KR20160129560A - 무동력 여과형 비점오염 처리장치 - Google Patents

무동력 여과형 비점오염 처리장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무동력 여과형 비점오염 처리장치에 관한 것으로서, 특히 우수의 자연 흐름을 이용하여 별도의 동력원을 필요로 하지 않고 초기우수를 단계적으로 제거할 수 있으며 설치가 간편하고 비용이 저렴하며 숙련자가 아니더라도 필터의 확인, 교체가 용이한 무동력 여과형 비점오염 처리장치에 관한 것이다.
이를 위하여, 본 발명은 초기 우수의 토사와 협잡물을 침전시키고 유분을 분리하는 전처리조; 상기 전처리조를 거친 우수의 미세입자를 침강방식에 의해 제거하고 유분을 분리하는 침전 및 유수분리조; 조 하부로부터 유입된 우수를 수평으로 설치된 격판 상에 고정된 유동상 충진재에 상부까지 통과시켜 상기 침전 및 유수분리조를 거친 우수의 미세입자를 제거하는 1차 여과조; 조 상부로부터 유입된 우수를 설치된 격판 하부에 고정된 백필터에 하부까지 통과시켜 상기 1차 여과조를 거친 우수의 오염물질을 제거하는 2차 여과조; 및 조 하부로부터 유입된 우수를 설치된 격판 상부에 고정된 백필터에 상부까지 통과시켜 상기 2차 여과조를 거친 우수의 오염물질을 제거하는 3차 여과조를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 무동력 여과형 비점오염 처리장치를 제공한다.

Description

무동력 여과형 비점오염 처리장치{Filter type nonpoint pollution decrease apparatus without additional power}
본 발명은 무동력 여과형 비점오염 처리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 우수의 자연 흐름을 이용하여 별도의 동력원을 필요로 하지 않고 초기우수를 단계적으로 제거할 수 있으며 설치가 간편하고 비용이 저렴하며 숙련자가 아니더라도 필터의 확인, 교체가 용이한 무동력 여과형 비점오염 처리장치에 관한 것이다.
종래 기술로서 설치비용을 저감시키고 지반침하에 영향을 받지 않도록 하며 원형필터의 측면과 상면을 통해 여과하여 여과효율을 증가 비점오염 저감장치가 개발된 바 있다(한국특허 제1343589호 참조).
상기 비점오염 저감장치는 박스 형상의 본체에 통공이 형성된 분리벽으로 이루어지는 유량조절조와 여과처리조가 형성되고, 상기 유량조절조는 일측에 유입관과 방지턱 및 흡입배출관, 유량조절장치로 구성되며, 상기 여과처리조는 유출관과 원통형 여과장치 및 2차 필터를 흡입배출관을 구비된다.
그러나, 상기 종래기술은 초기 우수에 포함된 대형 협잡물이 여과되지 않고, 그대로 유량조절조에 유입되어 유량조절장치의 원활한 작동을 저해하거나, 유량조절조와 여과처리조 사이의 관통구를 폐색시킴에 따라 우수가 여과처리조로 이송되는 것을 방지하는 문제가 발생되고 있다.
또한, 상기 종래기술의 필터는 반복적으로 이루어지는 여과 과정에서 필터의 내부 및 외부면에 비점오염 물질이 끼이고 쌓여 막히는 경우가 발생되고, 이러한 비점오염 물질을 용이하게 제거할 수 있는 구조가 구비되어 있지 않아, 우수로부터 비점오염물질 여과 작업이 불가능해 지거나 여과 능력이 떨어지는 문제가 발생되고 있다.
