KR100959161B1 - 초기우수 처리시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 초기우수 처리시스템에 관한 것으로, 본 발명에 따른 초기우수 처리시스템은 우천시 소정 유역으로부터 유입된 우수가 초기우수와 지속유수로 분리되도록 적어도 1개 이상의 월류웨어가 내재되게 설치된 우수관거; 상기 초기우수가 유입되도록 상기 우수관거에 연결되고 상기 초기우수에 포함된 부유물질을 여과하기 위한 스크린이 설치된 연결관과, 상기 연결관을 통하여 허용 용량을 초과하는 우수가 유입될 경우 오염원을 여과시키는 적어도 1개 이상의 여과수단이 설치되어 우수를 하천으로 안내하는 바이패스관을 구비하여 초기우수에 함유된 이물질을 침전시키는 침사지; 및 상기 초기우수에 함유된 오염원이 상기 침사지에 설치된 적어도 1개 이상의 여과수단에 의해 제거된 후 상기 침사지에 연결된 연결관을 통하여 유입되고, 유입된 상기 초기우수를 합류하여 하수처리장으로 안내하는 차집관거;를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 우천시 오염도가 높은 초기우수를 침사지를 거쳐 차집관거로 배출하게 되고, 우수의 양이 증가할 경우 오염도가 낮은 우수는 월류웨어를 넘어 우수관거의 타측을 통해 하천으로 흘러가게 됨으로써 하천의 오염을 방지할 수 있게 된다.

초기우수, 우수관거, 차집관거, 침사지

Description

초기우수 처리시스템{Treating System of Rainwater}

본 발명은 하천오염원인 합류식 하수도 및 분류식 관거지역의 비점오염원의 주류가 되는 초기우수를 효과적으로 처리할 수 있도록 한 초기우수 처리시스템에 관한 것이다.

일반적으로 하수는 생활이나 사업에 기인하거나 수반되는 오수(생활하수)와 자연강우에 의한 우수(빗물)를 합한 것을 말하며, 그 배출방법에는 배제형식에 따라 오수와 우수를 별개의 하수관거에 의하여 배제하는 분류식과, 오수와 우수를 동일 하수관거로 배제하는 합류식으로 구분할 수 있다.

신도시의 경우에는 오수와 우수를 별개의 관거로 구성하는 분류식 관거(分流式管渠)를 사용함으로써 모든 하수를 직접 하수 처리장으로 보내기 때문에 우수토실을 사용할 필요가 없으나, 기존의 많은 도시에서는 오수와 우수를 하나의 관거를 통하여 배수하는 합류식 관거(Combined System of Sewage)를 사용하고 있어 우천시 하수시설에 대한 부담을 경감시키기 위해 우수토실의 사용은 필수적이라 할 수 있 다.

이러한 우수토실은 합류식 관거에서 일상에 일정량의 하수를 차집하여 하수 처리장으로 배출하고, 나머지 하수는 하천 등의 수역으로 방류하기 위한 시설로서, 종래의 우수토실은 보통 하수도 수로 바닥에, 수로의 폭과 같이 형성되어 수로 길이방향에 수직으로 하향하여 설치되며, 상부 일측에서 하천 방류구와 연결된다.

즉, 평상시에는 하수관을 통하여 유입되는 하수가 전량 우수토실로 흘러들어가 우수토실 내부에 채워지면서 곧바로 하수 처리장으로 배출되며, 우천시와 같이 자연강우가 발생하는 경우에는 우수(빗물)에 의한 유량이 평상시 오수유량의 2∼3배 또는 그 이상이 될 때, 하천 방류구를 통하여 하천이나, 바다 등으로 방류하게 된다.

그런데, 상술한 바와 같은 종래의 우수토실은 평상시, 오수를 하수 처리장으로 유도하는 것에는 문제가 없으나, 우천으로 인한 우수의 유량이 급격히 증가하는 경우에는 하천 방류구를 통하여 우수를 하천으로 배출함과 동시에, 다량의 우수가 하수관을 통하여 하수 처리장으로도 배출되어 하수 처리장의 하수 처리용량을 초과하는 등에 의해 그 기능을 마비시키는 문제점이 있다.

또한, 우천시, 하수관을 통하여 다량의 우수가 하수 처리장으로 유입됨에 따른 수질관리의 어려움을 내포하는 문제점도 있다.

한편, 오염물질의 발생원은 그 배출구가 일정한 장소에 특정되는가를 기준으로 하여 점오염원과 비점오염원으로 구분된다.

