KR100988864B1 - 수처리 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 장치형과 식생·저류형의 기능을 상호 보완하여 초기우수 및 합류식 하수 월류수를 여과처리할 수 있도록 수두 차를 이용한 자연배제방식으로 나무토막이나 비닐 및 도로·노상의 각종 오염물을 걸러내고, 장치형을 이용하여 조대협잡물과 미세협잡물을 여과처리한 후 식생·저류형을 이용하여 자연정화하여 방류수역에 방류하기 위한 수처리 시스템에 관한 것이다.

초기우수, 수처리, 저류지, 생태연못, 호수, 초기우수, 친환경

Description

수처리 시스템{WATER TREATMENT SYSTEM}

본 발명은 수처리 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 우천시 나무토막이나 비닐 및 도로·노상의 각종 오염물을 포함하는 초기우수(First Flush) 및 합류식 하수 월류수(Combined Sewer Overfiows)가 별도의 여과처리 없이 저류지(貯溜池) 등에 곧바로 유입될 경우 수질을 크게 악화시킬 수 있다.

이를 해결하기 위하여 수처리 시스템을 이용하여 초기우수 및 합류식 하수 월류수를 여과처리한 후 방류토록 하고 있으며, 상기 수처리 시스템은 처리형태에 따라 크게 장치형과 식생·저류형으로 구분하고 있다.

그러나, 상기 장치형 수처리 시스템은 설치의 곤란함 및 유지관리에 어려움이 있으며, 특히 여과장치의 유지관리가 불량할 경우 여과층 폐색 등에 의한 기능상실우려가 있다.

아울러, 종래의 장치형 수처리 시스템은 저류지에 고농도의 초기우수 및 합류식 하수 월류수가 이미 유입된 후 여과장치를 이용하여 여과처리하고 있어 방대한 양의 여과처리로 인해 처리효율이 상당히 낮다는 문제점이 있다.

상기 식생·저류형 수처리 시스템은 수초를 이용한 수질정화와 오염물의 자연침전분해 등 자연의 자정능력을 이용하는 방식으로, 이에 따라 자연여건 및 계절적 영향을 크게 받으므로, 안정적 처리효율의 유지에 어려움이 발생하는 문제점이 있다.

또한, 장치형 수처리 시스템에 비해 처리효율이 낮을 뿐만 아니라 저류지 바닥에 침전된 오염물질이 부패하거나, 상기 저류지 내 영양염류 과다유입으로 조류발생과 고사로 썩는 문제가 발생하고 있으며, 이로 인해 토양오염 및 악취발생 등 주변환경에 악영향을 미치는 폐단이 있다.

나아가, 장치형 수처리 시스템에 비하여 저류시 부지를 과다하게 필요로 하고 있어 비경제적이며, 유지관리 측면에도 상당한 어려움이 발생하고 있다.

따라서, 본 발명은 종래와 같이 장치형과 식생·저류형을 개별 이용하여 초기우수 및 합류식 하수 월류수를 처리한 후 저류지 등에 방류하는데 따른 문제를 해결하기 위한 것이다.

본 발명의 목적은, 장치형과 식생·저류형의 기능을 상호 보완하여 친환경적으로 처리수를 여과처리할 수 있도록 한 수처리 시스템을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적은, 처리수를 포집하고 수두(水頭) 차를 이용하여 오염물을 자연배제하기 위하여 방류수역의 수면(w)보다 배수구 높이(h)가 높게 위치하도록 지면에 매설된 유입맨홀과;

상기 저류지 내 여과공간을 형성할 수 있도록 바닥, 이를 둘러싼 차단벽 및 상판으로 구성되며, 처리수를 공급받는 입구가 형성되고, 이를 배수하는 출구가 방류수역의 수면(w)보다 높게 형성된 여과시설물과;

상기 여과공간에 설치되어 입구를 통해 투입된 조대협잡물을 여과하는 스크린장치와;

상기 스크린장치를 거쳐 통과한 처리수를 재처리하여 미세협잡물을 여과할 수 있도록 스크린장치의 외부에 배치된 여과장치와;

상기 출구를 통해 배수된 처리수를 자연정화할 수 있도록 여과구조물을 둘러싼 식생저류부를 포함하여 달성된다.

