KR20050112624A

KR20050112624A - 우수처리장치

Info

Publication number: KR20050112624A
Application number: KR1020040037739A
Authority: KR
Inventors: 이명권; 최승도
Original assignee: 동양특수콘크리트 (주); 최승도
Priority date: 2004-05-27
Filing date: 2004-05-27
Publication date: 2005-12-01
Also published as: KR100673536B1

Abstract

본 발명은 하수관을 통해 하천 등으로 방류되는 우수로부터 오염물질을 분리하기 위한 우수처리장치를 제공함에 있다. 이러한 본 발명은 맴돌이 현상을 유도함을 통한 물과의 비점 분리방식을 채용하여 하수관을 통해 유입되는 우수로부터 오염물질을 분리하고 필터링하여 하천 등으로 방류함으로써 수질오염을 효과적으로 예방하게 한 효과가 있다.

Description

우수처리장치{Apparatus for treating rainwater}

본 발명은 하수관의 중간에 설치되는 우수처리장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하수관을 통해 방류되는 우수로부터 오염물질을 분리하기 위한 우수처리장치에 관한 것이다.

일반적으로 초기우수는 대기중의 오염물질과 상업, 공업, 주택단지 및 도로면의 오물, 먼지, 오일 또는 그리스(Grease), 흙, 모래 등을 포함한 상태로 하수관을 통해 호소(湖沼)나 하천 등으로 흘러 들어가고 있음이 주지된 사실이고, 이 오염물질로 인해 하천 등의 수질이 오염되고 있음이 자명한 사실이다.

이 때문에, 기존에는 식생수로와 식생여과대, 불투수지역의 최소화를 포함하는 우수침투시설, 이중목적 저류지, 연못, 인공습지, 여과시설, 유수분리장치 등을 설치하여 오염물질을 갖는 초기우수로 인한 하천 등의 수질오염을 예방하고 있으나, 이 시설물들 대부분은 작은 면적을 차지하며 지하에 설치되는 유수분리장치 유형에 속하기 때문에 부유물질이나 침전물질 제거에는 우수하나 용존성 물질의 제거에는 효과가 크지 않다는 단점이 있고, 초기오염 농도가 높은 우수의 처리에는 우수하나 우수량이 증가할 경우 희석된 우수를 그대로 월류시켜 방류시키기 때문에 하천 등의 수질오염을 효과적으로 예방하는데는 다소 무리가 있다.

따라서 본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 비점 분리방식으로 오염물질을 분리하고 필터링하는 과정을 거쳐 우수를 방류함으로써 하천 등의 수질오염을 예방하게 한 우수처리장치를 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 내부가 빈 중공구조를 이루어 하수관의 중간에 덮개를 갖는 상면만이 노출되게 매설되며, 내부에는 상기 중공된 내부를 상하로 2분리하여 제1및 제2수용실로 구획하기 위한 분리벽이 설치됨과 아울러 벽체에는 상기 제1수용실과 하수관을 연락하기 위한 입배수관이 각각 설치된 맨홀형 몸체; 일단이 개구된 길이를 갖는 원통형상을 이루어 그 개구된 일단이 상기 제1수용실을 향하고 길이가 상기 제2수용실에 위치하도록 외주면에 다수개의 구멍들을 갖고 상기 입수관과 인접한 분리벽에 설치되며, 상기 제1수용실을 통해 제2수용실로 유입되는 오염물질을 갖는 우수를 와류시켜 비점에 의해 오염물질을 분리하게 한 우수 맴돌이관; 및 양단이 개구된 원통형상의 다공관과 이 다공관의 양단 외주연에 각각 설치된 환형의 다공판들을 갖는 "I"자 모양의 형상을 이루어 그 주위를 감싸는 우수 유도관의 지지를 받으며 상기 제2수용실에 위치하도록 상기 배수관과 인접한 분리벽에 설치되어 상기 제2수용실로부터 우수 유도관을 통해 배수관으로 배출되는 오염물질이 분리된 우수를 필터링함과 아울러 상기 제2수용실에 대한 우수 출입수량의 평형을 유지하게 한 스크린을 포함하고 있는 것을 특징으로 한다.

