KR101170311B1 - 빗물 재이용 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 빗물 재이용 장치에 관한 것으로서, 유입관을 통해 유입되는 빗물에 포함된 고형물 입자의 침강을 유도함과 아울러 빗물 처리 유량을 조절하는 침강/유량 조정조; 상기 침강/유량 조정조 내에 설치되어 상기 유입관을 통해 상기 침강/유량 조정조로 유입되는 초기 강우를 배제시키기 위한 초기 강우 배제 수단; 상기 침강/유량 조정조로부터 이송된 침강 처리수를 여과층을 통과시켜 여과 처리하는 여과조; 상기 여과조로부터 이송된 여과 처리수를 광촉매를 이용해 살균 및 소독하도록 하는 광촉매 살균/소독조; 및 상기 광촉매 살균/소독조로부터 이송된 살균 소독수를 담아 저장하도록 하는 저장조;를 포함하여 구성되어, 초기 강우를 효율적으로 배제시키고 빗물에 오염물질과 유해 미생물을 수질기준에 맞추어 안정적이고 장기적으로 정화, 유지할 수 있도록 하여 빗물의 재이용율을 높일 수 있도록 한다.
Description
본 발명은 빗물 재이용 장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 초기 강우를 효율적으로 배제시키고 빗물에 오염물질과 유해 미생물을 수질기준에 맞추어 안정적이고 장기적으로 정화, 유지할 수 있도록 하여 빗물의 재이용율을 높일 수 있도록 하는 빗물 재이용 장치에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 빗물은 강우시 집수면에 축적된 분진과 미립자, 옥상녹화시설로부터 발생하는 유기물 및 색도유발물질 등이 공장의 매연이나 분진 등의 대기 중에 떠있는 오염물질과 함께 혼합된다.
초기 강우는 강우 초기에 집수면으로부터 유출되는 빗물로써 이후 집수된 빗물에 비해 오염도가 높은 빗물로, 건축물의 경우 일반적으로 강우초기 1~3㎜의 빗물을 말한다.
일반적인 빗물 수질과 비교할 때 대기 중이나 건축물 옥상 집수면과 도로면에서의 노면 배수, 그리고 녹화면에서의 유출수에 대하여 공통적으로 초기강우에서 오염물의 농도가 높게 나타난다.
따라서 양질의 빗물을 얻기 위해서는 초기 강우를 배제하거나 혹은, 저장하였다 처리하는 시설이 필요하다.
또한, 빗물이 직하 배관을 통해 유입시 조 바닥면에 퇴적되어 있는 슬러지의 교란으로 인해 입자의 재부상이 일어날 수 있으며, 곡관을 통해 유입시에도 배관말단에서 발생하는 소류력에 의해 입자의 재부상이 일어날 수 있다.
빗물이용시설의 경우 유입유량의 변동이 심하며 수위도 지속적으로 변하게 되고 빗물의 체류시간도 길게는 수주에서 얼마의 기간까지 다양하게 나타나는 특징을 보인다.
수류의 흔들림은 수류 자체에 의한 것 외에 외부로부터의 영향도 크다. 그 주요한 것은 조내수와 유입수 사이에 생기는 수온차나 탁도 차에 의한 밀도류, 유입, 유출의 불균일에 의한 편류 등이 있다.
수온차 1℃에 의하여 생기는 단락류의 유속은 조내 평균 유속의 10 배에 달한다. 이들 외부로부터의 영향에 의한 수류의 흔들림은 실질적으로 표면부하율을 증대시키고 용량효율을 감소시키므로 침강효율에 큰 영향을 준다.
따라서, 침강조내의 편류, 밀도류 등을 발생시키지 않고 또 용량효율을 높일 수 있도록 정류설비를 갖추는 것이 요구된다.
강우량, 도시규모, 교통량 등 지역적, 사회적 여건에 따라 차이를 보이지만 강우 유출수 입도분포에 따른 오염물질 농도는 100㎛ 내외의 입자상 물질에 50% 이상의 오염물질이 존재한다. 100㎛ 이상의 입자들은 중력침전에 의해 쉽게 제거가 가능하다.
그러나, 기존 처리시설의 경우 대부분 수리동력학적 고형물 분리장치 또는 여과형의 장치형 시설들로 100㎛ 이하의 미세입자들을 처리하는 것이 어렵다.
따라서, 다공질 여재에 통과시켜 액체 중의 부유물질을 분리하는 것으로서 비교적 농도가 낮은 현탁액 중의 미세한 입자를 제거하기 위한 여과(filtration)가 요구된다. 종래 주로 사용되는 모래여과의 경우 제거 가능한 입자크기가 50~70㎛ 이상이다.
그러나, 빗물에 존재하는 오염물질에는 방향족 탄화수소와 같은 유기계 오염물질이나 카드뮴 등의 중금속류가 함유되어 있을 뿐만 아니라, 그 외에도 질소나 인과 같은 부영양화를 유발하는 영양염류 등이 함유되어 있으며 내분비계 장애물질도 존재할 수 있다.
따라서, 유기계 오염물질이나 중금속 물질뿐만 아니라 영양염류 등을 포함하는 내분비계 장애물질들을 여과할 수 있는 생물막 여과 등의 추가적인 여과 수단이 요구된다.
또한, 여과된 후 미생물들을 살균하기 살균 수단이 구비된다. 현재 연구되고 있거나 실제 생활에 적용되고 있는 광촉매를 이용한 살균 제품의 경우, 처리대상 유체를 광촉매를 가득 채운 반응기 내로 통과시켜 오염물질을 제거하는 방법 보다는 대부분이 얇은 막의 형태로 광촉매를 부착한 지지체 표면위로 처리대상 유체를 흐르게 하여 오염물질을 분해하는 방법을 사용하고 있다.
현재 광촉매로 주로 사용될 수 있는 촉매재는 ZnO, CdS, WO3, TiO2 등이 있지만, 광촉매의 종류에 따른 유기물 분해능력에는 큰 차이가 없다. ZnO는 광촉매 반응동안 Zn 이온이 발생하는 단점이 있으며, WO3는 특정물질에 대해서는 효율이 좋으나 사용할 수 있는 영역이 매우 제한적이다.
반면에 TiO2는 자신이 빛을 받아도 변하지 않아 촉매의 피독현상이 없을 경우 반영구적으로 사용이 가능할 뿐만이 아니라 염소나 오존보다 산화력이 높고 강력한 살균과 유기물 분해능력을 가지며, 유기물 분해기능에 의한 자체정화가 가능한 획기적인 재료이나, 광촉매로 사용되는 TiO2 분말은 광촉매 효율은 높지만 처리 후의 광촉매 회수라는 문제점이 나타나면서 촉매의 고정화 문제가 제기되고 있다.
