KR100298244B1 - 침전 및 준설에 의한 하천수질 정화장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 침전 및 준설(浚渫)에 의한 하천수질 정화장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하천을 따라 흘러가는 하천수에 포함되어 있는 오염물질과 쓰러지를 하천의 양쪽에 형성된 고수부지에 소정의 크기로 설치된 침전조를 지나면서 준설이 용이하도록 침전조의 하구부에 침전되도록한 것으로서 하구부에 침전된 침전물을 용이하게 준설할 수 있도록한 하천수질 정화장치 및 그 방법에 관한 것으로, 그 구성은 중앙 길이방향으로 형성된 저수로(11)와 그 양쪽편에 고수부지(12)를 형성하며 고수부지의 양측으로 침전된 저니를 현장에서 탈수할 수 있도록 슬러지 탈수장치(50)로 이루어진 하천수질 정화장치에 있어서,

상기 저수로(11)와 고수부지(12)에 소정의 크기로 하천의 통수능력에 영향이 없도록 침전지(30)를 형성하되, 상기 침전지(30)는 상부가 개방되어진 직육면체로 하천수가 유입되는 유입부(20)쪽에 차단수문(23)이 설치되는 차단수문 설치부(25)를 가지고, 저니의 준설이 용이하도록 하천수가 배출되는 쪽이 낮게 형성된 바닥(33)면을 가지며, 준설 작업중에 하천수의 통제가 가능하도록 침전지(30)의 중앙에 저수로(11)와 나란한 방향으로 침전지 분할판(32)에 의해 분할된 복수의 침전조(31a)(31b)를 가지는 함체(35)와;

상기 함체(35)의 선단 즉 침전지 유입수로(21)에는 중앙에 침전지 분할판(32)과 연결되어져 있는 머리(22)가 돌출되어 있고 하단에 턱(23a)과 홈(23b)이 있으며 상단에 상단봉 걸이 홈(23c)으로 이루어진 차단수문 설치부(25)와;

상기 차단수문 설치부(25)에 설치되는 조립식 이동 차단수문은 운반이 용이하도록 소형화된 몇개의 조립식 물막이 판(23d)과 이 조립식 물막이 판을 지지시킬 상단걸이 봉(23e)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 침전 및 준설에 의한 하천수질 정화장치로 구성된 것과;

상기 하천수질 정화장치에서 침전지 분할판(32)을 중간에 두고 침전지(30)의 하천수 유입수로(21)에 설치된 두개의 차단수문(23)중 하나를 닫아 하천수의 흐름을 차단한 상태에서 침전지의 바닥면에 쌓인 저니를 펌프를 이용하여 슬러지 탈수장치(50)로 펌핑하여 운반하고 운반이 완료되면 닫혀진 차단수문(23)을 열고 다른쪽의 침전조의 상단에 차단수문(23)을 닫아 하천수의 유입을 막고서 침전된 저니를 슬러지 탈수장치(50)로 펌핑하여 운반하여 저니에 함습되어 있는 수분을 탈수 정화하여 다시 저수로(11)로 배출되어 흘러가게함을 특징으로하는 침전 및 준설에 의한 하천수질 정화 방법으로서 이것은 하수로와 고수부지에 소정의 크기로 분할된 침전지를 설치하여 구획적으로 하천의 흐름을 막은 다음 침전물을 준설하여 일반적으로 알려진 슬러진 탈수장치에 침전물을 용이하게 준설할 수 있도록함으로서, 하천 및 호소의 수질을 보호하고, 토사 및 저니의 하천 유입에 따른 수중 생태계 파괴를 방지함과 동시에 유수 단면적 축소를 방지하며, 또한, 강우 및 홍수시 토사 및 저니의 퇴적으로 인한 미관불량 및 위생불량을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 준설작업 방법이 기존의 방법에 비하여 매우 용이하게 준설할 수 있어서 효과적이고 경제적인 매우 유용한 발명인 것이다.

