KR20130137963A - 초기빗물 배제장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자연적으로 발생하여 지면으로 강하하는 빗물을 수집하여 정화한 후 이를 다양한 용도로 활용할 수 있도록 한 빗물 수집 및 정화장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수위측정기와 수질측정기를 이용하여 강우시 유입되는 빗물 중에서 오염물질이 많이 포함된 초기우수는 외부로 배출하고 오염이 적은 지속우수만을 선택하여 정화처리하여 재이용수로 활용할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 초기빗물 배제장치에 관한 것이다.

Description

초기빗물 배제장치{Early rainwater exclusion apparatus}

본 발명은 자연적으로 발생하여 지면으로 강하하는 빗물을 수집하여 정화한 후 이를 다양한 용도로 활용할 수 있도록 한 초기빗물 배제장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 강우시 유입되는 빗물 중에서 오염물질이 많이 포함된 초기우수는 외부로 배출하고 오염이 적은 지속우수는 정화처리하여 활용할 수 있도록 하는 초기빗물 배제장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 산학연공동기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다.

[부처명] 중소기업청

[연구사업명] 산학연공동기술개발사업 지역사업

[연구과제명] 초기빗물 배제장치 및 용도별처리장치 개발

[주관기관] 신흥대학 산학협력단

[연구기간] 2011.06.01 ~ 2012.05.31

빗물은 대개 지상으로 낙하여 별도로 모아두지 않는 한 저지대를 따라 자연적으로 호수나 바다로 흘러들어가게 된다.

호수나 강들의 경우 담수로서 보통 농업용수 등으로 활용될 수 있으나, 역시 유실이 많고 자연적으로 그대로 방치하는 경우에는 봄, 가을의 건기와 여름의 장마 등 편차가 심하여 제대로 활용되지 못하고 있다.

세계적으로 물부족현상이 곳곳에서 발생하게 되어 심각한 자연환경 파괴적인 상황에 직면하게 됨으로써 당장 빗물을 저장 및 활용할 수 있는 방안을 강구하여야 하는 형편이다.

특히, 국내의 기후 및 지형적인 관계로 대부분의 지역에서는 늦겨울에서 초여름 사이에 용수부족현상을 매년 겪고 있는데, 이를 해결하기 위한 방안으로 지하수를 개발하는 방안을 채택하고 있으나 무분별한 지하수의 개발은 지하수의 고갈 및 지반의 공동화 현상을 일으키는 문제점이 있고 지하 수면의 하강으로 인근 해역이나 지하수층이 오염되어 지하수의 수질을 악화시키는 문제가 있다.

이에 따라 빗물을 소규모로 모아서 허드렛물로 이용할 수 있는 방안들이 연구되고 있다. 대한민국 등록실용신안공보 등록번호 제20-0295999호에는 이물질 제거기능을 갖는 빗물의 저장 및 이용장치가 기술되어 있으며, 여기에서는 빗물을 집수하여 이물질을 제거하여 화장실용수, 조경용수 또는 청소용수로써 사용할 수 있도록 하기 위하여, 건물의 꼭대기 등에 설치되어 빗물을 모으는 집수면과, 집수면의 하류 측에 설치되어 집수면으로부터 유출된 빗물을 저장하는 저장탱크와, 집수면과 저장탱크를 연결하는 유로상에 설치되어 유로를 통과하는 빗물에서 이물질을 제거하는 필터장치와, 저장탱크의 하류 측에 설치되어 저장탱크로부터 유출된 빗물을 저장하고 이를 각종 용수로 공급하는 급수탱크로 구성된다.

그러나, 이러한 장치는 빗물을 단순히 이물질만 여과하고는 그대로 허드렛물로 사용하도록 구성되어 있기 때문에 빗물이 담수이기는 하나, 빗물을 통해 전염될 수 있는 각종의 전염병 등 수인성 전염병이나 기타 유해균들이 직접 생활환경 주변에 노출될 수 있다는 문제가 있다. 즉, 단순 여과된 빗물을 그대로 생활환경에서 사용하는 경우에서 올 수 있는 비위생적인 문제점이 야기될 수 있다는 단점이 있는 것이다.

또한, 우수를 정화처리하는 사용하는 방안이 특허 일본국 공개특허공보 제98-258268호, 동 제98-317434호에 공개되어 있다. 즉, 일본국 공개특허공보 제98-258268호의 경우는 생활용수로서의 재활용을 목적으로 하고 있으며, 초기빗물과 이후의 빗물을 구분하여 이후의 빗물을 재이용수로 이용하며 처리방법으로 생물여과와 살균방법을 적용하였다. 또한, 상기 제98-317434호의 경우는 전기여과방법을 적용하고 있으며, 특징으로는 산성우를 대비하여 pH의 자동측정 및 설정 pH이하의 물은 배수하는 방안을 주 내용으로 하고 있다.