상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 초기강우를 효율적으로 배제시키고 빗물에 오염물질과 유해미생물을 수질기준에 맞추어 안정적이고 장기적으로 정화, 유지할 수 있도록 하여 빗물의 재이용율을 높일 수 있도록 하는 빗물 재이용 장치를 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 빗물 재이용 장치는, 유입관을 통해 유입되는 빗물에 포함된 고형물 입자의 침강을 유도함과 아울러 빗물 처리 유량을 조절하는 침강/유량 조정조; 상기 침강/유량 조정조 내에 설치되어 상기 유입관을 통해 상기 침강/유량 조정조로 유입되는 초기 강우를 배제시키기 위한 초기 강우 배제 수단; 상기 침강/유량 조정조로부터 이송된 침강 처리수를 여과층을 통과시켜 여과 처리하는 여과조; 상기 여과조로부터 이송된 여과 처리수를 광촉매를 이용해 살균 및 소독하도록 구획되는 광촉매 살균/소독조; 및 상기 광촉매 살균/소독조로부터 이송된 살균 소독수를 담아 저장하도록 하는 저장조;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 침강/유량 조정조 내부에는 수류안정성과 상기 고형물 입자의 침강을 유도하기 위한 월류벽이 설치되며, 상기 월류벽은 상기 침강/유량 조정조 내에서 제1 침강/유량 조정조와 제2 침강 유량 조정조를 구획하며 설치되고, 상기 제1 침강/유량 조정조 상측에는 상기 초기 강우 배제 수단이 설치되며, 상기 2 침강/유량 조정조에는 수위에 따라 고형물 입자의 침강을 유도하도록 하는 부유식 경사판이 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 초기 강우 배제 수단은, 상기 유입관을 통해 유입되는 상기 초기 강우를 담아 저장하도록 구획되는 초기 강우 저장조; 상기 초기 강우 저장조 상부의 상기 유입관 출구에 설치되어 만수시 수위에 의해 닫혀 초기 강우 유입을 차단하는 제1 체크 밸브; 상기 유입관 출구측으로부터 분지되어 상기 초기 강우가 배제된 빗물을 상기 침강/유량 조정조로 공급하도록 연장 형성되는 연장 유입관; 및 상기 연장 유입관의 분지부에 설치되어 상기 초기 강우 배제시 상기 침강/유량 조정조로 유입되는 것을 차단하기 위한 제2 체크 밸브;를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 초기 강우 저장조는 철, 스테인레스 스틸, 폴리에틸렌(Polyethylene) 또는 콘트리트 중에서 선택된 어느 하나의 재질로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 초기 강우 저장조는 내부 수용 공간을 가지는 원통형 또는 장방형 육면체로 이루어지되, 하부 형상이 상기 초기 강우에 포함된 오염물질의 배출이 용이하도록 역삼각형, 역마름모형 또는 타원형 중에서 선택된 어느 하나의 형상을 이루는 것이 바람직하다.
또한, 상기 연장 유입관은 상기 유입관으로부터 분지되어 강우 저장조의 상측에서 하측으로 연장 형성되며, "J"자 형상으로 출구측 단부가 상향 절곡되게 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 연장 유입관은 상기 유입관의 출구측으로부터 기설정된 경사각을 이루며 상향 경사지게 분지되고, 상기 경사각은 30°내지 45°범위 이내로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 연장 유입관의 출구측 단부에는 유체 교란을 저감시키기 위한 스트레이너가 부착되는 것이 좀더 바람직하다.
또한, 상기 부유식 경사판은, 유량 변동시 상기 제2 침강/유량 조정조 내에 설치되는 수직 가이드 프레임을 따라 부유되게는 설치되는 부유판; 상기 부유판 하측에서 서로 나란하게 경사지게 형성되는 복수의 경사판; 및 상기 부유판 상측에서 상기 침강 유량 조정조의 유출구와 평행하게 돌출 형성되는 월류 웨어;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 부유식 경사판은 상기 부유판과 상기 경사판 사이에 개재되게 설치되어, 상기 빗물에 혼입된 기름 성분을 흡착하기 위한 흡착포를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
상기 여과조는 미생물이 식종된 다공성 경량 담체로 채워지는 생물막 여과 담체층; 및 상기 생물막 여과 담체층 하부에 적층 형성되는 모래 여과층;을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 다공성 경량 담체는 부석 또는 흑요석 진공 구상 펄라이트로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 미생물은 바실러스 속 미생물을 포함하고, 상기 비실러스 속 미생물은 통성혐기성의 내생포자를 형성하는 바실러스 터린기엔스(Bacillus thuringiensis) 또는 바실러스 서브틸러스(Bacillus subtillus)인 것이 바람직하다.
또한, 상기 미생물은 질산화 능을 가지는 미생물을 포함하고, 상기 질산화 능을 가지는 미생물은 니트로박터(Nitrobacter)인 것이 바람직하다.
또한, 상기 미생물은 탈질산화 능을 가지는 미생물을 포함하고, 상기 탈질산화 능을 가지는 미생물은 니트로소모나스(Nitrosomonas)인 것이 바람직하다.
또한, 상기 여과조에는 상기 모래 여과층 하부에서 역세척 공기를 주입하기 위한 제1 산기관이 구비되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 광촉매 살균/소독조에는 복수의 광촉매 반응조를 구획하기 위한 도류벽이 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 각 광촉매 반응조 내에는 유브이(UV)광을 조사하기 위한 유브이 램프 모듈; 상기 유브이(UV)광에 의해 광촉매 반응 활성도를 촉진시키도록 설치되는 광촉매판; 및 내부에 채워진 상기 여과 처리수 내부에서 유동하며 광촉매 반응 활성도를 촉진시키는 다수의 광촉매 담체;가 구비되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 각 광촉매 반응조 내에서는, 상기 유브이 램프 모듈을 감싸 보호하도록 탈착 가능하게 설치되는 램프 보호망이 구비되고, 상기 램프 보호망은 스테인레스 재질의 망체에 이산화티탄을 도포하여 소성 가공된 것이 바람직하다.
또한, 상기 광촉매판은 스테인레스 재질의 판재에 이산화티탄을 도포하여 소성 가공된 것이 바람직하다.
또한, 상기 광촉매 담체는 부석 또는 흑요석 진공 구상 펄라이트에 이산화티탄을 도포하여 소성 가공된 것이 바람직하다.
또한, 상기 광촉매 살균/소독조의 상기 도류벽 하측에 설치되어, 상기 각 광촉매 반응조 내부에서 광촉매 담체의 수중 유동성을 촉진시키도록 공기를 주입하는 제2 산기관을 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 광촉매 반응조는 개방형 또는 밀폐형 광촉매 반응조로 이루어질 수 있고, 상기 밀폐형 광촉매 반응조는 밀폐된 원통형 형상을 가지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 저장조에는 저장된 상기 살균 소독수를 상기 광촉매 살균/소독조로 보내 재 살균 및 소독하도록 하는 위한 재순환펌프가 구비되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 저장조에는 저장된 상기 살균 소독수의 잔류염소농도가 일정하게 유지되도록 이산화염소주입기가 더 구비되는 것이 바람직하다.
