KR102634268B1 - 초기우수유출수의 비점오염물 정화장치 - Google Patents

초기우수유출수의 비점오염물 정화장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 내부에 일정크기의 저수공간을 갖으며 그 상측에 맨홀공이 관통 형성되어 지면에 매설되는 메인 맨홀; 상기 메인 맨홀 일측의 일정높이에 설치되어 우수 유입시설로부터 우수를 유입시키기 위한 인렛 파이프; 내부에 일정크기의 저수공간이 형성되어 상기 메인 맨홀로부터 유입되는 우수의 상등수에 포함된 이물질(침전)과 부유물질을 분리하는 스토리지 맨홀; 상기 메인 맨홀의 인렛 파이프의 타측에 설치되어 메인 맨홀의 상등수와 스토리지 맨홀의 처리수를 배수시설로 배출시키기 위한 우수 배수관; 상기 우수 배수관의 하부로부터 상기 스토리지 맨홀로 연결되어 상기 메인 맨홀의 상등수를 상기 스토리지 맨홀의 내부로 유입시키는 상등수 유입관; 상기 스토리지 맨홀로부터 상기 우수 배수관의 하부로 연결되어지되, 상기 스토리지 맨홀과 연결된 단부가 상기 우수 배수관의 하부에 연결된 단부 보다 낮은 위치에 형성되어 스토리지 맨홀 내부의 수위가 우수 배수관의 하부 보다 높은 상태에서 상기 스토리지 맨홀 내부의 침전된 이물질과 부유된 부유물질 사이의 우수만이 배출되도록 하는 처리수 배출관; 상기 메인 맨홀에 연결된 우수 배수관의 하부 반원을 차단하는 상태로 설치되어지되 상기 우수 배수관의 길이방향으로 다수개의 설치공이 관통 형성된 상태에서 하측 선단부에 저수위 유량 유입구가 형성되어 유입된 우수가 상등수 유입관으로 유입되도록 하는 유량 분리 배수부재; 상기 메인 맨홀의 일정깊이로부터 상기 설치공을 관통하여 각각 설치되어지되, 상기 메인 맨홀 내부로 유입된 우수의 수위가 만수위일 경우 상기 유량 유입구 이상으로 유입된 우수를 상기 우수 배수관으로 배출 시키기 위한 만수위 유량 배수관; 및 상기 만수위 유량 배수관 하단에 장착되며 상,하 개구된 형상이고 하방향으로 직경이 좁아드는 형상의 와류형성구;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 초기우수유출수의 비점오염물 정화장치에 관한 것이다.

Description

초기우수유출수의 비점오염물 정화장치{Non-point source a contaminant purification apparatus of first rain}
본 발명은 우천시 초기우수유출수의 비점오염물질을 정화하기 위한 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배출지역이 광범위한 비점오염원으로부터 우천시 초기우수 유출수에 상당량 포함되는 비점오염물질의 농도를 저하시켜 공공수역으로 배출시킬 수 있도록 하는 초기우수유출수의 비점오염물질 정화장치에 관한 것이다.
일반적으로 오염물질은 생활하수, 산업폐수 및 축산폐수 등과 같이 배출지점이 뚜렷하고 한정된 점오염원(點汚染源)으로부터 배출되는 점오염물질과 농경지, 목초지, 산림지, 건축현장, 광산, 벌채지, 폐기물처리장, 쓰레기매립장, 도심지, 도로 및 산업현장 등과 같이 배출지역이 광범위한 비점오염원(非點汚染源)으로부터 배출되는 비점오염물질로 나눌 수 있다.
전술한 바와 같은 오염원으로부터 배출되는 오염물질로는 중금속, 병원성 미생물, 유기화합물, 방사성물질, 유독물질 및 기타 염류 등 매우 다양한 형태로 분포되어 있다.
이러한 오염물질들은 통상 우천시에 빗물에 쓸려 빗물과 함께 하천, 내만, 호소 등의 공공수역이나 지하수로 흘러 들어가게 되어 수질오염을 야기시킴은 물론, 이로 인한 생태계의 파괴와 함께 최종적으로는 인간에게까지 매우 큰 폐해를 주게 된다.
한편, 전술한 바와 같은 오염물질 가운데 배출지점이 뚜렷하고 한정된 점오염물질의 경우에는 가정이나 공장, 축산농가 등에 별도의 정화장치나 폐수처리시설이 설치되어 오염물질의 정화가 어느 정도 이루어지고 있으나, 비점오염물질의 경우에는 배출지역이 광범위할 뿐만 아니라 대부분 지표면에 잔존해 있다가 우천시 빗물과 함께 하천, 내만, 호소 등의 공공수역이나 지하수로 유입되어 수질오염을 야기시키는 주원인이 되고 있다.
특히, 비점오염물질의 경우에는 전술한 바와 같이 우천시 특히 초기우수 시 내리는 빗물과 함께 하천, 내만, 호소 등의 공공수역이나 지하수로 유입되므로 비점오염물질이 포함된 초기우수를 하천, 내만, 호소 등의 공공수역이나 지하수로 정화 없이 흘려보내지 않는 것이 무엇보다도 중요하다.
전술한 바와 같은 오염물질 중의 비점오염물질은 우리나라의 경우 수량적인 측면에서는 홍수로 또한 수질적인 측면에는 강우시 비점오염물질 유출로 인한 공공수역의 수질악화가 초래되고 있다. 특히, 도시지역은 불투수성 포장비율이 높아짐에 따라 강우시 피크 유출량도 커지고, 이에 따라 비점오염물질의 이동력도 증가하여 수질과 수량적인 측면에서 관리가 필요한 실정이다.
그리고 전술한 비점오염원이란 점오염원의 상대적 개념으로 공장, 생활하수 등 고정된 오염원이 아닌데서 발생되는 오염원을 말하는 것으로, 통상 강우시에 빗물과 같이 유출되는 오염원을 일컫는다. 이러한 비점오염원은 4대강 오염부하의 22∼37%에 달할 뿐만 아니라 팔당상수원의 경우 오염부하의 약 절반인 44.5%가 비점오염원으로 조사되는 등 수질에 미치는 영향이 매우 크다는 것을 알 수 있다.