Description

침전 및 준설에 의한 하천수질 정화장치 및 그 방법{water of rivers a purifier and a purification method}

본 발명은 침전 및 준설(浚渫)에 의한 하천수질 정화장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하천을 따라 흘러가는 하천수에 포함되어 있는 오염물질과 쓰러지를 하천의 양쪽에 형성된 고수부지에 소정의 크기로 설치한 침전조를 지나면서 준설이 용이하도록 침전조의 하구부에 침전되도록한 것으로서 하구부에 침전된 침전물을 용이하게 준설할 수 있도록한 하천수질 정화장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 유역에 내린 강우는 지천을 통해 하천 및 호소로 유입된다. 이 경우에 지표면에 있는 각종 오염물질과 토사등이 함께 유입되어 수질오염을 일으키게 되며 입자상 물질은 하천 및 호소 바닥에 침전되어 많은 문제를 야기하게 되는데, 이들 침전물에는 여러종류의 오염물질과 토사류,중금속 및 질소,인 등의 영양물질을 포함하고 있다.

우리나라는 강우량의 년중 차이가 커서 하천유량의 변동이크다.

청천(靑天)시에는 침전성 고형물이 하천을 유하하면서 유속이 완만한 지점에서 침전 퇴적되어 하상(河床) 저질을 형성하게 된다.

이러한 저질(底質)은 물이 정체되는 지역과 폐.하수의 유입지점 부근에서 침전물의 입도가 크고 퇴적층의 심도가 깊으며 반면 유속이 빠른 지역에서는 저질의 퇴적이 거의 일어나지 않는다.

홍수시에는 상류부에 퇴적된 저질이 씻겨 내려와 하류에 다시 퇴적하는등 시간적 변화가 일어난다.

퇴적된 저질은 유속이 빨라지면 수중으로 부상하게 되고 이때 수중의 BOD (Biological Oxygen Demand) 및 SS(Suspended Solid) 가 증가하고 하천의 투명도가저하된다.

그러나 차츰 유속이 원상태로 환원되면 부상하였던 저질이 다시 하상에 퇴적하는데 이러한 부상과 퇴적이 중복되면서 평형상태에 도달하게 된다.

저질이 많이 퇴적되어 있는 지역은 퇴적된 저질이 부상하여 수중으로 오염물질이 재용출됨에 따라 유기물질이 수중 미생물에 의해 분해되면서 수중의 용존산소를 소모하므로 수질이 악화되며 심한 경우에는 혐기성 상태가 되어 악취등을 발생시킨다.

유기물 이외에도 질소나 인등의 영양물질도 용출되어 호소등 폐쇄성 수역에서는 부영양화의 원인이 되고 있다.

또한 홍수시에는 공사장이나 나지에서 토사등이 유입되어 퇴적되므로서 서식처를 파괴하는등 수중 생태계를 교란시키고 유수단면적을 잠식하게 되며 물이 빠지면서 고수부지,저수호안,제방등의 저질이 그대로 남아서 미관저하, 악취발생등의 악영향이 발생하게 된다.

현재 국내의 주요 하천 및 호소에는 많은 양의 저질이 퇴적되어 있으며 이로인한 수질악화 문제가 심각한 상태이나, 이의 준설에는 많은 노력과 비용이 소요될 뿐만아니라 준설후에도 계속하여 퇴적이 반복되므로 준설의 효과가 일시적이어서 준설작업이 활발히 시행되지 않고 있다.

또한 준설작업은 수중에서의 작업이므로 준설작업에 대형장비가 필요하고, 저질과 함께 다량의 물이 포함되어 준설효율이 적으며, 다량의 준설토가 발생하여 이의 처리가 곤란하며, 준설작업시 저질이 부상되어 수중생태계가 교란되어 하상의 변동이 심하게 되며, 저질의 완벽한 제거가 곤란하고 준설비용이 고가일 뿐만 아니라 작업이 어렵고, 그 작업 효과가 적은 문제점이 있다.

한편 국내의 작은 하천에는 보가 설치되어 있어서 오염물질이 침전되고 있으나 준설이 안되어서 하천수질이 악화되고 있으며, 하부가 열리는 가동보도 퇴적물이 하류로 유출됨으로서 또다시 하천에 퇴적하게 되는 문제가 있다.

