KR20170090377A - 유수통공이 형성된 여과카트리지 및 이를 이용한 비점오염 처리시설 - Google Patents

Abstract

본 발명은 여과카트리지(FILTER CARTRIDGE)에 관한 것이다. 또한, 상기 여과카트리지를 이용한 비점오염 처리시설에 관한 것이다.
본 발명에 의하면 상기 비점오염 처리시설에 상기 처리대상수가 유입되지 않는 때에는 상기 비점오염 처리시설 내의 정체수공간(V)에 정체수가 잔존하고, 상기 비점오염 처리시설은 상기 처리대상수를 여과하는 여과조(300)를 포함하고, 여과부(310)는 수평판(330)을 포함하고, 상기 수평판(330)은 상기 여과조(300)를 상하로 구획하되 통하도록 하고, 상기 여과조의 상부인 여과조역세척수공간(V1)에는 여과수가 잔류하여, 상기 여과부(310)의 역세척 시 상기 여과조역세척수공간(V1)의 여과수를 역세척수로 이용한다.
또한 본 발명은 역세척수조와 여과카트리지의 구조를 추가로 개시한다.
이를 통하여 본 발명은 여과카트리지 내의 부상식여재의 역세척을 효율적으로 할 수 있으며, 무동력에 의한 자동 역세척뿐만 아니라 동력에 의한 역세척수의 활용을 필요에 따라 선택적으로 적용할 수 있다. 또한, 여과 시 여과카트리지를 통과하는 여과수와 역세척 시 반대 방향으로 여과카트리지를 통과하는 역세척수 모두를 여과카트리지 중심부에서 흐름을 형성하도록 하면서도 상기의 역세척수 저장공간에 여과수를 저장할 수 있도록 한다.

Description

유수통공이 형성된 여과카트리지 및 이를 이용한 비점오염 처리시설{FILTER CARTRIDGE AND THE NON-POINT POLUTION REDUCING SYSTEM}

본 발명은 여과카트리지(FILTER CARTRIDGE)에 관한 것이다. 또한, 상기 여과카트리지를 이용한 비점오염 처리시설에 관한 것이다.

본 발명에서 사용하는 용어인 '여과부'는 '필터(filter)'에 대응하는 것이며, 국문으로 '여과장치', '여과수단' 또는 '여과재' 등으로 번역이 가능하다. 본 발명에서 사용되는 용어인 '여과부'는 어떠한 형태의 것이라도 액체 내의 오염물질을 제거하기 위하여 사용되는 것이라면 적용될 수 있는 것이다.

여과부는 다양한 형태로 제시될 수 있는데, 그 중 대표적인 것 중 하나가 필터미디어(filter media, 여과재, 濾過材)를 내장하는 카트리지(cartridge) 형태이다. 상기 카트리지(cartridge)는 하우징(housing), 함체(函體) 등으로 불리기도 한다. 이와 같은 여과기술은 다양한 기술분야에 적용될 수 있다.

본 발명의 기술적 사상은 카트리지와 필터미디어 등이 사용되는 분야에 적용될 수 있다. 한편 본 발명이 대표적으로 적용될 수 있는 분야인 비점오염물질 처리시설을 중심으로 본 발명을 설명한다.

수질 오염원은 오염원의 성격에 따라 점오염원과 비점오염원으로 분류되는데, 점오염원은 오염 배출을 명확히 확인할 수 있는 점으로부터 하수구나 도랑 등의 형태로 배출되는 오염원이고, 비점오염원은 넓은 지역으로부터 빗물 등에 의해 씻기면서 배출되어 정확히 어디가 배출원인지 알기 어려운 산재된 오염원으로부터 배출되는 것을 의미한다.

일반적으로 비점오염원은 비특정 오염원, 면오염원, 이동오염원 또는 기타수질오염원이라고도 하며, 점오염원이 특정한 배출경로를 가진 것과는 달리 도시 노면배수나 농경지배수와 같이 불특정한 배출경로를 통해 비점오염물질을 발생시키는 장소 또는 지역을 가리킨다. 여기서, 상기 비점오염물질은 주로 비가 올 때 지표면 유출수와 함께 유출되는 오염물질로서 농지에 살포된 비료나 농약, 토양침식물, 축사유출물, 교통오염물질, 도시지역의 먼지와 쓰레기, 자연동식물의 잔여물, 지표면에 떨어진 대기오염물질 등을 말한다.

최근 정확한 유출 경로를 확인하기가 어렵고 또 오염물질의 유입이 비지속적으로 이루어지는 도로, 주차장 등에서 발생하는 비점오염물에 대한 관리를 강화하고 있다. 구체적으로, 도로면에는 대기 중에 부유중인 먼지나 이들 먼지에 함유되어 있는 중금속 등이 낙하되어 퇴적되어 있고, 더욱이 자동차의 주행에 따른 배기가스에 포함되어 있는 미립자나, 자동차 운행에 따른 타이어 마모물, 아스팔트 마모물 등의 환경오염물질 역시 함께 쌓여 있다. 이들 환경오염물질은 카드뮴과 같은 중금속 물질, 질소나 인 등의 부영양화염류 등이 함유되어 있어, 인체에 해로운 영향을 미칠 수 있다. 이와 같이 도로면에 축적된 각종 오염물질은 강우 시에 도로 배수로를 통해 하천으로 배출되는데, 강우와 함께 하천으로 배출되는 유출수의 전체적인 오염농도는 낮지만 총량으로 볼 때 점오염원을 크게 능가하므로, 안정적인 수질 보전을 위해 도로 및 주차장 등 불투수층 지역으로부터 비롯되는 노면 배수를 처리하는 문제가 대두되고 있다.

이러한 비점오염물질을 처리하는 시설은 자연형 비점오염 처리시설과 장치형 비점오염 처리시설로 그 유형을 구별할 수 있다.

종래 비점오염원 저감을 위한 장치형시설은 설계기준이 단순하고 대부분 무동력 시스템으로 되어 있어 저감시설로서 제 기능을 발휘하지 못하고 있는 실정이다. 또한, 시설 내 상시 정체수가 발생되어 건기일수가 길어질 때면 악취 및 모기 등의 발생으로 2차 오염원의 주범이 되곤 하였다.

이를 관리해야 할 지자체는 전문지식 부족과 인력, 예산확보의 어려움으로 지금까지 장치형시설의 유지관리가 주기적으로 이루어지지 못하고 있다. 따라서 비점오염원 저감을 위한 수많은 장치형시설을 설치하였음에 불구하고 투자대비 효과를 거두지 못하고 있다.

또한, 이와 같은 장치형시설에 적용되는 여과카트리지가 공개되고 있으나, 단순히 카트리지에 여재를 저장하여 여과수단으로 사용할 뿐 여과카트리지의 여과 시와 역세척 시의 효율 등을 고려한 개선된 여과카트리지가 공개되지 않고 있는 실정이다. 또한, 역세척수를 활용함에 있어 무동력으로 역세척수를 활용할 뿐만 아니라 필요에 따라서는 동력에 의한 역세척수를 공급하는 설계가 필요하고, 동력에 의한 역세척수의 공급 시에는 보다 효과적으로 역세척하기 위하여 상기 여과카트리지 내부에 직접 역세척수를 분사하는 방법을 강구할 필요성이 있다. 여과 시와 역세척 시 모두 여과카트리지의 중심부를 통하여 흐름을 형성하는 것이 바람직한바, 상기 여과와 역세척의 구조가 간섭되지 않도록 기구적으로 해결할 필요성 또한 대두된다.

장치형 비점오염 처리시설에 있어서 전처리조는 유입수가 아래에서 위 방향으로 흐름을 형성하는 상향흐름 전처리조와 유입수가 위에서 아래 방향으로 흐름을 형성하는 하향흐름 전처리조로 대별되는데, 상향흐름 전처리조는 큰 협잡물을 침전시키는데 유리하나 부상물과 기름성분 등이 그대로 여과조로 넘어가 여재의 오염과 막힘 현상을 유발하는 문제점이 있고, 하향흐름 전처리조는 부상하는 쓰레기 및 기름성분 등을 차단하는데 유리하나 충분한 체류시간 확보가 곤란하여 여과조의 과부하로 인해 여재의 수명이 단축되는 문제점이 있었다.

한편, 이와 관련하여 대한민국 등록특허공보 10-1242378호(2013. 3. 15.)는 강수가 유입되기 위한 유입구를 구비하고 내부에 강수를 저장하기 위한 공간부가 형성된 전처리조와, 제1 연결구에 의해 상기 전처리조와 통하고 상기 제1 연결구의 상부에 제1 여과층이 설치되며 상기 제1 여과층의 상부에 제1 여과조 방류구를 구비하는 제1 여과조와, 제2 연결구에 의해 상기 제1 여과조와 통하고 상기 제2 연결구의 상부에 제2 여과층이 설치되며 상기 제2 여과층의 상부에 제2 여과조 방류구를 구비하는 제2 여과조를 포함하며; 상기 전처리조 내부의 수위에 따라 승강하는 부유체와, 상기 부유체에 연결되어 상기 부유체의 승강에 따라 상기 제2 연결구를 개폐하는 개폐 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 부유체를 이용한 정체수 배출 및 자동역세가 가능한 비점오염 저감시설을 개시한다.

대한민국 등록특허공보 10-0894022호(2009. 4. 17.)는 유출수를 최종적으로 정화하기 위해 외주에 다수의 정유공이 형성된 카트리지 다공성 필터와, 상기 카트리지 다공성 필터의 내부에 구비되며 외주에 다수의 유출입공이 형성된 유출입 부재와, 상기 카트리지 다공성 필터 및 상기 유출입 부재가 고정되는 고정부 및 상기 고정부와 연결되는 필터 지지부재를 포함하는 제3 처리부를 개시한다.

상기와 같은 선행기술들은 전처리조와 여과조를 가지며 정체수를 배출할 뿐만 아니라 역세가 가능한 비점오염 저감시설이라는 점이나 외주에 다수의 정유공이 형성된 카트리지 다공성 필터를 개시한다는 점에서 일정부분 본원발명과 공통점이 있으나, 전자는 전처리조가 단순히 하향흐름을 가지고 있어, 충분한 체류시간 확보가 곤란하여 여과조의 과부하로 인해 여재의 수명이 단축되는 문제점이 있고, 후자는 후술하는 본원발명이 달성하고자 하는 카트리지의 구조와는 전혀 상이하고 이러한 이유로 본원발명과 같은 효과를 달성할 수 없는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허공보 10-1242378호(2013. 3. 15.) 대한민국 등록특허공보 10-0894022호(2009. 4. 17.)