한편 전술한 우수유출수 중의 오염물질 유출특성은 초기우수유출수에서 비교적 높은 오염농도를 나타내므로 약 20mm의 강우에 대한 우수유출수 처리시설 용량만으로도 전체 강우 사상의 80% 이상을 처리할 수 있는 것으로 연구 보고되고 있다.
따라서 초기우수유출수를 처리하기 위한 방안으로써 기존 도시지역의 경우에는 토지수용의 어려움으로 넓은 토지면적을 필요로 하는 우수유출수 처리시설은 설치하기 어려우므로 비교적 토지이용에 제한이 적은 침투형 시설이나 Stormceptor 등의 장치형 시설 그리고 빗물펌프장의 유수지를 이용하는 방안, 신규 도시의 조성시에는 지역의 불투수율 증가에 따른 수문 유출특성의 급격한 변화를 방지하기 위해 도시의 불투수율 면적비를 일정수준으로 제한하거나 개발전후의 우수유출량의 변화를 비교하여 개발전보다 유출량이 많을 경우에는 이를 조절하기 위한 침투 및 저류시설 등을 설치케 하는 방안 및 도시지역의 토지이용계획시 수변지역은 하천수질에 직접적인 영향을 미칠 수 있는 지역이므로 가급적 이용 및 훼손을 억제하고 수변지역을 비점오염물질 저감을 위한 완충녹지대로 이용하는 방안 등이 보고되고 있다.
또한 전술한 바와 같은 우수유출수 처리시설의 조속한 도입뿐만 아니라 주기적인 도시청소의 실시, 장마 전 맨홀 및 우수관거설비의 점검 및 청소, 유수지 바닥의 퇴적물 준설, 건설지역의 우수유출수 방지턱 설치 등을 통해 도시지역에 산재해 있는 각종 비점오염원을 사전에 제거하는 방안도 검토되고 있다.
그러나 전술한 바와 같은 초기우수유출수를 처리하기 위한 여러 방안에도 불구하고 실제로 적용되어 실효성을 거두기란 토지수용에 따른 어려움 등의 제한적인 요소가 너무 많아 사실상 어려운 상태이다.
대한민국 특허등록 제0561092호
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 우천시 특히 초기우수 시 내리는 빗물과 함께 유입되는 비점오염물질을 유입시켜 우수와 이물질 및 부유물질의 분리한 후 우수만을 배수시설로 배출시킴으로써 하천, 내만, 호소 등의 공공수역이나 지하수 등의 수질오염을 예방할 수 있는 초기우수유출수의 비점오염물 정화장치를 제공함에 그 목적이 있다.
또한 본 발명의 다른 목적은 우수분리 유닛의 구성을 통해 메인 맨홀의 만수위 이하의 저수위 유량, 만수위 유량 및 만수위 이상의 유량에 따라 유입량이 달라질 수 있도록 함으로써 메인 맨홀의 내부로 유입되는 우수의 유량에 능동적으로 대처할 수 있도록 함에 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 초기우수유출수의 비점오염물 정화장치(이하, "본 발명의 장치"라 함)는, 내부에 일정크기의 저수공간을 갖으며 그 상측에 맨홀공이 관통 형성되어 지면에 매설되는 메인 맨홀; 상기 메인 맨홀 일측의 일정높이에 설치되어 우수 유입시설로부터 우수를 유입시키기 위한 인렛 파이프; 내부에 일정크기의 저수공간이 형성되어 상기 메인 맨홀로부터 유입되는 우수의 상등수에 포함된 이물질(침전)과 부유물질을 분리하는 스토리지 맨홀; 상기 메인 맨홀의 인렛 파이프의 타측에 설치되어 메인 맨홀의 상등수와 스토리지 맨홀의 처리수를 배수시설로 배출시키기 위한 우수 배수관; 상기 우수 배수관의 하부로부터 상기 스토리지 맨홀로 연결되어 상기 메인 맨홀의 상등수를 상기 스토리지 맨홀의 내부로 유입시키는 상등수 유입관; 상기 스토리지 맨홀로부터 상기 우수 배수관의 하부로 연결되어지되, 상기 스토리지 맨홀과 연결된 단부가 상기 우수 배수관의 하부에 연결된 단부 보다 낮은 위치에 형성되어 스토리지 맨홀 내부의 수위가 우수 배수관의 하부 보다 높은 상태에서 상기 스토리지 맨홀 내부의 침전된 이물질과 부유된 부유물질 사이의 우수만이 배출되도록 하는 처리수 배출관; 상기 메인 맨홀에 연결된 우수 배수관의 하부 반원을 차단하는 상태로 설치되어지되 상기 우수 배수관의 길이방향으로 다수개의 설치공이 관통 형성된 상태에서 하측 선단부에 저수위 유량 유입구가 형성되어 유입된 우수가 상등수 유입관으로 유입되도록 하는 유량 분리 배수부재; 상기 메인 맨홀의 일정깊이로부터 상기 설치공을 관통하여 각각 설치되어지되, 상기 메인 맨홀 내부로 유입된 우수의 수위가 만수위일 경우 상기 유량 유입구 이상으로 유입된 우수를 상기 우수 배수관으로 배출시키기 위한 만수위 유량 배수관; 상기 만수위 유량 배수관 하단에 장착되며 상,하 개구된 형상이고 하방향으로 직경이 좁아드는 형상의 와류형성구;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
하나의 예로 상기 유량 분리 배수부재의 후단은 상기 상등수 유입관과 처리수 배출관의 사이를 차단하여 상기 메인 맨홀 내부의 만수위 이하인 저수위 유량이 상기 저수위 유량 유입구를 통해 유입될 때 유입된 저수위 유량이 상기 우수 배수관으로 곧바로 배수되지 않고 상기 상등수 유입관으로 유입될 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
하나의 예로 상기 유량 분리 배수부재의 상부인 상기 메인 맨홀 연결단측 내부의 상부 반원으로는 상기 메인 맨홀 내부의 수위가 만수위 이상인 경우의 유량이 유입되어 상기 우수 배수관을 통해 배출되는 것을 특징으로 한다.
