KR100623432B1

KR100623432B1 - 호수 또는 저수지의 수질보전 및 개선방법과 그 장치

Info

Publication number: KR100623432B1
Application number: KR1020050006892A
Authority: KR
Inventors: 윤인수
Original assignee: 윤인수
Priority date: 2005-01-25
Filing date: 2005-01-25
Publication date: 2006-09-19
Also published as: KR20060085876A

Abstract

본 발명은 호수 저수지의 수질보전 및 개선방법과 그 장치에 관한 것으로, 강우초기에 시가지나 건천에 퇴적되어 있던 부유물이 호수나 저수지로 유입되는 것을 공공수역으로 우회시켜 방류함으로 호수 저수지의 수질을 종래대로 보전하고 시간이 경과한후 일정수준의 수질에 적합할 때에만 호수나 저수지에 유입시켜 자연손실 분 정도만 보충하고, 그리고 수질기준에 부적합한 호수나 저수지의 수질은 호수 저수지의 수중에 접촉산화시설을 설치하여 유기물을 제거하여 정화시키고 그리고 인공습지를 수면에 부유시켜 이를 이에 공급하여 인공습지에서 질소와 인을 제거하는 고도처리를 하는 방법 및 그장치를 제공한다.

유입수통제장치, 압축공기튜브, 접촉산화시설, 경사판부 고속침전장치, 인공습지, 수생식물, 호수, 저수지,

Description

호수 또는 저수지의 수질보전 및 개선방법과 그 장치{omitted}

도1은 본발명에 따른 호수 저수지의 수질보전 및 개선방법을 개략적으로 나타낸 평면도.

도2는 본발명에 따른 호수 저수지의 수질보전 및 개선방법을 개략적으로 나타낸 단면도.

도3 (a)는 우수를 공공수역으로 방류시 유입수통제장치의 단면도

(b)는 우수를 호수나 저수지로 유입시 유입수통제장치의 단면도

도4는 수중 접촉산화시설의 단면도.

도5는 수중 부유 인공습지의 단면도.

도6은 접촉여상의 단면도

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

100 유입수 통제장치 110 지상암거 120 지하암거 130 낙차공

140 콤프렛샤 150 압축공기튜브 160 기계실 200 접촉산화 시설

201 송풍기 202 다기관 203 하천수 급수관 210 접촉여상 211 구체

212 접촉여재 213 유공판 214 정류판 215 카바 배기구 216 송기관

217 산기관 220 중공부선 221 맨홀 230 부구 235 순환발브

236 순환수 급수관 240 외곽방수포 241 침전조격벽 방수포

242 외곽방수포 고정추 243 침전조격벽추 250 환형 침전조

251 경사판부 고속침전장치 260 집수관 270 송수펌프 280 송수관

290 집수조 300 인공습지 310 부구부 가두리틀 320 가두리망

330 방수포 340 화산석 350 방류관 360 수생식물 370 유공관

400 호수 또는 저수지 500 유입하천 600 우수관거 700 방류하천

본 발명은 호수 저수지의 수질보전 및 개선방법과 그 장치에 관한 것으로, 근래에 교외지역의 급속한 시가지화의 확대와 하천의 건천화로 인하여 동일 수역내의 호수 저수지가 급격히 황폐화 되고 있다. 더욱이 이상기후로 인한 국지적 집중호우와 거대 종말하수처리장시설로 인한 하천의 건천화는 호수 저수지 환경을 최악의 상태로 몰아가고 있다.

하천이나 비교적 수심이 얕은 호수나 저수지 등은 자정능력을 보유한다. 그러나 교외의 급속한 시가지화와 인구증가는 자정능력한계를 초과하는 오염물질을 이들 유역에 유입시킴으로 하천이나 호수 저수지등은 수질이 날로 악화되었고, 이에서 발생되는 악취는 주변생활 환경을 극도로 열악하게 만들고 있다.

호수나 저수지는 수심이 깊지않고 넓은 특징이 있어 라군과 비슷하여 자체정화기능이 있으나 유입수의 오염농도가 높아 이를 감당하지 못하고 있는 현실이다.