본 발명은 개선된 여과카트리지와 이를 이용한 비점오염 처리시설을 제공하고자 한다. 개선된 여과카트리지는 여과카트리지 내의 부상식여재의 역세척에 효율적이어야 한다. 또한, 비점오염 처리시설 전체적으로 역세척수를 적절하게 배치하여 무동력에 의한 자동 역세척뿐만 아니라 동력에 의한 역세척수의 활용이 선택적으로 적용 가능하고, 여과 시 여과카트리지를 통과하는 처리대상수와 역세척 시 반대 방향으로 여과카트리지를 통과하는 여과수(역세척수)가 공통적으로 상기 여과카트리지의 중심부에서 흐름을 형성하도록 하면서도, 필요에 따라 흐름 경로를 다르게 할 수 있는 구조를 개시하고자 한다. 이를 통하여 여과와 역세척의 효과를 증대시키는 여과카트리지를 제안하고자 한다.

또한, 최근 비점오염 처리시설 중 장치형시설 설계기준 변경으로 강우 종료 후 48시간 내에 역세척을 실시하도록 하고 있다. 역세척은 여재 내 고형물이 완전히 제거되어 여재의 초기조건으로 환원되어 처리효율과 손실수두를 회복할 수 있도록 하는 것이다. 따라서 기존의 여과기능과 역세척을 동시에 수행할 수 있는 새로운 기술의 여과(필터)가 요구되고 있다. 본 발명을 통하여 강우 시 여재의 여과선속도를 설계기준대로 유지하여 충분한 처리효율을 확보할 수 있도록 하면서, 강우 종료 후 역세척(수세척) 시 여재의 공극을 늘려 여재 내 고형물이 효과적으로 제거될 수 있도록 하여 여과카트리지가 항상 최상의 조건을 유지하도록 하고자 한다.

덧붙여, 본 발명은 상향흐름 및/또는 하향흐름 전처리조가 가지는 장점인 큰 협잡물 침전에 유리하면서도 부상하는 쓰레기 및 기름성분 등을 효과적으로 차단할 뿐만 아니라, 종래의 상향흐름 및/또는 하향흐름 전처리조가 가지는 단점인 부상물과 기름성분 등이 그대로 여과조로 넘어가 여재의 오염과 막힘 현상을 유발하거나 충분한 체류시간 확보가 곤란하여 여과조의 과부하로 인해 여재의 수명이 단축되는 문제점을 해결한 새로운 형태의 전처리조를 개시하고자 한다.

이를 통해 본 발명은 전처리조의 처리능력을 향상하고 여과조의 처리부하를 줄여 여재의 수명을 연장시키고 처리효율을 높이는 것을 목적으로 한다.

또한, 장치형시설은 반영구적 시설로 여과조는 유지관리가 용이하여야 하는바, 관리가 용이한 장치형시설을 개시하고자 한다. 이러한 기능을 달성하면서도 비용이 적게 소요되는 구조로 개발하는데 본 발명의 또 다른 목적이 있다.

무엇보다도, 본 발명은 강우 종료 후 자동으로 정체수를 이용하여 역세척이 가능할 뿐만 아니라 동시에, 정체수도 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 필요시 별도의 역세척수를 활용할 수 있도록 하여 비전문가도 쉽게 운영할 수 있는 시설로 개발하고자 한다.

상술한 과제를 해결하기 위해서 본 발명은 유입관으로부터 처리대상수가 유입되고, 상기 유입관으로부터 유입된 처리대상수를 여과한 여과수를 유출관으로 배출하는 비점오염 처리시설에 있어서, 상기 비점오염 처리시설에 상기 처리대상수가 유입되지 않는 때에는 상기 비점오염 처리시설 내의 정체수공간에 정체수가 잔존하되, 상기 비점오염 처리시설은 상기 처리대상수를 여과하는 여과조를 포함하고, 상기 여과조는 상향식으로 상기 처리대상수를 여과하는 여과부를 구비하되, 상기 여과부는 수평판을 포함하고, 상기 수평판은 상기 여과조를 상하로 구획하되 통하도록 하고, 상기 정체수공간의 정체수는 상기 수평판에 의하여 구획된 여과조 중 하부는 처리대상수이고, 상기 수평판에 의하여 구획된 여과조 중 상부인 여과조역세척수공간에는 여과수가 잔류하여, 상기 여과부의 역세척 시 상기 여과조역세척수공간의 여과수를 역세척수로 이용하고, 상기 비점오염 처리시설은 역세척수조를 더 포함하되, 상기 여과조와 상기 역세척수조는 제2 격벽에 의해서 구분되며, 상기 제2 격벽 상부에는 월류공이 형성되어, 상기 여과조에서 여과된 여과수는 월류하여 상기 역세척수조로 유입되고, 상기 역세척수조에는 상기 유출관이 연결되어 상기 역세척수조에 일부 여과수가 잔류하고, 상기 유출관을 통하여 여과된 여과수는 배출되되, 상기 여과수가 상기 유출관에 의하여 유출되기 전에 상기 역세척수조에 일부 저장될 수 있도록 한 공간인 역세척수조역세척수공간이 형성되고, 상기 역세척수조역세척수공간의 하부에는 역세척수펌프가 설치되고, 상기 역세척수펌프는 상기 역세척수조역세척수공간의 여과수를 상기 여과조로 반송하여 상기 여과부를 역세척하는 것을 특징으로 하는 비점오염 처리시설을 제공한다.

상기 역세척수펌프에는 여과수반송관이 연결되고, 상기 여과수반송관은 상기 여과조 내로 연결되어 상기 역세척수조역세척수공간의 여과된 여과수를 상기 여과부의 역세척수로 반송하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명은 상기 수평판에는 카트리지거치공이 형성되어, 상기 여과조를 상하로 구획하되 상기 상하로 구획된 여과조가 상기 카트리지거치공에 의하여 통하고, 상기 카트리지거치공에는 여과카트리지가 설치되고, 상기 여과카트리지 내에는 부상식여재가 포함되되, 상기 여과부의 역세척 시, 상기 여과카트리지에 역세척수가 여과 시와는 반대방향으로 흐름을 형성하여 역세척하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 여과카트리지는 상기 부상식여재가 위치하는 여과조부상식여재공간이 형성되도록 내부공간을 가지되 상부가 개방되고 망 형태의 카트리지하우징 및 상기 카트리지하우징의 개방된 상부를 열고 닫는 카트리지뚜껑을 포함하고, 상기 카트리지뚜껑에는 유수통공이 형성되어, 상기 부상식여재에 의하여 여과된 여과수가 상기 유수통공을 통하여 유출되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 여과카트리지는 상기 카트리지거치공에서 착탈 가능하도록 거치되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 여과카트리지의 상부 외주는 바깥쪽으로 확장되어 외주확장부을 형성하고, 상기 외주확장부가 상기 카트리지거치공의 주변에 걸려, 상기 여과카트리지가 상기 카트리지거치공에 착탈 가능하도록 거치되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 수평판에는 카트리지소켓이 부착 고정되어 상기 카트리지거치공을 형성하고, 상기 카트리지하우징은 상기 카트리지소켓에 끼움 결합되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 카트리지하우징의 상부 외주 일부가 돌출 형성되어 걸림돌출구가 형성되고, 상기 카트리지소켓에는 상기 걸림돌출구에 대응하여 걸림홈이 형성되어, 상기 카트리지하우징을 상기 카트리지소켓에 끼운 후 회전시켜 상기 걸림돌출구가 상기 걸림홈에 끼워져 상기 카트리지하우징이 상기 카트리지소켓에 착탈가능하게 결합되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 카트리지하우징 내부에 위치하여, 부상식여재의 유출을 막고 처리대상수를 유출시키는 유공관을 더 포함하되, 상기 유공관은 상기 유수통공에 연결된 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 카트리지하우징에는 역세척수 배관이 연결되어 상기 카트리지하우징 내인 상기 여과조부상식여재공간의 여재를 역세척하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 여과수반송관은 상기 카트리지하우징에 연결되어, 상기 여과수반송관에 의하여 반송되는 여과수가 상기 카트리지하우징 내의 부상식여재를 역세척하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 여과수반송관과 연결되어, 상기 여과수반송관으로부터 유입되는 역세척수로 상기 카트리지하우징 내의 부상식여재를 역세척할 수 있도록, 상기 카트리지하우징 내부로 길게 연장되는 노즐연장관을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 노즐연장관은 상기 유수통공을 통하여 상기 유공관 내부로 연장되어, 수처리 시에는 상기 유공관과 상기 유수통공을 통하여 여과수가 상기 여과카트리지 상부로 배출되고, 역세척 시에는 상기 유수통공과 상기 노즐연장관을 통하여 상기 카트리지하우징 내의 부상식여재를 역세척하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 유수통공은 이중통수구조이고, 상기 이중통수구조는, 외측통공과 상기 외측통공 내부의 내측통공이 형성되어 있되, 상기 내측통공은 상기 외측통공과 지지살로 연결되어 있고, 상기 외측통공은 상기 유공관과 연결되고, 상기 내측통공은 상기 노즐연장관과 한쪽이 연결되고 다른 한쪽이 상기 여과수반송관에 연결되어, 수처리 시에는 상기 유공관과, 상기 외측통공을 통하여 여과수가 배출되고, 역세척 시에는 상기 여과수반송관에서 유입되는 역세척수가 상기 내측통공과 노즐연장관을 통해 상기 카트리지하우징 내부로 분사되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 카트리지하우징은 변형막을 더 포함하되, 상기 변형막은 물의 흐름에 따라 유동하는 재질이고, 수처리 시에 물의 흐름에 따라 상기 변형막은 상기 카트리지하우징 내측으로 볼록하게 변형이 되어 상기 여과조부상식여재공간의 부피를 줄이는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 카트리지하우징 내부에는 부력판이 설치되어, 수처리 시에는 부력에 의하여 위 방향으로 힘을 받아 상기 여과조부상식여재공간의 부피를 줄이고, 역세척 시에는 물의 흐름 또는 수위의 낮아짐에 따라 아래로 이동하여 상기 여과조부상식여재공간의 부피를 키우는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 부력판에는 상기 부력판이 상하로 이동할 수 있도록 상기 유공관이 끼워지는 부력판통공이 형성되어 있고, 상기 부력판의 하부와 상기 카트리지하우징의 바닥이 차단막으로 연결되되, 상기 차단막은 상기 유공관을 감싸서 상기 부력판의 하부 유공관으로 처리대상수가 유입되는 것을 차단하고, 상기 차단막은 유동하는 재질이어서 상기 부력판이 아래로 이동할 때에는 접어지고 상기 부력판이 위로 이동할 때는 펴지는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 전처리조에는 스크린장치가 설치되고, 상기 스크린장치는 상기 전처리조 내의 처리대상수의 흐름이 상향흐름과 하향흐름이 가능하도록, 처리대상수를 아래 방향으로 흐르도록 하여 상기 여과조로 유입시키는 유도관을 포함하고, 상기 유도관의 끝단은 상기 통공에 삽입 결합되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 스크린장치에는 스크린 및 전처리여과부가 설치되고, 상기 전처리조 내의 처리대상수가 위 방향으로 흐름을 형성하여 상기 스크린과 상기 전처리여과부를 통과하고, 상기 전처리여과부를 통과한 처리대상수는 아래 방향 흐름을 형성한 후 상기 통공을 통해 상기 여과조의 하부로 유입되며, 상기 스크린장치는 하단이 개방된 하우징을 포함하고, 상기 스크린은 상기 하우징의 내측에 설치되고, 상기 전처리여과부는 상기 스크린의 상부에 위치하며, 상기 스크린장치는 스크린장치몸체와 전처리조바닥으로부터 상기 스크린장치몸체를 이격시켜 고정하는 지지다리를 포함하여 이루어져, 상기 전처리조바닥과 상기 스크린장치몸체 사이로 상기 처리대상수가 유입된 후 위 방향 흐름을 형성하되, 상기 하우징의 상부 일부는 개방되어 부상오염물질통과공을 형성하고, 상기 위 방향 흐름의 처리대상수의 부상오염물질이 상기 부상오염물질통과공을 경과하여 상기 전처리조의 상부로 이동할 수 있도록, 상기 스크린은 위쪽이 상기 부상오염물질통과공 방향으로 경사면이 형성되어 상기 부상오염물질이 상기 스크린을 미끄러져 상부로 뜸으로써 상기 스크린의 폐색을 방지하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 처리대상수를 상향식으로 여과하고, 여과수가 아래 방향 흐름을 형성하여 역세척되는 여과카트리지로서, 상기 여과카트리지 내부인 부상식여재공간은 가변수단에 의하여 그 부피가 변하되, 상기 가변수단은, 수처리 시에 물의 흐름에 따라 상기 부상식여재공간의 부피를 줄이고, 역세척 시에는 물의 흐름에 따라 상기 부상식여재공간의 부피를 키우는 것을 특징으로 하는 여과카트리지를 개시한다.

