KR101244388B1

KR101244388B1 - 축산단지 비점오염물질 저감을 위한 자유수면형 인공습지

Info

Publication number: KR101244388B1
Application number: KR20120126471A
Authority: KR
Inventors: 강영현; 황필기; 남기홍; 허재규; 김진성
Original assignee: 녹스 코리아(주)
Priority date: 2012-11-09
Filing date: 2012-11-09
Publication date: 2013-03-18

Abstract

본 발명은 축산단지 비점오염물질 저감을 위한 자유수면형 인공습지에 관한것으로서, 축산단지 비점오염물질 저감을 위해 기존의 인공습지에 깊이 차를 주어 얕은 형태의 정화섬 인공습지와 깊은 형태의 정화징검다리 인공습지로 구성하여 복합적으로 구성하고, 각각의 습지에 정화섬 또는 정화징검다리를 설치하여 처리효율을 높일 수 있도록 하는 효과를 갖는다.

Description

축산단지 비점오염물질 저감을 위한 자유수면형 인공습지{Free Water Surface Constructed Wetland for NPS Control in Livestock Watershed Area}

본 발명은 축산단지 비점오염물질 저감을 위한 자유수면형 인공습지에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 인공습지를 축산폐수처리공법과 유사한 형태로 조정하여 축사 밀집지역에서 발생하는 비점오염물질을 처리할 수 있도록 하는 축산단지 비점오염물질 저감을 위한 자유수면형 인공습지에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 인공습지는 국내외에서 점오염원과 비점오염원 처리용으로 조성되고 있으며, 최근에는 특정오염원을 처리하기 위한 목적을 두고 개발되기도 하였다.

여기서, 특정오염원이란 인이나 질소의 부하가 높은 지역, 농촌지역의 저농도의 하천수, 식품공장 지역 및 축사 밀집지역의 비점오염원 등을 의미한다.

특히, 축사 밀집지역에서 발생하는 축산폐수는 고농도로 많은 부유물질을 포함하며 이는 비점오염원에서도 유사한 농도와 성상을 보이고 있다. 즉, 축산 폐수는 생활하수에 비하여 BOD 부하량이 약 67배 정도이고, 축산 폐수중 대부분을 차지하는 일일 축산분뇨 발생량의 56%가 돈사 분뇨이다.

현재 축산 분뇨는 폐수처리공학을 이용하여 다양한 방법으로 처리 되고 있으나, 주로 생물학적인 처리 방법에 의해 이루어지고 있다. 축산폐수에 사용되는 생물학적인 처리방법으로는 AO(Anoxic-Oxic), MBR(Membrane Bioreactor), AOP(Advanced Oxidation Process) 등이 사용되며, 이러한 축산폐수 처리 방법들은 현장에 맞게 변형하여 사용하는 경우도 있다.

최근에는 축산 폐수를 1차 처리한 후 인공습지에서 처리하는 경우도 있으나, 고농도의 축산폐수를 처리해야 하는 특성상 넓은 부지와 잦은 준설이 필요한 단점을 갖는다.

이처럼, 축산단지 내의 비점오염원은 일반적인 비점처리시설로는 처리가 어렵기 때문에 보다 전문화된 인공습지의 개발이 요구된다.

