KR100976262B1

KR100976262B1 - 바이오 세라믹 담체를 이용한 호소 또는 하천의 생태복원 및 비점오염 방지를 위한 지중정화장치 및 시스템

Info

Publication number: KR100976262B1
Application number: KR1020100004944A
Authority: KR
Inventors: 윤무경
Original assignee: (주)그린존
Priority date: 2010-01-19
Filing date: 2010-01-19
Publication date: 2010-08-18

Abstract

본 발명은 호소, 하천의 생태복원을 위한 비점오염방지 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 세라믹 담체를 이용하여 비점오염 물질이 수계에 도달하기 전에 정화함으로써 호소 및 하천의 녹조를 방지하고 생태계를 복원시킬 수 있는 비점오염 처리를 위한 지중 정화 장치에 관한 것이다.
이에 따른, 본 발명은 하천, 호소, 연못, 습지, 도로, 내만 등에 적용될 수 있는 물리, 화학, 생물학적 복합공정으로 수량, 농도, 온도 및 pH와 같은 환경 변화에 영향을 받지 않아 안정된 처리수질을 유지하는 효과가 있고, 구조가 간단하여 토양의 조건이나 환경에 관계없이 장소의 특성에 따라 적절하게 적용될 수 있으며, 유지관리가 최소화되어 경제적이고 토양생물 및 식물을 이용하기 때문에 안전하고 자원순환이 가능하다.

Description

바이오 세라믹 담체를 이용한 호소 또는 하천의 생태복원 및 비점오염 방지를 위한 지중정화장치 및 시스템{Subterranean purification equipment and system using bio-ceramic media for prevention of nonpoint pollution and ecological restoration of lake or river}

본 발명은 호소, 하천의 생태복원을 위한 비점오염방지 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 바이오 세라믹 담체를 이용하여 비점오염 물질이 수계에 도달하기 전에 정화함으로써 호소 및 하천의 녹조를 방지하고 생태계를 원천적으로 복원시킬 수 있는 비점오염 처리를 위한 지중 정화 장치에 관한 것이다.

산업 활동이 증대됨에 따라 다양하고 불특정한 비점오염 물질이 도시지역, 산지, 농지, 도로 등의 넓은 면적에 걸쳐 일시에 대량으로 발생된 후, 강우나 해빙에 의해 하천수계나 호소 등에 유입됨으로써 수생태계에 큰 악영향을 주고 있다. 이렇게 대량 유입된 유기물은 인산인과 중금속(HC, AOx 등), COD의 농도가 높으며 인(P)과 같은 영양물질은 환경수역의 부영양화에 큰 영향을 미친다. 특히, 유역면적이 넓고 수심이 얕은 정체성 호소, 하천, 연못 등은 자연적인 부영양화와 함께 인위적 부영양화가 가중되어 생태적, 시각적, 위생적, 경제적인 피해가 발생되고 있다.

이러한 비점오염원이 수계에 미치는 영향은 BOD 기준 약 37％에 이르며 대책이 없을 경우 약 43％까지 증가될 것으로 예측되고 있다.

상기와 같이 다양하고 복잡한 비점오염물질을 저감시켜 호소 및 하천을 원상회복시키기 위해서는 비점오염물질이 수계에 도달하기 전에 사전 차단하거나 제거할 수 있는 생태 시스템의 개발이 요구되고 있는 실정인데, 지금까지는 주로 하상의 준설, 암석, 인공섬, 인공습지, 식생정화, 동력을 이용한 직접정화법 등을 적용하고 있으나 그 효과는 미미하여 현재 마땅히 적용할만한 기술적 발전은 이루어지지 않고 있는 실정이다.