상기한 본 발명의 빗물 재이용 장치에 따르면, 기강우를 효율적으로 배제시키고 빗물에 포함된 오염물질과 유해미생물을 수질기준에 맞추어 안정적이고 장기적으로 정화, 유지할 수 있으며 빗물의 재이용율을 높여 대체수자원으로서의 가치를 강화할 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 빗물 재이용 장치를 도시한 정단면도이다.
도 2는 도 1의 유입관의 출구측 단부를 확대 도시한 정단면도이다.
도 3은 도 1의 연장 유입관 출구측 단부를 확대 도시한 정단면도이다.
도 4는 도 1의 부유식 경사판을 확대 도시한 정단면도이다.
도 5는 생물막 여과 담체로 사용된 부석의 SEM 사진이다.
도 6은 생물막 여과 담체로 사용된 흑요석 진공구상 펄라이트의 현미경 사진이다.
도 7은 부석에 식종된 미생물의 SEM 사진이다.
도 8은 부석과 흑요석 진공구상 펄라이트에 생물막이 형성되는 모식도이다.
도 9는 도 1의 광촉매 반응조 일부를 확대 도시한 정단면도이다.
도 10은 도 1의 램프 보호망을 이루는 스테인레스 스틸 망체에 이산화티탄의 도포 및 소성 전후의 상태를 비교한 SEM 사진이다.
도 11은 부석에 이산화티탄을 도포 및 소성시킨 광촉매 담체의 SEM 사진이다.
도 12는 부석과 흑요석 진공구상 펄라이트에 이산화티탄을 도포 및 소성한 광촉매 담체의 모식도이다.
도 2는 도 1의 유입관의 출구측 단부를 확대 도시한 정단면도이다.
도 3은 도 1의 연장 유입관 출구측 단부를 확대 도시한 정단면도이다.
도 4는 도 1의 부유식 경사판을 확대 도시한 정단면도이다.
도 5는 생물막 여과 담체로 사용된 부석의 SEM 사진이다.
도 6은 생물막 여과 담체로 사용된 흑요석 진공구상 펄라이트의 현미경 사진이다.
도 7은 부석에 식종된 미생물의 SEM 사진이다.
도 8은 부석과 흑요석 진공구상 펄라이트에 생물막이 형성되는 모식도이다.
도 9는 도 1의 광촉매 반응조 일부를 확대 도시한 정단면도이다.
도 10은 도 1의 램프 보호망을 이루는 스테인레스 스틸 망체에 이산화티탄의 도포 및 소성 전후의 상태를 비교한 SEM 사진이다.
도 11은 부석에 이산화티탄을 도포 및 소성시킨 광촉매 담체의 SEM 사진이다.
도 12는 부석과 흑요석 진공구상 펄라이트에 이산화티탄을 도포 및 소성한 광촉매 담체의 모식도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 빗물 재이용 장치를 도시한 정단면도이다.
도 1을 참조하여 설명하면, 본 실시예의 빗물 재이용 장치(100)는 침강/유량 조정조(10), 초기 강우 배제 수단(20), 여과조(30), 광촉매 살균/소독조(40) 및 저장조(50)를 포함하여 구성된다.
따라서, 본 실시예의 빗물 재이용 장치(100)는 유입관(1)을 통해 유입된 빗물중 초기 강우 배제 수단(20)을 통해 오염물을 많이 함유하는 초기 강우를 배제시킨 후, 침강/유량 조정조(10)를 통해 고형물 입자를 침강시키고, 여과조(30)를 통해 이송된 침강 처리수를 여과시킨 후, 여과 처리수를 살균/소독조(40)를 통해 살균 및 소독하여 저장조(50)에 담아 보관하여 식수, 조경용수, 하천유지용수 또는 중수용수 등으로 구분하여 재이용하도록 한다.
빗물은 각각의 처리 단계에 따라 초기 강우 배제 수단(20)을 통해 초기 강우가 배제된 상태를 "초기 강우 배제수", 침강/유량 조정조(10)에서 고형물을 침강 처리된 된 상태를 "침강 처리수", 여과조(30)를 통해 여과된 상태를 "여과 처리수", 광촉매 살균/소독조(40)를 통해 살균 소독된 상태를 "살균 소독수" 및 저장조(50)에 저장된 상태를 "저장수"로 구분되게 용어를 사용하되, 각 단계의 구분이 없는 경우 "빗물" 또는 "강우"로 통칭하여 설명한다.
먼저, 침강/ 유량 조정조(10)는 유입관(1)을 통해 유입되는 빗물중 초기 강우 배제 수단(20)에 의해 초기 강우가 배제된 초기 강우 배제수에 포함된 고형물 입자의 침강을 유도함과 아울러 빗물 처리 유량을 조절하도록 구성된다.
침강/유량 조정조(10) 내부에는 수류안정성과 상기 고형물 입자의 침강을 유도하도록 함과 아울러 바닥면의 청소가 용이하도록 월류벽(11)이 설치된다.
본 실시예에서 월류벽(11)은 상기 침강/유량 조정조(10) 내에서 제1 침강/유량 조정조(10a)와 제2 침강 유량 조정조(10b)를 구획하며 설치되는 것을 예시한다. 그러나 본 발명의 이에 반드시 한정되는 것은 아니며 빗물의 처리수량에 따라 좀더 많은 단위 침강/유량 조정조들을 구획하여 빗물에 고형물 입자의 침강을 좀더 안정적으로 이루어질 수 있도록 하는 것도 가능하다.
한편, 제1 침강/유량 조정조(10a) 상측에는 상기한 초기 강우 배제 수단(20)이 설치되고, 상기 2 침강/유량 조정조(10b)에는 수위에 따라 고형물 입자의 침강을 유도하도록 하는 부유식 경사판(12)이 설치된다.
강우시 빗물은 건축물의 옥상면, 도로면 등에서 집수된 후 스크린을 거쳐 유입관을 통해 유입되며, 상기한 초기 강우 배제 수단은 오염물질을 많이 포함하는 강우량 1mm 내지 3mm에 해당하는 초기 강우를 배제시키도록 한다.
이를 위해 상기한 본 실시예에서 초기 강우 배제 수단(20)은 초기 강우 저장조(21), 제1 체크 밸브(22), 연장 유입관(23) 및 제2 체크 밸브(24)를 포함하여 구성된다.
초기 강우 저장조(21)는 제1 침강/유량 조정조(10) 상측에 설치되어 상기 유입관(1)을 통해 유입되는 상기 초기 강우를 담아 저장하도록 한 후, 24시간 이내에 자동으로 배출 밸브(26)를 통해서 하수관로(2)로 배출되도록 구성된다.
