KR100536952B1 - 폴리에틸렌 여재를 사용한 다단계 수두차 여과식 하천정화 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수두차가 발생하도록 하천의 보에 인접 설치되어 하천수가 최초 유입되는 유입챔버와 침전조 및 폴리에틸렌 여재가 충진된 2조 이상의 여과조를 설치한 다단계 수두차 여과식 하천 정화 장치에 관한 것이다.

본 발명의 정화 장치는, 하천의 보(R)에서 하천수가 유입되는 유입챔버(11)와; 유입챔버(11)에서 하천수가 유입되는 침사조(12)와; 침사조(12)에서 하천수가 유입되는 제1여과조(13)와; 제1여과조(13)에서 하천수가 유입되는 제2여과조(14)와; 상기 각 여과조에 구비된 수직 유도벽과 후방 격벽을 연결하는 각 상·하부 다공판 사이에 충진된 폴리에틸렌 여재(15)와; 상기 각 여과조에 공기를 주입하기 위한 공기 공급 라인(16)과; 상기 각 여과조에서 오염된 하천수를 침사조(12)로 회수하기 위한 역세수 이송 라인(17)과; 상기 침사조(12) 및 각 여과조(13)(14)의 바닥면에 축적되는 침전물을 배출시키기 위한 슬러지 인발 이송 라인(18)으로 구성되며, 상기 폴리에틸렌 여재로서 폴리에틸렌링과 수두차에 의해 동력이 필요 없이 하천수를 흐르게 함에 본 발명의 기술적 특징이 있다.

본 발명의 다단계 수두차 여과식 하천 정화 장치는 별도의 동력 없이 수두차에 의해 하천수의 유입과 여과 및 방류가 이루어져 운전 비용이 절감되며, 여재의 비표면적과 공극율이 크게 향상되어 정화 효율이 향상될 뿐 아니라,수질 정화 시설의 규모를 약 1/2 정도까지도 축소할 수 있는 장점이 있다.

Description

폴리에틸렌 여재를 사용한 다단계 수두차 여과식 하천 정화 장치{The multistage filteration apparatus of filtering river water by drived water head and poliethylene filtering media}

본 발명은 폴리에틸렌 여재를 사용한 다단계 수두차 여과식 하천 정화 장치에 관한 것으로, 더 자세하게는 수두차가 발생하도록 하천의 보에 인접 설치되어 하천수가 최초 유입되는 유입챔버와 침전조 및 폴리에틸렌 여재가 충진된 2조 이상의 여과조를 설치하고, 상기 유입챔버와 침전조 사이에 형성되는 수두차에 의해 오염 하천수가 순차적으로 상기 침전조와 다수의 여과조를 상향류식으로 통과하면서 정화된 후 하천으로 자연방류되도록 함으로써, 하천수의 취수나 방류용 설비 없이 오염 하천수의 정화가 수두차에 의해 이루어지도록 한 다단계 수두차 여과식 하천 정화 장치에 관한 것이다.

산업의 발전과 도시로의 인구 집중화로 인하여 각 도시를 끼고 흐르며 식수원이기도 한 하천은 폐수나 생활 하수와 같은 각종 오염물질에 노출되어 있으나, 이를 처리하기 위한 정화시설은 매우 부족한 실정으로서, 특히 갈수기에는 오염도의 상승으로 인하여 취수정의 물이 식수용으로 적합치 않을 정도로 오염되는 하천도 있는 실정이다.

상기와 같은 하천의 오염을 방지하거나 감소시키기 위해서는 기본적으로 각 가정이나 공장 등에서 발생되는 폐수나 생활하수 등을 1차적으로 감소시켜야 하며, 하천을 따라 각 지역별로 하수종말처리장을 설치하여 하천으로 유입되기 전 오염수를 정화한 후 하천으로 방출하여야 하나 이와 같은 방법은 하수종말처리장의 건설에 시간이 많이 소요될 뿐 아니라 건설 및 유지관리 비용이 과다하게 소요되어 장기적인 대책으로나 적합하다 할 수 있는 실정이다.

따라서, 단기간에 실시가 가능하고 비용이 적게 들면서 효율적인 하천수의 정화 방법들이 개발되었는 바, 이들을 살펴보면 다음과 같다.