본 발명은 상기의 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 비점오염 물질이 수계에 도달 전에 차단하여 녹조발생 인자인 영양염(N, P) 및 다양한 비점유기오염물질을 제거할 수 있는 생태하천 및 호소 복원 장치를 개발하여 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 침전분배조 본체의 일측에 구비되어 우수가 유입될 수 있는 제 1 유입구; 침전분배조 본체의 타측에 구비되어 1차 정화된 우수가 배출될 수 있는 제 1 배출구; 침전분배조 본체의 내부에 구비된 거치틀에 거치되어 안착되도록 설치되어 유동성 담체를 수용하고 상기 제 1 배출구에 연결되는 것으로 망상 구조를 갖는 유동성 담체 수용부; 상기 유동성 담체의 상부에 적층되는 통기성 배양토; 침전분배조 본체의 일측에 구비되어 우수가 과다하게 유입될 경우 이를 우회시켜 외부로 방출할 수 있는 바이패스구; 침전분배조 본체의 내부 상태를 점검할 수 있는 것으로 우수도 직접 유입될 수 있는 본체의 상부에 구비되고 제 1 점검구; 를 포함하는 유입된 우수로부터 협잡물을 침전시켜 거른 후 1차 정화시켜 배출하는 침전분배조와, 상기 침전분배조에서 1차 정화된 우수를 유입할 수 있도록 지중정화관 본체 일측에 구비되어 상기 침전분배조와 연결되는 제 2 유입구; 지중정화관 본체 타측에 구비되어 2차 정화된 우수가 배출될 수 있게 하는 제 2 배출구; 상기 제 2 유입구로부터 상기 제 2 배출구의 방향으로 직경이 점차 작아지도록 지중정화관 본체의 내부에 충진되는 세라믹 담체; 상기 세라믹 담체의 상부 중 지중정화관 점검용 부재가 설치되어 있지 않은 나머지 부분에 적층되는 통기성 배양토; 를 포함하는 지중정화관 및, 상기 지중정화관 내부의 상태를 관찰할 수 있도록 지중정화관 본체의 내부에 구비된 거치틀에 거치되어 안착되도록 설치되고, 망상 구조를 갖는 지중정화관 점검용 부재 본체; 상기 지중정화관 점검용 부재의 본체를 들어 올릴 수 있도록 상기 지중정화관 점검용 부재 본체의 상부에 부착되어 있는 손잡이; 상기 지중정화관 점검용 부재 본체의 내부에 충진되는 유동성 담체; 상기 지중정화관 점검용 부재 본체의 내부에 충진되는 유동성 담체의 상부에 적층되는 통기성 배양토;를 포함하는 지중정화관 점검용 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 비점오염 처리를 위한 지중 정화 장치를 제공한다.

본 발명은 바이오 세라믹 담체를 충전한 지중정화관과 토양생물을 이용한 물리화학생물공학적 복합처리 공정으로 하천, 호소, 연못, 습지, 도로, 내만 등에 적용될 수 있는데, 수량, 농도, 온도 및 pH와 같은 환경변화에 영향을 받지 않아 안정된 처리 수질을 유지하는 효과가 있고, 특히 녹조방지 및 난분해성 유기오염물질 제거효과, 탁도 개선효과, 슬러지 저감효과에 의한 수역오염 예방효과가 있으며 2차 오염이 없어 각종 용수로 재활용이 가능하고, 구조가 간단하여 토양의 조건이나 환경에 관계없이 적용될 수 있고, 유지관리가 최소화되어 경제적이며, 주변 환경을 훼손하지 않아 친환경적인 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 비점오염 처리를 위한 지중 정화 장치 구성도
도 2는 본 발명에 따른 침전분배조 본체 구성도
도 3은 본 발명에 따른 제 1 배출구의 우수 흐름 예시도
도 4는 본 발명에 따른 지중정화관의 F와 F'면의 종 단면도
도 5는 본 발명에 따른 지중정화관 점검용 부재 사시도
도 6 내지 도 9는 본 발명에 따른 하천수 수질 정화 분석 결과를 보여주는 그래프이다.

이하, 본 발명의 최적 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 그 구성 및 작용을 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 비점오염 처리를 위한 지중 정화 장치 구성도로서, 침전분배조(100)와, 지중정화관(200)으로 이루어진다.

