KR200298299Y1 - 도로노면 배수 처리장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 여재에 의하여 도로노면 배수에 함유되어 있는 오염물질을 효율적으로 처리하여 하수처리의 부담을 줄이고, 각종 수역오염을 감소시킬 수 있는 도로노면 배수처리장치에 관한 것이다.

본 고안은 차도와 보도 사이에 설치된 측구 측면 또는 보도 내부 중 적어도 한 곳에 설치되며, 상부가 개방된 내부 공간부를 가지는 유지관리조; 격벽에 의해 상기 유지관리조와 구획되되, 그 하부가 유지관리조와 통하며, 상부가 개방된 내부 공간부를 가지는 처리조; 상기 처리조내에 장착되며, 처리조에서 상승하는 오염수에 포함된 오염물질을 여과하기 위한 여재가 채워져 있는 여재충진조; 및 상기 처리조와 유지관리조의 개방부를 동시에 개폐하기 위한 뚜껑을 포함하는 도로 노면 배수처리장치를 제공한다.

Description

도로노면 배수 처리장치{TREATMENT APPARATUS FOR ROAD SURFACE DRAINAGE BY FILTER MEDIA}

본 고안은 여재에 의해 초기 강우시 도로노면 배수에 포함되어 있는 오염물질을 제거, 처리하는 도로노면 배수 처리장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 초기 강우시 도로 노면에는 자동차 특히, 디젤엔진 자동차의 주행에 의해 배출되는 배기가스에 포함되어 있는 미립자, 타이어의 마모에 의한 먼지, 아스팔트의 마모에 의해 발생하는 먼지 등의 환경오염물질이, 공장의 매연이나 분진 등의 대기 중에 떠 있는 오염물질과 함께 혼합되어 퇴적된다. 이 혼합된 오염물질에는 다핵방향족탄화수소류(PAHs) 등의 유기계 오염물질이나 카드늄 등의 중금속류가 함유되어 있으며, 이외에도 질소나 인과 같은 부영양화 영양염류 등이 함유되어 있으며, 내분비계 교란작용을 하는 내분비계 장애물질도 존재할 수 있다.

이와 같이, 도로에 퇴적된 오염물질은 강우에 의하여 도로배수에 운반되어 우수나 오수받이에 유입된 후 하수관거로 배출된다. 이 하수도가 합류식인 경우, 상기 오염물질은 하수처리장에 유입되어 처리되지만, 상기 하수도에 유입되는 오염물질이 중금속등을 포함할 경우에는 이를 제거하기 위한 별도의 처리수단을 필요로 하기 때문에, 하수처리에 대한 큰 부담이 되는 문제가 있었다.

또한, 하수도에는 상기 도로배수만이 아닌 가정이나 공장에서 배출되는 오수도 유입되는데, 이와 같은 오수에도 상기 오염물질이 포함되어 있기 때문에, 하수처리장에서의 처리부담을 한층 증대시키고 있다.

한편, 하수도가 분류식인 경우는, 상기 오염물질이 처리되지 않고 그대로 주변 수역에 유입되게 되며, 이와 같이 수역으로 흘러간 오염물질은 부영양화를 초래하거나 내분비계 장애물질로 작용하여 생태계에 악영향을 미치는 등, 각종 수역오염을 유발시키고 있다.

따라서, 본 고안은 상기와 같은 문제점의 해결을 위해 안출된 것으로서, 초기 강우단계에서 도로에 퇴적되어 있는 각종 오염물질을 빗물과 함께 수집하고, 여재에 의해 도로배수에 포함되어 있는 오염물질을 양호하게 제거하여, 하수처리에 대한 부담을 경감하고, 오염물질의 유입으로 인한 수역오염을 저감할 수 있는 도로노면 배수처리장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 고안에 의한 도로노면 배수처리장치의 일실시예 구성을 개략적으로 나타낸 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 배수처리장치 20 : 도로