더욱이 건천화된 하천의 하상이나 농경지 그리고 시가지에 퇴적되어 있던 각 종유해물과 부유물질 그리고 토사가 강우시 일시에 호수나 저수지에 유입되어 침전되면 저수용량이 줄어들고 쓰레기장화 되는등 이유로 물이 부패되어 호수나 저수지 기능마저 상실되기 십상이나 뚜렸한 대책이 없는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 호수나 저수지에 자정작용을 돕는 자연정화공법이 도입되어야할 필요성에 부응하여 다음과 같은 방법을 발명 하였다.

호수나 저수지 하구에 유입수 통제장치를 설치하여 강우초기 일정기간의 우수는 공공수역으로 방류하여 호수나 저수지에 부유물질의 침전과 수질악화를 예방하고 강우후 시간이 지나서 수질이 일정수준에 달하면 호수나 저수용량이 자연소모로 줄어든 만큼 충당시키거나 순환시켜 호수나 저수지의 수질을 보전하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 또다른 목적은 호수나 저수지 수면에 2차 처리시설 즉 부유식 접촉산화시설을 설치하여 5급수 이상의 수질의 유입수를 자체내부에 설치된 시설로 자체 정화하여 호수나 저수지의 수질을 개선하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 또다른 목적은 유기물리 제거된 2차처리수에 잔류하는 질소와 인을 호수면에 부유시킨 인공습지에 송수하여 수서식물로 하여금 흡수처리케 하고 생태연못으로서 경관가치를 제공하고 자연학습장으로 활용토록하는 것을 목적으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기고 한다.

도1은 본 발명에 따른 호수 또는 저수지의 수질 보전 및 개선방법을 개략적으로 나타낸 평면도이고 도2는 이의 단면도이다.

본 발명은 상류에는 유입하천(500), 하류에는 방류하천(700)으로 연결되는 호수 또는 저수지(400)에 있어서, 유입하천(500)의 하구에 유입수통제장치(100)과; 호수 또는 저수지(400)주변을 우회하여 유입수통제장치(100)과 방류하천(700)으로 연결되는 우수관거(600)과 ;

그리고 호수 또는 저수지의 내수면에 부상되는 접촉산화시설(200)과 ; 2차처리수중에 잔류하는 인과 질소를 제거하는 3차처리 공정인 인공습지(300)을 포함하여 시스템을 구성하는 것을 특징으로 한다.

유입수 통제장치(100)은 지상암거(110)과 지하암거(120)으로 구성되며, 지상암거(110)의 바닥슬라브에 낙차공(130)을 설치하고, 지상암거(110)와 연결되어 지상암거 바로밑에 설치되는 지하암거(120)에는 콤프렛샤(140)가 장치되는 기계실(160)과 낙차공(130) 바로 아래에 압축공기튜브(150)을 장치한다.

유입하천(500)에서 유입되는 우수를 이를 통해 지하암거(120)으로 유입시켜 호수 또는 저수지(100)으로 바로 유입시키거나, 또는 호수 또는 저수지의 내수면에 설치된 접촉산화시설(200)에 유입시켜 정화한다.

또는 지상암거(110)은 우수관거(600)과 연결되어 강우 초기의 우수를 방류하천(700)으로 우회시켜 공공수역으로 방류하게도 한다.

이는 낙차공(130)밑에 장치되어 있는 압축공기튜브(150)에 콤퓨레샤를 가동하여 압축공기를 공급하면 압축공기튜브(150)은 팽창하여 낙차공(150)을 폐쇄시켜 우수를 공공수역으로 방류시키고, 배기하면 압축공기튜브(150)은 수축되어 낙차공(130)을 만개시켜 우수를 호수 또는 저수지(400)으로 유입시키는 기능을 수행한다.

우수가 유입되지 않을때에는 접촉산화시설(200)의 순환발브(235)를 열고, 송수펌프(270)을 가동시켜 호수 또는 저수지의 물을 자체 순환시켜 정화 할수도 있다.

접촉산화시설(200)은 중공부선(220)에 상하가 관통된 복수개의 맨홀(221)과 맨홀밑에 현수된 복수개의 접촉여상(210), 송풍기(201), 다기관(202)를 장착시켜 부유시키고, 그 외부에 환상으로 부구(230)을 장치하고 그 밑에 호수 저수지(400)의 바닥지형을 커버할수 있는 충분한 높이의 외곽방수포(240)으로 접촉산화시설(200)의 외곽쉘(shell)을 구성하고 그 밑은 외각방수포고정추(242)로 방수포 끝단을 압밀하여 고정한다.