상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 인공습지를 축산폐수의 처리가 가능한 형태로 설계하여 축사지역에서 발생하는 비점오염물질을 효과적으로 처리할 수 있도록 하는 축산단지 비점오염물질 저감을 위한 자유수면형 인공습지를 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 축산단지 비점오염물질 저감을 위한 자유수면형 인공습지는, 축산단지로부터 유입된 오염수로부터 슬러지 및 부유물을 침전 및 분리하여 1차 처리하는 전처리조; 상기 전처리조로부터 분리 이송된 상기 슬러지를 농축시킴과 아울러 상기 전처리조로부터 침전되지 않고 분리 이송된 부유물을 고액 분리하여 2차 처리하는 농축조; 상기 전처리조로부터 유입된 1차 처리수 및 상기 농축조에서 고액 분리되어 유입된 액상의 2차 처리수를 정화섬들을 통과시켜 여과시킨 후 집수된 처리수를 폭기시켜 3차 처리하는 정화섬 인공습지; 상기 정화섬 인공 습지로부터 유입된 3차 처리수를 정화징검다리를 통과시켜 여과시킨 후 집수된 처리수를 광촉매를 이용해 정화시켜 4차 처리하는 정화징검다리 인공습지; 및 상기 정화징검다리 인공습지로부터 유입된 4차 처리수로부터 고비중의 이물들을 침전시켜 분리한 후 방류하도록 하는 침사지;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 전처리조는 전단조와 후단조를 구획하는 월류벽; 상기 전단조에 내에 설치되어 상기 축산단지로부터 유입된 오염수로부터 슬러지를 침전시키는 경사판; 및 상기 후단조에 내에 설치되어 상기 월류벽을 통해 상기 전단조에서 슬러지가 분리된 오염수로부터 침전되지 않은 부유물질을 띄워 상기 농축조로 이송하도록 하는 디에이에프(DAF: Dissolved Air Flotation);를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 전처리조는 상기 전단조 및 상기 후단조 상부를 덮는 지붕; 상기 지붕을 관통하며 상기 전단조 및 상기 후단조에 연통 가능하게 설치되는 제1 환기 배출관: 상기 제1 환기 배출관에 설치되어 상기 전단조 및 상기 후단조 내에 발생되는 악취 공기를 외부로 확산시키도록 하는 제1 송풍기: 및 상기 제1 환기 배출관을 내에 설치되어 상기 전단조 및 상기 후단조 내에서 배출되는 악취를 탈취시키도록 하는 광촉매;를 더 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 농축조는 상기 농축조 상부를 덮는 지붕; 및 상기 지붕을 관통하며 상기 농축조 내부와 연통 가능하게 설치되는 제2 환기 배출관: 및 상기 제2 환기 배출관에 설치되어 상기 농축조 내부에서 발생되는 악취 공기를 외부로 확산시키도록 하는 제2 송풍기:를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 정화섬 인공습지는 제1 인공습지조; 상기 제1 인공습지조의 전단부에 설치되어 상기 전처리조 및 상기 농축조로부터 유입된 1차 처리수 및 2차 처리수를 걸러 여과시킨 후, 상기 정화섬들에 균일하게 분배되도록 분류시키는 제1 보호공; 및 상기 제1 인공습지조의 후단부 내에 설치되어 상기 정화섬들을 통해 여과된 후 상기 제1 인공습지조의 후단부에 집수된 처리수를 폭기시키는 폭기관;을 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 제1 보호공은 상기 전처리조 및 상기 농축조로부터 유입된 1차 처리수 및 2차 처리수가 유입되도록 상측이 개방된 통체로 이루어지며, 하부 측면벽에 적어도 2개 이상의 분류공이 관통 형성된 보호공 구조체; 및 상기 보호공 구조체 내부를 채우며 상기 전처리조 및 상기 농축조로부터 유입된 1차 처리수 및 2차 처리수를 걸러 여과시키는 여과재;를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 정화섬은 상기 제1 인공습지조의 처리수 흐름 방향 중심부에서 폭 방향으로 간격을 두고 복수 열을 이루며 설치되되, 서로 인접하며 열의 이루는 각각이 서로 교번하며 어긋나게 배치되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 정화섬은 망체로 포장된 하측 내부에 여과재 및 끈상 여과재가 순차로 채워지는 하부 망체부; 및 상기 하부 망체부의 상측에 분리 구획되며 정화 식물의 식재를 위해 토양이 채워지는 상부 식물 식재부;를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 정화징검다리 인공습지는 제2 인공습지조; 상기 제2 인공습지조 전단부에 설치되어 상기 정화섬 인공습지로부터 유입된 3차 처리수를 걸러 여과시킨 후, 처리수가 상기 정화징검다리들에 균일하게 분배되도록 분류시키는 제2 보호공; 및 상기 제2 인공습지조의 후단부에 설치되어 상기 정화징검다리들을 통해 여과된 후 집수된 처리수 수중에 띄워져 정화시키는 광촉매 부표;를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 제2 보호공은 상기 정화섬 인공습지로부터 유입된 3차 처리수가 유입되도록 상측이 개방된 통체로 이루어지며, 하부 측면벽에 적어도 2개 이상의 분류공이 관통 형성된 보호공 구조체; 및 상기 보호공 구조체 내부를 채우며 상기 정화섬 인공습지로부터 3차 처리수를 걸러 여과시키는 여과재;를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 정화징검다리는 상기 제2 인공습지조의 처리수 흐름 방향 중심부에서 폭 방향을 따라 2개의 열을 이루며 간격을 두고 설치하되, 2개의 열을 이루는 각각이 서로 교번하며 맞물리게 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 정화징검다리는 내부 수납 공간을 가지는 통체로 이루어지고 하부 측면벽에 적어도 2개 이상의 여과공이 관통 형성된 징검다리 구조체; 및 망체로 여과공이 막혀진 상기 징검다리 구조체 내부를 채우며 유입된 처리수를 여과시키는 여과재;를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 광촉매 부표는 수납 공간을 가지는 망체; 상기 망체의 수용 공간 내부를 채우는 광촉매코팅 다공성 골재; 및 상기 망체에 가장자리를 따라 설치되어 상기 광촉매코팅 다공성 골재가 수납된 상기 망체가 처리수 수중에 기설정 깊이로 띄워지도록 하는 부력체:를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 광촉매 부표는 상기 망체의 가장자리를 따라 설치되어 상기 광촉매 코팅 다공성 골재에 유브이 광을 조사하도록 하는 유브이 전등;를 더 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 정화징검다리 인공습지와 상기 전처리조를 연결하는 처리수 반송관이 더 설치되는 것이 바람직하다.