본 발명의 구성에 의하면, 처리수에 포함되어 있는 나무토막, 비닐 등과 같은 오염물이 유입맨홀에 의해 자연배제되어 걸러지고, 스크린장치 및 여과장치를 거쳐 조대협잡물과 미세협잡물이 여과처리된 후 이를 다시 식생저류부가 자연정화함으로써, 처리효율의 상승 및 안정적 처리가 이루어져 방류수역의 수질오염을 방지하게 되는 효과가 있다.

또한, 강우시 단락용 웨어를 통해 처리수를 방류함으로써, 역류가 방지되는 효과가 있으며, 나아가 원통형 스크린장치를 포함하고, 이 스크린장치의 둘레에 여과장치를 방사형으로 다단 배치함으로써, 초기우수 내 미세협잡물의 여과처리효율이 향상되는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 설치상태를 단면도로 보인 것으로, 방류수역의 인근 지면에 유입맨홀이 매립되고, 이와 연결된 여과시설물 및 식생저류부가 방류수역에 설치된 것을 보이고 있다.

도 2는 본 발명의 유입맨홀의 실시 예를 단면도로 보인 것으로, 처리수에 포함된 오염물을 걸러내기 위한 스크린망이 설치된 것을 보이고 있다.

도 3은 본 발명의 여과시설물의 실시 예를 단면도로 보인 것으로, 내부에 스크린장치 및 여과장치가 설치될 수 있도록 여과공간을 형성한 것을 보이고 있다.

도 4는 본 발명의 설치상태를 평면도로 보인 것으로, 유입맨홀, 여과시설물 및 식생저류부가 서로 연계되어 방류수역 및 인근 지면에 매립된 것을 보이고 있다.

즉, 본 발명은 장치형과 식생·저류형의 기능을 상호 보완하여 친환경적으로 처리수를 여과처리한 후 이를 방류수역(1)에 방류할 수 있도록 유입맨홀(10), 스크린장치(30), 여과장치(31) 및 식생저류부(40)를 포함하는 것을 그 기술적 구성상의 기본 특징으로 한다.

여기서, 상기 방류수역(1)은 저류지(貯溜池), 자연하천 및 인근해역을 포함하는 포괄적 의미로 해석되어야 한다, 또한 처리수는 초기우수(First Flush) 및 합류식 하수 월류수(Combined Sewer Overfiows)를 포함한 포괄적 의미로 해석되어야 한다.

상기 유입맨홀(10)은 방류수역(1)에 유입되는 처리수를 포집하고, 수두(水頭) 차를 이용한 자연배제방식으로 상기 처리수에 포함된 나무토막이나 비닐 및 도로·노상의 각종 오염물을 걸러내게 된다.

이를 위한 실시 예로 상기 유입맨홀(10)은 도 1 내지 2에서 보인 것과 같이 처리수가 유입되는 유입구(11)가 형성되고, 처리수에 포함된 오염물을 걸러내기 위한 스크린망(12)이 내부에 구비되며, 이 스크린망(12)을 통해 오염물이 배제된 처리수를 배수하기 위한 배수구(13)가 하부에 형성된 것을 보이고 있다.

이때, 상기 유입맨홀(10)은 수두(水頭) 차를 이용한 자연배제방식으로 처리수에서 오염물을 걸러내는 관계로, 방류수역(1)의 가장자리에 해당하는 언덕에 매 설되거나, 상기 방류수역(1)과 가까운 인근 하수방류지점에 매립하게 된다.

즉, 수두 차에 의한 오염물의 자연배제가 가능하기 위해서는 유입맨홀(10)에 형성된 배수구(13)의 높이(h)가 방류수역(1)의 수면(w)보다 상부에 위치해야 하므로, 이에 해당하는 지면에 상기 유입맨홀(10)이 매설되는 것이다.

따라서, 상기 유입맨홀(10)에 형성된 유입구(11)를 통해 유입된 처리수는 수두 차에 의해 오염물이 스크린망(12)에 걸러진 후 배수구(13)를 통해 여과시설물(20)로 공급된다.

본 발명에 포함되는 여과시설물(20)은 방류수역(1) 내 처리수의 여과처리를 위한 여과공간(21)을 독립적으로 형성하게 된다. 이를 위한 실시 예로 상기 여과시설물(20)은 도 1 또는 3에서 보인 것과 같이, 바닥(22), 이를 둘러싼 차단벽(23) 및 상판(24)으로 구성된 것을 보이고 있으며, 상기 바닥(22)의 둘레를 차단벽(23)으로 두르고, 그 위에 상판(24)을 형성하여 통수 단면이 최대한 형성된 일종의 인공필터층을 형성하게 된다.

