KR101033859B1 - 초기우수 분리형 저류조 - Google Patents

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KR101033859B1
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박대희
류희구
남궁석
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(주)로커스솔루션
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Abstract

본 발명은 오염이 심한 초기우수를 별도로 분리하여 저류할 수 있는 초기우수 분리형 저류조에 관한 기술이다. 특히, 본 발명의 저류조는 부표를 이용한 기계적 장치로 초기우수와 초기우수 후의 오염도가 덜한 우수를 자동적으로 분리하여 저류할 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

초기우수 분리형 저류조{Contaminated rainwater separable reservoir}
본 발명은 초기우수를 분리할 수 있는 저류조에 관한 기술이다. 더욱 구체적으로는 본 발명은 오염이 심한 초기우수를 하천으로 바로 유입시키는 경우 하천의 오염이 심각해지므로, 초기우수만을 분리ㆍ저류하여 하수처리시설로 보내고, 초기우수 후의 우수에 대해서는 오염 정도가 낮으므로 저류 후 하천에 방류할 수 있는 저류조에 관한 기술이다.
본 발명은 우수 시 발생하는 고농도 월류수의 분리 저류에 관한 기술이다. 강우 초기에 발생하는 고농도 초기강우 유출수(이하 "초기우수"라 칭함)와, 상기 초기우수 이후 유입되는 비교적 저농도의 강우 유출수를 분리 저류하는 초기우수 분리형 저류조에 관한 기술이다.
기존 월류수 처리장치는 강우유출수에 포함되어 유입되는 협잡물의 제거에 중점을 둔 기술이지만, 본 발명은 월류수를 농도에 따라 분리 저류하므로 저류조 용량의 과대화를 방지하며, 기계적으로 초기강우를 자동으로 분리 저류할 수 있어, 전자 제어 시스템 설치에 따른 설치 및 유지비용 절감효과를 기대할 수 있다.
비점오염원 및 우수유출수의 유출저감을 위한 방법으로 저류형, 침투형, 식생형, 장치형, 처리형 등이 있으며, 본 발명은 이 중 저류형에 관한 기술이다. 저류형에 관한 종래 특허 기술을 살펴보면 다음과 같다.
대한민국특허공개 제10-2008-4647호 "저류시스템 및 저류장치"에서는 고농도 저류조와 저농도 저류조로 구획된 저류조부를 갖는 저류시스템에 대하여 개시하고 있으나, 상기 특허에서는 고농도와 저농도의 분리를 유입수측정부에서 오염 농도를 측정하여 분리하는 기술을 적용하기 때문에, 유입수측정부가 필수구성으로 필요하며, 강우량이 많은 경우 유입수측정부에서의 측정부하로 인하여 오염 농도별 분리가 불가능한 단점이 있다. 또한, 대한민국특허공개 제10-2010-90591호 "우수처리장치"에서는 부패방지장치를 구비하는 것을 특징으로 하나, 고농도 우수와 저농도 우수를 분리하지 않고 혼합처리하는 단점이 있다. 또한, 대한민국특허등록 제10-437075호 "저류지를 이용한 빗물 정화방법 및 장치"에서는 초기 강우 유출수를 무동력으로 자동으로 선착순 분리하여 저류지에 필요한 기간까지 저장하면서 침전, 여과 흡착 방법 등으로 오염물질을 정화한 후, 천천히 방류함으로써 첨두 유출량을 줄여 홍수를 예방하며, 방류수역의 수질을 개선하는 것을 특징으로 하나, 상기 특허에서는 초기강우와, 초기강우 이후의 오염이 덜 심한 우수에 대한 분리과정이 없다.
본 발명의 목적은 강우 초기에 발생하는 고농도 초기강우 유출수와, 초기강우 이후의 유입되는 저농도의 강우 유출수를 분리 저류하며, 고농도 초기강우의 경우 하수처리시설로 보내어 별도의 하수처리가 가능하도록 하며, 저농도 강우 유출수는 오염도가 낮으므로 바로 하천으로 방류할 수 있는 저류조를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 목적은 초기우수가 저류되는 고농도저류조가 모두 채워지면, 이를 기계적으로 감지하여, 우수를 자동으로 저농도저류조로 보내도록 하는 기술을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 목적은 고농도저류조에 쌓여있는 슬러지 형태의 우수를 외부로 배출함에 있어서, 배수펌프의 과도한 부하를 줄이기 위한 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 외부로부터 우수가 유입되는 통로로서, 초기우수가 고농도저류조로 유입되도록 개방된 초기우수입구(43)를 갖는 우수관(40); 상기 우수관(40)의 초기우수입구(43)로부터 유입되는 초기우수가 저류되는 고농도저류조(10); 상기 고농도저류조(10) 후단의 제1차 저농도저류조(20); 상기 제1차 저농도저류조(20) 후단의 제2차 저농도저류조(30); 및 부표(61)를 이용하여 고농도저류조(10)의 수위가 일정 설정치 이상 채워지는 경우 상기 초기우수입구(43)를 닫아주도록 하는 개폐부(60)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 초기우수 분리형 저류조를 제공한다.
특히, 상기 우수관(40)은, 초기우수입구(43) 전단에 부피가 큰 오염 물질을 거르기 위한 스크린(screen)(41)을 더 갖는 것이 바람직하다.
특히, 상기 우수관(40)은 최소한 상기 제1차 저농도저류조(20)까지는 연장 형성되며, 초기우수입구(43)가 개폐부(60)에 의하여 닫히는 경우, 외부로부터의 들어온 우수가 최소한 제1차 저농도저류조(20)까지는 흘러가도록 하는 것이 바람직하다.