그러나 상기와 같은 종래기술은 강우가 특정시기에 집중되는 국내에서는 이용할 수 있는 빗물의 양이 시설비 및 유지비에 비하여 경제적인 이점을 찾기가 거의 불가능하다.

즉, 강우시 초기우수는 지상에 산재하여 있는 각종 오염물질을 씻어내리게 되며, 이러한 초기우수가 그대로 하천이나 바다로 유입될 경우 심각한 수질오염을 초래하게 된다. 반면에 초기우수가 이미 오염물질을 씻어 내린 후의 지속강우는 비교적 깨끗하여 분리/집수하여 처리하지 않고 그대로 하천이나 바다로 유입되더라도 수질을 오염시킬 염려가 없다. 따라서 초기우수만 분리/집수하여 처리한다면 수질오염을 효과적으로 방지할 수 있다. 그러나 현재의 우수처리시설은 초기우수와 연속강우를 분리하여 처리하는 시스템을 구축하고 있지 못하다.

또한, 종래의 정화처리장치는 유입되는 빗물을 모두 여과필터 등의 정화장치를 통해서 정화하기 때문에 여과필터에서 과도하게 많은 여과성능을 부담하게 됨으로 인해 여과필터의 수명이 짧아 여과필터의 유지관리 빈도가 지나치게 높은 실정이다. 즉, 여과필터에서는 여재의 공극으로 입자상 오염물질을 거르게 되는데, 기존의 정화처리장치에서는 초기우수를 분리하지 않기 때문에 여과필터에서 너무 많은 오염물질의 여과를 감당하고 있어 공극에 입자상 물질들이 너무 빨리 쌓여서 공극을 막게 됨으로써 여재의 투수성능이 저하되어 여과필터의 사용수명이 짧아진다.

아울러, 종래의 초기빗물배제장치에 적용되는 여과필터의 경우, 무게가 너무 무겁고 크기가 너무 커서 교체 작업이 어렵고 위험하여 유지관리에 많은 어려움이 수반되는 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 주된 목적은 강우시 유입되는 빗물 중에서 오염물질이 많이 포함된 초기우수는 외부로 배출하고, 오염물질이 적은 지속우수만을 정화 처리 할 수 있도록 구성된 초기빗물 배제장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 또한, 강우시 유입되는 빗물 중에서 오염물질이 많이 포함된 초기우수를 분리하여 제거하되, 배출되는 초기우수의 양을 최소화하여 빗물이 낭비되는 것을 방지할 수 있는 초기빗물 배제장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 강우시 유입되는 빗물 중에서 오염물질이 적은 지속우수를 선택하여 정화 처리할 수 있도록 함으로써 여과필터의 수명을 연장하고 유지관리비를 절약할 수 있는 초기빗물 배제장치를 제공하는 것이다.

아울러, 본 발명은 우수에 포함된 오염물질을 다단 처리를 통해 효율적으로 정화함으로써 정화 성능 및 여과필터의 수명이 향상되도록 하는 한편, 정화장치를 구성하는 요소들을 조립식으로 하여 유지관리가 용이하도록 한 초기빗물 배제장치를 제공하는 것이다.

상술한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 초기빗물 배제장치는,

빗물을 집수 및 정화할 수 있도록 일정한 크기의 내부 공간을 갖는 본체를 포함하여 이루어진 초기빗물 배제장치에 있어서,

상기 본체는 내부에 설치된 격벽에 의해 우수처리부와 우수정화부으로 구획되고;

상기 우수처리부는 내부에 수직으로 설치된 스크린에 의해서 협잡물제거부와 우수공급부로 구분되며;

상기 협잡물제거부에는 빗물이 유입되는 유입구와, 빗물과 함께 유입된 모래나 자갈 또는 진흙 등과 같은 물질을 모아서 청소할 수 있도록 호퍼부가 구비되고;

상기 우수공급부에는 빗물을 상기 우수정화부로 공급하는 유출구와 초기우수를 하수관으로 배출하는 배수구와, 수위를 측정하기 위한 수위측정기, 수질을 측정하기 위한 수질측정기 및 이들을 제어하는 제어부가 구비되며;

상기 우수정화부에는 다수 개의 스크린필터로 이루어진 여과필터가 설치되어;

강우시 빗물과 함께 상기 유입구를 통해 유입된 빗물과 함께 유입되는 이물질 및 부유물질은 상기 스크린을 이용하여 분리하여 제거하고, 오염물질이 많이 포함된 초기우수는 상기 배수구를 통해 외부로 배출하고 오염이 적은 지속우수는 상기 유출구를 통해서 우수정화부로 공급하여 정화하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 호퍼부에는 침전된 모래나 자갈 진흙 등과 같은 침전물 슬러지를 외부로 배출하기 위한 슬러지 배출수단이 구비된다.