점오염원은 오염물질이 특정 장소의 배출구를 통해 배출되는 경우로서, 하수처리장, 산업공장의 폐수처리장, 축산, 분뇨, 침출수 등을 들 수 있다.

비점오염원은 오염물질의 배출구를 특정할 수 없는 경우로서, 도로, 교량 등의 상부에 쌓인 오염물질, 차량배기가스, 타이어 등의 미세분진, 도로 농경지 등의 건설현장의 지표면에 축적된 오염물질 등을 들 수 있으며, 이러한 오염물질은 우천시 우수(雨水)와 함께 하천으로 유입되므로 수질오염의 대표적인 원인이 되는 것이다.

이에 따라, 시민 건강을 위한 생태하천조성사업에서 중요한 하천수질 개선을 위하여 초기강우시 월류수를 효율적으로 정화하여 처리할 수 있는 시스템에 관한 고안이 절실히 요청되고 있는 실정이다.

이를 위해 종래에도 다양한 하수처리시설이 개시되었으나, 종래의 하수처리시설은 초기 우수와 지속우수에 관한 구분이 없으므로 효율적인 정화가 불가능하다.

예컨대, 합류식 관거지역에서 초기강우시 발생하는 월류수는 오염도가 매우 높으나 강우가 지속될 경우 발생하는 월류수는 오염도가 계속 낮아진다. 그리고 분류식 관거지역에서 발생하는 비점오염원을 구성하는 오염물질은 강우시 우수에 씻겨져서 우수처리시설로 유입되는데, 그 우수에 포함된 오염물질의 분포를 살펴보면, 초기 우수의 경우에만 오염물질이 집중적으로 포함되어 있고, 일정시간 경과 이후의 지속우수의 경우에는 오염물질이 거의 포함되지 않은 것을 알 수 있다.

즉, 도로 상면 등의 오염물질은 대부분 초기 우수에 씻겨지므로, 그 이후의 지속우수는 오염물질을 거의 포함하지 않게 되는 것이다.

그런데, 종래의 우수처리시설은 우수의 이러한 특성을 고려하지 않은 구성을 취하고 있는바, 효율적이지 못하다는 문제점을 안고 있는 것이다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 과제는 기존 도심의 합류식 관거지역에서 초기강우시 발생하는 월류수와 신개발지역에서 발생하는 비점오염물질이 포함된 우수의 정화에 있어서 경제적이고 효과적으로 비점오염물질을 정화하기 위하여 오염도 높은 초기우수의 분리시설을 설치하는 것과 관련된다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 초기우수 처리시스템은, 우천시 소정 유역으로부터 유입된 우수가 초기우수와 지속유수로 분리되도록 적어도 1개 이상의 월류웨어가 내재되게 설치된 우수관거;
상기 초기우수가 유입되도록 상기 우수관거에 연결되고 상기 초기우수에 포함된 부유물질을 여과하기 위한 스크린이 설치된 연결관과, 상기 연결관을 통하여 허용 용량을 초과하는 우수가 유입될 경우 오염원을 여과시키는 적어도 1개 이상의 여과수단이 설치되어 우수를 하천으로 안내하는 바이패스관을 구비하여 초기우수에 함유된 이물질을 침전시키는 침사지; 및
상기 초기우수에 함유된 오염원이 상기 침사지에 설치된 적어도 1개 이상의 여과수단에 의해 제거된 후 상기 침사지에 연결된 연결관을 통하여 유입되고, 유입된 상기 초기우수를 합류하여 하수처리장으로 안내하는 차집관거;를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
또한, 상기 침사지는 적어도 2개소 이상 마련되고, 각각의 침사지는 하천으로 우수를 안내하는 메인우수관거와 연결될 수 있다.
또한, 상기 메인우수관거에는 보조침사지가 더 설치될 수 있다.

삭제

본 발명에 의하면, 우천시 오염도가 높은 초기우수를 침사지를 거쳐 차집관거로 배출하게 되고, 우수의 양이 증가하여 오염도가 낮은 우수가 하수관로로 유입되는 경우에는 월류웨어를 넘어 하수관거의 타측을 통해 하천으로 흘러가게 됨으로써 하천의 오염을 최소화할 수 있게 된다.

이하에서는, 본 발명에 의한 초기우수 처리시스템의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참고하여 설명한다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 제1실시예에 의한 초기우수 처리시스템이 합류식 관거지역에 적용된 상태를 도시한 것이다.

도시된 바와 같이, 본 실시예의 초기우수 처리시스템은 크게 우수관거(10), 침사지(20) 및 차집관거(30)를 포함한다.