특히, 상기 우수관(40)은 제1차 저농도저류조(20) 상부에 우수가 낙하할 수 있도록 통공(42)을 더 갖는 것이 바람직하다.
특히, 상기 우수관(40)의 초기우수입구(43)와 상기 고농도저류조(10) 사이에는 관 또는 파이프 형태의 초기우수유입부(50)가 더 설치되어 있는 것이 바람직하다.
특히, 상기 고농도저류조(10)에는 배수관(11)과 배수펌프(12)가 설치되어 있어, 외부의 하수처리장과 연결된 하수관으로 저류된 초기우수를 배출할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
특히, 상기 제1차 저농도저류조(20) 및 제2차 저농도저류조(30)에는 배수관(21, 31)과 배수펌프(22, 32)가 설치되어 있어, 저류된 우수를 외부의 하천으로 방류할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
특히, 상기 제1차 저농도저류조(20)와 상기 고농도저류조(10)는 세척수공급관(23)으로 연결되어 있으며, 상기 세척수공급관(23)은 기계식 또는 전자식으로 개폐 가능한 밸브(24)에 의하여 개폐가능하여, 상기 제1차 저농도저류조(20)로부터 상기 고농도저류조(10)로 저농도 우수를 공급할 수 있는 것이 바람직하다.
특히, 상기 개폐부(60)는 부표(61), 탄성회전바퀴(63) 및 슬라이딩도어(62)를 포함하여 이루어져 있고, 일 방향으로만 회전하려는 상기 탄성회전바퀴(63)와 상하이동하는 부표(61)가 서로 와이어로 연결되어 있으며, 상기 부표(61)의 승하강에 따른 와이어의 길이가 달라짐에 따라 탄성회전바퀴(63)가 시계방향 또는 반시계 방향으로 회전하고, 상기 탄성회전바퀴(63)의 회전에 의한 힘으로 좌우로 슬라이딩되는 슬라이딩도어(62)에 의하여 상기 초기우수입구(43)가 개폐되는 것이 바람직하다.
특히, 상기 개폐부(60)는 부표(61), 및 블레이드(66)가 결합된 탄성회전축(65)으로 이루어져 있고, 일 방향으로만 회전하려는 상기 탄성회전축(65)과 상하이동하는 부표(61)가 서로 와이어로 연결되어 있으며, 상기 부표(61)의 승하강에 따른 와이어의 길이가 달라짐에 따라 탄성회전축(65)이 시계방향 또는 반시계 방향으로 회전하여, 상기 탄성회전축(65)과 고정결합된 상기 블레이드(66)가 수직 또는 수평이 되도록 회전됨으로써, 상기 초기우수입구(43)를 개폐하는 것이 바람직하다.
특히, 상기 고농도저류조(10)의 하부에는 우수가 유입시 경사지게 유입되도록 경사로(15)를 더 갖는 것이 바람직하다.
특히, 상기 고농도저류조(10)의 측면에는 슬러지배출을 위한 슬러지배출구(90)와, 상기 슬러지배출구(90)를 개폐하는 슬라이딩도어(93)와, 상기 슬라이딩도어(93)를 작동하기 위한 수단으로서 부표(93)와 연결된 탄성회전바퀴(92)로 이루어져 있고, 상기 부표(93)의 높낮이 변화에 따라 상기 탄성회전바퀴(92)가 시계방향 또는 반시계방향으로 움직여 상기 슬라이딩도어(93)를 작동시키는 것이 바람직하다.
특히, 상기 고농도저류조(10)의 슬러지배출구(90) 외부에, 상기 슬러지배출구(90) 보다 낮은 위치에 설치되는 슬러지집수정(70)을 더 갖고, 상기 슬러지집수정(70)은 내부에 통공을 갖는 바스켓(71)을 갖는 것이 바람직하다.
특히, 상기 고농도저류조(10)와 상기 제1차 저농도저류조(20) 사이의 격벽, 상기 제1차 저농도저류조(20)와 상기 제2차 저농도저류조(30) 사이의 격벽에 각각 일방향으로만 개방이 가능한 작업자의 통로 역할을 하는 점검구(80)를 갖는 것이 바람직하다.
본 발명의 저류조는 비교적 고농도로 오염된 초기우수와, 상대적으로 저농도로 오염된 우수를 분리하여 저류하였다가, 초기우수는 하수처리장으로 보내고, 초기우수 이후의 저농도 오염 우수는 하천에 방류할 수 있는 장점이 있다. 특히, 본 발명에서는 이러한 우수의 분리를 부표를 통한 기계적 방법으로 구현할 수 있어, 별도의 전자적 장비 없이도 구현할 수 있다. 또한, 고농도저류조에 쌓인 슬러지 등을 외부로 방출시 제1차 저농도저류조의 우수를 이용함으로써, 용이하게 슬러지 등을 외부로 방출할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예로서의 저류조의 사시도이다.
도 2a는 도 1의 본 발명의 저류조의 단면도로서, 고농도저류조에 초기우수가 저류되고 있는 상황을 설명하는 도면이며, 도 2b는 도 2a와는 달리 초기우수가 고농도저류조에 모두 저류된 후, 저농도저류조에 우수가 저류되는 상황을 설명하는 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 저류조에서의 개폐부의 작동의 예를 나타내는 도면이다.
