KR100477532B1

KR100477532B1 - 연못의 수질정화 시스템 및 그 방법

Info

Publication number: KR100477532B1
Application number: KR10-2003-0034773A
Authority: KR
Inventors: 정운익
Original assignee: 레인보우스케이프주식회사
Priority date: 2003-05-30
Filing date: 2003-05-30
Publication date: 2005-03-18
Also published as: KR20040102931A

Abstract

본 발명은 연못의 수질정화 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 이는 우수(rainwater)에서 초기 수분간의 오염된 우수를 방류한 후 통제하여, 초기우수를 제거한 나머지의 우수를 저류시키는 우수통제장치;와, 상기 우수통제장치로부터 상기 초기우수를 제거한 나머지의 우수를 유입하여 저장 및 보관하는 우수저류조; 상기 우수저류조부터 저장된 우수를 가압 펌핑하여 급수하는 기계실; 상기 기계실과 연결되어 상기 기계실로부터 급수된 우수를 이용하여 수중 동식물이 식생할 수 있도록 조성되는 생태연못; 천연재료 및 다공질 여과재로 적층된 여재층으로 형성되어 상기 생태연못과 연결되는 한편, 상기 생태연못으로부터 오버 플로우(over flow)되어 상기 여재층을 일정한 유속으로 통과하면서 정화된 물을 상기 기계실을 통한 상기 생태연못으로 급수하거나 상기 우수저류조로 급수하는 정화연못을 포함하여 이루어진다.

따라서, 본 발명에 따르면 우수를 정화하여 저류시키고 저류된 물을 이용하여 생태연못을 조성하는 자연친화적인 방법을 이용함으로써 자원을 재활용할 수 있으며, 연못의 수질을 항상 정화하여 쾌적한 환경을 제공할 수 있는 효과가 있다.

Description

연못의 수질정화 시스템 및 그 방법{PURIFICATION OF WATER SYSTEM OF POND AND THE METHOD THERE OF}

본 발명은 연못에 담수된 수질을 정화하는 연못의 수질정화에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 우수를 저류시키고 저류된 물을 이용하여 폭포, 연못, 계류(溪流), 분수 등을 조성하는 한편, 조성된 폭포나 연못, 계류 등에서 흘러나온 물은 정화되어 다시 재활용하는 연못의 수질정화 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 골프장이나 고궁 또는 유원지 등에 조성된 연못들은 통상 담수된 물이 장시간 동안 고여 있기 때문에 악취 발생은 물론, 연못 주위로부터 질소와 인 등의 영양염류가 많아짐에 따라 부영양화 현상으로 각종 조류가 다량으로 번식하고 연못의 탁도가 증가할 뿐만 아니라, 거품 발생이 초래되는 등 수질 악화를 초래하고 있다.

이러한 수질 악화를 방지하기 위한 목적으로 고분자응집제, 광합성억제제, 살조제 등의 화학약품을 연못에 투여하는 화학적인 처리방법을 이용하기도 하나, 이는 지속적으로 투여하여야 하는 불편함이 있으며, 화학적인 약품에 의해 오히려 환경오염이 발생되는 큰 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 우수를 저류시키고 저류된 물을 이용하여 폭포, 연못, 계류, 분수 등을 조성하는 한편, 조성된 폭포나 연못, 계류 등에서 흘러나온 물은 정화되어 다시 폭포나 연못, 계류 등으로 순환시킴으로써 자원을 재활용하고, 자연친화적인 방법으로 환경에 무해한 연못의 수질정화 시스템 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 연못의 수질을 항상 정화하여 깨끗한 수질상태를 유지함으로써 생태연못의 경관가치를 극대화하는 데 있으며, 더 나아가 아파트나 공원, 학교 등에 생태학습장으로 설치함으로써 학생들의 정서 함양뿐만 아니라 자연학습에 도움을 주도록 하는데 있다.

전술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 연못의 수질정화 시스템은, 우수에서 초기 수분간의 오염된 우수를 방류한 후 통제하여, 초기우수를 제거한 나머지의 우수를 저류시키는 우수통제장치;와, 상기 우수통제장치로부터 상기 초기우수를 제거한 나머지의 우수를 유입하여 저장 및 보관하는 우수저류조; 상기 우수저류조부터 저장된 우수를 가압 펌핑하여 급수하는 기계실; 상기 기계실과 연결되어 상기 기계실로부터 급수된 우수를 이용하여 수중 동식물이 식생할 수 있도록 조성되는 생태연못; 천연재료 및 다공질 여과재로 적층된 여재층으로 형성되어 상기 생태연못과 연결되는 한편, 상기 생태연못으로부터 오버 플로우(over flow)되어 상기 여재층을 일정한 유속으로 통과하면서 정화된 물을 상기 기계실을 통한 상기 생태연못으로 급수하거나 상기 우수저류조로 급수하는 정화연못을 포함하여 이루어진다.

