KR100419582B1

KR100419582B1 - 하천의 정화장치

Info

Publication number: KR100419582B1
Application number: KR10-2002-0004526A
Authority: KR
Inventors: 윤충호
Original assignee: 일성보산업(주)
Priority date: 2002-01-25
Filing date: 2002-01-25
Publication date: 2004-02-21
Also published as: KR20030064086A

Abstract

본 발명은 생활하수를 간편하고 효율적으로 정화시키면서도 시설의 운영경비를 절감시킬 뿐 아니라, 여과재를 용이하게 세척할 수 있도록 하는 하천의 정화장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 하천의 정화장치는 일정한 수위를 유지하기 위하여 하천에 설치되는 수위조절용 보(10)와, 상기 수위조절용 보(10)의 하류측 하천의 바닥면에 소정의 깊이와 폭으로 파여지는 접촉조(20)와, 상기 수위조절용 보(10)의 상류측 내부에 설치되는 유입집수정(30)과, 상기 유입집수정(30)에서 출발하여 상기 접촉조(20)의 내부로 연결되어 방출되는 유입관체부(40)와, 상기 접촉조(20)에서 출발하여 하류측 하천 바닥면의 상부로 연결되어 방출되는 유출관체부(50)와, 상기 접촉조의 내부에 채워지는 여과재(60)들로 구성된 것이다.

Description

하천의 정화장치{Apparatus For Purifying Waste Water}

본 발명은 도수로를 흐르는 생활하수를 간편하게 여과시켜서 생활하수의 정화비용을 절감하고 용이하게 여과재들을 세척할 수 있도록 하여 주는 하천의 정화장치에 관한 것이다.인구의 증가와 산업화로 인한 국민생활 수준의 향상으로 각종의 숙박업, 식품접객업, 목욕장업, 공장 등의 수세식 변소, 목욕실, 세탁실, 주방에서 배출되는 각종의 생활하수에는 유기물, 질소, 인등이 다량 함유되어서 각종의 병원균들이 배양되기 쉽다. 따라서, 이러한 각종의 생활하수는 유기물, 질소, 인등이 허용수치 이하로 유지되도록 정화되지 않은 상태 그대로 하천이나 공공수역에 방류되어서 하천의 수질오염을 가중시키고 있는 것이 현실이다.

우리나라의 경우, 하수종말처리장에서 정화된 후에 하천이나 공공수역으로 방류되는 생활하수에 비하여 정화되지 않은 상태로 방류되는 생활하수의 양이 더 많다. 그 이유는 각 가정에서 시작되는 하수도관이 차집관을 통하여 하수종말처리장에 도달하는 지선관망이 제대로 설치되지 못하였기 때문이다.

이러한 현실여건을 감안하여 생활하수가 하천을 흐르는 동안에 자연스럽게 정화되도록 하여서, 맑은 하천공간을 제공할 뿐 아니라 국민위생에도 기여하도록 하는 것이 시급한 과제로 인식되고 있다. 하천의 자연정화방법에는 최근에 널리 사용되고 있는 것으로 소위 역간접촉 산화법이 있다.

이 역간접촉 산화법은 하천의 고수부지에 웅덩이를 파고, 그 웅덩이에 불투수성 매트를 덮은 후에 여과재로서 자갈들을 채워서 여과층을 형성하며, 그 여과층의 상층에는 유입집수정과 유입관들을, 그 여과층의 하층에는 집수관과 배출집수정을 매설하며, 그 여과층의 상부는 토사로 되메워서 각종의 휴식공간으로 활용하는 고수부지 여과장치를 이용하는 것으로서, 하천저부를 흐르는 생활하수를 양수기로 양수하여서 고수부지에 매설되는 유입집수정과 유입관들로 분배하고, 그 여과층의 하부에 매설되는 집수관들과 배출집수정들을 통하여 집수한 후에 다시 하천으로 방류함으로써, 생활하수가 그 여과층을 통과하면서 정화되도록 하는 방법이다.

이 역간접촉 산화법은 평상시에 생활하수가 흐르는 하천저부보다 높은 곳에 위치하는 고수부지로 양수해야 하므로 양수기의 가동으로 인하여 생활하수를 정화하는 데 소요되는 비용이 증대되는 결함이 있었다.

본 발명의 목적은 생활하수를 간편하고 효율적으로 정화시키면서도 시설의 운영경비를 절감시킬 뿐 아니라, 여과재를 용이하게 세척할 수 있도록 하는 하천의 정화장치를 제공하는 데 있다.

