KR100576063B1 - 수질 정화장치가 내장된 수중보 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수중보의 내부에 활착미생물롤러가 설치되어 미생물에 의한 수질정화를 하게 하고, 그 아래에 식재된 수생식물에 의한 수질정화가 이루어지게 하며, 그 하단에 자갈과 모래에 의한 흡착이 이루어지게 하여 3단의 정화를 거친 물이 수중보를 거쳐 흐르도록 하는 수질 정화장치가 내장된 수중보에 관한 것이며, 하류쪽 벽면이 경사지게 형성되고, 양측부가 개구되어 덮개(25)로 고정 밀폐되며, 내측 공간부 후방 벽면에 입수구(22)가 형성되고, 입수구(22)의 아래에 위치하도록 내측벽 전후 벽면에 설치홈(23)이 형성되고, 설치홈(23) 아래에 위치하도록 전후벽면에 식생망설치홈(24)이 형성되며, 내부 공간 하부에 자갈(51)을 쌓고, 자갈(51)위에 모래(52)를 적층하며, 자갈(51)을 통해 연통되도록 다수개의 배출구(21)를 전면 하단에 형성하는 몸체(20); 몸체(20)의 설치홈(23)에 슬라이딩되어 끼워지도록 고정판(31)을 형성하고, 고정판(31)의 상면에 2개의 고정브라켓(32)을 형성하여 그 사이에 다수개의 미생물롤러(34)를 회전가능하게 설치하고, 미생물롤러(34) 전면의 고정판(31)에 다수개의 통수홀(33)을 형성하는 미생물롤러판(30); 프레임(41) 내에 망(42)을 고정하여 수생식물(50)이 자라게 하는 식생망(40);으로 이루어진 수중보(10) 다수개를 연결 설치하여 하천을 가로지르고 그 일측 단부에 수문(2)을 형성하는 것을 특징으로 한다.

식생망, 수중보, 미생물롤러, 수생식물

Description

수질 정화장치가 내장된 수중보{Sluice gates under a bridge of clean water}

도 1은 본 발명의 수질 정화장치가 내장된 수중보가 설치된 상태를 도시한 사시도.

도 2는 본 발명의 수질 정화장치가 내장된 수중보가 설치되는 상태를 도시한 사시도.

도 3은 본 발명의 수질 정화장치가 내장된 수중보를 도시한 분해 사시도.

도 4는 본 발명의 수질 정화장치가 내장된 수중보에 사용되는 미생물롤러를 도시한 분해 사시도.

도 5는 본 발명의 수질 정화장치가 내장된 수중보가 도시된 수직 단면도.

도 6은 본 발명의 수질 정화장치가 내장된 수중보의 수문이 열린 상태를 도시한 사시도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명 >

1 : 하천 2 : 수문

10 : 수중보 20 : 몸체

21 : 배출구 22 : 입수구

23 : 설치홈 24 : 식생망설치홈

25,37 : 덮개 26 : 볼트홀

30 : 미생물롤러판 31 : 고정판

32 : 고정브라켓 33 : 통수홀

34 : 미생물롤러 35 : 원통형망체

36 : 날개 38 : 회전축

39 : 메디아부재 40 : 식생망

41 : 프레임 42 : 망

50 : 수생식물 51 : 자갈

52 : 모래

본 발명은 수질 정화장치가 내장된 수중보에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수중보의 내부에 활착미생물롤러가 설치되어 미생물에 의한 수질정화를 하게 하고, 그 아래에 식재된 수생식물에 의한 수질정화가 이루어지게 하며, 그 하단에 자갈과 모래에 의한 흡착이 이루어지게 하여 3단의 정화를 거친 물이 수중보를 거쳐 흐르도록 하는 수질 정화장치가 내장된 수중보에 관한 것이다.

하천의 수중보는 물속에 약간 잠기게 설치를 해서 물의 흐름 속도를 낮추는 시설이다. 물의 양이 많을 때는 물의 속도를 낮추고 물속에 있는 둑으로서 구분을 하여 위 아래 물이 섞이지 않게 한다.

우리나라 하천의 특징은 한강, 낙동강, 금강, 섬진강 및 임진강 등 몇 개의 큰강을 제외하고는 그 유역이 짧고 유량이 그렇게 많지 않다. 더욱이 몬순기후 지대에 속한 우리나라는 우기와 건기의 구별이 뚜렷하여 약 1,200㎜에 달하는 연간 강수량의 약 7-80%가 우기인 6-9월 사이에 900㎜ 이상이 집중적으로 내리고 나머지 약 300㎜ 정도가 8-9개월 동안에 내리게 되는데, 우기에는 일시적으로 폭우가 쏟아져서 거의 매년 연례 행사처럼 홍수의 피해가 속출하고 있으며, 건기인 겨울철은 거의 눈으로 약간의 강수량이 있을 뿐 다른 시기에는 거의 가뭄이 들었다고 할 정도로 비가 많지 않은 지역임은 주지의 사실이다.