도 4a는 본 발명의 제2 실시예로서의 저류조의 단면도로서, 고농도저류조에 초기우수가 저류되고 있는 상황을 설명하는 도면이며, 도 4b는 도 4a와는 달리 초기우수가 고농도저류조에 모두 저류된 후, 저농도저류조에 우수가 저장되는 상황을 설명하는 도면이다.
도 4c는 본 발명의 제3 실시예로서의 저류조의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 저류조에서 고농도저류조의 슬러지 형태의 우수를 제1차 저농도저류조의 우수를 이용하여 용이하게 외부로 배출하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 6a는 본 발명의 제4 실시예로서, 초기우수유입부와 고농도저류조 사이에 경사로를 더 구비하는 저류조의 단면도이다.
도 6b는 본 발명의 제4 실시예의 저류조 중 고농도저류조 부분의 종단면도이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 제4 실시예의 저류조에서 슬러지집수정을 이용한 슬러지의 제거방법을 설명하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 제5 실시예로서, 각 세부 저류조를 점검 및 청소하기 위한 문을 구비하는 저류조의 도면이다.
본 발명은 비가 내리기 시작하는 초기에 발생하는 우수의 경우 오염물질이 과도하게 용해되어 있으므로, 하천에 바로 방류하는 경우 하천을 오염시키므로, 초기우수를 별도로 분리하고, 초기우수 후의 우수에 대해서는 오염 정도가 심하지 않으므로, 하천에 방류하도록 하는 저류조를 제공하는 데 있다. 이하 본 발명의 상세한 설명에서 이러한 초기우수가 저류되는 곳을 "고농도저류조"라고 칭하며, 초기우수 후의 오염이 덜한 우수가 저장되는 곳을 "제1차 저농도저류조"와 "제2차 저농도저류조"라고 칭한다.
이하에서는 본 발명의 도면을 참고하여, 본 발명에 대하여 설명하기로 한다. 본 첨부도면들은 본 발명의 기술적 요지 내에서 다양하게 변화가능하며, 첨부도면들은 본 발명의 기술적 요지를 설명하기 위한 참고자료일 뿐이며, 본 발명의 권리범위가 첨부도면에 의하여 한정해석되어서는 안 된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예로서의 저류조의 사시도이며, 도 2a는 도 1의 본 발명의 저류조의 단면도로서, 고농도저류조에 초기우수가 채워지고 있는 과정을 설명하는 도면이다.
본 발명의 저류조는 우수가 유입되는 우수관(40), 상기 우수관(40)으로부터 초기우수가 유입되는 초기우수유입부(50), 상기 초기우수유입부(50)를 통하여 유입된 초기우수가 저장되는 고농도저류조(10), 상기 고농도저류조(10)의 저류용량을 초과하는 상대적으로 저농도의 우수가 저장되는 제1차 저농도저류조(20)와 제2차 저농도저류조(30)로 구성된다.
이하에서는 각 구성에 대하여 첨부도면을 참고하면서 설명하기로 한다.
우수관
우수관(40)은 우수가 본 발명의 저류조에 유입되기 위한 도관으로서, 도 1 및 도 2a에서는 우수관(40)이 하천방류를 위한 외부의 관거와 바로 연결될 수 있는 구조이나, 후술하는 도 4a 내지 도 4c와 같이 우수관(40)이 제1차 저농도저류조(20) 정도의 길이로 짧게 형성될 수도 있다. 우수관(40)은 우수관이나 오수관의 매립 위치에 해당하는 지중 또는 지상에 설치되며, 큰 오염물질을 걸러주기 위하여 스크린(41)을 후술하는 초기우수유입부(50) 앞에 설치하는 것이 바람직하다. 또한, 종래 기술과 마찬가지로 스크린(41)은 다수의 통공이 있는 망사형태로 제작되는 것이 바람직하다. 스크린(41) 후단에는 후술하는 초기우수유입부(50)로 관통되어 초기우수의 입구 역할을 하는 초기우수입구(43)가 설치된다. 상기 초기우수입구(43)는 후술하는 개폐부(60)의 작동에 의하여 개폐가 이루어진다. 개폐부(60)의 작동에 대해서는 후술하도록 한다.
또한, 본 발명의 첨부도면에서는 우수관(40)이 고농도저류조(10), 제1차 및 제2차 저농도저류조(20, 30)에 바로 붙어 있는 형태이나, 간격을 두고 더 높게 설치될 수도 있다.
초기우수유입부
상기 우수관(40)으로 유입되는 초기우수만을 분리저장하기 위하여 고농도저류조(10)로 초기우수가 흘러들어가도록 하여야 하는데, 본 발명은 우수관(40)으로부터 유입되는 초기우수가 고농도저류조(10)로 먼저 공급되도록 초기우수유입부(50)를 고농도저류조(10) 전단에 구비한다. 초기우수유입부(50)는 통상의 파이프, 관 형태 등 초기우수입구(43)와 연통되어 초기우수가 고농도저류조(10)로 흘러갈 수 있는 구조라면 모두 가능하다.
도 1 및 도 2a에는 초기우수유입부(50)가 고농도저류조(10) 안에 관 형태로 제작된 예를 나타내나. 초기우수유입부(50)가 고농도저류조(10) 외부에 설치되며, 초기우수유입부(50)가 고농도저류조(10)와 연결된 형태로 제작될 수도 있다. 전술한 우수관(40)의 스크린(41) 후단에 있는 초기우수입구(43)가 초기우수유입부(50)의 상부와 연결된 구성이므로, 초기우수입구(43)와 초기우수유입부(50)는 대응되는 위치를 유지하여야 한다. 따라서, 초기우수유입부(50)는 전술한 우수관(40)의 초기우수입구(43)와 연통되어, 초기우수유입부(50)로 우수관(40)에서 흘러들어온 초기우수가 유입되게 된다.
