KR20220111645A - 와류 및 여과형 비점오염원 처리장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 와류 및 여과형 비점오염원 처리장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 우천시 초기 우수에 포함된 비점오염원의 하천 유입을 방지하기 위해 우천시 유입되는 비점오염물질들을 침전조에서 토사나 조대물등을 침적시키고, 와류조에서 우수에 와류를 발생시켜 부유물질과 고형 이물질을 분리 처리하며, 여과조에서 우수에 포함된 나머지 부유물이나 유기물질 등을 제거하여 하천 또는 호소로 방류시킴으로써 수질오염을 억제하는 와류 및 여과형 비점오염원 처리장치에 관한 것이다.
본 발명은 우천시 유입되는 우수의 유입속도나 유입 에너지를 감소시키지 않고 와류조로 도입하여 와류를 발생시켜 부유물질과 고형 이물질을 분리 처리함으로써 기계적인 교반장치없이 무동력으로 우수를 교반하여 부유물질과 고형 이물질 등의 협잡물을 제거하는 효과가 있다.
또한 본 발명은 와류 분리기에서 일차로 부유물질과 고형 이물질을 분리한 후 침전조로 배출하여 저장하고, 침전조에 저장된 일차 처리된 우수를 다시 와류 분리기로 반입시켜 이차로 부유물질과 고형 이물질을 분리하여 여과조로 배출함으로써 와류 분리기의 분리 효율을 향상시켜 와류 분리기의 하류에 설치되는 여과조의 여과 필터의 부담을 완화하는 효과가 있다.
또한 본 발명은 여과조에 배출되는 와류조의 배출수가 여과조의 여과필터에 균등하게 분배되게 하는 분배수단을 구비함으로써 여과조의 여과필터가 전 면적에 대하여 균등하게 와류조의 배출수를 여과하여 전체 여과필터의 여과 효율을 향상하는 효과가 있다.

Description

와류 및 여과형 비점오염원 처리장치{A non-point source pollution treatment facility with swirling and filetring device}
본 발명은 와류 및 여과형 비점오염원 처리장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 우천시 초기 우수에 포함된 비점오염원의 하천 유입을 방지하기 위해 우천시 유입되는 비점오염물질들을 침전조에서 토사나 조대물등을 침적시키고, 와류조에서 우수에 와류를 발생시켜 부유물질과 고형 이물질을 분리 처리하며, 여과조에서 우수에 포함된 나머지 부유물이나 유기물질 등을 제거하여 하천 또는 호소로 방류시킴으로써 수질오염을 억제하는 와류 및 여과형 비점오염원 처리장치에 관한 것이다.
일반적으로 오염원은 크게 점오염원과 비점오염원으로 구별되며, 이 중 공장, 하수처리장, 건축물·축사 등과 같이 일정한 지점으로 오염물을 배출하는 점오염물질 이외에 비점오염원은 강우시 불특정하게 오염물질을 배출하는 도시, 도로, 농지, 산지 등의 지역에서 발생하는 부유물질과 토사 등의 오염물질 등이 우수관로를 통해 하천 또는 호소 등으로 방류되는 부유 또는 용존된 오염물질들이 지표면에 노출되어 우수에 쓸려 하수관으로 유입되는 오염원으로 강우 초기에 발생량이 집중되는 특성이 있다.
특히, 이와 같은 초기 우수에 포함된 비점오염원이 공공 수역으로 유입될 경우 하천 및 호소의 오염을 유발시키며, 또한 지하로 침투되어 지하수자원의 오염을 유발시키는 하나의 요인이 된다.
따라서 초기 우수와 함께 유입되는 오염물질은 처리 제거과정을 거쳐 배출수역으로 배출되어야 하며, 이에 초기 우수와 함께 유입되는 오염물질을 처리하는 종래의 초기 비점오염을 제거하기 위해서 사용되는 장치는 자연형 시설(저류지, 인공습지, 침투시설), 장치형 시설(여과시설, 와류형 시설, 스크린형 시설, 응집·침전 처리형 시설, 생물학적 처리형 시설), 기타 시설 등이 있다.
그러나 자연형 시설중 저류지시설과 인공습지시설은 설비면적이 크게 요구되는 것은 물론 오염물질의 처리효율이 낮고, 오염수가 부패하여 냄새를 유발하며, 여름철에는 모기, 파리 등의 해충이 발생하고, 도심지역에 적용하기에는 문제점이 있다.
또한, 장치형 시설 중 침투시설은 토사, 부유물질 등이 폐쇄현상을 일으켜 공극의 막힘 현상으로 처리효율이 급속히 저하되고 지하로 침투되어 지하수 오염을 야기하는 큰 단점이 있다.
