KR100751534B1 - 연속 침전여과형 초기우수 처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연속 침전여과형 초기우수 처리장치에 관한 것으로서, 원통형상으로서 우수관거와 연통된 유입관이 접선방향으로 형성되어, 초기우수가 유입관으로 유입되어 회전되는 와류조와; 외주부가 하방을 향하도록 경사지게 형성되되 와류조의 내측면 둘레에 다수개의 플랜지를 개재해서 고정설치되어, 와류조의 내측면 둘레와 외주부에 의해 형성된 침전유도공을 통해 초기우수에 포함된 침전물질이 와류조의 바닥면으로 침전되도록 유도하는 콘형상의 침전유도판과; 와류조의 상부에 설치되며, 다수개의 미세구멍이 형성되어 침전물질의 부상을 방지하고 초기우수를 통과시키는 격벽과; 격벽을 통과한 초기우수에 포함된 여분의 침전물질 및 유기물질을 여과하는 여과층이 구비된 여과조; 및 여과조를 통과한 초기우수를 외부로 배출하기 위한 배출부를 포함하여 이루어질 수 있으며, 이에 따라서 침전물질에 의한 여과부의 막힘현상을 방지하여 여과효율이 증가됨에 따라 유지관리주기의 증가에 따른 관리비용의 절감효과가 있다.

초기우수, 처리장치, 침전, 여과

Description

연속 침전여과형 초기우수 처리장치{FIRST FLUSH STORMWATER TREATMENT APPARATUS WITH SEDIMENT AND FILTRATION}

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 연속 침전여과형 초기우수 처리장치의 단면사시도,

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 연속 침전여과형 초기우수 처리장치의 단면도,

도 3은 본 발명의 실시예에 의한 연속 침전여과형 초기우수 처리장치의 평면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100:와류조 102:유입관

200:침전유도판 200h:관통홀

210:외주부 212:침전유도공

214:플랜지 300:격벽

300h:미세구멍 400:여과조

410:여과층 420:수위유지부

500:배출부 502:배출구

600:흡입관

본 발명은 연속 침전여과형 초기우수 처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 동일한 장치 내에서 와류조와 여과조가 구조적으로 분리되어, 와류조에서 침전된 침전물질이 여과조로 부상되는 것을 차단하여 효율적으로 초기우수를 처리할 수 있는 연속 침전여과형 초기우수 처리장치에 관한 것이다.

초기우수는 대기 중의 여러 오염물질을 포함한 상태로 내리게 되며, 지표면을 흐르면서 각종 오염물질과 함께 하천 등으로 스며들게 된다.

비점오염원 중의 하나인 상기 초기우수에 포함된 각종 오염물질을 제거하여 하천 등의 수질 향상을 도모하기 위해서는 초기우수 처리를 위한 시스템이 필요하다.

초기우수 처리 시스템은 저류형, 침투형, 식생형, 장치형 등으로 구분할 수 있으며, 장치형은 크게 초기우수에 대해 와류를 형성시켜 침전물질을 침전시키는 스월(swirl)방식과 여과수단을 이용한 여과방식으로 분류될 수 있다.

그런데, 기존의 스월방식은 침전물질은 제거가 가능하나, 용존성 물질과 유기물의 제거가 어렵다는 단점이 있으며, 특히, 강우로 인해 장치 내로 초기우수가 유입되면 축적된 침전물질이 급격히 유입된 초기우수의 와류를 통해 부상하여 장치를 빠져나가는 문제점이 있다