하나의 예로, 상기 와류형성구는 상기 만수위 유량 배수관 하단에 장착되는 장착링과, 상기 장착링에서 복수로 돌출되는 종지지대와, 상기 종지지대 사이에 형성되는 유로와, 상기 종지지대에서 방사형으로 돌출되는 횡지지대와, 상기 횡지지대에 부착되며 상,하 개구된 형상이고 하방향으로 직경이 좁아드는 형상의 몸체와, 상기 몸체의 내,외주연에 각각 형성되는 와류형성테두리를 포함하는 것을 특징으로 한다.
하나의 예로 상기 저수위 유량 유입구는 상기 몸체 내측의 상부에 위치하는 것을 특징으로 한다.
하나의 예로 상기 스토리지 맨홀 내부에는 상,하면이 개구되며 하방향으로 직경이 좁아드는 형상이고, 상기 상등수 유입관의 끝단이 상단부 일측으로 연결되는 와류형성관과, 상기 와류형성관의 내주연에 돌출 형성되는 나선형테두리와, 상기 와류형성관의 하단에서 돌출되는 비산방지단과, 상기 비산방지단과 스토리지 맨홀의 내주연을 연결하는 메쉬망이 더 구성됨을 특징으로 한다.
하나의 예로 상기 와류형성관의 중앙 상단부에는 부유물질 분리구가 구성되도록 하는데, 상기 부유물질분리구는 상기 와류형성관의 중앙 상단부에 장착되는 상,하면이 개구된 유도관과, 상기 유도관의 내부에 상향으로 경사구배를 형성하면서 지그재그로 구성되는 격벽으로 구성됨을 특징으로 한다.
하나의 예로 상기 와류형성관의 중앙 상단부에는 부유물질 분리구가 구성되도록 하는데, 상기 부유물질분리구는 상기 와류형성관의 중앙 상단부에 장착되는 상,하면이 개구된 유도관과, 일단이 상기 스토리지 맨홀 상면을 관통하여 외부로 노출되고, 타단이 상기 유도관 내부 하단부에 노출되는 공기흡입관으로 구성됨을 특징으로 한다.
이상에서와 같이 본 발명에 따르면 우천시 특히 초기우수 시 내리는 빗물과 함께 유입되는 비점오염물질을 유입시켜 우수와 이물질 및 부유물질의 분리한 후 우수만을 배수시설로 배출시킴으로써 하천, 내만, 호소 등의 공공수역이나 지하수 등의 수질오염을 예방할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명의 다른 효과로는 우수분리 유닛의 구성을 통해 메인 맨홀의 만수위 이하의 저수위 유량, 만수위 유량 및 만수위 이상의 유량에 따라 유입량이 달라질 수 있도록 함으로써 메인 맨홀의 내부로 유입되는 우수의 유량에 능동적으로 대처할 수 있다.
또한 본 발명은 우수와 이물질 및 부유물질의 분리효율을 더욱 배가시키고 관의 폐색에 의한 장치고장을 제어할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 장치를 나타내는 분해 사시도.
도 2는 본 발명의 장치를 나타내는 측단면도.
도 3은 와류형성구를 나타내는 부분도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예를 나타내는 부분도.
도 5는 도 4에 도시된 실시 예의 평면도를 나타내는 도면.
도 6 및 도 7은 각각 도 4에 도시된 실시 예에 부가구성이 더 구성된 예를 도시한 도면.
이하, 실시 예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 본 발명에 따른 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으므로, 본 발명의 범위가 아래에서 설명되는 실시 예에 한정되지는 않는다.
본 발명의 장치(100)는 우수가 유입되는 메인 맨홀(110), 메인 맨홀(110)로 우수를 유입시키는 인렛 파이프(120), 메인 맨홀(110)로부터 유입되는 우수의 이물질(침전물)과 부유물질을 우수로부터 분리시키는 스토리지 맨홀(130), 메인 맨홀(110)의 수위에 따른 유량을 능동적으로 배수시킬 수 있도록 구성되는 우수분리 유닛(140), 메인 맨홀(110)로부터 우수분리 유닛(140)으로 유입된 우수를 스토리지 맨홀(130)로 유입시키는 상등수 유입관(150), 스토리지 맨홀(130)로부터 유입되는 처리수를 우수분리 유닛(140)으로 배출시키는 처리수 배출관(160), 상기 우수분리 유닛(140)에 구성되어 메인 맨홀(110)에서 와류가 형성되도록 하여 이물질(침전물)의 우수로부터 분리효율을 향상시키고 관의 폐색을 제어토록 하는 와류형성구(147)로 구성된다.
전술한 바와 같이 구성된 본 발명의 장치(100)는 우천시 인렛 파이프(120)를 통해 비점오염물질이 포함된 초기우수유출수가 메인 맨홀(110)로 유입되면 메인 맨홀(110)에서 1차적으로 이물질을 침전시키고, 메인 맨홀(110)의 수위가 높아짐에 따라 상등수인 1차 처리수는 우수분리유닛(140)과 상등수 유입관(150)을 통해 스토리지 맨홀(130)의 내부로 유입된다.
한편, 스토리지 맨홀(130)로 유입된 1차 처리수의 이물질은 하부로 침전되고 부유물질은 상부로 부유하여 이물질과 부유물질이 우수(이물질과 부유물질이 분리된 상태의 처리수)와 분리된다. 이때, 스토리지 맨홀(130) 내부의 수위가 높아져 처리수 배출관(160)의 우수분리 유닛(140)에 연결된 상단보다 높게 되면 처리수 배출관(160)을 통해 처리수만이 배출되어 우수분리 유닛(140)을 거쳐 우수로부터 분리하여 이물질과 부유물질이 분리된 처리수만이 우수분리 유닛(140)과 아웃렛 파이프(170)를 거쳐 배수시설로 배수된다.
