KR101241838B1

KR101241838B1 - 복합효과를 얻는 오수의 습지정화 방법 및 장치

Info

Publication number: KR101241838B1
Application number: KR20090062880A
Authority: KR
Inventors: 상 을 이; 이성희
Original assignee: 이성희
Priority date: 2009-07-10
Filing date: 2009-07-10
Publication date: 2013-03-14
Also published as: WO2011005064A2; KR20090086181A; WO2011005064A9

Abstract

본 발명은 종래에 수질만 개선하던 각종 오수정화시설에서 각각 수질개선과 환경적 복합효과가 병행되도록 습지를 이용하여 오수를 정화하는 방법 및 장치에 관한 것으로서, 4단계[30,31,50,70]의 습지장치를 구성하는 방법 및 장치와 이를 수질특성과 장치의 이용목적 등에 따라 각종 오수에 적용하도록 2단계 내지 4단계 습지장치로 각각 연계구성하는 방법 및 장치를 제공한다.

상기 각 습지장치는 오수의 오염물질을 습지의 동식물로 분해 교환하여 습지생태계의 먹이기초를 생성하고 생태통로로 먹이사슬을 연결하여 뭍에 자연이동하는 방법으로 정화함으로써 먹이사슬을 구성하는 생명체를 복원하고 복원된 생명체의 이동에 의해 활동영역까지 생태적 자정효과를 파급한다. 또한 정화식물에 습지에 서식하는 초목(62,64)이 포함되고 외부 식재 구와 온실의 가지 창에서 각각 외부로 확장하는 녹지로 야생동물의 접근성과 장치의 정화력을 높이고 탄산가스를 수목에 고정 장기간 누적함으로써 에너지자원을 얻고 기후온난화도 완화하도록 작용한다.

습지장치, 생태적 정화수단, 습지생물, 물질교환, 먹이사슬, 물질이동, 습지 수목(樹木), 외부식재 구, 어도 밸브, 어도 유출 관, 생태통로, 생태창문, 가지 창, 접근녹지, 대피습지

Description

복합효과를 얻는 오수의 습지정화 방법 및 장치{Sewage purification methods and devices with combined effects by utilizing wetland}

도 1은 온실이 포함된 4단계 습지장치를 하·폐수의 전처리장치(10) 상부에 다층구조로 연계구성한 정화장치의 개략적인 종단면도.

도 2는 도 1의 상중하 공정을 횡으로 세분한 단면도.

도 3은 도 1과 도 2를 조성하는 일 예의 평면도.

도 3a는 도 3에서 맨홀(42) 및 여과지의 수직단면과 어도 장치(45)를 구성하는 단면도.

도 3b는 도 3a의 어도 밸브(43)를 도시한 정면도.

도 4 내지도 4b는 도 1 및 도 1과 같이 각각 도시된 외부 식재 구의 종류별 단면과 식재방법을, 도 4a는 덩굴식물(64)과 뿌리 망(65)을 함께 도시한 개략도.

도 4c는 도 1의 온실(80) 벽(81)에 구성하는 가지 창(83)의 정면도.

도 5는 도 1 및 도 2의 전처리장치(10)를 구성하는 일 예의 평면도.

도 5a는 도 5에 구성하는 조절판(17-3)의 정면도.

도 5b는 도 5a의 평면도.

도 6은 도 1의 다층구조를 1,2차 습지(30,31)는 전처리장치(10) 내부에, 같은 바닥 양측에 일체로 여과습지(50)를 각각 배치 구성한 단층구조의 종단면도.

도 6a는 도 6을 원형의 정화장치로 구성한 개략적인 평 단면도.

도 6b는 도 6a의 가운데 부분을 좌우로 절단한 수직 단면도.

도 7은 4단계[30,31,50,70]로 구성한 습지장치의 종단면도.

도 7a는 도 7을 역 흐름의 2단계[70,50-1] 습지장치로 구성한 종단면도.

도 7b는 도 7a에 일체로 대피습지(95)를 구성한 정화장치의 평 단면도.

도 7c는 도 7b의 중앙부를 좌우로 절단한 수직 단면도.

도 7d는 도 7b를 원형의 정화장치로 구성한 개략적인 평 단면도.

도 7e는 도 7 내지도 7d를 차수 막(100)으로 조성하는 정화장치의 단면도.

도 8은 도 7 또는 도 7a의 습지장치를 각각 다른 처리시설(90) 상부에, 도 8a는 상기 각 습지장치를 다른 처리시설(90) 또는 저류·저수지(91)에 각각 연계구성하는 개략도.

삭제

도 8b는 3단계[30,31,70] 습지장치를 다른 처리시설(90) 또는 저류·저수지(91)에 각각 연계구성하는 개략도.

도 8c는 2단계[50,70] 또는 [50-1,70]의 습지장치를 다른 처리시설(90) 또는 저류·저수지(91)에 각각 연계구성하는 개략도.

도 9는 저류·저수지(91)에도 습지 수목(62)을 식재하고 월 류 장치(23) 및 생태통로(73)를 도 7 또는 도 7a의 습지장치와 각각 연계구성하는 개략도.

도 10은 도 7a 내지도 7d의 장치로 빗물을 정화하고 자가 전기로 수자원을 자급하는 일 예 및 어도 유출 관(71)을 지그재그식으로 조성하는 개략도.

도 11은 도 10 외에 어도 유출 관(71)을 조성하는 또 다른 방법의 개략도.

*도면의 주요부호에 대한 간단한 설명*

10: 하수 또는 폐수의 전처리장치(약칭: 전처리장치) 11: 유입관

12: 고액분리 조 13:├ 자 이송관 14: 유량조정 조

15,28: 이송펌프 28-1: 이용펌프

15-1: 염소성분 중화제 자동공급장치(약칭:중화장치) 16: 스크린 장치

17: 반응 조 17-1: 회전 벽 17-2: 분할 벽

17-3: 조절판 17-4: 깔 데기 18: 산기기

19: 송풍기 20: 회전장치 21: 연결관

21-1: 병렬습지 연결관 22: 침전조

23: 월 류 장치 24: 보조침전지 25: 반송 관

25-1: 오니 펌프 26: 밸브 26-1: 전동밸브

27: 펌 핑 조 27-1: 이용 조 29: 이송관

[30: 1차, 31: 2차, 50: 여과, 50-1: 하향식 여과, 70: 연결 ] 습지 [30,31,50,70]: 4단계 습지장치 [30,31,70]: 3단계 습지장치 [50,70]: 2단계 습지장치 [70,50-1]: 역 흐름의 2단계 습지장치

32: 격벽 33: 다공체 34: 칼슘반응 층

35: 부 엽 식물 35-1: 그릴장치 36: 침수식물

37: 하부이송관 37-1: 상부유출 관 38: 상부이송관

38-1: 하부유출 관 39: 배수관 40: 관리통로

41: 출입계단 41-1: 출입 교 42: 맨홀

43: 어도 밸브 43-1: 가이드 홀 44: 밸브가이드

45: 어도 장치 46: 밸브패킹 47: 샤프트

48: 스프링 49: 볼트 너트 51: 분배 층

52: 지지층 53: 사리 층 54: 여과층

55: 물 층 56: 수서동물 57: 노랑꽃창포

58: 수초

[59: 화단형 60: 굴뚝 형 61: 배관형] 외부 식재 구

62: 습지 수목 63: 식물뿌리 64: 줄기 및 덩굴식물(통칭: 덩굴식물)

65: 뿌리내림 방지 망(약칭: 뿌리 망) 66: 유공 관

71: 어도 유출 관 71-1: 습지 수 반송 관 72: 수계

73: 생태통로 74: 지반선 80: 온실

81: 온실 벽 82: 생태창문 83: 가지 창

83-1: 패킹고정판 83-2: 패킹 83-3: 구멍

83-4: 탄성체 84: 환기장치 85: 수초제거장치

86: 무인 촬영 및 녹화 전송설비(약칭: 화상설비)
87: 흡입관 90: 다른 방식의 하·폐수 처리시설(약칭: 다른 처리시설)

91: 저류·저수지 92: 건물 93: 건물지붕

94: 빗물 도랑 95: 대피습지 95-1: 격리 망

96: 대피 구 97: 배기구 98: 방수 맨홀

99: 자외선 램프 100: 차수 막 [101: 태양 광, 102: 풍력] 발전기

삭제

본 발명은 오염된 물을 정화하는 분야의 기술로서 특히 습지를 이용한 개선된 방법 및 장치에 관한 것이다.