그리고 상술한 바와 같은 스월방식의 문제점을 개선하기 위해서 도입된 것이 여과방식인데, 여과방식은 스월방식에 비하여 입자상 물질 및 유기물질의 제거효과가 좋은 장점이 있지만, 스월방식과 같이 급속 침전이 어렵기 때문에 장치의 소요용량이 크고, 초기우수가 유입되는 경우에 축적된 침전물질이 부상하는 문제는 여전히 남아있으며, 여과층이 침전물질에 의해 막히는 등의 문제가 발생하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 장치 내에 침전물질의 흐름을 방지하는 격벽에 의해 분리된 와류조와 여과조를 각각 설치하여, 입자상 물질의 효과적인 제거와 침전물질의 부상을 방지할 수 있는 연속 침전여과형 초기우수 처리장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 우수관거상에 설치되어 초기우수를 처리하는 연속 침전여과형 초기우수 처리장치에 있어서, 원통형상으로서 상기 우수관거와 연통된 유입관이 접선방향으로 형성되어, 상기 초기우수가 상기 유입관으로 유입되어 회전되는 와류조와; 외주부가 하방을 향하도록 경사지게 형성되되 상기 와류조의 내측면 둘레에 다수개의 플랜지를 개재해서 고정설치되어, 상기 와류조의 내측면 둘레와 상기 외주부에 의해 형성된 침전유도공을 통해 상기 초기우 수에 포함된 침전물질이 상기 와류조의 바닥면으로 침전되도록 유도하는 콘형상의 침전유도판과; 상기 와류조의 상부에 설치되며, 다수개의 미세구멍이 형성되어 상기 침전물질의 부상을 방지하고 상기 초기우수를 통과시키는 격벽과; 상기 격벽을 통과한 초기우수에 포함된 여분의 침전물질 및 유기물질을 여과하는 여과층이 구비된 여과조; 및 상기 여과조를 통과한 초기우수를 외부로 배출하기 위한 배출부를 포함하여 이루어질 수 있다.

여기서, 상기 격벽에 형성된 다수개의 미세구멍은 50°내지 70°로 반경방향으로 경사지게 형성될 수 있다.

여기서, 상기 격벽에 형성된 다수개의 미세구멍은 중심으로부터 소정거리 이격되어 원주방향으로 2열로 형성될 수 있다.

여기서, 상기 격벽과 상기 여과층의 사이에 공간이 형성될 수 있다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 의해서, 장치 내에 와류조와 여과조를 함께 구비하면서도 침전물질의 통과를 방지하는 격벽을 이용해 구조적으로 와류조와 여과조를 분리하여 적용함으로써, 와류조의 침전효과가 증가되고 퇴적물의 부상을 방지할 수 있으며, 여과조의 막힘현상이 방지되고, 여과효율이 증가되며, 유지관리주기가 증가될 수 있다.

또한, 와류조에서 상부의 여과조로 유입되는 초기우수는 격벽에 경사지게 형성된 미세구멍에 의해 분배되므로, 초기우수가 여과조로 유입시에 편류를 방지할 수 있을 뿐만 아니라 침전물질을 이중으로 처리할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.

본 실시예의 연속 침전여과형 초기우수 처리장치(10; 이하, "처리장치"라고 함)는 크게, 와류조(100), 침전유도판(200), 격벽(300), 여과조(400) 및 배출부(500)를 포함하여 이루어진다.

와류조(100)는 원통형으로 형성되며, 우수관거(1a)와 연통된 유입관(102)이 접선방향으로 형성되어 우수관거(1a)의 초기우수가 유입관(102)으로 유입되고, 침전유도판(200)은 외주부(210)가 하방을 향하도록 경사진 콘(cone) 형상으로 형성되되, 와류조(100)의 내측면 둘레에 다수개의 플랜지(214)를 개재해서 고정설치되어 와류조(100)의 내측면 둘레와 외주부(210)에 의해 형성된 침전유도공(212)을 통해 초기우수에 포함된 침전물질이 와류조(100)의 바닥면으로 침전되도록 유도한다.

격벽(300)은 와류조(100)의 상부에 설치되되 다수개의 미세구멍(300h)이 형성되어 침전물질의 부상을 방지하고 초기우수를 통과시키며, 여과조(400)는 격벽(300)을 통과한 초기우수에 포함된 여분의 침전물질 및 유기물질이 여과하기 위한 여과층(410)이 구비되고, 배출부(500)는 여과조(400)를 통과한 초기우수를 외부로 배출하며, 흡입관(600)은 와류조(100)의 바닥면에 침전된 침전물질을 흡입하여 외부로 배출하게 된다.