전술한 바와 같은 구성에 의한 작용을 통해 본 발명의 기술은 초기우수에 포함된 비점오염물질을 메인 맨홀(110)과 스토리지 맨홀(130)을 통해 처리하여 보다 비점오염물질의 농도가 저하된 우수를 배수시설이나 공공수역으로 배수함으로써 수질오염을 줄일 수 있다.
본 발명의 장치(100)를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 먼저, 메인 맨홀(110)은 우천시 초기우수를 유입 저수하여 1차적으로 이물질을 침전시키기 위한 것으로, 이러한 메인 맨홀(110)은 내부에 일정크기로 형성되는 저수공간(112)과 상부측에 관통 형성되는 맨홀공(114)이 형성되어 지면에 매설된다.
전술한 바와 같은 메인 맨홀(110)은 매설지역의 우수처리 용량에 관계하는 크기로 제작 설치되며, 맨홀공(114)은 메인 맨홀(110)의 저수공간(112) 하부면에 쌓인 침전물의 처리가 가능하도록 형성된다.
한편, 메인 맨홀(110)의 저수공간(112)에서 1차적으로 이물질이 침전된 상태의 상등수인 1차 처리수는 메인 맨홀(110)의 일측에 설치된 우수분리 유닛(140)으로 배출된다. 이때, 우수분리 유닛(140)으로 배출되는 유량은 메인 맨홀(110)의 저수공간(112)에 저수된 유량에 관계한다.
인렛 파이프(120)는 우천시 메인 맨홀(110)의 설치 지역으로부터 발생되는 비점오염물질을 포함하는 초기우수 유출수를 메인 맨홀(110)의 저수공간(112)으로 유입시키기 위한 것으로, 이 인렛 파이프(120)는 메인 맨홀(110)의 일측면 상부측에 설치되어 비점오염물질을 포함하는 초기우수유출수를 메인 맨홀(110)로 유입시킨다.
스토리지 맨홀(130)은 1차적으로 이물질이 제거된 상태의 메인 맨홀(110) 내부의 상등수인 1차 처리수를 유입 저수하여 상등수에 포함된 이물질과 부유물질을 우수(이물질과 부유물질이 분리된 상태의 처리수)와 분리시키기 위한 것으로, 이 스토리지 맨홀(130)은 내부에 일정크기의 저수공간(132)이 형성되어 메인 맨홀(110)로부터 일정거리 이격된 상태로 지면에 매설된다.
이때, 스토리지 맨홀(130)에도 역시 스토리지 맨홀(130)의 저수공간(132)에 쌓인 침전물(12)이나 부유물질을 처리할 수 있도록 맨홀공(134)이 형성된다.
전술한 바와 같이 구성되는 스토리지 맨홀(130)은 우수분리 유닛(14)과 상등수 유입관(150)을 통해 메인 맨홀(110)의 저수공간(112)으로부터 유입된 1차 처리수를 저수하여 1차 처리수에 포함된 이물질과 부유물질을 우수(이물질과 부유물질이 분리된 상태의 처리수)를 분리한다.
이처럼 1차 처리수에 포함된 이물질과 부유물질을 우수와 분리함으로써 이물질은 스토리지 맨홀(130)의 하부에 침전되고, 부유물질은 스토리지 맨홀(130)의 상부에 부유하게 된다. 따라서, 이물질과 부유물질이 분리된 2차 처리수는 침전된 이물질과 부유된 부유물질 사이에 위치하게 된다.
한편, 전술한 바와 같이 이물질의 침전과 부유물질의 부유에 의해 분리된 2차 처리수는 스토리지 맨홀(130) 내부의 저수공간(132) 수위가 올라가 그 수위가 처리수 배출관(160)의 우수분리 유닛(140)측 단의 높이보다 높게되면 스토리지 맨홀(130) 내부의 2차 처리수는 처리수 배출관(160)과 우수분리 유닛(140)을 통해 배수시설로 배출된다.
우수분리 유닛(140)은 메인 맨홀(110) 내부의 유량에 따라 유출량을 조절하기 위한 것으로, 이 우수분리유닛(140)은 메인 맨홀(110)의 상등수(1차 처리수)와 스토리지 맨홀(130)의 2차 처리수를 배수시설로 배출시키는 우수 배수관(142), 우수 배수관(142)의 선단 내부에 설치되어 메인 맨홀(110) 내부의 수위에 따른 배출 유량에 능동적으로 대처할 수 있도록 하는 유량 분리 배수부재(144) 및 메인 맨홀(110) 내부의 수위가 만수위인 경우의 만수위 유량이 유입되어 우수 배수관(142)을 통해 배출될 수 있도록 하는 만수위 유량 배수관(146)으로 이루어진다.
전술한 바와 같이 구성된 우수분리 유닛(140)은 메인 맨홀(110) 내부의 저수공간(112)에 저수된 우수의 수위가 만수위 이하인 저수위 유량, 만수위인 만수위 유량 및 만수위 이상의 유량에 따라 배출량을 달리하여 메인 맨홀(110)의 내부로 유입되는 유량에 능동적으로 대처할 수 있다.
전술한 우수분리 유닛(140)을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 즉, 우수분리 유닛(140)은 메인 맨홀(110)의 우수가 유입되는 우수유입구 타측에 설치되어지되 상등수 유입관(150)과 처리수 배출관(160)의 상단이 하부에 연결되어 메인 맨홀(110)의 상등수(1차 처리수)와 스토리지 맨홀(130)의 2차 처리수를 배수시설로 배출시키는 우수 배수관(142), 우수 배수관(142)의 메인 맨홀(110) 연결단측 내부의 하부 반원에 설치 되어지되 우수 배수관(142)의 길이방향으로 관통 형성되는 대수 개의 설치공(144a)과 메인 맨홀(110) 내부의 수위가 만수위 이하인 저수위 유량이 유입되어 상등수 유입관(150)으로 유입될 수 있도록 다수 개의 설치공(144a) 사이의 하부측에 형성되는 선단부의 저수위 유량 유입구(144b)로 이루어진 유량 분리 배수부재(144) 및 메인 맨홀(110)의 일정깊이로부터 다수 개의 설치공(144a) 각각을 관통하여 설치되어지되 메인 맨홀(110) 내부의 수위가 만수위인 경우의 만수위 유량이 유입되어 우수 배수관(142)을 통해 배출될 수 있도록 하는 만수위 유량 배수관(146)으로 이루어진다.
