KR200392662Y1

KR200392662Y1 - 비점 오염원 처리장치

Info

Publication number: KR200392662Y1
Application number: KR20-2005-0013247U
Authority: KR
Inventors: 김승태; 이현희
Original assignee: 주식회사 엔지텍
Priority date: 2005-05-11
Filing date: 2005-05-11
Publication date: 2005-08-17

Abstract

본 발명은 수질오염의 주요인인 비점 오염원을 처리하는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 초기 강우에 의해 함유하고 있는 고농도의 각종 비점 오염물질을 목탄 여과필터인 메디아를 주소재로 사용하여 정화 배출함으로써 하천, 호소, 지하수 등의 수자원 오염을 예방하고 수질향상을 도모하는 비점 오염원 처리장치에 관한 것이다.

이를 위해 본 고안은 강우에 의해 유입되는 우수중 초기강우를 유입수 초기강우 분리장치(100)에서 분리하여 전단 침전조(101)에서 일차로 협잡물과 입자성 부유물질을 제거하고, 미세 부유물이 여과부를 갖춘 처리장치(102)에서 정화되어 유출 처리수로 배출되는 수질 오염처리 시스템에 있어서, 상기 처리장치(102)는 유입수가 유입되는 와류유도 유입관(1)을 갖춘 내부 침전조(2)와, 이 내부 침전조(2)의 하단쪽으로 경사판(3)을 매개로 연통되는 침전물 수집조(4), 상기 내부 침전조(2)의 상단쪽으로 유입된 유입수를 상승 유도 안내하는 내부 원통부(5), 이 내부 원통부(5)와 충진조 분리격벽(7)들에 의해 동심적으로 이격 구획되면서 메디아 충진실(6)을 갖추고 처리수 유출 스크린들(8)이 설치된 외부 원통부(9)로 이루어지되, 상기 내부 원통부(5)는 수직으로 다단계 배치되는 유입수 분배관(10)들을 통하여 외부 원통부(9)의 메디아 충진실(6)과 연통되고, 상기 외부 원통부(9)의 충진조 분리격벽(7)과 처리수 유출 스크린(8) 사이의 바닥부에는 정화된 유출수를 배출하는 집수정(11)에 연결된 집수배관(12)이 설치되어 있다.

Description

비점 오염원 처리장치{Non-point sources treatment equipment}

본 고안은 수질오염의 주요인인 비점 오염원을 처리하는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 초기 강우에 의해 함유하고 있는 고농도의 각종 비점 오염물질을 목탄 여과필터인 메디아를 주소재로 사용하여 정화 배출함으로써 하천, 호소, 지하수 등의 수자원 오염을 예방하고 수질향상을 도모하는 비점 오염원수 처리장치에 관한 것이다.

통상 수질오염이란 지표수, 지하수 및 해수로 부패성 물질, 유독성 물질 등이 유입되어 물의 물리적 변화가 일어남으로써 각종 용수로 사용할 수 없거나 수서 생물에 악영향을 초래하는 것으로, 이러한 수질오염은 방지와 관리의 편의 목적으로 크게 점 오염원과 비점 오염원으로 구분한다.

전자인 점 오염원은 공장, 폐수 처리장, 발전소, 폐광 등과 같이 특정 위치에서 하수관이나 도량을 통하여 오염물질이 포함된 폐수의 오염원을 칭하며, 후자인 비점 오염원은 여기저기 산재해 있는 넓은 지역에서 오염물질이 배출되는 오염원으로 예를 들어 경작지, 목장, 도시지역, 산림지역, 공사장, 주차장, 도로, 각종 토지개발 지역, 공장 및 산업지역을 지나온 빗물의 지표 유출수 또는 땅속으로 스며드는 물에 포함된 오염물질이 비점 오염원의 주요 오염발생의 사례들이다.

여기서, 후자인 상기 비점 오염원의 특성은 오염물질 발생원인이 인위적 자연적이고, 배출지점이 불특정하며, 희석 및 확산되면서 넓은 지역으로 배출되며, 강우 등 자연적 요인에 따른 배출량의 변화가 심하여 예측이 곤란할 뿐만 아니라, 수집이 어렵고 처리 효율이 일정하지 않은 특성들을 갖추고 있다.

