KR20140023521A - 교량의 비점오염원 저감을 위한 배수구조와 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 4대강 사업으로 일정 수량을 보유하여야 하는 보가 있는 대하천의 교량에서 각 교각에 교량의 유지보수를 위한 난간이 있는 구역의 교각에 부착 설치하여 강우 초기에 유출되는 각종 비점 오염물질을 효과적으로 저감하기 위한 구조와 장치로, 구체적으로는 우수를 모으도록 형성된 소문자 y형 배수관; 초기 우수만을 여과 할 수 있도록 구성되어진 하우징; 상기 하우징의 유입구로부터 역류되어 올라오는 초기우수를 막는 역류방지판; 상기 역류방지판을 움직이게 하는 소형 볼탭; 상기 하우징으로부터 역류와 악취를 방지하는 S-트랩 및 탱크형 트랩; 상기 하우징으로 부터 비점 오염물질을 여과하는 여과재 등; 이 구성됨에 따라, 설치 및 유지관리가 간편하고 필요한 량의 여과만 실행하여 필터의 수명의 연장, 크기 감소와 더불어 하수처리의 부담이 줄어 경제적이며 평상시 트랩으로 인해 각종 해충이나 악취의 발생을 방지할 수 있는 비점 오염물질 저감을 위한 구조와 장치를 제공하게 된다.

Description

교량의 비점오염원 저감을 위한 배수구조와 장치{DRAINAGE SYSTEM AND REDUCTION APPARATUS OF NONPOINT SOURCE POLLUTION FOR BRIDGE}

본 발명은 4대강 사업으로 일정한 수위를 유지 저수하여야 하는 대하천의 교량에서 강우의 초기에 유출되는 비점오염원을 저감하여 수질을 개선시키기 위한 목적으로 효율적인 처리를 위한 배수구조의 변형과 탈부착이 용이하며, 여과의 필요가 없는 깨끗한 우수는 통과시키고 초기 오염된 우수만을 여과시켜 악취의 발생을 방지할 수 있도록 한 비점오염원 저감을위한 배수구조와 장치에 관한 것이다.

비점 오염물질(Non-point Source Pollution)이란 점 오염물질과는 달리 넓은 지역에 여기저기 산재해 있는 것을 의미한다. 즉, 농경지, 목장, 살림 벌채지, 광산, 도시의 각종 공사장, 주차장, 도로 등의 지역으로부터 발생하는 농약, 비료, 분요, 기름, 중금속,타이어가루, 협잡물 등의 각종 오염 물질이 비점 오염물질에 해당되는 것이다.

비점 오염물질이 포함된 우수는 육상의 경우 하천으로 흘러들어가기 전에 가둔 상태에서 여러 단계의 침전이나 여과 과정을 거쳐 비점 오염물질을 처리한 후, 배출시키는 것이 일반적이다.

일반적인 비점오염물질의 여과 방법으로는 육지 내에서는 하수처리시설을 거치거나 미관과 기능을 고려하여 습지 등을 만드는 방식을 사용한다.

상기와 같은 방식은 넓은 부지를 필요로 하는 것으로 일반적인 교량에 사용이 불가능하여 교량에서의 비점 오염물질은 종래의 경우 여과를 거치지 아니하고 배수관거를 통하여 바로 하천으로 흘려보내는 문제가 있었다.

이와 같은 비점 오염물질은 비가 내리면 우수와 함께 하천이나 호소로 흘러들어 수질을 오염시키는 원인이 되고 있다.

최근 가뭄과 홍수로부터 피해를 막기 위해 시행된 4대강 사업으로 인해 만들어진 보는 일정 수위와 수량을 유지하여야 하는 것으로 물의 유속이 4대강 사업 시행 전 보다 느려짐에 따라 자정작용 역시 낮아졌고, 초기의 일정 수량만 정화하면 될 것이 하천으로 고스란히 흘러들어가서 오염물질이 확산됨에따라, 더 많은 수량을 정화해야 하는 하수처리시설의 부담이 커지게 되고 정화를 위한 경제적 부담역시 커지게 된다. 그만큼 수자원의 오염을 막기 위해서는 대하천교에 세워지는 교량의 비점 오염물질의 여과는 필수불가결한 이유가 되어버렸다.

본 발명은 비점 오염물질을 처리하기 위한 여과재의 교체가 간편하게 이루어지도록 한 비점 오염물질 저감을 위한 장치를 제공하려는 것이다.

본 발명은 모든 비점 오염물질의 제거가 원활하게 이루어지도록 하면서 각종 해충이나 악취의 발생을 방지할 수 있도록 한 비점 오염물질 저감장치를 제공하려는 것이다.