상기 우수통제장치는 제오라이트를 함유한 세라믹 다공체의 바이오 토양을 내부에 충진하여 형성된 제어박스;와, 상기 제어박스의 일측에 상기 우수를 공급받는 유입구 및 상기 초기우수를 제거한 우수를 급수하여 유출하는 유출구가 일체로 형성됨과 아울러, 상기 제어박스를 관통하여 형성되되, 상기 제어박스 내에서는 상부측이 개구되어 형성된 수로관; 및 상기 수로관 타측에 자동 개폐가 가능하도록 설치되는 개폐기기를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 개폐기기는 상기 공급되는 우수의 수압이나, 공기압, 일정한 시간 간격, 또는 상기 우수의 산성도를 체크하여 자동 개폐되도록 하는 개폐수단을 이용하며, 상기 개폐수단은 솔레노이드밸브인 것을 특징으로 한다.

상기 우수저류조는 내부에 저수되는 우수를 차단하여 누수를 방지하도록 박스 형태의 셀 외벽이 보호용 시트로 형성되고 내벽은 차수시트로 형성되는 한편, 상기 셀을 적층하여 저수 공간을 최대한으로 확보할 수 있는 것을 특징으로 한다.

상기 생태연못은 바닥면에 잡석 및 생석회를 쌓은 후, 점토 다짐하고, 상기 다진 점토 위에 모래와 자갈을 적층하는 한편, 양측에는 물이 유입/출되는 유입구와 유출구가 각각 형성되고, 호안부에는 산성을 억제하는 바이오 롤 및 바이오 매트가 설치되어 조성되는 것을 특징으로 한다.

상기 정화연못은 하부로 내려가면서 수심이 깊어지도록 형성되어 물을 차단하는 방수시트;와, 상기 방수시트 하부면에 형성되어 정화된 물이 방류되도록 하는 유공관; 상기 방수시트 내부 바닥면에 호기성 박테리아를 배양하여 활성수로 전환하는 제1 펠릿층; 미생물에 의해 상기 물이 정화되도록 제오라이트를 함유한 세라믹 다공체로 형성되어 상기 제1 펠릿층의 상단에 포설되는 바이오 스톤층; 미생물에 의해 상기 물이 정화되도록 다공제 광물질로 형성되어 상기 바이오 스톤층의 상단에 포설되는 제올리층; 여재층에 형성된 이물질을 제거하도록 상기 제올리층의 상단에 적층되어 공기를 분사하는 공기분사층; 상기 제1 펠릿층의 입자보다 큰 입자로 형성되어 상기 공기분사층의 상단에 포설되는 제2 펠릿층; 및 상기 제1 펠릿층과 상기 바이오스톤층, 상기 제올리층, 및 상기 공기분사층간 혼합을 방지하기 위하여 그 사이에 각각 끼워지는 암면을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 연못의 수질정화 시스템을 개략적으로 나타낸 평면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 연못의 수질정화 시스템을 나타낸 단면구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 수질정화 시스템(100)을 위한 연못은 크게 생태적인 식생 호안으로 조성되는 생태연못(10)과 생태연못(10)의 수질을 정화하기 위하여 인공적으로 조성되는 정화연못(20)으로 구분되어, 폭포나 계류(산골짜기에 흐르는 시냇물) 등에서 흘러나온 물은 생태연못(10)으로 유입되고, 생태연못(10)에서 오버 플로우(over flow)된 물은 정화연못(20)으로 유입되어 정화된 후, 정화된 물이 다시 폭포나 계류 및 생태연못(10)으로 유입되어 순환되도록 구성된다.

즉, 생태연못(10)에는 정화연못(20)으로 오버 플로우되도록 유출구(10b)가 형성되고, 정화연못(20)에는 생태연못(10)으로부터 오버 플로우된 물이 유입되도록 유입구(20a)가 형성되는 한편, 정화연못(20)의 저면에는 후술할 유공관(도4의 28)이 설치됨으로써, 정화연못(20)에서 정화된 물이 방류되어 다시 생태연못(10)으로 순환되도록 구성되어 있다.