상기 여과카트리지는 상술한 비점오염 처리시설에 설치될 수 있다.

본 발명인 개선된 여과카트리지에 의하면 여과카트리지 내의 부상식여재의 역세척이 효율적이다. 또한 비점오염 처리시설 전체적으로 역세척수를 적절하게 배치하여 무동력에 의한 자동 역세척뿐만 아니라 동력에 의한 역세척수의 활용을 필요에 따라 선택적으로 적용할 수 있으며, 여과 시 여과카트리지를 통과하는 처리대상수와 역세척 시 반대 방향으로 여과카트리지를 통과하는 여과수 모두를 여과카트리지 중심부에서 흐름을 형성하도록 하면서도 여과 시와 역세척 시 물이 흐르는 경로를 다르게 한다. 즉, 여과 시에는 역세척수를 공급하는 관을 통하여 여과수가 배출되지 않아 효율적인 것이다.

최근 변경된 비점오염 처리시설 중 장치형시설 설계기준에 대응하여 기존의 여과기능과 역세척을 동시에 수행할 수 있는 새로운 기술의 여과 필터를 제공하며, 강우 시 여재의 충분한 처리효율을 확보할 수 있도록 하고 강우 종료 후 역세척 시 여재의 공극을 늘려 여재 내 오염물질이 효과적으로 제거될 수 있도록 하여 여과카트리지가 항상 최상의 조건을 유지한다.

또한, 여과카트리지는 탈부착이 가능하며 비전문가도 쉽게 청소 및 여재를 교환할 수 있어 운영 시 유지관리가 쉽다. 카트리지는 반영구적으로 사용이 가능하며 여재만을 주기적으로 교환해 줌으로서 유지관리 비용을 줄일 수 있다. 카트리지 내 여재는 오염물의 형상과 성분에 따라 선택적으로 적용 가능하다. 카트리지 내 부력판의 처리과정 중 작동에 따라 여재의 성능을 최상으로 유지한다. 역세척 시 여재를 초기조건으로 환원할 수 있어 수명이 길어진다. 카트리지 구조상 자동 역세척과 수동 역세척을 선택적으로 적용할 수 있다.

본 발명은 상향흐름 및 하향흐름 전처리조가 가지는 장점인 큰 협잡물 침전에 유리하면서도 부상하는 쓰레기 및 기름성분 등을 효과적으로 차단할 뿐만 아니라, 종래의 상향흐름 및 하향흐름 전처리조가 가지는 단점인 부상물과 기름성분 등이 그대로 여과조로 넘어가 여재의 오염과 막힘 현상을 유발하거나 충분한 체류시간 확보가 곤란하여 여과조의 과부하로 인해 여재의 수명이 단축되는 문제점을 해결하였다. 이를 통해 본 발명은 전처리조의 처리능력을 향상하고 여과조의 처리부하를 줄여 여재의 수명을 연장시키고 처리효율을 높일 수 있다.

장치형시설은 반영구적 시설로 여과조는 유지관리가 용이하여야 하는데, 본 발명은 관리가 용이한 장치형시설에 해당할 뿐만 아니라, 상술한 기능을 달성하면서도 비용이 적게 소요되는 구조로 이어서 경제적으로도 유리하다.

무엇보다도, 강우 종료 후 자동으로 정체수를 이용하여 역세척이 가능할 뿐만 아니라, 동시에 정체수도 제거하는 시설을 제공할 뿐만 아니라 필요에 따라서는 동력으로 역세척수를 공급하고, 노즐관을 통해 역세척의 효율을 높임으로써 비전문가도 쉽게 높은 수준의 품질을 유지하면서 시설을 운영할 수 있다.

도 1 내지 도 5는 본 발명의 일 실시 예인 비점오염 처리시설을 보인 것으로 도 1은 평면에서 본 개념도이고, 도 2는 도 1의 A-A 단면도, 도 3은 도 1의 B-B 단면도, 도 4는 도 1의 C-C 단면도, 도 5는 도 1의 D-D 단면도이다. 또한, 도 6은 상기 비점오염 처리시설의 수처리 과정과 정체수가 있는 상태를 보인 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예인 비점오염 처리시설 내부 정체수 중 여과된 여과수에 해당하는 부분을 보인 것이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 다른 비점오염 처리시설의 여과조의 여과부를 확대하여 보인 것이다.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 일 실시 예인 여과부의 일부를 보인 것으로, 도 9는 수평판과 여과카트리지의 결합을 보인 개념도이고, 도 10은 여과카트리지를 보인 도면이고, 도 11은 여과카트리지의 분해도이다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 일 실시 예인 여과카트리지를 보인 것으로 도 8의 F 부분을 확대한 것이다. 도 12는 여과카트리지의 하부에 변형막이 설치된 것을 보인 것이고, 도 13은 다른 일 실시 예로서 부력판이 설치된 것을 보인 것이며, 도 12a와 도 13a는 수처리 시를, 도 12b와 도 13b는 역세척 시의 물의 흐름을 보인 것이다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.

처리시설개요

도 1 내지 도 5는 본 발명의 일 실시 예인 비점오염 처리시설을 보인 것으로 도 1은 평면에서 본 개념도이고, 도 2는 도 1의 A-A 단면도, 도 3은 도 1의 B-B 단면도, 도 4는 도 1의 C-C 단면도, 도 5는 도 1의 D-D 단면도이다. 또한, 도 6은 상기 비점오염 처리시설의 수처리 과정과 정체수가 있는 상태를 보인 것이다.

상기 도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시 예는 지중에 설치되는 비점오염 처리시설에 관한 것이다. 일반적으로 비점오염 처리시설은 지중에 설치되는데, 본 발명의 기술적 사상이 지중에 설치되는 경우에 한정되는 것은 아니다. 경우에 따라서 비점오염시설은 지상 또는 지상 구조물에 설치되기도 한다. 후술하는 본 발명의 기술적 특징이 적용된 것이라면 어떠한 것이라도 본 발명의 보호범위에 속한다. 다만, 본 실시 예는 본 발명이 적용되는 대표적인 실시 예로서 지중에 설치된 것을 보인 것이다.

상기 비점오염 처리시설(100)은 내부에서 비점오염물질을 처리하는 내부 공간이 형성된 구조물이고 콘크리트 현장 타설에 의한 현장 시공 또는 공장 제작 후 현장 거치 및 고정을 통한 시공에 의한다. 후술하는 본원발명의 기술적 특징이 적용된 어떠한 형태의 비점오염 처리시설도 본 발명의 기술적 사상에 포섭된다. 일반적으로 터파기 후 상기 비점오염 처리시설을 시공할 곳에 20cm 내외의 버림콘크리트(10)를 형성한 후 상기 비점오염 처리시설을 시공한다.

상기 비점오염 처리시설(100)의 처리계통은 전처리조(200), 여과조(300) 및 역세척수조(400)를 포함하는데, 본 실시 예는 이들을 일렬로 이를 배치하였다. 이러한 디자인에 본 발명의 기술적 사상이 제한되는 것은 아니며 현장의 여건에 맞추어 상기 전처리조(200), 상기 여과조(300) 및 상기 역세척수조(400)를 배치하면 된다.