상기 호퍼부의 상부에는 수집된 협잡물이나 이물질을 담아서 청소하기 위한 청소 그물망이 설치된다.

상기 유출구는 상기 격벽의 상단부에 구비된다.

상기 배수구는 우수공급부의 하단에 설치된다.

상기 배수구에는 밸브와 상기 밸브를 원격에서 제어할 수 있도록 하는 밸브구동수단을 포함하는 밸브개폐수단을 포함한다.

상기 협잡물제거부에는 우수를 배출하기 위한 배출구가 더 형성된다. 상기 배출구는 상기 유출구 보다 높은 위치에 설치된다.

상기 수위측정기는 우수공급부의 수위가 일정한 수위에 도달할 때 작동을 시작하고 유출구를 통해 유수가 정화처리부로 공급되기 전에 수질 측정을 완료할 수 있도록 한다.

상기 제어부는 상기 수질측정기로부터 데이터를 제공받고, 측정된 수질과 설정된 기준 수질을 비교하여 측정된 수질이 기준 수질에 못 미치면 밸브를 열어 배수구를 개방한다.

상기 수질측정기는 우수를 채집하기 위한 채집펌프와 채집된 우수를 이송하기 위한 이송관을 더 포함하여 구성된다.

상기 여과필터는 두 개의 가이드 판과 두 개의 가이드 판을 지지하는 다수 개의 지지대를 포함하여 이루어진다.

상기 두 개의 가이드 판은 내측 면에 다수 개의 가이드 홈이 형성되어 스크린필터를 상부에서 하부로 밀어서 끼워 넣을 수 있도록 한다.

본 발명의 초기빗물 배제장치에 따르면, 강우시 빗물과 함께 유입구를 통해 유입된 빗물 중에서 오염물질이 많이 포함된 초기우수는 배수구를 통해 외부로 배출하고 오염이 적은 지속우수만을 선택하여 유출구를 통해서 우수정화부로 공급하여 정화 처리함으로써 빗물의 재이용률은 높이는 반면에 배출되는 초기우수의 양을 최소화하여 빗물이 낭비되는 것을 방지하고, 여과필터의 수명을 연장하고 유지관리비를 절약할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 우수에 포함된 오염물질을 다단 처리를 통해 효율적으로 정화함으로써 정화 성능 및 여과필터의 수명이 향상되도록 하는 한편, 정화장치를 구성하는 요소들을 조립식으로 하여 유지관리가 용이한 효과가 있다.

또한, 본 발명은 우수와 함께 유입되는 이물질과 협잡물 그리고 토사를 분리하여 제거함으로써 이물질과 토사에 의해서 정화시설이 손상되는 것을 방지하고 강이나 하천이 오염되는 것을 최소화하는 효과가 있다.

아울러, 본 발명은 수위측정기를 이용하여 수질측정기의 작동시간을 제어함으로써 수질측정 회수를 최소화하는 동시에 장치의 구성을 단순하게 함으로써 시설비와 유지관리비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 초기빗물 배제장치를 보여주는 개략적인 단면도이고,
도 2는 도 1에 도시된 초기빗물 배제장치의 개략적인 종단면도이며,
도 3은 본 발명에 따른 우수정화부에 설치되는 여과필터의 일 예를 보여주는 분해사시도이고,
도 4는 본 발명에 따른 초기빗물 배제장치의 사용 상태를 보여주는 개략적인 설명도이다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 초기빗물 배제장치의 바람직한 실시 예에 대해서 상세히 설명한다.

먼저, 도 1은 본 발명에 따른 초기빗물 배제장치(1)를 보여주는 개략적인 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 초기빗물 배제장치(1))는 빗물을 집수·분리 및 정화할 수 있도록 일정한 크기의 내부 공간을 갖는 본체(2)를 포함하여 이루어진다.

또한, 본 발명의 우수처리장치(1)는 본체(2) 내부에 격벽(3)을 설치하여 구획된 우수처리부(10)와 우수정화부(30)를 포함하여 이루어진다.

상기 우수처리부(10)는, 지면으로 강하하는 빗물이 유입되는 곳으로, 집수 된 빗물을 초기우수와 오염물질이 거의 포함되지 않은 지속우수로 구분하여 처리하고 초기우수에 포함된 부유물과 협잡물을 분리하여 제거한다.

그리고 상기 우수정화부(30)는, 우수처리부(10)로부터 공급되는 빗물에 포함된 오염물질을 여과필터를 이용하여 제거한 후 정화 처리된 빗물을 다양한 용도의 재이용수로 공급한다.

바람직하게, 상기 우수처리부(10)는, 빗물이 유입되는 유입구(11)와, 빗물을 우수정화부(30)로 공급하는 유출구(13)와, 초기우수를 하수관으로 배출하는 배수구(15)을 포함하여 구성된다.