먼저, 와류조(100)에 대하여 설명하도록 한다.

와류조(100)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 처리장치(10)의 하부에 형성된 원통형상 부분으로서, 여러 우수구에서 초기우수 등을 모아 하천으로 내려보내는 우수관거(1a)와 연통되기 위한 유입관(102)이 구비된다. 한편, 도 2에 도시 된 바와 같이, 우수관거(1a)는 처리장치(10)의 상부 높이 부근에 설치되므로, 유입관(102)은 연장되어 우수관거(1a)와 연통된다.

유입관(102)은 와류조(100)의 일측에 접선방향으로 일체로 형성되어, 유입관(102)으로 유입되는 초기우수가 와류조(100) 내에서 와류를 형성할 수 있도록 한다.

즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 우수관거(1a)와 연결된 유입관(102)을 통해서 초기우수가 와류조(100) 내로 유입되면서, 초기우수의 위치에너지가 회전에너지로 전환되어 와류가 형성되도록 하는 것이다.

유입관(102)을 통해서 와류조(100)의 내부로 유입된 초기우수가 회전하는 동안에, 초기우수에 포함된 침전물질은 자체의 무게로 인하여 점차 하방으로 침전하게 된다.

상술한 바와 같은 와류조(100)에 의해서, 초기우수는 우수관거(1a)로부터 유입관(102)을 통해서 와류조(100)내로 유입됨과 동시에 와류를 형성하고, 초기우수에 포함된 침전물질은 초기우수가 회전하는 동안에 하방으로 침전된다.

다음으로, 침전유도판(200)에 대하여 설명하도록 한다.

침전유도판(200)은, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 외주부(210)가 하방을 향하도록 경사진 콘 형상으로 형성되고, 상술한 와류조(100)의 내측면 둘레에 고정설치된다. 이때, 침전유도판(200)은 다수개의 플랜지(214) 등과 같은 연결고정수단에 의해서 연결될 수 있으며, 와류조(100) 내에 일체로 형성될 수도 있다.

한편, 침전유도판(200)의 외주부(210)는 와류조(100)의 내측면과 소정거리 이격된 상태로 고정설치되는데, 이처럼 와류조(100)의 내측면과 소정거리 이격되어 설치되므로, 와류조(100)의 내측면 둘레와 침전유도판(200)의 외주부(210)에 의해 침전유도공(212)이 형성될 수 있다.

상술한 침전유도판(200)은 초기우수가 와류조(100) 내에서 회전하는 동안 하방으로 침전되는 침전물질이 와류조(100)의 바닥면에 침전되도록 유도하며, 초기우수에 의한 부상을 방지하게 된다.

즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 와류조(100)의 내부는 침전유도판(200)에 의해 상부공간과 하부공간으로 구획되는데, 상부공간에서는 초기우수가 유입관(102)으로 유입되어 회전되므로 와류의 형성이 활발하게 일어나지만, 하부공간에서는 침전유도판(200)에 의해 격리되어 있으므로 와류의 형성이 활발하게 일어나는 것이 방지된다.

따라서, 침전유도판(200)에 의해 구획된 하부공간에서는 초기우수에 포함된 침전물질이 침전유도공(212)을 통해 침전된 후 상부공간으로 부상되는 것이 방지되는 것이다.

한편, 침전유도판(200)의 중앙부에는 관통홀(200h)이 형성될 수 있으며, 이에 대해서는 흡입관(600)에 대한 설명시 함께하도록 한다.

상술한 바와 같은 침전유도판(200)에 의해서, 와류조(100) 내에서 회전하는 초기우수에 포함된 침전물질이 와류조(100)의 바닥면으로 침전되도록 유도하고, 침전된 침전물질의 부상을 방지한다.

다음으로, 격벽(300)에 대하여 설명하도록 한다.

격벽(300)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 처리장치(10)의 하부에 형성된 와류조(100)와 후술하게 될 여과조(400)를 구획하기 위한 부분으로 와류조(100)의 상부에 설치된다.

