KR100787625B1

KR100787625B1 - 오염수정화장치

Info

Publication number: KR100787625B1
Application number: KR1020070052786A
Authority: KR
Inventors: 안영찬; 정재홍
Original assignee: 주식회사 차세대환경
Priority date: 2007-05-30
Filing date: 2007-05-30
Publication date: 2007-12-21
Also published as: US7540954B2; US20080296213A1

Abstract

본 발명은 오염수를 자연적으로 제거하기 위한 오염수정화장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 오염수정화장치는, 일 측으로는 오염수가 유입되는 유입구가 형성되고 타 측으로는 오염수를 배출하는 제1배출구와 제2배출구를 가지며, 상기 유입구로 유입된 오염수를 처리하여 상기 제1배출구로 배출하는 처리조; 및 상기 제2배출구의 외부로 연결되며, 상기 제2배출구에서 배출되는 오염수를 지중으로 침투시키기 위해 외면에 다수의 침투공이 형성된 침투조;를 포함한다. 이에 따라 처리조에 고여 있는 오염수를 제거하게 되므로 고여 있는 오염수의 부패로 인해 발생하는 악취나 해충 서식지로의 환경조성을 막고, 처리조를 관리하는데 드는 유지관리비 및 인력비 등을 절감할 수 있다.

Description

오염수정화장치{A pollutant purification apparatus}

도1은 본 발명의 실시 예에 따른 오염수정화장치에 대한 단면도이다.

도2a 및 도2b는 도1에 따른 오염수정화장치에 대한 작동상태도이다.

도3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 오염수정화장치에 대한 단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

110 : 처리조

111 : 유입구 112 : 제1배출구 113 : 제2배출구

114 : 배플(baffle) 115 : 스크린 116 : 플렉시블(flexible)관

120 : 개폐밸브

130 : 전처리기

131 : 수용통 132 : 유입구 133 : 유출구 134 : 거름구조물

140 : 침투조

141 : 침투공

본 발명은 오염수정화장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 오염수를 처리하여 배출하는 처리조에 있어서, 배출되지 못하고 처리조에 고여 있는 오염수를 제거하기 위한 기술에 관한 것이다.

일반적으로, 오염물질을 발생 원인에 따라 점오염물질과 비점오염물질로 구분할 수 있다. 이 중 비점오염물질(Non-Point Sources)은 도로, 교량의 표면에 싸여있는 차량배기가스, 타이어 등의 미세분진 또는 골프장, 주차장, 농지, 건설현장 등의 지표면에 축적되어 있는 오염물질 등과 같이 우천 시 빗물을 통하여 하천으로 유입되면 수질오염의 한 원인이 되는 것으로 따로 배출경로가 없는 오염물질을 말한다. 이러한 비점오염물질은 우천 시 빗물에 휩쓸려오기 때문에, 물리적·화학적 성질을 달리하는 다양한 종류의 오염물질이 혼재되어 있다. 따라서 오염수를 효과적으로 정화시키기 위해서는 오염수에 혼재된 각 오염물질들마다의 물리적·화학적 성질을 이용하여 단계적으로 분리해 내는 작업이 필요하다. 이 때 각 단계에서는 분리해내고자 하는 오염물질의 종류에 맞는 오염수정화장치가 구비된다.

그러한 오염수정화장치들 중에는 중력 및 밀도차를 이용하여 부유고형물 및 영양물질, 유분 등을 침전, 부상 분리제거하는 물리적 분리장치(hydraulic separation)가 있다.

그런데 이러한 물리적 분리장치는 대부분 유입구를 통해 유입되는 오염수를 처리조에서 분리 및 여과하여 배출구를 통해 배출하는 구조로 되어 있으며, 처리조에서 오염수를 처리하여 배출시키기 위해서는 배출구가 처리조 바닥에서부터 일정의 높이를 가지고 형성되게 된다. 이에 따라 배출구보다 낮은 곳의 오염수는 배출 되지 못하고 처리조에 고여 있게 되는데, 이렇게 오염수가 고여 있게 되면 부패하여 악취가 발생하고, 해충들이 서식할 수 있는 환경을 만들어주게 되는 문제점이 발생하였다.