상기한 본 발명의 축산단지 비점오염물질 저감을 위한 자유수면형 인공습지에 따르면, 축산단지 비점오염물질 저감을 위해 기존의 인공습지에 깊이 차를 주어 얕은 형태의 정화섬 인공습지와 깊은 형태의 정화징검다리 인공습지로 구성하여 복합적으로 구성하고, 각각의 습지에 정화섬 또는 정화징검다리를 설치하여 처리효율을 높일 수 있도록 하는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명의 축산단지 비점오염물질 저감을 위한 자유수면형 인공습지에 따르면 협기와 호기의 조건을 인위적으로 조성하여 축산폐수의 처리효율을 향상시킬 수 있도록 함으로써, 각각의 시설은 현장의 유입수의 성상과 설치 현장 조건에 따라 다양하게 변경 가능하도록 하는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명의 축산단지 비점오염물질 저감을 위한 자유수면형 인공습지에 따르면, 전처리조에서 협기 및 호기 조건, 경사판에 의한 침전, 응집제에 의한 침전, DAF에 의한 부상을 통하여 고농도의 축산폐수의 특성상 인공 습지에 과부하가 발생하지 않고 높은 처리효율을 기대할 수 있도록 하는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명의 축산단지 비점오염물질 저감을 위한 자유수면형 인공습지에 따르면, 농축조에서만 준설이 이루어지기 때문에 습지 운영을 멈춤 필요 없어 장기간 가동을 중지하거나 준설에 필요한 시간과 비용의 낭비를 방지할 수 있는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 축산단지 비점오염물질 저감을 위한 자유수면형 인공습지를 도시한 계략 사시도이다.
도 2는 도 1의 축산단지 비점오염물질 저감을 위한 자유수면형 인공습지의 평면도이다.
도 3은 도 1의 전처리조의 측단면도이다.
도 4는 도 1의 농축조의 측단면도이다.
도 5는 도 1의 정화섬 인공습지를 도시한 확대 사시도이다.
도 6은 도 5의 제1 보호공를 도시한 사시도이다.
도 7은 도 6의 제1 보호공에 대한 부분절개 사시도이다.
도 8은 도 5의 정화섬의 사사도이다.
도 9는 도 8의 정화섬의 부분 절개 사시도이다.
도 10은 도 1의 정화징검다리 인공습지를 도시한 확대 사시도이다.
도 11은 도 10의 정화징검다리를 도시한 사시도이다.
도 12는 도 11의 정화징검다리에 대한 부분 절개 사시도이다.
도 13은 도 10의 광촉매 부표를 도시한 사시도이다.
도 14는 도 1의 저류지를 도시한 사사이도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 축산단지 비점오염물질 저감을 위한 자유수면형 인공습지를 도시한 계략 사시도이고, 도 2는 도 1의 축산단지 비점오염물질 저감을 위한 자유수면형 인공습지의 평면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 본 실시예의 축산단지 비점오염물질 저감을 위한 자유수면형 인공습지(1)는 전처리조(10), 농축조(20), 정화섬 인공습지(30), 정화징검다리 인공습지(40) 및 침사지(50)를 포함하여 구성된다.

