KR101129407B1 - 비점오염원 정화 및 여과장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비점오염원 정화 및 여과장치에 관한 것으로서, 내부에 오염수를 수용하는 제 1수용공간이 마련된 제 1용기와, 제 1용기에 설치되어, 제 1수용공간으로 오염수를 공급하는 오염수유입부와, 제 1수용공간 내에 설치되며, 내부에 오염수를 수용하는 제 2수용공간이 마련되고, 외주면에는 제 1수용공간에 수용된 오염수가 유입될 수 있게 다수의 관통구가 형성된 제 2용기와, 제 2용기 내에 수용되어 제 2수용공간으로 유입된 오염수를 여과시키는 미생물이 서식하는 다수의 여과재와, 제 2용기에 설치되어, 제 2수용공간으로 공기를 주입하는 공기주입부와, 제 2수용공간에 연통되어 미생물에 의해 정화된 오염수를 외부로 배출하는 배출관을 구비한다.

본 발명에 따른 비점오염원 정화 및 여과장치는 여과재가 수용된 용기의 내부에 산소를 공급하므로 여과재에 서식하는 미생물이 원활하게 오염수 내의 오염물질을 분해 하도록 하여 오염수의 정화효율을 증가시키는 장점이 있다.

비점오염원 정화장치, 비점오염원 정화 및 여과장치, 비점오염원 여과장치

Description

비점오염원 정화 및 여과장치 {Clarification apparatus for nonpoint source pollutants}

본 발명은 비점오염원 정화 및 여과장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 비점오염원으로부터 유입된 오염수를 수용하여 정화시키는 비점오염원 정화 및 여과장치에 관한 것이다.

비점오염원은 강우 시 지표면에 노출된 오염물질이 우수와 함께 하수관으로 유입되는 오염원으로 강우 초기에 발생량이 집중되는 특성을 가지고 있어 처리가 상당히 어려운 오염원이다.

특히, 이와 같은 초기 우수에 포함된 비점오염원이 공공수역으로 유입될 경우 하천 및 호수의 오염을 유발시키며 지하로 침투되어 지하수자원의 오염을 유발시키는 하나의 요인이 된다. 따라서 초기 우수와 함게 유입되는 오염물질은 일정한 제거과정을 거쳐 배출 수역으로 배출되어야 한다.

이에 다양한 방법으로 비점오염원의 오염물질을 제거하고 있다. 초기 우수와 함게 유입되는 오염물질을 처리하는 초기 우수 처리장치는 대략 인공습지 등의 저류형, 여과조 등의 여과형, 스월(Swirl) 처리장치 등의 장치형 등 다양한 초기 우 수 처리장치 등이 있다. 이들 초기 우수 처리장치는 각각 장단점을 가지며, 각각 초기 우수 처리장치들을 적용하는 유역의 특성에 따라 그 적용방법을 달리한다.

한국 등록특허공보 제10-0900054호에서는 '비점오염원 처리장치'가 개시되어 있다.

상기 비점오염원 처리장치는 챔버와, 챔버 내부에 설치된 스크린과, 스크린의 하단부에 하향으로 연장되게 형성된 가이드부와, 스크린의 상치에 설치된 설치부재와, 스크린과 설치지부재 사이에 마련된 여과부재를 구비한다.

그러나 여과재에 서식하는 미생물이 오염수 내의 오염물질을 분해하기 위해서는 미생물이 활동하기에 충분한 양의 산소가 요구되는 데, 상기 비점오염원 처리장치는 챔버에 의해 여과재가 설치된 스크린은 밀폐되어 있어, 미생물에 공기 공급이 용이하지 않아 여과효율이 저하되는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창안된 것으로서, 미생물이 원활하게 오염수 내의 오염물질을 분해할 수 있도록 장치 내부에 산소를 공급하는 비점오염원 정화 및 여과장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 비점오염원 정화 및 여과장치는 내부에 오염수를 수용하는 제 1수용공간이 마련된 제 1용기와, 상기 제 1용기에 설치되어, 상기 제 1수용공간으로 오염수를 공급하는 오염수유입부와, 상기 제 1수용공간 내에 설치되며, 내부에 오염수를 수용하는 제 2수용공간이 마련되고, 외주면에는 상기 제 1수용공간에 수용된 오염수가 유입될 수 있게 다수의 관통구가 형성된 제 2용기와, 상기 제 2용기 내에 수용되어 상기 제 2수용공간으로 유입된 오염수를 여과시키는 미생물이 서식하는 다수의 여과재와, 상기 제 2용기에 설치되어, 상기 제 2수용공간으로 공기를 주입하는 공기주입부와, 상기 제 2수용공간에 연통되어 상기 미생물에 의해 정화된 오염수를 외부로 배출하는 배출관을 구비한다.

