KR102399563B1 - 초기우수 및 유해화학물질 사고유출수 흐름유도장치 - Google Patents

초기우수 및 유해화학물질 사고유출수 흐름유도장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 초기우수 및 유해화학물질 사고유출수 흐름유도장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 맨홀의 수위정보, 강우정보, 수질정보 등을 이용하여 오염물질의 농도가 높은 초기우수나 사고유출수는 차집오수관으로 배출하고, 기저유출 또는 초기우수를 제외한 우수는 하천이나 공공수역으로 방류하거나 별도로 저장할 수 있는 초기우수 및 유해화학물질 사고유출수 흐름유도장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 초기우수 및 유해화학물질 사고유출수 흐름유도장치는 수위정보, 강우정보, 수질정보 등을 이용하여 오염물질의 농도가 높은 초기우수나 사고유출수는 차집오수관으로 배출하고, 기저유출 또는 초기우수를 제외한 우수는 하천이나 공공수역으로 방류하거나 별도로 저장할 수 있도록 수문의 동작을 각각 제어함으로써 환경오염을 줄이고, 홍수나 가뭄에 대비할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 초기우수 및 유해화학물질 사고유출수 흐름유도장치는 모든 우수를 차집오수관과 연결된 오폐수처리장으로 보내지 않기 때문에 오폐수처리장의 처리 용량을 늘리기 위한 별도의 증설이 필요없어 예산 절감 효과를 발휘하게 된다.

Description

초기우수 및 유해화학물질 사고유출수 흐름유도장치{Initial rainwater and accidental runoff water flow guide device}
본 발명은 초기우수 및 유해화학물질 사고유출수 흐름유도장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 맨홀의 수위정보, 강우정보, 수질정보 등을 이용하여 오염물질의 농도가 높은 초기우수나 사고유출수는 차집오수관으로 배출하고, 기저유출 또는 초기우수를 제외한 우수는 하천이나 공공수역으로 방류하거나 별도로 저장할 수 있는 초기우수 및 유해화학물질 사고유출수 흐름유도장치에 관한 것이다.
비점오염원이란 일반적으로 비특정오염원, 면오염원, 이동오염원이라고도 한다. 점오염원이 특정한 배출경로를 가진 것과는 달리 비점오염원이란 도시노면배수나 농경지배수와 같이 불특정한 배출경로를 통해 비점오염물질을 발생시키는 장소 또는 지역을 가리킨다.
비점오염물질은 주로 비가 올 때 지표면 유출수와 함께 유출되는 오염물질로서 농지에 살포된 비료나 농약, 토양침식물, 축사유출물, 교통오염물질, 도시지역의 먼지와 쓰레기, 자연의 동물 및 식물의 잔여물, 대기오염물질 등을 말한다.
일반적으로 비점오염원에서 유출되는 초기우수는 다양한 오염물질, 세균, 박테리아 등이 포함되어 있으며, 미래에는 점점 더 다양하고 고농도인 오염물질이 배출될 것이다.
이러한 비점오염물질을 저감 하는 비점오염 저감시설은 크게 자연형 시설과 장치형 시설로 구분된다.
장치형 시설은 와류형, 스크린형, 여과형 등으로 나뉘어 지는데, 이러한 장치형 시설은 물리적인 처리에 의존하는 시설로서 우수관로 중간에 설치하고, 강우시 우수유출수가 유입되어 오염물질을 물리적인 처리에 의해 제거한 후 유출되도록 한다.
이렇게 장치형 시설은 우수관로와 연결되어야 하므로 대부분 지하에 설치되어야 하며, 시설의 바닥에 포집된 오염물질은 주기적으로 진공청소차로 흡입하여 준설하여야 한다.
주기적인 준설에는 작업차량과 많은 인력이 소요되고, 청소주기를 놓칠 경우 포집된 오염물질이 부패하거나 연이은 강우에 의해 씻겨나가게 되어 비점오염저감시설의 역할이 무색해지는 문제점이 있다.
우리나라에서 배출되는 비점오염부하의 규모는 하천과 호소의 부영양화를 야기하는 오염물질인 질소(N)와 인(P)이 전체 오염부하 중에서 각각 75%와 50% 정도로 추정되고 있다.
또한, 비점오염물질은 해마다 급격히 증가하고 있어 정부의 상수원 관리와 하천정화사업추진에 많은 어려움을 야기하고 있다.