한편, 초기 강우 저장조(21)는 초기 강우를 수용하도록 내부 수용 공간을 가지는 원통형 또는 장방형 육면체로 이루어지되, 하부 형상이 상기 초기 강우에 포함된 오염물질의 배출이 용이하도록 역삼각형, 역마름모형 또는 타원형 중에서 선택된 어느 하나의 형상을 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 초기 강우 저장조(21)는 초기 강우에 포함된 오염물질 등에 의한 부식 및 파손을 방지하도록 철, 스테인레스 스틸, 폴리에틸렌(PE; Polyethylene) 또는 콘트리트 중에서 선택된 어느 하나의 재질로 이루어질 수 있다.
도 2는 도 1의 유입관의 출구측 단부를 확대 도시한 정단면도이고, 도 3은 도 1의 연장 유입관 출구측 단부를 확대 도시한 정단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하여 설명하면, 상기한 제1 체크 밸브(22)는 상기 초기 강우 저장조(10) 상부의 상기 유입관(1) 출구측에 설치되어, 초기 강우 저장조(21)의 만수시 부력에 의해 유입관(1) 출구를 닫아 초기 강우의 유입을 차단하도록 한다.
연장 유입관(23)은 상기 유입관(1) 출구측으로부터 분지되어 상기 초기 강우 저장조(21)로 상기 초기 강우가 배제된 이후 계속적으로 유입관(1)을 통해 유입되는 초기 강우 배제수를 상기 침강/유량 조정조(10)로 유입되도록 연장 형성된다.
그리고, 제2 체크 밸브(24)는 연장 유입관(23)이 유입관(1)으로부터 분지되는 분지부에 설치되어 상기 초기 강우 배제시 상기 제1 침강/유량 조정조(10a)로 초기 강우가 유입되는 것을 차단하고, 이후 계속적으로 유입되는 빗물 즉, 초기 강우 배제수가 연장 유입관(23)을 통해 제1 침강/유량 조정조(10a)로 유입되게 개방하도록 한다.
한편, 상기한 연장 유입관(23)은 상기 유입관(1)으로부터 초기 강우 저장조(21)의 상측에서 하측으로 연장 형성되되, 이를 통해 유입되는 초기 강우 배제수가 제1 침강/유량 저장조(10a)로 유입시 초기 강우 배제수의 유속을 줄여 내부의 유체 교란 및 슬러지 재부상을 방지할 수 있도록 출구측 단부(23a)를 "J"자 형상으로 상향 절곡되게 형성하도록 한다.
또한, 연장 유입관(23)은 초기 강우를 배제시키는 과정에서 이를 통해 제1 침강/유량 조정조(10a)로 초기 강우가 유입되는 것을 방지하기 위해 상기 유입관(1)의 출구측으로부터 기설정된 경사각(θ1)을 이루며 상향 경사지게 분지되고, 이때 경사각(θ1)은 30°내지 45°범위 이내로 이루어지는 것이 바람직하다.
그리고, 연장 유입관(23)의 출구측 단부(23a)에는 유체 교란을 저감시키기 위한 스트레이너(25)가 구비된다. 상기한 스트레이너(25)는 제1 침강/유량 조정조(10a)로 유입되는 초기 강우 배제수의 유속 및 소류력을 줄여주어 유체 교란을 저감시키고, 이에 따른 정온 상태에서의 고형물 입자의 침강 효율을 증대시킬 수 있도록 한다.
제1 침강/유량 조정조(10a)로 유입되어 고형물 입자가 1차 침강 처리된 1차 침강 처리수는 월류벽(11)을 넘어 제2 침강유량 조정조(10b)로 유입되는 과정에서 유량 변동과 수위에 변화에 따라 부유되는 부유식 경사판(12)을 통해 추가적인 고형물 입자의 침강을 유도하도록 한다.
도 4는 도 1의 부유식 경사판을 확대 도시한 정단면도이다.
도 1과 함께 도 4를 참조하여 설명하면, 상기한 부유식 경사판(12)은 부유판(13), 복수의 경사판(14), 월류 웨어(15) 및 흡착포(16)를 포함하여 구성된다.
부유판(13)은 유량 변동시 상기 제2 침강/유량 조정조(10b) 내에 설치되는 수직 가이드 프레임(17)을 따라 부유되며 수직 이동 가능하게 설치된다.
부유판(13)은 중량이 가벼운 폴리에틸렌(PE) 또는 피브이시(PVC) 재질로 이루어지며, 특히 경사판(14)을 꽂아 부유 가능하게 고정할 수 있도록 상부판이 진공 상태를 유지할 수 있게 하되, 상부판의 외부 케이싱의 부분파손 또는 균열에 의한 부유성 저하를 방지하기 위해 내부에 스티로폼을 내장하도록 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 부유판(13)의 하부에는 상기한 경사판(14)들을 끼울 수 있도록 일정한 간격으로 고정홈(미도시)이 형성된다.
경사판(14)은 상기 부유판(13) 하측에서 서로 나란하게 경사지며 고정되어, 이들 경사판(14)들 사이에서 제1 침강/유량 조정조(10a)로부터 유입된 1차 침강 처리수에 포함된 고형물 입자의 2차 침강을 유도하도록 한다.
즉, 경사판(14)은 미세입자들을 제거하기 위해 일종의 다층 침전 공간을 구성하여 침강거리를 짧게 함으로써 침강효율을 증대시키고, 이를 통해 수면적부하율을 경감시켜 소요면적을 줄일 수 있도록 하여 좀더 양질의 처리수가 이루어질 수 있도록 한다.
그리고, 경사판(14) 사이에 침강된 고형물 입자들은 중력에 의해서 침강 처리수의 흐름에 반대 방향인 하측 방향으로 빠져 나와 제2 침강/유량 조정조(10b) 하부로 침강이 이루어 진다.
여기서, 경사판들(14)은 중력에 의해 침강된 고형물 입자가 쓸려 내려가기 위해서는 수평으로부터 45°내지 60° 범위 이내의 경사각(θ2)을 이루며 형성되는 것이 바람직하다. 만약 경사판의 경사각(θ2)이 45° 이하가 되면 찌꺼기가 경사판 내부에 축적되게 된다.
한편, 흡착포(16)는 상기 부유판(13)과 상기 경사판(14) 사이에 개재되게 설치되어 제1 침강/유량 조정조(10a)로 유입된 1차 침강 처리수에 혼입된 기름 성분을 흡착하여 제거하도록 한다.
그리고, 월류 웨어(15)는 상기 부유판(13) 상측에서 상기 침강/유량 조정조(10)의 유출구(미도시)와 평행하게 사다리꼴 형상으로 상향 돌출되게 형성되어, 제2 침강/유량 조정조(10b)로부터 2차 침강 처리수가 다음의 처리 공정인 여과조(30)로 월류되도록 하여 여과 처리량을 일정하게 유지할 수 있게 유량을 조절하는 역할을 수행하도록 한다.
이처럼, 본 실시예에서는 침강/유량 조정조(10) 내의 연장 유입관(23)의 출구측 단부(23a)를 "J"자 형태로 절곡 형성함과 아울러 스트레이너(25)와 같은 정류 수단을 구비하고, 월류벽(11)과 부유식 경사판(12)을 설치하여 물이 접하는 윤변을 증가시켜 침강 효율을 향상시킴으로써, 침강/유량 조정조 내에서 5mm 이상의 조대 고형물 입자부터 100 ㎛ 이하의 미세 고형물 입자에 이르기까지 모두 중력에 의한 침강 처리가 가능하도록 한다.