따라서 본 발명은 강우시 빗물과 함께 유입구(11)를 통해 유입된 빗물 중에서 오염물질이 많이 포함된 초기우수는 배수구(15)를 통해 외부로 배출하고 오염이 적은 지속우수는 유출구(13)를 통해서 우수정화부(30)로 공급하여 정화할 수 있도록 한다.

이를 위해서, 상기 우수처리부(10)에는 유입구(11)를 통해 유입된 빗물에 포함된 이물질 및 부유물질을 제거하기 위한 스크린(16)이 설치된다.

상기 스크린(16)은 우수처리부(10)의 내부에 수직으로 설치되어 우수처리부(10)를 협잡물제거부(300)와 우수공급부(200)로 구분한다.

그리고, 상기 유입구(11)는 협잡물제거부(300)에 위치하도록 설치된다. 따라서 유입구(11)를 통해서 유입되는 빗물은 먼저 협잡물제거부(300)로 유입된다. 그런 다음 스크린(16)을 통과할 수 없는 이물질과 부유물은 협잡물제거부(300)에 잔류하게 되고 스크린(16)을 통과하는 빗물은 우수공급부(200)로 공급되게 된다.

또한, 상기 협잡물제거부(300)의 하단에는 빗물과 함께 유입된 모래나 자갈 또는 진흙 등과 같은 물질을 모아서 청소할 수 있도록 호퍼부(17)가 형성된다. 그리고 상기 호퍼부(17)에는 침전된 모래나 자갈 진흙 등과 같은 침전물 슬러지를 외부로 배출하기 위한 슬러지 배출수단(170)이 구비된다.

그리고, 상기 호퍼부(17)의 상부에는 수집된 협잡물이나 이물질을 담아서 청소하기 위한 청소 그물망(18)이 설치된다. 상기 청소 그물망(18)은 주기적으로 끌어 올려져서 그 내부에 모아 진 협잡물이나 부유물을 제거한다.

따라서 상기 협잡물제거부(300)로 유입된 부유물과 이물질은 청소 그물망(18)에 의해서 제거되고, 침전물은 호퍼부(17)에 설치된 슬러지 배출수단(170)을 통해서 주기적으로 제거된다.

한편, 상기 우수처리부(10)에 구비된 유입구(11), 유출구(13) 및 배수구(15)는 유입된 초기우수를 분리하여 제거하고 오염물질이 적은 지속우수만을 우수정화부(30)로 공급할 수 있도록 설치된다.

즉, 상기 우수공급부(200)에 구비된 유출구(13)는 상기 격벽(3)의 상단부에 구비된다. 따라서 우수공급부(200)의 내부의 빗물은 수위가 일정 수준 이상이 되었을 경우에만 우수정화부(30)로 공급될 수 있다. 반면에 상기 배수구(15)는 우수공급부(200)의 하단에 설치되어 밸브를 개방할 때 우수공급부(200) 내부의 초기우수를 모두 배출할 수 있도록 한다.

바람직하게 상기 유출구(13)는 일정한 크기로 이루어진 웨어로 이루어진다. 이때 상기 웨어의 크기의 우수정화부(30)의 처리용량을 고려하여 결정된다. 따라서 우수공급부(200)에서 우수정화부(30)로 공급되는 빗물의 양은 웨어의 크기에 따르게 된다. 또한, 상기 유출구(13)의 크기는 우수정화부(30)의 처리용량에 따라 조절할 수 있도록 할 수도 있다.

상기 배수구(15)에는 자동으로 개폐할 수 있도록 밸브(151)가 구비된다. 상기 밸브(151)에는 도시되지 않은 밸브개폐수단이 구비되어 원격에서 제어가 가능하다. 상기 밸브개폐수단은 밸브를 작동시키는 밸브구동수단을 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 우수공급부(200)의 상부에는 우수를 배출하기 위한 배출구(19)가 더 형성된다. 상기 배출구(19)는 유출구(13)보다 높은 위치에 설치된다. 따라서 상기 우수공급부(200)의 수위가 유출구(13) 위로 상승하면 우수는 상기 배출구(19)를 통해서 우수정화부(30)의 후단으로 바로 공급된다. 즉, 상기 배출구(10)는 상기 우수정화부(30)의 여과 용량을 초과하는 우수가 유입되는 경우 빗물을 정화처리하지 않고 바로 저류로에 저장하였다가 사용할 수 있도록 한다.

즉, 상기 유출구(13) 이상으로 수위가 높아지는 것은 비가 상당히 많이 온 경우이고, 이때는 이미 비점오염물질이 모두 제거된 이후이므로 빗물에 오염물질이 거의 포함되어 있지 않다. 따라서 이러한 우수는 별도의 정화처리 없이 재이용수로 활용하는 것이 더욱 경제적이다.