이하 본 발명의 도면 및 이에 대한 설명에서는 초기우수유입부(50)가 있는 경우를 예로 들어 설명하나, 별도의 초기우수유입부(50)가 없이 우수관(40)의 초기우수입구(43)가 고농도저류조(10)의 상부에 바로 설치되어, 초기우수가 바로 고농도저류조(10)로 흘러들어가게 할 수도 있다. 즉, 본 발명에서 초기우수유입부(50)는 설치하는 것이 바람직하기는 하나, 필수적인 구성은 아니다.
고농도저류조
고농도저류조(10)는 전술한 초기우수유입부(50)와 직접 연결되어 있어, 초기우수유입부(50)로 들어온 우수가 고농도저류조(10)로 유입되게 된다. 본 발명에서 고농도의 의미는 수치화된 일정 오염 농도 이상의 우수를 의미하는 것은 아니며, 비가 내리기 시작하여 토양, 도로, 건축물 등의 오염된 물질을 다량 용해하여 흐르는 초기우수의 경우 초기우수 이후의 우수에 비하여 상대적으로 고농도로 오염물질을 포함하고 있기 때문에 고농도라고 칭하였다.
고농도저류조(10)는 도 1의 사시도와 같이 통상의 저류조와 같이, 사각형이 바람직하나, 원형 등 우수를 보관할 수 있는 다양한 형태의 저류조가 모두 가능하다. 고농도저류조(10)는 후술하는 제1차 저농도저류조 및 제2차 저농도저류조와 격벽으로 분리되며, 서로 우수가 소통되지 않도록 상기 격벽은 서로 개방되어 있지 않은 것이 바람직하다.
도 2a는 초기우수가 고농도저류조(10)로 유입되도록 후술하는 개폐부(60)가 열린 상태에서 초기우수유입부(50)를 거쳐 고농도저류조(10)로 우수가 유입되고 있는 경우를 나타낸다. 그러나 고농도저류조(10)가 모두 채워지면, 더 이상 고농도저류조(10)로 우수가 흘러가지 않도록 개폐부(60)가 자동으로 작동하여, 초기우수입구(43)가 완전히 닫히도록 함으로써, 우수를 제1차 및 제2차 저농도저류조(20, 30)로 흘려보내야 한다. 여기서 "저농도"의 의미는 전술한 "고농도"가 초기우수 위주로 저류되는 것과는 달리, 초기우수저류조(10)가 모두 채워진 후, 저류되는 우수이므로 상대적으로 오염 정도가 덜한 우수이므로 저농도라고 표기하며, 구체적인 오염도 수치를 기준으로 한 표현은 아니다.
본 발명에서 전술한 고농도저류조(10)를 포함하여, 후술하는 제1차 저농도저류조(20) 및 제2차 저농도저류조(30)는 다양한 재질로 제조할 수 있으며, 특히, FRP(fiber-reinforced plastic)와 같은 합성수지 재질로도 제조할 수 있다.
개폐부
도 2b는 도 2a와는 달리 개폐부(60)가 작동하여 초기우수입구(43)를 막아서, 우수관(40)으로 유입된 우수가 초기우수유입부(50)로 유입되지 않고, 초기우수입구(43)를 지나 제1차 저농도저류조(20)(및 제2차 저농도저류조(30))의 위에서 낙하하여 제1차 저농도저류조(20)와 제2차 저농도저류조(30)를 채우게 된다.
우수관(40)의 통공(42)은 제1차 저농도저류조(20)의 상부에만 있어서, 우수가 제1차 저농도저류조(20)로만 낙하하여 모두 채운 후, 제1차 저농도저류조(20)와 제2차 저농도저류조(30) 사이의 격벽(W)을 우수가 넘어 제2차 저농도저류조(30)를 채울 수도 있다.
도 2a와 도 2b와 같이 개폐부(60)를 구동하여, 초기우수입구(43)를 개폐한다. 이러한 개폐부(60)는 부표 또는 수위센서(이하에서 "부표" 또는 "수위센서"를 "부표"라고 칭하고, 도면기호 61로 표기함)에 의하여 고농도저류조(10)의 수위에 따라 기계적 또는 전자적 신호에 의하여 개폐를 하여야 하는데, 이러한 수위를 감지하여 도어의 역할을 하는 구성을 작동하는 기술은 공지의 기술이며, 구현 방법이 다양하므로, 본 발명은 수위를 감지하여 개폐부(60)를 통하여 초기우수입구(43)를 개폐하는 구체적인 기술에 한정되지는 않는다. 또한, 개폐부는 전자적으로 작동할 수도 있으나, 본 발명에서는 기계적으로 작동하는 것이 바람직하다. 기계식의 경우 장치가 저렴하고, 상대적으로 고장의 염려가 적기 때문이다.
전술한 바와 같이 수위를 감지하여 개폐하는 기술은 매우 다양하나, 두 가지 타입에 대하여 도 3a 및 도 3b를 참고하여 설명하기로 한다.
먼저, 도 3a에서는, 수위를 감지하는 부표(61)가 금속 또는 합성수지 소재의 와이어에 의하여 탄성회전바퀴(63)와 연결되어 있고, 탄성회전바퀴(63)는 좌우로 이동이 가능한 슬라이딩도어(62)와 연결되어 있다. 탄성회전바퀴(63)는 스프링 또는 탄성소재 등에 의해 시계반대방향(도 3a를 기준으로)으로 회전하려는 탄성력이 작용하는 바퀴로서, 와이어에 연결된 부표(61)의 중력에 의하여 시계반대방향으로 회전하려는 힘과 부표에 의한 시계방향으로 회전하려는 힘이 균형을 이루고 있는 상태에 해당하게 슬라이딩도어(62)가 열려 있다.
