KR101034132B1 - 물순환 및 조경기능을 갖는 다기능 생태정화 식물섬 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의하면 식물이 식생하는 부유 플랫폼 부재(10)와 상기 부유 플랫폼 부재의 하부에 물순환부재(30) 또는 물순환부재와 생물학적 수질정화부재(20)를 구비하는 다기능 생태정화 식물섬이 제공되며, 본 식물섬은 이를 설치한 호소 또는 강에서 물리적인 수질정화와 생물학적인 수질정화에 의해 우수한 수질정화효과를 제공하며, 또한 입체적인 식생이 가능하여 우수한 수상 경관 개선 효과를 제공하며, 보다 증대된 반경의 영역에서 물리적인 수질정화를 가능하게 하는 효과를 제공한다.

Description

물순환 및 조경기능을 갖는 다기능 생태정화 식물섬{Multi-functional eco-purification plant island having lake water circulation and beautification functions}

본 발명은 저수지나 호수, 혹은 강에 설비되어 부유된 상태에서 저수되거나 흐르는 물을 유입유출시켜 자연 생태적으로 정화하며, 지상부에는 다양한 조류의 서식처를 제공하며, 수중에는 다양한 수서생물의 서식공간을 조성할 수 있는, 인공 부유 구조체인 생태정화 식물 섬에 관한 것으로서, 특히 호소의 물을 순환할 수 있고 호소의 경관을 미화할 수 있는 기능을 겸비한 다기능 생태정화 식물 섬에 관한 것이다,

도시의 팽창, 산업의 발달 등으로 발생하는 오염 때문에 오래전부터 수질정화에 대한 중요성이 증대되어 오고 있다.

수질오염의 발생원인으로는 크게 자연적인 것과 인위적인 것으로 구분할 수 있다. 자연적 원인으로는 강우량의 불균형으로 인한 하천용량의 저하와 하상의 형태에 따른 유속 및 유량의 불연속성, 그리고 하천유역에서 표사 퇴적으로 인한 각종 부유물질의 하천유입 등을 들 수 있으나 인위적인 오염에 비하면 일시적인 것으로, 자연의 자정능력에 의해 비교적 많은 정화가 이루어진다.

그러나 생활하수, 산업폐수, 축산폐수 등과 같은 인위적 오염물의 계속적인 배출은 자연적인 자정에 의한 한계를 초과하기 때문에 결국 별도의 인공 정화시설을 설비하여야 하는 상황에 이르렀다.

종래, 강이나 호수 등에 인공적으로 조성하여 수질을 정화하기 위한 설비로서, 식물 섬이 알려져 있다.

예를 들어 한국특허 제10-475665호에는 육생식물의 뿌리가 물에 잠기지 않도록 이루어진 부유체와, 호수나 연못의 물을 빨아들여 식물의 생육에 적당한 수분을 공급하는 수분 흡수재가 구비되어 관리자의 특별한 관리 없이도 식물을 생육할 수 있고 미생물접촉여재에 의한 수질정화기능이 있는 조경용 인공 식물 섬이 기술되어 있다. 이러한 식물 섬은 식물의 뿌리가 물속으로 뻗어 내리지 않아 육상식물의 생육에는 좋지만 식물에 의한 수질정화기능은 없고, 담수의 특성상 오염물이 제거된 신선한 처리수가 확산에 의한 이동에 의존할 수밖에 없으므로 주변의 처리되지 않은 물이 공급되기 어려우므로 미생물 접촉 여재에 의한 수질정화 효과는 매우 제한적일 수밖에 없고, 또한 섬 상부의 토양으로부터 빗물에 의하여 영양염류가 담수로 배출될 우려가 있어 오히려 수질의 악화를 가져올 수도 있다.