도 1은 본 발명 하천의 정화장치를 나타낸 전체 단면도

도 2는 본 발명 하천의 정화장치의 요부발췌 사시도

도 3a 및 도 3b는 본 발명 하천의 정화장치의 작용상태를 나타낸 것임

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

10: 수위조절용 보 11: 가동보 11a: 물막이판

11b: 작동실린더 11c: 회전안내부재 20: 접촉조

A₁: 상부 부직포 A₂: 측벽 부직포 B: 누름 자갈층

21: 슬러지 모집조 22: 굴곡수로 C₁: 하부구획 부직포

C₂: 상부구획 부직포 30: 유입집수정 31: 여과망

32: 산기관 40: 유입관체부 41: 상시유입관

41a: 상시밸브 42: 세척유입관 42a: 세척밸브

43: 고정철물 50: 유출관체부 51: 상시유출관51a: 집수유공관 51b: 방출관 52: 세척유출관60: 여과재

이하, 본 발명의 기술구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.본 발명의 하천의 정화장치는 일정한 수위를 유지하기 위하여 하천에 설치되는 수위조절용 보(10)와, 상기 수위조절용 보(10)의 하류측 하천의 바닥면에 소정의 깊이와 폭으로 파여지는 접촉조(20)와, 상기 수위조절용 보(10)의 상류측 내부에 설치되는 유입집수정(30)과, 상기 유입집수정(30)에서 출발하여 상기 접촉조(20)의 내부로 연결되어 방출되는 유입관체부(40)와, 상기 접촉조(20)에서 출발하여 하류측 하천 바닥면의 상부로 연결되어 방출되는 유출관체부(50)와, 상기 접촉조의 내부에 채워지는 여과재(60)들로 구성된다.이와 같이 구성되는 본 발명은 수위조절용 보(10)의 내부에 작용하는 수압으로 인하여 유입집수정(30)의 내부에 저장되는 물이 유입관체부(40)를 경유하여 접촉조(20)의 내부로 방출되고, 접촉조(20)의 내부에서 여과재(60)들과의 접촉을 통하여 정화된 후에 다시 유출관체부(50)를 통하여 집수되어 하류측 하천의 바닥면 상부로 방출되도록 작동된다.이와 같이 작동되는 본 발명은 첫째 하천에 설치되는 수위조절용 보의 하류측 바닥면에 직접 설치되므로 고수부지까지 하수를 양수하는 데 소요되는 운영비용을 절감할 수 있으며, 둘째 양수기와 같은 별도의 동력원이 사용되지 않더라도 수위 조절용 보의 내부에 작용하는 수압자체가 생활하수를 정화시키는 데 필요한 동력이 되므로, 시설을 가동하는 데 소요되는 운영비용을 절감할 수 있는 작용효과를 가진다.이하, 본 발명의 대표적인 실시예를 통하여 본 발명의 기술구성을 보다 상세히 살펴보면 다음과 같다.

도 1 및 도 2에 도시되는 본 발명의 실시예도 일정한 수위를 유지하기 위하여 하천에 설치되는 수위조절용 보(10)와, 상기 수위조절용 보(10)의 하류측 하천의 바닥면에 소정의 깊이와 폭으로 파여지는 접촉조(20)와, 상기 수위조절용 보(10)의 상류측 내부에 설치되는 유입집수정(30)과, 상기 유입집수정(30)에서 출발하여 상기 접촉조(20)의 내부로 연결되어 방출되는 유입관체부(40)와, 상기 접촉조(20)에서 출발하여 하류측 하천 바닥면의 상부로 연결되어 방출되는 유출관체부(50)와, 상기 접촉조의 내부에 채워지는 여과재(60)들로 구성되는 점에서 본 발명의 기본적인 기술사상을 구현하는 것이다. 다만, 본 발명의 구성요소들이 보다 구체적으로 구현된다.

상기 수위조절용 보(10)는 그 상류측에 저류되는 물의 수위를 조절할 수 있도록 본 발명자가 개발한 가동보(11)의 기술구성을 가지는 것이 바람직하다. 이 가동보(11)는 제방의 상부에 힌지 고정되는 물막이판(11a)이 서로 협동하도록 설치되는 작동실린더(11b)와 회전안내구(11c)에 의하여 소정의 각도로 회전하도록 설치되어서, 제방의 상류측에 저류되는 물의 수위를 조절할 수 있도록 한 것이다.

상기 접촉조(20)는 상기 수위조절용 보(10)의 하류측 바닥면에 연이어서 파여지는 웅덩이를 말한다. 웅덩이로 형성되는 접촉조(20)의 내부에는 여과재(60)들이 채워지는 데, 그 웅덩이의 상부와 측벽의 경계면에는 상부 부직포(A₁)와 측벽 부직포(A₂)를 부설하여서 여과재(60)들이 다른 물질과 섞여지거나 유실되는 것을 간편하게 방지하는 것이 좋다. 또한, 상부 부직포(A₁)의 하부에 여과재(60)들이 채워진 후에는 누름 자갈층(B)으로 상부 부직포(A₁)를 눌러서 하류측 바닥면이 마감되도록 한다. 이와 같이 하류측 웅덩이의 경계면에 상부 부직포(A₁)를 부설하고 누름 자갈층(B)을 형성하는 것은 접촉조(20)를 비교적 저렴하게 형성하는 데 도움이 된다.