다시 도 1을 참조하여 설명하면, 여과조(30)는 상기 침강/유량 조정조(10)로부터 이송된 침강 처리수를 생물막 여과 담체층(31)과 모래 여과층(35)의 이중 여과층을 통과시켜 여과 처리하도록 구성된다.
상기한 생물막 여과 담체층(31)은 미생물이 식종된 생물막 여과 담체(32)로 채워져 형성된다. 따라서, 생물막 여과 담체층(31)은 다공성 경량 담체(33)에 생식하는 생물막(34; 미생물군)에 의한 물리적인 여과 기능과 생물막(34)에 의해서 수중의 유기물 등을 분해, 산화하는 생물학적 기능이 동일 여과조 내에서 동시에 이루어지도록 함으로써, 빗물에 존재하는 방향족 탄화수소와 같은 유기계 오염물질이나 카드뮴 등의 중금속류 이외에도 질소나 인과 같은 부영양화를 유발하는 영양염류 등과 내분비계 장애물질도 여과·흡착·분해할 수 있도록 한다.
상기한 미생물이 식종된 생물막 여과 담체(32)를 이루는 다공성 경량 담체(33)는 부석(pumice stone) 또는 흑요석 진공구상 펄라이트(obsidian perlite)로 이루어질 수 있다.
부석 또는 흑요석 진공구상 펄라이트는 비표면적이 커서 다량의 미생물을 유지할 수 있기 때문에 고부하 운전이 가능하고 동시에 미생물의 다량 유지와 미생물상의 분포를 다양하게 유지할 수 있기 때문에 처리수질의 안정성이 높아 상시 양호한 수질을 얻을 수 있도록 한다.
도 5는 생물막 여과 담체로 사용된 부석의 SEM 사진이고, 도 6은 생물막 여과 담체로 사용된 흑요석 진공구상 펄라이트의 현미경 사진이다.
도 5 및 도 6을 참조하여 설명하면, 상기한 부석은 액상으로 분출하여 결정화되지 못할 정도로 매우 빠르게 식은 화산암으로 식을 당시에 포함되어져 있던 가스들이 갑자기 빠져나가면서 생성된 거품모양의 작은 글라스 방울들이 암석 전체에 존재한다. 이러한 다공질 구조 때문에 매우 가볍고 방열특성 및 구조적 강도를 갖고 있으며 화학적으로 매우 안정하다. 부석의 물리적 특성 및 화학적 조성은 아래 표 1과 같다.
본 실시예에 사용되는 부석의 입도는 10~20㎜, 비표면적은 148~170㎡/㎤, 비중 0.4~0.7g/㎤, 함수율은 40~50 (v/v,%)인 것을 예시한다.
그리고, 상기 흑요석 진공구상 펄라이트(obsidian ballon perlite)는 독립기공의 집합체로 기공의 깨짐이 작은 것이 특징이다. 경량(가비중 0.08~0.60)으로 고강도(암석을 정석 가공 후 871℃ 이상의 온도에서 급속히 가열, 결정수를 기화시켜 입자 속에 수많은 미세 기공을 형성하게 되고, 이로 인해 매우 가볍고 독특한 물성을 띄게 됨)이다. 용적감소율이 적어 장기간 안정적으로 미생물 담체의 역할을 할 수 있다. 흑요석 진공구상 펄라이트의 물리적 특성은 아래 표 2와 같다.
본 실시예에 사용되는 흑요석 진공구상 펄라이트의 입자의 크기는 10~20㎜인인 것이 바람직하다.
도 7은 부석에 식종된 미생물의 SEM 사진이고, 도 8은 부석과 흑요석 진공구상 펄라이트에 생물막이 형성되는 모식도이다.
도 7 및 도 8을 참조하여 설명하면, 상기한 부석 또는 흑요석 진공 구상 펄라이트에 식종되는 미생물은 바실러스 속 미생물, 질산화 능을 가지는 미생물 또는 탈질산화 능을 가지는 미생물들로 이루어질 수 있다.
상기한 바실러스(Bacillus) 속 미생물은 유기물 성분 가운데 단백질과 다당류인 전분과 지방까지도 분해시키는 성질을 가지며, 유기폐수 중에 함유되어 있는 암모니아, 황화수소, 아민류 등의 악취성분을 직접 섭취하거나 자화 분해하는 특성을 갖는다.
또한, 바실러스(Bacillus)는 카탈라이제(catalase)와 슈퍼옥시트 디스무타이제(superoxide dismutase) 등의 산화 환원 효소를 분비하며, 가수분해효소인 프로테이제(protease), 아밀라제(amylase), 리피아제(lipase)를 분비하여 단백질, 다당류 및 지방을 분해하여 전자공여체로 이용한다.
또한, 바실러스(Bacillus)는 탄소원으로 당, 유기산 및 알코올류를 이용하며, 질소원으로는 암모늄을 이용하여 성장한다. 산소를 최종전자수용체로 하는 호기성 호흡에 의하여 에너지를 얻는 절대 호기성 세균이 많지만 산소가 없는 환경에서도 발효나 혐기성 호흡에 의하여 에너지를 생성할 수 있는 통성 혐기성인 종류도 있다.
또한, 바실러스(Bacillus) 미생물은 모두가 유기물을 기질로 하여 세포물질을 합성하는 화학유기영양세균이며 대체로 카탈라이제(catalase) 양성을 나타낸다. 세포벽은 점착성을 띄는 물질로 구성되어 있기 때문에 흡착이나 응집이 잘되며, 생성된 플록은 침전성이 뛰어나다.
바실러스는 아주 다양한 생리활성물질을 생성하며 그 가운데 많은 종류가 세포 바깥으로 분비되고 있다. 중요한 생리활성물질로는 효소(녹말분해효소, 셀루라이제(cellulose), 단백질분해효소, 지질분해효소, 글루코스 이소메라이제(glucose isomerase)), 펩티드, 항생물질(bacilysin, bacitracin, brevistin, fengycin, iturin, mycosubtilin, polymixin, polypeptin, subtilin, tridecaptin, tyrocidine)이 있다.
이 중 바실러스 서브틸러스(Bacillus subtilis)는 물에 잘 녹고 독성이 강해 동물이나 인체에 매우 유해한 Cr(Ⅵ)을 열역학적으로 가장 안전하고 물에 작 녹지 않으며 독성이 거의 없는 Cr(Ⅲ)로 환원시키는 능력이 있다.
또한, 포자화 과정에서 bacitracin, polymyxin, tyrocidin, gramicidin, ciraulin 등의 항생물질을 방출하여 일반세균 및 대장균군을 용균, 사멸시킴으로서 2차 오염을 유발하지 않는다. 또한 세포외피의 흡착성에 의해 오염물질을 흡착 및 응집하여 침전을 양호하게 한다.