상기 침전분배조(100)는 침전분배조 본체(110)의 일측에 구비되어 우수가 유입될 수 있는 제 1 유입구(120)와, 침전분배조 본체(110)의 타측에 구비되어 1차 정화된 우수가 배출될 수 있는 제 1 배출구(130)와, 침전분배조 본체(110)의 내부에 구비된 거치틀에 거치되어 안착되도록 설치되어 유동성 담체(150)를 수용하고 상기 제 1 배출구(130)에 연결된 것으로 망상구조를 갖는 유동성 담체 수용부(140)와, 상기 유동성 담체(150)의 상부에 적층되는 통기성 배양토(160a)와, 침전분배조 본체(110)의 일측에 구비되어 우수가 과다하게 유입될 경우 이를 우회시켜 외부로 방출할 수 있는 바이패스구(170)와, 침전분배조 본체(110)의 내부 상태를 점검할 수 있는 것으로 우수도 직접 유입될 수 있는 본체(110)의 상부에 구비되는 제 1 점검구(180)를 포함하여 유입된 우수로부터 협잡물을 침전시켜 거른 후 1차 정화시켜 배출하는데, 상기 침전분배조(100)에 포함된 구성요소를 상세하게 설명하면 하기와 같다.

상기 침전분배조 본체(110)는 도 2에 도시된 바와 같이 제 1 유입구(120)를 구비하고, 제 1 점검구(180)를 통하여 점검되며, 유동성 담체 수용부(140)를 포함한다. 이때, 상기 침전분배조 본체(110)는 도 2에 도시된 A' 부분과 같이 슬러지가 적층될 수 있는 공간이 형성되는 것이 좋다. 더욱이 상기 제 1 점검구(180)는 퇴적물이 쌓인 경우에 준설을 위한 입구로 사용될 수도 있다.

상기 제 1 유입구(120)는 침전분배조 본체(110)의 일측에 구비되어 우수가 유입된다.

상기 제 1 배출구(130)는 침전분배조 본체(110)의 타측에 구비되어 1차 정화된 우수가 배출된다. 즉, 상기 유동성 담체(150)를 수용하는 유동성 담체 수용부(140)를 통과함으로써 1차 정화된 우수가 상기 지중정화관(200)으로 배출된다. 특히, 상기 제 1 배출구(130)는 바이패스구(170)의 하단에 위치하고, 우수가 배출되는 제 1 배출관(131)과, 상기 제 1 배출관(131) 상부에 직경이 제 1 배출관(131)보다 작게 구비되며 우수를 제 1 배출관(131)에 유입시키는 제 2 배출관(132)과, 상기 제 1 배출관(131)과 연장되게 형성되어 우수가 배출되는 제 3 배출관(133); 및 상기 제 1 배출관(131)까지 우수가 차면 제 3 배출관(133)으로 배출되게 하고 상기 제 2 배출관(132)까지 우수가 차면 제 3 배출관(133)으로 배출되는 우수를 차단하는 통공이 구비된 차단부재(134)로 이루어진다.

상기 제 1 배출관 내지 제 3 배출관(131, 132, 133)과 차단부재(134)의 작용을 도 3과 함께 설명하면 다음과 같다.

제 1 배출관(131)까지 우수가 차면 차단부재(134)는 제 1 배출관(131)에 유입된 우수가 제 3 배출관(133)까지 무난히 배출되도록 개방되고, 제 2 배출관(132)까지 우수가 차면 차단부재(134)는 유입된 우수가 제 3 배출관(133)으로 배출되지 못하도록 닫힌다. 이때, 상기 차단부재(134)가 닫히기 위해서는 제 1 배출관(131)의 직경보다 제 2 배출관(132)의 직경이 작게 구성되어야 하는데, 이로 말미암아 제 2 배출관(132)을 통과하는 우수의 유속이 제 1 배출관(131)을 통과하는 우수의 유속보다 빨라져 차단부재가 닫힐 수 있기 때문이다. 이때, 상기 차단부재(134)는 토션스프링 체크벨브인 것이 바람직하다.

한편, 상기 차단부재(134)가 닫히고 우수가 침전분배조에 계속 유입되면, 수위는 점차 상승하는데, 수위가 계속 상승하다가 바이패스구(170)가 설치된 위치에 다다르면 우수는 바이패스구(170)를 통해 배출된다.

한편, 지중 정화 장치의 재가동을 위해 닫힌 차단부재(134)를 다시 열 필요가 있는데, 차단부재(134)에 구비된 통공을 통해 우수가 소량이나마 제 3 배출관(133)으로 배출되기 때문에 침전분배조(100)의 수위는 계속 낮아지고 종국에 제 2 배출관(132)의 설치 높이 이하로 내려가게 된다. 이렇게 침전분배조(100)의 수위가 제 2 배출관(132)의 설치 높이보다 낮아지면 차단부재(134)는 다시 열려 제 1 배출관(131) 및 제 3 배출관(133)을 통해 우수가 배출되고 지중 정화 장치는 정상적으로 재가동된다.