대표적인 환경친화적인 방법으로서 수생식물을 이용한 방법을 들 수 있는 바, 이는 담수성 수생식물을 이용하여 하천수를 자연적으로 정화하는 것으로, 종래의 물리화학적 처리에 비하여 그 비용이 저렴하면서도 새로운 오염물의 발생이 없고, 부분적으로는 생태계를 복원할 수도 있는 환경친화적인 방법이라는 측면이 있으나, 수생식물의 종류에 따라 각각 고유한 장점과 단점을 갖기 때문에 여러 종류의 수생식물을 이용하여야 한다는 문제가 있다.

즉, 각 수생식물은 동종 식물끼리 밀집시켜야 하천수의 정화효율을 높일 수 있는 바, 여러 종류의 수생식물 집단을 활용하기 위해서는 상당한 면적의 부지가 필요하게 되기 때문에 현실적으로는 처리 용량에 한계가 있으며, 수생식물의 성장에 따라 정화 능력이 변화되는 시기적인 제약도 있어 제한적으로만 이용되고 있다.

종래의 일반적인 하천 수질 정화장치는, 취수된 오염 하천수에서 모래와 같은 입자가 큰 오염물을 침적시키기 위한 침사조와, 침사조를 통과한 하천수에 함유된 유기물과 부유물을 침전 및 흡착시킨 후 산화분해 및 여과하기 위하여 자갈과 같은 각종 여재가 충진된 여과조와, 여과조를 통과한 정화 하천수가 모여 방류되는 방류조로 구성되고, 상기 침사조로부터 방류수까지 하천수가 수평 방향으로 흐르며 오염물이 제거되는 수평류식이 가장 많다.

그러나, 상기와 같이 이루어진 종래의 수평류식 하천 정화 장치는 하천수의 이동 거리가 짧아 충분한 오염물 제거를 위해서는 정화 장치의 길이가 과도하게 길어질 수 있으며, 여과조 앞 부분에 오염물이 집중 축적되어 하천수의 이동 통로를 막음으로써 오염물의 흐름이 단시간에 급격히 느려져 정화 효율이 떨어지게 된다.

따라서, 상기의 수평류식 하천 정화 장치의 단점을 해결하기 위하여 상향류식 장치가 국내 특허출원 제2001-0044431호에 개시되어 있다.

상기 상향류식 장치는 수평류식에 비하여 하천수의 이동 거리가 길며, 반응조의 하부에서 상부로 하천수가 흐르게 됨에 따라 오염물이 반응조(수평류식의 여과조에 해당)에 구비된 타공판 하부에 1차적으로 침전되기 때문에 타공판 상부에 충진된 입자상의 여재들로 구성된 접촉층에 형성된 하천수의 이동 통로가 막히는데 걸리는 시간이 길어져 정화 효율이 향상되기는 하나, 상기 수평류식과 마찬가지로 하천수를 취수하여 침사조로 오염 하천수를 인위적으로 공급해 주어야 하는 취수 장치를 필요로 하여 설비비가 상승하게 된다.

그리고, 상기 수평류식이나 상향류식 모두 입자상의 여재를 사용하는 바, 하천수의 이동 방향이 변화되기는 하나 근본적으로 수평류 또는 상향류라는 원래의 흐름 방향을 크게 벗어나지 않음으로써, 여재와 하천수의 반응시간이 크게 증가하지 않으며, 그에 따라 여재의 표면에 형성된 생물막에 의한 유기물의 산화제거 효율 향상에 한계가 있다.

본 발명은 종래의 상향류식 하천 정화 방법이나 장치가 가지고 있는 제반 문제점들을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 하천수 취수를 위한 별도의 취수 설비가 필요 없어 전체 설비비의 감소가 가능하며, 하천수의 흐름이 거시적으로는 상향류의 이동 양식을 가지나, 미시적으로는 회전류, 수평류 등의 흐름이 복합적으로 나타나도록 하여 여재와 하천수의 접촉시간을 증가시키는 동시에 시간 경과에 따라 여재에 생물막 등이 과도하게 성장하여 압력손실이 커지면 자동 역세되도록 함으로써, 유기물의 산화제거 효율을 최대화 시킬 수 있는 하천 정화 장치를 제공함에 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 상기 목적은 코일형 단면을 갖도록 수회에 걸쳐 말아진 폴리에틸렌 여재와, 수두차가 형성되도록 하천보에 접하여 설치되는 유입챔버와 침사조 및 2조 이상의 여과조에 의하여 달성된다.