우수관거(10)는 강우시 우수가 유입되어 하천으로 방류하는 역할을 하는 것으로, 우수관거(10)에는 월류웨어(11)가 설치되어 초기우수가 침사지(20) 측으로 흐르도록 안내하며, 월류웨어(11)는 지속우수의 경우 월류하여 하천으로 흐르도록 소정의 높이를 갖도록 형성된다. 즉, 월류웨어(11)는 초기우수와 지속우수의 유로를 공간적으로 구분하도록 설치되는 것이다.

차집관거(30)는 통상 가정에서 나오는 하수와 우천으로 인한 우수를 하수 처리장으로 흘려 보내는 관로를 말한다.

침사지(20)는 우수관거(10)로부터 유입된 초기우수를 저류함과 아울러 이물 질이 침전될 수 있도록 충분한 체적을 갖도록 형성된다. 침사지(20)는 우수관거(10)로부터 초기우수가 유입되는 한편 정화 처리된 초기우수를 차집관거(30)로 배출하도록 양자와 연결관(21)(22)을 통해 상호 연결된다. 이때, 각 연결관(21)(22)이 연결되는 우수관거(10) 및 침사지(20)의 게이트에는 초기우수에 포함된 부유물질을 여과하기 위한 스크린(21a)이 설치되는 것이 바람직하다.

따라서 비가 내릴 경우, 우수관거(10)를 통해 우수가 유입되며 초기우수는 침사지(20) 측으로 이송되고 지속우수는 월류웨어(11)를 월류하면서 하천으로 유입된다.

여기서, 종래의 하수관로는 평상시(침전시)에는 문제가 없으나 초기강우시 추가로 발생하는 월류수는 우수토실에서 수용할 수 없어 하수관로를 통해 하천에 그대로 유입됨으로써 하천 오염의 주요한 요인이 되었으나, 본 발명에서는 초기우수가 침사지(20)를 거쳐 차집관거(30)로 유입되어 하수 처리장(40)에서 정화 처리됨으로써 하천 오염을 최대한 방지할 수 있게 되고, 이로 인해 생태계의 파괴를 예방할 수 있게 된다.

이와 더불어, 침사지(20)에는 바이패스관(23)이 설치되어 하천과 연결될 수 있다. 예컨대, 침사지(20)로부터 차집관거(30)로 허용 용량을 초과하는 우수가 유입될 경우 차집관거(30)로부터 역류가 발생할 우려가 있으므로 침사지(20)로부터 하천으로 직접 우수를 배출할 수 있도록 바이패스관(23)이 설치되는 것이다. 이때, 바이패스관(23)에는 적어도 1개 이상의 여과수단(23a)이 설치되어 초기우수에 포함된 오염원이 하천으로 방류되는 것을 최소화하는 것이 바람직하다.

도 3a 내지 도 3c는 각각 본 발명의 제1실시예에 따른 초기우수 처리시스템의 변형예를 도시한 것이다.

이에 따르면, 우수관거(10)와, 침사지(20) 및 차집관거(30)를 포함하는 것은 본 발명의 제1실시예와 전체적으로 대동소이한 구성을 갖는다.

이때, 우수관거(10)에는 필요에 따라 다수의 월류웨어(11)(12)(13)가 설치될 수 있으며, 각 월류웨어(11)(12)(13)의 전방 측에는 침사지(20)로 초기우수가 유입되도록 하는 게이트가 설치된다.

여기서, 종래의 하수관거는 우천시 도로, 교량, 고가차도 등의 도로노면에 자동차 주행으로 인해 배출되는 배기가스에 포함되어 있는 미립자나, 타이어 및 아스팔트 마모에 의한 먼지와 대기 중의 분진 등의 오염물질이 섞인 초기우수가 하천으로 그대로 유입됨으로써 하천오염의 주요한 요인이 되었으나, 본 발명에서는 오염원의 하천 유출을 방지하고 저류용량을 최소화하기 위하여 여과시설을 통하여 정화된 초기우수 일부가 하천에 유출되도록 하는 간단한 구조로 비점오염원을 처리함으로써 하천오염을 방지할 수 있게 된다.

그리고 침사지(20)의 맨홀은 그 형태가 제한되지 않고, 도시된 바와 같이 단면상 원형, 사각형 또는 다각형 등 어느 형상으로 형성되도 무방하다.

도 4는 본 발명의 제2실시예에 의한 초기우수 처리시스템이 신개발지역의 분류식 관거지역에 적용된 상태를 도시한 것이다.

도시된 바와 같이, 본 실시예에서는 특정 유역으로부터 하천으로 우수를 안내하는 우수관거(10)가 설치되며, 제1실시예와 달리 차집관거(30)는 적용되지 않는다.