이러한 비점 오염원의 물질들은 강우 유출수의 가장 많은 부분을 차지하는 침전 토사; 질소 및 인과 같은 부영향회를 야기하는 영양물질; 적은 양으로도 수생 생물에 치명적인 기름과 윤활유; 도시 강우시 주로 함유되는 납, 아연, 카드뮴과 같은 금속; 접착제, 클렌리와 같은 유기물질; 제초제, 농약과 같은 수생 생물에 치명적인 살충제; 각종 박테리아와 바이러스; 건축 공사장, 산업현장 및 쓰레기 등에서 발생하는 협잡물(Gross Pollutants) 등이 있다.

본 고안은 수질오염 중에서 초기 강우에 의해 발생하는 비점 오염원 물질인 상술한 토사, 부유물질, 영양물질, 중금속, 살충제, 기름 등을 효과적으로 제거하는 수질정화 기술이나, 이에 굳이 한정되는 것은 아니고 하천과 호소 등도 정화할 수 있는 비점 오염원 처리장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은 초기 강우에 의해 유입된 유입수를 전단 침전조에서 오염물질 중 협잡물과 토사 등의 부유물을 일차로 제거한 다음, 미세 부유물과 영양물질, 중금속, 살충제, 기름 등이 여과부를 갖춘 처리장치에서 정화되는 시스템에 있어서, 상기 처리장치는 유입수가 유입되는 와류유도 유입관을 갖춘 내부 침전조와, 이 내부 침전조의 하단쪽으로 경사판을 매개로 연통되는 침전물 수집조, 상기 내부 침전조의 상단쪽으로 유입된 유입수를 상승 유도 안내하는 내부 원통부, 이 내부 원통부와 충진조 분리격벽들에 의해 이격 구획되면서 메디아 충진실을 갖추고 처리수 유출 스크린들이 설치된 외부 원통부로 이루어지되, 상기 내부 원통부는 다단계로 배치되는 유입수 분배관들을 통하여 외부 원통부의 메디아 충진실과 연통되고, 상기 외부 원통부의 충진조 분리격벽과 처리수 유출 스크린 사이의 바닥부에는 정화된 유출수를 배출하는 집수정에 연결된 집수 배관이 설치되어 있다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 비점 오염원 처리장치가 설치되는 수처리 정화시스템의 전체 흐름 구성도이고, 도 2는 본 고안의 요부인 원통형 비점 오염원 처리장치의 구성 투시도, 도 3 내지 도 6은 도 2의 부분 설명도 들이다.

본 고안은 도 1에 도시된 바와 같이 강우에 의해 유입되는 우수중 초기강우를 유입수 초기강우 분리장치(100)에서 분리하여 전단 침전조(101)에서 협잡물과 입자성 부유물질을 일차로 제거하고, 미세 부유물과 영양물질, 중금속, 살충제, 기름 등이 여과부를 갖춘 처리장치(102)에서 정화되어 유출 처리수로 배출되는 수질 오염처리 시스템에 있어서, 상기 처리장치(102)는 유입수가 유입되는 와류유도 유입관(1)을 갖춘 내부 침전조(2)와, 이 내부 침전조(2)의 하단쪽으로 경사판(3)을 매개로 연통되는 침전물 수집조(4), 상기 내부 침전조(2)의 상단쪽으로 유입된 유입수를 상승 유도 안내하는 내부 원통부(5), 이 내부 원통부(5)와 충진조 분리격벽(7)들에 의해 동심적으로 이격 구획되면서 메디아 충진실(6)을 갖추고 처리수 유출 스크린들(8)이 설치된 외부 원통부(9)로 이루어지되, 상기 내부 원통부(5)는 수직으로 다단계 배치되는 유입수 분배관(10)들을 통하여 외부 원통부(9)의 메디아 충진실(6)과 연통되고, 상기 외부 원통부(9)의 충진조 분리격벽(7)과 처리수 유출 스크린(8) 사이의 바닥부에는 정화된 유출수를 배출하는 집수정(11)에 연결된 집수배관(12)이 설치되어 있다.

