도시 불투수 지역에서 발생하는 초기 강우 유출수는 고농도의 비점오염물질을 단기간에 하천으로 유입시켜 수질 악화를 초래한다. 본 연구에서는 우수받이 및 맨홀에 설치 가능한 다단 폴리프로필렌 섬유 여과장치를 개발하고, 실험실 및 현장자료를 기반으로 오염물질 제거 효율을 평가하였다. 섬유 여재 조합 실험을 통해 53 μm, 20 μm, 10 μm 구성의 3단 여과가 TSS, TN, TP 제거에 가장 효과적인 것으로 나타났다. 현장 초기유출수 분석 결과, 평균 제거 효율은 TSS 79.7%, TN 31.6%, TP 43.1%로 확인되었다. 또한 SWMM을 이용하여 학사마을 도시유역에 적용 시 25%, 50%, 100% 설치비율에 대해 TSS 47.3∼99.2%, TN 21.6∼49.4%, TP 23.6∼67.7%의 저감효과가 모의되었다. 본 연구의 결과는 공간 제약이 큰 도시지역에서 초기세척효과(first flush)를 제어하기 위한 실용적인 비점오염 관리기술로서 활용 가능성을 제시한다.
First flush runoff from impervious urban areas transports high concentrations of nonpoint source pollutants to receiving waters within a short period. This study developed a multi-stage polypropylene fiber filter system that can be installed in street inlets or manholes, and evaluated its performance through laboratory experiments and field applications. Among the tested fiber gap combinations, the 53 μm, 20 μm, 10 μm configuration showed the highest removal efficiency for TSS, TN and TP. Field monitoring of storm events showed average removal efficiencies of 79.7% for TSS, 31.6% for TN, and 43.1% for TP during the initial runoff period. Furthermore, SWMM simulations applied to an urban basin demonstrated pollutant reductions of 47.3∼99.2% (TSS), 21.6∼49.4% (TN), and 23.6∼67.7% (TP) depending on installation rates of 25%, 50% and 100%. The results indicate that the proposed multi-fiber filtration system has strong potential as a practical and space-efficient technique for mitigating first flush pollution in highly urbanized basins.