KR20130112150A

KR20130112150A - 건축물용 우수 포집 및 재활용 시스템

Info

Publication number: KR20130112150A
Application number: KR1020120034317A
Authority: KR
Inventors: 이승환; 문제연
Original assignee: 금오공과대학교 산학협력단
Priority date: 2012-04-03
Filing date: 2012-04-03
Publication date: 2013-10-14
Also published as: KR101363853B1

Abstract

본 발명은 우천시 건축물 지붕이나 옥상의 우수를 배수관을 이용하여 포집 후 정원수 등으로 직접사용하거나 우수를 정수처리 후 화장실이나 각종 생활용수 등의 허드렛물로 활용할 수 있도록 하는 건축물용 우수 포집 및 재활용 시스템에 있어서, 상기 건축물 지붕이나 옥상에 일측이 타측에 비하여 하향경사지게 구비되어 우천시 우수를 모아주는 홈통과, 상기 홈통의 일측에 구비되어 우수의 유입시 우수에 포함된 협잡물을 제거하는 스크린과, 상기 스크린에 연결된 제1유입배관으로부터 우수를 유입 받아 저장되고, 저장된 우수가 배출되는 공급배관이 구비된 집수조와, 상기 공급배관과 일측이 연결되며, 타측에는 바이패스관 및 제2유입배관이 시퀀스밸브에 의해 연결되고, 공급배관을 통해 유입된 우수를 일정한 압력으로 가압하는 펌프와, 상기 유입배관에 일측이 연결되고, 타측은 배출배관이 구비되며, 우수를 정수처리하는 필터와, 상기 배출배관으로부터 우수를 유입 받으며, 하측부에 우수를 배출하는 유출관이 구비된 저류조로 이루어진다.

Description

건축물용 우수 포집 및 재활용 시스템{THE RAINWATER REUSE SYSTEM IN A STRUCTURE}

본 발명은 건축물용 우수 포집 및 재활용 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 우천시 건축물 지붕이나 옥상의 우수를 배수관을 이용하여 포집 후 정원수 등으로 직접사용하거나 우수를 정수처리 후 화장실이나 각종 생활용수 등의 허드렛물로 활용할 수 있도록 하는 건축물용 우수 포집 및 재활용 시스템에 관한 것이다.

최근 전 세계적으로 가장 이슈가 되고 중요도가 높아지고 있는 것은 환경에 대한 문제이다. 특히 물부족 현상에 대한 문제가 부각되고 있으나 기상 이변이나 지구온난화현상 또는 산성비 등으로 인하여 안정적인 수자원 확보가 어려울 뿐더러 산업이 고도로 발전 됨에 따라 발생 되는 폐수 및 생활하수 등으로 수질이 심각하게 오염되어 가고 있고, 또한 지하수가 고갈되어 가는 물부족 현상도 일어나고 있다.

예로부터 우리나라는 수자원이 풍부한 것으로 인식되고 있었으나 경사도가 심한 우리나라 지형의 특성상 우수가 고여있지 못하고 빠른 속도로 유실되어 현재 우리나라는 UN이 정한 물부족 국가로 분류되고 있다.

우리나라에 내리는 1년 강수량은 1,267억 톤에 달하고, 우리나라의 연평균 강수량은 세계평균의 1.3배지만 인구 1인당 연 강수량은 세계평균의 10분의 1에 분과하며, 강수량의 2/3가 6~8월의 장마기에 집중되고, 표토층이 얇아 자연담수능력이 열악한 조건에서 1965년 이후 용수사용 총량은 6.5배가 증가하였고, 생활용수 사용은 32배가 증가하는 상황에 이르러 UN에서 정한 물부족 국가로 지정되어 있으며, 앞으로 인구의 증가나 산업발전 및 농경에 소요되는 물의 양이 증가할 것을 감안하면 수자원의 부족 현상이 심화 될 것은 자명한 일일 것이다.

따라서, 이러한 물부족 현상에 대한 대안이 우천시 우수를 모아 저수 후에 필요한 경우에 저수된 우수를 사용하는 것인데 우수를 효율적으로 모으는 것도 쉽지 않고, 사계절이 뚜렷하고 여름철에 강우가 집중되는 우리나라에서 우수를 효율적으로 모은다는 것은 결코 쉬운 일이 아니다.

또한, 다른 문제점은 우천시의 우수는 대기중의 오염물질을 함유한 상태이기 때문에 이러한 자연상태의 우수를 그대로 사용하는 것은 이차적인 수질오염을 발생시키는 요인이 될 수 있다.

