를 통해 배출되는 과정에서 상기 여과조(20)에 수용된 물의 표면이 출렁거리면서 상기 제2연통구(21)를 통해 상기 처리수조(40)로 넘어가는 것을 방지하기 위해 상기와 같은 높이로 물의 수위를 설정하는 것이다.
그런 후, 도 3e에 도시된 바와 같이 상기 제어반(66)은 상기 송풍기(55)를 작동시켜 상기 여과필터(30)의 세척을 간편히 수행한 후에 상기 송풍기(55)의 작동을 정시시킨 상태에서, 도 3f에 도시된 바와 같이 상기 배출펌프(51)를 작동시켜 상기 전처리조(10) 및 여과조(20)에 수용된 물을 배출시키되, 상기 전초리조(10)의 수위가 상기 제1바닥 수위센서(64)에 감지되면 상기 배출펌프(51)의 작동을 정지시킨다.
그런 후, 도 3g에 도시된 바와 같이 상기 공급펌프(53)를 작동시켜 상기 처리수조(40)에 수용된 깨끗한 우수를 상기 여과조(20)로 공급하되, 상기 여과조(20)로 공급되는 물의 수위가 상기 저 수위센서(63)의 높이로 감지되면 상기 공급펌프(53)의 작동을 중지시킨다.
그런 후, 도 3h에 도시된 바와 같이 상기 제어반(66)은 상기 송풍기(55)를 작동시켜 깨끗한 우수를 통해 상기 여과필터(30)를 재세척한 후에 상기 송풍기(55)의 작동을 정시시킨 상태에서, 도 3i에 도시된 바와 같이 상기 배출펌프(51)를 작동시켜 상기 전처리조(10) 및 여과조(20)에 수용된 물을 배출시키되, 상기 전초리조(10)의 수위가 상기 제1바닥 수위센서(64)에 감지되면 상기 배출펌프(51)의 작동을 정시시켜 상기 여과필터(30)의 세척을 완료한다.
여기서, 상기 여과필터(30)의 정밀한 세척을 위해 상기 처리수조(40)에 수용된 깨끗한 우수를 반복하여 상기 여과조(20)로 공급하여 세척을 수행할 수 있는데, 이때 상기 처리수조(40)의 수위가 상기 제2바닥 수위센서(65)에 감지되면 상기 여과필터(30)의 반복적인 세척을 완료하도록 한다.
상기와 같이 제어반(66)의 제어를 통해 상기 여과필터(30)의 세척이 완료되면 설비가 최초의 상태로 준비(리셋)되어 다음에 비가 내릴 경우에 설비를 통해 효과적으로 우수를 정제하도록 한다.
따라서 상기 컨트롤러(60)는 상기와 같은 방식을 통해 설비를 통한 우수의 정제 과정을 자동으로 제어하게 된다.
상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 섬유상 및 입상여재의 다단구조 여재층을 이용한 비점오염 저감시설(100)은 우수가 유입되는 입구의 스크린 바스켓(14)을 통해 1차적으로 조대한 오염원을 집진한 후에 상기 전처리조(10)에서 유입된 우수에 잔존하는 비중이 높은 비점오염원을 2차적으로 집진 정제한 후, 상기 여과조(20)에 수용된 상기 여과필터(30)를 통한 5번의 정제과정으로 우수를 매우 정밀하게 정제할 수 있어 우수의 정제효과를 극대화할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 세척수단(50)을 통한 간편한 여과필터(30)의 세척과정을 통해 여과필터의 반복적인 재사용이 가능함으로 시설의 경제적이고 편리한 운영 관리를 유도할 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 컨트롤러(60)는 시설을 통한 우수의 정제과정이 수행되거나 정지된 상태를 명확하게 인지하고, 그 상태정보를 기반으로 상기 여과필터(30)의 세척이 요구되면 상기 세척수단(50)을 작동을 제어하여 자동으로 상기 여과필터(30)를 간편히 세척하여 재사용될 수 있도록 준비함으로 더욱 편리한 시설의 운영 관리를 유도할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것으로 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 사상을 해치지 않는 범위 내에서 당업자에 의한 변형이 가능함은 물론이다. 따라서, 본 발명에서 권리를 청구하는 범위는 상세한 설명의 범위 내로 정해지는 것이 아니라 후술되는 청구범위와 이의 기술적 사상에 의해 한정될 것이다.