이때, 이용되는 물은 상수(上水) 이외에 우수를 이용할 수 있는데, 우수를 이용하는 경우에는 초기에 내리는 우수(이하, '초기우수'라 칭함)가 대기오염이나 지붕의 먼지 등으로 인하여 오염되기 때문에, 하기와 같이 구성되는 시스템을 통하여 전술한 초기우수를 배제한 우수를 사용할 수 있도록 한다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 연못의 수질정화 시스템(100)은 생태적으로 조성된 생태연못(10)의 수질을 정화하기 위한 정화연못(20)과, 공급된 우수에서 초기 수분간의 오염된 우수를 통제하여 제거하는 우수통제장치(40), 정화연못(20)으로부터 유입된 물을 정화하여 저장 보관하거나 우수통제장치(40)로부터 공급된 초기 수분간의 우수를 제외한 나머지의 우수를 저류하여 저장 보관하는 우수저류조(50), 및 정화연못(20)과 우수저류조(50)로부터 공급되는 물을 폭포나 계류 및 생태연못(10)으로 역류하여 급수하는 기계실(60)로 구성된다.

한편, 생태연못(10)과 정화연못(20)은 각각의 유출구(10b)와 유입구(20a)를 통하여 연결되고, 기계실(60)을 중심으로 정화연못(20)의 유공관(도4의 28)과 폭포나 계류 및 생태연못(10), 기계실(60)과 우수저류조(50), 우수저류조(50)와 우수통제장치(40) 각각은 수로관(지하에 매설되는 통로, 파이프; 70)을 통하여 연결되는 구조를 이루고 있다.

이와 같이 구성되는 연못의 수질정화 시스템(100)은 후술하는 바와 같이 미생물에 의한 자연 스스로의 자정기능을 활용하여 정화가 이루어지도록 하는 방법으로 환경적으로 무해하며, 시스템을 통하여 정화된 물은 폭포나 계류, 연못, 관개, 분수 등에 순환되어 다양한 용도로 재활용되거나 우수저류조(50)에 저장 보관된다.

도 3a는 도 2에 도시된 생태연못을 나타낸 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 생태연못(10)은 그 가장자리를 따라 하부로 내려가는 계단이 형성되고 중앙이 가장자리보다 수심이 깊도록 초기에 잡석과 생석회(11)로 쌓고, 그 상단에 다진 점토(12)를 형성하는 한편, 연못의 탁도와 경관을 위하여 형성된 점토 상단에 모래와 자갈(13)을 적층한다. 그리고, 양측의 계단(호안부)에는 바이오 롤(BIO ROLL;14)을 설치하는 동시에 바이오 매트(BIO MAT;15)를 설치함으로써, 바이오에 의해 생성되는 유기산으로 인하여 토양의 급격한 산성 변화를 억제하고, 토양에 잔류하는 유해물질(황화수소, 암모니아 등) 및 불용성 물질(인산, 마그네슘, 칼슘 등 각종 염류)을 용해하여 식물에 다시 이용되게 하며, 미생물 스스로 소화하여 염류집적 및 병원성 미생물에 오염된 부패한 토양을 비옥한 토양으로 만들어 주는 기능을 한다.

또한, 생태연못(10)의 양측 외벽에는 방수시트(16)를 형성하고, 그 일측에는 저수된 물이 유출되도록 하는 유출구(10b)를 형성하며, 타측에는 폭포나 계류 등에서 물이 유입되도록 하는 유입구(10a)를 형성하는 한편, 양측의 가장자리에는 정화능력 및 경관적 가치가 뛰어난 다양한 수생식물(17)을 선정하여 식재한다.

이와 같이 구성되는 생태연못(10)은 바이오 및 미생물을 이용한 친환경적인 방수처리 방법으로 조성되어, 연못의 수질정화에 기여하는 한편, 저수된 물이 효과적으로 정화되도록 유출구(10b)를 통하여 후술하는 정화연못(20)으로 물을 급수하고 있다.

따라서, 본 발명의 생태연못(10)은 정화연못(20)에 의해 정화된 물을 활용함으로써 깨끗한 수질 상태를 유지하여 쾌적한 환경을 제공하고, 나아가 생태연못의 경관가치를 극대화하며, 더욱이 관찰테크(도1의 30) 등을 설치하여 어린 아이들의 자연학습장으로 활용되기도 한다.

도 3b는 도 2에 도시된 정화연못을 나타낸 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 정화연못(20)은 생태연못(10)의 유출구(10b)로부터 유입된 물을 정화하는 정화구역으로, 천연재료 및 다공질 여과재를 이용한 미생물에 의해 정화하는 방법을 이용하고 있다.