한편, 격벽(300)에는 상기 침전물질의 부상을 방지하고 상기 초기우수를 통과시키기 위해서 다수개의 미세구멍(300h)이 형성된다.

이와 같은 미세구멍(300h)은 격벽(300)의 하면을 기준으로 50°내지 70°로 반경방향으로 경사지게 형성될 수 있으며, 격벽(300)의 중심으로부터 소정거리 이격되어 원주방향으로 다수개의 열로 형성될 수 있으며, 본 실시예에서는 2열로 형성된다.

미세구멍(300h)이 경사지게 형성되는 것은 초기우수가 여과조(400)로 유입시 편류를 방지하여 여과조(400)에 구비된 여과층(410)에 골고루 유입될 수 있도록 하기 위함이며, 경사지게 형성된 것에 의해 침전물질이 상방으로 부상될 경우에 미세구멍(300h)의 내면에 부딪히게 되어 침전물질의 부상을 더욱 방지할 수 있다.

도 1 및 도 2에서 미세구멍(300h)은 과장되게 표현한 것이고, 실제의 미세구멍의 지름은 대략 80mm 내지 120mm 이며, 이는, 미세구멍의 지름이 80mm 미만인 경우에는 초기우수의 원활한 흐름이 방해되고, 120mm 초과인 경우에는 편류방지의 효과가 미비하기 때문이다.

미세구멍(300h)이 하면을 기준으로 50°이하로 경사지게 형성되면 초기우수가 격벽(300)을 원활하게 통과하지 못하는 문제점이 있고, 70°이상으로 경사지게 형성되면 초기우수가 여과조(400)로 유입시 편류방지의 효과가 미비하고 침전물질 의 부상방지효과도 미비하기 때문이다.

상술한 바와 같은 격벽(300)에 의해서, 여과조(400) 내의 침전물질이 여과조(400)로 유입되는 것을 방지하고, 초기우수가 여과조(400)로 골고루 입수될 수 있다.

다음으로, 여과조(400)에 대하여 설명하도록 한다.

여과조(400)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 격벽(300)을 통과한 초기우수에 포함된 여분의 침전물질 및 유기물질을 여과하기 위한 부분으로, 여재가 충진된 여과층(410)이 구비된다.

여과층(410)의 여재는 부유여재 또는 침전여재 등이 사용될 수 있으며, 부유여재는 발포형태의 비중이 낮은 재질로 만든 볼타입, 스펀지타입 등을 적용할 수 있고, 침전여재는 비중이 높은 세라믹 재질의 볼타입, 막대타입, 화산재 등을 적용할 수 있다.

이와 같은 여과층(410)은 격벽(300)과 소정거리 이격된 상태로 여과조(400) 내에 구비되며, 여과층(410)과 격벽(300)의 사이에 소정 공간이 형성되므로, 와류조(100) 내의 초기우수가 격벽(300)을 통과하여 여과조(400) 내로 원활히 흐를 수 있도록 할 수 있다.

한편, 여과조(400)는 상부에는 여과층(410)을 통과한 초기우수의 수위를 일정수준으로 유지하기 위한 수위유지부(420)가 구비되는데, 상세하게는, 도 2에 도시된 바와 같이, 여과조(400)의 상단부로부터 수평방향으로 연장형성된 수평연장부(422) 및 수평연장부(422)의 단부로부터 수직방향으로 연장형성된 수직연장 부(424)를 포함하여 이루어진다.

즉, 여과조(400)의 여과층(410)을 통과한 초기우수가 수위유지부(420)의 수직연장부(424) 형성높이 만큼 수위가 높게 유지되므로, 초기우수가 처리장치(10)로 입수될 때의 위치에너지보다 약간 작은 크기의 위치에너지를 갖도록 유지시킬 수 있으므로, 별도의 동력 없이 우수관거(1b)로 다시 내보낼 수 있게 된다.

상술한 바와 같은 여과조(400)에 의해서, 초기우수에 포함된 여분의 침전물질 및 유기물질을 여과되고, 초기우수의 수위가 일정수준으로 유지될 수 있다.

다음으로, 배출부(500)에 대하여 설명하도록 한다.