상기 침전분배조 본체(110)는 유동성 담체(150)를 수용하고 상기 제 1 배출구(130)에 연결되는 것으로 망상 구조를 갖는 유동성 담체 수용부(140)를 포함한다.

상기 유동성 담체 수용부(140)는 침전분배조 본체(110)의 내부에 구비된 거치틀에 거치되어 안착되는데, 유동성 담체(150)를 수용하고 제 1 배출구(130)에 연결되는 것으로 망상구조를 갖는다. 유동성 담체(150)는 유동성 담체 수용부(140) 내에서 부유하고 있는 상태로, 일 예로 실리카담체, 구형담체, 펠렛형담체 등이 있다.

유동성 담체(150)의 소재로는 부유 가능한 소재라면 특정의 것으로 한정되는 것은 아니고, 세라믹 소재 등도 사용될 수 있다.

상기 유동성 담체(150)의 상부에는 통기성 배양토(160a)가 적층되는데, 식물이 식재될 수 있다. 이때, 바람직하게 유동성 담체(150)와 통기성 배양토(160a) 사이에 배양토가 유동성 담체로 소실되는 것을 막을 수 있는 배양토 소실 차단부재(300)가 별도로 구비되어 있는 것이 좋은데, 이로부터 배양토가 담체로 소실되는 것을 막을 수 있다. 배양토 소실 차단부재(300)로는 배양토가 새어 나가지 않는 것이라면 특정의 소재에 국한되지 않고 사용할 수 있으나, 일 예로는 PE 망 등을 사용할 수 있다.

상기 침전분배조 본체(110)에는 제 1 점검구(180)가 구비되는데, 제 1 점검구(180)는 침전분배조 본체(110)의 내부 상태를 점검할 수 있는 것으로 우수도 이를 통해 직접 유입될 수 있는데, 본체(110)의 상부에 구비된다. 제 1 점검구(180)는 일 예로 스틸 그레이팅 뚜껑과 같이 설계되어 우수가 유입되는데, 사람의 출입 가능한 정도의 크기로 형성되어, 진공흡입차량 또는 사람이 들어가 도 2의 A' 부분에 쌓인 협잡물을 제거할 수도 있다.

한편, 본 발명의 비점오염 처리를 위한 지중 정화 장치에서 지중정화관(200)은 상기 침전분배조(110)에서 1차 정화된 우수를 유입할 수 있도록 지중정화관 본체(210) 일측에 구비되어 상기 침전분배조(100)와 연결되는 제 2 유입구(220)와, 지중정화관 본체(210) 타측에 구비되어 2차 정화된 우수가 배출될 수 있게 하는 제 2 배출구(230)와, 상기 제 2 유입구(220)로부터 상기 제 2 배출구(230)의 방향으로 직경이 점차 작아지도록 지중정화관 본체(210)의 내부에 충진되는 세라믹 담체(240)와, 상기 세라믹 담체(240)의 상부 중 지중정화관 점검용 부재(250)가 설치되어 있지 않은 나머지 부분에 적층되는 통기성 배양토(160c)를 포함하는데, 상기 지중정화관(200)에 포함된 구성요소를 하기에서 상세하게 설명한다.

상기 지중정화관 본체(210)는 도 4에 도시된 바와 같이 세라믹 담체(240)가 충진되고 그 상부에 통기성 배양토(160c)가 적층되는데, 지중정화관 본체(210)의 재질은 PE 플륨관, 콘크리트 및 점질토사 중 하나일 수 있다.

상기 지중정화관 본체(210)에 구비되는 제 2 유입구(220)는 상기 침전분배조(100)에서 1차 정화된 우수를 유입할 수 있도록 지중정화관 본체(210) 일측에 구비되어 상기 침전분배조(100)와 연결된다.

상기 지중정화관 본체(210)에 구비되는 제 2 배출구(230)는 지중정화관 본체(210) 타측에 구비되어 2차 정화된 우수가 배출된다.