따라서, 본 발명의 축산단지 비점오염물질 저감을 위한 자유수면형 인공습지(1)는 기존의 자유수면형 습지의 단점인 낮은 처리효율을 높이는 기술로 기존의 인공습지에 깊이 차를 주어 얕은 형태의 정화섬 인공습지(30)와 깊은 형태의 정화징검다리 인공습지(40)를 복합적으로 구성하여 축산단지로부터 유입되는 오염수의 처리효율을 높일 수 있도록 한다.

먼저, 축산단지 비점오염물질 저감을 위한 자유수면형 인공습지(1)의 도입 상부에는 전처리조(10)가 설치되며, 전처리조(10)는 축산단지로부터 유입된 오염수로부터 슬러지 및 부유물을 침전시켜 주변에서 발생하는 오염원중 물리적인 처리를 위해 사용된다. 여기서 전처리조(10)의 형태는 유지관리가 용이한 형태로 구성하는 것이 바람직하다.

도 3은 도 1의 전처리조의 측단면도이다.

도 3을 참조하여 설명하면, 본 실시예의 전처리조(10)는 월류벽(15a), 경사판(14) 및 디에이에프(16: DAF, Dissolved Air Flotation), 지붕(17), 제1 환기 배출관(18) 및 송풍기(18a)를 포함하여 구성된다.

여기서, 월류벽(15a)은 전처리조(10) 내부서 전처리조(10)를 협기조를 이루는 전단조(11)와 호기조를 이루는 후단조(15)를 구획하도록 한다.

전단조(10)는 유입관(12) 및 전단의 유량 조절을 위해 설치되는 전단 월류벽(13)을 통해 축산단지로부터 유입된 오염수를 내부에 설치되는 상기 경사판(14)을 통해 무게가 무거운 물질 즉, 슬러지 등을 침전시키게 된다. 전단조(11) 내에서 경사판(14)에 의해 침전된 슬러지는 에어 리프트(미도시)를 통해 농축조(20)로 보내지게 된다.

후단조(15)는 월류벽(15a)을 통해 상기 전단조(11)에서 슬러지가 분리된 상태로 넘어온 오염수 중에서 응집제를 넣은 후 비교적 무게가 가벼운 부유물질 들을 디에이에프(16)로 띄워져 제1 전처리 배출관(19a)을 통해 농축조(20)로 분리 이송되도록 한다.

전처리조(10)에서 처리된 슬러지 및 부유물질이 분리된 1차 처리수는 제2 전처리 배출관(19b)을 통해 정화섬 인공습지(30)로 배출된다.

한편, 전처리조(10)로 유입되는 오염수는 축산분뇨를 포함하고 있어 농도가 높고, 악취가 발생하며, 탁도가 심해하기 때문에 전처리조(10)의 전단조(11)와 후단조(15)의 상부를 덮도록 지붕(17)을 설치하고, 전단조(11)와 후단조(15)의 내부에서 발생하는 공기를 지붕을 관통하며 설치되는 제1 환기 배출관(18)을 통하여 외부로 확산시킬 수 있도록 하며, 제1 환기 배출관(18)에는 전단조(11)와 후단조(15) 내부의 공기의 외부 확산 및 방출을 돕기 위해 제1 송풍기(18a)가 설치되는 것이 바람직하다.

또한, 제1 환기 배출관(18)에는 전처리조(10)의 전단조(11) 및 후단조(15) 내에서 악취가 심하여 해결되지 않는 경우 선택적으로 제1 환기 배출관(18) 내부에 광촉매(미도시)를 설치하여 이를 이용하여 탈취효과를 줄 수도 있다.

다시 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 농축조(20)에서는 전처리조(10)로부터 분리 이송된 슬러지를 농축시킴과 아울러 전처리조(10)로부터 침전되지 않고 분리 이송된 부유물을 고액 분리하여 2차 농축 처리하게 된다.

도 4는 도 1의 농축조의 측단면도이다.

도 1 및 도 2와 함께 도 4를 참조하여 설명하면, 본 실시예의 농축조(20)는 전술한 바와 같이 전처리조(10)로부터 에어 리프트 및 디에이에프(16)를 이용해 분리 이송된 슬러지 및 부유물을 담아 농축하여 2차 수처리하게 된다.