이와 같은 문제를 해결하기 위하여 종래의 우수를 이용하는 방법은 단순히 우수를 받아 저장한 다음, 일정 시간이 지난 후 불순물이 가라앉으면 위쪽의 물만을 뽑아서 화단이나 실외 청소시에 사용하는 등 국한되게 사용되었다. 정작 필요한 물은 가정에서 다용도로 사용될 수 있도록 불순물이 걸러지고 정화된 우수가 필요한데, 상기와 같이 불순물을 가라앉힌 정도의 초보적인 처리만을 한 우수는 너무나도 불순물이 많이 포함되고 오염되어 있어서 가정에서 여러 용도의 허드렛물로 사용할 시에는 제품의 고장이나 파손을 발생시킬 우려가 많은 문제점이 있었다

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 우천시 지붕이나 옥상의 배수관을 이용하여 우수의 포집을 손쉽게 할 수 있도록 하고, 우수의 불순물을 손쉽게 걸러낼 수 있도록 하며, 우수의 정수처리 후 화장실이나 각종 생활용수 등의 허드렛물로 활용할 수 있도록 하는 건축용 우수 포집 및 재활용 시스템을 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 실현하기 위하여, 본 발명은 우천시 건축물 지붕이나 옥상의 우수를 배수관을 이용하여 포집 후 정원수 등으로 직접사용하거나 우수를 정수처리 후 화장실이나 각종 생활용수 등의 허드렛물로 활용할 수 있도록 하는 건축물용 우수 포집 및 재활용 시스템에 있어서, 상기 건축물 지붕이나 옥상에 일측이 타측에 비하여 하향경사지게 구비되어 우천시 우수를 모아주는 홈통과, 상기 홈통의 일측에 구비되어 우수의 유입시 우수에 포함된 협잡물을 제거하는 스크린과, 상기 스크린에 연결된 제1유입배관으로부터 우수를 유입 받아 저장되고, 저장된 우수가 배출되는 공급배관이 구비된 집수조와, 상기 공급배관과 일측이 연결되며, 타측에는 바이패스관 및 제2유입배관이 시퀀스밸브에 의해 연결되고, 공급배관을 통해 유입된 우수를 일정한 압력으로 가압하는 펌프와, 상기 유입배관에 일측이 연결되고, 타측은 배출배관이 구비되며, 우수를 정수처리하는 필터와, 상기 배출배관으로부터 우수를 유입 받으며, 하측부에 우수를 배출하는 유출관이 구비된 저류조를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 건축물용 우수 포집 및 재활용 시스템을 제공한다.

이와 같이 이루어지는 본 발명에 의한 건축물용 우수 포집 및 재활용 시스템은 우천시 지붕이나 옥상의 배수관을 이용하여 우수의 포집을 손쉽게 하고, 우수의 불순물을 손쉽게 걸러내며, 우수의 정수처리 후 화장실이나 각종 생활용수 등의 허드렛물로 활용함으로써 낭비되는 우수를 집수 및 저장하고 이를 효율적으로 사용하여 물 사용 경비를 획기적으로 절감하며, 물부족 국가로 분리된 우리에게 물부족으로 인한 문제를 조금이나마 해결하는데 더욱 효과가 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 건축물용 우수 포집 및 재활용 시스템의 도면이다.

이하 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 1을 참조하여 보면 본 발명에 의한 건축용 우수 포집 및 재활용 시스템은 우천시 우수를 모아주는 홈통(2)과, 우수의 유입시 우수에 포함된 낙엽 등의 크기가 비교적 큰 협잡물을 제거하는 스크린(10)과, 우수를 저장하는 집수조(20)와, 우수를 가압하여 이동시키는 펌프(30)와, 우수에 포함된 유기물과 부유물질을 제거하는 필터(40)와, 정수처리된 우수를 보관하는 저류조(50)로 이루어진다.

상기 홈통(2)은 건축물의 지붕이나 옥상에 일측이 타측에 비하여 하향경사지게 구비되어 우천시에 우수를 모아준다.

상기 홈통(2)의 일측에 구비되고, 건축물의 지붕이나 옥상 등에 떨어지는 우수에 포함된 낙엽이나 비닐류 등과 같은 비행성 이물질이나 크기가 비교적 큰 협잡물이 홈통(2)을 통해서 우수와 함께 유입될 때 이들을 1차적으로 제거하는 스크린(10)이 구비된다.