즉, 양측벽이 경사면을 갖도록 형성하여 표면에 부직포와 같은 방수시트(21)를 도포하고, 수심이 깊은 중앙 바닥면에는 호기성 박테리아를 배양하여 활성수로 전환하는 펠릿층(22)과, 제오라이트를 함유한 세라믹 다공체인 바이오스톤층(23), 다공체 광물질로 조성된 제올리층(24), 공기를 분사하여 이물질을 제거하는 공기분사층(25), 및 하부의 펠릿층(22)보다 미세한 입자로 형성된 펠릿층(26)을 순차적으로 적층하는 한편, 이들 펠릿층(22)과 바이오스톤층(23), 바이오스톤층(23)과 제올리층(24), 및 제올리층(24)과 공기분사층(25)간 혼합을 방지하기 위하여 그 사이에 각각 암면(27)을 끼워 적층함으로써 전체적으로 여재층을 이룬 인공 정화 연못이다.

이러한 정화연못(20)에는 전술한 생태연못(10)과 인접한 일측에 유입구(20a)가 형성되고 타측에는 유출구(20b)가 형성되며 저면의 중앙에는 유공관(28)이 설치되어, 상측에 위치되는 유입구(20a)로부터 유입된 물이 일정한 속도(더욱 바람직하게는 5M/h이하의 유속)로 상부에서부터 중력에 따라 다수의 여재층을 통과하면서 정화된 후, 전술한 유공관(28)을 통하여 정화된 물이 방류된다. 방류되는 물은 전술한 바와 같이 기계실(60)을 통하여 다시 폭포나 계류, 연못에 고압 펌프에 의해 급수되어 순환되거나, 우수저류조(50)로 급수된다.

이에 따라, 정화연못(20)은 다수의 여재층을 상층에서부터 순차적으로 통과하면서 정화가 되는 중력식 정화 방법으로, 상층으로 갈수록 미세한 입자 여재를 포설하여 오염물질(또는 이물질)이 하부로 내려가지 못하도록 구성하는 것이 바람직하다.

따라서, 본 발명의 정화연못(20)은 다공체 광물질 또는 세라믹으로서 미생물을 번식하는 제올리층(24) 및 바이오 스톤층(23)과, 호기성 박테리아를 배양하여 활성수로 전환하는 펠릿층(22)에 의해 오염물질의 주원인인 질소 및 인이 제거되어 유입된 물의 수질을 효과적으로 정화할 수 있다. 한편, 정기적으로 혹은 비정기적으로 여재층에 이물질이 끼였을 경우에 공기분사층(25)을 통해 역세척을 함으로써, 이물질을 박리시키고 식물(29)의 뿌리 부분을 호기 상태로 만들어 주어 정화 능력을 극대화할 수 있다.

도 3c는 도 2에 도시된 우수통제장치를 나타낸 개략도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 우수통제장치(40)는 제오라이트를 함유한 세라믹 다공체의 바이오토양(41)을 내부에 충진하여 형성된 제어박스(42)와, 전술한 제어박스(42)의 일측에 우수(즉, 빗물)를 공급받는 유입구(431) 및 초기우수를 제외한 우수를 급수하여 유출하는 유출구(432)가 일체로 형성되어 제어박스(42)를 관통하여 형성된 수로관(43), 및 수로관(43) 내에 수압에 의해 자동적으로 개폐가 가능하도록 된 개폐기기(44)로 구성된다. 이때, 제어박스(42)를 관통하는 수로관(43)은 제어박스(42) 내에서 상부측이 개구(433)되어 형성된다.

전술한 개폐기기(44)는 유입되는 우수의 수압이나, 공기압, 산성도, 또는 일정한 시간 간격 등의 다양한 조건에 의해 자동 개폐가 가능한 개폐수단을 이용한 것으로, 일 실시예로 전술한 조건에 의해 개폐를 용이하게 하는 솔레노이드밸브를 개폐수단으로 이용하는 것이 바람직하다.

이와 같은 구성으로, 유입구(431)로부터 우수가 유입되면 초기우수(산성물)가 포함된 우수는 수로관(43)을 통하여 제어박스(42)를 통과하면서 제어박스(42) 내에 있는 미생물에 의해 소정으로 정화가 이루어지고, 정화된 물은 개폐기기(44)로 이동되어 초기 수분간의 오염된 우수가 개폐기기(44)를 통해 방류된다. 그 후, 개폐기기(44)에 유입되는 물이 일정 압력 이상으로 상승하면 그 압력에 의해 개폐기기(44)가 자동적으로 차단되어 우수가 역류되고, 역류된 우수는 수로관(43)을 통하여 다시 제어박스(42)를 통과한 후 유출구(432)로 급수된다. 유출구(432)로부터 급수되는 우수는 후술하는 우수저류조(50)로 공급되어 저장 보관된다.