또한, 종래에는 처리조 내에 가라앉은 오염물질을 제거하기 위해서 펌프카를 이용하여야 했는데, 오염물질을 제거함에 있어 오염물질 이외 고여 있는 오염수도 함께 펌핑하게 되었다. 이로 인해 수거용량에 한계가 있는 펌프카의 일 회 사용에 의해 해결될 수 있는 처리조의 개수가 줄어들어 처리조를 관리하기 위한 유지관리비의 상승 및 인력의 낭비를 초래하게 되었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 처리조에 고여 있는 오염수를 자연적으로 제거하기 위한 오염수정화장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 오염수정화장치는, 일 측으로는 오염수가 유입되는 유입구가 형성되고 타 측으로는 오염수를 배출하는 제1배출구와 제2배출구를 가지며, 상기 유입구로 유입된 오염수를 처리하여 상기 제1배출구로 배출하는 처리조; 및 상기 제2배출구의 외부로 연결되며, 상기 제2배출구에서 배출되는 오염수를 지중으로 침투시키기 위해 다수의 침투공이 외면에 형성된 침투조;를 포함한다.

여기서, 상기 제2배출구는 상기 제1배출구보다 낮은 위치에 형성되어 있다.

또한, 상기 제2배출구로 배출되는 오염수에서 오염수 내의 부유물질이 배출 되는 것을 방지할 수 있도록 상기 제2배출구에 설치되는 배플(baffle);을 더 포함한다.

또, 상기 제2배출구로 배출되는 오염수 내의 입자상 오염물질을 거를 수 있도록 상기 제2배출구에 설치되는 스크린;을 더 포함한다.

또, 상기 처리조와 상기 침투조 사이에 마련되어, 상기 제2배출구를 통해 배출되는 오염수에서 오염물질을 걸러내어 상기 침투조로 배출시키기 위한 전처리기;를 더 포함한다.

여기서, 상기 전처리기는 일 측에는 상기 제2배출구에서 배출되는 오염수를 유입하기 위한 유입구가 형성되고 타 측으로는 상기 침투조로 오염수를 유출하는 유출구를 가지며, 상기 유입구로 유입된 오염수를 수용하여 상기 유출구로 유출하는 수용통; 및 상기 수용통 내부에 마련되어 상기 유입구를 통해 유입된 오염수에서 입자상 오염물질을 걸러내기 위한 거름구조물;을 포함한다.

또한, 상기 제2배출구와 상기 전처리기는 관으로 연결되며, 상기 관은 적어도 일부가 외부의 변화에 대처할 수 있는 플렉시블(flexible)관이다.

또, 상기 처리조에서 상기 전처리기로 오염수의 배출을 차단할 수 있는 개폐밸브;를 더 포함한다.

또, 상기 전처리기는 상기 처리조와 상기 침투조에 각각 탈착 가능하도록 연결된다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 보 다 상세히 설명하기로 한다.

도1을 참조하여보면, 본 발명의 실시 예에 따른 오염수정화장치는, 처리조(110), 개폐밸브(120), 전처리기(130), 침투조(140) 등을 포함하여 구성된다.

처리조(110)는 다양한 처리기술 중에서 유체의 선회류(旋回流)에 의해서 생기는 원심력을 이용해 오염수에서 오염물질을 분리하는 하이드로사이클론 분리기를 선택하여 도시하였다. 그 구성은 일 측(도면상 좌측)으로 오염수가 유입되는 유입구(111)가 형성되어 있고 타 측(도면상 우측)으로는 가이드관(117)을 통해 처리된 오염수를 배출하기 위한 제1배출구(112)가 형성되어 있다. 또한 제1배출구(112)를 통해서 배출되지 못하는 오염수를 배출하기 위해 제2배출구(113)가 제1배출구(112)보다 낮게 형성되어 있다. 제2배출구(113)의 내측에는 하부가 개방된 배플(baffle)(114)과 그 하부에는 스크린(115)이 마련되어 있다. 배플(114)은 배플(114)보다 높은 수위의 오염수에서 부유물질(기름, 스티로폼 등)이 제2배출구(113)로 배출되는 것을 방지하며, 스크린(115)은 제2배출구(113)로 오염수가 배출될 때 오염수에 포함된 일정 크기 이상의 입자상 오염물질이 침투조(140) 측으로 배출되는 것을 방지한다. 여기서, 바람직하게는 제2배출구(113)의 내측에 마련된 배플(114)은 제2배출구(113)의 외측에 연결되어 있는 관의 높이보다 더 낮게 높이차를 두어 마련한다. 이에 따라 제2배출구(113)로 오염수가 배출될 때 배출되는 오염수 내의 부유물질이 배플(114)에 의해 배출되지 못하게 되는 것이다. 스크린(115)의 구조는 입자상 오염물질을 걸러줄 수 있는 구조(예를 들어, 타공판 또는 메시)라면 여하한 구조라도 바람직하게 적용될 수 있다. 본 발명의 실시 예에서는 제2배출구(113)에 배플(114)과 스크린(115)이 일체형으로 마련되어 있지만, 그에 한정하지 않고 배플(114)과 스크린(115)이 각각 분리되어 실시될 수도 있다.