본 발명의 폴리에틸렌 여재를 사용한 다단계 수두차 여과식 하천 정화 장치는, 수두차가 발생하도록 유입챔버와 침사조 및 여과조가 하천의 보에 접하여 설치되는 바, 하천보를 통하여 유입된 하천수가 유입챔버 내에서 형성하는 수두(수면)는 침사조와 여과조에서의 하천수 수두 보다 높게 유지되며, 이러한 수두차에 의해서 하천수가 침사조로부터 여과조를 통하여 자연적으로 방출되고, 하천수가 흐르는 중에 수평 이동, 회전 이동 등의 계속적인 이동 궤적에 변화를 가지면서 거시적으로는 상향류의 흐름을 갖도록 함과 동시에 상기 여과조에 충진되는 폴리레틸렌 여재에 본 발명의 기술적 특징이 있다.

본 발명의 하천 정화 장치는, 별도의 취수 과정 없이 하천의 보에 구비된 배수구를 통하여 유량이 조절되며 유입되는 하천수의 흐름이 수두차에 의해 침사조와 여과조 내에서 하향류와 상향류를 반복적으로 이루도록 하고, 하향류에서 상향류로 하천수의 흐름 방향이 바뀌는 곳에서 오염물의 침전을 용이하도록 하는 동시에 상향류의 흐름 과정에서 수평 이동, 회전 이동 등 다양한 방향의 미시적 흐름이 형성되도록 함으로써 하천수와 여재의 반응시간을 증가시켜 유기물의 산화제거 효율을 높여 준 후, 최종적으로는 정화된 하천수가 하향류를 통하여 자연적으로 방류되도록 한다.

상기와 같이 본 발명의 장치는 수두차에 의한 상·하향류의 반복적인 하천수의 이동 방향 변화와 여재에 의한 상향류의 미시적 이동 방향 변화를 일으켜 오염된 하천수를 정화하게 되는 바, 상기 수두차와 상향류의 미시적 이동 방향 변화를 위한 수단을 살펴보면 다음과 같다.

본 발명의 장치를 구성하기 위하여서는 보에 접한 유입챔버에 인접하되 그 하단부 보다 낮은 위치가 되도록 상호 전·후 방향으로 하나의 침사조와 2조 이상의 여과조가 순차적으로 인접 설치된다.

즉, 상기 각 침사조와 여과조는, 바닥면에서 직립하며 서로 평행한 좌·우 측벽과 그 사이에서 두 측벽과 직각으로 만나 두 측벽을 길이 방향으로 일정 길이씩 나누어 구획 분리하는 다수의 격벽들에 의해 각각 분리 형성된다.

그리고, 격벽들에 의해 분리된 침사조와 여과조 내부에는 상기 좌·우 측벽과 좌·우 양 단부가 일체화되며, 상기 격벽과 평행하나 각 조의 천정으로부터 바닥면에서 일정 높이 떨어진 곳까지 연장된 유도벽이 구비됨으로써, 각 조의 내부에서는 유도벽의 하단부와 각 조의 바닥면 사이의 공간을 통하여 하천수가 이동할 수 있는 구조가 된다,

용어 상의 혼동을 피하기 위하여, 하천수가 흘러오는 방향을 전방 또는 일측, 하천수가 흘러가는 방향을 후방 또는 타측으로 그 방향을 정의하기로 할 때, 인접한 두 조는 하나의 격벽에 의해 분리되는 구조로서, 침사조의 전방 격벽은 침사조에만 사용되고, 여과조가 둘인 경우, 침사조의 후방 격벽은 제1여과조의 전방을, 제1여과조의 후방 격벽은 제2여과조의 전방 격벽을 동시에 겸하게 되며, 제2여과조의 후방 격벽은 제2여과조에만 사용되는 상태가 되는 바, 이러한 전제 하에서 본 발명의 하천 정화 장치를 거치게 되는 하천수의 흐름을 살펴보면 다음과 같다.