상기 전처리조(200), 상기 여과조(300) 및 상기 역세척수조(400)에는 각각 이를 관리하기 위하여 내부로 진입할 수 있는 맨홀(90) 및 안전사다리(20)가 설치된다. 본 실시 예는 후술하는 바와 같이 정체수를 배출하거나, 역세척수를 분출하기 위하여 펌프를 이용하는데, 이를 위하여 분전반(40)이 설치된다. 필요에 따라 상기 펌프 동력은 태양에너지를 이용할 수도 있으며, 이 경우 태양전지(30)가 설치된다. 발명을 보다 명확하게 설명하기 위하여 도 2 이후의 도면에서는 상기 태양전지(30) 및 상기 분전반(40)을 생략하였고, 도 6 이후의 도면에서는 상기 사다리(20)를 생략하였다.

도 6은 본 발명의 일 실시 예인 비점오염 처리시설이 수처리를 하는 과정을 보인 것인데, 도면상의 화살표는 처리대상수가 유입되어 유출되는 경로를 도시한 것이다. 도 6에 도시된 바와 같이 유입관(50)을 통하여 상기 비점오염 처리시설(100)로 유입된 '처리대상수'는 상기 전처리조(200) 및 상기 여과조(300)를 지나 여과 등이 된 '여과수'가 되어 상기 역세척수조(400)를 월류하여 상기 유출관(60)을 통해 배출된다. 본 명세서에서 여과 전의 유입수를 '처리대상수'라 하고, 상기 처리대상수가 여과조에서 여과된 후에는 '여과수'라고 지칭하였다. 상기 여과수는 여과된 상대적으로 깨끗한 물이다. 여과수는 후술하는 바와 같이 역세척수로 재활용된다.

상기 유입관과 유출관은 본 실시 예의 도 1 평면도에 도시된 바와 같이 일직선상으로 연결되거나, 현장에 맞게 일정한 각도를 가지거나, 어긋나게 배치될 수도 있다. 다만, 상기 유입관과 유출관의 높이는 비점오염 처리시설이 기능을 구현할 수 있도록 설계되어야 하는데, 자연유하에 의한 시설운영을 위해서는 상기 유입관보다 상기 유출관이 낮게 형성되는 것이 일반적이다.

상기 유입관은 도로, 건물의 측벽 또는 주차장 등 비점오염물질을 포함하는 우수 등이 포집되어 유입되는 것이고, 상기 우수 등은 비점오염 처리시설에 의하여 비점오염물질이 여과, 흡착 등으로 처리된 후 상기 유출관(60)으로 배출되는 것이다.

본 실시 예는 처리대상수가 상기 역세척수조(400)를 월류하여 상기 유출관(60)을 통하여 유출되나, 본 발명이 이를 전제로 하는 것은 아니다. 즉, 역세척수는 본 실시 예와 달리 다양한 수단으로 제공될 수 있다. 필요에 따라서는 별도의 수원으로부터 역세척수를 공급받을 수도 있다. 본 실시 예의 경우 유입된 처리대상수를 여과하여 일부 상기 역세척수조(400)에 저장하였다가 역세척수로 재활용한다.

도 6의 화살표에서 확인할 수 있듯이 처리대상수는 여과조의 하부로 유입되고, 여과조의 상부에서 유출된다. 상기 전처리조(200)와 상기 여과조(300)는 제1 격벽(202)에 의하여 구분되는데, 상기 제1 격벽의 하부에는 통공(203)이 형성되어 있고, 상기 통공(203)을 통하여 유입되는 처리대상수는 수두차에 의하여 상기 여과조(300)로 유입되는 것이다. 상기 여과조(300)와 상기 역세척수조(400)는 제2 격벽(302)에 의하여 구분되는데, 상기 제2 격벽 상부에는 월류공(303)이 형성되어, 상기 여과조(300)에서 여과된 여과수는 월류하여 상기 역세척수조(400)로 유입된다. 상기 역세척수조(400)에는 상기 유출관이 연결되어 상기 역세척수조(400)에 일부 여과수가 잔류하고, 상기 유출관(60)을 통하여 여과된 여과수는 배출된다.

상기 처리대상수가 상기 여과조(300)의 하부로 유입되고, 여과수는 상기 여과조(300)의 상부에서 유출되는바, 상기 여과조(300) 내에서의 물의 흐름은 크게 보아 위 방향으로의 흐름이 된다. (상기 전처리조(200)의 스크린장치(230)에서의 물의 흐름은 자세히 후술한다.)

정체수공간 및 역세척수

상기 비점오염 처리시설(100)로 처리대상수가 유입되지 않으면(예를 들면 비가 오지 않는 때), 정체수가 발생하는데, 상기 비점오염 처리시설(100)에 있어서, 상기 정체수가 잔류하는 공간을 정체수공간(V)이라 한다(도 6). 일반적으로 상기 정체수공간(V)은 상기 유입관과 유출관의 아래에 형성되는 정체수면보다 낮은 공간을 지칭한다. 상기 정체수(停滯水)는 흐르지 아니하는 물을 의미하는데, 강우 시와 같이 상기 비점오염 처리시설의 가동 시에는 상기 유입관(50)으로부터 유입된 처리대상수의 수위에 의하여 상기 비점오염 처리시설 내에서 흐름을 형성하지만, 상기 비점오염 처리시설이 가동을 하지 않을 때(즉 처리대상수가 유입되지 않을 때)에는 상기 비점오염 처리시설 내부에 정체수가 발생하게 되는 것이다.

상기 전처리조(200)와 상기 여과조(300)의 경우 상기 정체수공간(V)은 상기 월류공(303)의 아래에 형성되는 것이고, 상기 정체수조(400)의 경우에는 상기 유출관(60)이 연결된 곳보다 아래에 형성된다. 상기 유출관(60)의 높이는 상기 월류공(303)의 높이와 같거나 낮다. 한편, 상기 정체수공간(V)의 정체수 중 일부는 여과된 여과수이다. 도 7은 본 발명의 일 실시 예인 비점오염 처리시설 내부 정체수 중 여과된 여과수에 해당하는 부분을 보인 것이다.

상기 여과조(300)에서 여과가 된 여과수 중 일부가 상기 여과조에서 배출되지 않고 정체수공간(V)의 일부에 잔류하게 되는데, 이는 이 여과수를 역세척수로 재활용하기 위함이다. 이와 같이 역세척수로 활용되는 여과수가 있는 공간을 역세척수공간이라 하는데, 역세척수공간 중 여과조에 형성되는 역세척수공간을 여과조역세척수공간(V1)이라 한다. 한편, 역세척수조에도 여과된 여과수가 저장되는데, 이 공간을 역세척수조역세척수공간(V2)이라 칭한다. 상기 역세척수조역세척수공간(V2)은 여과수가 상기 유출관(60)에 의하여 유출되기 전에 상기 역세척수조(400)에 일부 저장된 공간이다.

결과적으로 본 실시 예의 상기 여과조(300)의 경우 정체수의 일부는 여과되지 않은 '처리대상수'이고, 일부는 이미 여과된 '여과수'이다. 이를 보다 구체적으로 설명한다. 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 다른 비점오염 처리시설의 여과조의 여과부를 확대하여 보인 것이다.

전술한 바와 같이 본 실시 예는 유입관(50)으로부터 처리대상수가 유입되고, 상기 유입관으로부터 유입된 처리대상수를 여과한 여과수를 유출관(60)으로 배출하는 비점오염 처리시설(100)에 있어서, 상기 비점오염 처리시설에 상기 처리대상수가 유입되지 않는 때에는 상기 비점오염 처리시설 내의 정체수공간에 정체수가 잔존하되, 상기 여과조(300)는 상향식으로 상기 처리대상수를 여과하는 여과부(310)를 구비하고, 상기 여과부(310)는 수평판(330)을 포함하고, 상기 수평판(330)은 상기 여과조(300)를 상하로 구획하되 통하도록 하고, 상기 정체수공간의 정체수는 상기 수평판(330)에 의하여 구획된 여과조(300) 중 하부는 처리대상수이고, 상기 수평판(330)에 의하여 구획된 여과조(300) 중 상부인 여과조역세척수공간(V1)에는 여과수가 잔류하여, 상기 여과부(310)의 역세척 시 상기 여과조역세척수공간(V1)의 여과수를 역세척수로 이용하게 되는 것이다.

한편, 상기 비점오염 처리시설(100)의 역세척수조(400)는, 상기 여과조(300)와 제2 격벽(302)에 의해서 구분되고, 상기 제2 격벽 상부에는 월류공(303)이 형성되어, 상기 여과조(300)에서 여과된 여과수는 월류하여 상기 역세척수조(400)로 유입되며, 상기 역세척수조(400)에는 상기 유출관이 연결되어 상기 역세척수조(400)에 일부 여과수가 잔류하고, 상기 유출관(60)을 통하여 여과된 여과수는 배출된다.

상기 역세척수조(40) 내에는 여과수가 상기 유출관(60)에 의하여 유출되기 전에 상기 역세척수조(400)에 일부 저장될 수 있도록 한 공간인 역세척수조역세척수공간(V2)이 형성되고, 상기 역세척수조역세척수공간(V2)의 하부에는 역세척수펌프(P3)가 설치되며, 상기 역세척수펌프(P3)는 상기 역세척수조역세척수공간(V2)의 여과수를 상기 여과조(300)로 반송하여 상기 여과조 내의 여과부를 역세척한다. 상기 역세척수펌프에는 여과수반송관(410)이 연결되고, 상기 여과수반송관(410)은 상기 여과조 내로 연결되어 상기 역세척수조역세척수공간의 여과된 여과수를 상기 여과부(310)의 역세척수로 반송할 수 있다.

상기 수평판(330)은 본 실시 예의 경우 콘크리트 재질로 형성된 것이나, 어떠한 재질의 것이어도 무관하다. 상기 수평판의 하부에는 유입되는 처리대상수가 존재하고, 상기 수평판의 상부에는 상기 여과조역세척수공간이 형성될 수 있도록 한다.

상기 여과조역세척수공간(V1)의 여과된 여과수를 역세척수로 이용하는 것은 상기 정체수를 제거하는 것과 동시에 이루어진다. 즉, 정체수를 제거하기 위해서 상기 여과조의 여과조정체수배출펌프(P2)를 가동하면, 상기 여과조정체수배출펌프에 연결된 정체수배출관(70)을 통하여 상기 여과조내의 정체수가 배출된다. 이 경우 상기 여과조(300) 내의 정체수 수위는 점차 낮아지고, 상기 여과조역세척수공간(V1)의 여과수는 역세척수로서 다시 상기 여과부(310)를 경유하게 된다. 결국, 상기 여과조의 정체수를 제거하면 자동으로 역세척이 되는 것이다.