따라서, 본 실시예에서 적용되는 바실러스 속 미생물은 통성혐기성의 내생포자를 형성하는 바실러스 터린기엔스(Bacillus thuringiensis) 또는 바실러스 서브틸러스(Bacillus subtillus)인 것을 예시한다.
그리고, 상기 질산화 능을 가지는 미생물은 니트로박터(Nitrobacter)이고, 상기 탈질산화 능을 가지는 미생물은 니트로소모나스(Nitrosomonas)가 적용될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 모래 여과층(35)은 상기한 생물막 여과 담체층(31) 하부에 적층 형성되어, 입자크기가 50~70㎛ 이상인 미세 고형물 입자를 여과시키도록 한다.
한편, 여과조(30)의 모래 여과층(35) 하부에서 여과층의 폐색을 방지하도록 함과 아울러 용존 산소량을 높일 수 있도록 역세척 공기를 주입하기 위한 제1 산기관(37)을 구비되는 것이 바람직하다.
본 실시예에서 여과조(30)는 생물막 여과 담체층(31)과 모래 여과층(35)의 이중 여과층을 이용하여 빗물에 존재하는 방향족 탄화수소와 같은 유기계 오염물질이나 카드뮴 등의 중금속류, 질소나 인과 같은 부영양화를 유발하는 영양염류 등과 내분비계 장애물질뿐만 아니라 비교적 농도가 낮은 현탁액 중에서 입자크기가 50~70㎛ 이상인 미세 고형물 입자를 동시에 효과적으로 흡착·분해·여과시킬 수 있도록 한다.
도 9는 도 1의 광촉매 반응조 일부를 확대 도시한 정단면도이다.
도 1과 함께 도9를 참조하여 설명하면, 광촉매 살균/소독조(40)는 상기 여과조(30)로부터 이송된 여과 처리수를 광촉매를 이용해 살균 및 소독하도록 구성된다.
한편, 광촉매 살균/소독조(40) 내에는 광촉매를 이용해 살균 및 소독하도록 복수의 광촉매 반응조를 구획하기 위한 도류벽(41)이 설치된다.
본 실시예에서는 도류벽(41)에 의해 2개의 광촉매 반응조(41a, 41b)가 구획되는 것을 예시한다. 그러나, 본 발명이에 반드시 한정되는 것은 아니며 빗물 처리 수량에 따라 더 많은 광촉매 반응조가 구획되어 사용될 수 있음은 당연하다.
또한, 본 실시예의 광촉매 반응조는 도류벽에 의해 광촉매 살균 및 소독조(40)내에 구획되도록 하는 것을 예시하고 있으나, 광촉매 반응조 자체를 후술하는 이산화염수주입기와 같이 저장조루부터 분리된 외장형으로 변형하여 사용할 수 있음은 당연하다.
여기서, 각각의 광촉매 반응조(41a, 41b)는 개방형 또는 밀폐형으로 이루어질 수 있고, 밀폐형 광촉매 반응조의 경우 밀폐된 원통형 형상을 가지고 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 각각의 광촉매 반응조(41a, 41b) 내에는 유브이 램프 모듈(42), 고정상의 광촉매판(44) 및 유동상의 광촉매 담체(45)를 포함하여 구성된다.
유브이 램프 모듈(42)는 각각의 광촉매 반응조(41a, 41b) 내에 설치되어 유브이(UV) 광을 조사하도록 형성된다. 그리고, 상기 유브이 램프 모듈(42)을 감싸 보호하도록 탈착 가능하게 설치되는 램프 보호망(43)이 구비될 수 있다.
광촉매판(44)은 상기 유브이(UV)광에 의해 광촉매 반응 활성도를 촉진시키도록 설치되고, 광촉매 담체(45)는 내부에 채워진 상기 여과 처리수 내부에서 유동하며 광촉매 반응 활성도를 촉진시키도록 한다.
이처럼, 본 실시예에서는 광촉매 반응조(41a, 41b) 내에 물질의 분해효율과 유해미생물의 사멸율을 증대시키기 위해 유브이(UV) 광을 조사 받아 반응활성을 띠는 광촉매로써 고정상 광촉매판(44)과 유동상 광촉매 담체(45)을 혼용하여 이중으로 사용하도록 하는 것을 예시한다.
본 실시예에서 살균 및 소독용으로 사용되는 광촉매는 이산화티탄(TiO2)인 것을 예시한다. 이산화티탄(TiO2)은 유브이()UV 광의 조사로 살균과 소독에 필요한 높은 산화력을 얻을 수 있으며, 독성이 없고 가격이 저렴하기 때문에 수처리용에 적합한 특성을 갖는다.
도 10은 도 1의 램프 보호망을 이루는 스테인레스 스틸 망체에 이산화티탄의 도포 및 소성 전후의 상태를 비교한 SEM 사진이고, 도 11은 부석에 이산화티탄을 도포 및 소성시킨 광촉매 담체의 SEM 사진이며, 도 12는 부석과 흑요석 진공구상 펄라이트에 이산화티탄을 도포 및 소성한 광촉매 담체의 모식도이다.
도 10 내지 도 12를 참조하여 설명하면, 램프 보호망(43)은 스테인레스 스틸 재질의 망체로 이루어지고, 그 표면에 이산화티탄(TiO2)을 도포하여 이를 450℃ 내지 600℃ 범위 이내(좀더 바람직하게는 550 ℃)의 고온에서 소성 가공한다.
그리고, 광촉매판(44)은 스테인레스 스틸 재질의 판재에 이산화티탄(TiO2)을 도포하여 이를 450℃ 내지 600℃ 범위 이내(좀더 바람직하게는 550 ℃)의 고온에서 소성 가공한다. 여기서, 광촉매판(44)은 소성과정과 현장설치에 용이하도록 일정 크기의 단위 유닛으로 제작하는 것이 좀더 바람직하다.
또한, 유동성의 광촉매 담체(45)는 전술한 다공성 경량 담체(33) 즉, 부석 또는 흑요석 진공 구상 펄라이트에 이산화티탄(TiO2)을 도포한 후 450℃ 내지 600℃ 범위 이내(좀더 바람직하게는 550 ℃)의 고온에서 소성 가공하여 광촉매층(46)을 형성한다.
이처럼, 본 실시예에서는 램프 보호망(43), 광촉매판(44) 및 광촉매 담체(45)과 같이 도포된 이산화티탄(TiO2)을 고온에서 열처리하여 광촉매층(46)인 이산화티탄막을 형성하여, 유브이 램프 모듈(42)로부터 조사되는 유브이(UV) 광에 의해 광촉매를 활성화시켜 얻은 높은 산화력을 이용해 살균 및 소독이 이루어지도록 한다.