하천의 보로부터 수두차에 의해 유입챔버로 유입되는 하천수는 침사조의 전방 격벽의 상단부로부터 침사조의 전방 격벽과 침사조 유도벽의 일측 면 사이를 통하여 유입되며, 유입된 하천수는 침사조 유도벽의 하단부와 침사조 바닥면을 통하여 침사조 유도벽의 타측 면과 침사조의 후방 격벽 사이로 상향 이동한 후, 수두차에 의해 침사조 후방 격벽의 상단부를 넘어 첫번째 여과조의 전방 격벽과 여과조 유도벽의 일측 면 사이로 유입되고, 이 후의 흐름은 상기 침사조에서와 동일한 형태로 다음 단계의 여과조로 이어지며, 최종 여과조 유도벽의 타측 면과 최종 여과조의 후방 격벽 사이를 통하여 상향 이동한 정화 하천수는 상기 최종 여과조의 후방 격벽 상단부를 넘어 하천으로 방류된다.

이때, 하천수는 각 여과조의 유도벽과 후방 격벽 사이를 상향 이동하는 중에 여과되는 바, 폴리에틸렌 여재는 각 여과조의 유도벽과 후방 격벽을 연결하는 상·하부 다공판 사이에 충진되어 상향류의 하천수가 접촉하게 되며, 상기 폴리에틸렌 여재는 종래의 여재와 달리 입상 또는 입방체가 아닌, 리본과 같은 2차원 편이 코일형으로 둘둘 말린 형상을 함에 본 발명의 기술적 특징이 있다.

상기 폴리에틸렌 여재는 폴리에틸렌판의 표면에 다양한 형태의 다수 홈, 예를 들어 격자형 홈을 판 후 홈이 관통하지 않도록 홈의 깊이 보다 다소 두껍게, 목재 표면을 대패질 하듯이, 폴리에틸렌판의 표면을 켜게 되면 대팻밥인 편상의 목재 조각과 같은 얇은 두께의 폴리에틸렌편이 만들어진다.

이때, 상기 여재를 비중이 작은 폴리에틸렌으로 한 것은 역세시 여재들끼리의 상호 마찰이 잘 이루어질 수 있도록 하기 위함이며, 그 형상을 입자 또는 입방체상이 아니 얇은 편상으로 하는 동시에 그 표면에 요홈을 형성시킨 것은, 중량 대비 표면적을 가능한 한 최대화시켜 하천수와의 반응 면적을 넓히기 위해서이고, 이를 코일형과 같은 말아진 형상으로 한 것은 하천수의 흐름을 변화시켜 하천수와 여재의 접촉시간을 늘려주기 위한 것이다.

상기와 같이 최종적으로 만들어진 폴리에틸렌링의 크기는 필요에 따라 다양하게 만들어질 수 있으며, 그 크기가 제한되지는 않으나, 폴리에틸렌편의 두께와 폭은 각각 0.5∼2mm, 10∼60mm, 폴리에틸렌편이 코일형으로 말린 폴리에틸렌링의 최대 직경은 10∼60mm로 하는 것이 여재의 충진율 측면에서 가장 바람직하다.

이때, 상기 두께가 0.5mm에 미치지 못하면 폴리에틸렌링의 강성이 부족하여 사용에 따른 손상율이 증가할 수 있으며, 2mm를 초과하게 되면 폴리에틸렌링의 제조시 두께 증가에 따른 변형 저항이 커져 말리는 정도, 즉 코일링 횟수가 적어져 하천수의 흐름 방향 변화 효율이 떨어지게 될 수 있다.

상기 본 발명의 목적과 기술적 구성을 비롯한 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조한 아래의 설명에 의해 명확하게 이해될 것이다.