또한, 장치형 시설중 여과형 또는 와류형 시설만 단독으로 사용하는 초기에는 부유물질 및 토사를 일정부분 제거할 수 있으나 장기간 사용할수록 용존성 오염물질의 처리효율이 낮고 퇴적된 침전물인 슬러지처리의 구조적 문제점이 있다. 왜냐하면, 종래의 와류 방식은 침전물질은 제거가 가능하나 부유물질의 제거가 어려움이 있으며, 특히 강우로 인해 반응조로 초기 우수가 유입될 경우 그동안의 강우로 인해 축적된 침전물이 와류를 통해 재부상하여 반응조를 빠져나감에 따라 이로 인한 수처리 효율이 저하되는 문제점이 있다.
그리고 여과방식은 원심력방식에 비하여 입자상 물질을 제거하는 데 효과적이지만 급속침전이 어렵기 때문에 장치의 소요용량이 크고, 초기우수가 유입될 때 기존의 침전물이 재부상하는 문제점이 여전하므로 이로 인해 수처리 효율이 저하되는 문제점이 발생한다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 등록특허 제10-1545538호(선행기술) 는 도 1에 도시된 바와 같이, 미세 부유물질을 포함하는 유입수를 수용하며, 전기적으로 구동하는 제1믹싱모터와, 제1믹싱모터에 의해 회전하는 제1믹싱 휠을 구비하는 유입수 저류조와, 유입수 저류조와 제1공급 배관으로 연결되어 유입수 저류조로부터 제공된 유입수를 수용하되, 수위조절센서를 이용하여 수위를 측정하여 기설정된 수위보다 측정된 수위가 낮을 경우 유입수 저류조 내에 설치된 수중펌프를 가동시켜 유입수를 공급 받으며, 전기적으로 구동하는 제2믹싱모터와, 제2믹싱모터에 의해 회전하는 제2믹싱 휠을 구비하는 반류수 저류조와, 반류수 저류조의 하부로부터 연결된 제2공급배관에 장착된 원심펌프의 가동에 따라 반류수 저류조에 수용된 유입수를 공급받는 동시에, 필요한 농도의 응집제를 주입 받아 유입수를 고속 응집, 응결하여 여과하는 하이드로사이클론과, 하이드로사이클론에 필요한 농도의 응집제를 주입하는 응집제 주입장치와, 하이드로사이클론의 하측에 연결된 하부포트를 통해 응집제가 함유된 하부배출수를 회수하여 반류수 저류조의 상부로 다시 공급하는 하부배출수 이송배관 및 하부배출수 공급배관과, 하이드로사이클론의 상측에 연결된 상부유출수 공급배관을 통해 하이드로사이클론으로부터 유출수를 공급받아 여과하는 상향류식 여과장치를 포함하는 하이브리드형 상향류식 여과장치를 이용한 강우 유출수 처리시스템을 개시하고 있다.
그러나 선행기술은 우수 처리를 위한 유입수 저류조와 반류수 저류조가 유입수 교반을 위하여 전기 믹싱모터와 믹싱휠을 사용하므로 우수 처리를 위한 설비나 장치가 복잡하고 유지 관리비가 증가하는 문제가 있고, 하이드로사이클론에 공급되는 우수도 펌프를 사용하며 하이드로사이클론에서 우수를 한차례만 처리하므로 하이드로사이클론에서 배출되는 우수가 미세 부유물을 다량 함유하는 문제가 있고, 하이드로사이클론의 배출 우수가 포함하는 미세 부유물을 처리하기 위하여 상향류식 여과장치에 부하가 많이 걸리고 유지보수가 어려운 문제가 있다.
선행기술: 등록특허 제10-1545538호
본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 기계적인 교반장치없이 무동력으로 우수를 교반하여 설비를 간소화하고 유지관리비를 감소하는 것을 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 우수의 부유물이나 협잡물을 제거하는 와류 분리기의 분리 효율을 향상시켜 와류 분리기의 하류에 설치되는 여과장치의 여과 부담을 완화하는 것을 기술적 과제로 한다.
또한 본 발명은 여과장치에 공급되는 우수의 분포를 균일하게 하여 여과장치 전체의 여과 효율을 균등하게 하는 것을 기술적 과제로 한다.