30 : 유지관리조 40 : 처리조

47 : 연결부 50 : 블록

60 : 뚜껑 70 : 여재 충전조

71 : 여재 80 : 유입부

90 : 배출부 100 : 배출박스

101 : 배출로 102 : 배수관 또는 (인공)습지

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 차도와 보도 사이에 설치된 측구 측면 또는 보도 내부 중 적어도 한 곳에 설치되며, 상부가 개방된 내부 공간부를 가지는 유지관리조; 격벽에 의해 상기 유지관리조와 구획되되, 그 하부가 유지관리조와 통하며, 상부가 개방된 내부 공간부를 가지는 처리조; 상기 처리조내에 장착되며, 처리조에서 상승하는 초기 강우 도로노면 배수에 포함된 오염물질을 여과하기 위한 여재가 채워져 있는 여재충진조; 및 상기 처리조와 유지관리조의 개방부를 동시에 개폐하기 위한 뚜껑을 포함하는 도로 노면 배수처리장치를 제공한다.

이하, 첨부된 도1의 도면을 참조하여 본 고안의 실시예를 상세히 설명한다.

본 고안에 의한 도로노면 배수처리장치는 도로노면에 퇴적되어 있는 각종 오염물질을 초기 강우시에 수집하여 제거할 수 있도록 구현한 것으로, 본 고안의 실시예에 따른 배수처리장치(10)는 도로(20)의 옆 예를 들면, 차도와 보도 사이에 설치된 측구 측면 또는 보도 내에 설치되어 도로배수에 함유되어 있는 오염물질을 제거한다.

상기 배수처리장치(10)의 세부구성을 살펴보면, 도1에 도시된 바와 같이 상부가 개방된 내부 공간부를 가지는 유지관리조(30)와; 격벽에 의해 상기 유지관리조(30)와 구획되며, 상부가 개방된 내부 공간부를 가지는 처리조(40)와; 상기 유지관리조(30)와 처리조의 외곽 하부측으로 연장되되, 격벽을 사이에 두고 좌우 서로 맞붙게 설치되며, 바닥부에 오염물질을 침적시키기 위한 공간부가 형성된 블록(50)과; 처리조(40)의 하단부분과 상기 유지관리조(30)의 하단부분은 블록(50)의 하단부에 있는 공간부로 오염물질을 원활하게 이동시키기 위한 연결부(47) 및 상기 처리조(40)와 유지관리조(30)의 개방부를 동시에 개폐하기 위한 뚜껑(60)으로 구성된다.

여기서, 상기 처리조(40)는 블럭(50)의 일측부와 연결되어 하나의 수조를 이루며, 또한 상기 유지관리조(30)는 블럭(50)의 타측부와 연결되어 다른 하나의 수조를 이룬다. 이때, 상기 처리조(40)의 바닥면은 유지관리조(30)를 향하여 하향되는 경사면을 가지고 있으며, 상기 유지관리조(30)의 바닥면은 상기 처리조(40)의 바닥면보다 더욱 깊게 굴곡된 구조로 되어 있다. 따라서, 상기 처리조(40)의 바닥면에 침적되는 오염물질이 경사면을 타고 흘러내려 유지관리조(30)의 바닥면에 침적되게 된다.

상기 처리조(40)내에는 오염물질을 제거 처리하기 위한 여재 충전조(70)가 탈부착 가능하게 설치된다. 상기 여재충전조(70)는 소정 메쉬를 가지는 망사 천으로 이루어져 있으며, 그 내부에는 오염물질을 여과나 흡착에 의해 제거하기 위한 여재(71)가 채워진다. 본 실시예에서의 여재(71)로는 소수성 물질 등을 흡착하는 능력이 높으면서, 교란세정이 쉽고 비중이 가벼운 재질, 예를 들어 발포 폴리프로필렌의 미세한 조각 등이 바람직하며, 그 외에도 활성탄, 수세미, 모기장, 및 링레이스(Ring race) 등을 이용하는 것도 가능하다.