한국 특허 제10-714673호에는 부력을 조절하여 수면 위로 부양되는 부유틀의 침수 높낮이를 선택적으로 조절하고 수질 정화용 수생식물의 식재가 가능한 한편 어류의 습성에 맞는 집어 공간을 구성함으로써, 수변 생태계의 서식환경이 열악한 장소에 설치하거나 수질오염이 예상되는 담수지역 및 오염 정화시설이 필요한 담수지역에 설치하여 어류의 산란과 치어를 보호하고 수질 정화할 수 있는 생태복원형 인공섬이 기술되어 있다. 이 인공섬은 내부에 공기가 주입되어 수면 위에 부양되는 튜브형태의 부유 틀과; 상기 부유 틀의 안쪽 공간에 배치되고 천연섬유사로 망체를 이루며 그 내부에 식물성 혼합물이 충전되어 수생식물이 식재되는 코이어롤을 구비한 것으로서, 식물의 생육기반으로 사용하고 있는 코이어 롤은 물속에서 미생물에 의하여 자연분해되어 물속에 유기물을 제공하게 되므로 수질을 정화시키기 보다는 오히려 수질을 오염시키는 오염원으로 작용하게 되므로 생태복원용 소재로의 사용은 무리가 따른다.

또한 상기 특허들은 물속에 식물의 뿌리 또는 부착여재를 사용하여 미생물의 접촉공간을 확보하고 있으나, 담수의 특성상 물의 흐름이 없으므로 수질정화 효율이 매우 한정적이고, 식생기반재로 대부분이 코이어를 재료로 사용하고 있으므로, 이러한 천연 재질의 식생기반재는 썩어 수질을 오염시키는 역기능을 수행하게 되며, 아무리 오염된 물이라도 N, P는 어느 정도 있겠지만 식물의 생육에 필수적인 무기이온(S, Ca, K, Fe, Mg)은 결핍된 상태이므로 시간이 흐르면 식재된 식물들이 퇴화하게 되는 한계를 가지고 있다.

또한 식물섬 지상부의 식재기반의 토심이 부족해 다양한 식생의 도입이 어려우며, 지하부 역시 수서생물의 서식처 조성에 필요한 식물의 뿌리나 미생물 접촉공간이 부족하여 수질정화 및 수중 비오톱 조성에 부족함이 있다.

이러한 단점을 해소하기 위하여 본 출원인은 저수지나 호수, 혹은 강에 설비되어 부유된 상태에서 저수되거나 흐르는 물을 유입유출시켜 자연 생태적으로 수질을 정화하며 수중 및 지상부에 다양한 생물의 서식공간을 확보할 수 있는 인공적인 부유 구조체인 다기능 조경 및 생태정화 식물섬을 개발하여 한국특허등록 제10-924,538호를 부여받은 바 있다.

한편, 미국특허 제7,306,719호에는 부유 플랫폼, 디시 및 임펠러를 사용하며, 구동모터와 임펠퍼 사이를 연결하며 구동축들 사이에 약간의 오정렬을 수용하는 구조와, 유입구에서 흡인관의 깊이를 보정하는 구조와, 위치 및 각도조절가능한 솔라 패널을 구비하는, 원격제어가능한 호소의 물순환시스템이 제안되어 있다. 그러나 이러한 물순환시스템은 좁은 반경에서 물의 순환에 의한 물리적인 수질정화만 가능하고 생물학적인 수질정화가 없이 수질정화 효율이 매우 낮다는 단점이 있다.

따라서 본 발명의 주된 목적은 수질정화효율이 높고, 수상 경관을 효과적으로 개선할 수 있는 입체적인 식생 구조가 가능하며, 보다 증대된 반경에서 물리적인 수질정화가 가능한 다기능 생태정화 식물섬을 제공하는 데에 있다.

상기한 목적을 달성한 본 발명에 의하면, 수상에 부유시켜 수질을 개선하기 위한 장치로서,

부유 플랫폼 부재(10)와 상기 부유 플랫폼 부재(10)의 하부에 위치하는 물순환부재((30)를 구비하며;

상기 부유 플랫폼 부재(10)는 그 외측에 결합되는 부체와, 식물이 식생하는 식생부를 구비하고;

상기 물순환부재는 그 중심에 내장된 수중펌프에 의해 저수를 흡인하는 흡수관과, 상기 흡수관에 연통되어 흡인된 저수를 배출하는 복수 개의 분기배수관을 구비하는 것을 특징으로 하는 물순환 및 조경기능을 갖는 다기능 생태정화 식물섬이 제공된다.