한편, 집중 호우로 인하여 빗물의 양이 많아지면, 높은 수압으로 급수되는 우수가 개폐기기(44)에 의해 차단되어 역류되고, 역류된 우수는 개구된 수로관(43)에 오버 플로우되어 제어박스(42) 내에서 담수되는 동안 바이오토양(41)에 의해 오염물질이 정화되도록 되어 있다. 이는 높은 수압으로 인해 개폐기기(44)가 차단되어 초기 우수가 방류되지 못하는 단점을 보완하기 위한 것으로, 역류된 우수가 개구된 수로관(43)으로부터 오버 플로우되어 제어박스(42) 내에 담수되면 담수된 우수가 바이오토양(41)으로부터 번식된 미생물에 의해 정화되도록 함이다.

따라서, 본 발명의 우수통제장치(40)는 공급되는 우수를 통제하여 초기우수에 해당되는 산성물을 방류시키고 초기우수가 제거된 나머지의 우수를 후술하는 우수저류조(50)에 급수하는 기능을 한다.

도 3d는 도 2에 도시된 우수저류조를 나타낸 개략도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 우수저류조(50)는 지하에 매설되는 것으로, 바닥을 평탄하게 정리한 후 우수를 저장 보관할 수 있는 셀(56-1,56-2)을 다수층으로 적층하는 방법을 이용한 것이다.

즉, 맨 하부에 지하수 배수용으로 유공배수관(51)을 설치하고, 그 상단에 이물질은 여과하고 물만 침투시켜 배수기능이 장시간 지속적으로 이루어질 수 있도록 하는 투수시트(52)를 형성하는 한편, 형성된 투수시트(52) 상단에는 쇄석(53) 및 콘크리트(54)를 순차적으로 형성하여 평탄한 층을 이루고 있다. 그리고, 콘크리트(54) 상단에는 우수저류조(50)에 작용하는 부력을 상쇄시키기 위한 부력방지필터(55)를 설치하고, 설치된 부력방지필터(55)의 상단에는 보호용시트(561-2)로 박스 형태가 형성된 셀(56-2)을 적층하는데, 저장할 우수량에 따라 셀(55-1,55-2)을 다수층으로 적층할 수 있다.

전술한 부력방지필터(55)는 콘크리트(54)와 콘크리트(54)의 상단에 위치되는 셀(56-1) 사이에 설치되어, 급기되는 우수의 수위가 우수저류조(50)의 셀(56-1)내의 수위보다 높으면 자동적으로 우수가 우수저류조(50) 내로 유입되게 하는 기능을 한다. 따라서, 우수저류조(50)에 작용하는 부력을 상쇄시켜 우수저류조(50)가 안정된 구조를 가지도록 하고, 더욱이 우수저류조(50)의 위에 형성된 되메우기층의 지반이 들뜨고 융기 또는 함몰될 우려를 억제 내지는 방지함으로써 시공이 안정되도록 할 수 있다.

한편, 우수를 저장 보관하는 셀(56-1,56-2)은 셀(56-1,56-2)을 보호하도록 외벽에 부직포와 같은 보호용시트(561-2)가 형성되고, 그 내벽에는 물을 차단하여 누수를 방지하는 차수시트(562-2)를 형성되어 이루어지며, 저장되는 우수량에 따라 다수의 셀(56-1,56-2)을 다중으로 적층할 수 있다. 그리고, 내부에는 다수의 우수저류블럭(563-2)이 종방향 또는 횡방향으로 다중 배열되어 설치됨으로써 설치된 다수의 우수저류블럭(563-2)내에 우수가 저장 보관될 수 있다.

이러한 우수저류블럭(563-2)은 하부의 유공배수관(51)으로부터 스며드는 우수를 용이하게 내부로 유입하여 저수할 수 있도록 적어도 기층에 배열된 우수저류블럭(563-2)의 측면에 미세공이 형성되며, 횡방향으로 다중 배열된 우수저류블럭(563-2)간에도 우수가 유출입되도록 상하면에 통수공이 형성되는 것이 바람직하다.