이 구조에서, 상기 스크린은 오염물질이 분리된 우수가 상기 다공관을 통해 배출되도록 상기 다공관의 상단이 상기 제1수용실로 일정 길이가 노출되게 상기 분리벽에 설치됨을 바람직하다.

또, 상기 분리벽은 상기 스크린으로부터 배출되는 우수가 상기 우수 맴돌이관으로 역류하지 않도록 그 중간이 단차됨이 바람직하다.

또, 상기 입수관과 인접한 분리벽에는 상기 입수관으로부터의 우수를 상기 우수 맴돌이관으로 유도함과 아울러 유입되는 우수의 량이 크게 증가한 경우 그 일부량을 월류시켜 상기 우수 맴돌이관으로부터 바이패스하기 위한 둑(weir)형의 돌부가 더 형성됨이 바람직하다.

또, 상기 분리벽에는 상기 제2수용실에 대한 오염물질의 퇴적량을 감시하고 그 퇴적된 오염물질을 청소하게 하는 관이 더 입설됨과 아울러 유수분리된 오일의 적층량을 계측하게 하는 오일 계측기가 더 설치됨이 바람직하다.

상기 목적 및 장점 그리고 다른 특징은 첨부 도면을 참조한 아래의 설명으로 부터 명백할 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도1은 본 발명에 따른 우수처리장치의 설치 상태를 개략적으로 나타낸 도면, 도2는 본 발명에 따른 우수처리장치를 나타낸 단면도, 도3은 본 발명에 따른 우수처리장치를 개략적으로 나타낸 평면도, 도4는 본 발명에 따른 우수처리장치에서 우수 맴돌이관을 나타낸 사시도, 도5는 본 발명에 따른 우수처리장치에서 스크린을 나타낸 사시도, 도6a∼도6d는 본 발명에 따른 우수처리장치의 사용 상태를 나타낸 도면이다.

도면에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 우수처리장치는 우수를 집수하여 하천 등으로 방류하게 한 하수관(P)의 중간에 설치된다. 본 발명에 따른 우수처리장치는 하천 등과 인접한 하수관(P)의 중간에 설치됨이 바람직하고, 맨홀형 몸체 (10)를 통해 하수관(P)의 중간에 매설된다. 상기 몸체(10)는 내부가 빈 중공구조 (11)를 이루어 덮개(12)를 갖는 상면만이 외부로 노출되게 매설되며, 벽체에 설치되는 입배수관(13,14)을 통해 상기 하수관(P)과 연락되게 매설된다. 이러한 몸체 (10)의 중공된 내부(11)는 분리벽(15)을 통하여 제1및 제2수용실(11a,11b)로 상하로 2분리되며, 상기 제1수용실(11a)이 상기 입배수관(13,14)과 연락됨을 통해 상기 하수관(P)과 연락된다.

상기 몸체(10)는 개폐되는 상기 덮개(12)를 통하여 출입이 가능하며, 도시하지는 않았지만 내부에 사다리와 같은 승강시설을 설치하여 출입을 용이하게 할 수 있다. 이러한 상기 몸체(10)는 콘크리트, 유리섬유, FRP, 스테인레스 등의 재질로 제조됨이 바람직하고, 현장여건에 적합하면서도 그 유지관리와 처리효율이 높게 발생하도록 원형 또는 각형으로 제조될 수 있다.

