KR20060106520A

KR20060106520A - 우수정화필터

Info

Publication number: KR20060106520A
Application number: KR1020050029734A
Authority: KR
Inventors: 최문규
Original assignee: 최문규
Priority date: 2005-04-09
Filing date: 2005-04-09
Publication date: 2006-10-12

Abstract

본 발명은 우수정화필터에 관한 것으로써, 도로, 농경지, 축산농가 등 비점오염원에 내린 초기 우수가 그대로 하천에 유입되면 초기 우수에 포함된 많은 유, 무기 오염물질 및 비닐, 나무토막 등의 협잡물이 하천 생태계를 심하게 오염시키므로, 이러한 오염물질을 사전에 제거하기 위하여 우수가 하천에 방류되는 지점에 설치하는 우수정화필터에 관한 것이다.

본 발명에 따른 우수정화필터는 수직홈을 가진 원통형의 케이싱으로 구성하여 케이싱 자체가 우수속에 포함된 협잡물 등을 거르는 1차 필터층을 형성시키고, 케이싱 외부에 청소갈취가 부착된 부력식 튜브가 설치되어 있어서 우수의 수위변화에 따라 튜브가 부력으로 인하여 우수정화필터 상하로 움직이면서 케이싱 수직홈에 부착되어 있는 협잡물을 무동력으로 청소해 주는 기능을 갖고 있으며, 우수정화필터 내부는 2중 필터층 구조로 2차 필터층은 백탄을 주 원료로 한 숯담체로, 3차 필터층은 입자가 작은 숯을 은나노액에 함침시킨 은나노숯담체로 구성시켜 2차 숯담체의 기공을 이용하여 우수속에 포함된 무기물 및 중금속을 흡착함과 동시에 숯담체 기공내에 서식하는 미생물에 의하여 유기물을 분해시키면서 우수를 정화하고, 3차 은나노숯담체에서 더욱 미세한 유, 무기물을 거르면서 은의 항균작용으로 우수속에 살고 있는 병원성 미생물도 사멸시킨 후에 정화된 우수를 하천에 방류시켜 하천생태계를 보존할 수 있도록 하는 것이다.

비점오염, 정화필터, 청소갈퀴, 부력식 튜브, 숯담체, 은나노숯담체

Description

우수정화필터 {The rainwater cleaning filter}

도1은 본 발명에 따른 우수정화필터를 조립한 사용 예시도

도2는 본 발명에 따른 우수정화필터 구조도

도3은 본 발명에 따른 우수정화필터 내부 담체 구성도

도4는 본 발명에 따른 은나노숯담체 내부에 은이 첨착된 SEM 사진

도5는 본 발명에 따른 청소갈퀴 조립도

*** 도면의 주요부분에 대한 부호설명 ***

10. 우수정화필터 11. 우수관로

12. 우수정화조 13. 격벽

14. 타공관 15. 방류수관

16. 볼탑 17. 밸브

18. 비상배출구 19. 플랜지식 연결관

21. 수직홈 22. 케이싱

23. 2차 필터층 24. 3차 필터층

25. 탈착장치 26. 상부뚜껑

27. 손잡이

30. 메쉬망틀 31. 숯담체

32. 은나노 숯담체

40. 청소갈퀴 41. 부력튜브

본 발명은 우수정화필터장치에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 비점오염원에 내린 초기 우수에 포함된 유, 무기오염물질 및 협잡물을 제거하는 필터를 3중 구조로 하여 1차 필터층인 외부 케이싱에서는 협잡물을 제거하며 자체에서 무동력으로 청소가 가능하도록 하여 필터의 수명을 연장시키고, 우수정화필터 내부에 있는 2차 필터층은 숯을 담체로 하여 중금속, 무기물의 흡착 및 숯담체 내부 기공에서 서식하는 미생물이 유기물을 분해하도록 한 후, 3차 필터층은 은나노숯담체로 하여 미세한 무기물을 흡착하면서 은의 항균작용을 이용하여 병원성 미생물도 사멸시켜 우수를 정화후 하천에 방류하도록 한 것이다.