상기 지중정화관 본체에 구비되는 세라믹 담체(240)는 제 2 유입구(220)로부터 상기 제 2 배출구(230)의 방향으로 직경이 점차 작아지도록 지중정화관 본체(210)의 내부에 충진된다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이, A 부분에는 직경이 30㎜인 세라믹 담체가 충진되고, B 부분에는 직경이 20mm인 세라믹 담체가 충진되며, C 부분에는 직경이 10mm인 세라믹 담체가 충진될 수 있다. 지중정화관 내에 다공질 담체의 크기를 달리하여 순차적으로 충전된 세라믹 담체에는 유입수 중의 흡착질 분자들이 수평이동하면서 흡착되는데, 이를 통해 탁도가 개선된다. 이때, 바람직하게 세라믹 담체(240)와 통기성 배양토(160c) 사이에 배양토가 담체로 소실되는 것을 막을 수 있는 배양토 소실 차단부재(300)가 별도로 구비되어 있는 것이 좋은데, 이로부터 배양토가 담체로 소실되는 것을 막을 수 있다. 배양토 소실 차단부재(300)로는 배양토가 새어 나가지 않는 것이라면 특정의 소재에 국한되지 않고 사용할 수 있으나, 일 예로는 PE 망 등을 사용할 수 있다.

상기 통기성 배양토(160c)는 세라믹 담체(240)의 상부 중 지중정화관 점검용 부재(250)가 설치되어 있지 않은 나머지 부분에 적층되는데, 통기성 배양토는 이토로 구성된 단립구조로 공극이 많아 토양생물 및 토착미생물의 배양과 증식이 활성화되는 서식처가 되고, 복류수 정화처리장의 역할로서 외부 기온 등의 영향을 받지 않아 생태공학적인 생산, 분해, 흡수, 정화 과정이 이루어진다. 통기성 배양토에 서식하는 토착유용미생물(EMOS)은 세라믹 담체에 지속적으로 공급되어 고착 및 성장되고, 유기오염물질을 분해하며, 오염물질을 생물여과(Biological Aerated Filtration)시켜 제거하고, 여재의 공극 및 여재 층에 쌓인 슬러지를 섭취하여 제거한다.

통기성 배양토에는 식물이 식재될 수 있는데, 식물의 뿌리근원지역(Root Zone)은 다종 다량의 미생물군이 부착되어 유기물질의 분해를 촉진하며, 유기물 분해를 통해 생성된 영양염류(N, P)는 식물의 영양원으로 흡수되고, 이와 함께 잔류 중금속까지도 흡수되어 제거된다.

한편, 본 발명의 비점오염 처리를 위한 지중 정화 장치에서 지중정화관 점검용 부재(250)는 상기 지중정화관(200) 내부의 상태를 관찰할 수 있도록 지중정화관 본체(210)의 내부에 구비된 거치틀에 거치되어 안착되도록 설치되고, 망상 구조를 갖는 지중정화관 점검용 부재 본체(251); 상기 지중정화관 점검용 부재의 본체(251)를 들어 올릴 수 있도록 상기 지중정화관 점검용 부재 본체(251)의 상부에 부착되어 있는 손잡이(252); 상기 지중정화관 점검용 부재 본체(251)의 내부에 충진되는 유동성 담체(150); 상기 지중정화관 점검용 부재 본체(251)의 내부에 충진되는 유동성 담체(150)의 상부에 적층되는 통기성 배양토(160b);를 포함하는 지중정화관 점검용 부재를 포함하는데, 상기 지중정화관 점검용 부재(250)에 포함된 구성요소를 하기에서 상세하게 설명한다.

상기 지중정화관 점검용 부재 본체(251)는 상기 지중정화관(200) 내부의 상태를 관찰할 수 있도록 지중정화관 본체(210)의 내부에 구비된 거치틀에 거치되도록 설치되고, 망상 구조를 갖는다. 지중정화관 점검용 부재 본체(251)는 지중정화관(200) 내부에 구비된 거치틀에 거치되는데, 지중정화관(200)의 내부에는 거치틀(280)이 구비되어 있어 지중정화관 점검용 부재 본체(251)는 거치틀(280)에 안착한다. 거치틀(280)의 하부와 지중정화관(200)의 바닥 사이에는 잉여 공간(B')이 형성되는데, 이 잉여공간에는 슬러지들이 침전된다. 상기와 같은 기능을 하는 지중정화관 점검용 부재(250)는 바람직하게 지중정화관(200) 내에 세라믹 담체(240)들 사이에 일정간격으로 연속 설치할 수도 있으며 침전된 슬러지를 인발함으로써 지중정화관의 막힘 현상을 방지하여 지속가능한 안정된 처리효율을 유지할 수 있다.