상기 유지관리조(30)의 상부에는 도로면(20)으로부터 각종 오염물질을 포함하는 오염수가 유입되는 유입부(80)가 형성되고, 처리조(40)의 상부에는 그를 통해 월류된 처리수가 배출되는 배출부(90)가 형성되고 있다. 상기 배출부(90)의 하단은 처리수의 배출이 자연스럽게 이루어지도록 상기 유입부(80)에서 배출부(90)에 이르는 유로 각 부분의 마찰손실을 고려하여 상기 유입부(80)의 하단보다 아래에 위치시킨 구조로 되어 있다. 이에 따라, 펌프 등의 송출 수단을 이용하지 않고도 처리수의 배출을 간소하게 수행할 수 있다.

상기 유지관리조(30)측의 뚜껑(60) 모서리 부분에는 상기 유입부(80)에 연통되는 유입구(60a)가 형성되어 있다. 즉, 도면에서 화살표로 나타낸 바와 같이 상기 유입부(80)로부터 유입된 도로배수가 뚜껑(60)을 닫은 상태에서 유입구(60a)를 통해 유지관리조(30)의 내부로 유입하게 된다. 또한, 상기 뚜껑(60)의 처리조(40)측의 뚜껑(60) 모서리 부분의 밑면은 상기 배출부(90)의 단차면에 의해 지지되어 있다.

본 실시예에서는 상기와 같이 처리조(40)와, 유지관리조(30) 및 블록(50)의 4개의 조각을 연결핀이나 금속제의 연결기구를 이용하여 사각형 또는 원형형태로 일체화한 구조로 되어 있으나 상기 블록(50) 전체를 하나의 수조로 형성할 수 있음은 주지의 사실이다.

상기 처리조(40)의 상부 일측면에는 배출부(90)와 연통하는 배출박스(100)가 구비되고, 상기 배출박스(100)에는 도로의 연장방향으로 매설된 배수관 또는 인공습지(102)로 배수시키기 위한 배수로(101)가 형성되어 있다.

상기와 같이 구성된 본 고안의 작용상태를 설명하면 다음과 같다.

자동차 특히, 디젤엔진 자동차의 주행에 의해 배출되는 배기가스에 포함되어 있는 미립자나, 타이어의 마모에 의한 먼지, 아스팔트의 마모에 의한 먼지, 공장 매연, 분진 등의 환경오염물질이 도로의 노면(20)에 퇴적되고, 강우를 통한 도로배수에 의해 운반되어 도로 측구에 이르게 되면, 상기 오염물질을 포함한 오염수는 배수처리장치(10)의 유입부(80)를 통하여 유지관리조(30)에 유입된다. 그리고, 상기 오염수는 유지관리조(30)의 하부를 통하여 처리조(40)의 상부측으로 차오르게 되며, 이때 상기 처리조(40)에 장착된 여재충진조(70)내의 여재(71)에 의해 오염수에 포함된 각종 환경오염물질을 여과시키게 되며, 상기 여재충진조(70)를 통과하여 오염물질이 제거 처리된 처리수는 배출부(90)로 월류하여 배출박스(100)와 배수로(101)를 통해 배수관 또는 인공습지(102)로 유입되게 된다.

상기와 같은 일련의 배수처리과정에서 상기 여재충진조(70)의 하단 망사 천을 통과하지 못한 모래나 진흙과 같은 고형물은 처리조(40)의 바닥면에 침전되고,또 상기 여재 충전조(70) 안의 여과물의 일부도 처리조의 바닥면에 침전하게 된다. 이때, 상기 침전된 모래나 진흙등의 고형물에는 오염물질이 흡착되어 있으며, 이 오염물질이 흡착된 고형물은 처리조(40)의 바닥 경사면을 타고 흘러 내려 유지관리조(30)의 움푹패인 바닥부로 유입되어 침적된다.