본 실시 예에 의하면 정체수 제거 시 여과수를 이용해 자동으로 역세척을 실시할 수 있으며, 동력을 이용하는 방법을 제시하였다. 본 실시 예와 달리 무동력을 이용한 방법도 가능하다. 동력을 이용하는 경우는 전기 및 태양열 전지와 강우 센서를 이용하여 정체수 자동제거 및 자동 역세척이 가능한 구조로 이루어지며, 무동력의 경우는 주기적으로 흡입식 청소차를 이용하여 정체수 강제배수 후 (위탁)처리하는 것이다. 또한, 자동으로 역세척이 가능하다는 의미는 별도의 역세척수를 공급하지 않고 본 시설에 의하여 여과된 여과수를 재활용한다는 의미이며, 상기 비점오염 처리시설의 하부, 즉 정체수공간의 하부에 별도의 관(미도시)을 형성하고 이를 열어 역세척 시에 별도의 동력이 필요치 않음을 의미할 수도 있다.

상기 여과조의 정체수를 배출하기 위한 여과조정체수배출펌프(P2)와 정체수배출관(70)은 적절한 양정과 유량을 선택하여 설치할 수 있으며, 필요에 따라서는 수중펌프로 구성할 수 있다. 상기 펌프는 상기 정체수를 배출하기 위한 것이므로 상기 비점오염 처리시설의 바닥에 인접하게 설치된다. 이는 상기 전처리조 내에 설치되는 전처리조정체수배출펌프(P1)의 경우에도 동일하다.

본 발명의 역세척 시에 사용되는 역세척수를 정리해보면, 우선 별도의 동력 없이, 즉 정체수를 제거하는 동력만으로 자동으로 상기 여과조역세척수공간(V1)의 여과수를 역세척수로 활용할 수 있고, 필요에 따라서는 별도의 역세척수를 펌프를 이용하여 여과조에 투입할 수 있는데, 본 실시 예의 경우 별도의 역세척수조(400)에 여과수를 잔류시킨 후, 이를 역세척수펌프(P3)에 의하여 여과조로 반송시켜 역세척 시에 이용하는 것이다. 역세척수펌프(P3)에 의한 역세척수는 펌프압에 의하여 강한 역세척 효과를 가지게 된다. 나아가 후술하는 여과카트리지와의 연결 관계를 통하여 그 효과를 더욱 증대시킬 수 있다.

여과카트리지의 이중통수(通水)구조

전술한 상기 여과조(300)의 상기 여과부(310)는 상기 여과조(300)를 상하로 구획하는 수평판(330)을 포함한다. 상기 여과조(300)는 상향식 여과조로서, 상기 전처리조로부터 유입되는 처리대상수가 크게 보아 수평 및 상향으로 흐름을 형성하고, 상기 처리대상수를 여과하는 여과카트리지(320)를 포함하되, 상기 여과카트리지(320)를 역세척하기 위한 역세척수가 있는 공간은 상기 여과카트리지 상부이고, 상기 펌프 동력에 의하여 상기 비점오염 처리시설의 정체수를 제거하는 경우, 상기 역세척수가 있는 공간의 역세척수가 상기 여과재를 역세척하게 됨은 이미 설명한 바와 같다. 도 8의 하부에 별도로 확대 도시한 여과카트리지 부분(F)과 여과수반송관(410)에 대하여는 후술한다.

도 9 내지 도 11은 본 발명의 일 실시 예인 여과부의 일부를 보인 것으로, 도 9는 수평판과 여과카트리지의 결합을 보인 개념도이고, 도 10은 여과카트리지를 보인 도면이고, 도 11은 여과카트리지의 분해도이다. 상기 수평판에는 카트리지거치공(331)이 형성되어, 상하로 구획된 상기 여과조(300)는 상기 카트리지거치공(331)에 의하여 통하되, 상기 카트리지거치공에는 여과카트리지(320)가 설치되고, 상기 여과카트리지(320) 내에는 부상식여재가 포함되되, 상기 여과부(310)의 역세척 시, 상기 여과카트리지(320)에 역세척수가 여과 시와는 반대방향으로 흐름을 형성하여 상기 부상식여재를 역세척한다. 상기 여과카트리지 안에서 밖으로 나오지 않는 정도의 크기로 상기 여과카트리지 내에 저장된다. 상기 부상식여재는 별도로 도면에 도시하지는 않았거나 원형 형태의 패턴으로 표시하였으나, 상기 부상식여재는 다양한 형태의 여재가 적용될 수 있으며, 그 형태가 어떠한 것이더라도 본 발명에 적용될 수 있다.

상기 여과카트리지(320)는 부상식여재가 위치하는 여과조부상식여재공간(350)이 형성되도록 내부공간을 가지되 상부가 개방되고 망 형태의 카트리지하우징(341) 및 상기 카트리지하우징의 개방된 상부를 열고 닫는 카트리지뚜껑(360)을 포함하고, 상기 카트리지뚜껑(360)에는 유수통공(361)이 형성되어, 상기 부상식여재에 의하여 여과된 여과수가 상기 유수통공(361)을 통하여 유출된다.

여과조의 부상식여재는(후술하는 전처리여과부의 부상식여재도 같다.) 처리대상수가 위 방향 흐름 시 여과 기능을 하고, 상기 여과수가 아래 방향 흐름 시에는 교란되는 상태를 경과한다. 상기 카트리지하우징은 외벽과 바닥은 망 형태(또는 스크린이나 체 형태)로 그 내부에 부상식여재를 저장한다. 상기 카트리지하우징의 상부에는 개폐 가능한 카트리지뚜껑이 결합되어, 상기 카트리지뚜껑을 분리한 후 상기 카트리지하우징 내의 상기 부상식여재를 꺼내 교체할 수 있다. 상기 카트리지하우징(341)에는 유지관리용 손잡이(363)가 형성되어 있다.

상기 여과카트리지(320)는 상기 카트리지거치공(331)에서 착탈 가능하도록 거치된다. 상기 여과조 내에 여재를 포설하는 형태의 시설은 시공성 및 경제성이 우수하지만 운영 시 여재의 교란 및 교체가 어려워 유지관리가 어렵고 유지관리 비용이 많이 소요된다. 반면에, 본 실시 예와 같이 탈부착이 가능한 여과카트리지는 초기 시공비가 다소 높을 수 있으나 유지관리가 용이하고 유지관리 비용을 최소화할 수 있다. 또한 본 실시 예와 같이 여과카트리지의 수평상향식 처리계통을 통해 여과조 하부는 2차 침전지 역할을 함으로서 여과카트리지의 수명을 연장하고 처리효율을 높여줄 수 있다.

상기 여과카트리지(320)의 상부 외주가 확장되어 외주확장부(343)을 형성하고, 상기 외주확장부(343)가 상기 카트리지거치공(331)의 주변에 걸려, 상기 여과카트리지(320)가 상기 카트리지거치공(331)에 착탈 가능하도록 거치된다. 이와 같이 여과카트리지의 상부인 외주확장부가 상기 카트리지거치공에 걸려 위치하는 경우 상기 여과조부상식여재공간은 상기 커트리지거치공의 하부, 즉 수평판의 하부에 위치하게 되는바, 본 실시 예는 매립식 여재를 사용한다고 표현할 수도 있다.

상기 수평판(330)에는 카트리지소켓(332)이 부착 고정되어 상기 카트리지거치공(331)을 형성하고, 상기 카트리지하우징(341)은 상기 카트리지소켓(332)에 끼움 결합된다. 상기 수평판(330)은 콘크리트로 시공할 수도 있는데, 이 경우 상기 카트리지소켓(332)은 스터드 등을 이용해 상기 콘크리트에 매립하여 고정할 수도 있다.

보다 자세히 이들 결합관계를 설명하면, 카트리지하우징(341)의 상부 외주 일부가 돌출 형성되어 걸림돌출구(344)가 형성되고, 상기 카트리지소켓(332)에는 상기 걸림돌출구(344)에 대응하여 걸림홈(333)이 형성되어, 상기 카트리지하우징(341)을 상기 카트리지소켓(332)에 끼운 후 회전시켜 상기 걸림돌출구(344)가 상기 걸림홈(333)에 끼워져 상기 카트리지하우징(341)이 상기 카트리지소켓에 착탈가능하게 결합된다.

본 실시 예는 상기 카트리지하우징(341) 내부에 위치하여, 부상식여재의 유출을 막고 처리대상수를 유출시키는 유공관(342)을 더 포함하고, 상기 유공관은 상기 유수통공(361)에 연결된다.

이와 같은 구조에서 처리대상수는 상기 카트리지하우징(341) 내의 부상식여재를 통과하여 처리되고, 여과수는 상기 유공관(342)과 상기 유수통공(361)을 통하여 상기 여과조(300)의 상부로 이동하게 되는 것이다. 상기 유공관은 상기 유공관의 바깥쪽에 위치하는 상기 부상식여재에 묻혀 있다. 상기 카트리지하우징의 외벽과 바닥은 스크린(체 또는 망) 형상으로 그 내부에 상기 유공관이 위치하며, 상기 부상식여재는 상기 카트리지하우징의 외벽과 바닥 그리고 유공관 사이에 충전되어 있는 것이다.

따라서 역세척 시에 상기 유수통공(361)으로 유입된 역세척수가 상기 유공관을 통해 상기 부상식여재로 배출되면, 상기 유공관에서 배출되는 역세척수에 의하여 상기 부상식여재가 효과적으로 역세척된다.

상기 카트리지하우징(341)에는 역세척수 배관이 연결되어 상기 카트리지하우징(341) 내인 상기 여과조부상식여재공간(350)의 여재를 역세척할 수도 있다. 상기 역세척수 배관은 별도의 역세척수 공급원으로부터 배관을 통하여 역세척을 위하여 역세척수를 공급받기 위한 구성이다.

상기 역세척수 배관은 상기 여과수반송관(410)일 수 있다. 즉, 상기 여과수반송관(410)이 상기 카트리지하우징(341)에 연결되어, 상기 여과수반송관(410)에 의하여 반송되는 상기 여과수(역세척수)가 상기 카트리지하우징(341) 내의 부상식여재를 역세척할 수 있다.