이러한 몸체(10)에는 우수 맴돌이관(20)이 설치되어 있다. 상기 우수 맴돌이관(20)은 일단이 개구된 길이를 갖는 원통형상이다. 이러한 우수 맴돌이관(20)은 그 개구된 일단(21)이 상기 제1수용실(11a)을 향하고 길이가 상기 제2수용실(11b)에 위치하도록 상기 입수관(13)과 인접한 분리벽(15)에 설치된다. 이러한 상기 우수 맴돌이관(20)의 외주면에는 다수개의 구멍들(22)이 형성되어 있고, 바람직하게 이 구멍들(22)은 상기 2수용실(11b)의 원주선상을 따르도록 형성됨이 좋다.

따라서 상기 입수관(13), 제1수용실(11a) 및 상기 우수 맴돌이관(20)의 개구된 일단(21)과 그 길이로 유입되는 상기 하수관(P)으로부터의 오염물질을 갖는 우수는 상기 우수 맴돌이관(20)의 구멍들(22)을 통하여 상기 제2수용실(11b)의 원주를 따라 와류하게 되며 이에 의해 맴돌이 현상이 발생된다. 이러한 맴돌이 현상은 오염물질 중 물보다 비중이 큰 오염물질, 예컨대 흙, 모래, 중금속(아연, 구리, 납, 카드뮴 등) 등을 상기 제2수용실(11b)의 바닥으로 침강시키고, 물보다 비중이 작은 오염물질, 예컨대 먼지, 오일 또는 그리스 등을 수면 위로 부상하게 한다. 결국 상기 우수 맴돌이관(20)은 유입되는 우수를 맴돌이 현상이 발생하도록 상기 제2수용실(11b)에 대해 와류시켜 오염물질을 효과적으로 분리하게 한다. 한편 상기 우수 맴돌이관(20)의 구멍들(22)은 상기 제2수용실(11b)의 통상 수위 아래에 있도록 형성되어 있기 때문에 이 구멍들(22)을 통한 부유된 오염물질의 재이탈 및 그 역류가 방지된다.

이와 같은 방식으로 오염물질이 분리된 우수는 스크린(30)을 통하여 배출된다. 상기 스크린(30)은 양단이 개구된 원통형상의 다공관(31)과 이 다공관(31)의 양단 외주연에 각각 설치된 환형의 다공판들(32a,32b)을 통해 "I"자 모양의 형상을 이루고 있다. 이 구조의 스크린(30)은 그 주위를 감싸는 양단이 개구된 우수 유도관(40)의 지지를 받으며 상기 제2수용실(11b)에 위치하도록 상기 배수관 (14)과 인접한 분리벽(15)에 분리되게 설치되며, 상기 다공관(31)의 상단에 설치된 다공판 (32a)이 상기 분리벽(15)과 동일면이 되게 설치된다.

이러한 스크린(30)은 수두차로 인해 상기 우수 유도관(40)으로 유도되어 상기 다공판들(32a,32b) 사이를 통해 상기 제1수용실(11a) 및 배수관(14)을 거쳐 하수관(P)으로 배출되는 오염물질이 분리된 우수로부터 분리되지 않고 내재된 고형물질을 필터링하게 하며, 상기 우수 맴돌이관(20)을 통해 상기 제2수용실(11b)로 유입되는 우수의 량이 증가한 경우 오염물질이 분리된 상태에서 그 일부량을 상기 다공관(31)을 통해 배출하게 하여 상기 제2수용실(11b)에 대한 우수 출입수량의 평형을 유지하게 한다.

즉, 상기 다공판들(32a,32b) 사이를 통해 배출되는 우수의 배출량보다 상기 제2수용실(11b)로 유입되는 우수의 유입량이 크면, 대부분의 우수가 상기 우수 맴돌이관(20)으로 유입되지 않고 상기 배수관(14)으로 바이패스될 수 있기 때문에, 상기 다공관(31)은 상기 제2수용실(11b)로 유입되는 우수의 량이 증가한 경우 그 일부량을 배출하게 하여 상기 제2수용실(11b)에 대한 우수 출입수량의 평형을 이루게 하여 우수에 대한 오염물질을 매우 효율적으로 처리하게 한다.