10. 전처리조 11. 입구
12. 격벽 13. 제1연통구
14. 스크린 바스켓 20. 여과조
21. 제2연통구 30. 여과필터
31. 하부 유통판 32. 제1섬유 여재필터
33. 입상 여재필터 33a. 입상여재
33b. 부직포 여과필터 34. 제2섬유 여재필터
35. 상부 유통판 40. 처리수조
50. 세척수단 51. 배출펌프
52. 배출배관 53. 공급펌프
54. 공급배관 55. 송풍기
56. 공기 공급부재 56a. 분사파이프
60. 컨트롤러 61. 기준 수위센서
62. 고 수위센서 63. 저 수위센서
64. 제1바닥 수위센서 65. 제2바닥 수위센서
66. 제어반
100. 섬유상 및 입상여재의 다단구조 여재층을 이용한 비점오염 저감시설

Claims (4)

  1. 내부에 비점오염원이 포함된 우수(雨水)가 유입되는 입구(11)가 형성되되, 그 입구에는 조대한 오염원을 집진하는 스크린 바스켓(14)이 형성되며, 내부에는 내부 공간을 구획하는 하나 이상의 격벽(12)이 형성되어 상기 입구(11)로 유입된 우수는 상·하부로 지그재그 유통되며, 그 유통된 우수는 여과조(20)와 연통되는 제1연통구(13)를 통해 상기 여과조(20)로 유통되도록 하는 전처리조(10);
    내부에 상기 제1연통구(13)를 통해 유입되는 우수가 수용되며, 측면에는 내부에 수용된 여과필터(30)를 통과하여 정제된 우수가 처리수조(40)로 유통되는 제2연통구(21)가 형성되는 여과조(20);
    상기 여과조(20) 상에 형성되되, 상기 제1연통구(13)와 제2연통구(21) 사이에 위치되어 상기 제1연통구(13)를 통해 유입되어 상기 제2연통구(21)로 유출되는 우수를 정제하는 여과필터(30);
    상기 제2연통구(21)를 통해 유입되는 우수가 수용되도록 내부에 공간이 형성되며, 측면에는 내부로 유입된 우수를 외부로 배출하는 출구(41)가 형성되는 처리수조(40);
    상기 여과필터(30)를 세척하여 상기 여과필터(30)의 반복적인 사용을 유도하는 세척수단(50); 및
    상기 세척수단(50)의 작동을 자동으로 제어하는 컨트롤러(60);를 포함하여 구성되며,
    상기 여과필터(30)는 상기 제1연통구(13)의 상부에 위치되어 상기 여과조(20)의 내부를 폐쇄하되, 내부에는 우수가 유통될 수 있는 다수의 구멍이 형성되는 하부 유통판(31)과, 상기 하부 유통판(31)의 상부에 적층되는 것으로, 내부에 미세한 공극이 형성되어 상기 하부 유통판(31)을 통해 유입되는 우수에 잔존하는 비점오염원을 집진하는 스펀지 재질의 제1섬유 여재필터(32)과, 상기 제1섬유 여재필터(32)의 상부에 적층되는 것으로, 내부에 공간을 가지되, 표면에는 미세한 공극이 형성되는 부직포 여과필터(33b)와, 그 부직포 여과필터(33b) 내부에 소정의 크기를 갖는 다수의 입상여재(33a)가 충진되어 상기 제1섬유 여재필터(32)를 통과한 우수에 잔존하는 비점오염원을 집진하는 입상 여재필터(33)와, 상기 입상 여재필터(33) 상부에 적층되는 것으로, 내부에 미세한 공극이 형성되어 상기 입상 여재필터(33)를 통과한 우수에 잔존하는 비점오염원을 집진하는 제2섬유 여재필터(34)와, 상기 제2섬유 여재필터(34)의 상부에 위치되어 상기 여과조(20) 내부를 폐쇄하되, 상기 제2연통구(21)의 하부에 위치되며, 내부에는 상기 제2섬유 여재필터(34)를 통과한 우수가 유통되는 다수의 구멍이 형성되는 상부 유통판(35)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 섬유상 및 입상여재의 다단구조 여재층을 이용한 비점오염 저감시설.