앞에서 설명한 상기 여과수반송관(410)으로 반송되는 역세척수는 상기 여과조에서 여과를 한 여과수를 다시 역세척수로 사용하는 것이며, 본 실시 예에서는 역세척수조역세척수공간(V2)의 여과수를 상기 역세척수펌프(P3)에 의하여 반송하는 것이다.

본 실시 예는 상기 여과수반송관과 연결되어, 상기 여과수반송관으로부터 유입되는 역세척수로 상기 카트리지하우징(341) 내의 부상식여재를 역세척할 수 있도록, 상기 카트리지하우징(341) 내부로 길게 연장되는 노즐연장관(342a)을 더 포함한다. 상기 노즐연장관(342a)은 상기 유수통공(361)을 통하여 상기 유공관(342) 내부로 연장되어, 수처리 시에는 상기 유공관과 상기 유수통공을 통하여 여과수가 상기 여과카트리지 상부로 배출되고, 역세척 시에는 상기 유수통공과 상기 노즐연장관(342a)을 통하여 상기 카트리지하우징(341) 내의 부상식여재를 역세척한다.

전술한 바와 같이 상기 유수통공(360)은 상기 카트리지뚜껑(360)에 형성된다. 상기 유수통공(360)은 상기 카트리지하우징(341)의 내부에 위치하여 부상식여재를 통과한 여과수만을 배출하기 위한 유공관(342)과 연결된다.

상기 유수통공(361)은 이중통수((通水)구조이고, 상기 이중통수구조는, 외측통공(361a)과 상기 외측통공 내부의 내측통공(361b)이 형성되어 있되, 상기 내측통공(361b)은 상기 외측통공(361a)과 지지살(361c)로 연결되어 있고, 상기 외측통공은 상기 유공관과 연결되고, 상기 내측통공은 상기 노즐연장관과 한쪽이 연결되고 다른 한쪽이 상기 여과수반송관에 연결되어, 수처리 시에는 상기 유공관과, 상기 외측통공을 통하여 여과수가 배출되고, 역세척 시에는 여과수반송관(410)에서 유입되는 역세척수가 상기 내측통공과 노즐연장관을 통해 상기 카트리지하우징 내부로 분사되어 역세척을 한다. 도 11의 화살표는 수처리 시와 역세척 시의 물의 흐름 방향을 나타낸 것이다.

이와 같이 외측통공과 지지살에 의하여 지지되는 내측통공을 포함하는 이중통수구조가 바람직한 이유는 여과 시나 역세척 시 모두 여과카트리지의 중심부분으로 또는 중심부분으로부터 물의 흐름을 형성하는 것이 효과적이기 때문이다. 나아가 이미 설명한 바와 같이 여과수를 역세척수로 재활용하기 위해서 자연 수위에 의하는 여과조역세척수공간과 동력에 의하는 역세척수조역세척수공간으로 상기 여과수를 나누어 잔류토록 하기 위해서는 상술한 구조가 바람직하다. 즉, 본 실시 예의 특징은 여과수의 유출과 유입이 모두 여과카트리지의 중심부에서 이루어지면서도 유출과 유입의 경로를 다르게 하는 것이다.

여과카트리지의 내부 부피 조절

도 12 및 도 13은 본 발명의 일 실시 예인 여과카트리지를 보인 것으로 도 8의 F 부분을 확대한 것이다. 도 12는 여과카트리지의 하부에 변형막이 설치된 것을 보인 것이고, 도 13은 다른 일 실시 예로서 부력판이 설치된 것을 보인 것이며, 도 12a와 도 13a는 수처리 시를, 도 12b와 도 13b는 역세척 시의 물의 흐름을 보인 것이다.

도 12 및 도 13의 화살표는 물의 흐름을 보인 것이다. 상기 여과카트리지 내부의 부상식여재는 수처리 시에는 그 밀도를 상대적으로 적당히 높이고, 역세척 시에는 그 밀도를 상대적으로 적당히 낮추는 것이 바람직하다. 이는 여과 시에는 여과의 효과를 높이고, 역세척 시에는 오염물질을 쉽게 탈리시키기 위한 것이다. 본 발명은 여재 입자 자체의 부피를 조절하거나, 여재 입자와 입자 사이의 간격을 조절함으로써 여과 시와 역세척 시의 밀도를 달리할 수 있도록 한다.

상기 카트리지하우징은 변형막(345)을 더 포함하되, 상기 변형막은 물의 흐름에 따라 유동하는 재질이고, 수처리 시에 물의 흐름에 따라 상기 변형막은 상기 카트리지하우징 내측으로 볼록하게 변형이 되어 상기 여과조부상식여재공간의 부피를 줄이고, 역세척 시에는 물의 흐름에 따라 상기 변형막은 상기 카트리지하우징 외측으로 변형이 되어(수처리 시에 대비하여) 상기 여과조부상식여재공간의 부피를 키운다. 상기 변형막은 예를 들면, 연성의 합성수지재나, 자유롭게 유동하는 비닐지 등으로 형성될 수 있다. 다만, 물이 잘 통과하지 못하는 재질이 바람직하다. 상기 변형막은 상기 카트리지하우징의 단면보다 보다 넓은 면적으로 형성하면 바람직하다. 상기 변형막의 외주는 상기 카트리지하우징의 외벽에, 상기 변형막의 내측은 상기 유공관 부분에 부착되어 있으면 수처리 시에는 물의 흐름에 따라 상기 변형막이 위로 볼록하게 형성되는 것이다.

도 13에 도시된 다른 일 실시 예로서 상기 카트리지하우징 내부에는 부력판(346)이 설치될 수도 있다. 이 경우 수처리 시에는 부력에 의하여 위 방향으로 힘을 받아 상기 여과조부상식여재공간의 부피를 줄이고, 역세척 시에는 물의 흐름 또는 수위의 낮아짐에 따라 아래로 이동하여 상기 여과조부상식여재공간의 부피를 키우되, 상기 부력판에는 상기 부력판이 상하로 이동할 수 있도록 상기 유공관이 끼워지는 부력판통공(347)이 형성되어 있다.

한편, 상기 부력판이 위 방향으로 이동 시 부력판의 아래로 노출되는 유공관에 의하여 여과되지 않은 여과수가 상기 유공관과 상기 외측통공을 통하여 상기 여과카트리지 상부로 유출될 수 있는 문제점이 있다. 이를 해결하기 위해서 본 실시 예는 상기 부력판의 하부와 상기 카트리지하우징의 바닥이 차단막(348)으로 연결되되, 상기 차단막은 상기 유공관을 감싸서 상기 부력판의 하부 유공관으로 처리대상수가 유입되는 것을 차단하고, 상기 차단막은 유동하는 재질이어서 상기 부력판이 아래로 이동할 때에는 접어지고 상기 부력판이 위로 이동할 때는 펴지는 것으로 할 수 있다. 예를 들면 상기 차단막은 불투수성의 비닐지 등을 고려할 수 있다. 상기 부력판의 하부와 상기 카트리지하우징 바닥 사이에 관 형상의 비닐지를 연결하고, 그 내부에 유공관이 위치하도록 하는 것이다.

정리건대, 본 실시 예들은 강우 시 여과카트리지 하부의 부력에 의한 부력판의 이동이나 변형막의 변형으로 여재를 압박하여 일정한 공극과 여과선속도를 갖게 함으로서 초기우수 오염물질을 포획하여 충분한 처리효과를 가질 수 있도록 하면서, 강우 종료 후 역세척(수세척) 시에는 상기 부력판의 이동이나 변형막의 변형으로 여재층의 충분한 공극을 확보하며 역세척 노즐을 통한 수세척으로 여재의 교란과 충돌을 발생시켜 부착된 오염물질을 효과적으로 제거함으로써 여재의 초기조건으로 환원될 수 있도록 하는 여과카트리지의 구조인 것이다.

이와 같은 여과카트리지는 비점오염 처리시설에서만 적용될 수 있는 것은 아니다. 이미 명세서 초반에 언급한 바와 같이 다양한 수처리를 하는 시설이나 장치에 본 여과카트리지의 구조는 적용될 수 있으며, 이들은 본원발명의 보호범위에 포섭된다고 보아야 한다.

즉, 상술한 비점오염 처리시설에 설치되는 여과카트리지뿐만 아니라, 처리대상수를 상향식으로 여과하고, 여과수가 아래 방향 흐름을 형성하여 역세척되는 여과카트리지로서, 상기 여과카트리지 내부인 부상식여재공간은 가변수단에 의하여 그 부피가 변하되, 상기 가변수단은, 수처리 시에 물의 흐름에 따라 상기 부상식여재공간의 부피를 상대적으로 줄이고, 역세척 시에는 물의 흐름에 따라 상기 부상식여재공간의 부피를 상대적으로 키우는 다양한 형태의 여과카트리지 또한 본 발명의 범주에 속하는 것이다.

전처리조 및 스크린장치

상술한 바와 같이 본 발명에 의한 비점오염 처리시설은 전처리조(200)를 포함한다. 상기 전처리조(200) 내의 처리대상수의 흐름은 상향흐름과 하향흐름이 공존할 수 있는 혼합형이다. 도 6의 전처리조 내의 화살표로 이를 도시하였다. 도시된 바와 같이 상기 유입관(50)에 의하여 유입되는 처리대상수는 상기 전처리조 내에서 위 방향의 흐름과 아래 방향의 흐름을 모두 형성하는 것이다. 이는 체류시간을 증대시키고, 좁은 공간에서 전처리조의 기능 구현 효과를 높이기 위한 것으로, 본 발명의 특징 중 하나이다.

비점오염 처리시설은 필요에 따라 2개 이상의 여과조를 포함할 수도 있고, 유분 등을 흡착하기 위한 별도의 처리조 등을 가질 수 있다. 본원발명은 어떠한 형태의 비점오염 처리시설이라고 할지라도 스크린이 설치된 처리대상수가 유입되는 처리조인 전처리조와 처리대상수가 유입되며 여과부가 포함되어 있는 처리조인 여과조를 포함하고 있다면, 그 명칭과 무관하게 적용될 수 있는 것이다.