한편, 이 접촉조(20)에는 슬러지들이 모여지는 바닥부분에 군데 군데 슬러지 모집조(21)들이 파여져서 형성되도록 하는 것이 바람직하며, 바닥면에서 상부로 꺽여지도록 배치되는 하부구획 부직포(C₁)와 상부면에서 하부로 꺽여지도록 배치되는 상부구획 부직포(C₂)로서 상하로 굴곡되는 굴곡수로(22)가 형성되도록 하여서, 접촉조(20)에 유입관체부(40)를 통하여 유입되는 생활하수가 굴곡수로(22)를 통하여 흐르도록 함으로써, 생활하수가 접촉조(20)의 내부에 채워지는 여과재(60)들에 접촉하는 기회가 많아지도록 하는 것이 바람직하다.

상기 유입집수정(30)은 상기 수위조절용 보(10)의 상류측에 사방의 측벽들을 축조하여 박스형 구조물을 말하는 것으로서, 그 측벽들에는 여과망(31)을 설치하여서 생활하수와 더불어 흘러 내려오는 각종의 쓰레기들이 유입집수정(30)의 내부로 침투되는 것을 방지하는 것이 좋다.

그리고, 유입집수정(30)의 외측 주변에서는 외부공기를 공급하여 주도록 배관되는 산기관(32)를 설치하여, 그 산기관(32)을 통하여 공급되는 공기중의 산소가 상기 유입집수정(30) 측으로 유입되는 생활하수에 포함되게 할 수도 있음을 밝혀둔다.

상기 유입관체부(40)는 상기 유입집수정(30)에서 출발하여 상기 접촉조(20)의 내부로 연결되어 방출되는 관체부이다. 이 유입관체부는 상시유입관(41)과 세척 유입관(42)을 포함하는 것이 바람직하다. 상시유입관(41)은 상기 유입집수정(30)에서 출발하여 하나의 상시밸브(41a)를 경유하여 상기 접촉조(20)의 내부에서 하부로 굴곡되어 접촉조(20)의 하부 선단부에 연장되어 방출되는 관체부를 말하며, 세척유입관(42)은 상시밸브(41a)를 경유한 상시유입관(41)에 연결되고 세척밸브(42a)를 경유하여 접촉조(20)의 내부에서 소정의 간격마다 하부로 굴곡되어 전반적으로 골고루 배분되도록 배치되고 연장되어 방출되는 관체부를 지칭한다.

그리고, 상기 유입관체부(40)는 그 상시유입관(41)을 포함한 세척유입관(42)은 상기 접촉조(20)의 선단부에 인접한 콘크리트측벽에 수평하게 고정되는 고정철물(43)로서 견고하게 지지되도록 함이 바람직하다.유출관체부(50)는 상기 접촉조(20)에서 출발하여 하류측 하천 바닥면의 상부로 연장되어 방출되는 관체부이다. 이 유출관체부(50)는 상시유출관(51)과 세척유출관(52)을 포함하는 것이 바람직하다. 상시유출관(51)은 상기 접촉조(20)의 하부 말단부에 골고루 배분되도록 배치되는 집수유공관(51a)과, 상기 집수유공관(51a)에 연결되어 하류측 하천 바닥면의 상부로 연장되어 방출되는 복수의 방출관(51b)들로 구성된다. 세척유출관(52)은 상기 슬러지 모집조(21)들에서 출발하여 하류측 하천바닥면의 상부로 연장되는 관체부를 말한다.

여과재(60)들은 상기 접촉조의 내부에 채워지는 골재를 지칭하며, 구체적으로는 자갈, 숯, 폐타이어 조각들이 그 재료로 선택될 수 있으며, 이 여과재에 달라붙어 서식하는 미생물이 생활하수에 포함되어 있는 각종의 유기물, 질소, 인등을 분해하여 정화시키는 기능을 수행한다.

이와 같이 구성되는 본 실시예의 작동방법을 도 3a 및 도 3b에 의하여 설명하면 다음과 같다.

평상시에 가동보(11)를 눕혀서 수위조절용 보(10)의 수위를 평상시로 유지하고 유입관체부(40)의 세척밸브(42a)를 닫아 놓으면, 유입집수정(30)에 각종의 쓰레기들이 걸러져서 모여지는 생활하수는 세척유입관(42)으로 흐르는 것이 차단되고 상시유입관(41)을 경유하여 접촉조(20)의 하부 선단부에서 방출된다. 이렇게 방출된 생활하수는 접촉조(20)의 내부에 형성되는 굴곡수로(22)를 경유하여 여과재(60)들과 접촉하면서 각종의 유기물 등이 분해되어 정화된 후에, 다시 접촉조(20)의 하부 말단부에 배치되는 집수유공관(51a)을 통하여 집수되어 상시유출관(51)을 통하여 하류측 하천의 바닥면 상부로 방출된다.

