KR20230065482A - 계단식 스크린을 구비한 비점오염저감시설 - Google Patents

Abstract

본 발명은 협잡물이나 이물질의 제거 효율성이 뛰어난 계단식 스크린을 구비한 비점오염저감시설에 관한 것으로, 기존 우수관과 연결되어 빗물이 유입되는 유입관을 통해 빗물이 유입되어 1차로 빗물의 정화가 이루어지록 유입관의 단부에 설치되는 스크린 결합부와 상기 스크린 결합부에 결합하되, 경사부와 상기 경사부에서 절곡되어 수평방향으로 연장되며, 내측으로 타공홀을 포함하고 있는 수평부와 상기 수평부 중 경사부가 반복적으로 연장되어 형성되며, 수평부와 경사부와 만나는 지점에 수직방향으로 형성되는 수직부로 이루어진 스크린 및 상기 스크린을 통해 1차로 정화된 빗물이 유입되는 스크린 침전조를 포함하는 스크린 침전부와, 상기 스크린 침전부를 구성하는 스크린 침전조와 제1 격벽에 의해 구획되되, 제1 격벽에 형성된 제1 통로를 통해 스크린 침전조에 유입된 빗물이 유입되는 유입조와, 상기 유입조 내에 형성되며, 수직 구획판과 여과제에 의해 유입조 내로 유입된 빗물의 수위 상승시 여과제에 의해 여과된 빗물이 채워지는 여과조를 포함하는 여과부와, 상기 여과부와 제2 격벽에 의해 구획되되, 제2 격벽에 형성된 제2 통로를 통해 여과부의 여과조 내로 유입된 정화된 빗물이 유입되어 저장되며, 상기 제2 통로의 맞은편에 형성되는 유출관을 포함하는 역세척 수조와, 상기 역세척 수조에 설치되어 정화된 빗물을 통해 여과부의 여과조 상측에서 여과제를 세척하기 위한 역세척펌프 및 물공급라인과 물 분사부를 포함하는 제1 역세척부로 이루어져 있어, 스크린 침전부의 스크린 결합부 내에서 수위 상승시 부유된 협잡물이 경사부를 통해 유도됨과 동시에 수직부에 의해 수평부의 타공홀로 이동하지 못하도록 차단하여 협잡물, 이물질 제거 효율성을 높일 수 있는 계단식 스크린을 구비한 비점오염저감시설을 제공한다.

Description

계단식 스크린을 구비한 비점오염저감시설{Nonpoint Pollutants Treatment Facility with Terraced Screens}

본 발명은 협잡물이나 이물질의 제거 효율성이 뛰어난 계단식 스크린을 구비한 비점오염저감시설에 관한 것이다.

하늘에서 내리는 빗물이 지표면을 통하여 지하로 스며들고, 일부는 땅위를 흘러 실개천으로 흘러간다. 실개천을 지나 하천으로 흘러들거나 호수로 흘러들고 결국은 바다로 흐른다. 이러한 과정 중에 수증기를 통해 다시 대기중으로 흘러들어가 빗물이 되어 순환된다. 이러한 물이 순환되는 과정에서 빗물은 공기를 깨끗하게 하고, 도로를 깨끗하게 하여 사람들의 마음도 상쾌하게 하는 역할을 하고 있다.

그러나, 이 순환과정에서 오염된 대기와 도로, 주차장 등으로부터 빗물에 휩쓸려 흘러온 오염물질로 인하여 빗물이 점점 오염되어 하천으로 흘러들어가 하천오염의 주범이 되고, 강우시 물고기 폐사사건의 원인이 되거나 하천의 수질을 악화시킨다. 이러한 오염원을 빗물오염이라 하고, 전문용어로는 비점오염원이라고 하며, 처리하는 시설을 비점오염저감시설이라고 한다.

즉, 비점오염원은 건기 시 토지표면에 축적된 다양한 오염물질(유기물, 영양염류, 중금속, 입자상 물질, 각종유해 화학물질 등)이 강우유출수와 함께 수질 및 토양오염을 일으키는 배출원을 지칭한다.