대한민국 공개특허 10-2012-0106047 대한민국 등록특허 10-1003477 대한민국 등록특허 10-1181324
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제를 해결하기 위한 것으로서, 오염물질의 농도가 높은 초기 5mm ~ 10mm 정도의 초기우수 및 유해화학물질을 포함하는 사고유출수를 차집오수관으로 배출함으로써 환경오염을 줄일 수 있는 초기우수 및 유해화학물질 사고유출수 흐름유도장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 초기우수 및 유해화학물질 사고유출수 흐름유도장치는 우수 또는 사고유출수가 흐르는 우수유입관과; 상기 우수유입관을 통해 유입되는 우수 및 사고유출수를 수용하는 흐름유도맨홀과; 상기 흐름유도맨홀에 설치되어 상기 흐름유도맨홀의 수위를 측정하는 맨홀수위센서와; 상기 흐름유도맨홀 내의 우수를 공공수역 또는 하천으로 방류하는 우수방류관과; 상기 우수방류관의 유로를 개폐하는 우수방류개폐수문과; 상기 흐름유도맨홀에 유입되는 초기우수 또는 사고유출수를 차집오수관으로 배출하는 배출관과; 상기 배출관에 설치되어 상기 배출관의 수위를 측정하는 배출수위계와; 상기 배출관의 유로를 개폐하는 배출개폐수문과; 상기 흐름유도맨홀에서 공급되는 우수를 저장하는 우수저장탱크와; 상기 우수저장탱크에 설치되어 상기 우수저장탱크 내의 수위를 측정하는 탱크수위센서와; 상기 흐름유도맨홀에 유입 및 수용된 우수를 우수저장탱크로 공급하는 우수공급관과; 상기 우수공급관의 유로를 개폐하는 우수공급개폐수문과; 상기 흐름유도맨홀이 설치된 지역에 설치되고, 강우를 측정하는 강우센서를 구비하며, 상기 배출수위계에서 측정된 수위정보 및 상기 배출관의 구배정보를 이용하여 상기 배출관을 통해 배출되는 배출유량정보를 산출하며, 상기 강우센서에서 측정된 강우정보와 인터넷을 통해 수신한 기상정보와 상기 맨홀수위센서에서 측정된 상기 흐름유도맨홀의 수위정보와 상기 탱크수위센서에서 측정된 상기 우수저장탱크의 수위정보와 산출된 배출유량정보에 따라 상기 우수방류관과 상기 배출관과 상기 우수공급관의 유로를 선택적으로 개폐시킬 수 있도록 상기 우수방류개폐수문과 상기 배출개폐수문과 상기 우수공급개폐수문의 동작을 각각 제어하는 원격단말장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 초기우수 및 유해화학물질 사고유출수 흐름유도장치의 상기 원격단말장치는 상기 흐름유도맨홀의 수위가 설정된 기준수위 이상이고 강우가 미발생하면 상기 우수방류개폐수문을 개방시키는 제1방류모드를 실행하고, 상기 흐름유도맨홀의 수위가 설정된 기준수위 이상이고 강우가 발생하면 초기우수 여부를 판정하는 초기우수판정모드를 실행하고, 상기 초기우수판정모드에서 초기우수로 판정될 시 상기 배출개폐수문을 개방시키는 초기우수배출모드를 실행하며, 상기 초기우수배출모드를 실행한 후에 상기 우수저장탱크의 수위가 설정된 만수위 미만이면 상기 우수공급개폐수문을 개방시키는 저류모드를 실행하고, 상기 초기우수배출모드를 실행한 후에 상기 우수저장탱크의 수위가 만수위 이상이면 상기 우수방류개폐수문을 개방시키는 제2방류모드를 실행하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시 예에 따른 초기우수 및 유해화학물질 사고유출수 흐름유도장치는 상기 흐름유도맨홀에 설치되어 상기 흐름유도맨홀 내의 우수 또는 사고유출수의 수질을 측정하며, 측정된 수질정보를 상기 원격단말장치에 전송하는 수질측정센서를 더 구비하고, 상기 원격단말장치는 상기 수질정보와 상기 강우센서에서 측정된 강우정보와 인터넷을 통해 수신한 기상정보와 상기 맨홀수위센서에서 측정된 상기 흐름유도맨홀의 수위정보와 상기 탱크수위센서에서 측정된 상기 우수저장탱크의 수위정보와 산출된 배출유량정보에 따라 상기 우수방류관과 상기 배출관과 상기 우수공급관의 유로를 선택적으로 개폐시킬 수 있도록 상기 우수방류개폐수문과 상기 배출개폐수문과 상기 우수공급개폐수문의 동작을 각각 제어하는 원격단말장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 초기우수 및 유해화학물질 사고유출수 흐름유도장치의 상기 원격단말장치는 상기 흐름유도맨홀의 수위가 설정된 기준수위 이상일 시 상기 수질정보를 토대로 사고 발생 여부를 판정하는 사고발생판정모드를 실행하고, 상기 사고발생판정모드에서 사고가 발생한 것으로 판정될 시, 상기 배출개폐수문을 개방시키는 사고유출수배출모드를 실행하고, 상기 사고발생판정모드에서 사고가 미발생한 것으로 판정될 시, 강우 여부를 판정하는 강우판정모드를 실행하며, 상기 강우판정모드에서 강우가 미발생한 것으로 판정될 시, 상기 우수방류개폐수문을 개방시키는 제1방류모드를 실행하고, 상기 강우판정모드에서 강우가 발생한 것으로 판정될 시, 초기우수 여부를 판정하는 초기우수판정모드를 실행하며, 상기 초기우수판정모드에서 초기우수로 판정될 시, 상기 배출개폐수문을 개방시키는 초기우수배출모드를 실행하며, 상기 초기우수배출모드를 실행한 후에 상기 우수저장탱크의 수위가 설정된 만수위 미만이면, 상기 우수공급개폐수문을 개방시키는 저류모드를 실행하고, 상기 초기우수배출모드를 실행한 후에 상기 우수저장탱크의 수위가 만수위 이상이면, 상기 우수방류개폐수문을 개방시키는 제2방류모드를 실행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 초기우수 및 유해화학물질 사고유출수 흐름유도장치는 유해화학물질이 저장된 유해화학물질저장탱크로부터 유해화학물질이 외부로 유출되는 것을 방지하도록 상기 유해화학물질저장탱크 주변을 둘러싸도록 설치되는 방호벽과, 상기 유해화학물질저장탱크로부터 유출되어 상기 방호벽 내에 수용되는 유해화학물질을 상기 배수로 측으로 배출하거나 차단할 수 있게 상기 방호벽의 일 측에 설치된 게이트를 포함하는 유해화학물질방호유닛;을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 초기우수 및 유해화학물질 사고유출수 흐름유도장치는 상기 흐름유도맨홀 내부에는 우수 또는 사고유출수에 포함된 협잡물이 상기 우수방류관 또는 상기 우수공급관 측으로 이동하는 것을 차단하는 스크린필터가 더 구비된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 초기우수 및 유해화학물질 사고유출수 흐름유도장치는 수위정보, 강우정보, 수질정보 등을 이용하여 오염물질의 농도가 높은 초기우수나 사고유출수는 차집오수관으로 배출하고, 기저유출 또는 초기우수를 제외한 우수는 하천이나 공공수역으로 방류하거나 별도로 저장할 수 있도록 수문의 동작을 각각 제어함으로써 환경오염을 줄이고, 홍수나 가뭄에 대비할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 초기우수 및 유해화학물질 사고유출수 흐름유도장치의 개략도.