그리고 상기 메디아 충진실(6)은 방사형으로 등각도 배치되는 여러 개의 메디아 스크린(13)에 의해 병렬 다단으로 구획되고, 이 메디아 스크린(13) 사이의 구획된 각각의 메디아 충진실(6,6a,6b,6c)에는 메디아 충진백(14)이 도 3의 (C)와 같이 여러개(도면에서는 4개를 도시하였지만, 그 갯수는 용량 및 크기 또는 처리할 비점 오염물질에 따라 다양하게 변경 실시할 수 있음)가 적층되어 설치되는데, 이 각각의 메디아 충진백(14)은 그 내부에 여과필터인 메디아 충진재로 흑탄 백탄과 같은 목탄을 이용하며, 호의 둘레와 변의 길이는 충진조 직경에 따라 다양하게 변경되고, 이 메디아 충진백(14)의 재활용을 위해 호의 둘레에는 자유롭게 열고 폐쇄할 수 있도록 도 3의 (A)와 같이 각각의 메디아 충진백(14)에 매직 테이프(15) 또는 지퍼가 설치되어 그 내부에 충진되는 목탄의 메디아 충진제를 필요에 따라 교체하여 재사용할 수 있도록 되어 있다.

한편, 도 3에 도신된 상기 메디아 충진백(14)의 격자형 합성수지 그물망의 메쉬(Mesh)는 충진하는 목탄의 입경에 따라 정해짐은 당연하다.

그리고 상기 메디아 충진백(14)에 충진되는 메디아 종류는 목탄, 또는 목탄 혼합물, 목탄-규조토 혼합 성형 메디아, 성형규조토 메디아가 있으며, 다음 표 1은 상기 메디아 충진백(14)에 충진되는 메디아 종류별 입경과 메디아재 및 격자형 그물망의 메쉬의 바람직한 실시예를 나타낸다.

(표 1)

메디아 종류	메디아 입경	메디아재(메디아 구성소재)	mesh사이즈
목탄	3~5㎜	·목탄 100% (흑탄 또는 백탄)	1.5㎜
	10~15㎜	·목탄 100% (흑탄 또는 백탄)	5.0㎜
	20~30㎜	·목탄 100% (흑탄 또는 백탄)	10.0㎜
	40~60㎜	·목탄 100% (흑탄 또는 백탄)	20.0㎜
	80~110㎜	·목탄 100% (흑탄 또는 백탄)	40.0㎜
목탄혼합물	3~5㎜	·목탄 + 자갈·목탄 + 제올라이트·목탄 + 제올라이트 + 성형규조토메디아	1.5㎜
	10~15㎜	·목탄 + 자갈·목탄 + 제올라이트·목탄 + 제올라이트 + 성형규조토메디아	5.0㎜
	20~30㎜	·목탄 + 자갈·목탄 + 제올라이트·목탄 + 제올라이트 + 성형규조토메디아	10.0㎜
	40~60㎜	·목탄 + 자갈	20.0㎜
	80~110㎜	·목탄 + 자갈	40.0㎜
목탄-규조토혼합성형메디아	3~5㎜	·목탄에 규조토를 섞어 입자로 성형·목탄 + 제올라이트 혼합물에 규조토를 섞어 입자로 성형	1.5㎜
	10~15㎜	·목탄에 규조토를 섞어 입자로 성형·목탄 + 제올라이트 혼합물에 규조토를 섞어 입자로 성형	5.0㎜
	20~30㎜	·목탄에 규조토를 섞어 입자로 성형·목탄 + 제올라이트 혼합물에 규조토를 섞어 입자로 성형	10.0㎜
성형규조토메디아	3~5㎜	·규조토로 입자화 성형	1.5㎜
	10~15㎜	·규조토로 입자화 성형	5.0㎜
	20~30㎜	·규조토로 입자화 성형	10㎜