한국특허 제1343589호(2013.12.16)
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 초기 우수의 협잡물이 여과될 수 있고 우수의 자연 흐름을 이용하여 별도의 동력원을 필요로 하지 않고 우수를 단계적으로 제거할 수 있으며 설치가 간편하고 비용이 저렴하며 필터의 막힘현상 발생이 현저히 줄어들어 여과 능력이 떨어지지 않을 뿐만 아니라 숙련자가 아니더라도 필터의 확인, 교체가 용이한 무동력 여과형 비점오염 처리장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 무동력 여과형 비점오염 처리장치는 초기 우수의 토사와 협잡물을 침전시키고 유분을 분리하는 전처리조; 상기 전처리조를 거친 우수의 미세입자를 침강방식에 의해 제거하고 유분을 분리하는 침전 및 유수분리조; 조 하부로부터 유입된 우수를 수평으로 설치된 격판 상에 고정된 유동상 충진재에 상부까지 통과시켜 상기 침전 및 유수분리조를 거친 우수의 미세입자를 제거하는 1차 여과조; 조 상부로부터 유입된 우수를 설치된 격판 하부에 고정된 백필터에 하부까지 통과시켜 상기 1차 여과조를 거친 우수의 오염물질을 제거하는 2차 여과조; 및 조 하부로부터 유입된 우수를 설치된 격판 상부에 고정된 백필터에 상부까지 통과시켜 상기 2차 여과조를 거친 우수의 오염물질을 제거하는 3차 여과조를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 1차 여과조는 조 수심의 1/2 이상 높이의 위치에 수평으로 격판을 설치하고, 격판으로부터 조 수심의 상단으로부터 아래로 80~120mm 높이까지 유동상 충진재를 고정하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 2차 여과조는 조 수심의 1/2 이상 높이의 위치에 수평으로 격판을 설치하고 격판에 입경 45~55㎛의 백필터를 설치하며, 상기 백필터는 파이프의 일측단을 백필터를 이용하여 묶어서 감싼 후 반대쪽의 개방된 부분이 상기 격판 위로 80~120mm 노출되도록 뒤집어서 고정, 설치하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 3차 여과조는 조 수심의 1/2 이상 높이의 위치에 수평으로 격판을 설치하고, 격판에 입경 2~10㎛의 백필터를 설치하며, 상기 백필터는 파이프의 일측단을 백필터를 이용하여 묶어서 감싼 후 반대쪽의 개방된 부분이 조 하부를 향하도록 상기 격판에 고정, 설치하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 무동력 여과형 비점오염 처리장치는 다음과 같은 유용한 효과를 발휘한다.
첫째, 1차 여과조로 유입된 우수가 2차 여과조와 3차 여과조를 거치기까지 하부에서 상부로, 상부에서 하부로, 다시 하부에서 상부로 지그재그 자연 이동하기 때문에 우수의 이송을 위해 별도의 동력원을 필요로 하지 않고 초기우수를 단계적으로 제거할 수 있다.
둘째, 50㎛ 정도의 입경을 가진 2차 여과조의 백필터는 파이프를 포함하여 하부를 향한 풍선모양을 하고 있어 견고하면서도 오염물질의 제거에 탁월하고, 10㎛ 정도의 미세 입경을 가진 3차 여과조의 백필터는 파이프를 포함하여 상부를 향한 풍선모양을 하고 있어 오염물질의 제거는 물론 이물질로 인한 막힘 현상이 작다.
셋째, 1차 여과조의 유동상 충진재는 조 수심의 1/2 이상 높이의 위치에 수평으로 설치된 격판 상에 수심의 상단으로부터 아래로 100mm 높이까지 고정되어 있어서 우수의 유속을 방해하고 충격침강에 의하여 우수 중의 미세입자를 효율적으로 제거할 수 있다.
넷째, 소용량으로 분류되는 100톤/hr의 장치는 외부재질을 FRP(유리강화섬유: 정화조, 오수처리시설의 제조시에 사용)로 정하면 일체의 완성품으로 납품이 가능하고 설치부지에 따라 규격의 변동이 가능하며, 이미 설치되어 운영되는 시설의 후단이나 전단에 손쉽게 설치할 수 있다.
다섯째, 필요에 따라 작은 직경의 시설을 직렬이나 병렬로 설치가 가능하며, 부지의 위치에 따라 제작이 용이하고, 공사시에 크레인 등의 장비가 필요하지 않아서 공사비가 절감되며(저용량의 FRP재질의 시설 경우), 소용량의 경우 소형 공장이나 기타 협소한 부지에도 설치가능하다.
여섯째, 각 조는 각각의 맨홀부가 설치되어 있으며 관리가 용이하고, 전처리조 및 침전/유수분리조의 준설이 매우 용이하며, 숙련자가 아니더라도 상부 맨홀부를 열어 반투명 상태의 백필터의 외부 오염도의 확인과 교체가 용이하다.
일곱째, 현장의 상황에 따라 여과용 백필터의 입경을 1~100㎛로 다양하게 변경설치가 용이하고 백필터의 규격도 변경이 가능하며, 이와 같은 교체는 이미 사용중인 처리시설의 경우에도 설치가 손쉽게 이루어질 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 무동력 여과형 비점오염 처리장치를 나타내는 구성도이다.
이하, 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭이 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 무동력 여과형 비점오염 처리장치를 나타내는 구성도이다.
본 발명의 무동력 여과형 비점오염 처리장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 전처리조(100), 침전 및 유수분리조(200), 1차 여과조(300), 2차 여과조(400) 및 3차 여과조(500)를 포함하여 구성된다.
전처리조(100)는 유입구(110)로부터 유입된 초기 우수에 포함되어 있는 토사와 협잡물을 필터(120) 등에 의해 침전시키고 유분을 1차적으로 분리시킨다.