도 2는 도 1에 도시된 초기우수 및 유해화학물질 사고유출수 흐름유도장치의 일부 구성을 나타낸 도면.
도 3은 도 1 내지 도 2에 도시된 본 발명에 따른 초기우수 및 유해화학물질 사고유출수 흐름유도장치의 작동모드를 설명하는 플로우차트.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 초기우수 및 유해화학물질 사고유출수 흐름유도장치의 일부 구성을 나타낸 도면.
도 5는 도 4에 도시된 초기우수 및 유해화학물질 사고유출수 흐름유도장치의 작동모드를 설명하는 플로우차트.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 초기우수 및 유해화학물질 사고유출수 흐름유도장치의 일부 구성을 나타낸 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 초기우수 및 유해화학물질 사고유출수 흐름유도장치에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 3에는 본 발명의 제1실시 예에 따른 초기우수 및 유해화학물질 사고유출수 흐름유도장치가 도시되어 있다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1실시 예에 따른 초기우수 및 유해화학물질 사고유출수 흐름유도장치는 우수유입관(10)과, 흐름유도맨홀(20)과, 맨홀수위센서(30)와, 우수방류관(40)과, 우수방류개폐수문(45)과, 배출관(50)과, 차집오수관(60)과, 배출수위계(70)와, 배출개폐수문(80)과, 우수저장탱크(90)와, 탱크수위센서(100)와, 우수공급관(110)과, 우수공급개폐수문(120)과, 원격단말장치(130)와, 유해화학물질방호유닛(150)과, 완충저류조(160)를 구비한다.
우수유입관(10)은 도로, 산업단지, 도시 주변의 우수나, 유해화학물질을 포함하는 사고유출수가 흐를 수 있게 형성된 관로로서, 흐름유도맨홀(20)에 일 측이 연결되어 내부를 따라 흐르는 우수 및 사고유출수를 흐름유도맨홀(20)에 전달한다.
흐름유도맨홀(20)은 우수유입관(10)을 통해 유입되는 우수 또는 사고유출수를 수용할 수 있는 수용공간을 가진다. 흐름유도맨홀(20)은 유입우수관과 우수방류관(40) 사이에 배치되며, 하부체와 중간체 및 상부체를 조립하여 형성되는 PC 구조형 차집맨홀을 적용할 수도 있다.
흐름유도맨홀(20)은 지배면적이 등면적이 되도록 100m 내지 500m 간격으로 설치할 수 있다.
맨홀수위센서(30)는 흐름유도맨홀(20) 내에 설치되어 흐름유도맨홀(20)의 수위를 실시간 측정하며, 맨홀수위센서(30)에서 측정된 수위정보는 원격단말장치(130)에 전송된다.
우수방류관(40)은 흐름유도맨홀(20) 내의 우수를 공공수역 또는 하천으로 방류할 수 있게 흐름유도맨홀(20)에 연결되며, 비점오염원이 함유된 초기우수 및 유해화학물질이 포함된 사고유출수를 제외한 깨끗한 우수를 선택적으로 하천이나 공공수역으로 방류한다.
우수방류개폐수문(45)은 우수방류관(40)의 유로를 개폐하는 것으로서, 원격단말장치(130)에 의해 작동 제어된다.
배출관(50)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 흐름유도맨홀(20)에 유입되는 초기우수 또는 사고유출수를 차집오수관(60)으로 전달하도록 차집오수관(60)에 연결될 수도 있다.
차집오수관(60)은 도로, 산업단지, 도시 주변에 형성되어 생활폐수나 산업폐수를 완충저류조(160) 또는 오폐수처리장 측으로 이송시키는 관로임과 동시에 흐름유도맨홀(20)로부터 유출되는 초기우수를 완충저류조(160) 또는 오폐수처리장 측으로 이송시키는 관로이다.
배출수위계(70)는 배출관(50)에 설치되어 배출관(50) 내의 수위를 실시간 측정하고, 배출수위계(70)에서 측정된 수위정보는 원격단말장치(130)에 전송된다. 원격단말장치에 전송되는 수위정보는 미리 설정된 배출관의 구배정보를 이용하여 배출관의 배출유량을 실시간 산출 및 누적 배출유량을 산출한다.
본 발명에 따른 초기우수 및 유해화학물질 사고유출수 흐름유도장치의 배출수위계(70)는 배출관을 통해 배출되는 초기우수 또는 사고유출수의 유량을 측정하는 배출유량계로 대체될 수 있다. 이 경우, 원격단말장치는 배출수위계에서 측정된 수위정보를 이용하여 배출관을 통해 배출되는 초기우수 또는 사고유출수의 배출유량정보를 별도로 산출하는 과정이 생략된다.
배출개폐수문(80)은 배출관(50)의 유로를 개폐하는 것으로서, 원격단말장치(130)에 의해 작동 제어된다.
우수저장탱크(90)는 가뭄에 사용하거나 기타 용도로 사용하기 위해 빗물을 저장해두기 위한 것으로서, 흐름유도맨홀(20)에서 공급되는 우수를 저장할 수 있게 저장공간을 가진다. 우수저장탱크(90)에는 초기우수 또는 사고유출수를 제외한 깨끗한 상태의 우수가 저장된다. 우수저장탱크에 저장되는 빗물은 기후 변화에 능동적으로 대응하는 용수로 사용될 수 있으며, 도로를 청소하는 살수차에 공급하거나 조경 용수 등 기타 용도의 중수로 사용될 수 있다.