우수관거(10)에는 적어도 1개 이상의 월류웨어(11)가 설치되며, 그 전방 측에는 게이트가 설치된다.

우수관거(10)의 일측에는 침사지(20)가 설치되며, 이 침사지(20)는 연결관(21)을 통해 우수관거(10)의 게이트와 연결된다.

따라서, 초기우수는 우수관거(10)를 통해 안내되는 도중 침사지(20) 측으로 유입된 후 소정량은 저류되며, 일부는 오염원에 대한 제거율과 투수성이 좋은 스폰지, 부직포 등의 여과수단을 통과하여 하천으로 배출되며, 지속우수는 우수관거(10)의 월류웨어(11)를 월류하여 하천으로 방류되는 것이다. 이때, 여과수단은 필요에 따라 원형 또는 사각형 등으로 형성될 수 있으며 그 형태에 제한받지 않는다.

한편, 우수관거(10)는 도 5에 도시된 바와 같이 여러 지역에 각각 연결될 수 있으며, 각각의 우수관거(10)는 초기우수 처리용 메인우수관거(50)로 합류되도록 구성될 수 있다. 메인우수관거(50)는 그 끝단에 보조침사지(60)가 더 구비되어 초기우수 오염원을 최대한 저류토록 하여 오염물질의 하천 유출을 최소화하는 것이 바람직하다. 여기서 보조침사지(60)에는 상술한 바와 마찬가지로 오염원의 제거율과 투수성이 좋은 스폰지, 부직포 등의 여과수단이 구비되어 현지 여건에 따라 저류용량을 조정하여 오염원의 제거 효율을 높이고 저류 규모는 최소화할 수 있도록 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 강우시 오염물질의 유출특성을 고려할 때 오염물질 정화에 있어서 경제적이고 효과적인 오염물질 정화방법이 될 수 있다. 즉, 오염도 높은 초기우수를 분리하여 집중적으로 정화함으로써 정화시설의 규모를 작게 할 수 있어서 경제적이고, 또한 정화시설로 초기우수만 유입되게 함으로써 초기우수 이후에 큰 유량과 함께 대량으로 발생하는 지속우수는 정화시설로 유입되지 않고 하류로 직접 유출되어서 이들로 인한 피해를 방지하고 정화시설의 기능이 정상적으로 유지되며 간단한 구조로 시설되어 유지관리가 손쉬워진다.

도 1 및 도 2는 각각 본 발명의 제1실시예에 의한 초기우수 처리시스템을 도시한 평면도 및 단면도.

도 3은 본 발명의 제1실시예에 의한 초기우수 처리시스템의 변형예.

도 4는 본 발명의 제2실시예에 의한 초기우수 처리시스템을 도시한 단면도.

도 5는 본 발명의 제2실시예에 의한 초기우수 처리시스템의 변형예.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10 ; 우수관거 11,12,13 ; 월류웨어

20 ; 침사지 21,22 ; 연결관

21a ; 스크린 22a,23a ; 여과수단

30 ; 차집관거

Claims (7)

1. 삭제
2. 우천시 소정 유역으로부터 유입된 우수가 초기우수와 지속유수로 분리되도록 적어도 1개 이상의 월류웨어가 내재되게 설치된 우수관거;

   상기 초기우수가 유입되도록 상기 우수관거에 연결되고 상기 초기우수에 포함된 부유물질을 여과하기 위한 스크린이 설치된 연결관과, 상기 연결관을 통하여 허용 용량을 초과하는 우수가 유입될 경우 오염원을 여과시키는 적어도 1개 이상의 여과수단이 설치되어 우수를 하천으로 안내하는 바이패스관을 구비하여 초기우수에 함유된 이물질을 침전시키는 침사지; 및

   상기 초기우수에 함유된 오염원이 상기 침사지에 설치된 적어도 1개 이상의 여과수단에 의해 제거된 후 상기 침사지에 연결된 연결관을 통하여 유입되고, 유입된 상기 초기우수를 합류하여 하수처리장으로 안내하는 차집관거;를 포함하는 것을 특징으로 하는 초기우수 처리시스템.
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 청구항 2에 있어서,

   상기 침사지는 적어도 2개소 이상 마련되고, 각각의 침사지는 하천으로 우수를 안내하는 메인우수관거와 연결되는 것을 특징으로 하는 초기우수 처리시스템.
7. 청구항 6에 있어서,

   상기 메인우수관거에는 보조침사지가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 초기우수 처리시스템.

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