따라서, 본 발명의 우수저류조(50)는 전술한 바와 같이 바닥을 평탄하게 셀(56-1) 하부에 적층되는 유공배수관(51)과 투수시트(52), 쇄석(53), 및 콘크리트(54)에 의해 지하저수 공간을 최대한으로 확보할 수 있으며, 특히 투수시트(52)이 의해 이물질은 여과하고 물만 침투되게 하여 유공배수관(51)이 막하지 않도록 함과 아울러, 우수저류조(50)내 지하수 유입을 돕고 배기 및 급기로 우수저류조(50)에 작용하는 부력을 상쇄시킴으로써, 우수저류조(50)와 되메우기층의 지반이 들뜨고 융기 또는 함몰되는 것을 억제 내지는 방지함으로써 시공이 안정되도록 할 수 있다. 게다가, 우수저류조(50)가 지하에 매설되기 때문에 우수저류조(50)가 설치되어 있는 지면은 주차장이나 녹지 또는 잔디광장(57)으로 활용할 수 있는 잇점이 있다.

전술한 바와 같이, 생태연못(10)과, 정화연못(20), 우수통제시스템(40), 우수저류조(50) 등으로 구성되는 본 발명의 수질정화 시스템(100)은 자연스스로의 자정 기능을 극대화하여 미생물에 의한 수질정화 방법을 이용함으로써 환경에 무해하고 경제적이며, 더욱이 우수를 정화하여 증수도는 물론, 폭포, 계류, 연못, 관개, 분수 등 다양한 용도로 활용함으로써 자원을 재활용할 수 있는 한편, 구조가 단순화되어 아파트나 공원, 학교 등에 설치되어 자연학습장으로 활용할 수 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 연못의 수질정화 시스템을 이용하여 수질이 정화되는 과정을 살펴보기로 한다.

도 4는 본 발명에 따른 연못의 수질정화 시스템의 순환을 통한 수질정화 방법을 도시한 절차도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 처음 비온 뒤에 건물의 지붕이나 옥상 등에서 흘러내리는 우수(빗물)를 모아 우수통제장치(40)에 공급하면, 우수통제장치(40)에서는 공급된 우수를 통제하여 초기 수분간의 오염된 우수를 분리하여 방류하고, 초기우수가 제거된 우수를 다시 역류하여 급수한다(S1,S2). 즉, 전술한 바와 같이 수압을 센싱하는 센서나 공기압에 따라 동작하는 솔레노이드밸브, 개폐타임을 지정하기 위한 타임머, 산성도를 체크하는 센서 중 어느 하나를 이용하여 자동적으로 개폐가 가능하도록 된 개폐기기(44)를 통과하여 초기우수를 방류하되, 제어 조건을 만족하면 개폐기기(44)를 개방하여 초기우수의 방류를 수행하고, 제어조건을 만족하지 않으면 개폐기기(44)를 차단하여 개폐기기(44)로 유입되는 우수를 역류한다. 그러면, 수로관(43)을 통하여 제어박스(42) 내로 역류되는 우수는 제어박스(42) 내를 통과하면서 제어박스(42)내에 있는 미생물에 의해 정화된다.

이와 같이, 우수통제장치(40)로부터 초기우수가 제외된 우수는 우수저류조(50)로 급수되어, 하나의 셀(55-1)에 형성된 공간, 더욱 바람직하게는 다중 배열되는 우수저류블럭(553-2)으로부터 공간이 형성된 벌집 모양의 우수저류공간부(554-2)에 저장 보관된다(S3). 이와 같이 저장되는 우수량에 따라 셀(55-1,55-2)은 다수로 적층되므로 좁은 공간에서도 많은 양의 우수를 저장 보관할 수 있다.

이어, 우수저류조(50)에 저장 보관된 우수는 폭포나 계류 및 관개 등에 급수되어 최종적으로 생태연못(10)을 조성하고, 생태연못(10)에 저수된 물은 수질을 정화하도록 형성된 정화연못(20)에 급수되어 상부측부터 차례대로 적층된 여재층을 통과하면서 효과적으로 정화될 수 있다(S4~S6). 즉, 상측에 형성된 유입구(21a)로부터 유입된 물이 일정한 유속으로 상부에서부터 적층된 펠렛층(22), 바이오스톤층(23), 제올리층(24), 공기분사층(25), 펠릿층(26)을 차례대로 통과하면서 정화된 후, 정화된 물이 하단에 형성된 유공관(28)을 통하여 방류된다(S7).