일실시예에 따른 본 발명의 와류 및 여과형 비점오염원 처리장치는 침전조(100)와, 와류조(200)와, 여과조(300)를 포함하고,
상기 침전조(100)는 침전조(100) 상부에 설치되는 우수 유입관(110)과; 협잡물 스크린(210)에서 걸려지는 고형 이물질이 상기 침전조(100)로 투입되는 협잡물 투입구(191)와; 협잡물 투입구(191)에서 투입된 고형 이물질을 침전조 바닥에 수집하는 침전부(130)와, 와류조(200)에서 배출되는 비중이 큰 이물질 및 배출수가 상기 침전조(100)로 투입되도록 제1격벽(190)에 형성되는 이물질 배출구(195)와; 와류조(200)의 배출수를 다시 와류조(200)의 와류 분리기(230)로 배출하도록 격벽(190)에 형성되는 침전조 배출구(192)를 포함하고,
상기 와류조(200)는 우수의 대형 이물질을 거르는 협잡물 스크린(210)과; 협잡물 스크린(210)에서 배출되는 우수를 선회시켜 우수 중의 비중이 큰 토사류나 고형 이물질 및 비중이 작은 오일이나 부유물질을 비중의 차이에 의해 분리하는 와류 분리기(230)와; 와류 분리기(230)에 의해 분리된 비중이 큰 이물질 및 일부 우수를 침전조(100)로 배출하는 이물질 배출관(231)과; 와류 분리기(230)에 의해 분리된 비중이 작은 오일이나 부유물질 및 일부 우수를 여과조(300)로 배출하는 와류 배출관(232)과; 침전조 배출구(192)를 통해 배출되는 침전조(100)의 와류조 배출수를 다시 와류 분리기(230)로 도입하는 침전조 배출관(194)을 포함하며,
상기 협잡물 스크린(210)에서 걸러지는 대형 이물질은 최소한 이물질 배출관(231)의 직경보다 큰 것이 특징이다.
또한 본 발명은 협잡물 스크린(210)을 통과한 우수 유입관(110)의 우수를 선회시켜 와류를 형성시키는 와류 유도부(220)와, 와류 유도부(220)의 와류 유도부 배출관(221)을 통해 우수를 선회시켜 와류 분리기(230)로 도입하는 것이 특징이다.
또한 본 발명은 침전조(100)의 와류조 배출수를 다시 와류 분리기(230)로 도입하는 침전조 배출관(194) 및 상기 와류 유도부 배출관(221)이 와류 분리기(230)로 도입되는 방향이 동일하게 와류 분리기(230) 일측에 경사지게 설치되어 와류 분리기(230)가 선회류를 발생하는 것을 더욱 촉진하는 것이 특징이다.
또한 본 발명은 와류 분리기(230) 내부에 배치되는 와류 배출관(232) 단부에는 주름관(233)이 형성되고 주름관(233)에는 주름관 부력체(234)가 부착되어, 주름관(233)이 와류 분리기(230)의 수면 높이에 따라 상하 유동하는 것이 특징이다.
또한 본 발명은 침전조(100)의 제1격벽(190)에 형성된 침전조 배출구(192)에 부력식 개폐장치(150)가 설치되어 침전조의 우수를 와류 분리기(230)로 재공급하는 것이 특징이다.
또한 본 발명은 여과조(300)는 여과조(300) 상부에 배치되어 와류조(200)의 배출 우수를 저장하는 분배 탱크(310)와; 분배 탱크(310) 하부에 설치되어 분배 탱크(310)에서 배출되는 우수를 정화하는 여과 필터(320, 330);를 포함하며, 상기 분배 탱크(310)는 제2격벽(290)의 와류 배출관(232)과 연결되는 분배관(311)을 구비하며, 분배 탱크(310)의 바닥면에는 하부의 여과 필터(320, 330)로 우수를 배출하는 분배탱크 배수구(313)들이 형성되는 것이 특징이다.
또한 본 발명은 상기 분배 탱크(310)의 분배관(311)은 와류 배출관(232)과 연결된 연결부(315)에서 좌우로 분배 탱크(310) 전체 폭에 걸쳐 설치되고, 분배관(311) 전체에 걸쳐 분배공(312)이 형성되되 와류 배출관(232)의 연결부(315)와 근접할수록 분배공(312)의 직경이 작고 와류 배출관(232)의 연결부와 멀어질수록 분배공(312)의 직경이 커지도록 형성되는 것이 특징이다.
본 발명은 우천시 유입되는 우수의 유입속도나 유입 에너지를 감소시키지 않고 와류조로 도입하여 와류를 발생시켜 부유물질과 고형 이물질을 분리 처리함으로써 기계적인 교반장치없이 무동력으로 우수를 교반하여 부유물질과 고형 이물질 등의 협잡물을 제거하는 효과가 있다.