침전 및 유수분리조(200)는 상기 전처리조(100)를 거친 우수에 포함되어 있는 미세입자를 침강방식에 의해 제거하고 유분을 2차적으로 분리한다.
1차 여과조(300)는 유동상 충진재(310)를 사용하는데, 조 수심의 1/2 이상 높이의 위치에 수평으로 격판(320)을 설치하고, 격판(320)으로부터 조 수심의 상단으로부터 아래로 80~120mm 정도(바람직하게는 100mm)의 높이까지 유동상 충진재(310)를 고정한다.
상기 유동상 충진재(310)는 망을 이용하여 감싼 후 고정시켜 우수의 유속을 방해하고 우수가 충진재의 층을 통과시 충격침강에 의하여 우수 내의 (침강성) 미세입자를 제거한다.
여기서, 상기 침전 및 유수분리조(200)를 거친 우수가 1차 여과조(300)로 유입되는 1차 유입구(330)는 그 높이가 상기 유동상 충진재(310)보다 낮은 위치에 구비되어 우수가 유동상 충진재(310)의 하부로부터 상부로 지나가도록 유도한다.
이때, 정상적인 조 수위보다 상부에 월류용 개구부(340)를 마련하여 우수의 과다 유입으로 인한 1차 여과 후의 바이패스라인으로 활용하여 방류배관으로 흘려보내는 것이 바람직하다.
2차 여과조(400)는 상기 1차 여과조(300)와 마찬가지의 격판(410)을 설치하는데, 즉 조 수심의 1/2 이상 높이의 위치에 수평으로 격판(410)을 설치하고, 격판(410)에 수처리용 백필터(bag filter)(420)를 설치한다.
구체적으로, 직경 150mm 정도 규격의 파이프의 일측단을 수처리용 백필터(420)를 이용하여 묶어서 감싼 후 반대쪽의 개방된 부분이 상기 격판(410) 위로 80~120mm 정도(바람직하게는 100mm) 노출되도록 뒤집어서 고정, 설치한다.
상기 2차 여과조(400)의 수처리용 백필터(420)는 부직포 재질의 필터 입경이 45~55㎛ 정도(바람직하게는 50㎛)로, 우수 중의 50㎛ 정도보다 큰 직경을 가진 오염물질이 백필터(420) 안에 쌓이게 되며 간단히 뒤집어서 제거할 수 있어서 관리가 간편하다.
여기서, 상기 1차 여과조(300)를 거친 우수가 2차 여과조(400)로 유입되는 2차 유입구(430)는 그 높이가 상기 격판(410)과 백필터(420)보다 높은 위치에 구비되어 우수가 백필터(420) 내로 유입될 수 있도록 유도한다.
3차 여과조(500)는 상기 2차 여과조(400)와 마찬가지의 격판(510)을 설치하는데, 즉 조 수심의 1/2 이상 높이의 위치에 수평으로 격판(510)을 설치하고, 격판(510)에 수처리용 백필터(bag filter)(520)를 설치한다.
구체적으로, 직경 150mm 정도 규격의 파이프의 일측단을 수처리용 백필터(520)를 이용하여 묶어서 감싼 후 반대쪽의 개방된 부분이 조 하부를 향하도록 상기 격판(510)에 고정, 설치한다.
상기 2차 여과조(400)를 거친 우수에 함유된 중금속 및 미세 부유물질 등을 제거하기 위해 상기 3차 여과조(500)의 백필터(520)는 수처리용으로 제작되었으며 필터 입경이 2~10㎛ 정도(바람직하게는 5㎛)를 갖도록 구성한다.
여기서, 2차 여과조(400)를 거친 우수가 3차 여과조(500)로 유입되는 3차 유입구(530)는 그 높이가 상기 격판(510)과 백필터(520)보다 낮은 위치에 구비되어 우수가 백필터(520) 내로 유입될 수 있도록 유도한다.
즉, 2차 여과조(400)를 거친 우수가 3차 여과조(500)의 하단으로부터 상단으로 향하는 구조를 갖추고, 50~5㎛ 이내의 오염물질은 상기 격판(510) 하부의 조 내에 침전되며, 우수의 흐름에 따라 백필터(520)에 의해 처리된 우수만 상부로 방류된다.
따라서, 우수의 유입에 따른 여과조 운전시 2차 여과조(400)의 백필터(420)는 하부를 향하여 부푼 풍선모양을 하게 되는데 반해, 3차 여과조(500)의 백필터(520)는 상부를 향하여 부푼 풍선모양을 하게 된다.