도 1에 본 발명 일실시예 장치의 설치 구성도를, 도 2에 폴리에틸렌 여재의 사시도와 단면도를, 도 3에 폴리에틸렌편의 펼쳐진 상태를 보인 평면도를 도시하였다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 폴리에틸렌 여재를 사용한 다단계 수두차 여과식 하천 정화 장치는, 하천의 보(R)와 인접한 후방에 구비되어 유량 조절이 가능한 보의 배수구(d)로부터 하천수가 최초 유입되며, 유입 하천수의 최고 수위를 감지하는 수두 감지장치(c)가 설치된 유입챔버(11)와;

상기 유입챔버(11)의 직하 후방에 위치한 바닥면에 세워져 사각형의 평단면 형상을 이루는 전·후방 격벽(12A)(12B)과 좌·우 측벽(도면 미도시)에 구획되어 형성된 공간으로서, 그 내부로 상기 유입챔버(11)로부터 수두차에 의해 자유낙하하는 하천수가 상기 전방 격벽(12A)의 상단부를 통하여 유입되며, 상기 전·후 방 격벽(12A)(12B) 사이의 특정 위치에 대응하는 천정 일측면으로부터 하향 연장되어 하단부가 바닥면에서 이격되는 동시에 그 폭 방향 좌·우 양 단부가 상기 좌·우 측벽에 일체화되고 높이 방향 중간부에 적어도 2장 이상의 평행한 경사판(12D)이 결합되는 경사 절곡부가 그 좌·우 양 단부 사이를 가로질러 형성된 변형 유도벽(12C)이 구비된 침사조(12)와;

상기 침사조의 후방 격벽(12B)이 되는 전방 격벽(13A)과 이에 평행한 후방 격벽(13B) 및 좌·우 측벽에 의해 구획되어 형성된 공간으로서, 그 내부로 침사조의 후방 격벽(12B) 상단부를 통하여 하천수가 유입되고, 상기 전·후 방 격벽(13A)(13B) 사이의 특정 위치에 대응하는 천정 일측면으로부터 하향 연장되어 하단부가 바닥면에서 이격되는 동시에 그 폭 방향 좌·우 양 단부가 상기 좌·우 측벽에 일체화된 수직 유도벽(13C)이 구비된 제1여과조(13)와;

상기 제1여과조의 후방 격벽(13B)이 되는 전방 격벽(14A)과 이에 평행한 후방 격벽(14B) 및 좌·우 측벽에 의해 구획되어 형성된 공간으로서, 그 내부로 제1여과조의 후방 격벽(13B) 상단부를 넘어 하천수가 유입되고, 상기 전·후방 격벽(13A)(13B) 사이의 특정 위치에 대응하는 천정 일측면으로부터 하향 연장되어 하단부가 바닥면에서 이격되는 동시에 그 폭 방향 좌·우 양 단부가 상기 좌·우 측벽에 일체화된 수직 유도벽(14C)이 구비된 제2여과조(14)와;

상기 제1 및 제2 여과조의 각 수직 유도벽(13C)(14C)과 후방 격벽(13B)(14B)의 각 상·하부 사이를 연결하며 다수의 관통공이 형성된 상·하부 다공판(P_U)(P_L)과 상기 수직 유도벽(13C)(14C) 및 후 격벽(13B)(14B) 사이의 각 공간에 충진된 폴리에틸렌 여재(15)와;

상기 각 여과조(13)(14)의 바닥면과 하부 다공판(P_L) 사이에 설치된 산기관(A)을 통하여 폭기 또는 역세용 공기를 주입하기 위한 공기 공급 라인(16)과;

상기 각 여과조(13)(14)로부터 침사조(12)로 연결되어 각 여과조(13)(14)의 오염된 하천수를 침사조(12)로 회수하기 위한 역세수 이송 라인(17)과;

상기 침사조(12) 및 각 여과조(13)(14)의 각 바닥면으로부터 외부로 연결되어 침사조(12) 및 각 여과조(13)(14)의 바닥면에 축적되는 침전물을 배출시키기 위한 슬러지 인발 이송 라인(18)으로 구성된다.

그리고, 상기 각 여과조 내부에 충진되어 하천수를 정화하는 폴리에틸렌 여재(15)는 일측 면에 다수의 홈(G)이 형성된 폴리에틸렌편(15')이 코일형으로 말린 것으로, 폴리에틸렌판의 표면에 홈(G)을 형성시킨 후 홈의 깊이 보다 다소 두꺼운 두께로 그 표면을 대패로 밀듯 켜면, 폴리에틸렌판의 표면에서 폴리에틸렌편이 켜짐과 동시에 코일형으로 말리게 된다.