그리고, 상기 우수처리부(10)에는 초기우수와 지속우수를 분리하기 위한 목적으로 수위를 측정하기 위한 수위측정기(21)와 수질을 측정하기 위한 수질측정기(22) 및 이들을 제어하는 제어부(23)가 구비된다. 바람직하게 상기 제어부(24)는 본체(2)의 일 측에 별도로 설치된 제어반 내부에 구비될 수 있다.

상기 수위측정기(21), 수질측정기(22) 및 제어부(23)는 우수처리부(10)로 유입되는 우수의 수질을 측정하고, 측정된 수질이 기준 수질 이하인 경우에는 배수구(15)를 통해 외부로 배출하고, 측정된 수질이 기준 수질 이상인 경우에는 정화처리하여 재이용수로 이용할 수 있도록 한다.

즉, 우수처리부(10)의 빗물 중에서 수질이 우수한 빗물만을 선택하여 정화처리함으로써 처리효율을 향상시키고 정화처리하는데 많은 비용이 소요되는 초기우수는 부유물과 이물질을 제거한 후 강이나 하천 또는 호수로 배출함으로써 자연 수계의 오염을 최소화할 수 있게 하는 것이다.

바람직하게, 상기 수위측정기(21)는 우수공급부(200)의 수위가 일정한 수위에 도달하는 것을 감지할 수 있도록 설치된다.

그리고 상기 수질측정기(22)는 우수공급부(200)의 수위가 일정 수준에 도달할 때 작동을 시작하고 유출구(13)를 통해 유수가 정화처리부(30)로 공급되기 전에 수질 측정을 완료하도록 설치된다. 즉, 상기 수위측정기(21)의 위치는 수질 측정 시간을 고려하여 결정된다. 예를 들어,수질 측정이 완료되기 전에 수위가 상승하여 우수처리부(10)의 빗물이 우수정화부(30)로 유입되지 않도록 유출구(13)로부터 일정 높이로 떨어지게 설치하여야 한다.

상기 제어부(23)는 수질측정기(22)로부터 데이터를 제공받고, 측정된 수질과 설정된 기준 수질을 비교하여 측정된 수질이 기준 수질에 못 미치면 밸브(151)를 열어 배수구(15)를 개방한다. 밸브(151)가 개방되면 우수공급부(200)의 빗물은 우수정화부(30)로 공급되지 못하고 배수구(15)를 통해 외부로 배출된다.

이때, 밸브(151)는 일정 시간 동안 개방 상태를 유지하도록 설정된다. 따라서 우수처리부(10) 내부의 초기우수는 모두 배출된다. 그리고 초기우수가 배출되면 밸브(151)는 자동으로 닫히고 우수처리부(10)의 수위는 다시 상승하게 된다. 만일 측정된 수질이 설정된 기준 수질을 만족하면 수위는 계속 상승하여 유출구(13)에 도달하면, 빗물은 유출구(13)를 통해 우수정화부(30)로 유입된다. 또한, 수위가 상기 유출구(13) 이상으로 상승하면, 상기한 배출구(19)를 통해서 우수정화부(30)의 후단으로 공급된다. 이때 상기 배출구(19)와 우수정화부(30)의 후단 사이에는 우수를 공급하기 위한 우수공급로(28)가 구비된다.

한편, 상기 수질측정기(19)는 우수공급부(200)의 내부의 수질을 직접 측정하거나 우수공급부(200)의 우수를 일부 채집한 후 별도의 측정장치에서 측정할 수 있다. 이를 위해서, 상기 수질측정기(22)는 우수를 채집하기 위한 채집펌프(123)와 채집된 우수를 이송하기 위한 이송관(124)을 더 포함하여 구성된다. 그리고 미설명부호 125는 우수를 채집하는 채입관이다. 상기 수질측정기(19)는 pH측정기, 전기전도도 측정기, 탁도 측정기, BOD 측정기 등 각종 수질측정장치 중 어느 하나 또는 이들의 결합으로 구성될 수 있지만 반드시 이러한 것으로 한정되는 것은 아니다.

그리고 상기 제어부(23)는 수위측정기(21), 수질측정기(22), 밸브구동수단, 상기한 채집펌프(123) 및 이송펌프(132) 등과 전기적으로 연결된다. 즉, 제어부(23)는 수위측정기(21)에서 전송하는 신호에 따라 수질측정기(22)를 작동시켜 수질을 측정하고, 측정된 수질과 메모리에 기록되어 있는 기준 수질과 비교하여 밸브구동수단을 제어한다. 또한, 상기 채집펌프(123)를 작동시켜 수질 샘플을 채취하고, 상기 이송펌프(132)를 작동시켜 우수를 재이용수로 공급한다. 그밖에 상기 제어부는 각종 밸브를 개폐하여 우수의 흐름을 제어하는 등 장치 전반의 작용을 제어한다.