상기 지중정화관 점검용 부재 본체(251)의 상부에는 손잡이(252)가 부착되어 있는데 상기 지중정화관 점검용 부재의 본체(251)를 들어 올릴 수 있고, 이를 통해 지중정화관 내부 막힘현상 등을 확인할 수 있다.

상기 지중정화관 점검용 부재 본체(251)의 내부에는 유동성 담체(150)가 충진되어 있는데, 이에 관한 설명은 상기 침전분배조(100)에서 설명한 것으로 대체하고자 한다.

상기 지중정화관 점검용 부재 본체(251)의 내부에 충진되는 유동성 담체(150)의 상부에는 통기성 배양토(160b)가 적층되는데, 이 역시 상기 침전분배조(100)에서 설명한바, 그 기재로 대체하고자 한다.

한편, 상기 지중정화관(200)은 세라믹 담체를 거쳐 2차 정화된 우수의 정화 상태를 배출 전에 최종 점검할 수 있도록 배양토의 상부에 구비되는 제 2 점검구(270)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

한편, 상기에서 설명한 바 있는 상기 세라믹 담체는 바람직하게 대한민국 등록특허 제 10-0449443호에 의하여 제조된 것으로서, 원적외선 전방사율 90 내지 96%를 갖는 발포혈암 20 내지 40 중량％, 원적외선 전방사율 85 내지 92%를 갖는 황토 30 내지 50％, 원적외선 전방사율 87 내지 91%를 갖는 백운석 5 내지 15 중량％, 및 혼화제 15 내지 20 중량％를; 포함하는 75 내지 80%의 공극률 및 200 내지 250kgf/㎠의 강도를 갖는 것일 수 있는데, 발포혈암, 황토, 백운석, 혼화제를 배합하는 공정과, 상기 혼합물을 압력 0.25 내지 0.3kgf/㎠ 및 성형 온도 1000 내지 1300℃에서 소성하는 공정과, 상기 압출 성형물을 건조하는 공정 및 상기 건조 공정 후 소성하는 공정을 포함하는 방법에 의하여 제조될 수 있고, 질소 및 인을 효율적으로 제거 할 수 있는 특징이 있다.

상기의 질소 및 인 제거용 세라믹 담체는 촉매반응과정에서 생성되는 금속산화물(Fe² ⁺+H₂O₂→Fe³ ⁺)이 수중 유기물과 빠르게 반응하여 생물학적처리가 어려운 난분해성 유기 오염물질을 독성이 약한 물질로 산화분해시켜 생물학적 처리가 용이하도록 하여 처리 효율을 증대시킬 수 있으며, 어떠한 환경조건에도 영향을 받지 않는다.

또한, 상기의 질소 및 인 제거용 세라믹 담체에는 암모니아성 질소가 다량 흡착된 후, 토양에 축적되는데, 질소는 최종적으로 식물에 흡수되어 제거된다.

또한, 인(P) 성분은 담체 내의 양이온 성분(Ca² ⁺, Fe² ⁺)과 반응하여 화학적 침전물을 형성하는데, 철이온 및 칼슘입자에 붙어 침강 제거된다.

한편, 도 6 내지 도 9는 본 발명에 따른 하천수 수질 정화 분석 그래프이다.

실험은 연속흐름 접촉방식으로 아크릴로 제작된 원통형의 관에 바이오세라믹 담체를 충진 후 원수를 여과시키는 형태로 디자인되었으며, 상온에서 150일간 수행되었다. 유입유량은 0.02㎥/day, 체류시간 0.125day 의 조건에서 15시간 간격으로 BOD5, SS, TN, TP의 4가지 항목에 분석을 위한 샘플링을 수행하였으며 분석방법은 수질오염공정시험법 상의 주 시험방법을 적용하였다.

상기 그래프는 공지천 실험수의 BOD5, SS, TN, TP를 분석한 것이고, 그 결과는 표 1에 정리하였다.