비점오염저감시설의 종류에는 자연형 시설과 장치형 시설로 나누어지며, 장치형 시설중 여과형 시설은 강우유출수를 집수조나 우수관로에서 차집한 후 전처리조에서 침전과정을 거쳐, 여과조에서는 다양한 형태의 여재를 통과시켜 오염물질을 제거하는 처리시설로서, 전처리조와 여과조로 구성된다.

여과형시설의 여재는 입상여재, 섬유상여재 등 다양한 형태의 여재를 사용할 수 있으며, 여과가 지속될수록 여재층이 폐색되어 처리효율이 떨어지고 여과유량도 감소하게 됨에 따라 여과성능을 유지하기 위하여 여재 교체나 역세 등의 처리과정이 필요하게 된다.

그러나 종래의 여과장치는 강우종료 후 여재를 세척하거나 정체수를 강제로 배수할 수 있는 시설이 없어서 주기적으로 세밀하게 관리되지 않으면 여재층이 폐색되어 처리되지 못한 빗물이 그대로 방류되는 문제점이 대두되고 있다.

따라서, 현재 여과시설의 유지관리상 주요사항은 역세척 주기와 준설 횟수 등이다. 하지만 종래의 여과시설에는 이러한 자동 역세척 설비나 정체수 배제설비가 없을 뿐만 아니라 유지관리 인력과 유지관리비 재원 등이 미비한 실정이므로 시설 설치 초기 단계부터 이러한 유지관리 인력과 유지관리를 최소화할 수 있도록 경제적이고 효율적인 자동화 설비의 도입이 강구되어야 한다.

또한, 평상시 비가 오지 않아도 우수관거 내 지하수, 계곡물 등의 물이 계속적으로 흐를 경우에는 깨끗한 물이 비점오염저감시설로 유입되면 시설 내 설치된 정체수 배제설비에 의하여 오수관거나 하수처리장으로 계속적으로 유입되므로 하수처리장의 유량부담만 가중시키게 되므로, 이러한 현상을 방지하기 위하여 평상시 외부유입수를 차단하고 강우시에만 비점오염저감시설을 운전하도록 하는 등의 대책이 강구되어야 한다.

한편, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 대한민국 등록특허 제10-1562757호(이하, '특허문헌 1' 이라 함)가 제안된 바 있다.

상기 특허문헌 1은 전처리조와 전처리조에서 1차 처리된 처리수가 유입되며 하부에 여재층이 형성되어 있는 여과조와, 여과조의 여재층을 세척하기 위해 2차 처리된 처리수를 저장하는 처리수조로 이루어져 있다.

(특허문헌 1) KR10-1562757 B1 비점오염저감시설

하지만, 상기와 같은 특허문헌 1은 스크린부의 스크린이 전처리조의 유입구 측분에 구비되어 부유물을 1차 제거하게 되는데, 이러한, 스크린은 스크린부로 유입되는 빗물의 양이 많을 경우 스크린에 의해 부유물이 제거되지 않는 문제점이 발생하였다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 따른 계단식 스크린을 구비한 비점오염저감시설은 스크린을 경사부, 타공홀을 포함한 수평부 및 경사부와 수평부 사이에 형성된 수직부로 형성하여 수면 위로 부유되는 협잡물 등을 걸러내도록 함으로써 협잡물, 이물질 제거 효율성을 높일 수 있는 계단식 스크린을 구비한 비점오염저감시설을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 스크린을 경사부, 타공홀을 포함한 수평부 및 경사부와 수평부 사이에 형성된 수직부를 형성하여 스크린 침전부의 스크린 결합부 내에서 수위 상승시 부유된 협잡물이 경사부를 통해 유도됨과 동시에 수직부에 의해 수평부의 타공홀로 이동하지 못하도록 차단하여 협잡물, 이물질 제거 효율성을 높일 수 있는 유용한 발명이다.

도 1은 본 발명에 따른 계단식 스크린을 구비한 비점오염저감시설의 평면도.
도 2는 도 1의 정면도.
도 3은 본 발명에서의 스크린을 도시한 사시도.
도 4는 본 발명에서의 스크린의 작용상태를 도시한 상태도.