이를 위해서 상기 제어부(23)는 논리연산이 가능한 중앙처리장치를 포함하여 구성된다. 따라서 기준 수질 값은 입력 및 저장할 수 있으며, 측정된 수질과 메모리에 미리 저장된 기준 수질 값을 비교하여 측정된 수질이 기준 수질을 만족하는 지를 판단할 수 있다. 이때 상기 기준 수질은 재이용수의 용도와 목적에 따라서 임의로 조정이 가능하다. 또한, 기준 수질은 강우량에 따라 변경할 수 있다.예를 들어 강우량이 많을 때는 기준 수질을 높이고 강우량이 적을 때는 기준 수질을 낮춤으로써 빗물 이용도를 높일 수 있다. 아울러 재이용수의 이용목적에 따라서도 기준 수질은 바뀔 수 있다.

또한, 상기 제어부(23)는 슬러지 배출수단(190)과 연결되어 주기적으로 호퍼부(17)에 침전된 슬러지를 배출시킨다. 그리고 상기 제어부(23)는 도시되지 않은 리프트 장치를 작동하여 상기한 청소 그물망(18)을 위로 들어올려서 부유물과 이물질을 청소할 수 있도록 한다. 또한 상기 제어부(23)는 후술하는 여과필터를 들어올리는 승강장치와 연결되어 여과필터를 상부로 들어올려 주기적으로 청소하거나 교체할 수 있게 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 우수처리부(10)는 유입구(11)를 통해 유입되는 빗물에 포함된 이물질과 협잡물을 분리하여 제거하고, 유입되는 빗물의 수질이 기준 수질을 만족하는 경우에는 유출구(13)를 통해 우수정화부(30)로 공급하고, 유입되는 수질이 기준 수질에 못 미치는 경우에는 밸브(151)를 개방하여 배수구(15)를 통해 외부로 배출시키고, 오염물질이 거의 없는 지속우수가 계속 내려서 유입수가 많을 때에는 정화처리하지 않고 배출구(19)를 통해서 저류조(400)로 바로 공급함으로써 후단에 설치된 여과필터에 과부하가 걸리거나 손상을 방지하면서 빗물의 이용 효율을 최대화할 수 있도록 하는 것이다.

이어, 상기 우수처리부(10)에서 배출되는 빗물을 우수정화부(30)로 유입된다. 상기 유수정화부(30)에는 여과필터(40)가 구비된다. 바람직하게 상기 여과필터(40)는 다수 개의 스크린필터(141)로 이루어진다. 더욱 구체적으로 상기 여과필터(40)는 사각 틀 형상의 프레임에 다양한 소재의 여재를 충전하여 이루어진 스크린필터(141)들로 구성된다.

상기 여과필터(40)는 두 개의 가이드 판(143)과 이 가이드 판(143)을 지지하는 다수 개의 지지대(144)를 포함하여 이루어진다. 상기 두 개의 가이드 판(143)은 가로대(144)에 의해 고정되어 전체적으로 직사각형의 형태를 이루고 상기 본체(2)의 내부에 설치할 수 있는 크기로 이루어진다. 상기 두 개의 가이드 판(143)은 내측 면에 다수 개의 가이드 홈(146)이 형성되어 스크린필터(141)를 상부에서 하부로 밀어서 끼워넣을 수 있도록 한다.

따라서 다수 개의 스크린필터(141)는 두 개의 가이드 판(143) 사이에 일정한 간격을 두고 설치된다. 이때, 상기 스크린필터(141)는 빗물에 포함된 부유성 비점오염물질 및 용해성 비점오염물질을 1차적으로 걸러내는 1차 스크린필터(141a)와, 상기 1차 스크린필터(141a)의 여재 공극보다 상대적으로 작은 공극을 갖도록 구성되어 상기 1차 스크린필터(141a)를 통과한 부유성 비점오염물질 및 용해성 비점오염물질을 2차 및 3차적으로 걸러내는 2차 스크린필터(141b) 및 3차 스크린필터(141c)를 포함하여 구성된다.

상기 2차 스크린필터(141b) 및 3차 스크린필터(141c)는, 소정 크기의 그물눈을 갖는 그물망 내부에 입자상의 제오라이트가 여재로서 충전되어 이루어지며, 입자의 크기에 있어서 3차 스크린필터(141c)에 충전되는 여재가 상대적으로 2차 스크린필터(141b)에 충전되는 여재보다 작아 입자와 입자 사이의 공극(孔隙)의 크기도 상대적으로 작아지게 된다. 그러므로 상기 여과필터(40)의 일 측에서 유입되는 빗물을 다수 개의 스크린필터를 차례로 통과하는 동안에 빗물에 포함된 오염물질이 제거되게 된다.