상기 스크린(10)과 일측이 연결되고, 타측이 지면을 향하여 구비되며, 일측과 타측 사이에는 우수의 유입을 개방 또는 폐쇄하는 밸브(14)가 구비되고, 상기 밸브(14)의 일측에는 밸브(14)의 폐쇄시 유입되는 우수를 배출하는 바이패스배관(16)이 구비된 제1유입배관(12)이 구비된다.

상기 제1유입배관(12)으로부터 우수를 유입 받아 저장되고, 상단부에서 하측으로 이격되어 우수가 일정한 수위 이상으로 유입되어 넘치는 것을 방지하는 오버플로우배관(23)이 구비되고, 내측 하부에는 바닥면으로부터 이격되고, 중앙부가 외측부에 비해 하향경사지게 형성되어 우수와 함께 유입된 침전물을 모아주는 수거부(24)가 구비되며, 상기 수거부(24)의 중앙부 하부에는 상기 수거부(24)와 연결되어 모아진 침전물을 배출하는 유출구(25)가 구비되고, 상기 수거부(24)의 외측부에는 상측으로 이격되어 저장된 우수가 배출되는 공급배관(26)을 갖는 집수조(20)가 구비된다.

이때 상기 제1유입배관(12)에는 바이패스배관(16)이 집수조(20)에는 오버플로우배관(23)이 구비되어 우수가 상기 집수조(20)에 일정한 수위 이상으로 유입되는 것을 방지하는 것이 바람직하나 상기 바이패스배관(16) 또는 오버플로우배관(23) 중 어느 하나만을 구비하여 집수조(20)가 넘치지않도록 유입되는 우수의 양을 조절하여도 무방하다.

또한 상기 집수조(20)의 상측에는 상기 제1유입배관(12)에서 유입되는 우수의 pH 수치를 측정하는 pH측정기(21)가 구비된다.

상기 pH측정기(21)와 이격되며, 집수조(20)의 상측에는 pH측정기(21)가 측정한 우수의 pH 수치에 따라 집수조(20)에 유입된 우수에 소석회를 투입하여 우수의 pH 수치를 조절하는 소석회살포기(22)가 구비된다.

이때 상기 소석회살포기(22)에 의해 조절되는 집수조(20)에 유입된 우수의 pH 수치는 6~8pH로 함이 바람직하나 우수의 사용용도에 따라 소석회살포기(22)를 조절하여 임의로 우수의 pH 수치를 조절하여 우수를 사용할 수 있음은 자명하다.

또한 상기 소석회살포기(22)에 사용되는 소석회는 CaO 함량기준이 70%이상이면서 분발도는 170mesh를 95%이상 통과하는 소석회를 사용함이 바람직하나 상기 우수의 pH 수치를 조절할 수 있는 소석회라면 다른 것을 사용해도 무방하다.

상기 집수조(20)의 공급배관(26)와 일측이 연결되고, 타측에는 제2유입배관(34) 및 바이패스관(36)이 연결되어 선택적 작동에 의해서 공급되는 우수의 공급방향을 제2유입배관(34) 또는 바이패스관(36)으로 조절하는 시퀀스밸브(32)가 연결되며, 상기 공급배관(26)을 통해 유입된 우수를 일정한 압력으로 가압하는 펌프(30)가 구비된다.

상기 시퀀스밸브(32)에 연결된 바이패스관(36)은 집수조(20)에서 pH 수치가 조절된 우수를 상기 펌프(30)의 가동으로 정원수 등의 허드렛물로 직접 활용할 수 있도록 구비된 것이다.

상기 펌프(30)에 의하여 일정한 압력을 가진 우수를 시퀀스밸브(32)에 연결된 일측의 제2유입배관(34)으로부터 유입 받고, 유입 받은 우수를 배출하는 배출배관(42)이 타측에 연결되며, 우수를 정수처리하는 필터(40)가 구비된다.

이때 상기 필터(40)는 한외여과에 사용되는 한외여과막을 사용하는 것으로 유입된 우수를 여과를 통해 우수에 포함된 콜로이드 입자를 분산매로부터 분리하며, 상기 한외여과막에 사용되는 중공사막은 미세한 기공으로 우수에 포함된 미네랄만 남기고 유기물, 부유물질, 대장균 및 미생물 제거하며, 우수의 탁도를 낮춘다.

또한 상기 필터(40)로 사용되는 한외여과막은 우수를 역으로 유입하여 세척 후 재사용할 수 있으므로 유지비를 절약할 수 있는 것이다.