이하, 첨부된 도면을 이용하여 본 발명에 대해 보다 상세히 살펴보면 다음과 같다.

본 발명은 스크린 침전부(10)와, 유입조(20), 여과부(30), 역세척 수조(40) 및 제1 역세척부(50)를 포함하여 이루어진다.

우선, 스크린 침전부(10)는 도 1 내지 도 2에서와 같이 기존 우수관(도면에 미도시)과 유입관(I)에 의해 연결되어 가우 발생시 초기 우수 즉, 빗물을 공급받을 수 있도록 되어있다.

이러한, 스크린 침전부(10)는 유입관(I)에 연결되어 초기 우수에 포함되어 있는 협잡물 등을 걸러내기 위한 스크린(12) 및 이를 결합하기 위한 스크린 결합부(11)가 형성되어 있으며, 상기 스크린(12)을 통해 협잡물 등이 걸러진 초기 우수가 이동하는 스크린 침전조(13)가 형성된다.

여기서, 상기 스크린(12)은 도 3 내지 도 4에서와 같이 경사부(12a)와 상기 경사부(12a)에서 수평방향으로 절곡되되 내측으로 타공홀(h)이 포함되어 있는 수평부(12b)와 상기 경사부(12a) 및 수평부(12b) 사이에서 수직방향으로 연장되는 수직부(12c)가 수직방향으로 반복적으로 연장된 형태로 이루어져 있다.

또한, 상기 스크린 침전부(10)의 스크린 침전조(13)의 바닥면과 인접한 위치에는 바닥면에 침전된 슬러지와 같은 침전물 및 정체수을 외부로 배출시키기 위한 스크린 침번부 정체수 이송펌프(P1)가 더 형성될 수 있다.

다음으로, 유입조(20)는 상기 스크린 침전부(10)와 제1 격벽(W1)에 의해 구획되며, 제1 격벽(W1)에 형성되어 있는 제1 통로(G1)를 통해 스크린 침전부(10)의 스크린 침전조(13)로 유입된 협잡물 등이 걸러진 우수를 공급받는 구성이다.

이러한, 유입조(20) 내에는 유입조 및 여과조 정체수 이송 펌프(P1)가 더 포함되어 구성될 수 있다.

다음으로, 여과부(30)는 상술한 유입조(20)와 같은 위치에 배치되는 구성으로서, 다만, 유입조(20) 내에서 수직 구획판(31)과 여과제(32)를 통해 구획되는 여과조(33)를 포함하여 구성된다.

이러한, 여과부(30)는 유입조(20)로 유입된 빗물의 수위 상승시 여과제(32)에 의해 빗물을 정화시켜 여과조(32)에 이동시킬 수 있도록 구성된다.

다음으로, 역세척 수조(40)는 상기 여과부(30)와 제2 격벽(W2)에 구획되어, 제2 격벽(W2)의 제2 통로(G2)를 통해 여과제(32)에 의해 정화된 빗물을 공급받는 구성으로, 일측으로는 정화된 물을 기존 우수관으로 배출하기 위한 유출관(B)이 형성되어 있다.

다음으로, 제1 역세척부(50)는 상기 역세척 수조(40)에 설치되어 정화된 빗물을 이용해 여과부(30)의 여과제(32) 상측에서 여과제(32)를 세척하기 위한 역세척 펌프(51)와 상기 역세척펌프(51)의 구동시 정화된 빗물이 이동하는 물공급라인(52)가 상기 물공급라인(52)의 단부에 설치되어 여과제(32)에 정화된 빗물을 분사하기 위한 물 분사부(53)로 이루어져 있다.

한편, 본 발명에서는 제2 역세척부(60)가 더 포함되어 구성될 수 있다.

상기 제2 역세척부(60)는 여과부(30)의 여과제(32) 내에 형성되는 공기 분사구(61)와 상기 공기 분사구(61)에 공기를 공급하기 위한 공기 공급관(62)과 사이 공기 공급관(62)을 통해 이동하는 공기를 생성하기 위한 공기 생성부(63)로 이루어져 있다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 계단식 스크린을 구비한 비점오염저감시설의 작용효과에 대해 살펴보면 다음과 같다.