한편, 상기 농축조(20)에서 농축된 슬러지는 준설된 후 탈수기를 이용해 탈수 처리하여 자원화 등의 용도로 활용될 수 있다.

이처럼, 본 실시예의 축산단지 비점오염물질 저감을 위한 자유수면형 인공습지(1)는 농축조(20)에서만 준설이 이루어지기 때문에 습지 운영을 멈춤 필요 없이 장기간 가동을 중지하거나 준설에 필요한 시간과 비용의 낭비를 방지할 수 있게 된다.

또한, 농축조(20)에는 상기한 전초리조(10)와 마찬가지로 농도가 높고, 악취가 발생하며, 탁도가 심해기 때문에 농축조(20) 상부를 덮도록 지붕(21)이 구성되고, 상기 지붕(21)을 관통하며 농축조(20) 내부와 연통 가능하게 설치된 제2 환기 배출관(22)을 통해 농축조 내에서 발생하는 공기를 외부로 확산시킬 수 있도록 하며, 제2 환기 배출관(22)에는 농축조(20) 내부에서 발생되는 농축조(20) 내부의 악취 공기를 외부로 확산시키도록 제2 송풍기가 설치될 수 있다.

다시 도 1 및 도 2을 참조하여 설명하면, 상기 전처리조(10)로부터 유입된 1차 처리수 및 상기 농축조(20)에서 고액 분리되어 유입된 액상의 2차 처리수는 정화섬 인공습지(30)의 정화섬(33)들을 통과시켜 여과시킨 후 폭기관(35)을 통해 폭기시켜 3차 수처리가 이루어지게 된다.

도 5는 도 1의 정화섬 인공습지를 도시한 확대 사시도이다.

도 5를 참조하여 설명하면, 본 실시예의 정화섬 인공습지(30)는 제1 인공습지조(36), 제1 보호공(31), 정화섬(33) 및 폭기관(35)을 포함하여 구성된다.

따라서, 전처리조(10)로부터 제2 전처리 배출관(19b)을 통해 공급된 1차 처리수 및 농축조(20)로부터 농축조 배출관(23)을 통해 공급된 2차 처리수는 제1 보호공(31)을 통해 여과된 후 여러 방향으로 분류되어 정화섬(33)들을 거쳐 흐르면서 정화 처리되고, 이 후 집수된 처리수를 폭기관(35)을 통해 폭기시켜 최종 3차 처리가 이루어지도록 한다.

한편, 정화섬 인공습지(30)를 이루는 제1 인공습지조(36) 주위로는 수중 정화 식물들이 식재되어 이들에 의해 자연 정화가 이루어질 수 있도록 하는 것이 더욱 바람직하다.

도 6은 도 5의 제1 보호공를 도시한 사시도이고, 도 7은 도 6의 제1 보호공에 대한 부분절개 사시도이다.

도 6 및 도 7을 참조하여 설명하면, 상기 제1 보호공(31)은 보호공 구조체 (31a) 및 여과재(31d)를 포함하여 구성된다.

보호공 구조체(31a)는 전처리조(10) 및 농축조(20)로부터 유입된 1차 처리수 및 2차 처리수거가 유입되도록 상측이 개방된 통체로 이루어지며, 하부 측면벽에 적어도 2개 이상의 분류공(31b)이 관통 형성된다.

본 실시예에서는 보호공 구조체(31a)는 중공형의 육면체로 이루어지고, 분류공(31b)은 정화섬(33)과 마주하는 후측 벽면과 이에 인접하는 양쪽 측변에 각각 형성되는 것을 예시한다.

여과재(31d)는 망체에 의해 분류공(31b)이 차폐된 보호공 구조체(31a) 내부를 채우도록 한다.

따라서, 제1 보호공(31)은 전처리조(10)로부터 제2 전처리 배출관(19b)을 통해 공급된 1차 처리수 및 농축조(20)로부터 농축조 배출관(23)을 통해 공급된 2차 처리수가 보호공 구조체(31a) 내부에 채워지는 여과재(31d)에 의해 이물이 걸러진 후, 분류공들(31b)을 통해 3방향으로 균일하게 분류되어 상기 정화섬(33)들로 흘러 갈 수 있도록 한다.