상기 필터(40)의 타측에 연결된 배출배관(42)으로부터 우수를 유입 받으며, 상측부에는 배출배관(42)으로부터 유입된 우수가 일정한 수위로 유지되도록 우수의 수위를 펌프(30)로 전송하여 펌프(30)를 작동 또는 정지시키는 부표(52)가 구비되고, 하측부에는 정수처리된 우수를 화장실이나 각종 생활용수 등의 허드렛물로 활용할 수 있도록 우수를 배출하는 유출관(54)이 구비된 저류조(50)가 구비된다.

이때 상기 저류조(50)에 구비된 유출관(54)은 사용처에 따라 다수개가 구비될 수 있음은 자명한 일이다.

따라서 상기와 같이 구성되는 본 발명의 건축물용 우수 포집 및 재활용 시스템은 버려지는 우수를 정화해 사용할 수 있도록 함으로써 수돗물 사용에 따른 경비절감은 물론 물부족 사태를 조금이나마 해소할 수 있는 장점을 갖게 된다.

2:홈통 10:스크린
12:제1유입배관 14:밸브
16:바이패스배관 20:집수조
21:pH측정기 22:소석회살포기
23:오버플로우배관 24:수거부
25:유출구 26:공급배관
30:펌프 32:시퀀스밸브
34:제2유입배관 36:바이패스관
40:필터 42:배출배관
50:저류조 52:부표
54:유출관

Claims

우천시 건축물 지붕이나 옥상의 우수를 배수관을 이용하여 포집 후 정원수 등으로 직접사용하거나 우수를 정수처리 후 화장실이나 각종 생활용수 등의 허드렛물로 활용할 수 있도록 하는 건축물용 우수 포집 및 재활용 시스템에 있어서,
상기 건축물 지붕이나 옥상에 일측이 타측에 비하여 하향경사지게 구비되어 우천시 우수를 모아주는 홈통(2)과;
상기 홈통(2)의 일측에 구비되어 우수의 유입시 우수에 포함된 협잡물을 제거하는 스크린(10)과;
상기 스크린(10)에 연결된 제1유입배관(12)으로부터 우수를 유입 받아 저장되고, 저장된 우수가 배출되는 공급배관(26)이 구비된 집수조(20)와;
상기 공급배관(26)과 일측이 연결되며, 타측에는 바이패스관(36) 및 제2유입배관(34)이 시퀀스밸브(32)에 의해 연결되고, 공급배관(26)을 통해 유입된 우수를 일정한 압력으로 가압하는 펌프(30)와;
상기 유입배관(34)에 일측이 연결되고, 타측은 배출배관(42)이 구비되며, 우수를 정수처리하는 필터(40)와;
상기 배출배관(42)으로부터 우수를 유입 받으며, 하측부에 우수를 배출하는 유출관(54)이 구비된 저류조(50)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 건축물용 우수 포집 및 재활용 시스템.
제1항에 있어서,
상기 집수조(20)는,
우수의 pH 수치를 측정하는 pH측정기(21)가 상측부에 구비되고, 상기 pH측정기(21)와 이격되어 pH 측정값에 따라 소석회를 투입하여 우수의 pH 수치를 조절하는 소석회살포기(22)가 구비되며, 상기 집수조(20)의 상단부에서 하측으로 이격되어 우수가 일정한 수위 이상으로 유입되어 넘치는 것을 방지하는 오버플로우배관(23)이 구비되고, 상기 집수조(20)의 내측 하부에는 바닥면으로부터 이격되고 일측이 하향경사지게 형성되어 우수와 함께 유입된 침전물을 모아주는 수거부(24)가 구비되며, 상기 수거부(24)의 일측 하부에 연결되어 모아진 침전물을 배출하는 유출구(25)가 구비되고, 상기 수거부(24)의 타측 상부에는 pH 수치가 조절된 우수가 배출되는 공급배관(26)이 구비되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 건축물용 우수 포집 및 재활용 시스템.
제1항에 있어서,
상기 저류조(50)는,
상측부에 배출배관(42)으로부터 유입되는 우수의 양에 따라 저류조(50)에 유입된 우수가 일정한 수위로 유지되도록 펌프(30)를 작동 또는 정지시키는 부표(52)가 구비되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 건축물용 우수 포집 및 재활용 시스템.
제2항에 있어서,
상기 집수조(20)에 유입되어 조절된 우수의 pH 수치는 6~8pH임을 특징으로 하는 건축물용 우수 포집 및 재활용 시스템.