이러한 보는 취수를 위하여 또는 일정 수심을 유지하기 위해 설치하는 하천시설물로서 하천의 유수단면적이 적어지게 되며, 퇴적된 저질의 준설작업은 하천에서의 준설작업과 같은 문제점을 가지고 있다.

상기한 바와 같이 하천 및 호소의 수질은 저질퇴적으로 인하여 더욱 악화되고 있으나 현재 이러한 문제점을 해결하기 위한 근본적이고 효과적인 방법이 없어 많은 어려움을 가지고 있었다.

상기한 문제점들을 해결하기 위하여 본 발명은, 하수로와 고수부지에 소정의 크기로 분할된 침전지를 설치하여 하천따라 흘러오는 오염물질과 쓰러지를 침전시켜 구획적으로 하천의 흐름을 막은 다음 침전물을 용이하게 준설할 수 있도록 하여 첫째, 하천 및 호소의 수질을 보호하고; 둘째, 토사 및 저니의 하천유입에 따른 수중생태계 파괴를 방지하고 유수단면적 축소를 방지하며; 셋째, 강우 및 홍수시 토사 및 저니의 퇴적으로 인한 미관불량 및 위생불량을 방지하고; 넷째, 준설작업이 기존의 방법에 비하여 매우 효과적이고 경제적인 침전 및 준설에 의한 하천 수질 정화장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 중앙 길이방향으로 형성된 하수로와 그 양쪽편에 고수부지를 형성하며 고수부지의 양측으로 제방을 형성하여 유역에 내린 강우가 지천을 통해 유입되는 하천수를 흘러가게 하는 하천에 있어서,상기 하수로와 고수부지에 소정의 크기로 하천의 통수능력에 영향이 없도록 상부가 개방되어진 직육면체로 하천수가 유입되는 쪽에 차단수문이 설치되는 차단수문 설치부를 가지고, 저니의 준설이 용이하도록 하천수가 배출되는 쪽이 낮게 형성된 바닥면을 가지며, 준설작업중에 하천수의 통제가 가능하도록 침전지의 중앙에 저수로와 나란한 방향으로 침전지 분할판에 의해 분할된 복수의 침전조를 가지는 함체와; 상기 함체의 선단 즉 침전지 유입수로에는 중앙에 침전지 분할판과 연결되어져 있는 머리가 돌출되어 있고 하단에 턱과 홈이 있으며 상단에 상단봉 걸이 홈으로 이루어진 차단수문 설치부와; 상기 차단수문 설치부에 설치되는 조립식 이동 차단수문은 운반이 용이하도록 소형화된 몇개의 조립식 물막이 판과 이 조립식 물막이 판을 지지시킬 상단걸이 봉으로 이루어진 침전지를 설치하므로서 그 목적은 달성된다.

도1은 본 발명에 따른 하천수질 정화장치의 평면도.

도2는 도1 'A-A'선 부분의 종단면도.

도3은 도1 'B-B'선 부분의 횡단면도.

도4는 도1 'C-C'선 부분의 횡단면도.

도5는 도1 'D-D'선 부분의 종단면도.

도6은 도1의 '가'부분으로서 본 발명의 유입부분을 확대한 평면도.

도7은 도6의 'E-E'선 부분의 단면도.

도8은 도6의 'F-F'선 부분의 단면도.

도9는 본 발명의 조립식 이동 차단 수문의 구성을 나타낸 구성도.

도10은 본 발명의 유입부에 조립식 이동 차단 수문이 설치 되었을때의 평

면도.

도11은 본 발명의 유입부에 조립식 이동 차단 수문이 설치 되었을때의 입

면도.

도12는 본 발명의 유입부에 조립식 이동 차단 수문이 설치 되었을때의 측

면도.