또는 수심이 깊은 경우에는 바닥면에 방수포를 포설하여 외부와 차단한후 독립된 접촉산화시설(200)으로 활용 할수도 있다.

접촉여상(210)은 그 상하가 망이나 유공판(213)을 구비하여 개방되고, 그 내부에는 충진형 접촉여재(212)를 충진하고, 그 상부에 정류판(214)가 장착된 카바 배기구(215)로 덮고, 밑에는 산기관이 장착된 주상형의 것으로, 중공부선(220)밑에 상술한 접촉여상(210)을 복수개 현수 한다.

접촉여상(210)은 상단 개방면적이 하단 개방면적의 1/2∼1/5이고, 상하가 개방된 주(柱)상 접촉여상의 상하단에 각각 직경3∼10mm 타공판과, 그리그 상단에 정류판(214)을 장치한다.

외곽방수포(240)의 안쪽에 환상후레임의 침전조격벽추(243)을 하부에 장착한 침전조 격벽방수포(241)을 부구(230)에 현수하여 환형침전조(250)을 구성하고 경사판부 고속침전장치(251)을 장치한다.

그리고 수면 부근에 환상의 집수관(260)을 부구(230)에 현수하여 집수조(290)으로 처리수를 유입시키고, 송수펌프(270)로 인공습지(300)으로 송수한다. 미설명부호 280은 송수관이다.

방수포로 외곽쉘(shell)을 수중에 조립식으로 건설함으로써, 대규모 처리시설이 가능하고, 시설형태가 침적형으로 시설이 간단해 지고, 시설규모 내지는 처리용량을 쉽게 변경할수 있고, 공사기간이 짧고, 시설비, 운전비용, 그리고 유지보수 비용이 파격적으로 저렴하고, 관리가 간편하고, 대규모 시설도 공유수면에 용이하게 조립할수 있어 님비현상을 방지할수 있고,, 또 이동성이 커서 활용가치가 매우 높다. 시설의 구조체를 영구적인 철근콘크리트나 철재로 건설하지 않고, 반영구적 용도의 방수포로 구성한 것은, 초기 투자비가 저렴하고, 노후되거나 파손된 부분을 용이하게 부분적으로 수리가 가능하고, 여러면에서 유지관리가 편리하고, 그리고 수역내의 수질이 호전된 후에는 이러한 시설이 필요한 수역으로의 이동을 위해 해체, 조립이 용이하기 때문이다.

인공습지(300)은 부구를 장착한 자유형의 가두리틀(310)에 깊이가 50∼150cm 로 가두리망(320)과 방수포(330)을 포설하고 그 내부에 입경이 3-100mm, 비중이 0.1-0.95인 화산석(340)을 충진한후 그 내부에 유공관(370)을 부설하여 배수가 용이하게 하였으며, 그 위에 수생식물(360)을 식재하여 인공습지(300)을 조성하여 호수 또는 저수지 수면에 부상시키고, 이에 접촉산화시설(200)에서 처리한 2차처리수를 송수펌프(270)으로 송수하여 인공습지(300)의 일단에 공급하고, 타단의 방류관(350)으로 배출케 한다.

하나의 호수 또는 저수지에 인공습지(300)을 복수개 시설할 경우에는 각각의 인공습지(300)을 직열로 연결하여 송수관(280)으로 공급된 물이 차례로 공급되고 마지막 인공습지(300)에서 배수되도록 한다.

방수포(330)으로 인공습지와 호수 또는 저수지(400)의 물이 직접적으로 접촉하는것을 차단하고, 송수펌프(270)으로 급수된것만 인공습지(300)내부의 유공관(370)을 통해 흐르도록 조성되었기 때문에 인공습지(300)을 조성하는 화산석(340) 사이를 통과하는 물에 함유되어 있는 유기물은 이 습지에서 재차 자정작용에 의해 산화되고, 처리되지 않고 남아있는 인과 질소는 식재되어 있는 수생식물(360)에 의해 제거된다. 그리고 인공습지(300)의 형태가 침적형이고, 주 재료가 화산석(340)으로 경량물질이기 때문에 부구부가두리틀(310)의 시설자체의 경량화, 소형화가 가능하다.