이어, 이와 같이 방류된 물은 기계실(60)을 통하여 다시 폭포나 계류 또는 생태연못(10)에 강압펌프(P)에 의해 급수되기도 하고, 우수저류조(50)로 강압펌프(P)에 의해 급수되어 저장 보관되기도 한다(S4,S3). 이러한 단계는 순환되어 자원을 재활용하여 생태연못(10)에 필요한 물을 공급받고, 더욱이 정화된 물을 공급받음으로써 쾌적한 환경을 제공받을 수 있다.

한편, 전술한 바와 같이 우수 이외에 상수를 이용하는 경우에도 또한 폭포나 계류 등에서 필요한 상수를 공급받아 생태연못(10)을 조성하고, 생태연못(10)에 저수된 상수가 일정량에 도달하면 유출구(10b)를 통하여 오버 플로우되어 정화연못(20)으로 급수된다. 급수된 상수는 정화연못(20)에 적층된 다수의 여재층을 상부층에서부터 중력에 따라 차례대로 통과하면서 정화되고, 정화된 상수는 전술한 바와 같이 하단에 형성된 유공관(28)을 통하여 방류되어 기계실(60)의 강압펌프(P)에 의해 다시 폭포나 계류, 생태연못(10)으로 급수되거나, 우수저류조(50)로 급수되어 저장 보관된다.

이상에서 설명한 것은 본 발명의 연못의 수질정화 방법 및 그 시스템을 설명한 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 미친다고 할 것이다.

앞서 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 우수를 정화하여 저류시키고 저류된 물을 이용하여 생태연못을 조성하는 자연친화적인 방법을 이용함으로써 자원을 재활용할 수 있으며, 연못의 수질을 항상 정화하여 쾌적한 환경을 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한, 연못의 수질을 정화하여 항상 깨끗한 수질상태를 유지함으로써 생태연못의 경관가치를 극대화할 수 있으며, 공정을 최대한으로 단순화하고 전체가 시스템적으로 순환 체계를 이루고 있어 아파트나 공원, 학교 등에 생태학습장으로 활용할 수 있는 효과가 있다. 더욱이, 미생물에 의한 수질정화 공법으로 환경에 무해하고 경제적인 현저한 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 연못의 수질정화 시스템을 개략적으로 나타낸 평면도,

도 2는 본 발명에 따른 연못의 수질정화 시스템을 나타낸 단면구성도,

도 3a는 도 2에 도시된 생태연못을 나타낸 단면도,

도 3b는 도 2에 도시된 정화연못을 나타낸 단면도,

도 3c는 도 2에 도시된 우수통제장치를 나타낸 개략도,

도 3d는 도 2에 도시된 우수저류조를 나타낸 개략도,

도 4는 본 발명에 따른 연못의 수질정화 시스템의 순환을 통한 수질정화 방법을 도시한 절차도.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 상세한 설명 **

100;수질정화 시스템 10;생태연못

10a;유입구 10b;유출구

11;잡석, 생석회 12;점토 다짐

13;모래, 자갈 14;바이오 롤

15;바이오 매트 16;방수시트

17;식재식물 20;정화연못

20a;유입구 20b;유출구

21;방수시트 22,26;펠릿층

23;바이오스톤층 24;제올리층

25;공기분사층 27;암면

28;유공관 30;관찰테크

40;우수통제장치 50;우수저류조

60;기계실 70;수로관

Claims

우수에서 초기 수분간의 오염된 우수를 방류한 후 통제하여, 초기우수를 제거한 나머지의 우수를 저류시키는 우수통제장치;와,

상기 우수통제장치로부터 상기 초기우수를 제거한 나머지의 우수를 유입하여 저장 및 보관하는 우수저류조;

상기 우수저류조부터 저장된 우수를 가압 펌핑하여 급수하는 기계실;

상기 기계실과 연결되어 상기 기계실로부터 급수된 우수를 이용하여 수중 동식물이 식생할 수 있도록 조성되는 생태연못;

천연재료 및 다공질 여과재로 적층된 여재층으로 형성되어 상기 생태연못과 연결되는 한편, 상기 생태연못으로부터 오버 플로우(over flow)되어 상기 여재층을 일정한 유속으로 통과하면서 정화된 물을 상기 기계실을 통한 상기 생태연못으로 급수하거나 상기 우수저류조로 급수하는 정화연못을 포함하여 이루어지는 연못의 수질정화 시스템.
제1항에 있어서, 상기 우수통제장치는