이러한 스크린(30)은 오염물질이 분리된 우수가 상기 다공관(31)을 통해 배출되도록 상기 다공관(31)의 상단이 상기 제1수용실(11a)로 일정 길이가 노출되게 상기 분리벽(15)에 설치됨이 좋다. 이는 상기 제2수용실(11b)에서 오염물질이 분리된 오염의 농도가 가장 큰 우수가 상기 다공관(31)을 통해 배출되지 않고 상기 다공판들(32a,32b) 사이를 통해 안정되게 배출되게 함으로써 내재된 고형물질을 효과적으로 필터링하기 위해서이다. 이에 상기 스크린(30)은 오염물질이 분리된 우수로부터 내재된 고형물질을 필터링함으로써 하천 등의 수질오염을 더 효과적으로 예방하게 한다.

또한, 상기 스크린(30)에 의해 필터링된 우수가 상기 분리벽(15)을 통하여 상기 우수 맴돌이관(20)으로 역류하지 않도록, 상기 분리벽(15)의 중간은 단차 (15a)되게 형성됨이 좋다.

또한, 상기 입수관(13)과 인접한 분리벽(15)에는 상기 입수관(13)으로부터의 우수를 상기 우수 맴돌이관(20)으로 안정되게 유도함과 아울러 유입되는 우수의 량이 크게 증가한 경우 그 일부량을 월류시켜 상기 우수 맴돌이관(20)으로부터 배수관(14)으로 바이패스하기 위한 둑(weir)형의 돌부(50)가 형성됨이 좋다. 이를 위해 상기 돌부(50)는 상기 우수 맴돌이관(20)의 개구된 일단(21)을 감싸는 호형상으로 상기 분리벽(15)에 돌출 형성됨이 바람직하다.

따라서 본 발명에 따른 우수처리장치의 설계치 이상의 큰 우수가 하수관(P)을 통해 상기 입수관(13)으로 유입될 시 상기 돌부(50)가 일부량을 월류시켜 상기 배수관(14)으로 배출하게 하고 그 나머지 량을 상기 제2수용실(11b)에 유도하여 오염물질을 분리 처리하게 한 후 상기된 바와 같은 기능을 갖는 상기 스크린(30)의 다공관(31) 및 다공판들(32a,32b) 사이를 통해 배출하게 함으로써 수질오염을 최소화하고, 상기 제2수용실(11b)에 대한 출입수량을 상기 다공관(31)과 함께 평형을 이루게 하여 분리된 오염물질 즉, 침전물 및 부유물질의 재부상 또는 그 역류, 이로 인한 우수와의 동반유출이 발생하지 않게 한다. 이 때문에 설계치 이상의 큰 우수가 본 발명에 따른 우수처리장치에 유입되어도 초기우수로부터 분리된 오염의 농도가 큰 오염물질은 상기 다공관(31) 및 돌부(50)를 통해 상기 제2수용실(11b)에 안정되게 머물 수 있게 된다.

또한, 상기 분리벽(15)에는 상기 제2수용실(11b)에 대한 오염물질의 퇴적량을 감시하고 그 퇴적된 오염물질을 청소하게 하는 관(60)이 입설됨과 아울러 유수분리된 오일의 적층량을 계측하게 하는 오일 계측기(70)가 설치됨이 바람직하다.

상기 제2수용실(11b)에 분리된 오염물질은 상기 관(60)을 통해 제거될 수 있고, 상기 스크린(30)을 우수 유도관(40)으로부터 분리한 후 우수준설 펌프차 등의 압송 흡입관을 삽입하여 제거해도 좋다.