상기 공기주입부는 일단부가 상기 제 2수용공간에 연통되게 상기 제 2용기에 설치된 공기주입관과, 상기 공기주입관에 설치되어 상기 제 2수용공간으로 공기를 공급하는 에어펌프를 구비하는 것이 바람직하다.

상기 공기주입부는 상기 공기주입관에 설치되어, 상기 제 2수용공간으로 세 척수를 공급하는 세척수공급부를 더 구비하고,

상기 세척수공급부는 세척수가 수용된 세척수탱크와, 일단은 상기 세척수탱크에 연결되며, 타단은 상기 공기주입관에 연결된 세척수공급관과, 상기 세척수공급관에 설치되어, 상기 세척수탱크에 수용된 세척수를 펌핑하여 상기 제 2수용공간 내에 공급하는 세척수공급펌프를 구비한다.

상기 오염수유입부는 오염수를 수집하여 수용한 오염수탱크와, 일단부는 상기 제 1수용공간에 연통되며, 타단부는 상기 오염수탱크에 연결되되, 일단부의 중심선이 상기 제 1용기의 중심에 수평방향으로 이격되게 상기 제 1용기에 설치된 유입관과, 상기 유입관에 설치되어, 상기 오염수탱크에 수용된 오염수를 펌핑하여 상기 제 1용기로 공급하는 오염수공급펌프를 더 구비하는 것이 바람직하다.

상기 제 1용기는 상기 제 1수용공간 내에 침전된 침전물을 외부로 배출할 수 있게 상기 제 1수용공간에 연통되며 상기 제 1용기의 바닥면에 설치된 슬러지배출관을 더 구비한다.

본 발명에 따른 비점오염원 정화 및 여과장치는 여과재가 수용된 용기의 내부에 산소를 공급하므로 여과재에 서식하는 미생물이 원활하게 오염수 내의 오염물질을 분해 하도록 하여 오염수의 정화효율을 증가시키는 장점이 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 비점오염원 정화 및 여과장치를 더욱 상세히 설명한다.

도 1내지 도 2에는 본 발명에 따른 비점오염원 정화 및 여과장치(10)가 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 비점오염원 정화 및 여과장치(10)는 오염수를 수용하는 제 1용기(20)와, 제 1용기(20)에 오염수를 공급하는 오염수공급부(30)와, 제 1용기(20) 내부에 설치된 제 2용기(40)와, 제 2용기(40) 내부에 수용된 다수의 여과재(50)와, 제 2용기(40) 내부에 공기를 공급하는 공기주입부(60)와, 정화된 오염수를 외부로 배출하는 정화수배출관(70)을 구비한다.

제 1용기(20)는 내부에 정화대상 오염수를 수용할 수 있는 제 1수용공간(21)이 마련된 원통형으로 형성되어 있다. 제 1용기(20)의 바닥면에는 제 1용기(20) 내에 침전된 침전물을 제 1용기(20)의 외부로 배출될 수 있게 제 1수용공간(21)에 연통된 슬러지배출관(22)이 설치되어 있다.

이때, 제 1용기(20)의 바닥면은 침전물이 용이하게 슬러지배출관(22)으로 배출될 수 있도록 슬러지배출관(22)측으로 경사지게 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 슬러지배출관(22)에는 배출밸브(23)가 설치되어 있어 슬러지배출관(22)을 개폐한다. 도면에 도시되진 않았지만, 본 실시 예와는 다르게 배출밸브(23)는 작업자가 원거리에서도 용이하게 조작할 수 있게 솔레노이드와 같은 전자밸브로 구성할 수도 있다.

한편, 제 1용기(20)는 상측 내부에 정화된 오염수를 수용할 수 있는 정화수수용공간(25)이 형성될 수 있도록 제 1용기(20)의 상측 내벽에 돌출형성되어 제 1수용공간(21)을 구획하는 격벽(24)을 더 구비한다.

격벽(24)의 중심부에는 후술되는 제 2용기(40)가 설치될 수 있도록 제 2용기(40)의 외경에 대응되는 관통구가 형성되어 있다. 격벽(24)에 의해 형성된 정화수수용공간(25)으로 제 2용기(40)를 통과한 정화된 오염수들이 유입되어 수용되고, 상기 정화된 오염수는 배출관(70)을 통해 제 1용기(20)의 외부로 배출된다.