또한 본 발명은 와류 분리기에서 일차로 부유물질과 고형 이물질을 분리한 후 침전조로 배출하여 저장하고, 침전조에 저장된 일차 처리된 우수를 다시 와류 분리기로 반입시켜 이차로 부유물질과 고형 이물질을 분리하여 여과조로 배출함으로써 와류 분리기의 분리 효율을 향상시켜 와류 분리기의 하류에 설치되는 여과조의 여과 필터의 부담을 완화하는 효과가 있다.
또한 본 발명은 여과조에 배출되는 와류조의 배출수가 여과조의 여과필터에 균등하게 분배되게 하는 분배수단을 구비함으로써 여과조의 여과필터가 전 면적에 대하여 균등하게 와류조의 배출수를 여과하여 전체 여과필터의 여과 효율을 향상하는 효과가 있다.
도 1은 종래의 하이브리드형 상향류식 여과장치를 이용한 강우 유출수 처리시스템를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 와류 및 여과형 비점오염원 처리장치의 측면도 를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 와류 및 여과형 비점오염원 처리장치의 평면도를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 와류배출관 단부의 부력식 주름관에 관한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 부력식 개폐장치의 개념도에 관한 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으며 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 비점오염원 처리장치는 각종 오염물질이 쌓인 도로나 지면 등의 지표면에서 발생하는 비점오염원, 산업단지 조성, 공항의 건설, 관광단지의 개발, 산지의 개발 등 개발사업의 공사 중 또는 완료 후 발생하는 비점오염원을 처리하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 비점오염원 처리장치는 크게 침전조(100)와, 와류조(200)와, 여과조(300)와, 역세수조(400)를 포함하고, 내부가 중공인 사각형 또는 원통형으로 형성되며, 일정 두께의 콘크리트, 강화플라스틱, 폴리에틸렌 등의 재질로 이루어진다.
본 발명의 침전조(100)는 우수 중에 포함된 크기가 큰 고형 이물질 등의 협잡물을 수집하고, 또한 와류조(200)에서 배출되는 비중이 큰 이물질 및 배출수를 저장하기 위한 것으로, 상부에 덮개(111)가 장착된다.
상기 침전조(100)는 우수를 와류조(200)의 협잡물 스크린(210)으로 배출하도록 침전조(100) 상부에 설치되는 우수 유입관(110)과, 협잡물 스크린(210)에서 걸려지는 크기가 큰 고형 이물질 등의 협잡물이 상기 침전조(100)로 투입되도록 제1격벽(190)에 형성되는 협잡물 투입구(191)와, 협잡물 투입구(191)에서 투입된 크기가 큰 고형 이물질 등의 협잡물을 침전조 바닥에 수집하는 침전부(130)와, 와류조(200)의 와류 분리기(230)에서 배출되는 비중이 큰 이물질 및 배출수가 상기 침전조(100)로 투입되도록 제1격벽(190)에 형성되는 이물질 배출구(195)와, 와류조(200)의 배출수를 다시 와류조(200)의 와류 분리기(230)로 배출하도록 격벽(190)에 형성되는 침전조 배출구(192)를 포함한다.
특히 본 발명의 침전조(100)는 침전조 배출구(192)가 부력식 개폐장치(150)에 의하여 침전조(100)에 유입된 와류조(200)의 배출수 수위에 따라 개방 면적이 조절된다.
그리고, 본 발명의 침전조(100) 바닥에는 협잡물 투입구(191)에서 투입되는 대형 이물질을 수집하는 침전부(130)와, 협잡물 투입구(191)에서 투입된 대형 이물질을 침전부(130)로 안내하는 경사면(120)이 형성된다.
또한 본 발명의 침전부(130)에 수집된 대형 이물질은 미리 침전부(130)에 설치된 수집망(140)에 포집되어, 침전부(130)의 대형 이물질을 제거하는 경우에 덮개(111)를 개방한 후 수집망(140)과 연결되는 인출로프(141)를 위에서 인출하여 수집망(140) 및 수집망의 이물질을 침전조(100) 외부로 수거할 수 있다.
다음으로 본 발명의 와류조(200)에 대하여 설명하면, 와류조(200)는 우수 유입관(110)에서 배출된 우수의 대형 이물질을 침전조(100) 하부로 배출하도록 와류조(200) 상부에 설치되는 협잡물 스크린(210)과, 협잡물 스크린(210)을 통과한 우수 유입관(110)의 우수를 선회시켜 와류를 형성시키는 와류 유도부(220)와, 와류 유도부(220)의 와류 유도부 배출관(221)을 통해 도입된 우수를 선회시켜 우수 중의 비중이 큰 토사류, 고형 이물질 및 비중이 작은 오일, 부유물질을 비중의 차이에 의해 분리하는 와류 분리기(230)와, 와류 분리기(230)에 의해 분리된 비중이 큰 이물질 및 일부 우수를 침전조(100)로 배출하는 이물질 배출관(231)과, 와류 분리기(230)에 의해 분리된 비중이 작은오일, 부유물질 및 일부 우수를 여과조(300)로 배출하는 와류 배출관(232)과, 침전조 배출구(192)를 통해 배출되는 침전조(100)의 와류조 배출수를 다시 와류 분리기(230)로 도입하는 침전조 배출관(194)을 포함한다.