우수 배수관(142)은 메인 맨홀(110)로부터 유입되는 1차 처리수를 저수위 유량일 경우에는 스토리지 맨홀(130)로 유입되도록 하고, 만수위나 만수위 이상의 유량일 경우에는 일부는 스토리지 맨홀(130)로 유입시키는 한편 나머지는 곧바로 배수시설로 배출시키는 배수관이다.
유량 분리 배수부재(144)는 만수위 유량 배수관(146)을 설치 고정시키는 한편 메인 맨홀(110)의 수위가 만수위 이하인 저수위 유량, 만수위 유량 및 만수위 이상의 유량에 따른 배출량에 능동적으로 대처하기 위한 것으로, 이 유량 분리 배수부재(144)는 우수 배수관(142)의 내측 하부반원에 관계하여 선후단이 형성되고, 선후단에는 동일선상에 우수 배수관(142)의 길이방향으로 다수의 설치공(144a)이 형성되며, 다수의 설치공(144a) 사이의 하부측에는 메인 맨홀(110)의 수위가 만수위 이하인 저수위 유량이 유입되는 저수위 유량 유입구(144b)가 형성된다.
전술한 유량 분리 배수부재(144)의 후단은 상등수 유입관(150)과 처리수 배출관(160) 사이를 차단하여 저수위 유량 유입구(144b)를 통해 유입된 메인 맨홀(110)의 저수위 유량이 상등수 유입관(150)을 통해 스토리지 맨홀(130)로 유입될 수 있도록 한다.
따라서, 우천시 발생되는 비점오염물질을 포함하는 우수의 량이 적은 경우 또는 초기우수유출수는 메인 맨홀(110)의 저수공간(112)으로 유입되는 우수의 유입속도가 작고, 또한 그 유입량도 적기 때문에 메인 맨홀(110)의 저수공간(112)으로 유입되는 우수는 그 수위가 서서히 불어나게 된다. 따라서, 이물질의 침전이 이루어진 후의 1차 처리수는 저수위 유량 유입구(144b)로만 유입되어 상등수 유입관(150)을 통해 스토리지 맨홀(130)의 내부로 유입되어 이물질과 부유물질의 분리가 이루어진다.
전술한 바와 같이 초기우수유출수는 메인 맨홀(110)과 스토리지 맨홀(130)의 내부에서 1차 및 2차적인 처리가 이루어지기 때문에 대부분의 비점오염물질이 처리되어 배수시설로 배수된다.
물론, 초기우수유출수의 유입이 이루어져 처리가 어느 정도 이루어진 후에 유입되는 우수유출수는 비점오염물질의 농도가 희박하기 때문에 배수시설로 곧바로 배수되어도 공공수역의 오염도로 그리 상승되지는 않는다.
한편, 전술한 유량 분리 배수부재(144)의 설치공(144a)으로는 메인 맨홀(110)의 수위가 만수위인 경우 만수위 유량이 배출될 수 있도록 하는 만수위 유량 배수관(146)이 메인 맨홀(110)의 일정깊이로부터 설치공(144a)을 통해 우수 배수관(142)의 길이방향으로 설치 고정된다.
전술한 만수위 유량 배수관(146)의 구성은 초기우수유출수를 처리하고 난 후의 메인 맨홀(110)로 유입되는 우수의 양에 많아지는 경우에 대처하기 위한 것으로, 이 만수위 유량 배수관(146)은 메인 맨홀(110) 내부의 유량이 만수위 이하인 저수위 유량을 넘어 만수위 유량에 도달하게 되면 메인 맨홀(110) 내부의 1차 처리수가 저수위 유량 유입구(144b)는 물론 만수위 유량 배수관(146)으로도 유입되어 보다 많은 양의 1차 처리수가 메인 맨홀(110)의 외부로 배출될 수 있도록 한다.
이때 만수위 유량 배수관(146)으로 유입되는 1차 처리수는 우수 배수관(142)을 통해 곧바로 배수시설로 배수가 이루어진다.
그리고 전술한 유량 분리 배수부재(140)의 상부인 메인 맨홀(110) 연결단 측 내부의 상부 반원으로는 메인 맨홀(110) 내부의 수위가 만수위 이상인 경우의 유량이 유입되어 우수 배수관(142)을 통해 배출된다. 이때도 물론, 저수위 유량 유입구(144b)와 만수위 유량 배수관(146)을 통해서도 메인 맨홀(110)의 1차 처리수가 배출된다.
따라서 전술한 바와 같은 유량 분리 배수부재(144)는 메인 맨홀(110)의 수위가 만수위 이하인 저수위 유량일 경우 저수위 유량 유입구(144b)로만 배수가 이루어지고, 만수위일 경우에는 1차 처리수가 저수위 유량 유입구(144b)와 만수위 유량 배수관(146)을 통해 배수가 이루어지며, 만수위 이상일 경우에는 저수위 유량 유입구(144b)와 만수위 유량 배수관(146) 및 유량 분리 배수부재(144)의 상부측인 메인 맨홀(110) 연결단측 내부의 상부 반원으로 배수가 이루어짐을 알 수 있다.
상등수 유입관(150)은 메인 맨홀(110) 내부의 저수공간(112)에 저수된 1차 처리수를 스토리지 맨홀(130)의 내부로 유입시키기 위한 것으로, 이 상등수 유입관(150)은 유량 분리 배수부재(144)의 선후단 사이의 우수배수관(142) 하부로부터 스토리지 맨홀(130)의 일측으로 연결된다. 이때, 상등수 유입관(150)의 우수 배수관(142)측 단이 스토리지 맨홀(130)측 단에 비해 상부에 위치한다.