오염수공급부(30)는 제 1용기(20)에 설치되어, 제 1수용공간(21)으로 오염수를 공급한다. 오염수공급부(30)는 오염수가 수용된 오염수탱크(미도시)와, 오염수탱크(미도시)와 제 1용기(20)를 연결하는 유입관(31)과, 유입관(31)에 설치된 오염수공급펌프를 구비한다.

오염수탱크(미도시)는 강우 시 지표면에 노출된 오염물질과 함께 유입되는 우수를 수집하여 수용한다.

유입관(31)은 오염수가 유동될 수 있는 유로가 형성된 파이프로 구성되며, 일단은 제 1수용공간(21)에 연통되게 제 1용기(20)에 설치되며, 타단은 오염수탱크에 연결되어 오염수탱크(미도시)에 수용된 오염수가 이송된다.

이때, 유입관(31)의 일단은 제 1수용공간(21)으로 주입되는 오염수가 제 1용기(20)의 내벽을 따라 와류를 발생시키며 수용될 수 있도록 유입관(31)의 중심선이 제 1용기(20)의 중심에 수평방향으로 소정의 간격으로 이격된 위치의 제 1용기(20)에 설치되는 것이 바람직하다.

오염수 내의 오염물질은 제 1수용공간(21)으로 유입된 오염수의 회전에 의한 원심력과 중력에 의해 제 1용기(20)의 바닥면으로 침전된다.

한편, 유입관(31)의 일단은 복수개로 분기되어 각각 상호 이격된 위치의 제 1용기(20)에 설치된다. 상호 이격되게 분기된 유입관(31)은 상호 다른 높이에서 오염수를 제 1용기(20)로 주입하여 제 1수용공간(21)에 수용된 오염수를 높이에 따라 단계적으로 회전시키므로, 오염수의 원심력을 증가시킨다.

오염수펌프(32)는 상기 유입관(31)에 설치되어, 오염수탱크(미도시)에 수용된 오염수를 펌핑하여 제 1용기(20)로 공급한다.

오염수탱크(미도시)에 수집되어 수용된 오염수는 오염수펌프(32)에 의해 펌핑되어 유입관(31)을 통해 제 1용기(20) 내부에 주입된다. 이때, 제 1용기(20) 내부로 주입되는 오염수는 오염수펌프(32)의 펌핑력에 의해 내벽을 따라 유동하게 되며, 제 1용기(20) 내에 수용된 오염수를 회전시킨다.

본 발명의 실시 예에 따른 제 2용기(40)를 상세히 설명하면 다음과 같다.

제 2용기(40)는 제 1수용공간(21) 내에 설치되며, 내부에 우수를 수용할 수 있는 제 2수용공간(41)이 마련된 원통형으로 형성되어 있다. 이때, 제 2용기(40)의 상단은 정화수수용공간(25)과 제 2수용공간(41)이 연통될 수 있도록 격벽(24)의 관통구에 설치된다.

또한, 제 2용기(40)의 상단엔 제 2용기(40) 내에 수용된 정화된 오염수는 통과하고 후술되는 여과재(50)의 유입은 방지할 수 있게 다수의 관통공이 형성된 메쉬부재(26)가 설치되어 있다.

제 2용기(40)의 하단 외주면에는 제 1용기(20) 내에 수용된 오염수가 제 2수용공간(41)으로 유입될 수 있도록 다수의 관통구(42)가 형성되어 있다.

제 1용기(20)의 내벽을 따라 와류를 발생시키며 흐른 오염수는 관통구(42)를 통해 제 2용기(40) 내부로 유입되게 된다.

한편, 도면에 도시되진 않았지만, 본 실시 예와는 다르게 제 2용기(40)의 하단 외주면에 다수의 관통구(42)가 형성된 것이 아니라, 제 2용기(40)가 다수의 관통공이 형성된 메쉬구조로 형성될 수도 있다.

여과재(50)는 제 2용기(40) 내에 다수 개가 수용되어 제 2수용공간(41)으로 유입된 오염수를 여과시키는 미생물이 서식하는 서식공간을 제공한다. 여과재(50)는 미생물이 용이하게 서식할 수 있게 외주면은 요철면으로 형성되는 것이 바람직하다. 여과재(50)는 종래에 일반적으로 사용하는 것으로 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 실시 예에 따른 공기주입부(60)를 상세히 설명하면 다음과 같다.