본 발명의 와류조(200)에서 협잡물 스크린(210)은 우수 유입관(110)에서 배출된 우수에 포함된 대형 이물질을 침전조(100) 하부로 배출하도록 침전조(100)의 협잡물 투입구(191)를 향해 경사지게 설치되고, 협잡물 스크린(210)의 구멍을 통해 우수 유입관(110)의 우수가 협잡물 스크린(210) 하부에 설치된 와류 유도부(220)로 유입된다.
와류 유도부(220)는 유입된 우수의 운동에너지 및 위치에너지를 최대한 활용하여 와류를 형성하도록 내부에 선형 유도날개를 추가로 구비할 수 있고, 형성된 와류를 와류 분리기(230)로 도입하는 와류 유도부 배출관(221)이 도 3과 같이 와류 분리기(230) 일측에 경사지게 설치되어 와류 분리기(230)가 선회류를 발생하는 것을 더욱 촉진시킨다.
또한 침전조(100)의 와류조 배출수를 다시 와류 분리기(230)로 도입하는 침전조 배출관(194)도 도 3과 같이 와류 유도부 배출관(221)이 와류 분리기(230)로 도입되는 방향과 동일하게 와류 분리기(230) 일측에 경사지게 설치되어 와류 분리기(230)가 선회류를 발생하는 것을 더욱 촉진시킨다.
그리고 본 발명의 와류 분리기(230)에서 선회류에 의해 와류 분리기(230)의 중앙 수면으로 분리된 비중이 작은 오일, 부유물질 등은 우수와 함께 와류 배출관(232)에 의해 여과조(300)로 배출되어 추가로 여과되는 과정을 거친다.
또한 본 발명의 와류 배출관(232)에는 와류 분리기(230)의 우수를 흡인하여 배출하는 와류 배출펌프(240)를 추가로 설치할 수 있다.
그리고 본 발명의 와류 분리기(230)는 중심이 일측에 치우친 비대칭형상의 깔때기 형상을 하여 우수의 선회력을 더 증가시킬 수 있다.
이때 와류 분리기(230) 내부에 배치되는 와류 배출관(232) 단부에는 도 4와 같이 주름관(233)이 형성되고 주름관(233)에는 주름관 부력체(234)가부착되어, 주름관 부력체(234)가 와류 분리기(230)의 수면 높이에 따라 상하 유동하면 주름관(233)도 같이 상하로 유동하므로, 와류 분리기(230) 내부의 우수 수위에 상관없이 비중이 작은 협잡물들이 와류 배출관(232)으로 확실하게 여과조(300)로 배출될 수 있다.
이와 같이 본 발명의 와류 분리기(230)는 와류 유도부 배출관(221)으로 도입된 우수에서 일차로 부유물질과 고형 이물질을 분리한 후 침전조로 배출하여 저장하고, 침전조에 저장된 일차 처리된 우수를 침전조 배출관(194)을 통해 다시 와류 분리기로 반입시켜 이차로 부유물질과 고형 이물질을 분리하여 여과조(300)로 배출함으로써 와류 분리기의 분리 효율을 향상시켜 우수의 탁도나 부유물 밀도를 감소시키고, 와류 분리기의 하류에 설치되는 여과조(300)의 여과 필터(320, 330)의 부담을 완화하는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 협잡물 스크린(210)이 우수에 포함된 대형 이물질을 침전조(100) 하부로 미리 배출시키므로 대형 이물질로 인하여 와류 유도부 배출관(221)이나 와류 유도부 배출관(221)이 대형 이물질로 인하여 폐쇄되는 것을 방지하는 효과도 있다.
다음에는 도 5의 부력식 개폐장치(150)에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명의 부력식 개폐장치(150)는 침전조의 우수를 와류 분리기(230)로 재공급하기 위한 것으로, 침전조의 제1격벽(190)에 형성된 침전조 배출구(192)에 설치된다.
상기 부력식 개폐장치(150)는 개폐문(151)에 부력체(152)가 설치되고,개폐문(151)의 좌우 양측에는 연결바(153)이 부착되며, 연결바(153)와 결합하는 가이드 홈(155)을 구비한 가이드 바(154)가 제1격벽(190)에 설치되도록 구성된다.