한편, 도로의 노면(20)에 퇴적된 상기 오염물질은 강우에 따른 도로배수에 의해 차례로 운반되고, 예를 들어 5∼14 mm 정도의 강우가 있는 경우는 상기 퇴적물의 거의 대부분이 30분 정도의 소요로 배수처리장치(10)로 흘러 들어가게 된다. 이때, 강우가 상기 유지관리조(30) 내로 유입된 후, 상기 처리조(40)에 유입됨으로써 그 처리조(40) 내에서 오염물질의 제거처리가 적절히 수행되는 것이며, 그 후에도 강우가 계속될 경우에는 오염물질의 함유량이 적은 도로배수가 유지관리조(30) 안에 유입하게 되는 것이다.

이와 같은 초기 강우단계에서의 오염물질 제거처리를 효과적으로 수행할 필요가 있다. 그 때문에, 본 고안의 유지관리조(30)와 처리조(40)를 포함하는 상기 유로의 용적은, 적어도 상기 초기강우단계에서는 상기 배출부(90)를 통하여 처리수를 배출하면서 도로배수를 계속하여 유입시킬 수 있게 설정되어 있다. 그런데 시간당 강우량이 많은 경우는, 강우중에 상기 유지관리조(30)가 유입수로 가득 차서 도로배수가 다 유입될 수 없는 상태가 되는 경우가 있는데, 이와 같은 경우에는 과잉수(14mm 이상)가 뚜껑(60)이 덮여진 상태에서 그의 윗면을 타고 흘러 상기 배출부(90)에서 직접 배출되게 된다. 이와 같이 직접 배출되는 도로배수는 상기 여재 충전조(70)를 통과하지 않기 때문에, 오염물질의 제거처리가 수행되지 않는다.그러나, 배수처리장치(10)에 의한 도로노면에 퇴적한 오염물질의 제거처리는 초기강우단계에서 거의 완료되기 때문에, 그 이후의 강우에 의한 도로배수중의 오염물질의 양은 적다. 그러므로, 그 이후의 도로배수는 상기 여재 충전조(70)를 통과하지 않고 바로 배출시켜도 문제가 적다고 할 수 있다.

물론, 상기 유로의 용적을 크게 설정함으로써 강우량이 많더라도 도로배수 전부를 여재 충전조(70)를 통해서 배출시키는 것이 가능하지만, 이러한 경우는 장치 전체의 용적이 커져, 설치 공간이나 시공비용 면에서 어려움이 생기게 된다.

그러므로, 본 고안에서는 오염물질의 함유량이 많은 초기강우 단계에서의 도로배수에 대해 오염물질의 제거를 적극적으로 수행하는 것이며, 그 후의 도로배수에 대해서는 오염물질의 함유량이 적은 것을 감안하여 여재 충전조(70)를 통과하지 않도록 구성하여, 장치 전체의 소형화 및 시공비용의 저감을 도모한 것이다.

또한, 본 실시의 형태에서는 상기 뚜껑(60)을 덮는 것이 유지관리조(30)의 상단개방부를 차폐하는 상태가 되기 때문에, 상기 유지관리조(30)가 유입수로 가득 차서 도로배수가 더 이상 들어가지 않는 상태로 된 경우, 그 과잉수는 뚜껑(60)에서 차단되어 유지관리조(30) 안으로 들어가지 않은 채 뚜껑의 윗면을 흐른다. 그러므로, 유지관리조(30) 안의 오염수가 교반되어 그의 하부에 침적된 침전물이 같이 휩쓸려 상승하여 배출되는 우려는 전혀 없다.

상기와 같이 오염물질의 제거처리가 계속 수행되면, 상기 유지관리조(30)의 하부에는, 오염물질을 포함한 침전물이 퇴적됨과 함께, 상기 여재 충전조(70) 안에도 오염물질이 모이게 된다. 그 때문에 정기적으로 유지, 보수를 행하는 것이 필요하다. 이 경우에는 먼저, 상기 뚜껑(60)을 열고 유지관리조(30)의 상단개방부를 통해 상기 침전물의 퇴적상태를 관찰한다. 상기 침전물을 제거할 필요가 있다고 판단될 경우에는, 상기 유지관리조(30) 안에 별도의 흡입관(도시하지 않음)을 투입하여 그 흡입관의 흡인작용에 의해 침전물을 흡인하여 제거한다. 이때, 상기 처리조(40)의 바닥부분이 유지관리조(30)의 하부를 향하여 경사져 있기 때문에, 상기 처리조(40)에 침전된 침전물의 흡인 제거가 원활히 수행될 수 있다.