따라서, 부표가 고농도저류조(10)의 바닥에 가 있는 경우(초기우수가 고농도저류조(10)에 유입되기 전)에는 와이어의 길이가 최대로 되고, 탄성회전바퀴(63)가 시계방향으로 최대한 회전하여, 슬라이딩도어(62)가 오른쪽으로 이동하고, 따라서, 초기우수입구(43)를 슬라이딩도어(62)가 전혀 막지 않고 있어, 초기우수가 개방된 초기우수입구(43)를 통과하여 초기우수유입부(50)를 지나 고농도저류조(10)에 저류되게 된다.
반대로, 고농도저류조(10)에 초기우수가 다 채워져서 부표(61)가 상승하게 되면, 와이어가 그만큼 짧아지고, 짧아진 와이어 길이만큼 탄성회전바퀴(63)가 반시계방향으로 회전하면서, 그 힘에 의하여 슬라이딩도어(62)가 왼쪽으로 이동하고, 따라서 슬라이딩도어(62)가 초기우수입구(43)를 완전히 막게 되면, 우수관(40)으로 유입된 우수가 통공(43)까지 흘러간 후, 통공을 통해 제1차 저농도저류조(및 제2차 저농도저류조)로 흘러 채우게 된다. 즉, 부표(61)의 높낮이가 변함에 따라 슬라이딩도어(62)의 개폐 정도가 달라진다. 또한, 탄성회전바퀴(63)의 회전력(텐션)을 조절함으로써, 부표(61)가 어느 정도 이상 높이 올라갈 때까지 한 번 열린 슬라이딩도어(62)가 오픈된 상태로 그대로 있다가, 부표(61)가 어느 높이 이상 올라갈 때 슬라이딩도어(62)가 닫히도록 하는 것이 바람직하다.
도 3b는 슬라이딩도어(62) 형태가 아닌 블레이드를 이용하여 개폐하는 방식으로서, 부표(61)로부터 와이어가 회전축(64)을 거쳐 탄성회전축(65)에 연결된다. 탄성회전축은 전술한 탄성회전바퀴(63)와 유사하게, 스프링이나 탄성소재에 의하여 일방향으로 회전하려는 힘이 작용하며, 상기 탄성회전축(65)에는 블레이드(66)가 붙어 있다. 상기 탄성회전축(65)은 설계시 90°사이에서 양방향으로 회전하도록 설계하는 것이 바람직하다.
도 3b의 경우에도 도 3a와 마찬가지로, 고농도저류조(10)의 우수가 없는 경우 부표가 바닥에 가 있으므로, 와이어가 길어지게 되고, 그만큼 탄성회전축(65)이 오른쪽으로 돌게 되며, 이에 따라 탄성회전축(65)에 고정결합된 블레이드도 수직으로 서게 되어, 초기우수입구(43)가 열린 상태가 된다. 반대로 고농도저류조(10)가 모두 채워지면, 부표가 상승하여 와이어 길이가 짧아지는 만큼 탄성회전축(65)이 왼쪽으로 회전하여 블레이드(66)를 수평으로 가게 하여 초기우수입구(43)를 막게 되어, 우수가 더 이상 고농도저류조(10)로 흐르지 않고, 우수관(40)을 더 타고 흐르다가 통공(43)에서 제1차 저농도저류조(및 제2차 저농도저류조)로 흐르게 된다.
전술한 바와 같이, 수위를 기계적 또는 전자적으로 감지하여, 도어 및 이와 유사한 구성을 작동하여 개폐하는 기술은 너무 다양하므로, 본 발명은 구체적인 개폐 방법에 한정되지 않는다. 본 발명에서는 기계적 수단을 이용하여 개폐부(60)가 작동하여 초기우수입구(43)를 개폐하는 것이 바람직하다. 이는 기계식이 고장빈도가 낮고, 제작비용이 저렴하기 때문이다.
제1차 저농도저류조 및 제2차 저농도 저류조
전술한 바와 같이 부표(61)의 움직임에 의한 개폐부(60)의 작동으로, 도 2b와 같이 제1차 저농도저류조와 제2차 저농도저류조는 고농도저류조(10)가 모두 채워지고 난 후에 채워지게 된다. 도 2b와 같이 우수관(40)의 통공에 의하여 제1차 저농도저류조 및 제2차 저농도저류조에 상대적으로 저농도의 우수가 저류되도록 할 수도 있으며, 도 4a 및 도 4b와 같이 우수관(40)이 고농도저류조(10)를 지나 제1차 저류조(20)까지만 연장되도록 형성되도록 할 수도 있다. 도 4a의 경우 우수관(40)이 초기우수입구(43) 이후에 "L"자로 약간 낮게 설치되는 예이며, 도 4b의 경우 우수관(40)의 높이가 일정한 일자형태의 예이다.
제1차 저농도저류조(20)와 제2차 저농도저류조(30)는 통상의 사각형 형태, 또는 원형 형태 등이 모두 가능하며, 바람직하게는 사각형 형태이다. 제1차 저농도저류조(20)와 제2차 저농도저류조(30)는 전술한 바와 같이 동시에 채워질 수도 있으며, 제1차 저농도저류조(20)가 먼저 모두 채워진 후, 제1차 저농도저류조(20)와 제2차 저농도저류조(30) 사이의 격벽(W, 별도의 우수 이동을 위한 통공을 구비할 수도 있음)을 넘어 제2차 저농도저류조(30)에 채워질 수 있다.