바람직하게 본 발명에 의하면 상기 분기배수관의 배수구는 상기 부유 플랫폼의 부유시 수평면 방향으로 지향하는 것을 특징으로 하는 물순환 및 조경기능을 갖는 다기능 생태정화 식물섬이 제공된다.

바람직하게 본 발명에 의하면 상기 분기배수관은 배수구의 위치를 조절할 수 있는 각도조절형 분기배수관인 것을 특징으로 하는 물순환 및 조경기능을 갖는 다기능 생태정화 식물섬이 제공된다.

바람직하게 본 발명에 의하면 상기 부유 플랫폼부재와 상기 물순환부재 사이에 개재되어 상기 부유 플랫폼부재의 부유시 수면 아래에 위치하며, 저수가 출입가능한 통체와, 상기 통체 내부에 저수에 포함된 미생물이나 균류를 부착시키기 위하여 수직으로 현가되는 다수의 끈상 메디아를 구비하는 생물학적 수질정화부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 물순환 및 조경기능을 갖는 다기능 생태정화 식물섬이 제공된다.

바람직하게 본 발명에 의하면, 상기 물순환부재의 분기배수관들 중 적어도 하나에 그 소정부위에서 연장되어 상기 생물학적 수질정화부재의 통체 내부와 연통하는 분기관이 형성된 것을 특징으로 하는 물순환 및 조경기능을 갖는 다기능 생태정화 식물섬이 제공된다.

바람직하게 본 발명에 의하면 상기 흡수관이 길이조절가능한 것임을 특징으로 하는 물순환 및 조경기능을 갖는 다기능 생태정화 식물섬이 제공된다.

바람직하게 본 발명에 의하면 상기 끈상 메디아는 그 표면적을 높이기 위해 자체적으로 꼬여 1차 꼬임구조를 형성하고, 상기 1차 꼬임구조가 꼬여 2차꼬임구조를 형성하는 과정이 다수로 진행되어 고차원적인 꼬임구조를 형성하는 것을 특징으로 하는 물순환 및 조경기능을 갖는 다기능 생태정화 식물섬이 제공된다.

바람직하게 본 발명에 의하면 상기 식생부의 전부 또는 일부에 식토저반이 충전되며, 상기 식토저반은 경량골재로 구성된 하부식생기반재와 식물에 무기 양이온 영양염류를 축적하여 공급할 수 있는 상부식생기반재를 포함하는 것을 특징으로 하는 물순환 및 조경기능을 갖는 다기능 생태정화 식물섬이 제공된다.

바람직하게 본 발명에 의하면 상기 하부식생기반재는 0.1 ~ 0.5의 비중을 가지며 내부에 독립기포가 형성된 발포형 인공 경량골재를 포함하는 것을 특징으로 하는 물순환 및 조경기능을 갖는 다기능 생태정화 식물섬이 제공된다.

바람직하게 본 발명에 의하면, 상기 상부식생기반재는 제오라이트, 화산석, 난석, 펄라이트, 활성탄 및 숯으로 이루어진 군에서 선택되는 일부 또는 전부를 배합하여 양이온치환용량(CEC:cation exchange capacity)의 범위가 30 ~ 70 cmol/kg가 되도록 한 식토용 골재재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 물순환 및 조경기능을 갖는 다기능 생태정화 식물섬이 제공된다.

바람직하게 본 발명에 의하면 상기 식생부에 다수개의 격벽이 설치되어 깊이가 다른 복수의 토심이 형성되고, 확보된 토심에 따라 초본 수생식물, 열매가 열리는 관목, 대형관목 및 소형교목으로 이루어진 식물군에서 선택되는 복수의 식물이 식재되어 입체의 식생구조가 형성된 것을 특징으로 하는 물순환 및 조경기능을 갖는 다기능 생태정화 식물섬이 제공된다.