탱크수위센서(100)는 우수저장탱크(90)에 설치되어 우수저장탱크(90) 내의 수위를 실시간 측정하며, 탱크수위센서(100)에서 측정된 수위정보는 원격단말장치(130)에 전송된다.
도면에 도시되어 있지 않지만, 우수저장탱크(90)에는 내부에 저장된 우수를 이용하기 위한 우수이용관과, 우수이용관으로 우수를 펌핑하여 공급하는 우수이용펌프가 더 구비될 수 있다.
우수공급관(110)은 흐름유도맨홀(20)에 유입 및 수용된 우수를 우수저장탱크(90)로 공급하도록 일 단이 흐름유도맨홀(20)에 연결되고 타 단은 우수저장탱크(90)에 연결된다.
우수공급개폐수문(120)은 우수공급관(110)의 유로를 개폐하는 것으로서, 원격단말장치(130)에 의해 작동 제어된다.
원격단말장치(130)는 흐름유도맨홀(20)이 설치된 지역 또는 그 주변에 설치되고, 강우를 측정하는 강우센서를 구비한다.
원격단말장치(130)는 강우센서에서 측정된 강우정보와, 무선 또는 유선 인터넷을 통해 기상청으로부터 수신한 기상정보와, 맨홀수위센서(30)에서 측정된 흐름유도맨홀(20)의 수위정보와, 탱크수위센서(100)에서 측정된 우수저장탱크(90)의 수위정보와, 원격단말장치에서 산출된 배출유량정보를 종합 분석하고, 분석 결과에 따라 우수방류개폐수문(45)과, 배출개폐수문(80)과, 우수공급개폐수문(120)의 동작을 각각 제어하여 우수방류관(40)과 배출관(50)과 우수공급관(110)의 유로를 선택적으로 개폐시킬 수 있다.
본 발명의 제1실시 예에 따른 초기우수 및 유해화학물질 사고유출수 흐름유도장치의 상기 원격단말장치(130)는 초기모드, 제1방류모드, 초기우수판정모드, 초기우수배출모드, 저류모드, 제2방류모드를 실행 및 지원할 수 있으며, 날씨정보, 강우정보, 수위정보 등에 따라 서로 다른 모드로 실행된다.
초기모드는 흐름유도맨홀(20)의 수위가 설정된 기준수위 미만이고, 강우센서에서 강우가 미감지될 시 즉, 무강우 상태일 때 실행되며 우수방류관(40), 배출관(50), 우수공급관(110)을 모두 폐쇄된 상태로 유지할 수 있도록 모든 수문을 폐쇄시킨다.
제1방류모드는 흐름유도맨홀(20)의 수위가 설정된 기준수위 이상이고, 강우센서에서 강우가 미감지될 시 실행되며, 흐름유도맨홀(20)에 유입되는 기저유출수 또는 우수를 하천이나 공공수역으로 방류시킬 수 있도록 우수방류개폐수문(45)을 개방시킨다. 제1방류모드에서는 우수방류개폐수문(45)만 개방되고, 배출개폐수문(80)과 우수공급개폐수문(120)은 폐쇄된 상태로 유지된다.
초기우수판정모드는 흐름유도맨홀(20)의 수위가 설정된 기준수위 이상이고, 강우센서에서 강우가 감지될 시 실행되며, 흐름유도맨홀(20)에 유입되는 우수가 초기우수인지 아닌지를 판정한다. 초기우수판정모드에서는 흐름유도맨홀(20)에 유입되는 우수를 배출관(50)을 통해 차집오수관(60)으로 배출시킬 수 있도록 배출관개폐수문을 개방시킨다. 그리고, 배출관을 통과하는 배출유량을 배출관의 수위정보 및 배출관의 구배정보를 이용하여 실시간 산출하고, 산출된 배출유량정보가 미리 설정해둔 초기우수판단기준유량값보다 작으면 초기우수로 판정하고, 크면 초기우수가 아닌것으로 판정할 수 있다. 이때, 초기우수판단기준유량은 오염물질의 농도가 높은 초기 강우량 5mm 내지 10mm 정도의 우수가 우수유입관(10) 및 흐름유도맨홀(20)을 통해 배출관(50)을 모두 통과할 때 원격단말장치에서 산출된 배출유량값과 거의 대등하거나 약간 더 높게 설정될 수 있으며, 필요에 따라 적절하게 조정될 수 있다.
초기우수배출모드는 초기우수판정모드에서 초기우수로 판정될 시 실행되며, 흐름유도맨홀(20)에 유입되는 초기우수를 차집오수관(60)으로 지속 배출시킬 수 있도록 배출개폐수문(80)을 개방되게 유지시킨다. 초기우수배출모드에서는 배출개폐수문(80)만 개방되고 우수방류개폐수문(45)과 우수공급개폐수문(120)은 폐쇄된 상태로 유지된다.
저류모드는 상기 초기우수배출모드를 실행한 후에, 우수저장탱크(90)의 수위가 설정된 만수위 미만일 경우에 실행되며, 흐름유도맨홀(20)에 유입되는 우수를 우수저장탱크(90)에 저장할 수 있도록 우수공급개폐수문(120)을 개방시킨다. 저류모드에서는 우수공급개폐수문(120)만 개방되고 우수방류개폐수문(45)과 배출개폐수문(80)은 폐쇄된 상태로 유지된다.
제2방류모드는 초기우수배출모드를 실행한 후에 우수저장탱크(90)의 수위가 만수위 이상일 경우에 실행되며, 흐름유도맨홀(20)에 유입되는 우수를 하천이나 공공수역에 방류시킬 수 있도록 우수방류개폐수문(45)을 개방시킨다. 제2방류모드는 앞서 설명한 제1방류모드와 같이 우수방류개폐수문(45)만 개방되고, 배출개폐수문(80)과 우수공급개폐수문(120)은 폐쇄된 상태로 유지된다.