도1에서는 처리조(110)로 하이드로사이클론 분리기를 적용시키고 있지만, 하이드로사이클론 분리기 외에도 유입된 오염수로부터 오염물질을 제거시켜 배출하는 오염수정화조(예를 들어, 본 발명자가 특허출원하여 특허 등록된 대한민국 특허등록 등록번호 10-0464640호에 제시된 유수분리기 등)라면 어느 것이나 처리조(110)로서 바람직하게 적용될 수 있다.

전처리기(130)는 일 측(도면상 좌측)에 제2배출구(113)에서 배출되는 오염수를 유입하기 위한 유입구(132)와 타 측(도면상 우측)에 유입된 오염수를 유출하기 위한 유출구(133)가 형성된 수용통(131)이 마련되어 있다. 수용통(131) 내에는 유입된 오염수에서 오염물질을 걸러내기 위한 거름구조물(134)을 가진다. 거름구조물(134)은 망의 구조를 가지고 있으며, 입자상 오염물질을 걸러낼 수 있는 면적을 넓혀 걸러낼 수 있는 효율이 높아질 수 있도록 도1에 도시된 바와 같이 단면이 반타원형이 되도록 마련한다. 도1에는 거름구조물(134)이 수용통(131)의 전단에 상하로 마련되어 있지만, 수용통(131)의 전단에 좌우로 마련되어 있어도 무방하다. 또한 전처리기(130)는 지중에 소정의 공간을 형성하여 마련되며, 전처리기(130) 수용통(131) 내의 거름구조물(134)에 입자상 오염물질이 다량 쌓였을 경우 청소할 수 있거나 전처리기(130)의 수명이 다할 경우 교체될 수 있도록 처리조(110)와 침투조(140)사이에 탈착 가능하도록 마련되는 것이 바람직하다. 물론, 전처리조(130)는 본 발명의 필수적 구성은 아니나 전처리조(130)를 구성시킴으로써 침투조(140)의 수명을 최대한 연장시킬 수 있게 된다.

침투조(140)는 전처리기(130)를 통해 유출되는 오염수를 지중으로 침투시키기 위한 다수의 침투공(141)이 형성되어 있다. 다수의 침투공(141)은 오염수가 지중으로 서서히 스며들게 하는 정도의 크기를 가지도록 형성된다. 따라서 우수가 처리조(110)로 다량 유입될 경우에는 처리조(110)에서 처리된 오염수의 대부분은 제1배출구(112)로 배출되어 진다. 참고로 도3은 하부가 뚫려 있는 침투조(140')가 적용된 본 발명의 다른 예에 따른 오염수정화장치를 도시하고 있다. 즉, 도1 및 도3에서 알 수 있는 바와 같이, 지중으로 오염수를 침투시키기 위한 구조를 가지는 것이라면 어느 것이나 침투조(140)로서 적용될 수 있는 것이다.

처리조(110)와 전처리기(130)는 관으로 연결되어 있는데, 관의 일부는 적어도 고무호스 등의 플렉시블(flexible)관(116)으로 되어 있어, 외부에 변화(예를 들어, 지반의 침하가 일어날 때)가 발생하더라도 처리조(110)와 전처리기(130)의 연결이 파손되지 않고 유지될 수 있다. 플렉시블관(116)은 전처리기(130)와 침투조(140)를 연결하는데도 사용가능하다.