종래의 비점오염 우수정화필터는 도로측구의 빗물 유입구에 간단한 맨홀을 두어 돌, 나무토막 등의 큰 협잡물만 제거하거나, 맨홀 하부의 우수통에 섬유질의 거름망을 매달거나, 우수통 구조를 격벽구조로 하여 중력침강에 의하여 모래 등의 굵은 입자만 걸러낸 채 하천으로 방류하였지만 이러한 방법은 비점오염원에 20mm 내외로 초기 우수시 우수에 많이 포함된 유, 무기 오염물질 및 부유물질이 그대로 하천으로 흘러들어 하천 생태계를 오염시켜 초기 우수시에 하천의 오염농도가 급격히 증가하여 유기물 분해에 따른 용존산소의 부족으로 많은 물고기들이 죽고 하천 생태계가 파괴되는 원인이 되었던 것이다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 최근에는 하천에 방류되는 우수 방류 지점 지하에 우수정화조를 만들고 여러 개의 우수정화필터를 설치한 후 우수정화필터 내부에 타공관을 두어 타공관 하부를 방류수 관과 연결시켜서 우수가 필터를 통해서만 방류가 되도록 하는 한편, 타공관 하부와 방류수관 연결지점에 부력식 밸브를 부착시켜 우수량이 많지 않을 때는 밸브가 열리지 않아서 초기 우수가 우수정화필터층에 오래 머물면서 정화되도록 하였으며 우수량이 급격히 많아지는 호우시 우수의 수위가 필터층보다 높게 되면 우수는 거의 깨끗한 물이므로 우수정화조 상부에 설치된 비상 배출구를 통하여 직접 방류되도록 하는 장치가 외국에서 도입되어 사용되고 있다.

그러나, 이러한 장치는 우수정화필터가 원통형으로 되어 있고 우수정화필터 외부는 메쉬망으로 되어 있어서 나뭇잎 등이 메쉬망에 붙은 후 우수량이 줄면 말라 붙어서 필터의 잦은 청소가 필요하고, 필터 내부의 담체도 나무껍질이나 다진 톱밥을 부숙시켜 사용하고 있어서 우기시와 건기시에 팽창부피 편차가 커져서 잘 정화되지 않을 뿐만 아니라 중금속의 흡착능력 및 페놀, 벤젠 등의 유기화합물 분해능력이 떨어지는 단점이 있다.

또한, 일부에서는 지하 콘크리트 수조를 2중 또는 3중으로 격벽을 만들고 격벽하부를 호퍼 형태로 만든 후, 모래 등을 여재로 사용하여 중력침강에 의한 무거운 협잡물을 걸러내고 모래여재로 부유물질을 걸러내는 방법도 사용하고 있지만 이러한 방법 역시 비점오염원에 포함된 유기물질의 분해가 일어나지 않아 근본적인 우수내의 오염물질 제거가 힘들뿐 아니라 부피가 커지는 단점이 있다.

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 비점오염 우수정화필터는 3중 필터층을 동시에 갖춘 구조로써 외부 케이싱에 수직홈을 구비시킨 1차 필터층에서 협잡물을 걸러내고 케이싱 외부에 청소갈퀴가 부착된 부력튜브를 설치하여 케이싱의 수직홈에서 1차로 걸러낸 나뭇잎, 나무조각, 비닐 등의 협잡물을 수위에 따라 상하로 움직이는 부력튜브에 부착된 갈퀴가 긁어내어 자체 청소되도록 하였으며, 우수정화필터 내부는 2중 필터층 구조로 하여 2차 필터층은 백탄을 주원료로 한 숯담체를 이용한 필터층을 형성시켜 중금속 및 무기물 등을 흡착처리함과 동시에 숯담체 기공에 살고 있는 미생물이 우수중의 유기물을 분해시켜서 우수를 정화시키고, 3차 필터층은 작은 숯을 은나노액에 함침시킨 은나노숯담체를 사용하여 우수중의 미세한 무기물 흡착은 물론 우수속에 생존하는 병원성 미생물을 사멸시켜 하천에 방류함으로써 하천의 생태계를 보존할 수 있는 우수정화필터를 제공하는 것이다.