또한 도 4는 도 2에 도시된 한쪽 메디아 충진실(6)을 펼친 상태도로서 도 2에는 이 메디아 충진실(6)이 2개의 메디아 스크린(13)에 의해 메디아 충진백(14)이 내장되는 구획부분을 3군데로 구획 표시하였으나, 도 4에서는 메디아 충진실(6)이 4개의 메디아 스크린(13)에 의해 5군데로 구획된 메디아 충진실(6a,6b,6c,6d,6e)을 도시한 것으로, 이와 같이 메디아 충진실(6)은 구획하는 메디아 스크린(13)이 갯수에 의해 다양하게 구획되어 형성될 수 있음을 보여주는 것이다.

도 4와 같이 상기 4개의 메디아 스크린(13)에 의해 5군데로 구획되는 메디아 충진실(6a,6b,6c,6d,6e)에 각각 내장되는 메디아재의 입경은 제 1 메디아 충진실(6a)에서 제 5 메디아 충진실(6e)로 갈수록 그 공극률들이 크게 형성되는데, 이는 상기 유입수 분배관(10)의 후술하는 유출공(16)들을 통하여 분배 공급되는 유입수가 화살표 방향으로 병렬 구축된 이들 제 1 내지 제 5 메디아 충진실(6a,6b,6c,6d,6e)의 목탄의 매디아재를 통과할 때 공극률이 폐쇄되는 것을 방지하기 위함이다.

한편, 도 5는 상기 내부 원통부(5)에서 외부 원통부(9)의 메디아 충진실(6)로 유입수를 분배 공급하는 유입수 분배관(10)을 자세하게 도시한 것으로, 이 유입수 분배관(10)은 원통형의 합성수지관으로 개방된 내부 원통부(5)와 이에 고정된 너트부(17)를 매개로 나선식으로 체결되고 타단은 외부 원통부(9)의 내벽에 고정되어 있으며, 이 유입수 분배관(10)의 둘레에는 유출공(16)들이 다수개 천공되어 있는데, 유입수 분배관(10)의 전체길이(L)를 3등분 하여 전체 유출공(16)의 갯수중 제 1 둘레부(L₁) : 제 2 둘레부(L₂) : 제 3 둘레부(L₃)의 비율이 20% : 30% : 50%가 되도록 형성시킴에 따라 유입수들이 이 유출공(16)들을 통하여 메디아 충진실(6)로 균일하게 분배되어 진다.

그리고 도 6은 원통형의 내부 침전조(2)에 설치되는 유입수 와류유도 유입관(1)을 자세하게 도시한 것으로, 상기 와류유도 유입관(1)은 원통형의 관으로 이 내부 침전조(2) 내부로 유입수를 와류유도 안내하기 위해 와류 유도안내 노즐(18)이 등각도로 다수 개 배치되어 있는데, 도면에서는 일예로 4개를 보여주고 있다.

한편, 도 2의 처리장치(102)의 상부에는 충진조 상부 차단막(21)과 충진조 상부 덮개판(20)이 설치되고, 상기 내부 원통부(5)의 상단쪽에는 내부 침전조(2)를 통하여 유입된 유입수가 많을 때 메디아 충진실로 유입되지 않고 바이패스 시키어 방류시키는 월류관(19)이 설치되어 있다.

이어 상기와 같이 이루어진 본 고안을 이용하여 비점 오염원을 정화처리하는 작동방식을 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이 초기강우 유입수가 초기강우 분리장치(100)와 전단 침전조(101)를 통하여 공지의 방식대로 1차 정화된 다음, 이 전단 침전조(101)를 거친 유입수는 도 1과 도 2에 도시된 처리장치(102)의 내부 침전조(2)로 들어오게 되는바, 이때 상기 전단 침전조(101)와 처리장치(102)의 설치 높이의 차이(Δh)에 의해 유입수는 낙하에너지를 가진 상태에서 내부 침전조(2)의 와류유도 유입관(1)으로 들어오게 된다.