이하, 이와 같은 구조의 본 발명에 따른 우수처리장치의 사용 상태를 첨부한 도6a∼도6d를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도6a에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 우수처리장치가 하수관(P)의 중간에 연락되게 매설된 상태에서, 도6b에 도시한 바와 같이 하수관(P)으로부터 입수관 (13)을 통해 제1수용실(11a)로 오염농도가 큰 오염물질을 갖는 초기우수가 유입되면, 그 초기우수는 돌부(50)의 유도하에 우수 맴돌이관(20)으로 유동된다. 상기 우수 맴돌이관(20)으로 유동되는 초기우수는 상기 우수 맴돌이관(20)의 구멍들(22)을 통해 상기 제2수용실(11b)로 유입되는데 맴돌이 현상이 발생하도록 와류되며 유입된다.

이와 같이 초기우수가 상기 우수 맴돌이관(20)에 의해 와류되며 상기 제2수용실(11b)에 유입되면 그 와류되는 동안 초기우수로부터 오염물질이 비점에 의해서 분리된다. 즉, 물보다 비중이 큰 오염물질은 상기 제2수용실(11b)의 바닥으로 침강되고 물보다 비중이 작은 오염물질은 수면 위로 부상한다. 수면은 상기 우수 맴돌이관(20)의 상측으로 형성되며 물보다 비중이 작은 오염물질은 이 수면 위로 부상한다. 상기 우수 맴돌이관(20)의 구멍들(22)은 이 수면 아래에 놓여 있음을 알 수 있다.

이와 같이 상기 제2수용실(11b)에 유입되어 오염물질이 분리되는 초기우수는 우수 유도관(40)의 유도하에 스크린(30)의 다공판들(32a,32b) 사이를 통과한 다음 상기 제1수용실(11a) 및 배수관(14)을 거쳐 하수관(P)을 통해 하천 등으로 방출되며, 이 과정 동안 분리되지 않고 초기우수에 내재된 고형물질은 상기 다공판들 (32a,32b)을 통과하면서 필터링된다. 통상 하수관(P)을 통해 유입되는 초기우수의 강우량은 작은 관계로 오염물질이 분리된 초기우수가 다공판들(32a,32b) 사이를 통과하는 동안 수면은 스크린(30)의 다공관(31)의 상단에 설치된 다공판(31a)과 평행을 이룬다.

이 상태에서 도6c에 도시한 바와 같이 상기 제2수용실(11b)에 유입되는 우수의 량이 증가하여(이때, 하수관(P)를 통해 입수관(13)으로 유입되는 우수의 량은 돌부(50)를 월류하지 않는 량이 된다) 상기 제2수용실(11b)의 수위가 상승하면, 상기 우수 맴돌이관(20)에 의해 오염물질이 분리된 우수는 상기 스크린(30)의 다공관 (31)과 다공판들(32a,32b) 사이를 통해 배출되며, 이를 통해 상기 제2수용실(11b)에 대한 우수의 출입수량이 평행을 이루게 되어, 결국 증가된 우수가 상기 돌부 (50)를 월류하여 상기 배수관(14)을 통해 바이패스되지 않게 한다. 따라서 초기우수 이후 증가된 강우량을 갖는 우수 또한 상기 스크린(30)을 통하여 오염물질이 분리된 상태에서 하천 등으로 배출되기 때문에 하천 등의 수질오염은 상당히 예방된다.

도6d에 도시한 바와 같이, 폭우 등의 이유로 강우량이 크게 증가된 상태에서 우수가 상기 입수관(13)을 통해 제1수용실(11a)로 유입되면, 일부의 우수는 상기 돌부(50)를 월류하여 상기 배수관(14)으로 배출되고 그 나머지의 우수가 상기 우수 맴돌이관(20)을 통해 제2수용실(11b)로 유입된 다음 오염물질이 분리된 상태에서 상기 스크린(30)의 다공관(31)과 다공판들(32a,32b) 사이를 통해 배출되기 때문에 하천 등의 수질오염은 상당히 예방된다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 맴돌이 현상을 유도함을 통한 물과의 비점 분리방식을 채용하여 하수관으로부터 유입되는 우수로부터 오염물질을 분리하고 필터링하여 하천 등으로 방류함으로써 수질오염을 효과적으로 예방하게 한 효과가 있다.