개폐밸브(120)는 처리조(110)에서 전처리기(130)로 연결되는 유로를 단속하기 위해 마련된다. 전처리기(130)는 제2배출구(113)를 통해 배출되는 오염수에서 입자상 오염물질을 걸러주는 역할을 하는데, 처리조(110)에서 제2배출구(113)를 통해 오염수가 배출됨에 따라 전처리기(130)에는 입자상 오염물질이 쌓이게 된다. 이렇게 입자상 오염물질이 계속해서 쌓이게 되면 전처리기(130)를 통해 오염수가 침 투조(140)로 배출되지 못하게 된다. 따라서 이를 해결하기 위해 개폐밸브(120)를 잠궈 처리조(110)에서 전처리기(130)로 배출되는 오염수를 차단하고 전처리기(130)를 교체하거나 청소 할 수 있도록 한다. 물론, 개폐밸브(120)는 본 발명의 필수적 구성은 아니나, 개폐밸브(120)를 구성시킴으로써 전처리기(130)에 걸리는 부하를 해결하여 전처리기(130)의 수명을 연장시킬 수 있게 된다. 또한, 개폐밸브(120)의 구비 위치는 도1에 도시한 바에 한정하지 않고 처리조(110)의 제2배출구(113)측이나 전처리기(130)의 유입구(132)측에 마련될 수도 있다.

상기와 같이 구성되는 오염수정화장치의 작동에 대하여 도2a 및 도2b의 작동상태도를 참조하여 설명한다.

도2a는 처리조(110)에서 처리되는 오염수가 제1배출구(112)와 제2배출구(113)를 통해 배출되는 것을 도시한 것이다. 처리조(110)의 유입구(111)를 통해 유입되는 오염수는 원심력으로 인하여 처리조(110)의 내측 벽을 선회하여 내려온다. 오염수에 혼재된 오염물질은 비중이 큰 것부터 오염수의 흐름을 벗어나 처리조(110)의 바닥부분으로 분리된다. 오염물질이 분리된 오염수가 제1배출구(112)의 높이까지 차게 되면 가이드관(117)을 통해 제1배출구(112)로 배출되게 된다. 여기서 제1배출구(112)보다 낮게 위치한 제2배출구(113)에서 먼저 오염수의 배출이 이루어지지만, 오염수가 제2배출구(113)로 배출되어 침투조(140)의 침투공(141)을 통해 지중으로 스며드는 데는 상당한 시간이 걸린다. 이에 따라 유입되는 오염수는 오염물질이 분리되어 처리조(110)에 차게 되며 대부분 제1배출구(112)를 통해 배출 되게 된다. 또한, 제1배출구(112)로 오염수가 배출될 때 가이드관(117)을 통해 오염수를 배출하는 이유는 배출되는 오염수에는 부유물질(기름, 스티로폼 등)이 섞여있을 수 있는데 가이드관(117)을 마련해둠으로써 부유물질이 섞여 배출되는 것을 방지할 수 있다. 배출되지 못한 부유물질은 처리조(110) 상부에 맨홀 등의 뚜껑을 마련하여 거름망 등을 이용하여 제거할 수 있다.

도2b는 처리조(110)에서 처리되는 오염수가 제1배출구(112)를 통과하지 못하고 고여 있을 때 제2배출구(113)를 통해 배출되는 것을 도시한 것이다. 처리조(110) 내에 고여 있는 오염수는 제1배출구(112)보다 낮게 형성되어 있는 제2배출구(113)를 통해 전처리기(130)를 거쳐 침투조(140) 측으로 유출되어 지중으로 스며들게 된다. 따라서 처리조(110) 내에 고여 있던 오염수는 서서히 침투조(140) 측으로 빠져나가게 되고, 이에 의해 처리조(110) 내에 고여 있던 오염수의 수위는 적어도 제2배출구(113)보다는 낮은 수위를 가지게 된다. 여기서 제2배출구(113)로 오염수가 배출될 때 제2배출구(113) 내측에 형성된 배플(114)에 의해 배플(114)보다 높은 수위의 오염수 내에 섞여 있는 부유물질(기름, 스티로폼 등)이 배출되는 것이 방지되며, 배플(114)의 하부에 마련된 스크린(115)에 의해 제2배출구(113)로 배출되는 오염수에 포함된 입자상 오염물질이 1차적으로 걸러져 배출되게 된다. 그리고 제2배출구(113)로 빠져나온 오염수는 전처리기(130)를 거치면서 거름구조물(134)에 의해 다시 입자상 오염물질이 제거된 상태로 침투조(140) 내에 유입된다. 계속하여 침투조(140) 내에 유입된 오염수는 침투조(140)에 형성된 다수의 침투공(141)에 의해 서서히 지중으로 침투되게 된다.