이때, 상기 홈의 깊이, 폭 및 폴리에틸렌편의 두께를 달리함으로써 다양한 크기와 형상의 폴리에틸렌링을 만들 수 있게 된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 장치에는 필요에 따라 제2여과조의 직 후에 동일한 구조의 다수 여과조를 순차적으로 추가 설치할 수도 있는 바, 폴리에틸렌 여재의 크기는 제1여과조에서 다음 여과조로 갈수록 점차 작은 것을 사용하는 것이 점진적인 다단계 정화를 위하여 바람직하다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 장치가 작동되는 방법을 살펴보면 다음과 같다.

보(R)의 제외지쪽 한쪽면을 통해 하천수를 유량조절용 배수구(d)를 통하여 유입챔버(11)로 유입된 하천수는 유입챔버와의 수두차에 의해 침사조(12)와 각 여과조(13)(14) 내부를 "U"자형으로 흘러 하천으로 방류되며, 하천수의 이동 중 각 여과조에 충진된 폴리에틸렌 여재를 상향류 방식으로 통과하면서 하천수가 물리적, 생물학적으로 여과된다.

이때, 침사조에서 제1여과조를 향하여 상향류로 흐르는 하천수는 침사조 내부의 경사판에 부딪힌 후 그 면을 따라 상향 이동하게 되는 바, 하천수에 함유된 비교적 입경이 큰 오염물들은 경사판에 충돌한 후 침사조의 바닥면으로 침강하게 된다.

그리고, 하천수의 처리에 따라 폴리에틸렌 여재의 통과 압력이 상승하게 되어 수두 손실이 증가하면 유입챔버의 수위가 상승하여 수두 감지장치에 감지되어 유입챔버로의 하천수 유입과 최종 여과조를 통한 하청수의 방류가 차단된 후 평상시 폭기용 공기를 공급하던 산기관을 통하여 역세용 공기를 공급하여 여과조를 역세하고, 오염된 역세척수를 역세수 이송 라인을 통하여 침사조로 이송한 후, 슬러지 인발 이송 라인을 통해 배출시키거나 다른 장소로 이동 처리토록 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 다단계 수두차 여과식 하천 정화 장치는 종래의 상향류식과 달리 별도의 동력 없이 수두차에 의해 하천수의 유입과 여과 및 방류가 이루어져 운전 비용이 절감된다.

그리고, 본 발명의 장치에 사용된 폴리에틸렌 여재는 세라믹과 같은 종래의 여재에 비하여 그 가격이 저렴하며, 둥글게 말린 형태의 폴리에틸렌링을 이용함으로써 여재의 비표면적 및 공극율이 크게 향상되어 정화 효율이 향상될 뿐 아니라,수질 정화 시설의 규모를 약 1/2 정도까지도 축소할 수 있고, 그 비중이 작아 역세척시 여재끼리의 마찰이 자유로와 역세척 효과가 향상 되는 장점이 있다.

도 1 은 본 발명 하천수 정화 장치의 구성도.

도 2 는 본 발명 장치에 사용된 폴리에틸렌 여재를 보인 것으로,

(가)는 사시도이고,

(나)는 측면도이다.

도 3은 폴리에틸렌편의 평면도.

((도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명))

11. 유입챔버 12. 침사조

13. 제1여과조 14. 제2여과조

15. 폴리에틸렌 여재 15'. 폴리에틸렌편

16. 공기 공급 라인 17. 역세수 이송 라인

18. 슬러지 인발 이송 라인

A. 산기관 C. 수두 감지 장치 d. 배수구

G. 홈 P_L. 하부 다공판 P_U. 상부 다공판

R. 보

Claims (8)

1. 침사조와 여과조가 인접 설치된 하천수 정화 장치에 있어서,

   하천의 보(R)에서 하천수가 최초 유입되며, 유입 하천수의 최고 수위를 감지하기 위한 수두 감지장치(c)가 구비된 유입챔버(11)와;