한편, 상기 다수 개의 스크린필터(141)는 각각 상부로 슬라이드 하여 분리할 수 있다. 따라서 상기 스크린필터(141)에 오염물이 부착되거나 손상된 경우에는 해당하는 스크린필터(141)만을 분리하여 청소하거나 교체할 수 있다. 또한, 여과필터(40) 전체를 상부로 끌어올리는 것도 가능하다. 즉, 여과필터(60)를 청소하거나 교체할 필요가 있을 때에는 여과필터(40) 전체를 끌어올려 청소하거나 교체 또는 수리할 수 있다. 아울러, 본체(2)의 바닥을 청소할 때도 여과필터 전체를 끌어올린 상태에서 청소할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 우수처리장치의 작용에 대해서 간단히 설명한다. 도 5에서 보는 바와 같이, 본 발명의 우수처리장치(1)에는 지면이나 건물의 지붕 등으로 강하하는 빗물을 수집하는 다수 개의 수집 관(7)들과 연결된다.

따라서 강우시 지면으로 강하하는 빗물은 도로 상면 등에 쌓여 있던 오염물질(모래, 낙엽, 타이어 분진, 먼지, 중금속, 제설제, 기름 오염물 등)과 함께 씻겨져서 수집 관(7)을 따라 본 발명의 우수처리장치(1)로 유입된다.

그런데, 초기빗물 배제장치(1)로 유입되는 빗물에 포함된 오염물질의 분포를 살펴보면, 초기우수의 경우에만 오염물질이 집중적으로 포함되어 있고, 일정시간이 경과 한 후 지속우수의 경우에는 오염물질이 거의 포함되지 않은 것을 알 수 있다. 이는 도로 상면 등의 오염물질은 대부분 초기우수에 씻겨져서 초기빗물 배제장치로 유입되므로, 그 이후 유입되는 지속우수는 오염물질을 거의 포함하지 않기 때문이다.

따라서 본 발명의 초기빗물 배제장치(1)는 유입구(11)를 통해 유입된 초기우수에 포함된 부유물이나 이물질은 유입구(11) 쪽에 설치된 스크린(16)에 의해 분리하고, 분리된 부유물과 이물질은 협잡물처리부(300)에 잔류하는 한편 스크린(16)을 통과하는 빗물은 우수공급부(200)로 넘어가도록 한다. 또한, 그리고 우수에 포함된 모래나 자갈 등과 같은 침전물은 협잡물처리부(300)의 하부에 설치된 호퍼부(17)에 침전되어 분리되도록 한다. 이때 우수공급부(200)에서 침전되는 침전물도 호퍼부로 이동할 수 있도록 한다.

이어, 초기빗물 배제장치(1)로 유입된 우수의 오염도를 측정하여 오염물질을 많이 포함하는 초기우수는 외부로 배출하고, 오염물질이 거의 포함되지 않은 우수만을 여과필터(40)로 공급할 수 있도록 한다. 즉, 우수공급부(200)의 수위가 일정 수위 이상이 되면, 상기 우수공급부(200)에 설치된 수위측정기(21)가 수위를 측정하고, 상기 수위측정기(21)에서 제공하는 전기적 신호를 받은 제어부(23)는 수질측정기(22)를 작동시켜 수질을 측정한다.

그리고 측정된 수질이 기준 수질을 만족하면 우수공급부(200)의 수위가 계속 상승하여 유출구(13)를 통해서 빗물이 우수정화부(30)로 공급된다. 반대로 수질측정기(22)에서 측정된 수질이 기준 수질을 만족하지 못할 경우에는 상기 제어부(23)는 우수공급부(200)에 저장되어 있는 우수를 초기우수로 판단하고 밸브(151)를 개방하여 배수구(15)를 통해서 외부로 모두 배출시킨다.

상기 밸브(151)는 초기우수가 모두 배출될 때까지 개방한 후 배수구(15)를 다시 폐쇄하게 된다. 이와 같이, 밸브(151)가 닫히면, 우수공급부(200)의 수위는 다시 상승하기 시작하고, 수위가 일정 수위 이상이 되면, 상기 수위측정기(21)와 수질측정기(22)의 작용으로, 초기우수에 해당하는 지를 판단하고, 초기우수에 해당하지 않으며 모아서 우수정화부(30)로 공급한다.

한편, 상기 유입구(11)를 통해 유입되는 우수가 풍부하여 우수공급부(200)의 수위가 유출구(13)를 넘게 되면 그 상부에 설치된 상기 배출구(19)를 통해서 우수정화부(30)의 후단으로 바로 유입되도록 함으로써 상기 여과필터(40)에 과부하가 걸리는 것을 방지한다.