상술한 바와 같이 처리조(110)에 고여 있는 오염수가 침투조(140)에 형성된 침투공(141)을 통해 지중으로 지속적인 침투가 이루어지기 때문에, 처리조(110) 내 고여 있는 오염수의 양을 줄일 수 있게 되는 것이다.

또한, 위에서 설명된 실시 예는 침투조(140) 외부의 구성들에 대하여 설명하지 않았으나, 침투조(140) 외부에는 침투조(140)를 감싸는 부직포 같은 여과포를 구비시키고, 여과포의 주위로 쇄석을 배치시킨 후 다시 쇄석의 주위를 여과포로 감싸는 구조 등이 마련될 수 있다.

이상과 같이, 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시 예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시 예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시 예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어져야 할 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다. 첫째, 침투조에 형성된 다수의 침투공에 의해 처리조에 고여 있는 오염수를 자연적으로 제거할 수 있다.

둘째, 처리조에 고여 있는 오염수가 제거되므로 고여 있는 오염수의 부패에 의한 악취발생이나 해충 서직지로의 환경조성을 막을 수 있다.

셋째, 고여 있는 오염수가 제거된 오염물질을 수거하게 되므로 펌프카를 이용한 처리조 내의 오염물질의 수거 효율이 향상되고, 펌프카의 운행 횟수가 줄어듬에 따라 처리조를 관리하는 유지관리비 및 인력비 등을 절감할 수 있다.

Claims

일측으로는 오염수가 유입되는 유입구가 형성되고 타측으로는 오염수를 배출하는 제1배출구와 제2배출구를 가지며, 상기 유입구로 유입된 오염수를 처리하여 상기 제1배출구로 배출하는 처리조; 및

상기 제2배출구의 외부로 연결되며, 상기 제2배출구에서 배출되는 오염수를 지중으로 침투시키기 위해 다수의 침투공이 외면에 형성된 침투조;를 포함하는 것을 특징으로 하는 오염수정화장치
제1항에 있어서,

상기 제2배출구는 상기 제1배출구보다 낮은 위치에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 오염수정화장치.
제1항에 있어서,

상기 제2배출구로 배출되는 오염수에서 오염수 내의 부유물질이 배출되는 것을 방지할 수 있도록 상기 제2배출구에 설치되는 배플(baffle);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오염수정화장치.
제1항에 있어서,

상기 제2배출구로 배출되는 오염수 내의 입자상 오염물질을 거를 수 있도록 상기 제2배출구에 설치되는 스크린;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오염수정화장치.
제1항에 있어서,

상기 처리조와 상기 침투조 사이에 마련되어, 상기 제2배출구를 통해 배출되는 오염수에서 오염물질을 걸러내어 상기 침투조로 배출시키기 위한 전처리기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오염수정화장치.
제5항에 있어서,

상기 전처리기는,

일측에는 상기 제2배출구에서 배출되는 오염수를 유입하기 위한 유입구가 형성되고 타측으로는 상기 침투조로 오염수를 유출하는 유출구를 가지며, 상기 유입구로 유입된 오염수를 수용하여 상기 유출구로 유출하는 수용통; 및

상기 수용통 내부에 마련되어 상기 유입구를 통해 유입된 오염수에서 입자상 오염물질을 걸러내기 위한 거름구조물;을 포함하는 것을 특징으로 하는 오염수정화장치.
제5항에 있어서,

상기 제2배출구와 상기 전처리기는 관으로 연결되며, 상기 관은 적어도 일부가 외부의 변화에 대처할 수 있는 플렉시블(flexible)관인 것을 특징으로 하는 오염수정화장치.
제5항에 있어서,

상기 처리조에서 상기 전처리기로 오염수의 배출을 차단할 수 있는 개폐밸브;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오염수정화장치.

치.
제5항에 있어서,

상기 전처리기는 상기 처리조와 상기 침투조에 각각 탈착 가능하도록 연결된 것을 특징으로 하는 오염수정화장치.