유해화학물질방호유닛(150)은 방호벽(152)과 게이트(153)를 구비한다.
방호벽(152)은 산업단지 내의 유해화학물질이 저장된 유해화학물질저장탱크(151)로부터 유해화학물질이 외부로 유출되는 것을 방지하도록 유해화학물질저장탱크(151) 주변을 둘러싸도록 설치된다. 방호벽(152)은 통상의 콘크리트 구조물로 형성되며, 유해화학물질저장탱크(151) 용량의 최소 1.5배 이상의 용량을 갖도록 형성하는 것이 바람직하다.
게이트(153)는 유해화학물질저장탱크(151)로부터 유출되어 방호벽(152) 내에 수용되는 유해화학물질을 배수로 측으로 배출하거나 차단할 수 있게 방호벽(152)의 일 측에 구비된 방류구 측에 설치된다. 방류구는 우수유입관(10)과 연결되는 배수로와 연결되어 있으며, 게이트(153)는 개폐구동부에 의해 상하로 승강하거나 좌우로 슬라이딩하면서 방류구를 개폐하도록 설치할 수 있다.
게이트는 방호벽에 설치될 수도 있으나, 공장 내에서 발생하는 기름, 폐수, 이물질 등의 배출을 단속할 수 있도록 공장의 배수로와 연결된 배수구 또는 배수관에 설치될 수 있다.
개폐구동부는 게이트에 대한 제어정보 즉, 게이트의 상태정보를 원격단말장치에 주기적으로 전송하며, 원격단말장치는 게이트의 상태정보를 저장 및 모니터링한다. 원격단말장치는 게이트의 상태정보와 후술하는 맨홀수위센서의 수위정보를 기반하여 유해화학물질의 유출이나, 공장 내의 폐수 배출 상태를 판정 및 모니터링할 수 있다.
완충저류조(160)는 산업단지 등에서 유해물질의 유출사고가 발생할 시, 미량이라도 유해물질이 하천으로 유입되는 것을 방지하면서 점오염원과 비점오염원이 하천으로 유입되는 것을 방지하도록 유해물질, 점오염원, 비점오염원 등을 일시적으로 저장해두었다가 오폐수처리시설로 보내 정적 처리후 방류되게 한다.
완충저류조(160)는 적어도 수 개 내지 수십 개의 흐름유도맨홀(20)에서 배출관을 통해 배출되는 초기우수 또는 유해물질, 유해화학물질, 사고유출수를 수용할 수 있는 용량을 가지도록 형성하는 것이 바람직하며, 수용된 폐수를 일정량 배출시킬 수 있는 배출장치를 구비한다.
상술한 바와 같은 완충저류조(160)는 일시에 대량의 처리수가 발생할 시 오폐수처리시설의 부하를 줄일 수 있는 효과를 가지며, 최종적으로 하천 수질 오염을 효과적으로 방지할 수 있다는 장점이 있다.
도면에 도시되어 있지 않지만, 본 발명에 따른 초기우수 및 유해화학물질 사고유출수 흐름유도장치는 산업단지 내에 설치된 복수의 원격단말장치를 관리 및 모니터링할 수 있는 관제부가 더 구비될 수 있다.
관제부는 원격단말장치에서 전송되는 게이트 상태정보, 맨홀 수위정보, 강우 정보, 배출관 수위정보, 배출개폐수문 개폐정보, 우수방류개폐수문 상태정보를 디스플레이에 각각 표시하여 관리자가 시각적으로 확인할 수 있으며, 각종 수문의 오작동 또는 각종 수위센서들의 오작동 여부를 판단하여 관리자에게 경고신호를 송출할 수도 있다.
한편, 도 4 및 도 5에는 본 발명의 제2실시 예에 따른 초기우수 및 유해화학물질 사고유출수 흐름유도장치가 도시되어 있다. 도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 제2실시 예에 따른 초기우수 및 유해화학물질 사고유출수 흐름유도장치는 우수유입관(10), 흐름유도맨홀(20), 맨홀수위센서(30), 우수방류관(40), 배출관(50), 차집오수관(60), 배출수위계(70), 배출개폐수문(80), 우수저장탱크(90), 탱크수위센서(100), 우수공급관(110), 우수공급개폐수문(120), 원격단말장치(130), 수질측정센서(140)를 구비한다.
본 발명의 제2실시 예에 따른 우수유입관(10), 흐름유도맨홀(20), 맨홀수위센서(30), 우수방류관(40), 배출관(50), 차집오수관(60), 배출수위계(70), 배출개폐수문(80), 우수저장탱크(90), 탱크수위센서(100), 우수공급관(110), 우수공급개폐수문(120)은 앞서 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한 본 발명의 제1실시 예에 따른 초기우수 및 유해화학물질 사고유출수 흐름유도장치와 동일한 것을 적용하였으며, 이에 대한 중복 설명은 생략한다.
수질측정센서(140)는 흐름유도맨홀(20)에 설치되어 흐름유도맨홀(20) 내의 우수 또는 사고유출수의 수질을 측정하며, 측정된 수질정보를 원격단말장치(130)에 전송한다.
이에 따라 원격단말장치(130)는 앞서 설명한 강우센서에서 측정된 강우정보와, 무선 또는 유선 인터넷을 통해 기상청으로부터 수신한 기상정보와, 맨홀수위센서(30)에서 측정된 흐름유도맨홀(20)의 수위정보와, 탱크수위센서(100)에서 측정된 우수저장탱크(90)의 수위정보와, 원격단말장치에서 산출된 배출유량정보와 함께 수질측정센서(140)에서 측정된 수질정보를 종합 및 분석하여 우수방류관(40)과 배출관(50)과 우수공급관(110)의 유로를 선택적으로 개폐시킬 수 있도록 우수방류개폐수문(45)과 배출개폐수문(80)과 우수공급개폐수문(120)의 동작을 각각 제어한다.