바람직하게 본 발명에 의하면 수상에 노출되도록 설치된 솔라모듈을 갖는 태양광발전기를 더 구비하며, 상기 태양광발전기에 의해 자체공급되는 전력에 의해 상기 수중펌프가 작동되는 것을 특징으로 하는 물순환 및 조경기능을 갖는 다기능 생태정화 식물섬이 제공된다.

본 발명에 따르는 다기능 식물섬은 이를 설치한 호소 또는 강에서 물리적인 수질정화와 생물학적인 수질정화에 의해 우수한 수질정화효과를 제공하며, 또한 입체적인 식생이 가능하여 우수한 수상 경관 개선 효과를 제공하며, 보다 증대된 반경의 영역에서 물리적인 수질정화를 가능하게 하는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명의 일 실시구현에 따르는 식물섬의 사시도
도 2는 도 1에 나타낸 식물섬의 정면도
도 3은 도 1에 나타낸 식물섬의 단면도
도 4는 본 발명의 다른 실시구현에 에 따르는 식물섬의 사시도
도 5는 도 4에 나타낸 식물섬의 정면도
도 6은 본 발명의 또 다른 실시구현에 따르는 식물섬의 정면도

이하, 본 발명의 바람직한 실시구현들을 예시한 첨부도면을 참조하여 본 발명을 구체적으로 설명하기로 한다.

도 1 내지 3에는 본 발명의 제 1 실시구현에 따르는 물순환 및 조경기능을 갖는 다기능 생태정화 식물섬이 예시된다.

도시되는 식물섬은 부유 플랫폼 부재(10)와 상기 부유 플랫폼 부재(10)의 하부에 위치하는 물순환부재((30)를 구비한다.

부유 플랫폼 부재(10)는 그 외측에 결합되는 부체(12)와 식물(16)이 식생하는 식생부(11)를 구비한다.

식생부(11)에는 육생식물과 뿌리에 의해 수질에 포함된 영양염류 흡수 및 유기물 등 수질오염원을 효과적으로 정화시키는 수생식물을 혼재할 수도 있고 이중 어느 한 종류의 식물만을 식재할 수도 있다. 육생식물을 식재하고자 하는 경우에는 식토저반이 필요하고, 수생식물을 식재하고자 하는 경우에는 식토저반이 반드시 필요하지 않으므로 육생식물과 수생식물을 혼재하고자 하는 경우에는 식생부(11)의 일부에 식토저반을 충전하는 것이 바람직하다. 도 1 내지 3에 예시되는 식물섬의 식생부(11)는 육생식물과 수생식물을 혼재하기 위한 것으로서, 식생부(11)의 외측에는 수생식물이 자랄 수 있도록 식토저반 없이 뿌리가 내릴 수 있는 구조를 가지며, 식생부(11)의 내측에는 육생식물이 자랄 수 있도록 소정 깊이의 만입부가 형성되고 여기에 식토저반이 충전된 구조를 갖는 것이다.

식생부(11)의 저면 또는 저면과 측면의 일부는 물에 잠기게 하고 물에 잠기는 부분 또는 적어도 식생부의 저면은 수분이 통과할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 식생부의 저면을 통해 식생된 식물이 수중으로 뿌리가 내릴 수 있도록 할 수도 있다. 따라서 식생부의 저면은 식토저반이 유실되지 않고 수분은 흡수될 수 있는 크기의 구멍들이 형성된 다공판, 매트 등으로 구성하는 것이 바람직하다.

특별히 제한하기 위한 것은 아니지만 식토저반은 경량골재로 구성된 하부식생기반재(14)와 식물에 무기 양이온 영양염류를 축적하여 공급할 수 있는 상부식생기반재(15)를 적층하여 형성하는 것이 바람직하다.

하부식생기반재용 경량골재로는 0.1 ~ 0.5의 비중을 가지며 내부에 독립기포가 형성된 발포형 인공 경량골재가 바람직하다. 이러한 골재는 비중이 낮고 독립기포를 가지고 있으므로 장기간 물속에 잠겨있더라도 물을 흡수하지 않고 높게 형성하여도 하중이 크지 않아 다양한 식물의 식재를 가능하게 한다.

