KR100818120B1

KR100818120B1 - 자연형 하천 정화 장치

Info

Publication number: KR100818120B1
Application number: KR20060110890A
Authority: KR
Inventors: 오세정
Original assignee: 오세정
Priority date: 2006-11-10
Filing date: 2006-11-10
Publication date: 2008-04-01

Abstract

본 발명은 자연형 하천 정화 장치에 관한 것으로, 왕겨숯, 황토, 게르마늄, 맥반석 등 정화기능이 있는 물질을 혼합 조성한 여과재를 하천에 설치함과 아울러 폭기기능을 설치하여 하천수의 용존산소량이 증가되도록 함으로써, 하천의 정화능력과 생태계 복원 능력이 향상되도록 하는 것이다.

이러한 본 발명은 하천에 왕겨숯으로 된 왕겨숯여과재와 숯, 황토, 게르마늄, 짚, 맥반석, 소나무를 혼합하여 된 무기물여과재를 설치한 여과대와, 하천 바닥을 웅덩이 형태로 형성하고, 상기 웅덩이 형태의 후방 상측 단부가 내측으로 돌출된 돌출부를 형성하며, 바닥에 무기물여과재와 자갈을 설치한 소지와, 벽체로 되며 가장자리에서 중앙을 향해 돌출된 이물질 유도벽을 전방 상측에 형성하고 전방 하측에 복수개의 통공을 형성하며 전체 벽면에 무기물여과재와 자갈을 접착 형성한 보와, 잡석층 상측에 자갈, 무기물여과재, 다공질 세라믹, 모래가 혼합된 정화층을 형성하고 상기 정화층 상측에 수생식물을 식재하여서 된 식생대와, 상단이 하천의 수위와 동일 또는 다소 낮은 위치가 되도록 하고, 왕겨숯여과재와 무기질여과재를 충진한 식재용 망체를 일정간격으로 설치하며, 둔치와의 경계에 식생용 다공질쎄라믹 블럭으로 되는 무기질블럭층을 설치하고, 식재용 망체와 식재용 망체로 구획된 지면에 수변식물을 식재한 습지대로 됨을 특징으로 한다.

이에 따라 본 발명은 하천수가 정화와 폭기기능을 갖는 각 시설들을 거치며 정화되어 수질 개선과 하천 생태계가 복원되며, 각종 식물들에 의하여 하천 경관이 수려하게 되는 등의 잇점이 있다.

Description

자연형 하천 정화 장치{Natural Type River Purification Apparatus}

도 1은 본 발명에 의한 하천 정화 장치을 도시한 평면 구성도.

도 2는 본 발명에 의한 하천 정화 장치을 도시한 단면 구성도.

도 3은 본 발명에 의한 하천 정화 장치 중 습지대를 도시한 구성도.

도 4는 본 발명에 의한 하천 정화 장치 중 폭포를 도시한 구성도.

도 5는 본 발명에 의한 하천 정화 장치 중 옹벽을 도시한 구성도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 하천 정화 장치 11 : 여과대 12 : 여울

13 : 소지 14 : 돌출부 15 : 보

16 : 이물질 유도벽 17 : 통공 19 : 분수대

20 : 식생대 24 : 습지대 25 : 무기질 블럭층

26 : 식재용 망체 27 : 폭기시설 28 : 견치석

29 : 하천 30 : 왕겨숯여과재 31 : 무기질여과재

32 : 자갈 33 : 옹벽 37 : 무화장치

38 : 폭포 39 : 수변식물 40 : 둔치

본 발명은 자연형 하천 정화 장치에 관한 것으로, 특히 자연 하천의 정화능력을 회복 향상시킴으로써 자연친화적이며 맑고 깨끗한 하천을 조성하도록 하는 자연형 하천 정화 장치에 관한 것이다.

주지된 바와 같이 각종 오염원에 의하여 자연하천이 오염되고 있으며, 이를 극복하기 위해 다양한 하천 복원 기술이 제안된 바 있으며, 이러한 기술들은 대체로 하천에 수생식물 또는 수변식물을 식재하고 콘크리트 보 및 자갈밭 등을 설치하여 자연 정화되도록 하는 것이다.