도1은 본 발명에 따른 우수처리장치의 설치 상태를 개략적으로 나타낸 도면,

도2는 본 발명에 따른 우수처리장치를 나타낸 단면도,

도3은 본 발명에 따른 우수처리장치를 개략적으로 나타낸 평면도,

도4는 본 발명에 따른 우수처리장치에서 우수 맴돌이관을 나타낸 사시도,

도5는 본 발명에 따른 우수처리장치에서 스크린을 나타낸 사시도,

도6a∼도6d는 본 발명에 따른 우수처리장치의 사용 상태를 나타낸 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10:몸체 11:중공된 내부

11a:제1수용실 11b:제2수용실

12:덮개 13:입수관

14:배수관 15:분리벽

15a:단차 20:우수 맴돌이관

21:개구된 일단 22:구멍

30:스크린 31:다공관

32a,32b:다공판 40:우수 유도관

50:돌부 60:퇴적량 감시 및 청소용 관

70:오일 계측기

Claims

내부가 빈 중공구조를 이루어 하수관의 중간에 덮개를 갖는 상면만이 노출되게 매설되며, 내부에는 상기 중공된 내부를 상하로 2분리하여 제1및 제2수용실로 구획하기 위한 분리벽이 설치됨과 아울러 벽체에는 상기 제1수용실과 하수관을 연락하기 위한 입배수관이 각각 설치된 맨홀형 몸체;

일단이 개구된 길이를 갖는 원통형상을 이루어 그 개구된 일단이 상기 제1수용실을 향하고 길이가 상기 제2수용실에 위치하도록 외주면에 다수개의 구멍들을 갖고 상기 입수관과 인접한 분리벽에 설치되며, 상기 제1수용실을 통해 제2수용실로 유입되는 오염물질을 갖는 우수를 와류시켜 비점에 의해 오염물질을 분리하게 한 우수 맴돌이관; 및

양단이 개구된 원통형상의 다공관과 이 다공관의 양단 외주연에 각각 설치된 환형의 다공판들을 갖는 "I"자 모양의 형상을 이루어 그 주위를 감싸는 우수 유도관의 지지를 받으며 상기 제2수용실에 위치하도록 상기 배수관과 인접한 분리벽에 설치되어, 상기 제2수용실로부터 우수 유도관을 통해 배수관으로 배출되는 오염물질이 분리된 우수를 필터링함과 아울러 상기 제2수용실에 대한 우수 출입수량의 평형을 유지하게 한 스크린을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 우수처리장치.
제1항에 있어서, 상기 스크린은 오염물질이 분리된 우수가 상기 다공관을 통해 배출되도록 상기 다공관의 상단이 상기 제1수용실로 일정 길이가 노출되게 상기 분리벽에 설치됨을 특징으로 하는 우수처리장치.
제1항에 있어서, 상기 분리벽은 상기 스크린으로부터 배출되는 우수가 상기 우수 맴돌이관으로 역류하지 않도록 그 중간이 단차되어 있는 것을 특징으로 하는 우수처리치.
제1항에 있어서, 상기 입수관과 인접한 분리벽에는 상기 입수관으로부터의 우수를 상기 우수 맴돌이관으로 유도함과 아울러 우수의 량이 증가한 경우 그 일부량을 월류시켜 상기 우수 맴돌이관으로부터 바이패스하기 위한 둑(weir)형의 돌부가 더 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 우수처리장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 1항에 있어서, 상기 분리벽에는 상기 제2수용실에 대한 오염물질의 퇴적량을 감시하고 그 퇴적된 오염물질을 청소하게 하는 관이 더 입설됨과 아울러 유수분리된 오일의 적층량을 계측하게 하는 오일 계측기가 더 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 우수처리장치.