본 발명은 교량으로부터 흘러나오는 모든 우수를 여과하게 되면 여과재의 수명이 짧아지고, 투수속도에 의한 유입량과 유출량의 차이가 발생하여 역류하는 현상이 발생하는 것을 방지하기 위한 구조를 제공하려는 것이다.

본 발명은 비점오염원의 핵심적인 초기우수만을 거르고, 깨끗한 우수는 그대로 원활하게 방출하기 위한 구조를 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 비점오염원의 정화를 통하여 수질오염을 줄이고, 하수처리장의 부담을 줄여 경제적 이득을 제공하기 위함이다.

본 발명의 비점 오염물질 저감장치는 교량에 설치되어, 기존의 대문자 Y형의 배수관을 소문자 y형으로 변형시킨 배수관; 상기 배수관으로부터 우수가 합류되는 지점 아래의 경사부분에 여과재층을 형성하는 하우징; 상기 하우징 입구에서 우수의 유입을 유도하는 깔때기; 상기 깔때기 입구에서 배수관을 흐르는 우수의 유수압과 필터용량 초과시 부력의 차이를 통한 힌지로 연결 되어 회전이 가능한 우수의 유입 및 역류 억제 판;상기 우수의 유입 및 역류 억제 판의 하단에 부력을 가지기 위한 볼탭; 상기 하우징 안에서 역류를 방지하는 S-트랩 또는 탱크트랩 등과 같은 트랩; 으로 구성된다.

상기 유입억제판은 평소에는 개방 되어 있다가 필터와 트랩의 용수량을 모두 채우고 계속 유입되는 우수로 깔때기 까지 차오르면 그 우수에 대한 부력으로 닫히게 되고, 뒤에 오는 우수의 유수압으로는 하우징으로 들어 갈 수 없게 된어 바로 배출 된다.

상기 하우징에서 필터가 들어가는 하부는 나선형 요철이 있어서 회전하여 분리 탈착이 가능하다

본 발명의 비점 오염물질 저감장치는 교량의 유지보수를 위한 각 교각의 난간 시설과 함께 설치되어있는 배수관에 탈부착하고 나선형 요철에 의한 분리가 손쉽게 이루어져 여과재의 교체 및 유지관리가 용이하다.

본 발명의 비점 오염물질 저감장치는 우수와 함께 흘러내리는 각종 유기물, 타이어 가루, 중금속 및 불연소 된 매연가스에 의한 그을음 등 비점 오염물질을 더욱 원활하게 처리함과 아울러, S-트랩 및 탱크형 트랩에 의하여 각종 해충의 서식이나 악취발생을 방지 할 수 있다.

본 발명의 비점 오염물질 저감장치는 가장 오염이 심한 최초의 우수만을 여과하고, 후의 깨끗한 우수를 여과없이 그대로 통과시킴으로서 필터의 수명이 길어지고, 여과의 용량이 줄어들어 비점 오염물질 저감장치의 크기는 줄어들게 되며, 배수관을 변형하여 우수를 합류시킴으로서 비점 오염물질 저감장치의 설치 개수를 줄여 이에 따른 경제적인 효과가 있다.

본 발명은 홍수와 더불어 가뭄을 해결하고자 시작 된 4대강 사업으로 만들어진 보는 일정 수량, 즉 일정 수위를 유지하여야함으로 물의 유동이 작아지게 되고 이로인한 자정작용이 줄어들기 때문에 오염된 우수가 아닌 최대한 깨끗한 우수를 흘려보낼 수 있고, 이에 따른 하수처리장에서 처리하여야 할 수량이 줄어들면서 경제적 효과가 뒤따른다.

도 1은 본 발명 전 종래의 교량 배수처리 방식을 도시한 전체적인 사시도.
도 2는 본 발명이 적용된 비점 오염물질 저감 구조를 도시한 전체적인 사시도.
도 3는 본 발명이 적용된 비점 오염물질 저감을 위한 구조와 장치를 도시한 작용도.
도 4는 본 발명이 적용된 비점 오염물질 저감장치를 도시한 단면도.
도 5은 본 발명이 적용된 비점 오염물질 저감장치의 부품을 도시한 사시도.
도 6은 본 발명이 적용된 비점 오염물질 저감장치의 부품을 도시한 사시도.

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거 구체적으로 살펴본다.