이 분야의 종래기술은 질소와 인과 잔류 유기물질 등을 고도처리하는 각종 기술과 특허 제10-0818912호의 수생초목을 이용한 자연고도 정화장치 및 다른 자연정화기술도 수질개선을 목표로 개발되어서, 오수정화시설에서 생태적인 자정 인자를 복원하고 방류 수계 및 생태계로 파급하며 탄산가스를 정화 초목에 장기간 고정 누적시켜 에너지자원으로 회수하는 복합효과를 얻지 못하였다.
상기 종래기술의 몇몇 사례로 생물학적 방법 또는 분리막 또는 화학약품을 각각 또는 함께 이용하는 기술들이 고도처리를 주 목표로 개발되었고, 수생식물을 이용하는 기술도 수초가 식재된 습지 위로 오염농도가 높은 물을 직접 유입하거나 습지의 수면보다 높게 모래나 자갈 황토 볼을 채우거나 수면에 부력 체를 띄우고 수초를 식재하는 방식과 물고기의 산란과 은신 먹이원에 적합하지 않은 수초 및 군락습지로 조성되었다. 상기 기술들의 한계점으로 수질 및 수 생태계의 복원을 위한 환경기초시설에 다양한 수서동물이 서식하지 못하고 공정의 일부 단계에 몇몇 종류의 수서동물이 서식하는 기술도 각 공정 및 생태계를 연결하는 생태적 통로가 구성되지 않아서 먹이사슬로 물질의 자연이동에 의한 수질개선과 수 생태계 및 생태계를 함께 복원시키는 환경적 복합효과를 얻을 수 없었다.

삭제

또한 수초류만 이용하는 방식은 탄산가스를 고정한 묵은 수초가 1~2년 사이에 고사 분해되어 탄산가스로 전환하고, 수목이용 방식도 식재된 습지 전체가 그늘로 덮여 다양한 수서동물의 서식환경에 필요한 습지 수초들이 서식하기 어려웠다.
또한 온실을 함께 이용하는 방식은 상기 수목이 온실의 폭과 높이로만 자라고 창 밖으로 가지를 내어 녹지면적과 정화력을 높이려면 매년 초겨울 창문 밖으로 자란 가지를 자르고 창문을 여닫는 관리문제와 녹지면적도 가지의 1년 성장범위에 그치는 한계가 있었다. 또한 온실과 주변환경도 외부에서 개구리와 두꺼비 곤충 새를 포함한 야생동물이 접근하고 드나들기 어려운 구조 및 구조물로 조성되어 나방과 나비 곤충이 들어와 산란 증식하여 수초나 나뭇잎을 갉아먹는 애벌레가 과다히 발생하여도 먹이사슬로 이들을 적정한 개체수로 유지하며 물질의 생태적 이동수단으로 활용하지 못하였다.

삭제

본 발명의 목적은 상기 단점 및 다른 단점을 개선하기 위한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 단계적 습지에서 생태적 먹이기초가 생성되고 먹이사슬이 각 단계와 생태계로 연결되도록 습지생물과 생태통로와 접근 녹지로 구성하는 습지장치 및 상기 습지장치를 하·폐수와 저류·저수지와 빗물·비점오염원에 각각 연계구성하는 정화장치로 오수정화시설에서 습지기능과 녹지를 보충하며 습지생물의 생태활동과 먹이사슬로 물을 정화하고 장치의 정화력을 유지하며 생태적 자정역량을 주변으로 파급시키고 에너지자원과 기후회복 효과를 함께 얻는 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.

삭제

또한 습지장치를 보온하는 온실도 습지장치의 먹이사슬을 외부로 연결하는 야생동물이 온실로 드나들 수 있는 생태창문과 온실 안에 식재한 정화 수목과 덩굴식물도 밖으로 성장하는 가지 창을 각각 구성하여 야생동물의 접근환경과 물 정화력과 이산화탄소의 고정 및 이용성이 각각 개선된 온실을 제공하기 위한 것이다.

삭제

상기 과제를 해결한 본 발명에 따른 정화장치의 장점은 습지생물이 이식된 2단계 내지 4단계 습지장치에서 각각 고도처리 대상의 수질오염물질들이 동 식물의 생태적 물질교환에 의해 수서동물의 먹이기초로 전환되고 먹이기초에서 먹이사슬이 습지의 각 단계 및 생태계로 연결되어 뭍으로 이동 순환되는 자연생태로 고도정화되며 장치의 정화력이 유지된다는 점이다. 또한 상기의 정화과정에서 먹이사슬을 구성하는 생태계가 복원되고 정화초목이 외부로 자라며 녹지면적과 장치의 정화력과 이산화탄소의 고정량을 각각 증대하고 에너지자원으로 전환되며 대기질과 기후문제도 함께 완화한다는 점이다.

상기 단계를 모두 포함하는 4단계[30,31,50,70] 습지장치는 하·폐수와 각각 전처리장치(10)에 하나의 정화장치로서 도 1 내지도 3과 같은 다층구조 및 도 6 내지도 6b와 같은 단층구조 및 인근에 직렬 구조로서 각각 연계구성하는 정화장치와 자체로서 도 7과 같은 정화장치로 각각 구성되고, 도 8과 같이 다른 처리시설(90)의 상부에, 도 8a와 같이 다른 처리시설과 저류·저수지(91)의 인근에 각각 연계되어서 오수의 수질특성과 장치의 이용목적 및 조성여건에 따라 4단계[30,31,50,70] 및 도 8b와 같이 3단계[30,31,70] 및 도 8c와 같이 2단계[50,70] 및 도 7a 내지도 7d와 같이 빗물·비점오염원을 역 흐름으로 정화하는 2단계[70,50-1]의 습지장치로 각각 구성되며, 상기 각 장치에 포함되는 상향식 여과습지(50)는 각각 하향식 여과습지(50-1)로 전환운영되도록 배관과 밸브가 구성된다.