본 발명에 의한 우수정화필터(10)는 3중의 필터층을 동시에 갖춘 구조로 수직홈(21)을 가진 원통형 케이싱(22)이 1차 필터층으로써, 케이싱(22) 외부에 설치된 청소갈퀴(40)가 부착된 부력식 튜브(41)가 1차 필터층인 케이싱(22)의 수직홈(21)에 걸린 우수중의 협잡물을 무동력으로 제거해주고 케이싱(22) 내부에는 백탄을 주원료로 하는 숯담체를 이용하여 우수중의 중금속, 유기물, 무기물을 흡착, 분 해하는 2차 필터층(23)과 작은 숯을 은나노액에 함침시킨 은나노 숯을 담체로 하여 우수중의 미세한 중금속, 유기물, 무기물을 흡착, 분해하면서 우수중에 살고 있는 병원성 미생물을 은의 항균작용으로 사멸시키는 3차 필터층(24)이 동시에 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 우수정화필터(10)는 기존에 사용하는 우수정화필터와의 호환을 고려하여 필터층 내부에는 타공관(14)이 설치되어 있고 타공관(14) 하부에는 방류수관(15)과 연결할 수 있도록 플랜지식 연결관(19)이 있으며 타공관(14)과 방류수관(15)과의 연결부위에 밸브(17)가 부착되어 있고 이 밸브(17)는 볼탑(16) 형태로 초기 우수시 우수정화조(12)내에 우수량이 적으면 볼탑(16)이 뜨지 않아서 밸브(17)가 닫혀있어 오염도가 높은 초기 우수는 우수정화 필터(10)에서 충분한 접촉시간을 가지면서 정화되고 있다가 우수량이 많아지면서 불탑(16)의 볼이 수위상승에 따른 부력으로 뜨면 밸브(17)가 열려서 정화된 우수가 우수정화필터(10)를 통과한 후 타공관(14)을 거쳐서 방류수관(15)을 통해서 방류되도록 하였으며, 호우시 우수량이 많아서 우수정화필터(10) 상부보다 수위가 올라가면 상등수는 우수정화필터(10)를 거치지 않고 우수정화조(12) 상부의 비상배출구(18)를 통하여 직접 하천으로 방류되도록 하였다.

그러나,, 우수정화필터(10) 내부에 타공관(14)과 관련된 사항은 일반적으로 사용되는 방법이므로 본 특허의 특징으로 볼 수는 없다.

이하 도면을 통하여 본 발명을 상세히 설명한다.

이들 도면은 예시적인 목적일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것이 아니다.

[도1]

도1은 본 발명에 따른 우수정화필터(10)를 조립한 사용 예시도이다.

도1을 참조하면 도로의 맨홀 등에서 모여진 우수가 우수관로(11)를 통해서 하천으로 유입될 때 우수방류 지점에 설치된 우수정화조(12)로 유입된다.

우수정화조(12)는 1차로 격벽(13)이 형성되어 돌 등의 무거운 침전물을 가라앉히고 격벽(13)을 월류한 우수가 본 발명의 우수정화필터(10)로 유입된다.

우수정화필터(10)내의 타공관(14)은 우수정화조(12) 하부에 설치된 방류수관(15)에 수직으로 조립되어 있어서 일단 우수는 우수정화필터(10)를 통과한 후 타공관(14)을 거쳐 방류수관(15)을 통하여 하천으로 방류하게 된다.