접촉산화시설(200)을 중심으로 그 주위에 인공습지(300)군을 배치하고 보교를 설치하여 주민들의 접근통로를 부설하면, 자연학습장이나 생태공원으로 활용할 수가 있다.

상기와 같은 기능을 발휘하는 본 발명은 하천과 호수나 저수지가 만나는 하구에 유입수 통제장치(100)을 설치함으로써, 강우시 유입수 통제장치의 통제하에 초기우수는 배수관거(600)를 통해 공공수역으로 방류하고, 시간이 경과하여 수질이 호전되면 호수나 저수지로 유입시켜 호수나 저수지(400)의 자연손실분을 보충시키기도 하고 초과 유입분은 방류시키기도 하여 수질을 보전시킨다.

상기 유입수통제장치(100)는 지상암거(110)와 지하암거(120)로 구성되는 상하 2층암거로 이루어지며, 지상암거(110)는 우수를 공공수역으로 방류하기 위한 우수관거(600)과 연결되고, 지하암거(120)은 파이프나 기타 수단으로 호수 또는 저수지(400)내의 접촉산화시설(200)로 연결된다.

그리고 유입수를 통제하기 위한 수단으로 지상암거(110)과 지하암거(120)을 설치하고, 그 접합부분인 슬라브에 낙차공(130)을 천공하고, 지하암거(120) 일단에는 콤퓨레샤(140)를 설치하는 기계실(160)과 낙차공(130)을 개페시키기 위해 콤퓨레사(140)와 압축공기튜브(150)을 설치하며, 지상암거(110)은 우수관거(600)으로, 그리고 지하암거(120)은 호수 또는 저수지나, 접촉산화시설(200)으로 연결한다.

근래에 기상이변으로 집중호우가 잦아진 현실하에서 본 발명은 호수 또는 저수지에 강우시 흘러드는 각종 오염물질을 사전에 차단하여 공공수역으로 방류시켜, 호수 또는 저수지의 수질의 급격한 악화를 예방하여 기존의 수질을 보전할수 있도록 하고, 호수 또는 저수지의 내수면에 주로 부구와 방수포로 설치되는 생물학적 처리공법으로 자연정화시설을 조성하여 수질을 개선할수 있게 함으로써, 시설공사 공기단축, 저렴한 시설비와 운전경비, 편리한 유지관리, 생태공원으로의 활용가치, 그리고 친환경적인 교육장으로 활용할수 있는 효과가 있다.

Claims

하천이 호수 또는 저수지에 접하는 하구에, 유압수 통제장치(100)을 설치하되, 지상암거(110)과 지하암거(120)으로 구성하며, 지상암거(110)의 바닥스라브에는 낙차공(130)을 설치하고, 그 아래 지하암거(120)에는 기계실(160)과 압축공기튜브실(170)으로 나누고, 낙차공 밑의 기계실(160)에는 콤프레샤(140), 압축공기튜브(150)을 설치하여 하천수를 구분하여 유입시키는 단계;

호수 또는 저수지(400)의 수면에, 접촉산화시설(200)을 설치하되, 접촉산화시설(200)의 외곽셀(shell)은 환상의 후레임과 부구(230)에 결착된 호수 저수지(400)의 바닥 지형을 커버할 수 있는 충분한 높이의 외곽 방수포(240)으로 차단 벽을 구성하고, 그 밑은 외곽방수포 고정추(242)로 방수포 끝단을 하상에 압밀하여 고정하거나, 또는 방수포를 저면에도 포설하여 탱크를 형성하고, 외곽 방수포(240)의 안쪽에는 하상에서 일정 높이에 위치되도록 길이를 조정한 방수포의 하단에 침전조 격벽추(243)을 장착한 침전조 격벽 방수포(241)을 역시 부구(230)에 현수하여 침전조(250)을 형성하고, 집수관(260)과 경사판부 고속침전장치(251)을 장치하고, 외곽 방수포(240) 바깥쪽에는 집수조(290)과 송수펌프(270)을 장착하고, 수심이 깊을 경우 바닥에도 방수포를 포설하여 외부와 차단시키고, 접촉산화시설(200)의 중앙에는 상,하가 관통된 복수개의 맨홀(221)이 구비된 중공부선(220)의 각각의 맨홀 밑에 접촉 여상(210)을 현수하고, 중공부선(220)의 선상에는 송풍기(201), 다기관(220)을 장착시켜 호수 또는 저수지 물을 2차 처리수로 정화하는 단계;