상부식생기반재에는 제오라이트, 화산석, 난석, 펄라이트, 활성탄 및 숯으로 이루어진 군에서 선택되는 일부 또는 전부를 배합하여 양이온치환용량(CEC:cation exchange capacity)이 30 ~ 70 cmol/kg이면서 가급적 경량이 되도록 한 식토용 골재재료를 포함시키는 것이 바람직하다.

양이온 치환용량이 있는 식토용 골재재료는 물속에 녹아있는 미량의 금속이온을 농축시켜 식물의 생육에 이용하게 함으로써 지상부 식물의 퇴화를 방지하고 수질오염의 정화에도 도움을 주는 효과가 있다.

식생부(11)는 조성된 식토재료가 유실되지 않도록 다수개의 격벽(17)을 설치하여 깊이가 다른 복수의 토심을 확보하고, 확보된 토심에 따라 초본 수생식물, 열매가 열리는 관목, 대형관목, 소형교목을 적절히 식재하여 입체적 식생구조를 형성하는 것이 바람직하다. 이러한 식생구조는 수상 미관개선뿐만 아니라, 조류의 서식공간, 물새들의 산란처를 제공하여 육상 비오톱 형성을 가능하게 하는 장점이 있다.

부체(12)는 본 발명에 따르는 다기능 식물섬이 부유할 수 있고, 부유 플랫폼 부재(10)의 식생부(11)에 식재된 식물이 생장하기에 적합한 정도로 수상에 노출될 수 있도록 하는 정도의 부력을 제공하도록 설계하는 것이 요구된다. 특별히 제한하기 위한 것은 아니지만, 부체(12)는 폴리스티렌 포움 등과 같이 부력이 우수한 소재를 코어(core)로 하고 물에 대한 내식성이 우수하고 내충격성이 우수하면서 가벼운 소재, 예를 들어 알루미늄 등과 같은 소재를 쉘(shell)로 한 구조가 바람직하다.

본 발명의 식물섬에서 하부를 구성하는 물순환부재(30)는 그 중심에 내장된 수중펌프(34)에 의해 저수를 흡인하는 흡수관(32)과, 상기 흡수관(32)에 연통되어 흡인된 저수를 배출하는 복수 개의 분기배수관(31)을 구비한다. 본 발명에 따르는 분기배수관(31)은 기존의 디시(dish)형 배수구조에 비해 배수의 수압이 훨씬 높아 보다 증대된 반경 영역에서 물리적인 수질정화를 가능하게 한다.

도 2에 예시되는 바와 같이 분기배수관(31)의 배수구(31-1)는 상기 부유 플랫폼의 부유시 수평면 방향으로 지향하도록 위치한다. 분기배수관(31)의 배수구(31-1)를 수평면 방향에 위치시키면 호소수의 저항을 피하면서 수상 방향에 비해 중력손실을 줄일 수 있어 흡인한 저수를 가장 멀리 보낼 수 있고, 이에 의해 넓은 영역에서 물리적인 수질정화가 가능하게 된다.

본 발명에 따르는 분기배수관(31)은 각도조절형 분기배수관으로 구성시킬 수도 있다. 이와 같이 하면 본 식물섬이 적용되는 환경에 부합하는 물리적인 수질정화가 이루어지도록 배수구(31-1)의 위치를 조절할 수 있는 장점이 있다.

특별히 제한하기 위한 것은 아니지만 수중펌프(34)는 구동모터(34-1)와 임펠러(34-2)로 구성된 것이 바람직하다.

전력을 인가하여 구동모터(34-1)를 가동하면 임펠러(34-2)가 흡수관(32)의 흡수구(33)를 통해 저수를 흡인하고, 흡인된 저수를 분기배수관(31)과 배수구(31-1)를 통해 배출하며, 이러한 과정의 반복에 의해 본 식물섬을 부유시킨 호소나 강의 물이 상하로 순환하면서 물리적인 수질정화가 이루어진다.