상기 처리조(40)내의 여재 충전조(70)에 부착되어 있는 오염물질을 제거하는 경우에는 여재충전조(70)를 처리조(40)로부터 외부로 이탈시킨 후, 상단 망사 천을 제거하는 것에 의해 여재(71)를 세정할 수 있다. 그 후, 상단 망사 천을 다시 설치하여 여재 충전조(70)를 조립하고, 그것을 다시 처리조(40)에 설치함으로써 그 여재 충전조(70)에 의해 오염물질의 제거처리를 재개할 수 있다. 상기와 같이 상기 처리조(40)에서 끌어올린 여재 충전조(70) 내부의 세정방법외에 상단 망사 천이 설치된 상태에서 그 망사 천의 상측에서 물을 분사하여 여재(71)에 부착되어 있는 오염물질을 세척하여 제거하는 형태로도 가능하다.

이상에서 설명한 본 고안은 전술한 실시예 및 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

전술한 바와 같이, 본 고안에 따르면 다음과 같은 효과를 가진다.

(1) 상기 유지관리조와 처리조가 연결되어 있고, 배수에 함유되어 있는 오염물질을 여과나 흡착에 의해 제거하는 여재를 처리조에 설치하도록 구성되어 있기 때문에, 유입부로부터 유입된 배수가 유지관리조와 처리조를 포함하는 유로를 흐르는 동안, 배수에 함유되어 있는 오염물질이 상기 여재에 의해 제거 처리되게 된다.

이로 인해, 합류식 하수도에서는 중금속류를 포함하는 오염물질의 저감을 신뢰적으로 처리할 수있어 하수처리에 대한 부담을 경감할 수 있고, 또 분류식 하수도에서는 오염물질이 부영양화를 초래하거나 내분비계 장애물질로 작용하는등 생태계에 악영향을 미치는 각종 수역오염을 저감시킬 수 있게 된다.

(2) 상기 유지관리조 및 상기 처리조의 상단개방부가 뚜껑에 의해 개폐 가능하므로, 초기 강우단계 이후에 유지관리조 또는 처리조가 유입수로 가득 차서 도로배수가 더 이상 유입될 수 없는 경우에, 이 과잉수를 뚜껑을 닫은 상태에서 뚜껑의 윗면을 통해 배출부로 배출시킬 수 있다.

상기와 같이, 도로노면에 퇴적한 오염물질의 제거처리는 초기강우단계에서 거의 완료되고, 그 이후의 강우에 따른 도로배수 중의 오염물질의 양은 최소량으로 감소된 상태에 있기 때문에, 도로배수는 처리조에 설치된 여재에 접촉시키지 않고 직접 배출시켜도 별 문제가 발생하지 않는다. 따라서, 유지관리조나 처리조의 용적을 최소로 설정하여 장치 전체를 소형화할 수 있을 뿐만 아니라, 설치 공간을 줄일 수 있고 시공비용의 저감을 기대할 수 있게 된다.

(3) 오염물질을 제거 처리하는 여재를 처리조에만 설치하고, 유지관리조는상단개방이고 내부 공간부가 형성되어 있는 구조이기 때문에, 유지관리조 하부의 침전물의 침전상태를 확인할 수 있고, 침전물이 일정량 퇴적한 경우는, 이 침전물을 흡출하여 손쉽게 제거할 수 있다.

또, 오염물질이 제거 처리된 처리수가 배출부로부터 자연적으로 배출될 수 있도록 배출부의 하단을 유입부의 하단보다 아래에 설치하고 있기 때문에, 펌프 등의 송출 수단을 이용하지 않고도 처리수의 배출을 간소하게 수행할 수 있다.