그리고 상기 우수정화부(30)로 유입되는 우수는 다수 개의 스크린필터(141)로 이루어진 여과필터(40)를 통과하는 동안에 빗물에 포함된 오염물질이 제거된다. 그리고 오염물질이 제거된 우수는 상기 우수정화부(30)의 후단에 구비된 저류조(400)에 임시로 저장된다. 그리고 상기 저류조(400)에 저장된 우수는 이송펌프(132)의 작용으로 화장실용수, 조경용수 또는 청소용수로써 편리하게 사용할 수 있도록 한다. 이때, 상기 초기빗물 배제장치(1)에 별도의 저수탱크를 설치하여 정화처리된 우수를 저장할 수도 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 초기빗물 배제장치에 따르면, 유입되는 오염물질을 1차적으로 걸러서 제거한 다음, 빗물을 오염도에 따라 초기우수와 지속우수를 구분하고 오염도가 높은 초기우수는 정화처리하지 않고 그대로 배출시킴으로써 정수정화장치의 손상을 방지하거나 관리를 용이하게 하고, 오염도가 낮은 지속우수는 여과필터를 통해 정화처리하여 재이용수의 수질을 확보하고 오염이 거의 되지 않은 지속우수는 여과필터를 거치지 않고 바로 재이용수로 이용할 수 있도록 함으로써 여과필터의 수명을 연장할 수 있는 특징이 있다..

이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시 예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시 예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.

1: 초기빗물 배제장치 2: 본체
3: 격벽 10: 우수처리부
10: 우수정화부 11: 유입구
13: 유출구 15: 배수구
16: 스크린 19: 배출구
17: 호퍼부 18: 청소 그물망
21: 수위측정기 22: 수질측정기
23: 제어부 28: 우수공급로
30: 정화처리부 40: 여과필터
123: 채집펌프 124: 이송관
132: 이송펌프 141: 스크린필터
143: 가이드 판 151: 밸브
200: 우수공급부 300: 협잡물제거부
400: 저류조

Claims (7)

1. 빗물을 집수 및 정화할 수 있도록 일정한 크기의 내부 공간을 갖는 본체를 포함하여 이루어진 초기빗물 배제장치에 있어서,
   상기 본체는 내부에 설치된 격벽에 의해 우수처리부와 우수정화부으로 구획되고;
   상기 우수처리부는 내부에 수직으로 설치된 스크린에 의해서 협잡물제거부와 우수공급부로 구분되며;
   상기 협잡물제거부에는 빗물이 유입되는 유입구와, 빗물과 함께 유입된 모래나 자갈 또는 진흙 등과 같은 물질을 모아서 청소할 수 있도록 호퍼부가 구비되고;
   상기 우수공급부에는 빗물을 상기 우수정화부로 공급하는 유출구와 초기우수를 하수관으로 배출하는 배수구와, 수위를 측정하기 위한 수위측정기, 수질을 측정하기 위한 수질측정기 및 이들을 제어하는 제어부가 구비되며;
   상기 우수정화부에는 다수 개의 스크린필터로 이루어진 여과필터가 설치되어;
   강우시 빗물과 함께 상기 유입구를 통해 유입된 빗물과 함께 유입되는 이물질 및 부유물질은 상기 스크린을 이용하여 분리하여 제거하고, 오염물질이 많이 포함된 초기우수는 상기 배수구를 통해 외부로 배출하고 오염이 적은 지속우수는 상기 유출구를 통해서 우수정화부로 공급하여 정화하는 것을 특징으로 하는 초기빗물 배제장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 호퍼부에는 침전된 모래나 자갈 진흙 등과 같은 침전물 슬러지를 외부로 배출하기 위한 슬러지 배출수단이 구비되고, 상기 호퍼부의 상부에는 수집된 협잡물이나 이물질을 담아서 청소하기 위한 청소 그물망이 설치되는 것을 특징으로 하는 초기빗물 배제장치.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 유출구는 상기 격벽의 상단부에 구비되고, 상기 배수구는 우수공급부의 하단에 설치되며, 상기 배수구에는 밸브과 상기 밸브을 원격에서 제어할 수 있도록 밸브구동수단을 포함하는 밸브개폐수단을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 초기빗물 배제장치.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 협잡물제거부에는 우수를 배출하기 위한 배출구가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 초기빗물 배제장치.
5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 수위측정기는 우수공급부의 수위가 일정한 수위에 도달할 때 작동을 시작하고 유출구를 통해 유수가 정화처리부로 공급되기 전에 수질 측정을 완료하도록 설치된 것을 특징으로 하는 초기빗물 배제장치.
6. 제 5항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 수질측정기로부터 데이터를 제공받고, 측정된 수질과 설정된 기준 수질을 비교하여 측정된 수질이 기준 수질에 못 미치면 밸브을 열어 배수구하는 것을 특징으로 하는 초기빗물 배제장치.
7. 제 6항에 있어서,
   상기 여과필터는 두 개의 가이드 판과 두 개의 가이드 판을 지지하는 다수 개의 지지대와, 상기 두 개의 가이드 판의 내측 면에 형성된 가이드 홈에 결합하는 다수 개의 스크린필터로 구성된 것을 특징으로 하는 초기빗물 배제장치.
   

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