우선, 본 발명에 따른 계단식 스크린을 구비한 비점오염저감시설(100)은 기존의 시설과 마찬가지로 기본 기능을 수행하게 된다.

즉, 도면에서는 상세히 설명하지는 않았지만 강우 발생시 기존 우수관에 설치된웨어에 의해 초기우수는 도 1 내지 도 2에서의 유입관(I)을 통해 스크린 첨전부(10)로 유도되며, 이렇게 유도된 초기우수는 스크린 침전부(10)를 구성하는 스크린 결합부(11)에 결합된 스크린(12)을 통해 협잡물 등이 걸러지면서 스크린 침전조(13)로 1차 정화된 빗물이 이동하게 된다.

여기서, 상기 스크린(12)은 경사부(12a)와 상기 경사부(12a)에서 수평방향으로 연장되되 내측으로 타공홀(h)이 포함된 수평부(12b)로 이루어져 있어, 초기 우수의 유입시 초기에는 협잡물 등이 걸러지다가 스크린 결합부(11) 내에 협잡물이 많아지게 되어 초기 우수가 원활히 배출되지 않아 스크린 결합부(11) 내에서 수위가 상승하게 되면 스크린(12)의 경사부(12a)에 의해 협잡물 등을 포함한 초기 우수가 경사면을 타고 수위가 상승하게 되고, 이렇게 상승한 협잡물 등을 포함한 초기 우수는 수평부(12b)의 위치에서는 수평부(12b)의 타공홀(h)에 의해 협잡물 등은 배출이 차단되고, 초기 우수만이 스크린 침전조로 이동하게 된다.

특히, 본 발명에서의 스크린(12)에는 도 3 내지 도4에서와 같이 경사부(12a)와 수평부(12b) 사이에 수직부(12c)가 형성되어 있다.

따라서, 스크린 침전부(10)의 스크린 결합부(11) 내에서 수위가 상승할 경우 경사부(12a)에 의해 협잡물이 유도되어 수평부(12b)로의 이동이 차단되고, 이와 동시에 수직부(12c)에서는 수면 밑에서부터 협잡물 등이 수평부(12b)의 타고홀(h)로 이동하는 현상을 방지함으로써 협잡물 제거 기능이 더욱 향상되는 효과를 얻을 수 있게 된다.

한편, 상기와 같이 스크린 침전부(10)를 통해 1차 정화가 이루어진 정화된 빗물은 지속적인 초기 우수의 공급으로 인해 수위가 상승하게 되어 제1 격벽(W1)의 제1 통로(G1)를 통해 유입조(20)로 이동되며, 상기 유입조(20)로 이동된 1차 정화된 빗물은 수위 상승가 상승하면서 여과부(30)의 여과제(32)에 의해 오염물질이 흡착되어 2차 정화가 이루어지게 되고, 이렇게 2차 정화된 빗물은 여과제를 통과한 후 여과조(33)로 이동하게 된다.

또한, 상기 여과조(33)를 통해 지속적으로 수위가 상승이 이루어지게 되면 제2 격벽(W2)의 제2 통로(G2)를 통해 역세척 수조(40)로 이동되고, 상기 역세척 수조(40)로 이동된 정화가 완료된 빗물은 유출관(B)을 통해 배출이 이루어지게 된다.

그리고 본 발명에서는 스크린 침전부(10)와 유입조(20) 내에 각각 스크린 침전부 정체수 이송 펌프(P1)와 유입조 및 여과조 정체수 이송 펌프(P2)가 형성되어 침전된 슬러지 형태의 침전물 및 정체수를 외부로 배출할 수 있도록 작용한다.

한편, 본 발명에서는 여과부(30)를 구성하는 여과제(32)를 자체적으로 세척하기 위한 제1, 2 역세척부(50, 60)가 구성되어 있다.