이 와류유도 유입관(1)은 유입수를 내부 침전조로 유입시키는 원형의 관으로 와류 발생시키기 위해 원형으로 설치되고 여러 개의 와류유도 안내노즐(18)들을 갖추고 있다.

따라서 유입수는 와류유도 유입관(1)을 통하여 와류를 일으키면서 화살표 방향으로 상승하게 되는데, 이때 와류에 의해 침전되는 입자상의 부유물질은 경사판(3)을 통하여 침전물 수집조(4)에 저장된다.

한편, 와류형태로 상승하는 유입수는 내부 원통부(5)의 한쪽 통로를 따라 화살표 방향으로 상승하면서 유입수 분배관(10)쪽으로 유입수를 방출시키고 오버 플로우(Over flow)되는 유입수는 월류관(19)을 통하여 방류 시킨다.

이때 상기 메디아 충진실(6)을 갖춘 정화구조는 충진조 분리격벽(7)에 의해 2개 조로 구획되어 있으므로 유입된 유입수도 동시에 양분 처리되어 진다.

상기 각각의 유입수 분배관(10)으로 유입된 유입수는 이 유입수 분배관(10)의 유출공(16)들을 통하여 제 1 메디아 충진실(6a)로 유입 분배되면서 제 2 메디아 충진실(6b), 제 3 메디아 충진실(6c)을 거칠 때 여과되면서 이들 메디아 충진실에 차있는 다단계 여러 메디아에 의하여 흡착이 이루어지게 되어 비점 오염물질이 제거된 후, 처리수 유출 스크린(8)과 집수배관(12)을 통하여 집수정(11)으로 모아져서 처리수로 정화되어 배출된다.

상기와 같이 본 고안에 따른 비점 오염원수 처리장치는 초기강우에 의해 발생하는 비점 오염원 물질인 토사 및 부유물질, 영양물질, 중금속, 살충제, 기름 등을 여과 및 흡착능이 부여된 다공성 목탄 소재 메디아를 이용하여 정화 처리하여 우수한 수질정화가 이루어지고, 또 초기강우에 의한 비점 오염물질 처리뿐만 아니라 목탄을 소재로한 여러 종류의 메디아를 이용하여 하천 및 호소의 정화도 가능한 잇점이 있다.

도 1은 본 고안이 적용되는 수질오염수 처리 흐름을 나타낸 전체설비의 레이아웃 구성도,

도 2는 본 고안의 요부인 원통형 비점 오염원 처리장치의 일예를 나타낸 구성 투시도,

도 3(A),(B),(C)는 도 2에 설치된 메디아 충진백의 설명도들,

도 4는 도 2에서 한쪽에 설치된 메디아 충진실을 펼친 평면설명도,

도 5는 도 2에 설치되는 유입수 분배관의 설명도,

도 6은 도 2에 설치되는 와류 유도 유입관의 설명도이다.

-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-

1 : 와류 유도 유입관, 2 : 내부 침전조,

3 : 경사판, 4 : 침전물 수집조,

5 : 내부 원통부,

6,6a,6b,6c,6d,6e : 메디아 충진실,

7 : 충진조 분리격벽, 8 : 처리수 유출 스크린,

9 : 외부 원통부, 10 : 유입수 분배관,

11 : 집수정, 12 : 집수배관,

13 : 메디아 스크린, 14 : 메디아 충진백,

15 : 매직 테이프, 16 : 유출공,

17 : 너트부, 18 : 와류유도 안내노즐,

19 : 월류관, 20 : 충진조 상부 덮개판.