시간	BOD5			SS			TN			TP
시간	유입수	유출수	제거효율(％)	유입수	유출수	제거효율(％)	유입수	유출수	제거 효율(％)	유입수	유출수	제거효율(％)
0	9.8			9.0			2.4			0.62
15	12.1	1.0	92.1	8.2	1.5	82.1	1.8	0.3	82.6	0.60	0.05	92.4
30	10.6	1.0	90.5	7.3	1.5	79.2	3.6	0.6	83.4	0.58	0.04	93.5
45	11.2	1.2	89.2	8.6	1.3	84.5	4.2	0.8	82.1	0.54	0.04	92.7
60	9.6	0.9	91.0	12.2	2.4	80.0	3.8	0.7	82.7	0.63	0.04	94.1
75	13.6	1.7	87.4	15.3	2.6	82.7	2.1	0.4	81.6	0.72	0.07	90.5
90	10.2	0.8	92.0	10.2	2.1	79.8	2.8	0.5	82.4	0.67	0.06	91.6
105	11.4	1.1	90.7	8.3	1.8	78.6	1.4	0.3	81.6	0.61	0.04	93.4
120	11.0	1.0	91.2	7.6	1.5	80.4	1.9	0.3	82.4	0.59	0.05	91.8
135	12.3	1.6	86.7	8.8	1.6	81.6	2.3	0.4	80.8	0.63	0.05	92.3
150	10.2	1.0	89.9	8.1	1.4	82.7	1.7	0.3	81.6	0.65	0.05	91.6
평균	11.1	1.1	90.1	9.4	1.8	81.2	2.5	0.5	82.1	0.62	0.05	92.4

상기에서 보는 바와 같이 그 효능이 매우 뛰어난 것을 알 수 있었다.

한편, 본 발명의 지중 정화 장치는 바람직하게 지중정화관(200)이 복수 개 구비되고, 각각은 침전 분배조(100)에 연결된 것이 좋은데, 이를 통해 정화 처리 효율을 높일 수 있다.

한편, 본 발명 비점오염 처리를 위한 지중 정화 장치는 하천, 호소, 연못, 습지, 도로, 내만 등에 적용될 수 있다. 생태연못의 경우에는 유입→침전분배조→지중정화관→습지연못과 같은 공정을 갖는데, 습지연못에서 침전분배조로 반송될 수도 있다. 생태하천, 도로, 내만의 경우에는 유입→침전분배조→지중정화관→방류와 같은 공정을 가질 수 있다.

한편, 하기의 도면 및 상기의 상세한 설명에 기재된 것은 본 발명의 사상을 구현하기 위한 하나의 실시예일 뿐, 이것으로 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니다.

100 : 침전분배조 110 : 침전분배조 본체
120 : 제 1 유입구 130 : 제 1 배출구
131 : 제 1 배출관 132 : 제 2 배출관
133 : 제 3 배출관 134 : 차단부재
140 : 유동성 담체 수용부 150: 유동성 담체
160a, 160b, 160c : 배양토 170 : 바이패스구
180 : 제 1 점검구 200 : 지중정화관
210 : 지중정화관 본체 220 : 제 2 유입구
230 : 제 2 배출구 240 : 세라믹 담체
250 : 지중정화관 점검구 부재
251 : 지중정화관 점검구 부재 본체
252 : 지중정화관 점검구 부재 본체 손잡이
270 : 제 2 점검구 300 : 배양토 소실 차단부재