본 발명의 제2실시 예에 따른 초기우수 및 유해화학물질 사고유출수 흐름유도장치의 원격단말장치(130)는 초기모드, 사고발생판정모드, 사고유출수배출모드, 강우판정모드, 제1방류모드, 초기우수판정모드, 초기우수배출모드, 저류모드, 제2방류모드를 실행 및 지원할 수 있으며, 날씨정보, 강우정보, 수위정보, 수질정보 등에 따라 서로 다른 모드로 실행된다.
초기모드는 흐름유도맨홀(20)의 수위가 설정된 기준수위 미만이고, 강우센서에서 강우가 미감지될 시 즉, 무강우 상태일 때 실행되며 우수방류관(40), 배출관(50), 우수공급관(110)을 모두 폐쇄된 상태로 유지할 수 있도록 모든 수문을 폐쇄시킨다.
사고발생판정모드는 흐름유도맨홀(20)의 수위가 설정된 기준수위 이상이고, 수질정보가 설정된 기준수질정보를 초과하는 경우에 실행된다. 사고발생판정모드는 수질정보를 기초하여 사고발생상태와 사고미발생상태 2가지 상태로 판정한다.
사고유출수배출모드는 사고발생판정모드에서 사고가 발생한 것으로 판정될 시 실행되며, 흐름유도맨홀(20)에 유입되는 사고유출수를 배출관(50)을 통해 차집오수관(60)으로 배출시킬 수 있도록 배출개폐수문(80)을 개방시킨다. 사고유출수배출모드에서는 배출개폐수문(80)만 개방된 상태로 유지되고, 우수방류관(40)과 우수공급관(110)은 폐쇄된 상태로 유지된다.
강우판정모드는 사고발생판정모드에서 사고가 미발생한 것으로 판정될 시 실행되며, 강우센서에서 측정된 강우정보 및 무선 또는 유선 인터넷을 통해 기상청으로부터 수신한 기상정보를 기초로 강우 여부를 판정한다.
제1방류모드는 강우판정모드에서 강우가 미발생한 것으로 판정될 시 실행되며, 흐름유도맨홀(20)에 유입되는 기저유출수 또는 우수를 하천이나 공공수역으로 방류시킬 수 있도록 우수방류개폐수문(45)을 개방시킨다. 제1방류모드에서는 우수방류개폐수문(45)만 개방되고, 배출개폐수문(80)과 우수공급개폐수문(120)은 폐쇄된 상태로 유지된다.
초기우수판정모드는 강우판정모드에서 강우가 발생한 것으로 판정될 시 실행되며, 흐름유도맨홀(20)에 유입되는 우수가 초기우수인지 아닌지를 판정한다. 초기우수판정모드에서는 흐름유도맨홀(20)에 유입되는 우수를 배출관(50)을 통해 차집오수관(60)으로 배출시킬 수 있도록 배출관개폐수문을 개방시킨다. 그리고, 배출관개폐수문을 통과하는 유량을 실시간 측정하고, 산출된 배출유량정보가 미리 설정해둔 초기우수판단기준유량값보다 작으면 초기우수로 판정하고, 크면 초기우수가 아닌것으로 판정할 수 있다. 이때, 초기우수판단기준유량은 오염물질의 농도가 높은 초기 강우량 5mm 내지 10mm 정도의 우수가 우수유입관(10) 및 흐름유도맨홀(20)을 통해 배출관(50)을 모두 통과할 때 원격단말장치에서 산출된 배출유량값과 거의 대등하거나 약간 더 높게 설정될 수 있으며, 필요에 따라 적절하게 조정될 수 있다.
초기우수배출모드는 초기우수판정모드에서 초기우수로 판정될 시 실행되며, 흐름유도맨홀(20)에 유입되는 초기우수를 차집오수관(60)으로 지속 배출시킬 수 있도록 배출개폐수문(80)을 개방되게 유지시킨다. 초기우수배출모드에서는 배출개폐수문(80)만 개방되고 우수방류개폐수문(45)과 우수공급개폐수문(120)은 폐쇄된 상태로 유지된다.
저류모드는 초기우수배출모드를 실행한 후에 우수저장탱크(90)의 수위가 설정된 만수위 미만일 경우에 실행되며, 흐름유도맨홀(20)에 유입되는 우수를 우수저장탱크(90)에 저장할 수 있도록 우수공급개폐수문(120)을 개방시킨다. 저류모드에서는 우수공급개폐수문(120)만 개방되고 우수방류개폐수문(45)과 배출개폐수문(80)은 폐쇄된 상태로 유지된다.
제2방류모드는 초기우수배출모드를 실행한 후에 우수저장탱크(90)의 수위가 만수위 이상일 경우에 실행되며, 흐름유도맨홀(20)에 유입되는 우수를 하천이나 공공수역에 방류시킬 수 있도록 우수방류개폐수문(45)을 개방시킨다. 제2방류모드는 앞서 설명한 제1방류모드와 같이 우수방류개폐수문(45)만 개방되고, 배출개폐수문(80)과 우수공급개폐수문(120)은 폐쇄된 상태로 유지된다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 초기우수 및 유해화학물질 사고유출수 흐름유도장치는 수위정보, 강우정보, 수질정보 등을 이용하여 오염물질의 농도가 높은 초기우수나 사고유출수는 차집오수관(60)으로 배출하고, 초기우수를 제외한 우수 또는 기저유출은 하천이나 공공수역으로 방류하거나 별도로 저장할 수 있도록 수문의 동작을 각각 제어함으로써 환경오염을 줄이고, 홍수나 가뭄에 대비할 수 있는 장점이 있다.