이러한 시설들이 설치된 하천을 흐르는 하천수가 수생식물 또는 수변식물이 식재된 지역에서 상기 식물들에 의해 정화됨과 아울러 보 및 자갈밭 등을 거치며 폭기되는 효과가 있어 용존 산소량 증가로 정화되는 것이며, 상기 식물들이 식재된 지역에서는 어류의 서식처를 제공하는 효과도 있어 하천생태계가 복원되는 기능을 하는 것이다.

그러나 이러한 정화시설은 상기 시설에 하천수가 오래 머물러야 하천수 정화와 하천 생태계 복원 효과를 기대할 수 있는데, 하천의 하류와 같이 하천수의 유속이 거의 정지된 듯 천천히 흐르는 지역에서는 어느 정도 효과를 나타내지만, 상류나 중류지역에서는 하천수의 유속때문에 효과를 기대하기 어렵고, 극히 일부만 정화 및 생태계 복원 기능을 하는 것이어서 효율이 극히 미미한 문제가 있다.

이와 같은 종래의 문제를 해결하기 위하여 본 발명은 왕겨숯, 황토, 게르마늄, 맥반석 등 정화기능이 있는 물질을 혼합 조성한 여과재를 하천에 설치함과 아울러 폭기기능을 설치하여 하천수의 용존산소량이 증가되도록 함으로써, 하천의 정화능력과 생태계 복원 능력이 향상되도록 하는 자연형 하천의 정화 장치을 제공함에 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 하천에 왕겨숯으로 된 왕겨숯여과재와 숯, 황토,고령토, 게르마늄, 짚, 맥반석, 소나무를 혼합하여 된 무기물여과재를 설치한 여과대와, 하천 바닥을 웅덩이 형태로 형성하고, 상기 웅덩이 형태의 후방 상측 단부가 내측으로 돌출된 돌출부를 형성하며, 왕겨숯여과재와 무기물여과재, 자갈, 자갈보다 크기가 큰 돌을 설치한 소지와, 벽체로 되며 가장자리에서 중앙을 향해 돌출된 이물질 유도벽을 전방 상측에 형성하고 전방 하측에 복수개의 통공을 형성하며 전체 벽면에 무기물여과재와 자갈과 돌을 접착 형성한 보와, 잡석층 상측에 자갈, 무기물여과재, 다공질 세라믹, 모래가 혼합된 정화층을 형성하고 상기 정화층 상측에 수생식물을 식재하여서 된 식생대와, 상단이 하천의 수위와 동일 또는 다소 낮은 위치가 되도록 하고, 왕겨숯여과재와 무기질여과재를 충진한 식재용 망체를 일정간격으로 설치하며, 둔치와의 경계에 식생용 다공질쎄라믹 블럭으로 되는 무기질블럭층을 설치하고, 식재용 망체와 식재용 망체로 구획된 지면에 수변식물을 식재한 습지대로 됨을 특징으로 한다.

아울러 본 발명은 상기 보의 통공에 왕겨숯여과재와 무기물여과재를 삽입 설치하여 됨을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 하천 정화 장치을 도시한 평면 구성도이고, 도 2는 본 발명에 의한 하천 정화 장치을 도시한 단면 구성도이다.

본 발명은 여과대(11), 여울(12), 소지(13), 보(15), 분수대(19), 식생대(20) 및 습지대(24), 폭기시설(27) 등을 하천(29)의 환경이나 조건에 적합하게 시공하여 하천 정화 장치(10)을 구비하는 것으로, 상기 여과대(11)는 왕겨숯을 고형화 하여 된 왕겨숯여과재(30) 다수개와 숯, 황토, 게르마늄, 짚, 맥반석, 소나무를 혼합한 무기물여과재(31) 다수개를 하천(29)의 바닥에 설치하여서 하천수가 상기 여과대(11)를 통과하며 정화되도록 한다.

아울러 여과대(11) 후방에 크기가 서로 다른 무기물여과재(31)와 자갈(32) 및 자갈(32)보다 그 크기가 큰 돌을 복수개 설치하되, 그 높이가 서로 다르게 되도록 하여 여울(12)을 설치하는 것이며, 이러한 여울(12)은 폭기기능과 정화기능을 갖게 된다.