이를 살펴보면, 역세척 수조(40) 내에부에 설치되는 역세척펌프(51)와 상기 역세척펌프(51)를 통해 펌핑되는 역세척 수조(40) 내의 정화가 완료된 빗물을 이동시키기 위한 물공급라인(52)과 물공급라인(52)의 단부 즉, 여과제(32)의 상측에 배치되는 물분사부(53)로 이루어진 제1 역세척부(50)를 통해 정화가 완료된 빗물을 분사하여 여과제(32)를 세척할 수 있게 된다.

또한, 상기 제1 역세척부(50)의 작동 이후 제2 역세척부(60)의 공기 생성부(63)를 작동시키면, 공기 공급관(62)을 통해 여과제(32) 내에 형성된 공기 분사구(61)에서 공기방울이 발생하여 폭기작용에 의해 여과제(32)의 세척이 이루어지게 된다.

상술한 실시 예는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 대해 기재한 것이지만 본 발명은 이에 한정되지 않고 본 발명의 기술적인 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태로 변경하여 실시할 수 있음을 명시한다.

I : 유입관 W1 : 제1 격벽 W2 : 제2 격벽 G1 : 제1 통로 G2 : 제2 통로
10 : 스크린 침전부
11 : 스크린 결합부
12 : 스크린 12a : 경사부 12b : 수평부 h : 타공홀 12 : 수직부c
13 : 스크린 침전조 P1 : 스크린 침전부 정체수 이송 펌프
20 : 유입조
P21 : 유입조 및 여과조 정체수 이송 펌프
30 : 여과부
31 : 수직 구획판 32 : 여과제 33 : 여과조
40 : 역세척 수조
50 : 제1 역세척부
51 : 역세척펌프 52 : 물공급라인 53 : 물분사부
60 : 제2 역세척부
61 : 공기 분사구 62 : 공기 공급관 63 : 공기 생성부
100 : 계단식 스크린을 구비한 비점오염저감시설

Claims (2)

1. 기존 우수관과 연결되어 빗물이 유입되는 유입관을 통해 빗물이 유입되어 1차로 빗물의 정화가 이루어지록 유입관의 단부에 설치되는 스크린 결합부와 상기 스크린 결합부에 결합하되, 경사부와 상기 경사부에서 절곡되어 수평방향으로 연장되며, 내측으로 타공홀을 포함하고 있는 수평부와 상기 수평부 중 경사부가 반복적으로 연장되어 형성되며, 수평부와 경사부와 만나는 지점에 수직방향으로 형성되는 수직부로 이루어진 스크린 및 상기 스크린을 통해 1차로 정화된 빗물이 유입되는 스크린 침전조를 포함하는 스크린 침전부;
   상기 스크린 침전부를 구성하는 스크린 침전조와 제1 격벽에 의해 구획되되, 제1 격벽에 형성된 제1 통로를 통해 스크린 침전조에 유입된 빗물이 유입되는 유입조;
   상기 유입조 내에 형성되며, 수직 구획판과 여과제에 의해 유입조 내로 유입된 빗물의 수위 상승시 여과제에 의해 여과된 빗물이 채워지는 여과조를 포함하는 여과부;
   상기 여과부와 제2 격벽에 의해 구획되되, 제2 격벽에 형성된 제2 통로를 통해 여과부의 여과조 내로 유입된 정화된 빗물이 유입되어 저장되며, 상기 제2 통로의 맞은편에 형성되는 유출관을 포함하는 역세척 수조;
   상기 역세척 수조에 설치되어 정화된 빗물을 통해 여과부의 여과조 상측에서 여과제를 세척하기 위한 역세척펌프 및 물공급라인과 물 분사부를 포함하는 제1 역세척부;로 이루어진 것에 특징이 있는 계단식 스크린을 구비한 비점오염저감시설.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 여과부를 구성하는 여과제에는 여과제 내에 형성되는 공기 분사구와 상기 공기 분사구에 공기를 공급하기 위한 공기 공급관과 상기 공급관을 통해 공기를 공급하기 위한 공기를 생성하는 공기 생성부로 이루어진 제2 역세척부가 더 포함되어 구성되는 것에 특징이 있는 계단식 스크린을 구비한 비점오염저감시설.

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