*도면의 주요 부분에 사용된 부호의 설명*

11: 저수로 12: 고수부지

13: 제방 20: 유입부

21: 유입 수로 22: 머리

23: 차단 수문 23a: 턱

23b: 홈 23c: 상단봉 걸이 홈

23d: 조립식 물막이 판 23e: 상단걸이 봉

24: 침전지 유입수로 25: 차단수문 설치부

30: 침전지 31a,31b: 침전조

32: 침전지 분할판 33: 바닥

34: 원하상 35: 함체

40: 유출부 50: 슬러지 탈수장치

51: 하부 집수판 52: 집수판 지지대

53: 투입구(작업구) 54: 탈지액 배출관

55: over flow 관 56: 하부 집수부

57: 상부 집수부

이러한 본 발명의 구성은, 도1에 도시된 바와같이 중앙 길이방향으로 형성된 저수로(11)와 그 양쪽편에 고수부지(12)를 형성하며 고수부지의 양측으로 침전된 저니를 현장에서 탈수할 수 있도록 슬러지 탈수장치(50)로 이루어진 하천수질 정화장치에 있어서,상기 저수로(11)와 고수부지(12)에 소정의 크기로 하천의 통수능력에 영향이 없도록 침전지(30)를 형성하되, 상기 침전지(30)는 상부가 개방되어진 직육면체로 하천수가 유입되는 유입부 (20)쪽에 차단수문(23)이 설치되는 차단수문 설치부(25)를 가지고, 저니의 준설이 용이하도록 하천수가 배출되는 쪽이 낮게 형성된 바닥(33)면을 가지며, 준설작업중에 하천수의 통제가 가능하도록 침전지(30)의 중앙에 저수로(11)와 나란한 방향으로 침전지 분할판(32)에 의해 분할된 복수의 침전조(31a)(31b)를 가지는 함체(35)와; 상기 함체(35)의 선단 즉 침전지 유입수로(21)에는 중앙에 침전지 분할판(32)과 연결되어져 있는 머리(22)가 돌출되어 있고 하단에 턱(23a)과 홈(23b)이 있으며 상단에 상단봉 걸이 홈(23c)으로 이루어진 차단수문 설치부(25)와; 상기 차단수문 설치부(25)에 설치되는 조립식 이동 차단수문은 운반이 용이하도록 소형화된 몇개의 조립식 물막이 판(23d)과 이 조립식 물막이 판을 지지시킬 상단걸이 봉(23e)으로 이루어진다.

상기 슬러지 탈수장치(50)는 일반적인 공지의 기술로서 하천에 침전된 저니를 현장에서 탈수할 수 있도록 일반적으로 제방에 설치하는데 그 구조를 살펴보면 상기 슬러지 탈수장치(50)는 저니에 함습되어 있는 수분이 배출되어지는 배출구멍을 다수개 가지는 하부 집수판(51)과 상기 하부 집수판(51)을 지지하는 집수판 지지대(52)로 이루어진 하부집수부(56)와; 상기 하부집수부 상부에는 여과포 또는 모래,자갈등의 여과재로 이루어진 상부집수부(57)와; 저니로부터 분리되어서 하부집수부를 통해 탈수된 탈지액이 배수되어 침전지 상부로 유입되도록 설치되어진 탈지액 배출관(54)과; 넘치는 저니는 투입구 밑에 설치되어 다시 저수로 (11)로 배출되게 연결된 over flow관(55)으로 구성된다.

한편, 상기와 같은 구조로 된 하천수질 정화장치에서 침전된 저니를 준설하는 방법은 다음과 같다.

침전지 분할판(32)을 중간에 두고 침전지(30)의 하천수 유입수로(21)에 설치된 두개의 차단수문(23)중 하나를 닫아 하천수의 흐름을 차단한 상태에서 침전지의 바닥면에 쌓인 저니를 펌프를 이용하여 슬러지 탈수장치(50)로 펌핑하여 운반하고 운반된 저니에 함습되어 있는 수분은 여과포 또는 모래,자갈등의 여과재로 이루어진 상부집수부(57)로 통과되어 하부 집수판(51)의 배출구멍을 통하여 하부집수부(56)로 모이고 하부 집수부(56)로 모인 탈수된 탈지액이 탈지액 배출관(54)을 통하여 다시 저수로(11)로 배출되는 한편, 넘치는 저니는 투입구(53) 밑에 설치된 over flow관(55)을 통하여 다시 저수로(11)로 배출되어 흘러가게 하는 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 명세서에 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