또한, 여울(12)의 후방 바닥이 웅덩이 형태로 되는 소지(13)를 형성하되, 상기 웅덩이 형태로 된 소지(13)의 후방 상측 단부가 내측으로 돌출된 돌출부(14)를 형성하여 하천수의 흐름이 지연되도록 하며, 상기 소지(13)의 바닥에 무기물여과 재(31)와 자갈(32), 자갈보다 큰 돌 등을 설치하여 정화기능을 갖도록 하고, 상기 소지(13)의 후방에 벽체로 되며 가장자리에서 중앙으로 향할 수록 점차 돌출되는 이물질 유도벽(16)과 전방 하측에 복수개의 통공(17)이 형성되며, 전체 벽면에 왕겨숯여과재(30), 무기물여과재(31), 자갈, 자갈보다 크기가 큰 돌 등을 부착하여 시공하거나 또는 왕겨숯여과재(30)와 무기물여과재(31)를 코팅 접착시킨 코팅접착층(18)을 형성한다.

아울러 보(15)의 후방에 폭기기능을 갖는 분수대(19)를 설치하고, 상기 분수대(19)의 후방에 식생대(20)를 설치하되, 상기 식생대(20)는 하천(29) 바닥에 잡석층(21)을 형성하고, 상기 잡석층(21) 상측에 자갈(32), 무기물여과재(31), 모래 등이 혼합된 정화층(22)을 형성하며, 상기 정화층(22) 상측에 수생식물(23)을 식재하여서 된다.

또한, 식생대(20)가 설치된 지역의 하천변에 습지대(24)를 설치하는데, 상기 습지대(24)는 첨부한 도면 도 3으로 도시한 바와 같이 상단이 하천(29)의 수위와 동일 또는 다소 낮은 위치가 되어 항상 하천수가 머물 수 있도록 하고, 왕겨숯여과재(30)와 무기질여과재(31)가 충진된 식재용 망체(26)를 일정간격으로 설치하며, 둔치(40)와의 경계에 식생용쎄라믹 블럭으로 되는 무기질블럭층(25)을 설치함과 아울러, 식재용 망체(26)와 식재용 망체(26)로 구획된 지면에 수변식물(39)을 식재하여 된다.

이와 함께 본 발명은 상기 식생대(20)의 후방 바닥에 일정 간격으로 견치석(28)을 설치하고, 상기 견치석(28) 사이에 자갈(32)과 무기물여과재(31)를 혼합 설치하된 폭기시설(27)을 설치하되, 상기 폭기시설(27)은 상류에서 하류로 갈 수록 하향 경사지게 설치하며, 상기 폭기시설(27)의 후방 바닥에 왕겨숯여과재(30)와 무기물여과재(31)를 설치한 2차 정화시설(29)을 구비하고, 이러한 시설들이 설치된 전체 구간의 하천변에 수변식물(39)을 식재하여서 구성한다.

이와 같이 구성된 본 발명은 하천수가 먼저, 여과대(11)를 거치며 왕겨숯여과재(30), 무기물여과재(31) 등에 의하여 정화되어 여울(12)로 흐르게 되고, 상기 여울(12)에서 무기물여과재(31)에 의하여 재차 정화됨은 물론, 자갈(32)과 자갈보다 큰 돌 등에 부딪치며 폭기기능으로 용존 산소량이 증가되어 정화기능이 더욱 향상되는 것이며, 상기 왕겨숯여과재(30)는 왕겨를 약 650℃ 내지 850℃에서 3시간 가량 탄화시킨 왕겨숯을 이용함이 바람직하다.

아울러 여과대(11)와 여울(12)을 통과하며 정화된 하천수는 소지(13)에 이르게 되는데, 상기 소지(13)는 웅덩이 형태인 것에 더하여 돌출부(14)를 형성한 것이므로 하천수의 흐름이 완화 지연된다. 따라서 하천수가 소지(13)에 오래 머물게 되고, 그 결과 소지(13) 바닥에 설치된 무기물여과재(31)에 의하여 다시 정화되는 것이고, 하천수에 포함된 이물질들은 소지(13) 바닥으로 침전되는 것이다.