배출부(500)는, 여과조(400)를 통과한 초기우수를 외부로 배출하기 위한 부분으로서, 여과조(400)의 상단부로부터 상방으로 연장되어 초기우수를 수용할 수 있는 소정공간을 갖으며, 일측에는 배출구(502)가 형성된다.

즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 초기우수가 여과조(400)의 수위유지부(420)에서 넘쳐서 배출부(500)의 소정공간으로 흐르게 되고, 배출부(500)에 수용된 초기우수는 배출부(500)를 통해서 외부, 즉, 우수관거(1b)로 배출된다.

상술한 바와 같은 배출부(500)에 의해서, 여과조(400)를 통과한 초기우수가 우수관거(1b)로 배출될 수 있다.

마지막으로, 흡입관(600)에 대하여 설명하도록 한다.

흡입관(600)은, 와류조(100)의 바닥면에 침전된 침전물질을 흡입하여 처리장치(10)의 외부로 배출하는 부분으로서, 여과조(400)의 여과층(410) 및 격벽(300)을 관통하여 상하로 이송가능도록 설치되며, 흡입력을 공급하기 위해 펌프 등과 같은 흡입수단(미도시)가 구비된다.

즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 여과조(400)의 여과층(410) 및 격벽(300)을 관통 하방으로 이송된 상태에서, 흡입관(600)의 일측 하단부가 침전유도판(200)에 형성된 관통홀(200h)을 통해 여과조(400)의 바닥면에 위치되어 침전된 침전물질을 흡입하여 처리장치(10) 외부로 배출하게 된다.

상술한 바와 같은 흡입관(600)에 의해서, 여과조(400)의 바닥면에 침전된 침전물질을 간편하게 제거할 수 있다.

이상 설명한 본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러 가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서, 상기 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의하면, 장치 내에 와류조와 여과조를 동시에 설치하면서도 침전물질의 흐름을 방지하는 격벽을 이용하여, 침전물질에 의한 여과부의 막힘현상을 방지하여 여과효율이 증가되고, 이로 인해 유지관리주기의 증가에 따른 관리비용의 절감효과가 있다.

또한, 여과층과 격벽의 사이에 소정 공간이 형성되어, 초기우수의 편류를 방지할 수 있고, 이로 인하여 초기우수 처리효율이 증가된다.

Claims (4)

1. 우수관거상에 설치되어 초기우수를 처리하는 연속 침전여과형 초기우수 처리장치에 있어서,

   원통형상으로서 상기 우수관거와 연통된 유입관이 접선방향으로 형성되어, 상기 초기우수가 상기 유입관으로 유입되어 회전되는 와류조와;

   외주부가 하방을 향하도록 경사지게 형성되되 상기 와류조의 내측면 둘레에 다수개의 플랜지를 개재해서 고정설치되어, 상기 와류조의 내측면 둘레와 상기 외주부에 의해 형성된 침전유도공을 통해 상기 초기우수에 포함된 침전물질이 상기 와류조의 바닥면으로 침전되도록 유도하는 콘형상의 침전유도판과;

   상기 와류조의 상부에 설치되며, 다수개의 미세구멍이 형성되어 상기 침전물질의 부상을 방지하고 상기 초기우수를 통과시키는 격벽과;

   상기 격벽을 통과한 초기우수에 포함된 여분의 침전물질 및 유기물질을 여과하는 여과층이 구비된 여과조; 및

   상기 여과조를 통과한 초기우수를 외부로 배출하기 위한 배출부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 연속 침전여과형 초기우수 처리장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 격벽에 형성된 다수개의 미세구멍은 50°내지 70°로 반경방향으로 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 연속 침전여과형 초기우수 처리장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 격벽에 형성된 다수개의 미세구멍은 중심으로부터 소정거리 이격되어 원주방향으로 다수의 열로 형성된 것을 특징으로 하는 연속 침전여과형 초기우수 처리장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 격벽과 상기 여과층의 사이에 공간이 형성된 것을 특징으로 하는 연속 침전여과형 초기우수 처리장치.

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