상기 각 습지장치에 구성되는 1차 습지(30)는 도 2 및 도 3과 같이 수로형태의 구조체로 전 구간 또는 다공체(33)로 구간 일부를 구획하고 각각 수면 아래로 패 각 류와 계란껍질과 석회석을 각각 또는 혼용하여 칼슘반응 층(34)을, 상부 외벽에 수초를 아래로 미끄러지게 하는 형태 또는 선반형태의 구조로 그릴장치(35-1)를, 바닥에는 배수 관(39)을 각각 조성하고 상부 물 층에 생태적 정화수단으로 개구리밥과 물 상추를 포함한 부 엽 식물(35) 및 습지미생물과 물 달팽이와 새우를 포함한 수서동물을 각각 이식한다. 상기 습지(30)의 운영 및 작용으로서, 부 엽 식물(35)은 유입된 오수에 잔류하는 질소와 인과 수소 이온과 공기 중의 탄산가스를 흡수하여 성장하며 뿌리로 수서동물의 서식에 필요한 산소를 물에 방출하고 산란과 은신환경을 형성하며 먹이도 된다. 물 달팽이는 부 엽 식물에 붙어서, 동물성 플랑크톤과 새우는 수초와 칼슘반응 층의 틈새까지 이동하며 각각 일령을 다한 미생물과 유기물질을 먹이로 감량하며 식물이 방출하는 산소로 분해하여 에너지를 얻고 이산화탄소와 질소와 인과 수소 이온을 생성하며 성장 증식된다. 상기 물질교환에 의해 물에 잔류하는 오염물질과 일령을 다한 미생물은 다른 습지생물로 전환되고 증식되어 1차 습지(30)와 후속의 2차 습지(31)에 이식한 수서동물의 먹이가 된다. 칼슘층은 미생물의 질산화반응과 물질대사에 의해 생성되는 수소 이온에 의해 용출하는 칼슘 이온이 인(P)과 결합 인산칼슘으로 침전 제거되어 겨울철에도 인을 고도처리하며, 그릴장치는 여름철 빠르게 성장하며 벽체 위로 밀려나오는 수초와 고사기에 걷어내는 수초를 건조하여 수초의 감량과 무인관리에 이용된다.

상기 각 습지장치에 구성되는 2차 습지(31)는 1차 습지(30)에서 수로를 연장하여 격벽(32)으로 구획하고 벽(32)에 물길을 잇는 관(21)을 연결하며 구간 일부를 다공체(33)로 다시 구획하고 다공체 구간에 수면 아래로 상기 칼슘반응 층(34)을, 상부 외벽에 그릴장치(35-1)를, 칼슘반응 층 외의 바닥에 사리 층(53)을 각각 조성하고, 정화수단으로서 사리 층에 말 즘과 미나리 마름을 포함한 침수식물(36)을, 물 층에 미꾸리와 송사리 붕어 우렁이 및 수서곤충을 포함한 수서동물(56)을 각각 이식한다. 상기 습지(31)의 운영 및 작용으로서, 상기 습지(30)에서 1차로 정화된 물과 생성된 먹이기초가 관(21)으로 유입되고 상기 침수식물은 영양물질을 2차로 흡수 감량하여 물을 정화하며 산소를 방출하고 상기 수서동물의 산란 은신처와 먹이가 되며, 상기 수서동물은 1차 습지(30)에서 유입하는 생물과 잔류물질을 먹이로 성장 증식되며 먹이사슬을 연결한다. 상기 칼슘층에서 잔류 인(P)이 2차로 처리되고 그릴장치는 2차 및 여과습지(31,50)에 서식하는 수초의 건조 감량에 이용된다.

상기 각 습지장치에 구성되는 여과습지(50)는 도 7과 같은 단층구조와 도 1과 같은 다층구조로 각각 상기 1,2차 습지(30,31)의 외벽과 일체 구조의 여과지를 싱글 또는 병렬로 2차 습지(31)보다 여과층(54)의 설정두께 이상 낮은 외벽과 유출수위로, 도 3 및 도 3a와 같이 분배 층(51) 위에서 여과층과 물 층(55)을 관통하는 벽을 2차 습지(31)의 상단까지 높여서 한 개 이상의 맨홀(42)을, 맨홀 외의 부분에 하부에서 상부로 분배 층(51)과 지지층(52)을, 지지층 위에 공지의 상수도 정수용 여재로써 사리 층(53)과 여과층(54)을, 여과층 위에 0.2~0.3m 깊이의 물 층(55) 및 습지생물로 여과지를 각각 구성하고, 도 4 내지도 4b와 같은 단면구조와 도 3 및 도 7b와 같은 평면구조로 여과층(54) 중간 높이의 외벽에 정화 식물을 외부에서 식재하며 뿌리는 여과층(54)으로 뻗도록 뚫은 구멍과 구멍에서 정화초목(62,64)의 식재공간을 외부로 연결하는 식재 구를 형태와 식재 수종에 따라 일정간격으로 화단형(59) 굴뚝 형(60) 배관형(61)의 어느 한 형태로 또는 각 형태를 혼용하여 철근콘크리트 또는 금속류 또는 플라스틱 재료로 개구부를 외벽 상단보다 0.1~0.3m로 더 높이고 벽체와 일체로 또는 볼트 너트 잭과 같은 체결부속으로 장착 분리하는 구조로, 덩굴식물이 받쳐지도록 목재와 금속류 등 각종 재질의 구조체와 망으로써 도 4a와 같이 외부 식재 구에서 생태통로로 지면에서 0.6m 이상의 높이로 뿌리 망(65)을 각각 조성하며, 여과지의 표층과 물 층(55)에는 상기 2차 습지(31)에 이식하는 종류의 습지생물과 노랑꽃창포(57)를 포함한 수초(58)를 함께 이식하고 외부 식재 구에 모래를 채우고 버드나무를 포함한 습지 수목(62)과 갈대와 등나무를 포함한 덩굴식물(64)을 함께 식재한다.

또한 상기 여과지를 운영 관리하는 배관 및 생태적 통로로서, 도 1 내지도 3 및 도 6 내지도 7과 같이 구성하는 여과습지(50)를 상향식 및 하향식 여과로 각각 운영하도록 2차 습지(31)에서 처리된 물을 분배 층(51)으로 이송하는 관(37)과 물 층(55)에서 유출하는 관(37-1)을, 물 층(55)으로 이송하는 관(38)과 분배 층(51)에서 유출하는 관(38-1)과 관(38-1)의 중간에 이용 펌프(28-1)를, 병렬식 여과지에서는 양쪽 물 층(55)을 연결하는 관(21-1)을, 상기 각 배관에 각각 밸브(26) 및 전동밸브(26-1)를, 표면에 0.003~0.005m의 구멍을 뚫은 유공 관(66)을 분배 층 바닥에 각각 구성하며, 상기 이송관(37,38)은 물이 흐를 때 수서동물이 거슬러 올라가고 내려가도록 9% 이하의 어도 경사로 벽체에 고정한다. 또한 상기 이송관(37)으로 맨홀(42)에 이동한 수서동물이 물 층(55)을 양방향으로 이동하도록 어도 장치(45)를 도 3a 및 도 3b와 같이 맨홀에서 물 층을 연결하는 관(45) 및 이송관(37)의 끝에 각각 플랜지를 고정하고 상기 플랜지 사이에 접시의 형태로 오목한 부분이 이송관을 향하고 대각선의 끝단에 4개 이상의 가이드 홀(43-1)을 부착한 어도 밸브(43)와 상기 밸브 및 플랜지의 각 홀에 끼우고 볼트로 고정하는 밸브 가이드(44)와 닫힌 밸브의 누수를 차단하는 밸브패킹(46)과 밸브의 중심에 부착하여 물 층으로 이어지는 샤프트(47) 및 맨홀 밖에서 샤프트를 끼워서 수평을 유지하며 전산볼트를 끼워서 볼트로 조이고 풀어 스프링의 길이를 조절하는 또 다른 플랜지와 샤프트(47)에 끼우는 스프링(48)과 상기 전산볼트 및 스프링의 길이를 가감하여 고정하는 너트로 구성하여 이송관(37)을 연결하는 맨홀과 물 층 사이에 조성한다.