전술한 고농도저류조(10), 제1차 저농도저류조(20) 및 제2차 저농도저류조(30)의 경우 각각 배수관(11, 21, 31)이 설치되고, 각각 배수펌프(12, 22, 32)에 의하여, 저류가 끝난 후, 적절한 시점(예를 들어 비가 그친 시점)에 외부로 방출한다. 배수관 및 펌프를 이용하여 각 저류조에서 외부로 우수를 방출하는 방법은 각 저류조의 바닥으로 배수관을 연결하여 외부로 방출할 수도 있고, 각 저류조의 상부로 배수관을 연결하여 외부로 방출할 수도 있다. 예를 들어, 도 1의 사시도의 경우 고농도저류조(10)에서는 상부와 하부에 배수관(11)과 배수펌프(12)를 통해 외부로 방출하는 것을 모두 표시하였으나, 이중 하나만을 선택하여 외부로 방출하면 된다. 도 2a 이하의 도면에서는 고농도저류조(10)에서는 하부를 통해, 제1차 및 제2 저농도저류조(20, 30)에서는 상부를 통하여 외부로 저류된 우수를 방출할 수 있는 실시예를 기준으로 작성되었다.
또한, 제1차 저농도저류조(20)의 중간 높이 정도에 사선 방향으로 고농도저류조(10)와 세척수공급관(23)이 연결되어 있으며, 세척수공급관(23)의 양단 중 어느 일단에는 밸브가 설치되어 있어, 고농도저류조(10)의 세척이 필요한 경우 밸브를 오픈하여 세척수공급파이프(23)를 통하여 제1차 저농도저류조(20)의 우수를 고농도저류조(10)로 보내게 된다. 이러한 세척 방법에 대하여는 하기에서 더욱 자세히 설명하기로 한다.
저류된 우수의 외부 방출 방법
전술한 바와 같이, 고농도저류조(10)에 저류된 우수의 경우 상대적으로 오염 정도가 심하므로, 바로 하천에 방류하지 못하고, 외부의 하수처리장으로 보내야 한다. 배수관(11)을 하수처리장으로 연결된 하수관거(13) 등에 연결하여 고농도저류조(10)에 저류된 우수를 하수처리장으로 방출한다.
한편, 제1차 저농도저류조(20) 및 제2차 저농도저류조(30)에 저류된 우수는 상대적으로 오염 정도가 낮으므로, 바로 하천에 방류한다.
고농도저류조 세척 방법
본 발명에서 고농도저류조(10)와는 달리 저농도조류조의 경우 제1차 저농도저류조(20)와 제2차 저농도저류조(30)로 나눈 것은, 제2차 저농도저류조(30)에 저장된 우수는 모두 하천으로 방류하는 것과는 달리, 고농도저류조(10)의 슬러지를 제거하기 위한 보충용 우수를 고농도저류조(10)로 공급하기 위하여, 제1차 저농도저류조(20)를 별도로 설치한 것이다.
도 5를 참고하면, 고농도저류조(10)에 초기우수가 모두 채워지면 배수관(11)을 통하여 외부의 하수처리장으로 보내게 된다. 그런데 고농도저류조(10)에 있는 초기우수를 어느 정도 외부로 배수하고 나면, 고농도저류조(10)에 저류된 우수에는 찌꺼기 등의 슬러지 형태의 오염물질이 많아, 더 이상 배수펌프(12)를 통하여 남아있는 슬러지 형태의 오염물질을 배수하기 어렵게 된다. 이 경우 제1차 저농도저류조(20)의 밸브(24)를 오픈하여 세척수공급관(23)을 통하여 상대적으로 깨끗하고, 부유물질 등이 없는 우수를 고농도저류조(10)로 보내줌으로써(제1차 저농도저류조(20)의 수위는 낮아진다. h>h'), 고농도저류조(10)의 수위가 높아진다(l<l'), 즉, 우수의 양이 다시 많아져서, 슬러지의 농도가 그만큼 상대적으로 낮아지므로, 배수펌프(12)에 의하여 고농도저류조(10)에서 외부로 배수하기 용이하다.
고농도저류조의 슬러지 제거 방법
본 발명의 저류조는 고농도저류조(10)의 하부에 있는 슬러지(도면에서 "s"로 표기)를 효과적으로 제거하기 위하여 고농도저조(10)의 측면, 바람직하게는 초기우수유입부(50)와 먼 쪽의 고농도저류조(10) 측면 외부에 별도의 슬러지집수정(70)을 갖는 것이 바람직하다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 슬러지집수정(70)을 갖는 저류조의 실시예로서, 도 6a와 같이, 초기우수유입부(50)와 고농도저류조(10) 사이에 하방으로 경사진 경사로(15)를 더 가질 수 있다. 도 6b와 같이, 경사로(15)는 도면 6a를 기준으로 후방으로 갈수록 더 낮아지도록 하는 것이 바람직하다. 이는 초기우수유입부(50)와 경사로(15)를 따라 유입된 초기우수에는 슬러지(s)가 고농도 포함되어 있으며, 도 6a 및 도 6b와 같이 경사로(15)가 있는 경우 중력에 의하여 경사로(15)의 낮은 부분으로, 특히, 도 6b와 같이 대부분의 슬러지가 후술하는 슬러지배출구(90)로 모이기 때문에, 추후 슬러지집수정(70)으로 슬러지를 배출하기 용이하다.