전술한 바와 같이 구성된 상등수 유입관(150)은 저수위 유량 유입구(144b)를 통해 유입된 메인 맨홀(110)의 1차 처리수를 스토리지 맨홀(130)의 내부로 유입시키게 된다.
처리수 배출관(160)은 스토리지 맨홀(130)의 내부에서 2차적으로 처리된 2차 처리수를 배수시설로 배출시키기 위한 것으로, 이 처리수 배출관(160)은 스토리지 맨홀(130)의 일측으로부터 유량 분리 배수부재(144)후단의 우수 배수관(142) 하부로 연결된다.
이때 처리수 배출관(160)의 스토리지 맨홀(130)측 단은 우수분리 유닛(140)의 우수 배수관(142)측 단에 비해 하부측에 위치되어 스토리지 맨홀(130) 내부의 수위가 우수 배수관(142)측 단에 비해 높아야만 배출될 수 있도록 구성된다.
또한 처리수 배출관(160)의 스토리지 맨홀(130)측 단은 스토리지 맨홀(130) 내부의 침전된 이물질과 부유된 부유물질 사이의 이물질과 부유물질이 분리된 우수만(2차 처리수)이 배출될 수 있도록 하는 부위의 스토리지 맨홀(130) 일측에 연결 구성된다.
상기 와류형성구(147)는 상기 만수위 유량 배수관(146) 하단에 장착되며 상,하 개구된 형상이고 하방향으로 직경이 좁아드는 향상으로 구성되는데, 이를 더욱 상세히 설명하면, 상기 와류형성구(147)는 상기 만수위 유량 배수관(146) 하단에 장착되는 장착링(147-1)과, 상기 장착링(147-1)에서 복수로 돌출되는 종지지대(147-2)와, 상기 종지지대(147-2) 사이에 형성되는 유로(147-3)와, 상기 종지지대(147-2)에서 방사형으로 돌출되는 횡지지대(147-4)와, 상기 횡지지대(147-4)에 부착되며 상,하 개구된 형상이고 하방향으로 직경이 좁아드는 형상의 몸체(147-5)와, 상기 몸체(147-5)의 내,외주연에 각각 형성되는 와류형성테두리(147-6, 147-8)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 종지지대(147-2)는 도면에서 4개가 구성된 예를 도시하고 있으나, 상기 종지지대(147-2)는 스크린으로서 기능을 하는 바, 협잡물 등이 상기 만수위 유량 배수관(146)의 내부로 유입되는 것을 차단하기에 바람직한 개수로 구성되도록 하고 이러한 개수에 의해 유로(147-3)의 크기가 결정되는 것이다.
상기 몸체(147-5)는 상,하 개구된 형상이고 하방향으로 직경이 좁아드는 향상으로 상기 횡지지대(147-4)에 상단이 장착이 되는 바, 특히 상기 몸체(147-5)의 외주연 및 내주연에는 각각 와류형성테두리(147-6, 147-8)가 형성되도록 하는 것인데, 이렇게 구성됨에 의해 우선 인렛 파이프(120)를 통해 메인 맨홀(110)로 유입된 우수는 상기 몸체(147-5) 내주연에서 와류가 형성되면서 하면의 개구(147-7)로 낙하되는데 이러한 과정에서 우수로부터 이물질(침전물)의 분리가 더욱 용이하게 이루어지는 것이다. 즉 메인 맨홀(110) 자체에서 이물질의 분리효율을 더욱 향상시켜 후단에서 관폐색 등 부하를 줄일 수 있게 되는 것이다.
또한 인렛 파이프(120)를 통해 메인 맨홀(110)로 유입된 우수의 수위가 상승하면서 상기 몸체(147-5)의 외주연에 형성된 와류형성테두리(147-6)에 의해 와류가 형성되어 2차적으로 우수로부터 이물질(침전물)의 분리가 이루어지는 것이고, 수위가 상승하는 우수의 흐름을 원심력에 의해 외측으로 유도함에 따라 협잡물 등이 만수위 유량 배수관(146)은 물론 상기 저수위 유량 유입구(144b)로 유입되는 것을 차단토록 하여 관 폐색에 의한 장치고장을 제어토록 하는 것이다.
이를 위해 바람직하게 도 3 등에서 보는 바와 같이 상기 저수위 유량 유입구(144b)는 상기 몸체(147-5) 내측의 상부에 위치하도록 하여 몸체(147-5)에 의한 수류에 혼입된 협잡물 등이 상기 저수위 유량 유입구(144b)로 유입되는 것을 제어토록 하는 것이 타당하다.
또한 본 발명에서는 스토리지 맨홀(130)에서의 우수와 이물질(침전물) 및 부유물질의 분리효율을 향상시키도록 하는 실시예가 도 4 등에서 도시되고 있다.
우선 도 4 및 도 5에 도시된 실시예는 상기 스토리지 맨홀(130) 내부에 상,하면이 개구되며 하방향으로 직경이 좁아드는 형상이고, 상기 상등수 유입관(150)의 끝단이 상단부 일측으로 연결되는 와류형성관(133)과, 상기 와류형성관(133)의 내주연에 돌출 형성되는 나선형테두리(135)와, 상기 와류형성관(133)의 하단에서 돌출되는 비산방지단(136)과, 상기 비산방지단(136)과 스토리지 맨홀(130)의 내주연을 연결하는 메쉬망(137)이 더 구성됨을 특징으로 한다.
상기 와류형성관(133)은 상기 스토리지 맨홀(130)의 내부에 구성되는데 도면에 도시된 바는 없으나 스토리지 맨홀(130) 내주연과 복수의 지지대에 의해 구성되도록 할 수 있다.