   상기 유입챔버(11)의 아래쪽 후방 바닥면에 세워진 전·후방 격벽(12A)(12B)과 좌·우 측벽으로 구획되어 그 내부로 유입챔버(11)로부터의 하천수가 유입되며, 상기 전·후 방 격벽(12A)(12B) 사이의 천정에서 하향 연장되어 하단부가 바닥면에서 이격되는 동시에 좌·우 양 단부가 상기 좌·우 측벽에 일체화되고 높이 방향 중간부에 적어도 2장 이상의 평행한 경사판(12D)이 결합된 경사 절곡부가 형성된 변형 유도벽(12C)이 구비된 침사조(12)와;

   상기 침사조(12)의 후방 격벽(12B)이 되는 전방 격벽(13A)과 이에 평행한 후방 격벽(13B) 및 좌·우 측벽으로 구획되어 침사조의 후방 격벽(12B) 상단부를 통하여 하천수가 유입되고, 상기 전·후 방 격벽(13A)(13B) 사이의 천정에서 하향 연장되어 하단부가 바닥면에서 이격되는 동시에 좌·우 양 단부가 상기 좌·우 측벽에 일체화된 수직 유도벽(13C)이 구비된 제1여과조(13)와;

   상기 제1여과조의 후방 격벽(13B)이 되는 전방 격벽(14A)과 이에 평행한 후방 격벽(14B) 및 좌·우 측벽으로 구획되어 제1여과조의 후방 격벽(13B) 상단부를 통하여 하천수가 유입되고, 상기 전·후방 격벽(13A)(13B) 사이의 천정에서 하향 연장되어 하단부가 바닥면에서 이격되는 동시에 좌·우 양 단부가 상기 좌·우 측벽에 일체화된 수직 유도벽(14C)이 구비된 제2여과조(14)와;

   상기 제1 및 제2 여과조의 각 수직 유도벽(13C)(14C)과 후방 격벽(13B)(14B)의 각 상·하부 사이를 연결하는 상·하부 다공판(P_U)(P_L) 사이에 충진된 폴리에틸렌 여재(15)와;

   상기 각 여과조(13)(14)의 바닥면과 하부 다공판(P_L) 사이에 설치된 산기관(A)에 연결되는 공기 공급 라인(16)과;

   상기 각 여과조(13)(14)로부터 침사조(12)로 연결되는 역세수 이송 라인(17)과;

   상기 침사조(12) 및 각 여과조(13)(14)의 바닥면으로부터 외부로 연결되는 슬러지 인발 이송 라인(18)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 폴리에틸렌 여재를 사용한 다단계 수두차 여과식 하천 정화 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 유입챔버(11)에 형성되는 하천수의 수두는 침사조(12)와 제1 및 제2 여과조(13)(14) 내부에 형성되는 하천수의 수두 보다 높은 것을 특징으로 하는 폴리에틸렌 여재를 사용한 다단계 수두차 여과식 하천 정화 장치.
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4. 제 1항에 있어서, 상기 폴리에틸렌 여재(15)는, 두께 0.5∼2mm, 폭 10∼60mm 되는 폴리에틸렌편(15')이 10∼60mm의 직경으로 코일링 된 것을 특징으로 하는 폴리에틸렌 여재를 사용한 다단계 수두차 여과식 하천 정화 장치.
5. 제 4항에 있어서, 상기 폴리에틸렌 여재(15)의 일측 면에는 다수의 홈(G)이 형성된 것을 특징으로 하는 폴리에틸렌 여재를 사용한 다단계 수두차 여과식 하천 정화 장치.
6. 제 5항에 있어서, 상기 홈(G)은 격자형으로 형성된 것을 특징으로 하는 폴리에틸렌 여재를 사용한 다단계 수두차 여과식 하천 정화 장치.
7. 제 1항에 있어서, 상기 제1여과조(13)에 충진된 폴리에틸렌 여재는 제2여과조(14)에 충진된 폴리에틸렌 여재 보다 큰 것을 특징으로 하는 폴리에틸렌 여재를 사용한 다단계 수두차 여과식 하천 정화 장치.
8. 제 1항에 있어서, 상기 제2여과조(14)의 직 후에 제2여과조(14)와 동일한 구조의 여과조가 적어도 한 조 이상 순차적으로 추가 설치된 것을 특징으로 하는 폴리에틸렌 여재를 사용한 다단계 수두차 여과식 하천 정화 장치.