도 6b와 같이, 고농도저류조(10)의 양 측면 중 초기우수유입부(50)와 먼 쪽의 측면에는 하부에 개방된 슬러지배출구(90)를 갖으며, 이러한 슬러지배출구(90)는 전술한 도면에서 사용된 부표(61)와 탄성회전바퀴(63)과 동일하게, 부표(93)의 높낮이 변화에 따라 탄성회전바퀴(92)를 작동하여, 상기 탄성회전바퀴(92)의 회전에 의하여 슬라이딩되는 슬라이딩도어(91)를 작동하여 슬러지배출구(90)을 개폐할 수 있다.
상기 슬러지배출구(90) 외부에는 슬러지배출구(90)보다 낮은 위치에 사각형, 삼각형 등 다양한 형태로 형성될 수 있는 슬러지집수정(70)이 위치한다. 슬러지집수정(70) 내부에는 슬러지로부터 물을 배수로(72)로 빼내기 위하여 바닥면 및/또는 측면에 통공이 형성된 바스켓(71)을 갖는다. 바스켓(71)은 수동 또는 모터의 힘에 의하여 상부로 올려져 외부로 수동 또는 자동으로 배출시킨다.
도 7a 및 도 7b는 슬러지배출구(90)를 통하여, 슬러지를 슬러지집수정(70)으로 모은 후, 바스켓(71)을 들어올려 외부로 슬러지를 운반·제거하는 방법을 설명하는 도면이다.
고농도저류조(10)에 저류된 초기우수를 제거하기 위하여 전술한 바와 같이 배수펌프(12)를 이용하여 배수관(11)으로 초기우수를 하수처리장으로 배출하게 된다. 이 경우 부표(93)의 높이가 낮아지게 되어, 탄성회전축(93)이 회전하여 슬라이딩도어(91)를 작동시켜 상부로 이동시키면, 슬러지배출구(90)가 개방되어 경사로(15)의 낮은 부분에 중력에 의해 모아졌던 슬러지가 슬러지배출구(90)로 물과 함께 배출되어 슬러지집수정(70), 보다 정확하게는 슬러지집수정(70) 내의 바스켓(71)으로 모아지며, 도 7b와 같이, 슬러지가 모인 바스켓(71)을 모터의 힘 또는 작업자의 인력에 의하여 상부로 이동시킨 후, 적절한 수단에 의하여 슬러지를 외부로 배출하게 된다.
각 저류조의 청소 방법
고농도저류조(10), 제1차 저농도저류조(20) 및 제2차 저농도저류조(30)의 각 세부저류조를 청소하기 위하여, 도 8과 같이 상기 3 저류조를 나누는 격벽(W)에 별도의 문, 즉, 점검구(80)를 더 구비하는 것이 바람직하다. 점검구(80)는 일 방향으로만 열리도록 하는 것이 바람직하며, 제2차 저농도저류조(30)에서 제1차 저농도저류조(20) 방향으로만 열리며, 제1차 저농도저류조(20)에서 고농도저류조(10) 방향으로만 열리도록 설계하는 것이 바람직하다. 이는 고농도저류조(10)에 저류된 상대적으로 고오염성 유수가 제1차 저농도저류조(20)로 유입되는 것을 차단하기 위해서이다. 같은 이유로, 상대적으로 고오염성 유수가 제1차 저농도저류조(20)로부터 제2차 저농도저류조(30)로 유입되는 것을 차단하기 위해서이다. 즉, 도 8의 점선으로 표시한 확대도와 같이, 점검구(80)에는 힌지(81)을 통해 회전되며, 일방향으로만 열리게 하기 위하여 격벽(W) 및 도어(82)에 단턱(83)을 통한 결합이 이루어져, 한쪽 방향으로만 열리도록 한다. 이러한 일방향으로만 열리는 점검구는 도 8의 힌지결합과 단턱을 이용한 일방향으로 열리는 구조 이외에 다양하게 변형하여 일방향으로만 열리는 점검구를 설치할 수 있는바, 도 8의 구체적인 점검구 형태에 본 발명이 한정되지는 않는다.
10 : 고농도저류조 11, 21, 31 : 배수관
13 : 하수관 12, 22, 32 : 배수펌프
15 : 경사로 20 : 제1차 저농도저류조
23 : 세척수공급관 24 : 밸브
30 : 제2차 저농도저류조 40 : 우수관
41 : 스크린 42 : 통공
43 : 초기우수입구 50 : 초기우수유입부
60 : 개폐부 61, 93 : 부표
62, 91 : 슬라이딩도어 63, 92 : 탄성회전바퀴
64 : 회전축 65 : 탄성회전축
66 : 블레이드 70 : 슬러지집수정
71 : 바스켓 72 : 배수로
71a : 줄 80 : 점검구
81 : 힌지 82 : 도어
83 : 단턱 90 : 슬러지배출
w : 격벽 s : 슬러지

Claims (14)

  1. 외부로부터 우수가 유입되는 통로로서, 초기우수가 고농도저류조로 유입되도록 개방된 초기우수입구(43)를 갖는 우수관(40);
    상기 우수관(40)의 초기우수입구(43)로부터 유입되는 초기우수가 저류되는 고농도저류조(10);
    상기 고농도저류조(10) 후단의 제1차 저농도저류조(20);
    상기 제1차 저농도저류조(20) 후단의 제2차 저농도저류조(30); 및
    부표(61)를 이용하여 고농도저류조(10)의 수위가 일정 설정치 이상 채워지는 경우 상기 초기우수입구(43)를 닫아주도록 하는 개폐부(60)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 초기우수 분리형 저류조.