상기 와류형성관(133)의 상단부의 일측에는 상등수 유입관(150)이 연결되는 바, 도면에서 보는 바와 같이 상기 스토리지 맨홀(130)의 측벽을 관통하여 상기 와류형성관(133)의 상단부의 일측에 상등수 유입관(150)이 연결된다.
이렇게 상등수 유입관(150)으로 유입된 우수는 와류형성관(133)의 내주연을 타고 하강하면서 와류가 형성되도록 하는데, 상기 와류형성관(133)의 내주연에 돌출 형성되는 나선형테두리(135)에 의해 더욱 와류형성 효율이 높아지도록 하는 것이다.
여기서 나선형테두리(135)는 유입된 우수에 와류가 형성되도록 하는 것은 물론 상기 와류형성관(133) 하부로 와류가 하강시 침전물의 비산에 의해 상기 와류형성관(133)의 내부로 침전물의 유입되는 것을 차단토록 하는 기능도 발현되는 것이다.
이렇게 와류가 형성되면 원심력에 의해 비중이 물보다 큰 이물질(침전물, S1)이 우수로부터 분리되어 와류형성관(133) 내주연을 타고 하강하여 와류형성관(133)의 개구된 하면으로 배출되도록 하는 것이다.
그리고 비중이 물보다 작은 부유물질(S3)의 경우는 와류형성관(133) 내부에 형성되는 코어(C)를 타고 상승하게 되는 것이다.
이렇게 우수로부터 이물질 및 부유물질이 분리가 되고 분리된 우수(S2)는 와류형성관(133)을 월류하여 처리수 배출관(160)을 통해 배출되는 것이다. 상기 처리수 배출관(160)은 스토리지 맨홀(130)의 측벽에 연결되어 우수로부터 이물질 및 부유물질이 분리가 이루어진 처리수가 배출되도록 하는 것이다.
상기 비산방지단(136)은 상기 와류형성관(133)의 하단에서 연결되는 구성으로 와류형성관(133)의 하부로 배출되는 침전물에 의해 비산이 형성되는 바, 이러한 비산이 상기 비산방지단(136)에 의해 상부로 퍼지는 것을 제어토록 하는 것이다. 즉 침전물이 다시 처리수에 혼입되는 것을 제어토록 하는 것이다.
상기 메쉬망(137)은 상기 비산방지단(136)과 스토리지 맨홀(130)의 내주연을 연결하는 구성으로 상기 와류형성관(133)의 하단으로 배출되는 우수는 상부로 통과되도록 하면서 입경이 큰 입자는 걸러지도록 하는 것이다.
이에 더하여 본 발명에서는 비중이 물보다 작은 부유물질(S3)이 부유를 촉진시켜 부유과정에서 다시 우수에 혼입되어 외부로 배출되는 것을 제어하기 위한 실시예가 도 6 및 도 7에 도시되고 있다.
도 6에 도시된 실시 예는 상기 와류형성관(133)의 중앙 상단부에는 부유물질 분리구(138)가 구성되도록 하는데, 상기 부유물질분리구(138)는 상기 와류형성관(133)의 중앙 상단부에 장착되는 상,하면이 개구된 유도관(138-2)과, 상기 유도관(138-2)의 내부에 상향으로 경사구배를 형성하면서 지그재그로 구성되는 격벽(138-1)으로 구성됨을 특징으로 한다.
상기에서 언급한 바와 같이 비중이 물보다 작은 부유물질(S3)은 상기 와류형성관(133) 중앙에 형성된 코어(C)를 타고 상향하는데, 이렇게 상향하는 부유물질(S3)이 혼입된 우수가 유도관(138-2)을 통과하도록 하는데, 상기 유도관(138-2)에 형성된 격벽(138-1)을 타고 상향유동을 하게 된다. 이러한 과정에서 특히 우수에 혼입된 유류 등이 상호 포집이 되면서 상향을 하여 부유물질의 분리효율을 향상시키도록 하는 것이다.
또한 다른 예가 도 7에 도시되고 있는데, 본 실시예에서는 상기 와류형성관(133)의 중앙 상단부에는 부유물질 분리구(139)가 구성되도록 하는데, 상기 부유물질 분리구(139)는 상기 와류형성관(133)의 중앙 상단부에 장착되는 상,하면이 개구된 유도관(139-1)과, 일단이 상기 스토리지 맨홀(130) 상면을 관통하여 외부로 노출되고, 타단이 상기 유도관(139-1) 내부 하단부에 노출되는 공기흡입관(139-2)으로 구성됨을 특징으로 한다.
상기에서 언급한 바와 같이 비중이 물보다 작은 부유물질(S3)은 상기 와류형성관(133) 중앙에 형성된 코어(C)를 타고 상향하는데, 이렇게 상향하는 부유물질(S3)이 혼입된 우수가 유도관(139-1)을 통과하도록 하는 것이다.
이 과정에서 부압이 형성되어 공기흡입관(139-2)을 통해 외부의 공기가 상기 유도관(139-1)으로 유입되는 것이다. 이렇게 유도관(139-1)으로 공기가 유입되면 우수에 혼입된 부유물질(S3)이 기포에 부착되어 상승함으로써 우수로부터 부유물질의 분리효율을 높일 수가 있고, 상부에 형성되는 부유물질층에 공기가 공급되어 특히 여름철 등에 발생될 수 있는 악취를 제어할 수 있게 되는 것이다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않음은 물론이며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 기술적 지식을 가진 자에 의해 상기 기재된 내용으로부터 다양한 수정 및 변형이 가능할 수 있음은 물론이다.