이와 같은 상기 부력식 개폐장치(150)는 부력체(152)가 침전조의 우수 수위에 따라 상하로 유동하면 개폐문(151)이 좌우 양측의 가이드 바(154)에 의해 상하로 승하강을 함에 따라 침전조 배출구(192)에서 배출되는 우수와 와류 분리기(230)의 낙차가 변경된다.
즉, 침전조의 우수 수위가 높은 경우에는 개폐문(151)이 상승하여 침전조 배출구의 우수 배출 높이가 높아져서 우수의 위치에너지가 커지고, 침전조의 우수 수위가 낮은 경우에는 개폐문(151)이 하강하여 침전조 배출구의 우수 배출 높이가 낮아져서 우수의 위치에너지가 작아진다.
상기 부력식 개폐장치(150)가 이와 같이 작동함으로써 침전조의 우수 저장량이 많은 경우에는 우수의 위치 에너지를 크게 하여 와류 분리기(230)의 분리 효율을 증가할 수 있고, 침전조의 우수 저장량이 작아 침전조의 수위가 낮아도 우수를 와류 분리기(230)로 배출할 수 있어, 강우량 변동이나 침전조의 수위 변동이 커도 항상 침전조의 우수를 와류 분리기(230)로 공급하여 우수의 이물질 분리 효율을 향상시킬 수 있다.
그리고, 본 발명은 침전조 배출구(192)에 미세 이물질을 추가로 필터링할 수 있는 스크린(193)을 설치하여 와류 분리기(230)로 재공급되는 우수의 이물질을 제거할 수도 있다.
또한, 본 발명은 개폐문(151)의 개폐를 위와 같은 부력장치를 사용하지 않고, 별도의 수위센서(156) 및 구동모터를 구비하는 개폐문(151)의 구동장치를 이용하여 침전조의 수위에 따라 개폐문(151)의 개방 높이를 조절할 수도 있다.
다음으로 본 발명의 여과조(300)에 대하여 설명하면, 여과조(300)는 와류조(200)에서 배출되는 미세 이물질 등이 포함된 우수를 추가로 여과하기 위한 것으로, 내부가 일정 공간을 갖도록 형성된다.
본 발명의 여과조(300)는 여과조(300) 상부에 배치되어 와류조(200)의 배출 우수를 저장하는 분배 탱크(310)와, 분배 탱크(310) 하부에 설치되어 분배 탱크(310)에서 배출되는 우수를 정화하는 여과 필터(320, 330)를 포함한다.
상기 분배 탱크(310)는 내부의 일정 공간을 갖는 사각형 통체이고, 제2격벽(290)의 와류 배출관(232)과 연결되는 분배관(311)을 구비하며, 분배 탱크(310)의 바닥면에는 하부의 여과 필터(320, 330)로 우수를 배출하는 분배탱크 배수구(313)들이 형성된다.
도 3에 도시한 바와 같이 상기 분배 탱크(310)의 분배관(311)은 와류 배출관(232)과 연결된 연결부(315)에서 좌우로 분배 탱크(310) 전체 폭에 걸쳐 설치되고, 분배관(311) 전체에 걸쳐 분배공(312)이 형성되되 와류 배출관(232)의 연결부(315)와 근접할수록 분배공(312)의 직경이 작고 와류 배출관(232)의 연결부와 멀어질수록 분배공(312)의 직경이 커지도록 형성된다.
또한 분배 탱크(310)의 바닥면에 형성되는 분배탱크 배수구(313)들도 연결부(315)와 근접할수록 분배탱크 배수구(313)의 직경이 작고 와류 배출관(232)의 연결부와 멀어질수록 분배탱크 배수구(313)의 직경이 커지도록 형성된다.
이와 같이 분배 탱크(310)의 분배공(312)들의 직경을 와류 배출관(232)의 연결부(315)와 멀어질수록 커지도록 함으로써 와류 배출관(232)의 연결부(315)과 근접한 부분에서 우수의 유압이 강하여 유량이 많이 배출되고 와류 배출관(232)의 연결부(315)와 먼 부분에서 우수의 유압이 약하여 유량이 감소하여 배출되는 것을 방지하여 분배 탱크(310)의 폭 방향으로 우수가 균일하게 유입되도록 할 수 있다.
또한 분배 탱크(310)의 분배탱크 배수구(313)들의 직경을 와류 배출관(232)의 연결부(315)와 멀어질수록 커지도록 함으로써 와류 배출관(232)의 연결부(315)와 근접한 부분에서 우수의 유압이 강하여 유량이 많이 배출되고 와류 배출관(232)의 연결부(315)와 먼 부분에서 우수의 유압이 약하여 유량이 감소하여 배출되는 것을 방지하여 분배 탱크(310)의 아래에 위치한 여과 필터(320, 330)들에 우수가 균일하게 유입되도록 할 수 있다.