공기주입부(60)는 제 2용기(40)에 설치되어, 제 2수용공간(41)으로 공기를 주입한다. 공기주입부(60)는 제 2용기(40)에 설치된 공기주입관(61)과, 공기주입관(61)에 설치되어 공기를 공급하는 에어펌프(62)를 구비한다.

공기주입관(61)은 내부에 공기가 유동할 수 있는 유로가 마련된 파이프로 구성되며, 일단부는 제 2수용공간(41)에 연통되게 제 2용기(40)에 설치된다. 이때, 공기주입관(61)의 일단부는 용이하게 제 2수용공간(41) 전체에 공기를 공급할 수 있도록 수직방향으로 제 2용기(40)의 바닥면에 인접되는 위치까지 연장되게 형성되는 것이 바람직하다.

공기주입관(61)을 통해 제 2수용공간(41)으로 공급되는 공기는 제 2용기(40) 하부에서부터 미세한 기포를 형성하며 상승하여 제 2용기(40) 내에 서식하는 미생물에게 충분한 양의 산소를 공급한다.

에어펌프(62)는 공기주입관(61)에 설치되며, 공기주입관(61)을 통해 외부 공기를 제 2수용공간(41)으로 공급한다.

한편, 도 3에서는 공기주입부(60)의 또 다른 실시 예가 도시되어 있다.

앞서 도시된 도면에서와 동일한 기능을 하는 요소는 동일 참조 부호로 표기한다.

도면을 참조하면, 공기주입부(60)는 공기주입관(61)에 설치되어, 제 2수용공간(41)으로 세척수를 공급하는 세척수공급부(65)를 더 구비한다.

세척수공급부(65)는 세척수탱크(66)와, 세척수탱크(66)와 공기주입관(61) 사이에 설치된 세척수공급관(67)과, 세척수공급관(67)에 설치된 세척수공급펌프(68)를 구비한다.

세척수탱크(66)는 제 2수용공간(41)으로 주입되는 다량의 세척수가 수용되어 있다.

세척수공급관(67)은 내부에 세척수가 유동할 수 있는 유로가 형성된 파이프로 구성되며, 일단은 세척수탱크(66)에 연결되고, 타단은 공기주입관(61)에 연결되어 세척수가 제 2수용공간(41)으로 이송된다.

세척수공급펌프(68)는 세척수공급관(67)에 설치되어, 세척수탱크(66)에 수용된 세척수를 펌핑하여 제 2수용공간(41)으로 주입시킨다.

세척수공급펌프(68)에 의해 세척수탱크(66)에 수용된 세척수는 펌핑되어 세척수공급관(67)을 따라 공기주입관(61)에 유입되고, 공기주입관(61)의 유로를 따라 이송되는 공기와 함께 제 2수용공간(41)으로 주입된다.

본 발명에 따른 정화수배출관(70)을 설명하면 다음과 같다.

정화수배출관(70)은 정화수수용공간(25)에 연통되게 제 1용기(20)의 상부에 설치되며, 여과재(50)에 서식하는 미생물에 의해 분해된 오염수를 외부로 배출한다. 정화수배출관(70)의 단부는 하측으로 소정의 길이만큼 연장되게 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 상기에 언급된 비점오염원 정화 및 여과장치(10)는 비점오염원의 정화작업 뿐만아니라 폐수처리장 및 정수처리장에 설치되어 오염수를 정화하는 데 사용할 수도 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 비점오염원 정화 및 여과장치(10)의 작동을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 오염수탱크(미도시)는 강우 시 지표면에 노출된 오염물질과 함께 유입되는 오염수를 수집하여 수용한다. 오염수공급펌프는 오염수탱크에 수용된 오염수를 펌핑하여 유입관(31)을 통해 제 1용기(20)에 공급한다.

이때, 유입관(31)의 일단은 유입관(31)이 중심선이 제 1용기(20)의 중심에 수평방향으로 소정의 간격으로 이격된 위치의 제 1용기(20)에 설치되므로, 유입관(31)을 통해 제 1수용공간(21)으로 배출되는 오염수는 제 1용기(20)의 내벽을 따라 와류를 발생하며 유동하게 된다. 오염수 내의 오염물질은 오염수의 회전에 의한 원심력과 중력에 의해 제 1용기(20)의 바닥면으로 침전된다.

또한, 유입관(31)의 일단은 복수개로 분기되어 각각 상호 이격된 위치의 제 1용기(20)에 설치되므로 유입관(31)을 통해 배출되는 오염수가 제 1용기(20) 내부 에 수용된 오염수를 높이에 따라 단계적으로 회전시키므로, 오염수의 원심력을 증가시킨다.