이러한 여과시설물(20)에는 유입맨홀(10)과 연결된 우수관(14)을 결합할 수 있도록 입구(25)를 형성하되, 이 입구(25)는 차단벽(23)의 하부에 형성된 것을 보이고 있다.

또한, 상기 여과시설물(20)에는 조대협잡물 및 미세협잡물이 여과된 처리수를 최종 방류하기 위한 출구(26)를 형성하되, 이 출구(26)는 방류수역(1)의 수면(w)보다는 높고 배수구(13)의 높이(h)보다는 낮도록 차단벽(23)의 상부에 형성하되, 더욱 바람직한 실시 예로써 360°방향으로 형성된다.

나아가, 상기 차단벽(23)에는 보조필터층(23a)을 형성하여 스크린장치(30) 및 여과장치(31)를 거쳐 여과처리된 처리수를 최종 여과하여 출구(26)를 통해 방류토록 하게 된다.

따라서, 이와 같은 여과시설물(20)에 의해 방류수역(1) 내에 별도로 독립된 여과공간(21)이 형성됨에 따라 오염물이 자연배제된 처리수를 공급받아 이를 여과한 후 방류수역(1)에 방류하게 되며, 이에 따라 친환경적으로 방류수역(1)의 수질을 유지관리할 수 있게 된다.

여기서, 상기 여과시설물(20)은 출구(26)를 통해 처리수가 역류하는 것을 방지할 수 있도록 단락용 웨어(Weir)를 포함하게 된다. 즉, 상기 단락용 웨어(27)는 도 1에서 보인 것과 같이, 여과시설물(20)을 둘러 형성하되, 처리수가 최종 배수되는 단부를 출구(26)보다 높게 배치하여 상기 출구(26)를 통해 배수되는 처리수를 식생저류부(40)에 배수하고, 반대로 처리수의 역류는 방지토록 하게 된다.

본 발명에 포함되는 스크린장치(30)는 처리수에 포함된 5㎜를 초과하는 조대협잡물을 여과처리할 수 있도록 여과시설물(20)에 의해 형성된 여과공간(21)에 설치된다.

이를 위한 실시 예로 상기 여과공간(21)에 원통형의 스크린장치(30)가 설치되고, 이 원통형의 스크린장치(30)의 하부에 우수관(14)이 연결된 것을 보이고 있다.

즉, 상기 원통형 스크린장치(30)는 유속저하를 통해 처리수 내 조대협잡물을 여과처리하기 위한 것으로, 우수관(14)을 통해 공급된 처리수는 원통형 스크린장 치(30)의 하부에서 상부방향으로 상승하게 된다.

이 과정에서 처리수의 유속은 서서히 저하되어 조대협잡물은 원통형 스크린장치(30)에 걸려 여과처리되고, 이러한 조대협잡물이 여과된 처리수는 상기 원통형 스크린장치(30)를 통과하여 여과장치(31)로 공급된다.

본 발명에 포함되는 여과장치(31)는 도 3에서 보인 것과 같이, 내장된 필터를 이용하여 스크린장치(30)를 통과한 처리수 내 미세협잡물을 여과처리하게 되며 이를 위한 실시 예로 담체(擔體)와 여재(濾材)를 망 형태의 커튼스크린(31a)에 내장하여 스크린장치(30)의 외부에 배치한 것을 실시 예로 보이고 있다.

즉, 상기 여과장치(31)는 유속이 느려지는 스크린장치(30)의 바깥 가장자리에 설치되어 처리수에 포함되어 있는 미세협잡물을 여과하게 된다.

이러한 여과장치(31)의 더욱 바람직한 실시 예로는 스크린장치(30)의 둘레에 커튼스크린(31a)을 방사형으로 다단 설치하여 처리수에 포함되어 있는 미세협잡물을 순차 여과하는 것이며, 배치순서는 상기 스크린장치(30)와 가까운 중심부에는 조대담체와 여재가 내장된 커튼스크린(31a)을 배치하고, 유속이 감속되는 바깥 쪽에 미세담체와 여재가 내장된 커튼스크린(31a)을 배치하는 것이다.