수중모터의 구동을 위한 전력은 상용전력과 자체발전전력을 이용할 수 있으나, 바람직한 것은 자체발전전력을 이용하는 것이다.

이러한 자체발전전력은 예를 들어 솔라모듈(13), 콘트롤러(13-1) 등을 포함하는 태양광발전기를 본 식물섬에 장치하여 얻을 수 있다. 이때 솔라모듈(13)은 태양광을 효과적으로 집광할 수 있도록 배치하는 것이 바람직하며, 이에 더하여 태양의 위치에 따라 위치 및 각도를 조절할 수 있는 구조로 하는 것도 바람직하다. 이러한 구조는 당 분야에 잘 알려진 통상의 기구를 이용하여 용이하게 설계할 수 있다.

흡수관(32)은 길이조절가능하도록 설계하여 본 식물섬이 설치된 곳의 수심에 따라 물리적 수질정화에 적합한 수심으로부터 물리적 수질정화가 개시되도록 하는 것이 바람직하다. 흡수관(32)의 길이조절은 흡수관을 신축자재하게 설계하는 것에 의해 달성할 수 있다. 도시되는 예는 흡수관의 일부를 자바라관(32-1)으로 형성하여 흡수관을 신축자재하게 한 것을 나타낸 것이다. 물론 본 발명은 이에 제한되는 것이 아니며, 동일 또는 유사한 효과를 얻을 수 있는 기타 신축자재형 관 구조를 채택할 수도 있다.

분기배수관(31)은 2개 이상, 바람직하게 3개 이상을 대칭으로 배치하여 이를 장착한 식물섬이 균형을 이루도록 형성하는 것이 바람직하다. 도시되는 실시구현은 4개의 분기배수관(31)이 대칭으로 배치된 것을 예시한 것이다.

특별히 제한하기 위한 것은 아니지만 물순환부재(30)의 몸체는 내식성, 내충격성 및 경량을 함께 만족하는 소재로 제작하는 것이 바람직하다. 이러한 소재의 예로는 알루미늄, 알루미늄계 합금, 합성수지, 섬유강화플라스틱 등이 있다.

도 4 내지 도 5는 본 발명의 제 2 실시구현에 따르는 식물섬을 예시한 것으로, 이 실시구현의 식물섬은 부유 플랫폼부재(10)와 물순환부재(30) 사이에 생물학적 수질정화부재(20)가 개재된다는 점에서 상기 제1 실시구현과 다른 것이다.

본 실시구현에서 적용되는 생물학적 수질정화부재(20)는 부유 플랫폼부재(10)의 부유시 수면 아래에 위치하는 것으로서, 저수가 출입가능한 통체(21)와, 상기 통체(21) 내부에 저수에 포함된 미생물이나 균류를 부착시키기 위하여 수직으로 현가되는 다수의 끈상 메디아(22)를 구비한다. 끈상메디아는 수질개선 뿐만아니라 어류의 서식에 필요한 비오톱을 형성해 줌으로써 생태환경복원의 기능까지 수행하는 효과도 있다.

끈상 메디아(22)는 미생물이나 균류가 부착되기에 적합한 구조의 것이면 된다. 특별히 제한하기 위한 것은 아니지만, 끈상 메디아(22)는 미생물이나 균류가 부착되는 표면적을 높이기 위해 자체적으로 꼬여 1차 꼬임구조를 형성하고, 상기 1차 꼬임구조가 꼬여 2차꼬임구조를 형성하는 과정이 다수로 진행되어 고차원적인 꼬임구조를 형성한 것이 바람직하다.

끈상 메디아(22)는 수직현가상태를 유지하도록 하는 것이 바람직하다. 이러한 상태는 끈상 메디아(22)의 하단에 중량추(23)를 매다는 것에 의해 확보할 수 있다. 도시되는 예는 다수의 끈상 메디아(22)가 하나의 봉형 중량추(23)와 결합된 끈상메디아-중량추 세트를 다수개 배열한 것이다.