  2. 제1항에서, 상기 우수관(40)은, 초기우수입구(43) 전단에 부피가 큰 오염 물질을 거르기 위한 스크린(screen)(41)을 더 갖는 것을 특징으로 하는 초기우수 분리형 저류조.
  3. 제1항에서, 상기 우수관(40)은 최소한 상기 제1차 저농도저류조(20)까지는 연장 형성되어, 초기우수입구(43)가 개폐부(60)에 의하여 닫히는 경우, 외부로부터의 들어온 우수가 최소한 제1차 저농도저류조(20)까지는 흘러가도록 하는 것을 특징으로 하는 초기우수 분리형 저류조.
  4. 제1항에서, 상기 우수관(40)은 제1차 저농도저류조(20) 상부에 우수가 낙하할 수 있도록 통공(42)을 더 갖는 것을 특징으로 하는 초기우수 분리형 저류조.
  5. 제1항에서, 상기 우수관(40)의 초기우수입구(43)와 상기 고농도저류조(10) 사이에는 관 또는 파이프 형태의 초기우수유입부(50)가 더 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 초기우수 분리형 저류조.
  6. 제1항에서, 상기 고농도저류조(10)에는 배수관(11)과 배수펌프(12)가 설치되어 있어, 외부의 하수처리장과 연결된 하수관으로 저류된 초기우수를 배출할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 초기우수 분리형 저류조.
  7. 제1항에서, 상기 제1차 저농도저류조(20) 및 제2차 저농도저류조(30)에는 배수관(21, 31)과 배수펌프(22, 32)가 설치되어 있어, 저류된 우수를 외부의 하천으로 방류할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 초기우수 분리형 저류조.
  8. 제1항에서, 상기 제1차 저농도저류조(20)와 상기 고농도저류조(10)는 세척수공급관(23)으로 연결되어 있으며, 상기 세척수공급관(23)은 기계식 또는 전자식으로 개폐 가능한 밸브(24)에 의하여 개폐가능하여, 상기 제1차 저농도저류조(20)로부터 상기 고농도저류조(10)로 저농도 우수를 공급할 수 있는 것을 특징으로 하는 초기우수 분리형 저류조.
  9. 제1항에서, 상기 개폐부(60)는 부표(61), 탄성회전바퀴(63) 및 슬라이딩도어(62)를 포함하여 이루어져 있고,
    일 방향으로만 회전하려는 상기 탄성회전바퀴(63)와 상하이동하는 부표(61)가 서로 와이어로 연결되어 있으며, 상기 부표(61)의 승하강에 따른 와이어의 길이가 달라짐에 따라 탄성회전바퀴(63)가 시계방향 또는 반시계 방향으로 회전하고, 상기 탄성회전바퀴(63)의 회전에 의한 힘으로 좌우로 슬라이딩되는 슬라이딩도어(62)에 의하여 상기 초기우수입구(43)가 개폐되는 것을 특징으로 하는 초기우수 분리형 저류조.
  10. 제1항에서, 상기 개폐부(60)는 부표(61), 및 블레이드(66)가 결합된 탄성회전축(65)으로 이루어져 있고,
    일 방향으로만 회전하려는 상기 탄성회전축(65)과 상하이동하는 부표(61)가 서로 와이어로 연결되어 있으며, 상기 부표(61)의 승하강에 따른 와이어의 길이가 달라짐에 따라 탄성회전축(65)이 시계방향 또는 반시계 방향으로 회전하여, 상기 탄성회전축(65)과 고정결합된 상기 블레이드(66)가 수직 또는 수평이 되도록 회전됨으로써, 상기 초기우수입구(43)를 개폐하는 것을 특징으로 하는 초기우수 분리형 저류조.
  11. 제1항에서, 상기 고농도저류조(10)의 하부에는 우수가 유입시 경사지게 유입되도록 경사로(15)를 더 갖는 것을 특징으로 하는 초기우수 분리형 저류조.
  12. 제11항에서, 상기 고농도저류조(10)의 측면에는 슬러지 배출을 위한 슬러지배출구(90)와, 상기 슬러지배출구(90)를 개폐하는 슬라이딩도어(93)와, 상기 슬라이딩도어(93)를 작동하기 위한 수단으로서 부표(93)와, 상기 부표(93)에 연결된 탄성회전바퀴(92)를 더 구비하고,
    상기 부표(93)의 높이 변화에 따라 상기 탄성회전바퀴(92)가 시계방향 또는 반시계방향으로 움직여 상기 슬라이딩도어(93)를 개폐작동시키는 것을 특징으로 하는 초기우수 분리형 저류조.
  13. 제12항에서, 상기 고농도저류조(10)의 슬러지배출구(90) 외부에, 상기 슬러지배출구(90) 보다 낮은 위치에 설치되는 슬러지집수정(70)을 더 갖고, 상기 슬러지집수정(70)은 내부에 통공을 갖는 바스켓(71)을 갖는 것을 특징으로 하는 초기우수 분리형 저류조.
  14. 제1항에서, 상기 고농도저류조(10)와 상기 제1차 저농도저류조(20) 사이의 격벽, 상기 제1차 저농도저류조(20)와 상기 제2차 저농도저류조(30) 사이의 격벽에 각각 일방향으로만 개방이 가능한 작업자의 통로 역할을 하는 점검구(80)를 더 갖는 것을 특징으로 하는 초기우수 분리형 저류조.
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