하천은 일반적으로 저수로(11),고수부지(12),제방(13)으로 구성되어 있다.본 발명의 시설물은 침전지(30)와 슬러지 탈수장치(50)로 구성되며 침전지는 저수로와 고수부지에 설치하고 탈수장치는 탈지액의 자연배출이 가능하도록 상부지역 제방에 설치한다.

하천의 물은 청천시에는 유량이 적으므로 저수로(11)로 흐르며 홍수시에는 고수부지(12) 전체의 단면으로 흐른다.

본 발명에서는 침전지(30)는 통수에 지장이 없도록 원하상(34)의 아래 지하부분에 설치하고 하천수의 유입이 정지된 상태에서 준설작업이 가능하도록 침전조를 2개로 설치한다.

유입수로(21)는 저수로(11) 하상을 파서 약간 낮게 설치하고 입구를 넓혀서 중간벽머리(22)등 구조물에 의한 단면축소를 해소하고 유속을 증가시켜 침전물의 발생을 막으며, 상부 유입부(20)에는 각각 조립식 이동 차단수문(23)을 설치한다.

침전지(30)는 고수부지(12)의 폭을 최대한 활용하여 설치하며, 침전조(31a)(31b)의 깊이는 약 2 m 내외가 좋고 체류시간도 약 2시간 내외가 좋으나 우리나라의 경우는 계절에 따른 유량변동 폭이 크므로 침전지의 크기는 하천의 청천시 유량 및 홍수량, 목표수질, 입자의 특성, 가용부지 면적등을 고려하여 침전에 필요한 적정 체류시간이 확보되도록 한다.

침전지(30)로 유입한 하천수는 침전조(31a)(31b)내에 체류하게 되므로 유속이 저하되고 수중의 입자는 침강하여 바닥에 퇴적하게 된다.

이 바닥에 퇴적된 저니를 준설하고 탈수한 후 슬러지를 케이크(CAKE)상태로 최종 처분한다.

침전조 구조물은 저니의 준설작업이 용이하도록 콘크리트 탱크구조로 바닥을 평탄히 하고, 하류로 경사를 이루게 하여 수세로 퇴적물을 하부로 모으기 쉽도록 한다.

저니의 준설은 침전지의 퇴적 상황에 따라서 저니가 유출되거나 부폐되어 수질이 악화되기 이전에 실시하고 또한 강우 시작 전과 멈춘 후 퇴적된 토사등을 준설한다.

준설작업은 먼저 한개의 침전조 유입부에 조립식 이동 차단수문(23)을 설치하여 침전조내로의 하천수 유입을 차단하고, 물을 옆의 침전조로 유입하도록 한 후 침전조의 상등수를 펌프로 퍼낸다.

조립식 이동 차단수문(23)은 운반이 용이하도록 소형화된 몇개의 조립식 물막이 판(23d)과 이 조립식 물막이 판을 지지시킬 상단걸이 봉(23e)으로 구성되는데, 먼저 바닥의 턱(23a)과 홈(23b)을 청소한 후 상단걸이 봉(23e)을 끼우고 이 상단걸이 봉과 하부 턱(23a)에 조립식 물막이 판(23d)을 지지시킨다.

바닥의 침전된 저니는 수분이 있는 현탁상태에서 펌프로 양정하여 상부지역 제방(13)에 설치되어 있는 탈수장치(50)로 보내져 자연탈수 시킨다.

침전조(31a) 바닥의 잔류물은 옆 침전조(31b)의 물로 펌프를 사용하여 청소 후 준설한다.

탈수장치(50)의 하부집수부(56)는 공간이 많은 파렛상의 하부 집수판(51)과 이의 집수판 지지대(52)로 구성되고, 그 상부에 여과포 또는 모래,자갈등의 여과재를 충진한다.