한편, 우수는 우수정화조(12)내에서 우수정화필터(10)와의 접촉시간을 길게하기 위하여 타공관(14)과 방류수관(15)의 연결지점에 볼탑(16)형 밸브(17)를 설치하였으며 초기 우수보다 더 많은 비가 내려서 우수정화조(12)의 수위가 올라가면 볼탑(16)이 부력에 의해 뜨면서 밸브(17)가 열리게 되고 우수정화필터(10)를 통하여 충분히 정화된 우수가 우수정화필터 내부에 설치된 타공관(14)을 거친 후 방류수관(15)을 통해 하천으로 방류되도록 하였다. 또한, 호우시에는 대량의 우수가 유입되어 우수정화조(12)내의 수위가 올라가서 우수정화필터(10)보다 수위가 높아질 수 있으며 이때 우수는 이미 깨끗한 물이 되어 있으므로 우수정화조(12) 상부에 설치된 비상배출구(18)를 통하여 하천으로 직접 방류되어 우수정화조(12)에 우수가 넘치지 않도록 구성하였다.

[도2]

도2는 본 발명에 따른 우수정화필터(10) 구조도이다.

도2를 참조하면, 우수정화필터(10)는 원통형으로써 수직홈(21)이 있는 원통형 케이싱(22)으로 구성되어 있고 케이싱(22) 외부에 청소갈퀴(40)가 부착된 부력튜브(41)가 설치되어 있어서 우수중에 협잡물이 케이싱(22)의 수직홈(21)에 걸리면 수위에 의해 무동력으로 상하로 움직이는 부력 튜브(40)에 부착된 청소갈퀴(40)에 의해 외부 케이싱(22)이 자동으로 청소된다.

따라서 케이싱(22) 자체가 1차 필터층이 되는 것이다.

케이싱(22) 내부는 2중 필터층 구조로 되어 있으며 2차 필터층(23)에는 백탄을 주원료로 하는 숯담체(31)로 형성되어 있어서 우수속에 포함된 중금속, 무기물은 숯담체(31)내에 형성된 기공에서 흡착하고 유기물은 숯담체(31) 기공내에 살고 있는 미생물에 의해 분해처리된다.

3차 필터층(24)에는 작은 숯을 은나노액에 함침시킨 은나노숯담체(32)로 형성되어 있어서 우수속에 포함된 미세한 중금속 및 무기물이 추가로 흡착제거되고 유기물도 미생물에 의해 분해됨과 동시에 은나노숯담체(32) 기공에 부착된 은의 항균작용에 의하여 병원성 미생물이 사멸되어진 후 정화된 우수가 하천으로 방류된다.

한편, 우수정화필터(10) 상부뚜껑(26)은 2차 및 3차 필터층(23,24)의 용이한 필터교환을 위하여 볼트식 탈착장치(25)가 부착되어 있고 상부뚜껑(26)을 열고 내부의 필터층(23,24)을 들어낸 후 필터층 내부의 숯담체(31,32)를 교환하면 된다.

숯담체(31,32)는 교환이 용이하도록 반원형의 메쉬망틀(30)에 담겨져 있으며 메쉬망틀(30)위에는 손잡이(27)가 부착되어 편리하게 들어 낼 수 있다.

[도3]

도3은 본 발명에 따른 우수정화필터(10) 내부 담체 구성도이다.

도3을 참조하면 2차 및 3차 필터층(23,24)은 반원형의 메쉬망으로 메쉬망틀(30)이 형성되어 있고 메쉬망틀(30) 내부에 필요한 숯담체(31,32)가 들어 있는 형태이다.

메쉬망틀(30)의 망 크기는 숯담체(31,32)에 따라 약간의 차이는 있으나 망크기에 따른 규정은 별도로 필요로 하지는 않는다.

메쉬망틀(30) 상부에는 상부뚜껑(26)이 있고 숯담체(31,32)의 교환이 쉽도록 측면에 손잡이(27)가 부착되어 간단하게 외부로 인출할 수 있게 하였다.