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 세척수단(50)은 상기 전처리조(10)의 바닥에 형성되어 상기 전처리조(10)에 수용된 물(우수)과 함께 바닥에 침전된 비점오염원을 흡입하는 다수의 배출펌프(51)와, 상기 배출펌프(51)와 연결되어 상기 배출펌프(51)를 통해 흡입된 물과 비점오염원을 외부로 안내 배출하는 배출배관(52)과, 상기 처리수조(40) 상에 형성되어 상기 처리수조(40)에 수용된 물을 흡입하는 하나 이상의 공급펌프(53)와, 상기 공급펌프(53)와 연결되어 상기 공급펌프(53)를 통해 흡입된 물을 상기 여과조(20)로 안내 공급하는 공급배관(54)과, 외부의 공기를 흡입 공급하는 송풍기(55)와, 일단은 상기 송풍기(55)와 연결되고, 타단은 상기 여과필터(30)의 하부에 위치되되, 타단에는 내부에 상기 여과필터(30)로 향하는 다수의 분사구멍(56a')이 형성되는 다수의 분사파이프(56a)가 형성되어 상기 송풍기(55)를 통해 공급되는 공기를 상기 여과필터(30)로 분사하는 공기 공급부재(56)를 포함하여 구성되며,
    상기 컨트롤러(60)는 상기 제2연통구(21)와 동일한 높이에 위치되어 상기 전처리조(10)의 수위를 감지하고, 그 감지정보를 제어반(66)으로 전송하는 기준 수위센서(61)와, 상기 기준 수위센서(61)보다 높게 위치되어 상기 전처리조(10)의 수위를 감지하고, 그 감지정보를 상기 제어반(66)으로 전송하는 고(高) 수위센서(62)와, 상기 기준 수위센서(61)보다 낮게 위치되어 상기 전처리조(10)의 수위를 감지하고, 그 감지정보를 상기 제어반(66)으로 전송하는 저(低) 수위센서(63)와, 상기 제1연통구(13)보다 낮은 높이에 위치되어 상기 전처리조(10)의 바닥 부근 수위를 감지하고, 그 감지정보를 상기 제어반(66)으로 전송하는 제1바닥 수위센서(64)와, 상기 처리수조(40)의 바닥 부근 수위를 감지하고, 그 감지정보를 상기 제어반(66)으로 전송하는 제2바닥 수위센서(65)와, 상기 수위센서들(61,62,63,64,65)의 감지정보를 기반으로 상기 세척수단(50)의 작동을 제어하는 제어반(66)을 포함하여 구성되되,
    상기 제어반(66)은 상기 전처리조(10)의 수위가 상기 고 수위센서(62)의 높이로 감지되면 상기 전처리조(10)의 입구(11)로 우수가 연속 유입되어 상기 여과필터(30)를 통한 우수의 정제가 수행되는 것으로 인지하며,
    상기 전처리조(10)의 수위가 상기 기준 수위센서(61)의 높이로 감지된 후에 설정된 시간을 초과하여 수위가 유지되면 상기 전처리조(10)의 입구로 우수의 유입이 중단된 것으로 인지하여,
    상기 배출펌프(51)를 작동시켜 상기 전처리조(10)에 수용된 우수(물)를 외부로 배출하되, 상기 전처리조(10)의 수위가 상기 저 수위센서(63)에 감지되면 상기 배출펌프(51)의 작동을 정지시키며,
    그런 후, 상기 송풍기(55)를 작동시켜 상기 여과필터(30)를 1차적으로 세척한 후에 상기 송풍기(55)의 작동을 정시시킨 후, 상기 배출펌프(51)를 작동시켜 물과 비점오염원을 외부로 배출하되, 상기 전처리조(10)의 수위가 상기 제1바닥 수위센서에 감지되면 상기 배출펌프(51)의 작동을 정지시키며,
    그런 후, 상기 공급펌프(53)를 작동시켜 상기 처리수조(40)에 수용된 깨끗한 우수를 상기 여과조(20)로 공급하되, 상기 여과조(20)로 공급되는 물의 수위가 상기 저 수위센서(63)의 높이로 감지되면 상기 공급펌프(53)의 작동을 중지시키며,
    그런 후, 상기 송풍기(55)를 작동시켜 상기 여과필터(30)를 2차적으로 세척한 후에 상기 송풍기(55)의 작동을 정시시킨 후, 상기 배출펌프(51)를 작동시켜 물과 비점오염원을 외부로 배출하되, 상기 전처리조(10)의 수위가 상기 제1바닥 수위센서(64)에 감지되면 상기 배출펌프(51)의 작동을 정지시켜 최초의 상태로 리셋시키는 방식으로 설비를 자동으로 제어 관리하는 것을 특징으로 하는 섬유상 및 입상여재의 다단구조 여재층을 이용한 비점오염 저감시설.
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