한편, 본 발명에 따른 초기우수 및 유해화학물질 사고유출수 흐름유도장치는 메인스크린필터(170)와, 보조스크린필터를(180) 더 구비할 수 있다.
본 실시 예에 따른 초기우수 및 유해화학물질 사고유출수 흐름유도장치는 도 1 내지 도 5를 참고하여 설명한 바와 다르게 우수공급관(10)이 우수방류관(40)과 대응되는 흐름유도맨홀(20) 우측의 우수방류관(40) 하부에 설치되고, 배출관(50)이 우수유입관(10)과 대응되는 흐름유도맨홀(20) 좌측의 우수유입관(10) 하부에 설치된 것을 적용하였다.
도 6을 참조하면, 메인스크린필터(170)는 흐름유도맨홀(20) 내부에 우수 또는 사고유출수에 포함된 협잡물이 우수방류관(40) 또는 우수공급관(110) 측으로 이동하는 것을 차단할 수 있도록 흐름유도맨홀(20)의 좌우 중앙 부분에 수직으로 설치되며, 하부가 흐름유도맨홀(20)의 바닥에 고정되고 흐름유도맨홀(20) 상부를 향해 일정 길이 연장된다.
메인스크린필터(170)는 흐름유도맨홀(20) 내부로 흘러들어온 초기우수를 포함하는 우수 또는 사고유출수에 편승하는 나뭇가지, 나뭇잎, 쓰레기, 이물질 등의 협잡물이 우수방류관(40)이나 우수공급관(110)을 통해 흐름유도맨홀(20) 외부로 배출되는 것을 차단한다. 메인스크린필터(170)에 의해 걸러진 협잡물은 주기적으로 제거하는 것이 바람직하다.
보조스크린필터(180)는 메인스크린필터(170)에 의해 걸러진 이물질 및 협잡물이 배출관(50)으로 배출되는 차단하는 것으로서, 도시된 바와 같이 우수유입관(10) 하부에 구획벽(23)과 교차 또는 직교하는 방향으로 설치될 수도 있고, 배출개폐수문(80)에 수직으로 설치될 수도 있다.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 초기우수 및 유해화학물질 사고유출수 흐름유도장치는 첨부된 도면을 참조로 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호의 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해서만 정해져야 할 것이다.
10 : 우수유입관
20 : 맨홀
30 : 맨홀수위센서
40 : 우수방류관
50 : 배출관
60 : 차집오수관
65 : 침투조
70 : 배출수위계
80 : 배출개폐수문
90 : 우수저장탱크
100 : 탱크수위센서
110 : 우수공급관
120 : 우수공급개폐수문
130 : 원격단말장치
140 : 수질측정센서
150 : 유해화학물질방호유닛
160 : 완충저류조
170 : 스크린필터

Claims (6)

  1. 배수로와 연결되어 우수 또는 사고유출수가 흐르는 우수유입관과;
    상기 우수유입관을 통해 유입되는 우수 및 사고유출수를 수용하는 흐름유도맨홀과;
    상기 흐름유도맨홀에 설치되어 상기 흐름유도맨홀의 수위를 측정하는 맨홀수위센서와;
    상기 흐름유도맨홀 내의 우수를 공공수역 또는 하천으로 방류하는 우수방류관과;
    상기 우수방류관의 유로를 개폐하는 우수방류개폐수문과;
    상기 흐름유도맨홀에 유입되는 초기우수 또는 사고유출수를 차집오수관으로 배출하는 배출관과;
    상기 배출관에 설치되어 상기 배출관의 수위를 측정하는 배출수위계와;
    상기 배출관의 유로를 개폐하는 배출개폐수문과;
    상기 흐름유도맨홀에서 공급되는 우수를 저장하는 우수저장탱크와;
    상기 우수저장탱크에 설치되어 상기 우수저장탱크 내의 수위를 측정하는 탱크수위센서와;
    상기 흐름유도맨홀에 유입 및 수용된 우수를 우수저장탱크로 공급하는 우수공급관과;
    상기 우수공급관의 유로를 개폐하는 우수공급개폐수문과;
    상기 흐름유도맨홀이 설치된 지역에 설치되고, 강우를 측정하는 강우센서를 구비하며, 상기 배출수위계에서 측정된 수위정보 및 상기 배출관의 구배정보를 이용하여 상기 배출관을 통해 배출되는 배출유량정보를 산출하며, 상기 강우센서에서 측정된 강우정보와 인터넷을 통해 수신한 기상정보와 상기 맨홀수위센서에서 측정된 상기 흐름유도맨홀의 수위정보와 상기 탱크수위센서에서 측정된 상기 우수저장탱크의 수위정보와 산출된 배출유량정보에 따라 상기 우수방류관과 상기 배출관과 상기 우수공급관의 유로를 선택적으로 개폐시킬 수 있도록 상기 우수방류개폐수문과 상기 배출개폐수문과 상기 우수공급개폐수문의 동작을 각각 제어하는 원격단말장치를 구비하고,
    상기 원격단말장치는
    상기 흐름유도맨홀의 수위가 설정된 기준수위 이상이고 강우가 미발생하면 상기 우수방류개폐수문을 개방시키는 제1방류모드를 실행하고,
    상기 흐름유도맨홀의 수위가 설정된 기준수위 이상이고 강우가 발생하면 초기우수 여부를 판정하는 초기우수판정모드를 실행하고,
    상기 초기우수판정모드에서 초기우수로 판정될 시 상기 배출개폐수문을 개방시키는 초기우수배출모드를 실행하며,
    상기 초기우수배출모드를 실행한 후에 상기 우수저장탱크의 수위가 설정된 만수위 미만이면 상기 우수공급개폐수문을 개방시키는 저류모드를 실행하고,
    상기 초기우수배출모드를 실행한 후에 상기 우수저장탱크의 수위가 만수위 이상이면 상기 우수방류개폐수문을 개방시키는 제2방류모드를 실행하는 것을 특징으로 하는 초기우수 및 유해화학물질 사고유출수 흐름유도장치.