문명이 발달해 갈수록 1인당 용수량은 늘어가는 것이 선진국들의 추세인데 반해 우리나라는 몇 년 전까지만 해도 연간 약 1,400㎜ 이상의 강수량이 있었으나, 최근 10년 사이에는 약 200㎜ 정도의 강수량이 줄어들었으나 그래도 강수량으로 보면 물이 적은 나라는 아니나, 계절적인 문제와 물을 너무 헤프게 써버리는 습성 때문에 UN은 2006년부터는 우리 대한민국이 물부족 국가가 될 것으로 예상하고 있다.

그러므로 우리나라 물관리 문제는 수질을 보호하는 문제와 함께 수량·홍수 조절문제·계절적 및 지역적 수량관리·물의 이용문제 등 물에 관한 전반적인 관리체계를 종합적으로 검토해야 한다고 생각한다.

즉 우리나라의 물 문제는 하천이나 호수의 수질을 보호하는 것은 물론이고, 더욱 근본적인 문제인 적정 수량의 확보와 지역적 또는 계절적인 물의 이용문제가 더 큰 문제로 대두되고 있는 것이다.

물관리 문제는 첫째 수질보호의 문제이며, 둘째 수량 관리의 문제라고 볼 수 있다. 이 두 가지 중 어느 것 하나도 버릴 수가 없다. 우선 수질관리를 위해서는 맑은 물이 많이 흘러서 어느 정도 오염물질이 유입된다고 하더라도 자정능력에 의해서 정화가 이루어지도록 하거나, 일정 한도를 넘어서 자연의 힘만으로는 정화가 불가능할 정도로 오염도가 심할 때에는 인공적으로 정화하여 흘려보내야 한다.

또 수량의 문제를 해결하기 위해서는 다양한 방법을 강구하여야 한다.

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 물의 양이 적을 때 수량 조절을 할 수 있는 수중보의 내부에 여러 단계의 정화시설을 설치하여 수중보에 가로막힌 하천수를 수중보 내부를 통하여 정화되면서 하류로 일정량 흐르게 하여 정화된 물을 흘려보내 하천의 수질을 보호하게 하고, 물이 수중보를 넘쳐 흐를때도 마찬가지로 일정량은 계속 정화시켜 내려보내어 하천을 정화시키는 수질 정화장치가 내장된 수중보를 제공하고자 하는 목적이 있다.

본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위하여 하천을 가로막아 설치되는 수중보에 있어서, 하류쪽 벽면이 경사지게 형성되고, 양측부가 개구되어 덮개로 고정 밀폐되며, 내측 공간부 후방 벽면에 입수구가 형성되고, 입수구의 아래에 위치하도록 내측벽 전후 벽면에 설치홈이 형성되고, 설치홈 아래에 위치하도록 전후벽면에 식생망설치홈이 형성되며, 내부 공간 하부에 자갈을 쌓고, 자갈위에 모래를 적층하며, 자갈을 통해 연통되도록 다수개의 배출구를 전면 하단에 형성하는 몸체; 몸체의 설치홈에 슬라이딩되어 끼워지도록 고정판을 형성하고, 고정판의 상면에 2개의 고정브라켓을 형성하며, 고정브라켓 사이에 다수개의 미생물롤러를 회전가능하게 설치하되 최초의 것이 가장 높은 위치에 오도록 설치하고, 미생물롤러 전면의 고정판에 다수개의 통수홀을 형성하는 미생물롤러판; 몸체의 식생망설치홈에 끼워지도록 프레임을 형성하고, 프레임 내에 망을 고정하여 수생식물이 자라게 하는 식생망;으로 이루어진 수중보 다수개를 연결 설치하여 하천을 가로지르고 그 일측 단부에 수문을 형성하는 것을 특징으로 하며, 미생물롤러는 원통형망체의 둘레에 길이방향으로 다수개의 날개를 소정의 간격으로 고정하고, 원통형망체 내부에 원형으로 말린 메디아부재를 삽입하며, 원통형망체의 양측부에 덮개를 끼워 고정하고, 덮개의 외측부 중앙에 회전축이 형성되어 고정브라켓에 고정되는 것을 특징으로 하는 수질 정화장치가 내장된 수중보를 제공한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석하여서는 되지 않고, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명은 하천을 가로 막아 설치되는 수중보 내부에 미생물롤러판(30)을 설치하고, 그 하부에 수생식물이 활착되어 생장하는 식생망(40)을 설치하며, 그 하부에 자갈과 모래로 이루어진 흡착구조를 이루어 하천의 물이 미생물롤러판(30)과 식생망(40)과 모래와 자갈을 순차적으로 거치면서 정화되도록 한 것을 주요 구성으로 한다.