그러므로 소지(13)를 통과한 하천수는 더욱 깨끗하게 정화되어 흐르게 되는 것이다.

또한, 소지(13)를 통과한 하천수는 보(15)에 의하여 그 흐름이 막히게 되어 상기 보(15) 전방에 머물게 되는데, 이곳에서 왕겨숯여과재(30), 무기물여과재(31)에 의하여 재차 정화되며, 정화된 하천수 일부는 통공(17)을 통하여 보(15) 후방으 로 흘러가고 일부는 보(15) 상단을 넘어 흘러가게 된다.

이때, 상기 보(15)에 설치된 왕겨숯여과재(30), 무기물여과재(31), 자갈, 자갈보다 큰 돌 등은 폭기기능도 함께 가져 하천수의 용존 산소량을 증가시킨다.

아울러 상기 통공(17)은 하천(29)에 서식하는 어류가 통과하는 어도의 기능도 함께 갖는 것이며, 하천수가 상기 보(15)의 전방에서 오래 머물게 되므로 이곳에서 다시한번 이물질들이 침전되고, 하천수의 표면에 부유되는 이물질들은 이물질 유도벽(16)에 의하여 보(15)의 가장자리로 안내 이동된다.

이러한 기능을 갖는 보(15)는 상술한 바와 같이 벽체로 구성하는 외에 황토를 구워 만든 쎄라믹 통체 복수개를 구비하고, 그 내부에 무기물여과재(31)와 자갈 등을 채워 하천(29)에 배열 설치하거나 또는 복수개의 망체 내부에 무기물여과재(31)와 자갈 등을 채운 후 이를 하천(29)에 배열 설치하여서 구성할 수도 있다.

한편, 이와 같이 하여 보(15)를 통과한 하천수는 분수대(19)에 이르게되고, 상기 분수대(19)의 폭기기능에 의하여 용존 산소량이 더욱 증가된 상태로 식생대(20)와 습지대(24)에 이르러 다시 정화되며, 이어서 폭기시설(27)로 흐르게 된다.

즉, 하천수는 식생대(20) 및 습지대(24)에 식재된 수생식물(23)과 수변식물(39)에 의해 하천수가 정화됨과 아울러, 상기 식생대(20)의 바닥면에 설치된 정화층(22) 및 습지대(24)의 식재용 망체(26) 내부에 채워진 무기물여과재(31)에 의하여 정화되는 것이고, 상기 식생대(20)와 습지대(24)는 어류의 서식처를 제공하여 하천 생태계를 복원하며, 아울러 습지대(24)는 식재용 망체(26)로 다단 구획하고, 각 구획별로 서로 다른 종류의 수변식물을 식재하여 자연학습장으로 활용할 수 있다.

또한, 상기 식생대(20)와 습지대(24)를 통과한 하천수는 폭기시설(27)의 견치석(28)과 자갈(32) 및 무기물여과재(31) 등에 부딪치며 폭기되어 용존 산소량이 증가되고, 이어서 다시 한번 여과대(11)를 거치며 왕겨숯여과재(30) 및 무기물여과재(31)에 의하여 정화된 후 배출되는 것이다.

한편, 본 발명은 첨부한 도면 도 4로 도시한 바와 같이 상기 시설들이 설치된 구간의 하천변의 어느 일측에 옹벽(33)을 형성하고, 상기 옹벽(33) 표면에 무기물여과재(31)로 되는 코팅층(34)을 형성하며, 하천수가 옹벽(33) 상단에서 바닥으로 떨어지도록 상기 하천수를 옹벽(33) 상단으로 공급하는 펌프(36)와, 바닥에 모래, 자갈(32), 왕겨숯여과재(30), 무기질여과재(31)를 설치하고, 하측에 하천수를 미세입자로 분무하는 무화장치(37)를 형성한 폭포(38)를 설치할 수 있으며, 이는 폭포(28)가 갖는 폭기기능으로 하천수의 용존 산소량을 증가시키고 하천 경관을 수려하게 함은 물론, 바닥에 설치한 모래, 자갈(32), 왕겨숯여과재(30), 무기질여과재(31) 등에 의하여 정화기능이 더욱 향상되도록 하기 위한 것이다.