본 발명에서 각 조는 개별 관리의 편의성을 위해 상부에 별도의 맨홀부를 구비하는 것이 바람직하고, 소용량으로 분류되는 100톤/hr의 장치는 외부재질을 FRP(유리강화섬유: 정화조, 오수처리시설의 제조시에 사용)로 정하고, 100톤/hr의 장치는 콘크리트 구조물로 제작하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 무동력 여과형 비점오염 처리장치의 비점오염(초기우수) 처리과정을 살펴보면, 먼저 유입구(110)를 통해 전처리조(100)로 초기우수가 유입되면 우수에 포함되어 있는 토사와 협잡물 및 유분이 분리되고, 전처리조(100)를 거친 우수는 침전 및 유수분리조(200)로 유입되어 우수에 포함되어 있는 미세입자와 유분이 제거된다.
그리고, 침전 및 유수분리조(200)를 거친 우수는 1차 여과조(300)의 하부에 위치한 1차 유입구(330)를 통해 조 내로 유입되어 격판(320) 상부에 배치된 유동상 충진재(310)를 하부로부터 상부로 통과하여 유속이 방해받으면서 미세입자가 제거된다.
다음으로, 1차 여과조(300)를 통과한 우수는 2차 여과조(400)의 상부에 위치한 2차 유입구(430)를 통해 조 내로 유입되어 격판(410) 하부에 설치된 백필터(420) 내를 상부로부터 하부로 통과하면서 우수 중의 50㎛ 정도보다 큰 직경을 가진 오염물질이 백필터(420)에 의해 필터링된다.
그리고, 2차 여과조(400)를 통과한 우수는 3차 여과조(500)의 하부에 위치한 3차 유입구(530)를 통해 조 내로 유입되어 격판(510) 상부에 설치된 백필터(520) 내를 하부로부터 상부로 통과하면서 50~5㎛ 이내의 오염물질이 필터링되고, 최종 처리된 우수는 조 상부의 유출구(540)를 통해 방류된다.
상기와 같이 1차 여과조(300)로 유입된 우수가 2차 여과조(400)와 3차 여과조(500)를 거치기까지 하부에서 상부로, 상부에서 하부로, 다시 하부에서 상부로 지그재그 자연 이동하기 때문에 우수의 이송을 위해 별도의 동력원을 필요로 하지 않고 초기우수를 단계적으로 제거할 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술분야에 있어 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.
그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하며, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수 있다.
100...전처리조 110...유입구
120...필터 200...침전 및 유수분리조
300...1차 여과조 310...유동상 충진재
320...격판 330...1차 유입구
340...월류용 개구부 400...2차 여과조
410...격판 420...백필터
430...2차 유입구 500...3차 여과조
510...격판 520...백필터
530...3차 유입구 540...유출구

Claims (4)

  1. 초기 우수의 토사와 협잡물을 침전시키고 유분을 분리하는 전처리조;
    상기 전처리조를 거친 우수의 미세입자를 침강방식에 의해 제거하고 유분을 분리하는 침전 및 유수분리조;
    조 하부로부터 유입된 우수를 수평으로 설치된 격판 상에 고정된 유동상 충진재에 상부까지 통과시켜 상기 침전 및 유수분리조를 거친 우수의 미세입자를 제거하는 1차 여과조;
    조 상부로부터 유입된 우수를 설치된 격판 하부에 고정된 백필터에 하부까지 통과시켜 상기 1차 여과조를 거친 우수의 오염물질을 제거하는 2차 여과조; 및
    조 하부로부터 유입된 우수를 설치된 격판 상부에 고정된 백필터에 상부까지 통과시켜 상기 2차 여과조를 거친 우수의 오염물질을 제거하는 3차 여과조를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 무동력 여과형 비점오염 처리장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 1차 여과조는 조 수심의 1/2 이상 높이의 위치에 수평으로 격판을 설치하고, 격판으로부터 조 수심의 상단으로부터 아래로 80~120mm 높이까지 유동상 충진재를 고정하는 것을 특징으로 하는 무동력 여과형 비점오염 처리장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 2차 여과조는 조 수심의 1/2 이상 높이의 위치에 수평으로 격판을 설치하고 격판에 입경 45~55㎛의 백필터를 설치하며, 상기 백필터는 파이프의 일측단을 백필터를 이용하여 묶어서 감싼 후 반대쪽의 개방된 부분이 상기 격판 위로 80~120mm 노출되도록 뒤집어서 고정, 설치하는 것을 특징으로 하는 무동력 여과형 비점오염 처리장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 3차 여과조는 조 수심의 1/2 이상 높이의 위치에 수평으로 격판을 설치하고, 격판에 입경 2~10㎛의 백필터를 설치하며, 상기 백필터는 파이프의 일측단을 백필터를 이용하여 묶어서 감싼 후 반대쪽의 개방된 부분이 조 하부를 향하도록 상기 격판에 고정, 설치하는 것을 특징으로 하는 무동력 여과형 비점오염 처리장치.
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