도 14 내지 도 16은 본 발명의 일 실시 예인 전처리조에 설치되는 스크린장치를 보인 것이다. 도 14는 본 발명의 일 실시 예에 사용되는 상기 스크린장치의 등각투상도, 도 15는 수처리 시 부상오염물질의 이동을 표시한 스크린장치의 일부 절개 등각투상도, 도 16는 수처리 시 여과된 처리대상수의 경로를 표시한 스크린장치의 일부 절개 등각투상도이다.

상기 전처리조에는 스크린장치(도 2 및 도 6의 도면부호 230)를 구비한다. 상기 스크린장치(230)는 스크린(210) 및 전처리여과부(220)가 설치되고, 상기 유입관으로 상기 전처리조로 유입된 처리대상수는 상기 스크린과 상기 전처리여과부를 경과한 후 상기 통공(203)을 지나 상기 여과조로 유입된다. 상기 전처리조에는 후술하는 스크린장치를 설치하여 협잡물 및 큰 부상오염물질을 처리하고, 여과조에서 유기물질 및 중금속 등을 저감한다.

상기 전처리조 내의 처리대상수가 위 방향으로 흐름을 형성하여 상기 스크린과 상기 전처리여과부를 통과하고, 상기 전처리여과부를 통과한 처리대상수는 아래 방향 흐름을 형성한 후 상기 통공을 통해 상기 여과조의 하부로 유입되며, 상기 스크린과 상기 전처리여과부는 스크린장치(230)를 구성하며, 상기 스크린장치는 하단이 개방된 하우징(231)을 포함하고, 상기 스크린은 상기 하우징의 내측에 설치되고, 상기 전처리여과부는 상기 스크린의 상부에 위치하며, 상기 처리대상수가 위 방향 흐름을 형성하여 상기 스크린을 경과한 후 상기 전처리여과부에 의하여 여과된다.

상기 스크린장치는 상기 전처리여과부를 통과한 처리대상수를 아래 방향으로 흐르도록 하여 상기 여과조로 유입시키는 유도관(232)을 포함한다. 상기 스크린장치는 상기 스크린, 상기 전처리여과부 및 상기 유도관이 일체로 형성되는 스크린장치몸체(234)와 전처리조바닥(201)으로부터 상기 스크린장치몸체를 이격시켜 고정하는 지지다리(233)를 포함하여 이루어져, 상기 전처리조바닥과 상기 스크린장치몸체 사이로 상기 처리대상수가 유입된 후 위 방향 흐름을 형성하되, 상기 하우징의 상부 일부는 개방되어 부상오염물질통과공(235)을 형성하고, 상기 위 방향 흐름의 처리대상수의 부상오염물질이 상기 부상오염물질통과공을 경과하여 상기 전처리조의 상부로 이동할 수 있도록, 상기 스크린은 위쪽이 상기 부상오염물질통과공 방향으로 경사면이 형성되어 상기 부상오염물질이 상기 스크린을 미끄러져 상부로 뜸으로써 상기 스크린의 폐색을 방지하고, 상기 스크린장치는 모듈화된 일체식 스크린장치로서, 상기 지지다리, 상기 스크린장치몸체가 일체로 형성되어 상기 전처리조로부터 분리가능하고, 상기 유도관의 끝단(232a)은 상기 통공에 삽입 결합된다.

이를 보다 구체적으로 설명한다. 종래의 상향흐름 및/또는 하향흐름 전처리조가 가지는 장점인 큰 협잡물 침전에 유리하면서도 부상하는 쓰레기 및 기름성분 등을 효과적으로 차단할 뿐만 아니라, 종래의 상향식 및/또는 하향식 전처리조가 가지는 단점인 부상물과 기름성분 등이 그대로 여과조로 넘어가 여재의 오염과 막힘 현상을 유발하거나 충분한 체류시간 확보가 곤란하여 여과조의 과부하로 인해 여재의 수명이 단축되는 문제점을 해결한 본 발명에 의한 일 실시 예는 종래의 상향흐름과 하향흐름 전처리조를 결합한 혼합형 전처리조이다. 상기 혼합형 전처리조는 충분한 체류시간 확보를 통한 1차 침전지 역할과 상향흐름 스크린을 통한 부상하는 오염물질과 기름성분 등을 충분히 처리할 수 있도록 한 것이다. 또한, 스크린 상에 입경과 공극이 큰 부상식여재를 포설하여 여재의 막힘을 최소화면서 여과조의 처리능력 및 수명을 연장시켜 줄 수도 있다.

우선, 상기 전처리조 내부에는 전처리여과부(220)가 더 설치되고, 상기 전처리조 내의 처리대상수가 위 방향으로 흐름을 형성하여 상기 스크린(210)을 경과한 후, 상기 전처리여과부를 통과하고, 상기 전처리여과부를 통과한 처리대상수는 다시 아래 방향 흐름을 형성한 후 상기 여과조의 하부로 유입된다. 본 일시 예에서는 전처리조에 전처리여과부를 두어 여과조에서의 여과와 흡착에 앞서 전처리조에서 일부 여과를 하는 기능을 하도록 하였다. 이는 두 개의 여과조를 구성하는 것과 동일한 효과를 가질 수 있어 경제적이다. 상기 여과조의 여과부와 입도나 특성이 다른 여과재를 선택적으로 사용할 수 있으며, 일반적으로는 상기 여과조의 여과재보다 입도가 큰 여과재를 사용한다.

상기 전처리여과부(220)는 유지 관리를 용이하게 하기 위해서 부상식여재를 사용한다. 즉 상기 전처리여과부는 전처리부상식여재(221)를 포함하는데, 상기 전처리부상식여재는 처리대상수가 위 방향 흐름 시 여과 기능을 하고, 상기 처리대상수가 아래 방향 흐름 시(결과적으로 수위가 여재보다 점차 낮아지게 됨) 위 방향 흐름 시에 비하여 전처리부상식여재가 교란되는(느슨하게 되는) 과정을 경유하는 것을 특징으로 한다. 도 2의 전처리조정체수배출펌프(P1)에 의해서 상기 전처리조의 정체수를 상기 정체수배출관(70)으로 배출하는 경우에 상기 처리대상수가 아래 방향 흐름을 형성한다.

앞에서 설명한 바와 같이 상기 여과조 내의 여과부 또한 부상식여재를 사용하게 되는데, 상기 여과조 내의 여과부에 부상식여재를 사용하기 위해서는 상기 여과조의 하부로 처리대상수가 유입되어야 하고, 상기 전처리조 내에도 부상식여재를 사용하여야 하므로, 상기 전처리조 내에서의 처리대상수의 흐름이 위 방향과 아래 방향이 공존할 수 있어야 한다. 즉, 처리대상수는 위 방향의 흐름 상태에서 스크린과 전처리여과부에 의한 처리를 거친 후 다시 아래 방향으로 흐름을 형성하여 상기 통공을 통해 상기 여과조의 하부로 유입되어야 한다. 상기 전처리조와 상기 여과조의 여재가 부상식이면서, 결과적으로 상기 전처리조와 상기 여과조 내부의 처리대상수가 위 방향 흐름을 가지면서, 자동 역세척 기능을 하게 된다.

상기 스크린(210)과 상기 전처리여과부(220)는 스크린장치(230)를 구성한다. 상기 스크린장치는 위에서 설명한 상기 전처리조 내에서의 물의 흐름을 형성하는 기능도 한다. 상기 스크린장치는 하단이 개방된 하우징(231)을 포함하고, 상기 스크린은 상기 하우징으로 내측으로 설치되고, 상기 전처리여과부는 상기 스크린의 상부에 위치하며, 상기 처리대상수가 위 방향 흐름을 형성하여 상기 스크린을 경과한 후 상기 전처리여과부에 의하여 여과된다. 상기 하우징(231)은 본 실시 예의 경우 육면체 형태를 취하고 있으나, 비점오염 처리시설의 현장 여건에 맞게 다양한 형태를 가질 수 있다.

상기 스크린장치(230)는 상기 전처리여과부를 통과한 처리대상수를 아래 방향으로 흐르도록 하여 상기 여과조로 유입시키는 유도관(232)을 더 포함하는데, 상기 전처리여과부를 통과한 처리대상수를 수평방향유도관(232b)으로 모아, 수직방향유도관(232c)으로 아래로 흐르게 한 후 상기 통공(203)을 통해 상기 여과조로 유입시키는 것이다. 이미 설명한 바와 같이 상기 비점오염 처리시설의 전처리조와 여과조는 격벽(202)에 의하여 분리되어 있고, 상기 격벽에는 통공(203)이 형성되어 있는데, 상기 유도관의 끝단(232a)은 상기 통공에 삽입 결합될 수 있다. 상기 수직방향유도관(232c)의 끝단(232a)이 다시 수평방향으로 꺾여 상기 통공(203)에 끼워져 결합, 고정되는 것이다.

상기 스크린장치(230)는 아래부터 위로 상기 스크린(210), 상기 전처리여과부(220) 및 상기 유도관(232)이 일체로 형성되는 스크린장치몸체(234)와 상기 전처리조바닥(201)으로부터 상기 스크린장치몸체를 이격시켜 고정하는 지지다리(233)로 구성되며, 상기 전처리조바닥과 상기 스크린장치몸체 사이의 이격 공간으로 상기 처리대상수가 유입된 후 위 방향으로 흐름을 형성하게 된다. 상기 스크린장치(230)는 모듈화된 일체식 스크린장치로서, 상기 지지다리, 상기 스크린장치몸체가 일체로 형성되어 상기 전처리조로부터 분리 가능하다. 상기 스크린장치(230)의 전처리여과부만을 교체하거나, 상기 전처리여과부 내의 전처리부상식여재만을 교체할 수도 있다.

상기 하우징(231)의 상부 일부는 개방되어 부상오염물질통과공(235)을 형성하는데, 상기 위 방향 흐름의 처리대상수의 부상오염물질은 상기 부상오염물질통과공을 경과하여 상기 전처리조의 상부로 이동하게 하기 위한 것이다. 즉 아래 방향 흐름의 장점인 부상오염물질을 원활하게 분리하여 여과조로 처리대상수를 유입도록 함과 아울러, 스크린의 폐색을 방지하기 위하여 상기 스크린장치(230)의 아래에서 위로 흐르는 처리대상수의 부상오염물질을 상기 전처리조의 상부로 부유토록 하기 위하여 상기 부상오염물질통과공을 형성하는 것이다.