따라서, 우수관(14)을 통해 여과공간(21)으로 공급된 처리수는 스크린장치(30)와 여과장치(31)를 순차적으로 통과하면서 조대협잡물과 미세협잡물이 여과처리된 후 여과시설물(20)의 가장자리 통수 단면을 거쳐 상기 여과시설물(20)의 상부에 형성된 입구(25) 또는 강우시 단락용 웨어(27)를 통해 방류된다.

본 발명에 포함되는 식생저류부(40)는 도 1 또는 4에서 보인 것과 같이, 자 갈, 모래 및 수초를 포함하여 자연에서 구할 수 있는 소재로 이용하여 일종의 자연필터층을 형성하게 된다. 이를 위한 실시 예로 여과시설물(20)의 둘레에 자갈과 모래를 순차적으로 쌓고 그 상부에 수초를 재배한 것을 보이고 있다.

즉, 상기 여과시설물(20)의 바깥둘레에 자갈과 모래를 순차적으로 쌓아 적층하고, 그 위에 수초를 재배하여 방류수역(1)의 수면(w) 위로 노출하게 되며, 필요에 따라 수목도 배치하여 자연경관으로 이용할 수 있도록 하게 된다.

여기서, 본 발명의 수처리 시스템을 이용한 처리수의 여과처리에 대하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 포함되는 유입맨홀(10)은 유입구(11)를 통하여 투입된 처리수 내 나무토막이나 비닐 및 도로·노상의 각종 오염물을 수두 차를 이용한 자연배제방식으로 1차로 걸러낸 후 우수관(14)을 이용하여 상기 오염물이 여과된 처리수를 여과시설물(20)로 공급하게 된다.

상기 여과시설물(20)의 내부 여과공간(21)에 설치된 스크린장치(30)는 유속저하를 통해 우수관(14)을 통해 공급된 처리수를 2차로 여과처리하여 조대협잡물을 배제하게 되고, 이 스크린장치(30)를 통해 여과된 처리수는 여과장치(31)는 통과하면서 상기 여과장치(31)에 내장된 담체와 여재에 의해 미세협잡물이 배제된다.

즉, 상기 여과장치(31)는 처리수를 3차로 여과처리하게 된다.

이러한 스크린장치(30)와 여과장치(31)를 거쳐 조대협잡물과 미세협잡물이 여과처리된 처리수는 여과시설물(20)의 가장자리 통수 단면을 거쳐 상기 여과시설물(20)의 상부에 형성된 출구(26)를 통해 배수된다.

상기 여과시설물(20)의 외부로 배수된 처리수는 자연필터층인 식생저류부(40)에 흘러들어가 자갈 및 모래를 순차적으로 통과하면서 자연정화되어 4차 여과처리되며, 이와 같이 자연정화된 처리수는 방류수역(1)에 최종 방류된다.

도 1은 본 발명의 설치상태를 보인 단면도.

도 2는 본 발명의 유입맨홀의 실시 예를 보인 단면도.

도 3은 본 발명의 여과시설물을 보인 단면도.

도 4는 본 발명의 설치상태를 보인 평면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 - 유입맨홀 20 - 여과시설물

30 - 스크린장치 31 - 여과장치

40 - 식생저류부

Claims (3)

1. 처리수를 포집하고 수두(水頭) 차를 이용하여 오염물을 자연배제하기 위하여 방류수역의 수면(w)보다 배수구 높이(h)가 높게 위치하도록 지면에 매설된 유입맨홀과;

   상기 방류수역 내 여과공간을 형성할 수 있도록 바닥, 이를 둘러싼 차단벽 및 상판으로 구성되며, 처리수를 공급받는 입구가 형성되고, 이를 배수하는 출구가 방류수역의 수면(w)보다 높게 형성된 여과시설물과;

   상기 여과공간에 설치되어 입구를 통해 투입된 처리수 내 조대협잡물을 여과하는 원통형 스크린장치와;

   상기 원통형 스크린장치를 거쳐 통과한 처리수를 재처리하여 미세협잡물을 여과할 수 있도록 담체(擔體)와 여재(濾材)가 내장된 커튼스크린으로 구성되어 원통형 스크린장치의 외부에 방사형으로 다단 설치된 여과장치와;

   상기 출구를 통해 배수된 처리수를 자연정화할 수 있도록 여과구조물을 둘러싼 식생저류부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리 시스템.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 출구에는 처리수의 역류를 방지할 수 있도록 단락용 웨어(Weir)가 설치된 것을 특징으로 하는 수처리 시스템.
3. 삭제

Images