한편, 오염물질이 탈리된 오염수는 제 2용기(40)의 하부에 형성된 관통구(42)를 통해 제 2용기(40) 내부로 수용된다.

제 2용기(40)의 내부에 수용된 오염수는 다수의 여과재(50)에 서식하고 있는 미생물에 의해 정화된다. 이때, 미생물의 활동을 활성화시킬 수 있도록 공기주입부(60)를 통해 제 2용기(40)에 공기를 공급한다.

공기주입부(60)의 에어펌프(62)는 외부공기를 펌핑하여 공기주입관(61)을 통해 제 2용기(40)의 제 2수용공간(41)으로 공급한다. 이때, 공기주입관(61)의 일단부는 수직방향으로 제 2용기(40)의 바닥면에 인접되는 위치까지 연장되게 형성된다.

공기주입관(61)을 통해 제 2수용공간(41)으로 공급되는 공기는 제 2용기(40) 하부에서부터 미세한 기포를 형성하며 상승하여 제 2용기(40) 내에 서식하는 미생물에게 충분한 양의 산소를 공급한다.

제 2용기(40) 내에서 미생물에 의해 정화된 오염수는 정화수배출관(70)을 통해 제 2용기(40)의 내부로 배출된다.

상기와 같이 구성된 비점오염원 정화 및 여과장치(10)는 공기주입부(60)를 통해 여과재(50)가 수용된 제 2용기(40)의 내부에 산소를 공급하므로 여과재(50)에 서식하는 미생물이 원활하게 오염수 내의 오염물질을 분해하도록 하여 오염수의 정화효율을 증가시키는 장점이 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 비점오염원 정화 및 여과장치의 부분단면사시도이고,

도 2는 도 1의 비점오염원 정화 및 여과장치의 단면도이고,

도 3은 본 발명에 따른 비점오염원 정화 및 여과장치의 또 다른 실시예의 단면도이다.

Claims (5)

1. 내부에 오염수를 수용하는 제 1수용공간이 마련된 제 1용기와;

   상기 제 1용기에 설치되어, 상기 제 1수용공간으로 오염수를 공급하는 오염수공급부와;

   상기 제 1수용공간 내에 설치되며, 내부에 오염수를 수용하는 제 2수용공간이 마련되고, 외주면에는 상기 제 1수용공간에 수용된 오염수가 유입될 수 있게 다수의 관통구가 형성된 제 2용기와;

   상기 제 2용기 내에 수용되어 상기 제 2수용공간으로 유입된 오염수를 여과시키는 미생물이 서식하는 다수의 여과재와;

   상기 제 2용기에 설치되어, 상기 제 2수용공간으로 공기를 주입하는 공기주입부와;

   상기 제 2수용공간에 연통되어 상기 미생물에 의해 정화된 오염수를 외부로 배출하는 정화수배출관;을 구비하고,

   상기 공기주입부는

   일단부가 상기 제 2수용공간에 연통되게 상기 제 2용기에 설치된 공기주입관과;

   상기 공기주입관에 설치되어 상기 제 2수용공간으로 공기를 공급하는 에어펌프;를 구비하고,

   상기 공기주입부는 상기 공기주입관에 설치되어, 상기 제 2수용공간으로 세척수를 공급하는 세척수공급부를 더 구비하고,

   상기 세척수공급부는

   세척수가 수용된 세척수탱크와;

   일단은 상기 세척수탱크에 연결되며, 타단은 상기 공기주입관에 연결된 세척수공급관과;

   상기 세척수공급관에 설치되어, 상기 세척수탱크에 수용된 세척수를 펌핑하여 상기 제 2수용공간 내에 공급하는 세척수공급펌프;를 구비하는 것을 특징으로 하는 비점오염원 정화 및 여과장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,

   상기 오염수공급부는

   오염수를 수집하여 수용한 오염수탱크와;

   일단부는 상기 제 1수용공간에 연통되며, 타단부는 상기 오염수탱크에 연결되되, 일단부의 중심선이 상기 제 1용기의 중심에 수평방향으로 이격되게 상기 제 1용기에 설치된 유입관과;

   상기 유입관에 설치되어, 상기 오염수탱크에 수용된 오염수를 펌핑하여 상기 제 1용기로 공급하는 오염수공급펌프;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 비점오염원 정화 및 여과장치.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 제 1용기는 상기 제 1수용공간 내에 침전된 침전물을 외부로 배출할 수 있게 상기 제 1수용공간에 연통되며 상기 제 1용기의 바닥면에 설치된 슬러지배출관;을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 비점오염원 정화 및 여과장치.

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