이와 같이 여과 필터(320, 330)들에 우수가 균일하게 유입되도록 함으로써 여과 필터(320, 330)들의 전체 면적이 고르게 우수를 여과할 수 있어 여과 필터(320, 330)들의 여과 효율을 향상하고 여과 필터(320, 330)들의 부분적 오염이나 부분적인 폐색 현상을 방지할 수 있다.
본 발명의 여과 필터(320, 330)들은 유입된 우수에 포함된 잔류 부유물을 제거하기 위한 여재가 충전된 제1여과필터(320)와, 상기 제1여과필터(320)를 통과한 우수로부터 유기성 물질을 흡착하는 여재가 충전된 제2여과필터(320)가 상부에서부터 아래로 순차적으로 배치된다.
본 발명에서 제1여과필터(320)는, 비직조 섬유사 여재를 스테인레스 그물망 상자에 무작위로 고밀도로 충전하여 와류 분리기에서 처리가 곤란한 보다 미세한 부유물 등을 제거할 수 있게 한다.
본 발명에서 제2여과필터(320)는 제올라이트를 스테인레스 그물망 상자에 충전하여 우수중의 유분이나 금속성분을 흡착제거할 수 있다.
또한 필요하다면, 상기 제2여과필터(320)를 통과한 우수로부터 중금속이나 암모니아성 질소와 같은 오염물질을 추가로 제거하는 여과필터들이 더 배치될 수 있다.
이와 같은 과정을 통해 여과된 우수는 제3격벽(390)의 여과조 배출구(391)를 통해 역세수조(400)로 배출된다.
본 발명의 역세수조(400)는 여과조(300)에서 배출된 우수를 저장하기 위한 내부 공간을 형성하고, 내부에 역세 펌프(410)를 설치하여 역세수조의 정화된 우수를 역세수관(411)을 통해 여과조(300)의 여과필터들의 저면으로 공급하여 여과필터들을 상향류식으로 세척한다.
또한 역세수조(400)의 정화된 우수는 역세수 배수관(500)을 통해 외부로 배출될 수 있고, 배수를 위한 배수 펌프(510)가 추가될 수 있다.
그리고 본 발명의 침전조(100), 와류조(200), 여과조(300), 역세수조(400) 하부에는 잔류수의 비상 배수나 유지 보수를 위하여 배수밸브(611)가 설치된 비상 배수구(610)들이 형성되어 비상 배출관(600)을 통하여 각 조의 잔류수를 외부로 유출할 수 있다.
이때 비상 배출관(600)의 배수를 위하여 별도의 펌프가 설치될 수 있으나, 도 2와 같이 역세수조(400)의 배수관(500)과 비상 배출관(600)의 연결부위에 삼방밸브(520)를 설치하여, 역세수조(400)의 배수 펌프(510)를 공용으로 사용하되 삼방밸브(520)로 역세수조(400)의 배수 또는 비상 배출관(600)의 배수를 선택적으로 수행할 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시 예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량할 수 있음이 명백하다.