끈상 메디아(22)는 수류에 의해 손상되지 않고 통체 내에서 수직 현가상태를 유지할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

도시되는 예의 통체(21)는 통수가 잘 이루어질 수 있도록 측벽이 일정 간격진 다수개의 수직 기둥으로 주 구성되며 끈상메디아-중량추 세트의 중량추(23) 단부가 접촉하는 통체의 부위에만 소정높이의 끈상메디아 이탈방지판이 부착된 것이다. 이러한 구조의 통체(21) 내부에서 중량추(23)의 길이방향 이탈은 이탈방지판에 의해 저지되고 중량추(23)의 측방향 이탈은 수직기둥에 의해 저지되고, 이에 의해 끈상 메디아(22)는 수류에 의해 손상되지 않고 통체 내에서 수직 현가상태를 유지하여 끈상 메디아(22)에 부착된 미생물이나 균류에 의한 생물학적 수질정화가 통체내에서 안정적으로 이루어지게 된다.

중량추(23)는 수중에서 끈상메디아(22)가 아래로 늘어질 수 있을 정도의 비중이되, 비중이 지나치게 높아 부력에 영향을 크게 주지 않도록 물의 비중인 1 보다 약간 높은 1.1 ~1.2 정도의 비중을 갖는 소재로 제작하는 것이 바람직하다.

통체(21)의 저면은 통판으로 구성할 수도 있고 격자판으로 구성할 수도 있으나, 격자판으로 구성하는 경우에는 통수에 유리하지만 끈상 메디아에 의한 안정적인 생물학적 수질정화는 다소 떨어지는 단점이 있어 통체(21)의 저면은 통판으로 구성하는 것이 보다 바람직하다.

특별히 제한하기 위한 것은 아니지만 통체(21)는 내식성, 내충격성 및 경량을 함께 만족하는 소재로 제작하는 것이 바람직하며, 가급적 통체(21)의 측벽구조에는 파이프와 같은 중공체를 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 소재의 예로는 알루미늄, 알루미늄계 합금, 합성수지, 섬유강화플라스틱 등이 있다.

본 예와 같이 부유 플랫폼부재(10)와 물순환부재(30) 사이에 생물학적 수질정화부재(20)를 개재하는 경우, 부유 플랫폼부재(10)의 하측과 생물학적 수질정화부재(20)의 상측을 연결 또는 결합하고, 생물학적 수질정화부재(20)의 하측과 물순환부재(30)의 상측을 연결 또는 결합하는 것이 바람직하다. 도시되는 예는 연결부(35)를 개재하여 생물학적 수질정화부재(20)와 물순환부재(30)를 결합한 것을 나타낸 것이다.

도 6은 본 발명에 따르는 식물섬의 제3 실시구현을 나타낸 것으로, 분기배수관(31)의 소정부위에서 연장되어 생물학적 수질정화부재(20)의 통체(21) 내부와 연통하는 분기관(36)이 형성되어 있다는 점에서 제2 실시구현과 다르다.

이 분기관(36)의 주된 목적은 분기배수관(31)을 통해 배출되는 저수의 일부를 바이패스하여 생물학적 수질정화부재(20)의 통체(21) 저면에 퇴적된, 미생물 등에 의한 슬러지를 제거하는 것으로서, 다수개의 분기배수관 전부 또는 일부에 형성시킬 수 있다.

10: 부유 플랫폼 부재
11: 식생부 12: 부체
13: 솔라모듈 13-1: 콘트롤러
14: 하부식생기반재 15: 상부식생기반재
16: 식물 17: 격벽
20: 생물학적 수질정화부재
21: 통체 22: 끈상메디아
23: 중량추
30: 물순환부재
31: 분기배수관 31-1: 배수구
32: 흡수관 32-1: 자바라관
33: 흡수구 34: 수중펌프
34-1: 구동모터 34-2: 임펠러
35: 연결부 36: 분기관

Claims (12)