수중보(10)의 몸체(20)는 외관상으로는 일반 수중보와 동일하도록 형성되어 하류쪽 벽면(이하 전방벽면이라 한다)이 경사지게 형성되나, 내측으로 빈공간이 형성되고, 내부공간과 연통되도록 상류쪽 벽면(이하 후방벽면이라 한다) 상부에 입수구(22)가 형성된다.

몸체(20)의 양측부는 개구되어 덮개(25)로 고정 밀폐되고, 덮개(25)에는 다수개의 볼트홀(26)이 형성되어 볼트로 몸체(20)에 견고하게 고정된다.

전방벽면 내측과 후방벽면 내측 마주보는 곳에 수평을 이루도록 설치홈(23)을 형성하고, 이 설치홈(23)은 입수구(22) 아래에 위치하도록 형성한다. 이 설치홈(23)에 미생물롤러판(30)을 끼워 고정한다.

설치홈(23)의 아래에 위치하도록 전방벽면과 후방벽면 내측에 식생망설치홈(24)을 형성하고, 후술할 식생망(40)을 고정한다.

몸체(20)의 전방벽면 외측 하단에 배출구(21)를 다수개 형성하고, 이 배출구(21)는 몸체(20) 내부와 연통되며, 몸체(20)의 내측 하부에 적층되는 자갈(51)과 모래(52)를 통하여 하천물이 배출된다.

자갈과 모래는 자연상태의 하천에서 일어나는 침전, 흡착, 산화분해 등의 자정작용을 인위적으로 극대화시켜 오염된 하천수를 정화시켜 준다.

미생물롤러판(30)은 몸체(20)의 설치홈(23)에 슬라이딩되어 끼워지도록 고정판(31)을 형성하고, 고정판(31)의 상면에 2개의 고정브라켓(32)을 형성한다.

도 3에 도시되어 있듯이, 고정판(31)의 상면 후방에 고정브라켓(32)이 고정 되고, 상면 전방에는 다수개의 통수홀(33)이 형성된다.

고정브라켓(32)의 사이에는 다수개의 미생물롤러(34)가 회전가능하게 설치되고, 이 미생물롤러(34)는 입수구(22)의 물이 가장 먼저 도착하는 후방의 것이 가장 높은 위치에 오도록 설치한다.

입수구(22)로 부터 물이 유입되면 미생물롤러(34)를 차례로 회전시키면서 통수홀(33)을 통하여 아래로 내려간다.

이 미생물롤러(34)는 원통형망체(35)의 둘레에 길이방향으로 다수개의 날개(36)를 소정의 간격으로 고정하고, 원통형망체(35) 내부에 원형으로 말린 메디아부재(39)를 삽입한다.

이는 끈상접촉산화공법을 이용하는 것으로서, 자연상태의 수계에서 자정정화에 관여하는 미생물을 단위부피 또는 단위면적당 비표면적이 높은 메디아에 미생물을 대량으로 부착성장시켜 메디아의 관성충돌, 차단, 여과 등의 물리적 작용과 미생물에 의한 흡착, 분해, 증식, 산화 등의 생화학적 작용이 복합적으로 작용케하여 수중의 오염물질을 삭감하는 고효율의 오염하천 직접정화기술이다.

현재 쓰여지고 있는 메디아부재 의 종류는 매우 다양하고, 폴리염화비닐, 폴리에틸렌 등과 같은 유기계(대한민국 특허 공개공보 제 92-2067호, 동 제 92-2814호), 다공성 제올라이트, 입상 활성탄, 셀라이트 등과 같은 무기계(대한민국 특허 공개 공보 제 92-10805호, 동 제 92-9788호, 대한민국 특허 공개 공보 93-5920) 메디아가 사용되고 있다.

본 발명의 메디아부재(39)는 이중 어떠한 것을 사용하여도 무방하나 미생물 을 활착시킨 활착미생물포를 사용하는 것이 간편하다.

원통형망체(35)의 양측부에 덮개(37)를 끼워 고정하고, 덮개(37)의 외측부 중앙에 회전축(38)이 형성되어 고정브라켓(32)에 고정된다.

몸체(20) 내부에 형성된 식생망설치홈(24)에 끼워지도록 식생망(40)을 형성하고, 식생망(40)은 프레임(41) 내에 망(42)을 고정하여 수생식물(50)이 자라게 한다.