또한, 첨부한 도면 도 5로 도시한 바와 같이 상기 시설들이 설치된 구간의 하천변의 어느 일측에 옹벽(33)을 설치하고, 상기 옹벽(33) 표면에 무기물여과재(31)로 되는 코팅층(34)을 형성하며, 옹벽(33) 상단에 덩쿨식물(35)을 식재하여 하천변을 조성할 수도 있는데, 이는 도 4로 도시한 다른 실시예에서와 같이 하천의 경관을 수려하게 하고, 무기물여과재(31) 코팅층(34)에 의하여 정화기능이 더욱 개 선되도록 하기 위한 것이다.

또한, 첨부한 도면 도 6은 본 발명에 의한 보(15)의 다른 실시예를 도시한 것으로, 상기 보(15)의 통공(17)에 왕겨숯여과재(30)와 무기물여과재(31)를 채워 설치함으로써, 통공(17)을 통해 흐르는 하천수가 재차 여과되도록 한다. 아울러 상기 통공(17)의 입구와 출구에 각각 금속 또는 비금속 망이나 메쉬를 설치할 수도 있다.

이러한 본 발명은 하천의 조건이나 환경에 따라 상기 각 시설들의 설치 순서를 변경할 수 있는 것이며, 기존에 설치된 보(15)나 옹벽(33) 등은 본원 발명과 같이 새로 시공하거나 개량할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명은 다수의 정화기능을 갖는 시설과 폭기기능을 갖는 시설 및 침전시설을 연이어 설치함으로써, 모든 시설을 통과한 하천수는 완전 정화되어 배출되는 것이고, 그러므로 하천수의 유속이 비교적 빠른 상류나 중류지역에서도 우수한 정화효과를 갖는다.

또한, 식생대와 습지대 및 보의 통공 등 어류의 활동과 서식환경을 양호하게 제공하는 시설에 의하여 하천생태계가 복원 향상되며, 수생식물, 수변식물, 덩쿨식물, 폭포 등에 의하여 하천의 경관이 수려해짐은 물론, 우수한 자연학습장을 제공하는 등의 유용한 효과가 있다.

Claims

하천(39)에 수생식물(23)과 수변식물(32)을 식재하고 하천(39) 바닥에 자갈(32)을 시설하여 하천수가 정화되도록 하는 공지의 하천 정화 시설에 있어서,

왕겨숯으로 된 왕겨숯여과재(30)와 숯, 황토, 고령토, 게르마늄, 짚, 맥반석, 소나무를 혼합하여 된 무기물여과재(31)를 설치한 여과대(11)와,

하천(29) 바닥을 웅덩이 형태로 형성하고, 상기 웅덩이 형태의 후방 상측 단부가 내측으로 돌출된 돌출부(14)를 형성하며, 바닥에 무기물여과재(31)와 자갈(32)을 설치한 소지(13)와,

벽체로 되며 가장자리에서 중앙을 향해 돌출된 이물질 유도벽(16)을 전방 상측에 형성하고 전방 하측에 복수개의 통공(17)을 형성하며 전체 벽면에 왕겨숯여과재(30)와 무기물여과재(31), 자갈(32)을 시공 형성한 보(15)와,

잡석층(21) 상측에 자갈(32), 무기물여과재(31), 다공질 세라믹, 모래가 혼합된 정화층(22)을 형성하고 상기 정화층(22) 상측에 수생식물(23)을 식재하여서 된 식생대(20)와,

상단이 하천(39)의 수위와 동일 또는 다소 낮은 위치가 되도록 하고, 왕겨숯여과재(30)와 무기질여과재(31)를 충진한 식재용 망체(26)를 일정간격으로 설치하며, 둔치(39)와의 경계에 식생용 다공질쎄라믹 블럭으로 되는 무기질블럭층(25)을 설치하고, 식재용 망체(26)와 식재용 망체(26)로 구획된 지면에 수변식물(32)을 식재한 습지대(24)로 구성됨을 특징으로 하는 자연형 하천 정화 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 보(15)의 통공(17)에 왕겨숯여과재(30)와 무기물여과재(31)를 삽입 설치하여 됨을 특징으로 하는 자연형 하천 정화 장치.