1. 수상에 부유시켜 수질을 개선하기 위한 장치로서,
   부유 플랫폼 부재(10)와 상기 부유 플랫폼 부재(10)의 하부에 위치하는 물순환부재((30)를 구비하며;
   상기 부유 플랫폼 부재(10)는 그 외측에 결합되는 부체와, 식물이 식생하는 식생부를 구비하고;
   상기 물순환부재는 그 중심에 내장된 수중펌프에 의해 저수를 흡인하는 흡수관과, 상기 흡수관에 연통되어 흡인된 저수를 배출하는 3개 이상의 분기배수관을 구비하고, 상기 분기배수관의 배수구는 상기 부유 플랫폼의 부유시 수평면 방향으로 지향하는 것을 특징으로 하는 물순환 및 조경기능을 갖는 다기능 생태정화 식물섬.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 부유 플랫폼부재와 상기 물순환부재 사이에 개재되어 상기 부유 플랫폼부재의 부유시 수면 아래에 위치하며, 저수가 출입가능한 통체와, 상기 통체 내부에 저수에 포함된 미생물이나 균류를 부착시키기 위하여 수직으로 현가되는 다수의 끈상 메디아를 구비하는 생물학적 수질정화부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 물순환 및 조경기능을 갖는 다기능 생태정화 식물섬.
   
3. 제 2 항에 있어서, 상기 물순환부재의 분기배수관들 중 적어도 하나에 그 소정부위에서 연장되어 상기 생물학적 수질정화부재의 통체 내부와 연통하는 분기관이 형성된 것을 특징으로 하는 물순환 및 조경기능을 갖는 다기능 생태정화 식물섬.
   
4. 제 1 항에 있어서, 상기 흡수관이 길이조절가능한 것임을 특징으로 하는 물순환 및 조경기능을 갖는 다기능 생태정화 식물섬.
   
5. 제 2 항에 있어서, 상기 끈상 메디아는 그 표면적을 높이기 위해 자체적으로 꼬여 1차 꼬임구조를 형성하고, 상기 1차 꼬임구조가 꼬여 2차꼬임구조를 형성하는 과정이 다수로 진행되어 고차원적인 꼬임구조를 형성하는 것을 특징으로 하는 물순환 및 조경기능을 갖는 다기능 생태정화 식물섬.
   
6. 제 1 항에 있어서, 상기 식생부의 전부 또는 일부에 식토저반이 충전되며, 상기 식토저반은 경량골재로 구성된 하부식생기반재와 식물에 무기 양이온 영양염류를 축적하여 공급할 수 있는 상부식생기반재를 포함하는 것을 특징으로 하는 물순환 및 조경기능을 갖는 다기능 생태정화 식물섬.
   
7. 제 6 항에 있어서, 상기 하부식생기반재는 0.1 ~ 0.5의 비중을 가지며 내부에 독립기포가 형성된 발포형 인공 경량골재를 포함하는 것을 특징으로 하는 물순환 및 조경기능을 갖는 다기능 생태정화 식물섬.
   
8. 제 6 항에 있어서, 상기 상부식생기반재는 제오라이트, 화산석, 난석, 펄라이트, 활성탄 및 숯으로 이루어진 군에서 선택되는 일부 또는 전부를 배합하여 양이온치환용량(CEC:cation exchange capacity)이 30 ~ 70 cmol/kg가 되도록 한 식토용 골재재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 물순환 및 조경기능을 갖는 다기능 생태정화 식물섬.
   
9. 제 1 항에 있어서, 상기 식생부에 다수개의 격벽이 설치되어 깊이가 다른 복수의 토심이 형성되고, 확보된 토심에 따라 초본 수생식물, 열매가 열리는 관목, 대형관목 및 소형교목으로 이루어진 식물군에서 선택되는 복수의 식물이 식재되어 입체의 식생구조가 형성된 것을 특징으로 하는 물순환 및 조경기능을 갖는 다기능 생태정화 식물섬.
   
10. 제 1 항에 있어서, 수상에 노출되도록 설치된 솔라모듈을 갖는 태양광발전기를 더 구비하며, 상기 태양광발전기에 의해 자체공급되는 전력에 의해 상기 수중펌프가 작동되는 것을 특징으로 하는 물순환 및 조경기능을 갖는 다기능 생태정화 식물섬.
    
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