상기 여과습지(50)의 운영 및 작용으로서, 평소 여과지를 상향 여과로 운용할 경우 하부이송관(37)과 상부유출 관(37-1)의 각 밸브를 열고 상부유입관(38)과 하부유출 관(38-1)과 병렬습지 연결관(21-1)의 각 밸브를 닫고 오수를 분배 층으로 유입하면 2차 습지(31)와의 수두차이로 여과층(54)을 위로 통과하고 정화된 물이 물 층에서 유출하여 상향식으로 운영된다. 상기 여과지를 하향 여과로 운용할 경우 상부유입관(38)과 하부유출 관(38-1)과 병렬습지 연결관(21-1)의 각 밸브를 열고 하부유입관(37)과 상부유출 관(37-1)의 각 밸브를 닫아 오수를 물 층으로 유입하면 여과지를 위에서 아래로 통과하고 정화된 물이 분배 층에서 유출된다. 또한 어느 한쪽은 상향으로 다른 한쪽은 하향으로 여과할 경우 상기의 방법으로 밸브를 개폐하여 상향 여과한 물을 연결관(21-1)으로 다른 쪽 물 층에 이송하여 하향으로 여과할 수 있고 상기와 반대로도 운영되며 하부유출 관(38-1)에 구성된 펌프(28-1)로 강제여과 및 이용장소에 이송된다. 상기 상 하향 여과를 겸하도록 배관하는 장치에서는 상부유출 관(37-1)으로 후속 연결습지(70)와의 연결관(21)을 겸한다. 여과습지에 이식한 수서동물은 도 3a 및 도 3b와 같이 평소 어도 밸브가 열려있는 어도 장치와 맨홀을 통하여 물 층(55)과 분배 층(51)을 각각 양방향으로, 2차 습지(31)에서 어도 경사의 이송관(37)으로 오수가 유입하면 어도 밸브(43)가 오수의 수력에 의해 닫히고 맨홀 안의 수위가 상승하며 어도 경사인 이송관(37)의 물길을 통하여 2차 습지(31)를 각각 양방향으로, 이송관에서 오수유입이 중지되고 맨홀에서 수위가 높아진 물이 모두 여과되어 양쪽(42,55)의 수위가 같아지면 맨홀 밖 전산볼트의 너트로 탄력을 조절한 스프링이 샤프트를 밀어 닫혔던 어도 밸브(43)가 다시 열려서 맨홀(42)과 물 층에서 각각 양방향으로 이동할 수 있다. 따라서 수서동물은 여과습지의 상하 전 공간으로 각각 이동하며 상기 습지(31)에서와 같은 생태활동과 먹이사슬로 물을 정화하며, 분배 층(51)으로 이동한 수서동물의 활동에 의한 물의 요동으로 침전물이 부유를 반복하다 물고기가 드나들지 못하는 유공 관(66)의 구멍으로 이동하여 내부에 누적되고 오니 펌프(25-1)로 용이하게 흡입 제거되어 분배 층 청소에 수서동물이 이용된다. 또한 식재된 상기 수초(58)와 초목(62,64)은 덩굴식물이 뿌리 망(65)에 의해 마디 뿌리를 활착하지 못하고 모두 본 뿌리(63)로만 영양물질을 흡수하므로 여과층에 깊은 뿌리를 뻗으며 산소를 방출한다. 따라서 뿌리 주변의 여과층과 사리 층에 호기성 미생물과 분배 층에 물고기가 서식하며 각각 잔류물질을 분해하고 분해된 물질은 식물이 흡수하여 오수는 정화된다. 상기 식재 구에서 외부로 자라며 점차 녹지면적을 확장하는 초목은 여과층으로 산소방출량을 증가하여 여과지의 정화력이 향상되고 야생동물의 접근환경이 개선된다. 이식된 수서동물은 상기 이동통로로 2차 및 여과습지(31,50)의 전 공간으로 각각 이동하므로 상기 공간에 서식하는 수서동물 및 수초와 잔류하는 유기물질을 먹이로 성장 증식되며 2차 습지(31)의 먹이사슬을 연결하고 후속 습지(70)로 연결한다.

상기 각 습지장치에 구성되는 연결습지(70)는 도 1 및 도 3과 도 4 내지도 4b와 도 6 내지도 7e와 같이 각각 여과습지(50)의 외벽과 접한 지반에 깊고 얕은 도랑 형태의 습지를, 상기 외벽에 수면 아래로 물과 수서동물이 이동하는 연결 관(21)을, 상기 도랑습지에 부 엽 침수 정수식물을 포함한 수초(58)와 습지와 하천에 서식하는 수서동물과 양서류의 알을 각각 이식하고 주변을 지반 선(74)과 완만한 경사지로 풀과 나무를 식재하여 생태통로(73)로 각각 조성하며, 최종처리 수를 수계(72)로 유출하는 관(71)을 도 10과 같이 지그재그식으로 또는 도 11과 같이 수계의 상류로 또는 장치 외벽에 나사 형태로 이어 감아 연결하는 방법 중 어느 하나로 상기 9%이하의 어도 경사로 조성한다. 상기 습지(70)의 운영 및 작용으로서, 연결관(21)으로 물 층(55)에서 처리 수와 수서동물이 유입하고 어도 유출 관(71)으로 수계의 어패류도 유입하여 이식된 수서동물과 함께 산란하며 각각 산란한 알과 이식된 양서류의 알이 부화 성장하여 이 소 한다. 상기 동물 중 귀소본능이 있는 양서류와 수서동물은 알에서 부화 되고 성장한 습지로 돌아와 산란하는 번식생태에 의해 성체로 자란 후 상기 습지(70)에서 산란하므로 습지동물의 서식 밀도가 높아진다. 따라서 상기 동물들을 먹이로 하는 조류와 파충류가 유인 번식되고 조류와 파충류를 먹이로 또 다른 야생동물들이 유인 번식되며 상기 동물들에 의해 여과습지(50)와 생태계가 먹이사슬로 연결되어 오수의 오염물질이 최종 뭍으로 자연이동되며 상기 야생동물의 개체수 증가와 이동으로 주변의 생태계와 생태적 자정역량이 복원된다. 또한 상기 각 외부 식재 구와 뿌리 망(65)에서 생태통로(73) 위로 자라는 습지 수목(62)과 덩굴식물(64)에 의해 먹이사슬을 연결하는 상기 야생동물들의 은신과 이동 먹이활동과 번식에 필요한 녹지환경이 형성되고 점차 확장된다.

상기 4개의 단위습지(30,31,50,70)는 각종 오수의 특성과 장치의 이용목적 및 조성여건 등에 따라 2단계 내지 4단계의 습지장치로서 각각 연계구성된다. 즉, 4단계[30,31,50,70] 습지장치를 도 1과 같이 오염농도가 높은 하·폐수를 전처리하는 장치(10)와 상부 또는 인근에 각각 연계하여 하나의 정화장치로, 도 8 내지도 8c와 같이 다른 처리시설(90)의 상부 또는 인근에 각각 연계되는 정화장치로, 오염도와 부유물질 농도가 낮은 오수에 여과습지가 생략된 3단계[30,31,70] 및 협소한 부지에서 부유물질 농도가 높은 오수에 1,2차 습지가 생략된 2단계[50,70]의 습지정화장치로 각각 조성되고, 저류·저수지(91)와 빗물·비점오염원에도 상기의 적용여건 및 방법에 따라 4단계[30,31,50,70] 및 3단계[30,31,70] 및 2단계[50,70] 및 빗물.비점오염원의 경우에는 도 7a 내지도 7d와 같이 오수를 반대로 통과하는 2단계[70,50-1]의 습지장치로도 각각 조성된다. 상기 각 습지장치는 구성되는 단계별로 상기한 개별습지의 각 작용들이 상호 연계되고 복합된 효과에 의해 오수가 정화되며 각각에 구성되는 연결습지(70)에 의해 앞 단계의 먹이사슬을 생태계로 연결함으로써 상기의 생태적 복합효과를 얻게 된다. 상기 각 습지장치는 부지와 경제적 여건 등에 따라 도 7e와 같이 각 습지공정을 지반에 직접 흙으로 구획하고 고무 플라스틱을 포함한 차수 막(100)으로 지면을 방수하여 조성할 수 있다. 또한 도 9와 같이 수위가 변동하는 저류·저수지(91)에도 왕 버들을 포함한 습지 수목(62)을 식재하고 월 류 장치(23)를 구성하여 물을 일정량씩 정화장치에 이송하며 생태통로(73)와 먹이사슬이 상호 연계하도록 조성할 수 있다.