100 : 본 발명의 장치 110 : 맨홀
112 : 저수공간 114 : 맨홀공
120 : 인렛 파이프 130 : 스토리지 맨홀
133 : 와류형성관 135 : 나선형테두리
136 : 비산방지단 137 : 메쉬망
140 : 우수분리유닛 142 : 우수 배수관
144 : 배수부재 144a : 설치공
146 : 유량 배수관 147 : 와류형성구
147-1 : 장착링 147-2 : 종지지대
147-3 : 유로 147-4 : 횡지지대
147-5 : 몸체 147-6, 147-8 : 와류형성테두리
150 : 상등수 유입관 160 : 처리수 배출관
170 : 아웃렛 파이프

Claims (8)

  1. 내부에 일정크기의 저수공간을 갖으며 그 상측에 맨홀공이 관통 형성되어 지면에 매설되는 메인 맨홀;
    상기 메인 맨홀 일측의 일정높이에 설치되어 우수 유입시설로부터 우수를 유입시키기 위한 인렛 파이프;
    내부에 일정크기의 저수공간이 형성되어 상기 메인 맨홀로부터 유입되는 우수의 상등수에 포함된 이물질(침전)과 부유물질을 분리하는 스토리지 맨홀;
    상기 메인 맨홀의 인렛 파이프의 타측에 설치되어 메인 맨홀의 상등수와 스토리지 맨홀의 처리수를 배수시설로 배출시키기 위한 우수 배수관;
    상기 우수 배수관의 하부로부터 상기 스토리지 맨홀로 연결되어 상기 메인 맨홀의 상등수를 상기 스토리지 맨홀의 내부로 유입시키는 상등수 유입관;
    상기 스토리지 맨홀로부터 상기 우수 배수관의 하부로 연결되어지되, 상기 스토리지 맨홀과 연결된 단부가 상기 우수 배수관의 하부에 연결된 단부 보다 낮은 위치에 형성되어 스토리지 맨홀 내부의 수위가 우수 배수관의 하부 보다 높은 상태에서 상기 스토리지 맨홀 내부의 침전된 이물질과 부유된 부유물질 사이의 우수만이 배출되도록 하는 처리수 배출관;
    상기 메인 맨홀에 연결된 우수 배수관의 하부 반원을 차단하는 상태로 설치되어지되 상기 우수 배수관의 길이방향으로 다수개의 설치공이 관통 형성된 상태에서 하측 선단부에 저수위 유량 유입구가 형성되어 유입된 우수가 상등수 유입관으로 유입되도록 하는 유량 분리 배수부재;
    상기 메인 맨홀의 일정깊이로부터 상기 설치공을 관통하여 각각 설치되어지되, 상기 메인 맨홀 내부로 유입된 우수의 수위가 만수위일 경우 상기 유량 유입구 이상으로 유입된 우수를 상기 우수 배수관으로 배출 시키기 위한 만수위 유량 배수관; 및
    상기 만수위 유량 배수관 하단에 장착되며 상,하 개구된 형상이고 하방향으로 직경이 좁아드는 형상의 와류형성구;를 포함하되,
    상기 와류형성구는,
    상기 만수위 유량 배수관 하단에 장착되는 장착링과, 상기 장착링에서 복수로 돌출되는 종지지대와, 상기 종지지대 사이에 형성되는 유로와, 상기 종지지대에서 방사형으로 돌출되는 횡지지대와, 상기 횡지지대에 부착되며 상,하 개구된 형상이고 하방향으로 직경이 좁아드는 형상의 몸체와, 상기 몸체의 내,외주연에 각각 형성되는 와류형성테두리를 포함하는 것을 특징으로 하는 초기우수유출수의 비점오염물 정화장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 유량 분리 배수부재의 후단은 상기 상등수 유입관과 처리수 배출관의 사이를 차단하여 상기 메인 맨홀 내부의 만수위 이하인 저수위 유량이 상기 저수위 유량 유입구를 통해 유입될 때 유입된 저수위 유량이 상기 우수 배수관으로 곧바로 배수되지 않고 상기 상등수 유입관으로 유입될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 초기우수유출수의 비점오염물 정화장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 유량 분리 배수부재의 상부인 상기 메인 맨홀 연결단측 내부의 상부 반원으로는 상기 메인 맨홀 내부의 수위가 만수위 이상인 경우의 유량이 유입되어 상기 우수 배수관을 통해 배출되는 것을 특징으로 하는 초기우수유출수의 비점오염물 정화장치.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 저수위 유량 유입구는 상기 몸체 내측의 상부에 위치하는 것을 특징으로 하는 초기우수유출수의 비점오염물 정화장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 스토리지 맨홀 내부에는 상,하면이 개구되며 하방향으로 직경이 좁아드는 형상이고, 상기 상등수 유입관의 끝단이 상단부 일측으로 연결되는 와류형성관과, 상기 와류형성관의 내주연에 돌출 형성되는 나선형테두리와, 상기 와류형성관의 하단에서 돌출되는 비산방지단과, 상기 비산방지단과 스토리지 맨홀의 내주연을 연결하는 메쉬망이 더 구성됨을 특징으로 하는 초기우수유출수의 비점오염물 정화장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 와류형성관의 중앙 상단부에는 부유물질 분리구가 구성되도록 하는데, 상기 부유물질분리구는 상기 와류형성관의 중앙 상단부에 장착되는 상,하면이 개구된 유도관과, 상기 유도관의 내부에 상향으로 경사구배를 형성하면서 지그재그로 구성되는 격벽으로 구성됨을 특징으로 하는 초기우수유출수의 비점오염물 정화장치.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 와류형성관의 중앙 상단부에는 부유물질 분리구가 구성되도록 하는데, 상기 부유물질분리구는 상기 와류형성관의 중앙 상단부에 장착되는 상,하면이 개구된 유도관과, 일단이 상기 스토리지 맨홀 상면을 관통하여 외부로 노출되고, 타단이 상기 유도관 내부 하단부에 노출되는 공기흡입관으로 구성됨을 특징으로 하는 초기우수유출수의 비점오염물 정화장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100561092B1 (ko) 2003-07-26 2006-03-20 주식회사 환경시설관리공사 초기우수유출수의 비점오염물 정화장치
KR20150144975A (ko) * 2014-06-18 2015-12-29 (주)청운 T형 와류통과 다단필터가 구비된 비점오염원 처리 장치

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KR20150144975A (ko) * 2014-06-18 2015-12-29 (주)청운 T형 와류통과 다단필터가 구비된 비점오염원 처리 장치

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