본 발명이 적용된 비점 오염물질 저감을 위한 구조 및 장치는 도 2 내지 도3에 도시된 바와 같이 크게, 기존의 대문자 Y형 배수관에서 변형시킨 소문자 y형 배수관과 배수관의 합류지점으로부터 수직으로 떨어지는 배수관이 아닌 경사를 타고 내려오도록 설계가 되어있으며 합류지점으로 부터 일정간격 아래에 설치되어진 하우징(Z-1),하우징의 입구에서 우수를 유입을 개폐할 수 있는 역류방지판(D-1), 배수관과 상기 유입억제판을 연결하여 여닫을 수 있도록 해 주는 힌지(H-1), 상기 유입억제 판 하부에 장착되는 소형볼탭(D-3), 상기 하우징 안에 설치되는 S-트랩 혹은 탱크형 트랩(Z-2), 우수의 여과를 하는 여과재(Z-3, Z-4, Z-5), 상기 여과재를 층별로 구분 하고 여과재를 고정하는 분판 여과함(Z-6a, Z-6b, Z-6c)로 구성된다.

상기 하우징(Z-1)은 도 2와 도 3에 나와있는 것과 같이 소문자 y형 배수관거의 합류지점 아래부분에 설치되도록 형성되는데, 도 3와 도 4에서와 같이 하우징(Z-1)의 상단으로부터 만수위시 우수의 유입과 역류를 억제하고 저수위시에는 우수를 유입하도록 하는 역류방지판(D-1, D-2)을 여닫을 수 있도록 힌지(H-1)로 연결하고 역류방지판(D-1, D-2)이 원활하게 작동 할 수 있도록 소형 볼탭(D-3)를 역류방지판(D-1, D-1)의 하면에 설치를 하고 힌지(H-1)로 부터 거리를 멀리 할 수록 모멘트력이 크게 발생하여 민감도를 조절 할 수 있다.

상기 하우징(Z-1)의 처리실 바닥은 도 3및 도 4에 도시된 바와 같이 위에서 흘러내린 우수가 모여 배출되도록 호퍼형태로 형성되며, S-트랩 혹은 탱크형 트랩으로 구성되어진 트랩(Z-2)에 의하여 역류의 방지와 함께 우수가 고이지 않기 때문에 각종 해충이 서식하지 못하도록 하고, 고인 물이 부패하여 악취가 발생하는 것을 방지하게 된다.

상기 처리조(Z-1)을 형성할 때 그 내부에 저장되는 여재를 상중하 단계별로 구분하여 하향류 여과가 이루어지고 여과재의 뒤섞임과 이동 방지를 위한 3개 이상의 분판 여과함(Z-6a, Z-6b, Z-6c)이 구비되는데, 상기 각 분판 여과함(Z-6a, Z-6b, Z-6c) 상에는 도 5에서와 같이 배수가 이루어 질 수 있도록 배수구멍이 형성되어 있다. 이때, 상기 하우징(Z-1)의 분판 여과함(Z-6a, Z-6b, Z-6c)에 형성된 배수구멍의 크기는 각각 다른 크기로 형성하는 것이 바람직하다. 즉, 각 분판 여과함(Z-6a, Z-6b, Z-6c)에 의해 구획된 공간의 상측에는 공극이 큰 자갈 등의 여과재(Z-3)를 저장하고, 중간에는 그보다 공극이 작은 제올라이트 등의 여과재(Z-4)를 저장하며, 하부에는 공극이 미세한 입상 활성탄 등의 여과재(Z-5)를 저장하여 단계별로 비점 오염물질을 저감시켜야 하기 때문에 3개 이상의 분판 여과함(Z-6a, Z-6b, Z-6c)의 배수구멍은 하측으로 갈수록 작아지는 대·중·소로 형성된다. 상기 여재는 자갈 등(Z-3), 제올라이트 등(Z-4), 입상 활성탄 등(Z-5) 뿐만 아니라, 여러 기성제품의 여과재를 사용하여 배수구역의 특징 등에 따라서 2~4개의 여과재를 조합하여 형성할 수 있다.

상기 하우징(Z-1)의 하부에는 나선형요철(Z-7)로 형성이 되어 하우징( Z-1)을 회전하여 탈부착 함으로써, 내부에 저장된 여과재의 교체 및 유지관리가 손쉽게 이루어질 수 있게 된다.