또한 식물의 성장과 정화력이 낮은 겨울철에도 인(P)을 고도처리하도록 상기 1,2차 습지(30,31)에 조성하는 칼슘반응 층(34)이 종래에는 틈새에 침전물이 쌓이는 문제로 물 흐름과 인(P) 제거율이 저하되었으나, 본 발명은 습지(30,31)에 이식된 새우와 미꾸리를 포함한 작은 물고기와 수서동물들이 칼슘소재의 공극을 은신과 서식처로 드나들며 유기물질을 먹이로 감량하고 먹을 수 없는 침전물은 밀어내어 침전되며 바닥의 배수관(39)으로 제거되어 상기 문제가 생태적으로 해결된다.

상기 습지장치를 하·폐수에 다층구조로 연계구성하는 정화장치는 도 1 및 도 3과 같이 전처리장치(10)를 지하에, 전처리장치의 상부 중앙에 관리통로(40)를 양측에 지하로 출입하는 계단(41)을, 나머지 상부 평면과 관리통로 위를 각각 콘크리트 슬래브로 덮고 슬래브로 덮은 관리통로 상부에 1차 및 2차 습지(30,31)를, 전처리장치의 상부에 관리통로의 좌우 벽과 각각 내벽을 일체로 외벽은 상기 1,2차 습지(30,31)의 바닥 높이로 여과습지(50)를 각각 조성한다. 상기 전처리장치(10)는 도 2 및 도 5와 같이 고액분리 조(12) 및 유량조정 조(14) 반응 조(17) 침전조(22) 펌 핑 조(27)를 각각 일체 구조로, 고액분리 조에 유량조정 조를 연결하는 ㅏ 자형 이송관(13)을, 유량조정 조에 이송 펌프(15)와 중화장치(15-1)와 스크린 장치(16)를 각각 전기제어로 펌프(15)와 연동하도록 구성한다. 반응 조는 산화 구 방식을 침전조와 함께 병렬로 구성하며 각각 공지의 공정구조를 하기와 같이 개량한다. 즉, 상기 2개 조(17,22)의 수위가 저수위에서 고수위까지 자동연동하며 운영되도록 각각 설정한 저수위에 반응 조의 물을 침전조로 이송하는 연결관(21)과 침전조에 상징수가 유출하는 월 류 장치(23)를, 반응 조 바닥에 회전 장치(20)와 산기기(18)를, 분할 벽(17-2)에 도 5a 및 도 5b와 같이 하단에서 고수위까지 조절판(17-3)을 각각 조성한다. 침전조 하부에 호 퍼 형태로 2개 이상의 보조침전지(24)를, 각 보조침전지의 하단에서 바닥에 매설하여 회전장치(20)의 물 흡입구에 끝이 노출하도록 오니 반송 관(25)을, 반송 관에 밸브(26)와 밸브 위에 보조핸들을 각각 구성한다. 상기 월 류 장치는 침전조에서 상부의 물을 유출시키는 공지의 수로에 공기 또는 물을 넣고 빼는 방법으로 부력을 조절하는 부력 체를 부착하고 수로가 수위를 따라 상하로 작동하도록 수로의 중앙 하부에 물이 새지 않도록 패킹을 끼운 수직 이중 관을 또는 호스를 연결하며 수로의 바닥에 평판을 좌우로 이동하여 이송구멍의 크기를 가감조절하는 미닫이 밸브를, 펌 핑 조(27)와의 연결관(21)에 밸브(26)와 보조핸들을 각각 구성한다. 또한 습지 수 반송 관(71-1)을 연결습지(70)에서 고액분리 조 및 반응 조로 각각 연결하고 각 반송 관에 밸브를 구성한다.

상기 장치의 운영 및 작용으로서, 오수는 유입관(11)으로 고액분리 조(12)에 유입되어 체류하며 비중 차로 침전 부상하는 고형물이 분리되고 ㅏ 자 이송관으로 유량조정 조에 이송되어 수위센서로 설정한 수위에서 펌프(15)가 작동하여 스크린 장치로 이송되고 동시에 중화장치가 연동하여 티오황산나트륨이 자동공급되어 오수에 혼입된 염소가 중화제의 나트륨과 반응 염화나트륨으로 결합하여 정화에 이용되는 반응 조 및 후속 습지의 미생물에 대한 살균력이 제거되고 고형물은 2차로 분리되어 반응 조에 이송된다. 반응 조의 미생물은 하부에 구성된 오수의 회전장치(20)에 의해 바닥에 누적되지 않고 산화 구의 좌우 곡선 부를 회전하는 물은 조절판(17-3)의 조절에 의해 분할 벽(17-2) 안팎을 같은 유속으로 회전하므로 회전거리에 반비례하여 물의 회전속도가 상대적으로 느린 분할 벽의 안쪽에 미생물이 누적되는 현상이 예방되며, 산기 기(18)로 공기가 공급되는 존에서는 호기성 미생물에 의해 유기물질이 분해되고 암모니아성 질소가 질산화되며 산소가 소비된 무산소 존에서 탈질 미생물에 의해 질산성 질소가 탈 질 되며, 저수위에 구성된 연결관(21)으로 침전조에 유입되고 고수위까지 반응 조의 수위와 연동하며 보조침전지에 비중이 큰 활성미생물이 먼저 침전되어 반송 관(25)과 회전장치의 흡입력에 의해 반응 조에 자동으로 반송되고 반송 관의 밸브로 반송량이 조절되며, 침전조의 수면으로 부상하는 상등 수와 노쇠한 미생물은 월 류 장치에서 조절한 일정량씩 펌 핑 조를 거쳐 1차 습지(30)로 유입되어 습지생물의 영양원이 된다. 상기 월 류 장치로 조절하는 유출 량보다 유입량이 적거나 유입되지 않는 시간대에는 상기 반응 조 및 침전조의 수위가 함께 낮아지고 많은 량이 유입되면 함께 높아지며 가변용적량만큼 유량조절기능이 병행되어 유량조정 조(14)의 용적량이 적어지며 오수가 유입되지 않는 시간대에도 일정량으로 분배 이송되어 후속 습지공정의 운영과 생태가 안정된다. 상기 반송 관(71-1)으로 습지단계를 모두 거치며 정화식물에 의해 용존산소가 높아지고 고등미생물이 살아있는 처리 수 일부를 반송함으로써 고액분리 조(12)의 악취 및 고농도 충격이 완화되며 유입량 급감 시 장치[10,30,31,50,70]로 순환량을 증가하면 순환 수에 잔류하는 영양물질로 미생물과 습지생물이 살아남아 정화력이 유지되고, 반응 조에 식물이 방출한 용존산소가 이용되어 포기장치의 가동전력이 절감되며 습지의 고등미생물이 함께 이용되어 난분해성 물질의 분해력이 향상된다.