호수 또는 저수지(400)의 수면에 인공습지(300)을 설치하되, 접촉산화시설(200)에서 2차 처리된 처리수를 공급받을수 있도록 부구를 장착한 자유형의 가두리틀(310)에 가두리망(320)과 그 위에 방수포(230)을 포설하고 그 안에 유공관(370)을 배관하고, 입경이 3~100mm. 비중이 100~950 kg/m³ 인 화산석을 충진하고, 수생식물을 식재하여 3차 처리하는 것을 특징으로 하는 호수 또는 저수지의 수질 보전 및 개선방법.
제1항에 있어서 유입수 통제장치(100)은, 지상암거(110)과 지하암거(120)으로 구성되며, 지상암거(110)의 바닥슬라브에는 낙차공(130)을 설치하고, 그 아래 지하암거(120)에는 기계실(160)과 압출공기튜브실(170)으로 나누고, 낙차공(130)밑의 기계실에는 콤프레사(140), 압축공기튜브(150)을 설치하는 것을 특징으로 하는 호수 또는 저수지의 수질보전 및 개선방법.
제1항에 있어서 접촉산화시설(200)은 외곽셀(shell)은 환상의 후레임과 부구(230)에 결착된 호수 저수지(400)의 바닥지형을 커버할수 있는 충분한 높이의 외곽 방수포(240)으로 차단벽을 구성하고, 그 밑은 외곽 방수포고정추(242)로 방수포 끝단을 하상에 압밀하여 고정하거나 또는 방수포를 저면에도 포설하여 탱크를 형성하고, 외곽 방수포(240)의 안쪽에는 하상에서 일정 높이에 위치 되도록 길이를 조정한 방수포의 하단에 침전조 격벽추(243)을 장착한 침전조 격벽 방수포(241)을 역시 부구(230)에 현수하여 침전조(250)을 형성하고, 집수관(260)과 경사판부 고속침전장치(251)을 장치하고, 외곽 방수포(240) 바깥쪽에는 집수조(290)과 송수펌프(270)을 장착하고, 수심이 깊을 경우 바닥에도 방수포를 포설하여 외부와 차단 시키고, 접촉 산화 시설(200)의 중앙에는 상,하가 관통된 복수개의 맨홀(221)이 구비된 중공부선(220)의 맨홀 밑에 각기 복수개의 접촉여상(210)을 현수하고, 중공부선(220)의 선상에는 송풍기(201), 다기관(202)를 장착시키는 것을 특징으로 하는 호수 또는 저수지의 수질보전 및 개선방법.
제1항에 있어서 인공습지(300)은 부구를 장착한 자유형의 가두리틀(310)에 깊이가 0.5~1.5m의 가두리망(320)과 그 위에 방수포(330)을 포설하고, 그 안에 유공관(370)을 배관하고, 그 위에 화산석을 충진하되 화산석 입경은 3~100mm, 비중은 100~951 kg/m³ 이고, 일단에 배수관(350)을 설치 하는 것을 특징으로 하는 호수 또는 저수지의 수질보전 및 개선 방법.
접촉여상(213)은 상단 카바 배기구(215)의 개방면적이 하단 개방면적의 1/2~1/5 인 상하가 개방된 주상으로, 그 상하단에 각각 직경이 3~10mm 유공판(213)과, 그리고 상단에 정류판(214)를 장치하여서된 것을 특징으로 하는 호수 또는 저수지의 수질보전 및 개선 장치
제5항에 있어서 접촉여상(210)에 충진되는 접촉재(212)는 충진형으로 유동상 접촉여재, 바닥을 절단한 야크르트병, 활성탄, 화산석등인 것을 특징으로 하는 호수 또는 저수지의 수질보전 및 개선장치.