Claims

강우에 의해 유입된 유입수 초기강우 분리장치(100)와 전단 침전조(101)에서 일차로 협잡물과 입자성 부유물질을 제거하고, 미세 부유물과 영양물질, 중금속, 살충제, 기름 등이 여과부를 갖춘 처리장치(102)에서 정화되어 유출 처리수로 배출되는 수질 오염처리 시스템에 있어서,

상기 처리장치(102)는 유입수가 유입되는 와류유도 유입관(1)을 갖춘 내부 침전조(2)와, 이 내부 침전조(2)의 하단쪽으로 경사판(3)을 매개로 연통되는 침전물 수집조(4), 상기 내부 침전조(2)의 상단쪽으로 유입된 유입수를 상승 유도 안내하는 내부 원통부(5), 이 내부 원통부(5)와 충진조 분리격벽(7)들에 의해 동심적으로 이격 구획되면서 메디아 충진실(6)을 갖추고 처리수 유출 스크린들(8)이 설치된 외부 원통부(9)로 이루어지되, 상기 내부 원통부(5)는 수직으로 다단계 배치되는 유입수 분배관(10)들을 통하여 외부 원통부(9)의 메디아 충진실(6)과 연통되고, 상기 외부 원통부(9)의 충진조 분리격벽(7)과 처리수 유출 스크린(8) 사이의 바닥부에는 정화된 유출수를 배출하는 집수정(11)에 연결된 집수배관(12)이 설치되어 이루어진 것을 특징으로 하는 비점 오염원 처리장치.
제 1항에 있어서, 상기 메디아 충진실(6)은 방사형으로 등각도 배치되는 여러 개의 메디아 스크린(13)에 의해 병렬 다단으로 구획된 것을 특징으로 하는 비점 오염원 처리장치.
제 2항에 있어서, 상기 각각의 메디아 충진실에는 메디아 충진백(14)이 여러개 적층되는데, 이 각각의 메디아 충진백(14)은 그 내부에 여과필터인 메디아로 흑탄 백탄과 같은 목탄을 주소재로 이용하며, 호의 둘레와 변의 길이는 충진조 직경에 따라 다양하게 변경되고, 이 메디아 충진백(14)의 재활용을 위해 호의 둘레에는 자유롭게 열고 폐쇄할 수 있도록 매직 테이프(15) 또는 지퍼가 설치되어 그 내부에 충진되는 목탄의 메디아 충진제를 필요에 따라 교체할 수 있도록 이루어진 것을 특징으로 하는 비점 오염원 처리장치.
제 3항에 있어서, 상기 메디아 충진백(14)에 충진되는 메디아는 100% 목탄, 목탄 혼합물, 목탄-규조토 성형 메디아, 성형 규조토 메디아를 사용하는 것을 특징으로 하는 비점 오염원 처리장치.
제 1항에 있어서, 상기 유입수 분배관(10)은 원통형의 합성수지관으로 개방된 내부 원통부(5)와 이에 고정된 너트부(17)를 매개로 나선식으로 체결되고 타단은 외부 원통부(9)의 내벽에 고정되어 있으며, 이 유입수 분배관(10)의 둘레에는 유출공(16)들이 다수개 천공되어 이루어진 것을 특징으로 하는 비점 오염원 처리장치.
제 5항에 있어서, 상기 유입수 분배관(10)의 전체길이(L)를 3등분 하여 전체 유출공(16)의 갯수중 제 1 둘레부(L₁) : 제 2 둘레부(L₂) : 제 3 둘레부(L₃)의 비율이 20% : 30% : 50%가 되도록 형성시킨 것을 특징으로 하는 비점 오염원 처리장치.
제 1항에 있어서, 상기 와류유도 유입관(1)은 원통형의 관으로 이 내부 침전조(2) 내부로 유입수를 와류유도 안내하기 위해 와류 유도안내 노즐(18)이 등각도로 다수 개 배치되어 이루어진 것을 특징으로 하는 비점 오염원 처리장치.
제 1항에 있어서, 상기 내부 원통부(5)의 상단쪽에는 내부 침전조(2)를 통하여 유입된 유입수가 많을 때 이를 바이패스 시켜 방류시키는 월류관(19)이 설치되어 이루어진 것을 특징으로 하는 비점 오염원 처리장치.
제 1항에 있어서, 상기 각각의 메디아 충진실(6)에는 충진실 상부 덮개판(20) 및 충진조 상부 차단막(21)이 설치되어 이루어진 것을 특징으로 하는 비점 오염원 처리장치.