이와 같이 평상시의 작동을 계속하다가 여과재(60)들의 틈새에 슬러지들이 많이 채워져서 생활하수의 평상적인 흐름에 차질이 생기는 경우에는, 가동보(11)를 세워서 수위조절용 보(10)의 수위와 수압을 증대시키고 세척밸브(42a)를 열어놓는다. 이때, 생활하수는 높은 수압으로 세척밸브(42a)를 경유하여 세척유입관(42)을 통하여 접촉조(20)의 군데 군데에 골고루 뿌려져서 여과재(60)들 사이에 채워져 있는 슬러지를 세척한다. 이렇게 세척되어 슬러지 모집조(21)에 모여진 슬러지는 다시 세척유출관(52)을 통하여 하류측 하천의 상면으로 방출된다.

이러한 세척과정으로 여과재들의 사이에 채워진 슬러지가 제거되면 다시 가동보(11)를 작동하여 수위조절용 보(10)의 수위를 평상시로 환원하고 세척밸브(42a)닫아서 평상시의 처리과정을 반복한다.

이와 같이 구성되어 작동되는 본 발명은 생활하수의 정화와 여과재들의 세척에 별도의 동력을 사용하지 아니하므로, 하수처리에 소요되는 운영경비를 크게 절감할 수 있는 매우 유용한 것이다.

Claims

일정한 수위를 유지하기 위하여 하천에 설치되는 수위조절용 보(10)와, 상기 수위조절용 보(10)의 하류측 하천의 바닥면에 소정의 깊이와 폭으로 파여지는 접촉조(20)와, 상기 수위조절용 보(10)의 상류측 내부에 설치되는 유입집수정(30)과, 상기 유입집수정(30)에서 출발하여 상기 접촉조(20)의 내부로 연결되어 방출되는 유입관체부(40)와, 상기 접촉조(20)에서 출발하여 하류측 하천 바닥면의 상부로 연결되어 방출되는 유출관체부(50)와, 상기 접촉조의 내부에 채워지는 여과재(60)들로 구성됨을 특징으로 하는 하천의 정화장치.
제1항에 있어서, 상기 접촉조(20)는 웅덩이로 형성된 내부에 여과재(60)들이 채워지며, 그 웅덩이의 상부와 측벽의 경계면에는 상부 부직포(A₁)와 측벽부직포(A₂)를 부설하여서 여과재(60)들이 다른 물질과 섞여지거나 유실됨을 방지하여 줌을 특징으로 하는 하천의 정화장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 접촉조(20)는 그 바닥면에서 상부로 꺽여지도록 배치되는 하부구획 부직포(C₁)와 상부면에서 하부로 꺽여지도록 배치되는 상부구획 부직포(C₂)로서 상하로 굴곡되는 굴곡수로(22)가 형성되도록 함을 특징으로 하는 하천의 정화장치.
제1항에 있어서, 상기 유입집수정(30)은 상기 수위조절용 보(10)의 상류측에 사방의 측벽들을 축조하여 박스형 구조물로 형성하되, 그 측벽들에는 여과망(31)을 설치하여서 됨을 특징으로 하는 하천의 정화장치.
제1항에 있어서, 상기 유입관체부(40)는 상기 유입집수정(30)에서 출발하여 하나의 상시밸브(41a)를 경유하여 상기 접촉조(20)의 내부에서 하부로 굴곡되어 접촉조(20)의 하부 선단부에 연장되어 방출되는 상시유입관(41)과, 상기 상시밸브(41a)를 경유한 상시유입관(41)에 연결되고 세척밸브(42a)를 경유하여 접촉조(20)의 내부에서 소정의 간격마다 하부로 굴곡되어 전반적으로 골고루 배분되도록 배치되고 연장되어 방출되는 세척유입관(42)을 포함한 것을 특징으로 하는 하천의 정화장치.
제1항에 있어서, 유출관체부(50)는 상기 접촉조(20)의 하부 말단부에 골고루 배분되도록 배치되는 집수유공관(51a)을 가지며, 그 집수유공관(51a)에 연결되어 하류측 하천 바닥면의 상부로 연장되어 방출되는 복수의 방출관(51b)들을 가지는 상시유출관(51)과, 상기 슬러지 모집조(21)들에서 출발하여 하류측 하천 바닥면의 상부로 연장되는 세척유출관(52)을 포함한 것을 특징으로 하는 하천의 정화장치.