다시 도1을 참조하여 설명하면, 광촉매 살균/소독조(40)의 상기 도류벽(41) 하측에는 상기 각 광촉매 반응조(41a, 41b) 내부에서 광촉매 담체(45)의 수중 유동성을 촉진시키도록 함과 아울러 용존산소량을 높이기 위해 공기를 주입하기 위한 제2 산기관(47)을 더 포함하여 구성될 수 있다.
그리고, 광촉매 살균/소독조(40)에서 처리된 살균 소독수는 일정량을 장기간 안정적으로 저장할 수 있는 저장조(50)로 이송되게 된다.
저장조(50)는 상기 광촉매 살균/소독조(40)로부터 이송된 살균 소독수를 담아 저장하도록 형성된다.
저장조(50)의 일측에는 저장된 저장수를 상기 광촉매 살균/소독조(40)로 보내 재 살균 및 소독하도록 하기 위한 재순환펌프(51)가 구비되어, 저장조(50) 내에 장기간 저장으로 인해 발생할 수도 있는 조류 또는 유해미생물의 재 살균 및 소독하도록 한다.
또한, 상기 저장조(50)에는 저장된 빗물의 잔류염소농도가 일정하게 유지되도록 이산화염소주입기(52)가 구비되며, 이산화염소주입기(52)는 저장조(50) 내에 저장된 저장수의 잔류염소농도가 0.2ppm 이상으로 유지되도록 한다. 이를 통하여 안정적이고 깨끗한 수질의 저장수가 저장조(50) 측부 설치되는 급수 배관상(54)의 급수펌프(53)를 통해 식수, 조경용수, 하천유지용수, 중수용수 등으로 공급하여 재사용하도록 한다.
[실험 예 1]
여과조(30)의 여과효율을 실험하기 위해 Soluble Starch, (NH4)2SO4, NaNO3, KH2PO4를 이용하여 인공빗물을 제조하여 실험에 사용하였다.
실험장치의 전면부는 아크릴로, 후면과 측면은 철골구조로 80㎝(L) × 50㎝(W) × 100㎝(H)의 크기로 제작 하였다. 또한 모래 여과층(35) 하부에 내경 10㎜의 다공판을 설치하여 처리수를 하부에서 채취가 가능하도록 제작하였다.
본 실험예에서는 미생물이 식종된 다공성 경량 담체인 부석과 여과용 모래를 충진하여 실험을 실시하였다.
여재층 높이는 상부에 부석층 40㎝ 그리고 그 하부에 모래 40㎝를 각각 충전하였다.
여재내 미생물의 식종은 1E+10 CFU/㎖로 배양된 액상의 바실러스 서브틸러스 (Bacillus subtilis) 미생물을 다공성 경량 담체에 침적하여 pH 6.5, 온도 35℃ 조건하에서 10일간 식종을 실시하였고 식종된 다공성 경량 담체를 전자현미경으로 관찰하여 식종 정도를 관찰하였다.
유입유량을 3L/min로 설정하였고, 여과속도는 완속 여과를 기준으로 하여 10m/d가 되도록 조절하여 1시간 동안 실시하였다. 분석항목은 수온, pH, SS, BOD5, CODMn, TN, TP, 일반세균을 대상으로 하였고 수질오염공정시험방법을 통해 분석하였다.
이하, 표 3은 상기의 실험방법을 통해 도출된 실험결과이다.
[실험 예 2]
인공빗물의 오염물질 분해 능을 확인하기 위하여 UV-TiO2 광촉매 분해실험을 실시하였다.
본 실험예 사용한 광촉매로는 시판되는 degussa의 P25를 사용하였다.
실험에 사용한 유브이(UV) 램프 모듈은 일본 Sanyo Denki사의 germicidal 15W, G15T8-AN이다. 반응에 사용한 광원은 UV-C 파장영역을 가지고 최대 파장대가 250 nm이다.
실험예에서 이산화티탄(TiO2)를 스테인레스 스틸 격자 망체에 고정시키기 위해 다음과 같이 수행하였다.
비이커를 초순수와 5%(w/w)의 TiO2비로 채우고, 교반기를 사용하여 회전 속도 1,200 rpm으로 TiO2를 분산시킨 후 분산액에 스테인레스 격자망(1.5mm * 2.5mm)을 1시간 동안 놓아두었다.
이후 건조기에서 105℃로 1시간 동안 건조하고, 전기로를 사용하여 550℃에서 1시간 동안 소성시켜 광촉매 반응기에 장착하였다.
이 과정을 반복하여 스테인레스 격자 망체에 부착되는 TiO2 양을 조절하였다. 실험에 사용한 유동상 광촉매 담체와 스테인레스 스틸 재질의 광촉매판도 동일한 방법으로 제조하였다.
광촉매 살균/ 소독조(40)는 폭 150 mm, 길이 150 mm, 높이 400 mm의 아크릴재질로 제작하였으며 장치하부에 소형 산기관(47)을 설치하여 광촉매 담체(45)가 유동하기에 적합한 공기량을 설정하였다. 광촉매 담체(45)의 충전율은 반응조 용량 대비 20%로 설정하였다. 반응은 회분식으로 실시하였으며 반응시간은 1시간으로 하였다.
이하, 표 4는 상기의 실험방법을 통해 도출된 실험결과이다. 표 5는 이중여과상 및 UV-TiO2 광촉매 장치를 연계하여 실험한 결과이다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
1: 유입관 2: 하수관로
10: 침강/유량 조정조 10a; 제1 침강/유량 조정조
10b: 제2 침강/유량 조정조 11: 월류벽
12: 부유식 경사판 13: 부유판
14: 경사판 15: 월류 웨어
16: 흡착포 17: 수직 가이드 프레임
20: 초기 강우 배제 수단 21: 초기 강우 저장조
22: 제1 체크 밸브 23: 연장 유입관
24: 제2 체크 밸브 25: 스트레이너
26: 배출 밸브 30: 여과조
31: 생물막 여과 담체층 32: 생물막 여과 담체
33: 다공성 경량 담체 34: 생물막
35: 모래 여과층 37: 제1 산기관
40: 광촉매 살균/소독조 41: 도류벽
41a, 41b: 광촉매 반응조 42: 유브이 램프 모듈
43: 램프 보호망 44: 광촉매판
45: 광촉매 담체 46: 광촉매층
47: 제2 산기관 50: 저장조
51: 재순환펌프 52: 이산화염소주입기
53: 급수펌프 54: 급수 배관상
100: 빗물 재이용 장치
10: 침강/유량 조정조 10a; 제1 침강/유량 조정조
10b: 제2 침강/유량 조정조 11: 월류벽
12: 부유식 경사판 13: 부유판
14: 경사판 15: 월류 웨어
16: 흡착포 17: 수직 가이드 프레임
20: 초기 강우 배제 수단 21: 초기 강우 저장조
22: 제1 체크 밸브 23: 연장 유입관
24: 제2 체크 밸브 25: 스트레이너
26: 배출 밸브 30: 여과조
31: 생물막 여과 담체층 32: 생물막 여과 담체
33: 다공성 경량 담체 34: 생물막
35: 모래 여과층 37: 제1 산기관
40: 광촉매 살균/소독조 41: 도류벽
41a, 41b: 광촉매 반응조 42: 유브이 램프 모듈
43: 램프 보호망 44: 광촉매판
45: 광촉매 담체 46: 광촉매층
47: 제2 산기관 50: 저장조
51: 재순환펌프 52: 이산화염소주입기
53: 급수펌프 54: 급수 배관상
100: 빗물 재이용 장치
Claims (27)
- 유입관을 통해 유입되는 빗물에 포함된 고형물 입자의 침강을 유도함과 아울러 빗물 처리 유량을 조절하는 침강/유량 조정조;
상기 침강/유량 조정조 내에 설치되어 상기 유입관을 통해 상기 침강/유량 조정조로 유입되는 초기 강우를 배제시키기 위한 초기 강우 배제 수단;
상기 침강/유량 조정조로부터 이송된 침강 처리수를 여과층을 통과시켜 여과 처리하는 여과조;
상기 여과조로부터 이송된 여과 처리수를 광촉매를 이용해 살균 및 소독하도록 광촉매 살균/소독조; 및
상기 광촉매 살균/소독조로부터 이송된 살균 소독수를 담아 저장하도록 하는 저장조;를 포함하고,
상기 침강/유량 조정조 내부에는 수류안정성과 상기 고형물 입자의 침강을 유도하기 위한 월류벽이 상기 침강/유량 조정조 내에서 제1 침강/유량 조정조와 제2 침강 유량 조정조를 구획하며 설치되며,
상기 제1 침강/유량 조정조 상측에는 상기 초기 강우 배제 수단이 설치되고,
상기 2 침강/유량 조정조에는 수위에 따라 고형물 입자의 침강을 유도하도록 하는 부유식 경사판이 설치되는 빗물 재이용 장치.