저니에서 분리된 탈지액은 하부 집수부(56)에서 탈지액 배출관(54)을 통하여 배수되어 침전지 상부로 유입되며, 넘치는 저니는 투입구(53) 밑에 설치된 over flow 관으로 배출된다.

탈수된 저니는 적당 기간동안 자연건조 시킨 후 방출하여 최종 처분한다.

이와 같은 작업을 교대로 옆의 침전조에 대하여 실시한다.

본 침전지는 청천시에는 유기물질의 침전시설로 사용되나 강우시에는 공사장 또는 나지에서 유입한 토사류의 침전시설로도 이용가능하다.

이상과 같은 본 발명은 상술한 특성의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

상기된 바와 같이 본 발명은, 하수로와 고수부지에 소정의 크기로 분할된 침전지를 설치하여 구획적으로 하천의 흐름을 막은 다음 침전물을 준설하여 일반적으로 알려진 슬러지 탈수장치에 침전물을 용이하게 준설할 수 있도록함으로서, 하천 및 호소의 수질을 보호하고, 토사 및 저니의 하천 유입에 따른 수중 생태계 파괴를 방지함과 동시에 유수 단면적 축소를 방지하며, 또한, 강우 및 홍수시 토사 및 저니의 퇴적으로 인한 미관불량 및 위생불량을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 준설작업 방법이 기존의 방법에 비하여 매우 용이하게 준설할 수 있어서 효과적이고 경제적인 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (4)

1. 중앙 길이방향으로 형성된 저수로(11)와 그 양쪽편에 고수부지(12)를 형성하며 고수부지의 양측으로 침전된 저니를 현장에서 탈수할 수 있도록 슬러지 탈수장치(50)로 이루어진 하천수질 정화장치에 있어서,

   상기 저수로(11)와 고수부지(12)에 소정의 크기로 하천의 통수능력에 영향이 없도록 침전지(30)를 형성하되, 상기 침전지(30)는 상부가 개방되어진 직육면체로 하천수가 유입되는 유입부(20)쪽에 차단수문(23)이 설치되는 차단수문 설치부(25)를 가지고, 저니의 준설이 용이하도록 하천수가 배출되는 쪽이 낮게 형성된 바닥(33)면을 가지며, 준설 작업중에 하천수의 통제가 가능하도록 침전지(30)의 중앙에 저수로(11)와 나란한 방향으로 침전지 분할판(32)에 의해 분할된 복수의 침전조(31a)(31b)를 가지는 함체(35)와;

   상기 함체(35)의 선단 즉 침전지 유입수로(21)에는 중앙에 침전지 분할판(32)과 연결되어져 있는 머리(22)가 돌출되어 있고 하단에 턱(23a)과 홈(23b)이 있으며 상단에 상단봉 걸이 홈(23c)으로 이루어진 차단수문 설치부(25)와;

   상기 차단수문 설치부(25)에 설치되는 조립식 이동 차단수문은 운반이 용이하도록 소형화된 몇개의 조립식 물막이 판(23d)과 이 조립식 물막이 판을 지지시킬 상단걸이 봉(23e)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 침전 및 준설에 의한 하천수질 정화장치
2. 삭제
3. 삭제
4. 침전지 분할판(32)을 중간에 두고 침전지(30)의 하천수 유입수로(21)에 설치된 두개의 차단수문(23)중 하나를 닫아 하천수의 흐름을 차단한 상태에서 침전지의 바닥면에 쌓인 저니를 펌프를 이용하여 슬러지 탈수장치(50)로 펌핑하여 운반하고 운반이 완료되면 닫혀진 차단수문(23)을 열고 다른쪽의 침전조의 상단에 차단수문(23)을 닫아 하천수의 유입을 막고서 침전된 저니를 슬러지 탈수장치(50)로 펌핑, 운반한 다음 저니에 함습되어 있는 수분을 탈수 정화하여 다시 저수로(11)로 배출되어 흘러가게함을 특징으로하는 침전 및 준설에 의한 하천수질 정화 방법.