(4) 여재가 수용된 여재 충전조를 처리조에 탈부착 가능하게 설치하여, 처리조에 여재를 설치 가능하게 한 경우는 여재의 세정이나 교환을 쉽게 할 수 있다.

(5) 처리조의 바닥면을 유지관리조의 하부를 향하도록 경사면으로 형성함으로써, 처리조의 바닥부분에 침전된 오염물질이 흡착된 침전물을 유지관리조의 하부를 향하여 손쉽게 이송시킬 수 있고, 상기 유지관리조에 흡출관을 투입하여, 그 흡출관의 흡인작용에 의해 처리조나 유지관리조의 밑 부분에 침전한 침전물을 확실하면서 효율적으로 제거할 수 있다.

(6) 유지관리조와 처리조를 콘크리트제의 블록으로 설치하는 경우는, 배수처리장치의 설치에 있어 시공의 용이함과 공사기간의 단축을 도모할 수 있게 된다.

Claims (11)

1. 차도와 보도 사이에 설치된 측구 측면 또는 보도 내부 중 적어도 한 곳에 설치되며, 상부가 개방된 내부 공간부를 가지는 유지관리조;

   격벽에 의해 상기 유지관리조와 구획되되, 그 하부가 유지관리조와 통하며, 상부가 개방된 내부 공간부를 가지는 처리조;

   상기 처리조내에 장착되며, 처리조에서 상승하는 초기 강우 도로노면 배수에 포함된 오염물질을 여과하기 위한 여재가 채워져 있는 여재충진조; 및

   상기 처리조와 유지관리조의 개방부를 동시에 개폐하기 위한 뚜껑

   을 포함하는 도로 노면 배수처리장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 격벽을 사이에 두고 유지관리조와 처리조의 외곽 하부측으로 연장되며, 바닥부에 오염물질을 침적시키기 위한 공간부가 형성된 블록을 더 포함하는 도로 노면 배수처리장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 처리조, 유지관리조 및 블록이 일체로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 도로 노면 배수처리장치.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 처리조와 블럭의 일측부가 연결되어 하나의 수조를 이루며,

   상기 유지관리조와 블럭의 타측부와 연결되어 다른 하나의 수조를 이루되,

   상기 처리조와 유지관리조는 연결수단에 의해 분해가능하게 조립된 것을 특징으로 하는 도로 노면 배수처리장치.
5. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 처리조의 바닥면은 유지관리조를 향하여 하향되는 경사면을 가지고 있으며, 상기 유지관리조의 바닥면은 오염수에 포함된 오염물질을 침적시키기 위해 상기 처리조의 바닥면보다 더욱 깊게 굴곡되어 있는 것을 특징으로 하는 도로 노면 배수처리장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 여재충전조는 소정 메쉬를 가지는 망사 천으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 도로 노면 배수처리장치.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 여재충전조에 채워진 여재가 발포 폴리프로필렌 재질의 조각편, 활성탄, 수세미, 모기장, 및 링레이스(Ring race)중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 도로 노면 배수처리장치.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 유지관리조는 그의 상부에 형성되어 도로면으로부터 각종 오염물질을 포함하는 오염수가 유입되는 유입부를 더 포함하고,

   처리조는 그의 상부에 형성되어 월류된 처리수를 배출시키기 위한 배출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 노면 배수처리장치.
9. 제 5 항에 있어서,

   상기 배출부의 하단은 상기 유입부의 하단보다 아래에 위치되어 있는 것을 특징으로 하는 도로 노면 배수처리장치.
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 유지관리조의 유입부와 연통하도록 상기 뚜껑 모서리 부분에 형성된 유입구를 더 포함하는 도로 노면 배수처리장치.
11. 제 5 항에 있어서,

    상기 배출부에 연통하도록 그에 연결되며, 그를 통해 월류되는 처리수와, 도로노면을 통해 유입되는 배출수를 수용하여 배출하기 위한 배출박스; 및

    상기 배출박스에 연결되어 그에 유입된 배출수를 외부 하수배관으로 안내하기 위한 배수로를 더 포함하는 도로 노면 배수처리장치.