이와 같은 구성의 본 발명에 의하면 비점 오염물질 저감장치를 교량에 간편하게 탈부착이 가능하며 각 교각에 설치하게 되므로 기존의 교량의 유지보수를 위해 설치하여 놓은 교각 난간에서 관리 할 수 있으므로 여과재의 유지관리도 손쉽게 이루어 질 수가 있다. 또한, 탈부착 형식으로 교체도 손쉽게 이루어 질 수 있으며, 흘러 내려오는 우수를 변형된 y형 배수관을 통해 합류 함으로써, 도 1의 종래의 배수관거와 달리 일괄처리 하게 되어 비점 오염물질 처리장치의 개수를 줄일 수 있으며 가장 오염이 심한 초기 우수만을 정화시켜 내보내고 그 후에 뒤따라는 깨끗한 우수는 그대로 대하천으로 흘려보냄으로써 비점 오염물질의 처리장치의 수명을 길게 할 수 있을 뿐만 아니라, 정화하여야 하는 우수의 량 역시 적어지기 때문에 하우징(Z-1)의 크기는 불필요하게 커 지지 않는다. 또한, 우수와 함께 흘러내리는 각종 유기물, 타이어 가루, 중금속 및 불연소된 그을음 등의 비점 오염물질을 더욱 원활하게 처리함과 아울러, 각종 해충의 서식이나 악취 발생을 방지할 수 있게 되며, 일정량의 수위를 유지하여하는 4대강 사업으로 인해 생겨난 보가 있는 대하천교에서 깨끗한 우수를 흘려보내어 시민들에게 양질의 물을 공급하고 하수처리장의 처리수량이 줄어 경제적인 효과를 이끌어 낼 수 있게 된다.

이상 살펴본 바와 같은 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 실시가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해여야 할 것이다.

H-1 : 힌지
D-1 : 만수위 때의 역류방지판의 형상
D-2 : 저수위 때의 역류방지판의 형상
D-3 : 소형 볼탭
Z-1 : 하우징
Z-2 : 탱크형 트랩 혹은 S-트랩
Z-3 : 자갈 등 여과재
Z-4 : 제올라이트 등 여과재
Z-5 : 입상 활성탄 등 여과재
Z-6a, Z-6b, Z-6c : 분판 여과함
Z-7 : 나선형 요철

Claims (10)

1. 변형시킨 소문자 y형 배수관; 상기 배수관의 합류지점 아래에 설치한 하우징;으로 구성된 것을 특징으로 하는 배수구조.
2. 제 1항에 있어서, 상기 배수관은 기존의 배수관거를 변형시켜 소문자 y형 배수관과 같이 합류된 우수를 경사지게 흘려보내는 것을 특징으로 하는 배수구조.
3. 제 1항에 있어서, 소문자 y형 배수관으로부터 경사지게 흘러들어오는 최초의 우수가 유입되어 정화할 수 있도록 합류점으로부터 아래부분에 하우징을 설치하는 것을 특징으로 하는 배수구조.
4. 제 1항에 있어서, 상기 하우징으로 유입된 우수가 정화되어 본 배수관으로 다시 유출되도록 만듦으로써, 우수의 최종 낙하 높이를 낮추는 것을 특징으로 하는 배수구조.
5. 하우징의 입구에서 우수의 유입을 개폐할 수 있는 역류방지판; 배수관과 상기 유입억제판을 연결하여 여닫을 수 있도록 해 주는 힌지; 상기 유입억제 판 하부에 장착되는 소형볼탭, 상기 하우징 안에 설치되는 S-트랩 혹은 탱크형 트랩; 우수의 여과를 하는 여과재; 상기 여과재를 층별로 구분하고 여과재의 뒤섞임과 이동 방지를 위한 분판 여과함; 상기 하우징의 여과재를 유지보수를 위한 나선형 요철;로 구성된 것을 특징으로 하는 장치.
6. 제 5항에 있어서, 상기 하우징의 입구를 우수의 수위가 하우징의 만수위를 이룰 시, 역류를 방지를 위하여 부력을 이용한 소형볼탭 등으로 자동 개폐가 되는 것을 특징으로 하는 장치.
7. 제 5항에 있어서, 상기 하우징의 입구의 개폐역할을 하는 역류방지판과 배수관을 연결하여 회전가능하도록 하는 역할을 하는 힌지 또는 경첩 등과 같은 구조를 가지는 장치.
8. 제 5항에 있어서, 상기 S-트랩 혹은 탱크형 트랩을 이용하여 역류 및 악취의 발생을 억제시키는 것을 방법으로 하는 하우징의 구조를 특징으로 하는 장치
9. 제 5항에 있어서, 상기 하우징 내부에 저장되는 여과재를 공극의 크기에 따라 상·중·하 단계별로 구분하도록 3개 이상의 분판 여과함이 구비되고, 상기 각 분판 여과함에는 배수구가 형성되도록 하되, 상기 3개 이상의 분판 여과함은 각각 상측으로부터 하측으로 갈수록 작아지는 대·중·소로 형성된 것을 특징으로 하는 장치
10. 제 5항에 있어서, 상기 분판 여과재함의 교체를 위하여 상기 하우징의 분판 여과재함이 시작되는 부분의 회전을 통한 교체가 이루어 지도록 만들어진 나선형 요철의 특징을 가진 장치
    

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