또한, 기후가 추운 장소에서는 도 1 및 도 3과 같이 상기 각 장치에 구성되는 습지(30,31,50)의 외벽 또는 상기 습지(30,31,50) 및 전처리장치(10)를 포함하는 외벽체 위로 투명재료의 온실(80)을 조성하여 보온하며, 식물의 가지 창(83)을 도 4c와 같이 두 개의 미닫이 창에 맞닿는 가운데를 중심으로 0.25~0.3m의 구멍을 뚫은 패킹고정판(83-1)을 고정하고 상기 패킹고정판에 0.01~0.02m의 구멍(83-3)을 뚫은 고무판을 대각선으로 6~8회 절단한 패킹(83-2)을 부착하며, 각 미닫이 창에서 반대편 벽(81)에 고정하는 고무줄 또는 스프링과 같은 탄성체(83-4)로 구성하여 온실 벽(81) 상 하부에 각각 조성한다. 온실 내부에 온도 습도센서를 외부에 풍속센서를 각각 구성하며 전기제어로 상기 각 센서에 연동하도록 지붕에 환기장치(84)를, 벽(81)의 상하 창문은 여닫이 또는 미닫이로 작동하도록 공지의 전동식 개폐장치와 각각 연계구성하여 상부에 환기 창을, 하부에 상기 온도와 습도 풍속센서 및 물체의 움직임 센서에 각각 연동하도록 생태창문(82)을 각각 구성하고 기상 상태와 들어온 동물의 움직임을 감지하여 각각 자동으로 개폐되도록 작동상황을 설정한다. 또한 구조물 상부에 온실 내외를 무인촬영하고 전송하는 화상설비(86)와 공지의 전동식 이동레일과 크레인으로 구성된 호 이스트에 공지의 기계식 집게장치를 장착하고 각각 외부에서 작동시키는 원격제어 시스템으로 수초제거장치(85)를 구성한다. 상기 온실(80)의 운영 및 작용으로서, 외지에서 화상설비(86)를 보며 습지의 각 단계(30,31,50)로 이동하여 과다증식한 수초와 고사한 수초를 걷고 뽑아 처분장소로 이동시킬 수 있으며, 겨울철에 자연 열만으로 또는 전처리장치(10)에서 발생하는 폐열을 함께 이용하여 습지공정(30,31,50)을 보온함으로써 생물의 활동 및 생육기간이 연장되고, 탄성체(83-4)에 의해 항상 닫힌 상태를 유지하는 가지 창과 가지 창의 패킹(83-2)으로 외부의 찬 공기 유입이 차단되고 가지 창의 구멍(83-3)을 통하여 온실 안의 초목(62,64)이 외부로 자라며 야생동물에게 구조물에 대한 경계심을 완화하는 효과로 접근성이 개선되며 장치의 정화력과 이산화탄소의 고정효과와 수목의 이용성도 각각 향상된다. 또한 생태창문으로 야생동물이 온실을 드나들며 먹이활동과 산란할 수 있고, 일시적 강풍과 저온으로 모든 창이 닫혀도 온실 안에 동물의 움직임이 있으면 생태창문이 일정시간 열려서 갇힌 동물이 밖으로 나갈 수 있으며, 각 창문의 자동개폐 및 수초의 원격관리에 의해 야생동물의 상기 활동을 방해하는 관리자의 잦은 출입문제가 해소됨으로써 정화습지에 형성된 먹이사슬이 생태계로 연결되도록 작용한다.

또한, 상기 빗물 또는 비점오염원을 반대로 통과하는 2단계[70,50-1] 습지장치는 도 7a 내지도 7d와 같이 상기 4단계 습지장치의 구조에서 1,2차 습지(30,31)는 격벽 없이 상부를 고수위보다 높게 방수맨홀(98)과 배기구(97)를 구성한 구조체로 덮어 외부의 물과 이물질 유입을 차단하고 내부공간 상부에 자외선 램프(99)를 바닥에 이용 펌프(28-1)를 각각 구성하여 이용 조(27-1)로서 조성한다. 또한 수서동물의 대피습지(95)로서 벽체 상부에 상기 습지(70,50-1)로 각각 물길을 잇는 대피 구(96)를, 내부공간 일부의 중간부위에 지지층(52)과 사리 층(53)을, 지지층 하부를 호 퍼 형태로, 호 퍼 위에 물고기가 드나들지 못하는 미세간극으로 격리 망(95-1)을, 바닥에 외부로 연결하는 침전물 흡입관(87)을, 지반과 접하는 사리 층 중간 외벽에 외부 식재 구(59,60,61)를, 상기 사리 층 위에 초목(57,58,62,64)을, 식재 구에 초목(62,64)을 식재하여 각각 구성하고 상기 정화장치와 일체로 또는 인근에 물길을 이어 조성한다. 연결습지(70)에 건물지붕(93)의 빗물 또는 비점오염원이 유입하도록 빗물 도랑(94)을 연결하고 도랑과 연결습지에 각각 수초(57,58)를 식재하며 생태통로(73)를 고수위보다 높게 성토하고 생태통로와 상기 정화장치를 출입 교(41-1)로 연결하며 어도 유출 관(71)을 밸브(26)와 함께 구성한다.

상기 장치의 운영 및 작용으로서, 강우 시 건물지붕(93)과 주변의 빗물 또는 비점오염원이 상기 빗물 도랑에 모여 연결습지(70)로 유입되고 체류하며 고형물이 수초(57,58) 틈새로 걸러지고 침전되며 연결관(21)으로 상기 하향식 여과습지(50-1)의 물 층(55)에 유입되어 여과층(54)을 아래로 통과하며 정화되어 분배 층(51)에서 상기 이용 조(27-1)에 유입 저류되며 저류된 물은 상기 자외선 램프로 살균하고 펌프(28-1)로 이용되며 습지(70)로 순환하면 고도처리되고 상기 습지(70,50-1,95)의 생태용수가 된다. 상기 습지장치는 3개 조(27-1,50-1,70)의 수위가 강우와 증발 이용에 따라 연동하며 연동용적만큼 저류 지를 겸하고 유출 관(71)의 밸브로 유출량을 조절하면 체류시간이 조절된다. 또한 상기 하향식 여과습지(50-1)의 표층에 증식되어 여과저항을 높이는 미생물은 이식한 수서동물의 먹이로 제거되고 침전물은 먹이사냥과 피신 구애행동 등에 의해 요동하는 물에 반복적으로 부유 되어 대피습지(95)로 자연 이동되고 하부에 침전되며 하부는 망(95-1)에 의해 수서동물과 격리되어 부유 되지 않으므로 누적되며 흡입관으로 용이하게 제거된다. 수서동물은 건기에 수위가 낮아지면 대피구를 통하여 대피습지로 이동하고 사리 층과 식재 구의 초목이 뿌리로 대피습지의 물에 방출하는 용존산소로 호흡하며, 수서동물의 배설물과 유기물질은 호기성 미생물로 분해되고 질소와 인과 수소 이온은 상기 식재식물에 흡수 감량되어 대피습지(95)의 수질악화가 예방된다. 따라서 대피습지로 이동한 수서동물은 건기에도 생존할 수 있으며 우기에 습지 위로 물이 차면 습지장치[70,50-1]로 나와 상기한 생태활동 및 식물과의 물질교환과 먹이사슬로 오수를 정화하며 여과지의 정화력도 유지시킨다. 상기 장치는 전기가 공급되지 않는 장소에서는 도 10과 같이 공지의 태양 광·풍력 발전기(101,102)를 함께 구성하여 상기 전기시설(28-1,99)로 살균과 자동급수되는 장치로 이용할 수 있고, 전기시설(28-1,99) 없이 우물처럼 이용하는 정화장치로도 각각 수자원 확보와 생태계를 회복시키는 효과를 함께 얻도록 작용한다.