통상 물에서 자라고 있는 식물은 모두 수생식물로 수질을 정화하는 효과를 갖고 있다. 한국식물연구회에 따르면 국내에서 자생하는 수생식물은 180여종. 생활형태에 따라 물 속에서만 성장하는 침수식물, 뿌리를 물 속 흙에 내리지 않고 수면에 떠다니는 부유식물, 뿌리는 물 속에 내리지만 잎과 줄기가 물 위에 떠 있는 부엽식물, 습지나 물가에 뿌리를 내리고 자라는 정수식물 등으로 나뉜다.

국내 최초 팔당호 인공풀섬 수심 1～1.5m에서 잘 자라는 침수식물은 수중 생태계를 유지하고 물을 깨끗하게 하는 데 필수적인 기능을 담당한다. 광합성을 통해 대량의 산소를 물 속에 방출하고 조류의 번식을 제한하며 물 속에 뻗은 가느다란 잎은 어류의 번식처로 활용된다. 붕어마름, 말즘, 물수세미, 나자스말 등이 대표적인 침수식물이다.

이러한 수생식물은 뿌리로 유기물을 고정하고 물 속의 미네랄 물질을 가지고 있으며, 물 속의 미네랄 물질을 흡수하여 성장한다. 부레옥잠은 햇빛을 받아 광합성을 함으로서 생산된 산소를 수중에 공급하고 특히 개구리밥과 함께 질소와 인산화물을 뿌리를 통해 흡수함으로서 수질을 정화할 뿐만 아니라 영양물질로 인한 영 양염류의 대량발생을 방지하는 역할이 크다.

이상과 같은 구성으로 이루어진 수중보(10) 다수개를 연결 설치하여 하천을 가로지르고 그 일측 단부에 수문(2)을 형성한다.

이상과 같이 본 발명은, 수량(水量)이 작아 하천수가 수중보에 의해 가로막히면 수중보의 입수구를 통해 내부로 흘러들어가 3단계의 정화작용을 거쳐 배출구를 통해 배수되어 하천 하류로 흐르게 되므로 오염되지 쉬운 적은 수량(水量)의 하천의 수질개선이 이루어지게 하는 효과가 있고, 우기 등으로 인하여 수량이 많아 질 경우에도 일정량의 물은 계속 정화되어 하류로 흘러가므로 수중보의 역할과 정화장치의 역할을 동시에 하는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 하천을 가로막아 설치되는 수중보에 있어서,

   하류쪽 벽면이 경사지게 형성되고, 양측부가 개구되어 덮개(25)로 고정 밀폐되며, 내측 공간부 후방 벽면에 입수구(22)가 형성되고, 입수구(22)의 아래에 위치하도록 내측벽 전후 벽면에 설치홈(23)이 형성되고, 설치홈(23) 아래에 위치하도록 전후벽면에 식생망설치홈(24)이 형성되며, 내부 공간 하부에 자갈(51)을 쌓고, 자갈(51)위에 모래(52)를 적층하며, 자갈(51)을 통해 연통되도록 다수개의 배출구(21)를 전면 하단에 형성하는 몸체(20);

   몸체(20)의 설치홈(23)에 슬라이딩되어 끼워지도록 고정판(31)을 형성하고, 고정판(31)의 상면에 2개의 고정브라켓(32)을 형성하며, 고정브라켓(32) 사이에 다수개의 미생물롤러(34)를 회전가능하게 설치하되 최초의 것이 가장 높은 위치에 오도록 설치하고, 미생물롤러(34) 전면의 고정판(31)에 다수개의 통수홀(33)을 형성하는 미생물롤러판(30);

   몸체(20)의 식생망설치홈(24)에 끼워지도록 프레임(41)을 형성하고, 프레임(41) 내에 망(42)을 고정하여 수생식물(50)이 자라게 하는 식생망(40)으로 이루어진 수중보(10) 다수개를 연결 설치하여 하천을 가로지르고 그 일측 단부에 수문(2)을 형성하는 것을 특징으로 하는 수질 정화장치가 내장된 수중보.
2. 제 1 항에 있어서, 미생물롤러(34)는 원통형망체(35)의 둘레에 길이방향으로 다수개의 날개(36)를 소정의 간격으로 고정하고, 원통형망체(35) 내부에 원형으로 말린 메디아부재(39)를 삽입하며, 원통형망체(35)의 양측부에 덮개(37)를 끼워 고정하고, 덮개(37)의 외측부 중앙에 회전축(38)이 형성되어 고정브라켓(32)에 고정되는 것을 특징으로 하는 수질 정화장치가 내장된 수중보.

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