[도4]

도4는 본 발명에 따른 은나노숯담체(32) 내부에 은이 첨착된 SEM사진이다.

도4를 참조하면 은나노 용액에 작은 숯 알갱이를 넣어서 은나노가 숯 내부의 기공내에 부착되도록 한 것으로, 제조방법은 작은 숯 알갱이를 물에 씻어 외부에 부착된 숯가루를 제거한 후 80∼100℃ 정도의 건조기에서 건조시킨 후 500ppm의 은나노 용액에 30분 정도 함침시킨 후에 숯 알갱이를 은나노용액에서 꺼낸 후에 150∼200℃ 건조기에서 1시간 건조시켜 제조한 것으로, 은나노입자가 숯의 기공내에 첨착되어 이를 담체로 사용할 경우 은나노숯담체(32)에 첨착된 은의 항균작용으로 인하여 은나노숯담체(32)와 접촉시 우수중에 생존한 병원성 미생물이 사멸 또는 활동을 억제받게 되어 우수를 정화시키게 된다.

[도5]

도5는 본 발명에 따른 우수정화필터(10)의 청소갈퀴(40) 조립도이다.

도5를 참조하면 청소갈퀴(40)는 케이싱(22) 보다 큰 부력튜브(41)에 케이싱(22)에 구성된 수직홈(21) 숫자와 간격에 맞도록 청소갈퀴(40)를 부착한 것으로, 우수가 우수정화조(12)내에 유입되면 수위에 따라 부력튜브(41)가 우수정화필터(10) 케이싱(22) 주변을 상하로 움직이면서 케이싱(22)의 수직홈(21)에 부착되어 있는 협잡물을 동력없이 자동으로 제거해 준다.

본 발명은 우수정화조에 사용하는 우수정화필터 외부케이싱에 수직홈을 구성하여 우수속에 포함된 협잡물 등의 제1필터층 역할을 하게 하고 케이싱에 부착된 협잡물은 청소갈퀴가 부착된 부력튜브를 케이싱외곽에 설치하여 우수속에 포함된 협잡물이 케이싱 외벽에 붙어서 우수정화필터가 막히는 것을 자동으로 청소해 줌과 동시에 우수정화필터 내부를 2중 구조로 하여 제2필터층에는 숯을 담체로 넣어 숯내부 기공에 의해 우수중의 중금속, 무기오염물질을 흡착제거하고 숯내부 기공에 살고 있는 미생물에 의해 유기물을 분해제거시키고 제3필터층에는 숯을 은나노용액에 함침한 은나노숯담체를 넣어 우수중에 포함된 미세한 무기물, 유기물들을 흡착, 분해제거함과 동시에 은의 항균작용으로 우수속에 살고 있는 병원성 미생물을 사멸시킨 후 방류함으로써 우수정화에 따른 하천생태계의 보전에 효과가 있음은 물론 우수정화필터 내부의 타공관은 기존시설을 그대로 이용하여 시설의 교체가 불필요하므로 저렴하게 설비를 설치할 수 있어 경제적인 효과도 기대된다.

Claims

케이싱에 수직홈이 구성되어 있어서 1차 필터층을 형성시키고 수직홈에 맞는 청소갈퀴가 부착된 부력튜브가 케이싱 외부에 장착되어 우수정화조내의 수위에 따라 부력튜브가 상하로 움직이면서 무동력으로 1차 필터층을 청소하는 것을 특징으로 하는 우수정화필터
상기 우수정화필터 내부에 2차 및 3차 필터층을 형성함에 있어서 내부 필터층이 수직 2중 격벽구조로 구성되어 있고 사용되는 필터 담체가 백탄을 주원료로 한 숯담체를 2차 필터층, 은나노숯담체를 3차 필터층으로 하는 것을 특징으로 하는 우수정화필터