또한, 도 1과 같은 다층구조의 정화장치는 용량과 부지 전기적 여건에 따라 단층구조로서 도 6과 같은 각형과 도 6을 도 6a의 평면 및 도 6b의 단면과 같은 팩 키지 타입의 원형으로 각각 1,2차 습지(30,31)를 전처리장치(10) 내부에 구성하여 운전수위가 전처리장치와 연동하도록 조성할 수 있다. 각형의 장치는 전처리장치를 상기 다층구조에서와 같이 구성하며 원형의 장치는 원형인 전처리장치와 상부에 원형의 스크린을, 내부공간을 깔 데기(17-4)로 구획하고 깔 데기 안쪽 하부에 산기 기를 구성하여 바깥쪽과 함께 반응 조로, 하부에 호 퍼 형태로 침전조를, 전처리장치에서 바닥을 연장하여 수로형태로 1,2차 습지(30,31)를, 원형으로 여과습지(50)를 각각 조성하고, 오수를 고수위보다 높은 위치 또는 양정으로 유입하여 각각 다층구조의 펌 핑 조(27) 및 이송 펌프를 생략할 수 있다. 상기 각 장치의 운영 및 작용으로서, 각형인 장치에 유입된 오수는 상기 산화 구 반응 조를 수평으로 회전하며 처리되고, 원형의 장치는 오수가 원형스크린에 유입되어 회전하며 고형물이 분리되고 하부의 반응 조에 유입되어 산기 기(18)의 상승 기포에 의해 깔 데기(17-4) 안팎을 상하로 회전하며 내부에 호기 존이 외부에는 무산소 존이 형성되어 상기 산화 구식으로 처리되며, 각각 밸브로 조절한 량이 1차 습지(30)와 2차 습지(31)를 거쳐 저수위에 구성된 이송관(37,38)으로 여과습지(50)에 이송된다. 유입량이 상기 이송관의 밸브로 조절한 이송량보다 많으면 전처리장치의 수위가 먼저 높아지고 이어 1,2차 습지(30,31)도 높아지며 적거나 유입하지 않으면 상기 장치[10,30,31]의 수위가 함께 낮아지며 가변용적만큼 유량이 자동조절된다. 상기 1차 습지(30)에 이식된 부 엽 식물(35)은 변하는 수위를 따라 항상 같은 부위를 물과 접하므로 상기 접수부위에 붙어서 먹이활동을 하는 물 달팽이가 서식할 수 있으며, 2차 습지(31)에 이식되는 침수식물(36) 및 수서동물은 각각 변동 수심에 적응하므로 상기 단층구조의 각 정화장치도 다층구조에서의 생태적 역할과 기능을 수행한다.

상기 2단계 내지 4단계 습지장치 및 상기 습지장치가 포함되는 각 정화장치를 조성하는 재료로서, 각 장치의 구조체를 중대용량의 장치는 철근콘크리트 재료로, 소용량 및 팩 키지 장치는 철재와 비철금속을 포함한 금속류와 강화플라스틱을 포함한 플라스틱 재질의 재료로 각각 또는 혼용하여 조성하며, 각 사리 층(53)과 여과층(54)을 자연골재로, 팩 키지 장치는 각종 경량골재 및 경량골재의 유실과 기공폐쇄를 예방하도록 표층은 0.05~0.1m 두께를 자연골재로 각각 조성한다.

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또한, 각 습지장치에 이식하는 상기의 생태적 정화수단은 열대 온대 등 조성지역의 기후에 따라 당해 기후지역에 서식하는 생물종으로, 염분폐수의 염분농도에 따라 같은 염도의 해역과 기수역과 염습지에 서식하는 맹그로브 나무와 갯 갈대, 잘피, 칠 면 초를 포함하는 염생식물 및 수서동물로써 각각 이식하여 조성한다.

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상기 설명된 본 발명은 첨부된 도면에 도시된 상기 실시 예에 한정되지 않으며, 본 발명의 정화원리 및 방법과 장치를 다양하게 조합하고 구성하며 변화시켜 응용하는 본 발명의 범주 내에 있는 한 상이한 변형에 따라 구현될 수 있다.

본 발명은 종래에 수질만 개선해오던 각종 오수정화시설에서 각각 단계적인 습지 및 습지생물을 이용하는 정화방법 및 장치로써 먹이사슬을 구성하는 생명체를 복원하고 복원된 생명체로 물을 고도정화하며 장치의 정화력을 유지하고 생태적인 자정 인자를 파급하며, 장치의 주변으로 녹지를 확장하는 정화초목으로 정화력과 야생동물의 접근환경과 이산화탄소의 고정량을 각각 증대하고 에너지자원을 얻으며 기후변화도 완화하도록 복합효과를 얻는 오수의 정화방법 및 장치를 개시한다.

Claims

단계적 습지장치로 각종 오수를 정화하는 방법에 있어, 4단계[30,31,50,70] 습지장치는 오수의 오염물질이 생태적 먹이기초로 전환 먹이사슬로 후속 습지 및 외부로 자연이동 하도록 각 습지(30,31,50,70)에 단계적으로 구성하는 습지생물 및 생태적 통로와; 직렬식 수로에 각각 인(P)을 제거하도록 칼슘반응 층(34)과 수초를 건조감량하도록 그릴 장치(35-1)를 구성하는 단계의 1차 및 2차 습지(30,31) 및;

2차 습지(31)에서 정화된 물을 여과하는 여과지에 정화초목(62,64)을 외부에 식재하도록 식재 구(59,60,61)와, 여과지를 상향 및 하향 여과로 각각 운영 관리하도록 배관 및 펌프(28-1)를 각각 구성하는 여과습지(50) 및;

여과습지(50)에서 정화된 물이 모여 수계(72)로 유출하는 도랑습지에 여과습지와 연결된 관(21) 및 수계로 어도 유출 관(71)이, 뭍으로 생태통로(73)를 각각 구성하는 연결습지(70)의 단계로 정화하는 방법 및;

상기 습지(30,31,50)를 투명재료로 보온하며 야생동물이 안팎으로 나들도록 생태창문(82)과, 내부에 식재된 정화초목(62,64)이 창밖으로 자라도록 가지 창(83)과, 원격관리하도록 수초제거장치(85)와 화상설비(86)를 각각 구성하는 온실(80)을 이용하여 정화하는 것을 특징으로 하는 오수의 습지정화 방법
제1항에 있어서, 상기 단계적 습지장치로 각종 오수를 정화하는 방법은 상기 4단계[30,31,50,70] 습지장치를 구성하는 각 단위습지가 오수의 오염도 및 특성과 장치의 조성 목적 및 여건에 따라 조합되어 하·폐수의 전처리장치(10)에 하나의 정화장치로 및 다른 처리시설(90) 및 저류·저수지(91) 및 빗물·비점오염원에 각각 연계된 4단계[30,31,50,70] 및 3단계[30,31,70] 및 2단계[50,70] 및 빗물·비점오염원에는 역 흐름의 2단계[70,50-1] 습지장치로도 각각 구성되어 정화하는 방법인 것을 특징으로 하는 오수의 습지정화 방법
각종 오수의 정화에 이용되는 단계적 습지장치로서, 4단계[30,31,50,70] 습지장치는 오수의 오염물질이 생태적 먹이기초로 전환 먹이사슬로 후속 습지 및 외부로 자연이동 하도록 각 습지(30,31,50,70)에 단계적으로 구성되는 습지생물 및 생태적 통로와; 벽(32)에 관(21)이 연결된 직렬 수로 및 각 수면 아래로 칼슘반응 층(34)과 외벽 상부에 그릴장치(35-1)로 구성되는 1차 및 2차 습지(30,31) 및;

상기 습지(30,31)와 일체 구조의 여과지 및 외벽의 중간높이에서 외부로 연결된 식재 구(59,60,61)와 식재 구에 식재된 정화초목(62,64)과, 2차 습지(31)에서 연결된 유입관(37,38)과, 맨홀(42) 및 맨홀에 구성된 어도 장치(45)와, 여과지를 운영 관리하는 배관 및 펌프(28-1)로 구성되는 여과습지(50) 및;