이러한 기능을 원활하게 하기 위해서 상기 스크린(210)은 경사면을 형성하되, 위쪽이 상기 부상오염물질통과공(235) 방향으로 형성되어, 상기 부상오염물질이 상기 스크린을 미끄러져 상부로 뜸으로써 상기 스크린의 폐색을 방지하도록 할 수 있다. 또한, 상기 스크린의 망목(236)은 처리대상수 유입방향으로 일부 돌출되어 있되, 상기 처리대상수 흐름 방향과 같은 방향으로 형성되어 상기 부상오염물질에 의하여 상기 망목이 폐색되는 것을 방지한다. 상기 망목은 스크린에서 처리대상수가 통과하는 부분을 의미하며, 스크린의 종류에 따라 다양한 형태가 존재할 수 있다. 특히 금속재질의 스크린인 경우 프레스에 의하여 상기 망목을 위에서 설명한 형태로 형성할 수 있다.

본 발명은 특정한 실시 예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정하는 것은 아니다. 본 발명의 기술적 사상의 범주 내에서는 얼마든지 수정 및 변형 실시가 가능함은 물론이다.

10: 버림콘크리트
20: 안전사다리
30: 태양전지
40: 분전반
50: 유입관
60: 유출관
70: 정체수배출관
90: 맨홀
100: 비점오염 처리시설
V: 정체수공간
V1: 여과조역세척수공간
V2: 역세척수조역세척수공간
P1: 전처리조정체수배출펌프
P2: 여과조정체수배출펌프
P3: 역세척수펌프
200: 전처리조
201: 전처리조 바닥
210: 스크린
220: 전처리여과부
201: 전처리조 바닥
202: 제1 격벽
203: 통공
210: 스크린
220: 전처리여과부
230: 스크린장치
231: 하우징
232: 유도관
232a: 유도관의 끝단
233: 지지다리
234: 스크린장치몸체
235: 부상오염물질통과공
236: 망목
300: 여과조
302: 제2 격벽
303: 월류공
310: 여과부
320: 여과카트리지
330: 수평판
331: 카트리지거치공
332: 카트리지소켓
333: 걸림홈
341: 카트리지하우징
342: 유공관
342a: 노즐연장관
343: 외주확장부
344: 걸림돌출구
345: 변형막
346: 부력판
347: 부력판통공
348: 차단막
350: 여과조부상식여재공간
360: 카트리지뚜껑
361: 유수통공
361a: 외측통공
361b: 내측통공
361c: 지지살
363: 유지관리용 손잡이
400: 역세척수조
410: 여과수반송관

Claims (12)

1. 유입되는 처리대상수를 여과하는 여과조(300)를 포함하는 비점오염 처리시설(100)에 있어서,
   상기 여과조는 상향식으로 상기 처리대상수를 여과하는 여과부(310)를 구비하되, 상기 여과부는 수평판(330)을 포함하고, 상기 수평판(330)은 상기 여과조를 상하로 구획하되, 카트리지거치공(331)이 형성되어, 상기 상하로 구획된 여과조가 상기 카트리지거치공에 의하여 통하고,
   상기 카트리지거치공에는 여과카트리지(320)가 설치되되,
   상기 여과카트리지는 부상식여재가 위치하는 여과조부상식여재공간(350)이 형성되도록 내부공간을 가지는 망 형태의 카트리지하우징(341)을 포함하고,
   상기 여과카트리지에는 유수통공(361)이 형성되어,
   상기 부상식여재에 의하여 여과된 여과수가 상기 유수통공(361)을 통하여 유출되는 것을 특징으로 하는
   비점오염 처리시설.
   
2. 제1 항에 있어서,
   상기 카트리지하우징 내부에 위치하여, 부상식여재의 유출을 막고 처리대상수를 유출시키는 유공관(342)을 더 포함하되, 상기 유공관은 상기 유수통공에 연결된 것을 특징으로 하는
   비점오염 처리시설.
   
3. 제2 항에 있어서, 상기 카트리지하우징에는 역세척수 배관이 연결되어 상기 카트리지하우징 내인 상기 여과조부상식여재공간의 여재를 상기 역세척수 배관으로 역세척하는 것을 특징으로 하는
   비점오염 처리시설.
   
4. 제2 항에 있어서,
   상기 비점오염 처리시설은 역세척수조(400)를 더 포함하되,
   상기 여과조에서 여과된 여과수는 상기 역세척수조로 유입되고, 상기 역세척수조에는 일부 여과수가 잔류하고,
   상기 역세척수조의 하부에는 역세척수펌프(P3)가 설치되며, 상기 역세척수펌프는 상기 여과수를 상기 여과조로 반송하여 상기 여과부를 역세척하되,
   상기 역세척수펌프에는 여과수반송관(410)이 연결되고, 상기 여과수반송관은 상기 여과조 내로 연결되어 상기 역세척수조의 여과수를 상기 여과부의 역세척수로 반송하며, 상기 여과수반송관은 상기 카트리지하우징에 연결되어, 상기 여과수반송관에 의하여 반송되는 여과수가 상기 카트리지하우징 내의 부상식여재를 역세척하는 것을 특징으로 하는
   비점오염 처리시설.
   
5. 제3 항에 있어서,
   상기 역세척수 배관과 연결되어, 상기 역세척수 배관으로부터 유입되는 역세척수로 상기 카트리지하우징 내의 부상식여재를 역세척할 수 있도록,
   상기 카트리지하우징 내부로 길게 연장되는 노즐연장관(342a)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비점오염 처리시설.
   
6. 제5 항에 있어서,
   상기 노즐연장관은 상기 유수통공을 통하여 상기 유공관 내부로 연장되어, 수처리 시에는 상기 유공관과 상기 유수통공을 통하여 여과수가 상기 여과카트리지 상부로 배출되고, 역세척 시에는 상기 유수통공과 상기 노즐연장관을 통하여 상기 카트리지하우징 내의 부상식여재를 역세척하는 것을 특징으로 하는
   비점오염 처리시설.
   
7. 제6 항에 있어서,
   상기 유수통공은 이중통수구조이고,
   상기 이중통수구조는, 외측통공(361a)과 상기 외측통공 내부의 내측통공(361b)이 형성되어 있되, 상기 내측통공(361b)은 상기 외측통공(361a)과 지지살(361c)로 연결되어 있고,
   상기 외측통공은 상기 유공관과 연결되고,
   상기 내측통공은 상기 노즐연장관과 한쪽이 연결되고 다른 한쪽이 상기 역세척수 배관에 연결되어,
   수처리 시에는 상기 유공관과, 상기 외측통공을 통하여 여과수가 배출되고,
   역세척 시에는 상기 역세척수 배관에서 유입되는 역세척수가 상기 내측통공과 노즐연장관을 통해 상기 카트리지하우징 내부로 분사되는 것을 특징으로 하는
   비점오염 처리시설.
   
8. 제1 항에 있어서,
   상기 여과카트리지 내에는 부상식여재는, 상기 여과부의 역세척 시 상기 여과카트리지에 역세척수가 여과 시와는 반대방향으로 흐름을 형성하여 역세척을 하고,
   상기 카트리지하우징은 변형막(345)을 더 포함하되, 상기 변형막은 물의 흐름에 따라 유동하는 재질이고, 수처리 시에 물의 흐름에 따라 상기 변형막은 상기 카트리지하우징 내측으로 볼록하게 변형이 되어 상기 여과조부상식여재공간의 부피를 줄이는 것을 특징으로 하는
   비점오염 처리시설.
   
9. 제8 항에 있어서,
   상기 비점오염 처리시설 내의 정체수공간(V)에 정체수가 잔존하며,
   상기 정체수공간의 정체수는 상기 수평판에 의하여 구획된 여과조 중 하부는 처리대상수이고, 상기 수평판에 의하여 구획된 여과조 중 상부인 여과조역세척수공간(V1)에는 여과수가 잔류하여, 상기 여과부(310)의 역세척 시 상기 여과조역세척수공간(V1)의 여과수가 역세척수로 이용되는 것을 특징으로 하는
   비점오염 처리시설.
   
10. 제9 항에 있어서,
    상기 여과조의 앞에 전처리조를 더 포함하되, 상기 전처리조에는 스크린장치가 설치되고,
    상기 스크린장치는 상기 전처리조 내의 처리대상수의 흐름이 상향흐름과 하향흐름이 가능하도록, 처리대상수를 아래 방향으로 흐르도록 하여 상기 여과조로 유입시키는 유도관(232)을 포함하고, 상기 유도관의 끝단(232a)은 상기 통공에 삽입 결합되는 것을 특징으로 하는
    비점오염 처리시설.
    
11. 제10 항에 있어서,
    상기 스크린장치에는 스크린(210) 및 전처리여과부(220)가 설치되고, 상기 전처리조 내의 처리대상수가 위 방향으로 흐름을 형성하여 상기 스크린과 상기 전처리여과부를 통과하고, 상기 전처리여과부를 통과한 처리대상수는 아래 방향 흐름을 형성한 후 상기 통공을 통해 상기 여과조의 하부로 유입되며,
    상기 스크린장치는 하단이 개방된 하우징(231)을 포함하고, 상기 스크린은 상기 하우징의 내측에 설치되고, 상기 전처리여과부는 상기 스크린의 상부에 위치하며,
    상기 스크린장치는 스크린장치몸체(234)와 전처리조바닥(201)으로부터 상기 스크린장치몸체를 이격시켜 고정하는 지지다리(233)를 포함하여 이루어져,
    상기 전처리조바닥과 상기 스크린장치몸체 사이로 상기 처리대상수가 유입된 후 위 방향 흐름을 형성하되, 상기 하우징의 상부 일부는 개방되어 부상오염물질통과공(235)을 형성하고,
    상기 위 방향 흐름의 처리대상수의 부상오염물질이 상기 부상오염물질통과공을 경과하여 상기 전처리조의 상부로 이동할 수 있도록, 상기 스크린은 위쪽이 상기 부상오염물질통과공 방향으로 경사면이 형성되어 상기 부상오염물질이 상기 스크린을 미끄러져 상부로 뜸으로써 상기 스크린의 폐색을 방지하는 것을 특징으로 하는
    비점오염 처리시설.
    
12. 제1 항의 유수통공이 형성된 여과카트리지.

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