- 삭제
- 삭제
- 제1항에서,
상기 초기 강우 배제 수단은,
상기 유입관을 통해 유입되는 상기 초기 강우를 담아 저장하도록 구획되는 초기 강우 저장조;
상기 초기 강우 저장조 상부의 상기 유입관 출구에 설치되어 만수시 수위에 의해 닫혀 초기 강우 유입을 차단하는 제1 체크 밸브;
상기 유입관 출구측으로부터 분지되어 상기 초기 강우가 배제된 빗물을 상기 침강/유량 조정조로 공급하도록 연장 형성되는 연장 유입관; 및
상기 연장 유입관의 분지부에 설치되어 상기 초기 강우 배제시 상기 침강/유량 조정조로 유입되는 것을 차단하기 위한 제2 체크 밸브;를 포함하는 빗물 재이용 장치.
- 삭제
- 삭제
- 제4항에서,
상기 연장 유입관은,
상기 유입관으로부터 분지되어 상기 초기 강우 저장조의 상측에서 하측으로 연장 형성되며, "J"자 형상으로 출구측 단부가 상향 절곡되게 형성되는 빗물 재이용 장치.
- 삭제
- 제7항에서,
상기 연장 유입관의 출구측 단부에는 유체 교란을 저감시키기 위한 스트레이너가 부착되는 빗물 재이용 장치.
- 제1항에서,
상기 부유식 경사판은,
유량 변동시 상기 제2 침강/유량 조정조 내에 설치되는 수직 가이드 프레임을 따라 부유되게 설치되는 부유판;
상기 부유판 하측에서 서로 나란하게 경사지며 형성되는 복수의 경사판; 및
상기 부유판 상측에서 상기 침강 유량 조정조의 유출구와 평행하게 돌출 형성되는 월류 웨어;를 포함하는 빗물 재이용 장치.
- 제10항에서,
상기 부유식 경사판은,
상기 부유판과 상기 경사판 사이에 개재되게 설치되어,
상기 빗물에 혼입된 기름 성분을 흡착하기 위한 흡착포를 더 포함하는 빗물 재이용 장치.
- 제1항에서,
상기 여과조는,
미생물이 식종된 다공성 경량 담체로 채워지는 생물막 여과 담체층; 및
상기 생물막 여과 담체층 하부에 적층 형성되는 모래 여과층;을 포함하는 빗물 재이용 장치.
- 제12항에서,
상기 다공성 경량 담체는,
부석 또는 흑요석 진공 구상 펄라이트인 것을 포함하는 빗물 재이용 장치.
- 제12항에서,
상기 미생물은,
바실러스 속 미생물을 포함하고,
상기 비실러스 속 미생물은,
통성혐기성의 내생포자를 형성하는 바실러스 터린기엔스(Bacillus thuringiensis) 또는 바실러스 서브틸러스(Bacillus subtillus)인 빗물 재이용 장치.
- 제12항에서,
상기 미생물은,
질산화 능을 가지는 미생물을 포함하고,
상기 질산화 능을 가지는 미생물은,
니트로박터(Nitrobacter)인 것을 포함하는 빗물 재이용 장치.
- 제12항에서,
상기 미생물은,
탈질산화 능을 가지는 미생물을 포함하고,
상기 탈질산화 능을 가지는 미생물은,
니트로소모나스(Nitrosomonas)인 것을 포함하는 빗물 재이용 장치.
- 삭제
- 제1항에서,
상기 광촉매 살균/소독조에는,
복수의 광촉매 반응조를 구획하기 위한 도류벽이 설치되는 빗물 재이용 장치.
- 제18항에서,
상기 각 광촉매 반응조 내에는,
유브이(UV)광을 조사하기 위한 유브이 램프 모듈;
상기 유브이(UV)광에 의해 광촉매 반응 활성도를 촉진시키도록 설치되는 광촉매판; 및
내부에 채워진 상기 여과 처리수 내부에서 유동하며 광촉매 반응 활성도를 촉진시키는 다수의 광촉매 담체;가 구비되는 빗물 재이용 장치.
- 제19항에서,
상기 각 광촉매 반응조 내에서는,
상기 유브이 램프 모듈을 감싸 보호하도록 탈착 가능하게 설치되는 램프 보호망이 구비되고,
상기 램프 보호망은,
스테인레스 스틸 재질의 망체에 이산화티탄을 도포하여 소성 가공한 것을 포함하는 빗물 재이용 장치.
- 제19항에서,
상기 광촉매판은,
스테인레스 스틸 재질의 판재에 이산화티탄을 도포하여 소성 가공한 것을 포함하는 빗물 재이용 장치.
- 제19항에서,
상기 광촉매 담체는,
부석 또는 흑요석 진공 구상 펄라이트에 이산화티탄을 도포하여 소성 가공한 것을 포함하는 빗물 재이용 장치.
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|---|---|---|---|
| KR1020110129082A KR101170311B1 (ko) | 2011-12-05 | 2011-12-05 | 빗물 재이용 장치 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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|---|---|
| KR (1) | KR101170311B1 (ko) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 2011-12-05 KR KR1020110129082A patent/KR101170311B1/ko not_active IP Right Cessation
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