제오라이트를 함유한 세라믹 다공체의 바이오 토양을 내부에 충진하여 형성된 제어박스;와,

상기 제어박스의 일측에 상기 우수를 공급받는 유입구 및 상기 초기우수를 제거한 우수를 급수하여 유출하는 유출구가 일체로 형성됨과 아울러, 상기 제어박스를 관통하여 형성되되, 상기 제어박스 내에서는 상부측이 개구되어 형성된 수로관; 및

상기 수로관 타측에 자동 개폐가 가능하도록 설치되는 개폐기기를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 연못의 수질정화 시스템.
제2항에 있어서, 상기 개폐기기는

상기 공급되는 우수의 수압이나, 공기압, 일정한 시간 간격, 또는 상기 우수의 산성도를 체크하여 자동 개폐되도록 하는 개폐수단을 이용하는 것을 특징으로 하는 연못의 수질정화 시스템.
제3항에 있어서, 상기 개폐수단은 솔레노이드밸브인 것을 특징으로 하는 연못의 수질정화 시스템.
제1항에 있어서, 상기 우수저류조는

내부에 저수되는 우수를 차단하여 누수를 방지하도록 박스 형태의 셀 외벽이 보호용 시트로 형성되고 내벽은 차수시트로 형성되는 한편, 상기 셀을 적층하여 저수 공간을 최대한으로 확보할 수 있는 것을 특징으로 하는 연못의 수질정화 시스템.
제5항에 있어서, 상기 우수저류조는

상기 우수저류조의 내부와 외부의 수위를 조절하여 상기 우수저류조에 작용하는 부력을 상쇄시키는 부력방지필터를 포함하여 이루어지는 것을 것을 특징으로 하는 연못의 수질정화 시스템.
제1항에 있어서, 상기 생태연못은

바닥면에 잡석 및 생석회를 쌓은 후, 점토 다짐하고, 상기 다진 점토 위에 모래와 자갈을 적층하는 한편, 양측에는 물이 유입/출되는 유입구와 유출구가 각각 형성되고, 호안부에는 산성을 억제하는 바이오 롤 및 바이오 매트가 설치되어 조성되는 것을 특징으로 하는 연못의 수질정화 시스템.
제1항에 있어서, 상기 정화연못은

하부로 내려가면서 수심이 깊어지도록 형성되어 물을 차단하는 방수시트;와,

상기 방수시트 하부면에 형성되어 정화된 물이 방류되도록 하는 유공관;

상기 방수시트 내부 바닥면에 호기성 박테리아를 배양하여 활성수로 전환하는 제1 펠릿층;

미생물에 의해 상기 물이 정화되도록 제오라이트를 함유한 세라믹 다공체로 형성되어 상기 제1 펠릿층의 상단에 포설되는 바이오 스톤층;

미생물에 의해 상기 물이 정화되도록 다공제 광물질로 형성되어 상기 바이오 스톤층의 상단에 포설되는 제올리층;

여재층에 형성된 이물질을 제거하도록 상기 제올리층의 상단에 적층되어 공기를 분사하는 공기분사층;

상기 제1 펠릿층의 입자보다 큰 입자로 형성되어 상기 공기분사층의 상단에 포설되는 제2 펠릿층; 및

상기 제1 펠릿층과 상기 바이오스톤층, 상기 제올리층, 및 상기 공기분사층간 혼합을 방지하기 위하여 그 사이에 각각 끼워지는 암면을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 연못의 수질정화 시스템.
제1항 또는 제8항에 있어서, 상기 정화연못은

상부에 적층된 여재층일수록 입자를 미세하게 형성하여, 이물질이 하부로 내려가지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 연못의 수질정화 시스템.
우수(rainwater)를 통제하여 초기 수분간의 오염된 우수를 방류한 후 저류시키는 제1단계;와,

상기 제1단계로부터 저류된 우수를 저장 보관하는 제2단계;

상기 2단계로부터 저장 보관된 우수를 폭포나 계류, 관개 등에 급수하여 수중 동식물이 식생할 수 있는 생태연못을 조성하는 제3단계;

상기 생태연못으로부터 오버 플로우된 물을 일정한 유속으로 흡수하여 미생물에 의해 정화하는 제4단계; 및

상기 제4단계로부터 정화된 물을 상기 생태연못으로 다시 급수하여 순환하는 제5단계를 포함하여 이루어지는 연못의 수질정화 방법.
제10항에 있어서, 상기 제5단계에서

상기 제4단계로부터 정화된 물이 상기 제2단계로 순환되는 것을 특징으로 하는 연못의 수질정화 방법.