  2. 삭제
  3. 배수로와 연결되어 우수 또는 사고유출수가 흐르는 우수유입관과;
    상기 우수유입관을 통해 유입되는 우수 및 사고유출수를 수용하는 흐름유도맨홀과;
    상기 흐름유도맨홀에 설치되어 상기 흐름유도맨홀의 수위를 측정하는 맨홀수위센서와;
    상기 흐름유도맨홀 내의 우수를 공공수역 또는 하천으로 방류하는 우수방류관과;
    상기 우수방류관의 유로를 개폐하는 우수방류개폐수문과;
    상기 흐름유도맨홀에 유입되는 초기우수 또는 사고유출수를 차집오수관으로 배출하는 배출관과;
    상기 배출관에 설치되어 상기 배출관의 수위를 측정하는 배출수위계와;
    상기 배출관의 유로를 개폐하는 배출개폐수문과;
    상기 흐름유도맨홀에서 공급되는 우수를 저장하는 우수저장탱크와;
    상기 우수저장탱크에 설치되어 상기 우수저장탱크 내의 수위를 측정하는 탱크수위센서와;
    상기 흐름유도맨홀에 유입 및 수용된 우수를 우수저장탱크로 공급하는 우수공급관과;
    상기 우수공급관의 유로를 개폐하는 우수공급개폐수문과;
    상기 흐름유도맨홀이 설치된 지역에 설치되고, 강우를 측정하는 강우센서를 구비하며, 상기 배출수위계에서 측정된 수위정보 및 상기 배출관의 구배정보를 이용하여 상기 배출관을 통해 배출되는 배출유량정보를 산출하며, 상기 강우센서에서 측정된 강우정보와 인터넷을 통해 수신한 기상정보와 상기 맨홀수위센서에서 측정된 상기 흐름유도맨홀의 수위정보와 상기 탱크수위센서에서 측정된 상기 우수저장탱크의 수위정보와 산출된 배출유량정보에 따라 상기 우수방류관과 상기 배출관과 상기 우수공급관의 유로를 선택적으로 개폐시킬 수 있도록 상기 우수방류개폐수문과 상기 배출개폐수문과 상기 우수공급개폐수문의 동작을 각각 제어하는 원격단말장치를 구비하고,
    상기 흐름유도맨홀에 설치되어 상기 흐름유도맨홀 내의 우수 또는 사고유출수의 수질을 측정하며, 측정된 수질정보를 상기 원격단말장치에 전송하는 수질측정센서를 더 구비하고,
    상기 원격단말장치는 상기 수질정보와 상기 강우센서에서 측정된 강우정보와 인터넷을 통해 수신한 기상정보와 상기 맨홀수위센서에서 측정된 상기 흐름유도맨홀의 수위정보와 상기 탱크수위센서에서 측정된 상기 우수저장탱크의 수위정보와 산출된 배출유량정보에 따라 상기 우수방류관과 상기 배출관과 상기 우수공급관의 유로를 선택적으로 개폐시킬 수 있도록 상기 우수방류개폐수문과 상기 배출개폐수문과 상기 우수공급개폐수문의 동작을 각각 제어하는 원격단말장치를 구비하며,
    상기 원격단말장치는
    상기 흐름유도맨홀의 수위가 설정된 기준수위 이상일 시 상기 수질정보를 토대로 사고 발생 여부를 판정하는 사고발생판정모드를 실행하고,
    상기 사고발생판정모드에서 사고가 발생한 것으로 판정될 시, 상기 배출개폐수문을 개방시키는 사고유출수배출모드를 실행하고,
    상기 사고발생판정모드에서 사고가 미발생한 것으로 판정될 시, 강우 여부를 판정하는 강우판정모드를 실행하며,
    상기 강우판정모드에서 강우가 미발생한 것으로 판정될 시, 상기 우수방류개폐수문을 개방시키는 제1방류모드를 실행하고,
    상기 강우판정모드에서 강우가 발생한 것으로 판정될 시, 초기우수 여부를 판정하는 초기우수판정모드를 실행하며,
    상기 초기우수판정모드에서 초기우수로 판정될 시, 상기 배출개폐수문을 개방시키는 초기우수배출모드를 실행하며,
    상기 초기우수배출모드를 실행한 후에 상기 우수저장탱크의 수위가 설정된 만수위 미만이면, 상기 우수공급개폐수문을 개방시키는 저류모드를 실행하고,
    상기 초기우수배출모드를 실행한 후에 상기 우수저장탱크의 수위가 만수위 이상이면, 상기 우수방류개폐수문을 개방시키는 제2방류모드를 실행하는 것을 특징으로 하는 초기우수 및 유해화학물질 사고유출수 흐름유도장치.
  4. 삭제
  5. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    유해화학물질이 저장된 유해화학물질저장탱크로부터 유해화학물질이 외부로 유출되는 것을 방지하도록 상기 유해화학물질저장탱크 주변을 둘러싸도록 설치되는 방호벽과, 상기 유해화학물질저장탱크로부터 유출되어 상기 방호벽 내에 수용되는 유해화학물질을 상기 배수로 측으로 배출하거나 차단할 수 있게 상기 방호벽의 일 측에 설치된 게이트를 포함하는 유해화학물질방호유닛;을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 초기우수 및 유해화학물질 사고유출수 흐름유도장치.
  6. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 흐름유도맨홀 내부에는 우수 또는 사고유출수에 포함된 협잡물이 상기 우수방류관 또는 상기 우수공급관 측으로 이동하는 것을 차단하는 스크린필터가 더 구비된 것을 특징으로 하는 초기우수 및 유해화학물질 사고유출수 흐름유도장치.
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