Claims

침전분배조 본체의 일측에 구비되어 우수가 유입될 수 있는 제 1 유입구;
침전분배조 본체의 타측에 구비되어 1차 정화된 우수가 배출될 수 있는 제 1 배출구;
침전분배조 본체의 내부에 구비된 거치틀에 거치되어 안착되도록 설치되는 것으로, 망상 구조를 갖으며 유동성 담체를 수용하고 상기 제 1 배출구에 연결되는 유동성 담체 수용부;
상기 유동성 담체의 상부에 적층되는 통기성 배양토;
침전분배조 본체의 일측에 구비되어 우수가 과다하게 유입될 경우 이를 우회시켜 외부로 방출할 수 있는 바이패스구;
침전분배조 본체의 상부에 구비되는 것으로, 침전분배조 본체의 내부 상태를 점검할 수 있고 우수도 직접 유입될 수 있는 제 1 점검구; 를 포함하는 유입된 우수로부터 협잡물을 침전시켜 거른 후 1차 정화시켜 배출하는 침전분배조와,
상기 침전분배조에서 1차 정화된 우수를 유입할 수 있도록 지중정화관 본체 일측에 구비되어 상기 침전분배조와 연결되는 제 2 유입구;
지중정화관 본체 타측에 구비되어 2차 정화된 우수가 배출될 수 있게 하는 제 2 배출구;
상기 제 2 유입구로부터 상기 제 2 배출구의 방향으로 세라믹 담체의 직경이 점차 작아지도록 지중정화관 본체의 내부에 충진되는 세라믹 담체;
상기 세라믹 담체의 상부 중 지중정화관 점검용 부재가 설치되어 있지 않은 나머지 부분에 적층되는 통기성 배양토; 를 포함하는 지중정화관 및,
상기 지중정화관 내부의 상태를 관찰할 수 있도록 지중정화관 본체의 내부에 구비된 거치틀에 거치되어 안착되도록 설치되고, 망상 구조를 갖는 지중정화관 점검용 부재 본체;
상기 지중정화관 점검용 부재의 본체를 들어 올릴 수 있도록 상기 지중정화관 점검용 부재 본체의 상부에 부착되어 있는 손잡이;
상기 지중정화관 점검용 부재 본체의 내부에 충진되는 유동성 담체;
상기 지중정화관 점검용 부재 본체의 내부에 충진되는 유동성 담체의 상부에 적층되는 통기성 배양토;를 포함하는 지중정화관 점검용 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 비점오염 처리를 위한 지중 정화 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 배출구는 바이패스구의 하단에 위치하고,
우수가 배출되는 제 1 배출관과;
상기 제 1 배출관 상부에 직경이 제 1 배출관보다 작게 구비되며, 우수를 제 1 배출관에 유입시키는 제 2 배출관과;
상기 제 1 배출관과 연장되게 형성되어 우수가 배출되는 제 3 배출관; 및
상기 제 1 배출관까지 우수가 차면 제 3 배출관으로 배출되게 하고, 상기 제 2 배출관까지 우수가 차면 제 3 배출관으로 배출되는 우수를 차단하는 통공이 구비된 차단부재로 이루어진 것을 특징으로 하는 비점오염 처리를 위한 지중 정화 장치.
제 2 항에 있어서, 상기 차단부재는
토션스프링으로 구동되는 체크벨브인 것을 특징으로 하는 비점오염 처리를 위한 지중 정화 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 지중정화관 점검용 부재는 지중정화관에 복수 개 구비되는 것을 특징으로 하는 비점오염 처리를 위한 지중 정화 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 지중정화관은
세라믹 담체를 거쳐 2차 정화된 우수의 정화 상태를 배출 전에 최종 점검할 수 있도록 배양토의 상부에 구비되는 제 2 점검구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비점오염 처리를 위한 지중 정화 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 지중 정화 장치는
지중정화관이 복수 개 구비되고, 각각은 침전 분배조에 연결된 것을 특징으로 하는 비점오염 처리를 위한 지중 정화 장치.
제 1 항에 있어서, 세라믹 담체는
원적외선 전방사율 90 내지 96%를 갖는 발포혈암 20 내지 40 중량％, 원적외선 전방사율 85 내지 92%를 갖는 황토 30 내지 50％, 원적외선 전방사율 87 내지 91%를 갖는 백운석 5 내지 15 중량％, 및 혼화제 15 내지 20 중량％를; 포함하는 75 내지 80%의 공극률 및 200 내지 250kgf/㎠의 강도를 갖는 세라믹 담체인 것을 특징으로 하는 비점오염 처리를 위한 지중 정화 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 지중 정화 장치는
유동성 담체와 통기성 배양토 사이 또는 세라믹 담체와 통기성 배양토 사이에 배양토가 담체로 소실되는 것을 막을 수 있는 배양토 소실 차단부재가 별도로 구배되어 있는 것을 특징으로 하는 비점오염 처리를 위한 지중 정화 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 침전 분배조 및 상기 지중정화관 점검용 부재에 구비된 유동성 담체는,
실리카담체, 구형 담체, 펠렛형 담체 중 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 비점오염 처리를 위한 지중 정화 장치.