100: 침전조 110: 유입관
111: 덮개 120: 경사면
130: 침전부 140: 수집망
141: 인출로프 150: 부력식 개폐장치
151: 개폐문 152: 부력체
153: 연결바 154: 가이드바
155: 가이드홈 156: 수위센서
190, 290, 390, 490: 제1격벽~제4격벽
191: 협잡물투입구
192: 침전보 배출구 193: 스크린
194: 침전조 배출관 195: 이물질 배출구
200: 와류조 210: 협잡물 스크린
220: 와류 유도부 221: 와류 유도부 배출관
230: 와류 분리기 231: 이물질 배출관
232: 와류 배출관 233: 주름관
234: 주름관 부력체 240: 와류 배출 펌프
300: 여과조 310: 분배탱크
311: 분배관 312: 분배공
313: 분배탱크 배수구 315: 연결부
320: 제1여과필터 330: 제2여과필터
391: 여과조 배출구
400: 역세수조 410: 역세펌프
411: 역세수관 491: 역세수조 배출구
500: 역세수 배출관 510: 배수펌프
520: 삼방밸브 600: 비상배출관
610: 비상 배수구 611: 배수밸브

Claims (7)

  1. 침전조(100)와, 와류조(200)와, 여과조(300)를 포함하고,
    상기 침전조(100)는 침전조(100) 상부에 설치되는 우수 유입관(110)과;
    협잡물 스크린(210)에서 걸려지는 고형 이물질이 상기 침전조(100)로 투입되는 협잡물 투입구(191)와;
    협잡물 투입구(191)에서 투입된 고형 이물질을 침전조 바닥에 수집하는 침전부(130)와, 와류조(200)에서 배출되는 비중이 큰 이물질 및 배출수가 상기 침전조(100)로 투입되도록 제1격벽(190)에 형성되는 이물질 배출구(195)와;
    와류조(200)의 배출수를 다시 와류조(200)의 와류 분리기(230)로 배출하도록 격벽(190)에 형성되는 침전조 배출구(192)를 포함하고,
    상기 와류조(200)는 우수의 대형 이물질을 거르는 협잡물 스크린(210)과;
    협잡물 스크린(210)에서 배출되는 우수를 선회시켜 우수 중의 비중이 큰 토사류나 고형 이물질 및 비중이 작은 오일이나 부유물질을 비중의 차이에 의해 분리하는 와류 분리기(230)와;
    와류 분리기(230)에 의해 분리된 비중이 큰 이물질 및 일부 우수를 침전조(100)로 배출하는 이물질 배출관(231)과;
    와류 분리기(230)에 의해 분리된 비중이 작은 오일이나 부유물질 및 일부 우수를 여과조(300)로 배출하는 와류 배출관(232)과;
    침전조 배출구(192)를 통해 배출되는 침전조(100)의 와류조 배출수를 다시 와류 분리기(230)로 도입하는 침전조 배출관(194)을 포함하며,
    상기 협잡물 스크린(210)에서 걸러지는 대형 이물질은 최소한 이물질 배출관(231)의 직경보다 큰 것이 특징인, 와류 및 여과형 비점오염원 처리장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 와류조(200)는 협잡물 스크린(210)을 통과한 우수 유입관(110)의 우수를 선회시켜 와류를 형성시키는 와류 유도부(220)와, 와류 유도부(220)의 와류 유도부 배출관(221)을 통해 우수를 선회시켜 와류 분리기(230)로 도입하는 것을 더 포함하는 것이 특징인, 와류 및 여과형 비점오염원 처리장치.
  3. 청구항 2에 있어서, 침전조(100)의 와류조 배출수를 다시 와류 분리기(230)로 도입하는 침전조 배출관(194) 및 상기 와류 유도부 배출관(221)이 와류 분리기(230)로 도입되는 방향이 동일하게 와류 분리기(230) 일측에 경사지게 설치되어 와류 분리기(230)가 선회류를 발생하는 것을 더욱 촉진하는 것이 특징인, 와류 및 여과형 비점오염원 처리장치.
  4. 청구항 3에 있어서, 와류 분리기(230) 내부에 배치되는 와류 배출관(232) 단부에는 주름관(233)이 형성되고 주름관(233)에는 주름관 부력체(234)가 부착되어, 주름관(233)이 와류 분리기(230)의 수면 높이에 따라 상하 유동하는 것이 특징인, 와류 및 여과형 비점오염원 처리장치.
  5. 청구항 4에 있어서, 침전조(100)의 제1격벽(190)에 형성된 침전조 배출구(192)에 부력식 개폐장치(150)가 설치되어 침전조의 우수를 와류 분리기(230)로 재공급하는 것이 특징인, 와류 및 여과형 비점오염원 처리장치.
  6. 청구항 5에 있어서, 여과조(300)는 여과조(300) 상부에 배치되어 와류조(200)의 배출 우수를 저장하는 분배 탱크(310)와;
    분배 탱크(310) 하부에 설치되어 분배 탱크(310)에서 배출되는 우수를 정화하는 여과 필터(320, 330);를 포함하며,
    상기 분배 탱크(310)는 제2격벽(290)의 와류 배출관(232)과 연결되는 분배관(311)을 구비하며,
    분배 탱크(310)의 바닥면에는 하부의 여과 필터(320, 330)로 우수를 배출하는 분배탱크 배수구(313)들이 형성되는 것이 특징인, 와류 및 여과형 비점오염원 처리장치.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 분배 탱크(310)의 분배관(311)은 와류 배출관(232)과 연결된 연결부(315)에서 좌우로 분배 탱크(310) 전체 폭에 걸쳐 설치되고, 분배관(311) 전체에 걸쳐 분배공(312)이 형성되되 와류 배출관(232)의 연결부(315)와 근접할수록 분배공(312)의 직경이 작고 와류 배출관(232)의 연결부와 멀어질수록 분배공(312)의 직경이 커지도록 형성되는 것이 특징인, 와류 및 여과형 비점오염원 처리장치.
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