상기 습지(50)의 외벽에 접한 지반에 깊고 얕은 수심의 도랑습지 및 여과습지에서 연결된 관(21)과, 수계(72)에 연결된 어도 유출 관(71)과, 주변지반에 조성된 생태통로(73)로 구성되는 연결습지(70)의 단계로 구성되는 정화장치 및;

상기 습지(30,31,50)의 외벽 위에 구조물 및 투명한 덮개와, 벽(81) 하부에 생태창문(82)과 상 하부에 가지 창(83)과, 구조물 상부에 수초제거장치(85)와 화상설비(86)로 온실(80)이 함께 구성되는 것을 특징으로 하는 오수의 습지정화 장치
제3항에 있어서, 각종 오수의 정화에 이용되는 단계적 습지장치는 상기 4단계[30,31,50,70]의 습지장치를 구성하는 각 단위습지가 오수의 오염도 및 특성과 장치의 조성 목적 및 여건에 따라 조합되어 하·폐수의 전처리장치(10)에 하나의 정화장치로 및 다른 처리시설(90) 및 저류·저수지(91) 및 빗물·비점오염원에 각각 연계된 4단계[30,31,50,70] 및 3단계[30,31,70] 및 2단계[50,70] 및 빗물·비점오염원에는 역 흐름의 2단계[70,50-1]의 습지장치로도 각각 구성되는 장치인 것을 특징으로 하는 오수의 습지정화 장치
제3항에 있어서, 상기 4단계[30,31,50,70] 습지장치에 단계적으로 구성되는 습지생물로서, 1차 습지(30)에 개구리밥과 물 상추를 포함한 부 엽 식물(35)과 물 달팽이와 새우를 포함한 수서동물이, 2차 습지(31)에 말 즘과 미나리마름을 포함한 침수식물(36)과 미꾸리와 송사리 붕어 우렁이와 수서곤충을 포함한 수서동물 및;

여과습지(50)에는 상기 2차 습지(31)에 이식되는 습지생물과 노랑꽃창포를 포함한 수초(58)와, 각 외부 식재 구(59,60,61)에 버들을 포함한 습지 수목(62)과 갈대를 포함한 덩굴식물(64) 및;

연결습지(70)에 부 엽 식물과 침수식물 정수식물을 포함한 수초(58)와 수서동물과 양서류의 알이 각각 이식되는 것을 특징으로 하는 오수의 습지정화 장치
제3항에 있어서, 상기 여과습지(50)의 여과지는 싱글 또는 병렬로 각각 여과층(54)의 두께 이상 2차 습지(31)보다 낮은 위치로 조성되는 외벽체 및;

분배 층(51)의 상부에서 벽체로 물 층(55)을 관통하고 2차 습지의 상단까지 조성되는 한 개 이상의 맨홀(42) 및;

상기 맨홀(42) 외의 부분에 하부에서 상부로 분배 층(51)과 지지층(52) 사리 층(53) 여과층(54)이 순차적으로, 여과층 위에 습지생물과 물 층(55)이 각각 구성되는 것을 특징으로 하는 오수의 습지정화 장치
제3항에 있어서, 상기 외부 식재 구는 여과층 중간 높이의 외벽에 외부에서 식재하는 정화 초목(62,64)의 뿌리가 여과층(54)으로 뻗도록 뚫은 구멍 및;상기 구멍에서 단면이 화단형(59) 굴뚝 형(60) 배관형(61)인 각 식재공간을 외부로 연결하며 외벽과 일체로 또는 볼트 너트 잭을 포함한 체결장치로 외벽에 장착 분리하는 구조체로 각각 구성되는 것을 특징으로 하는 오수의 습지정화 장치
제3항에 있어서, 상기 여과지를 운영관리하는 배관은 여과를 상향 및 하향 여과로 각각 운영하도록 2차 습지(31)에서 정화된 물을 여과지의 분배 층(51)으로 이송하는 관(37) 및 물 층(55)에서 유출하는 관(37-1)과, 물 층(55)으로 이송하는 관(38) 및 분배 층(51)에서 유출하는 관(38-1)과, 병렬식 여과지에 양쪽 물 층(55)을 연결하는 병렬습지 연결관(21-1) 및;

수서동물의 활동에 의해 침전물이 자연이동 및 누적하도록 상기 분배 층(51) 바닥에 유공 관(66)이 각각 구성되는 것을 특징으로 하는 오수의 습지정화 장치
제3항에 있어서, 상기 4단계[30,31,50,70] 습지장치에 단계적으로 구성되는 생태적 통로로서, 1,2차 습지(30,31) 및 여과습지(50)와 연결습지(70)의 각 격벽에 각각 수평적 물길을 잇는 연결관(21) 및;

2차 습지(31)에서 여과습지(50)를 어도 경사로 연결하는 이송관(37,38) 및;

여과습지의 맨홀(42)에 구성되어 물 층(55)과의 연결관을 어도 밸브(43)로 자동개폐하는 어도 장치(45)와, 외부 식재 구(59,60,61)에서 주변으로 야생동물의 접근녹지를 확장하는 습지 수목(62)과 덩굴식물(64) 및;

연결습지(70)에서 수계(72)로 수서동물의 물길을 연결하는 어도 유출 관(71)과, 주변의 뭍으로 연결하는 생태통로(73) 및;

온실 벽(81)의 하부에 야생동물이 나들도록 생태창문(82)이 각각 조성되는 것을 특징으로 하는 오수의 습지정화 장치
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제4항에 있어서, 상기 2단계[70,50-1] 습지장치는 4단계[30,31,50,70] 습지장치의 구조에서 연결습지(70)에 오수를 유입하는 빗물 도랑(94)이 연결되고 상기 습지(70)와의 연결관(21)으로 오수가 유입 수위가 연동하며 여과습지(50)를 아래로 통과하는 하향식 여과습지(50-1)로서, 상기 습지(50-1)에서 정화된 물이 하부로 유입 저류되도록 1,2차 습지(30,31)는 격벽(32) 없이 상부가 덮개와 방수맨홀(98)로 외부와 차단되고 내부에 자외선 램프(99) 및 펌프(28-1)가 구성되어 이용 조(27-1)로서 각각 구성하는 습지장치[70,50-1] 및;

상기 습지장치와 일체로 또는 물길을 이은 인근에 각각 상부에 대피 구(96)와, 내부에 사리 층(53)과, 사리 층 아래에 격리 망(95-1)과, 격리 망 하부에 외부로 연결하는 흡입관(87)과, 사리 층 중간 외벽에 외부 식재 구(59,60,61)와, 산소공급수단으로 식재 구에 초목(62,64)과 사리 층에 초목(57,58,62,64)을 각각 구성하는 대피습지(95)가 함께 구성되는 것을 특징으로 하는 오수의 습지정화 장치
제4항에 있어서, 상기 습지장치에 연계구성하는 하·폐수의 전처리장치(10)는 각각 비중 차 및 ㅏ 자 이송관(13)으로 이물질을 분리하는 고액분리 조(12) 및;

이송펌프(15)와 펌프(15)에 연동하도록 중화장치(15-1) 및 스크린장치(16)가 각각 구성되는 유량조정 조(14) 및;

수위가 침전조(22)와 연동하도록 저수위에 침전조와의 연결관(21)이, 하부에 산기기(18)와 오수의 회전장치(20)가, 분할 벽(17-2)에 하부에서 고수위까지 조절판(17-3)이 각각 구성되는 산화 구식 반응 조(17) 및;

저수위에 월 류 장치(23)가, 하부에 보조침전지(24)가, 보조침전지 하단에서 회전장치(20)의 물 흡입구로 오니 반송 관(25)이 각각 구성되는 침전조(22)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 오수의 습지정화 장치
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