다시 도 5를 참조하여 설명하면, 정화섬(33)들은 상기 제1 인공습지조(36)의 처리수 흐름 방향 중심부에서 폭 방향으로 간격을 두고 복수 열을 이루며 설치되되, 서로 인접하며 열의 이루는 각각이 서로 교번하며 어긋나게 배치되어 처리수의 흐름을 분산시켜 제1 인공습지조(36) 내의 체류시간을 연장시켜 수로화를 방지하고, 자체적인 흡착과 생물학적 처리를 통해 처리수의 정화력을 향상시키는 역할을 하게 된다.

도 8은 도 5의 정화섬의 사사도이고, 도 9는 도 8의 정화섬의 부분 절개 사시도이다.

도 8 및 도 9를 참조하여, 본 실시예에서 정화섬(33)은 하부 망체부(33a), 상부 식물 식재부(33b)를 포함하여 2단으로 구성된다.

하부 망체부(33a)에는 통공이 형성되는 망체(33c)로 포장된 하측 내부에 부석 등의 여과재(33d)가 채워지고, 여과재(33d)가 채워진 상측에는 상부 식물 식재부 구획판(33f)으로부터 하측으로 연장되게 끈상 여과재(33e)가 매달려 설치되어 오염물질의 흡착 및 미생물의 분해에 따라 처리수의 정화효율을 높일 수 있도록 한다.

그리고, 상부 식물 식재부(33b)는 상기 하부 망체부(33a)의 상측에서 상기한 구획판(33f)에 의해 분리 구획되며 정화 식물(33h)의 식재를 위해 토양(33i)이 채워지도록 외부가 차폐벽(33g)으로 포장되어 구성되어, 식재된 정화 식물(33h)의 뿌리가 하부 망체부(33a)로 내려와 미색물 접촉 여과재로서의 역할을 수행하여 처리수의 정화효율을 높일 수 있도록 한다.

다시 도 5를 참조하여 설명하면, 폭기관(35)은 제1 인공습지조(36)의 후단부 내에 설치되어 정화섬(33)들을 통해 여과된 후 제1 인공습지조(36)의 후단부에 집수된 처리수를 폭기시켜 호기성 상태를 유지함으로써 처리효율을 높일 수 있도록 한다.

여기서, 폭기관(35)는 수표면으로부터 수심 2/3 지점에 설치하여 침전물들에 의한 막힘 현상을 방지하도록 하는 것이 바람직하다.

다시 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 상기한 정화섬 인공습지(30)로부터 정화섬 인공습지 배수관(37)을 통해 배출된 3차 처리수는 정화징검다리 인공습지(40)의 정화징검다리(43)를 통과시킨 후 광촉매 부표(45)를 이용해 정화시켜 4차 수처리가 이루어지도록 한다.

도 10은 도 1의 정화징검다리 인공습지를 도시한 확대 사시도이다.

도 10을 참조하여 설명하면, 정화징검다리 인공습지(40)는 제2 인공습지조(46), 제2 보호공(41), 정화징검다리(43) 및 광촉매 부표(45)를 포함하여 구성된다.

정화징검다리 인공습지(40)를 이루는 제2 인공습지조(46)는 정화섬 인공습지(30)를 이루는 제1 인공습지조(36)보다 더 깊은 습지를 이루도록 형성된다.

먼저, 제2 보호공(41)은 상기한 제1 보호공(31)과 동일 형태를 이루며 정화섬 인공습지(30)로부터 유입된 3차 처리수를 걸러 여과시킨 후, 균일하게 분류시켜 정화징검다리(43)를 통과하도록 한다.

정화징검다리(43)는 상기 제2 인공습지조(46)의 처리수 흐름 방향 중심부에서 폭 방향을 따라 2개의 열을 이루며 간격을 두고 설치되되, 2개의 열을 이루는 각각이 서로 교번하며 맞물리게 형성된다.

여기서, 정화징검다리(43)는 상기한 정화섬(33)과는 달리 유입되는 처리수 대부분이 하단부의 여과 구역을 통과하도록 틈새 없이 맞물려지게 배치하는 것이 보다 정화효율을 높일 수 있다.

도 11은 도 10의 정화징검다리를 도시한 사시도이고, 도 12는 도 11의 정화징검다리에 대한 부분 절개 사시도이다.

도 11 및 도 12를 참조하여 설명하면, 본 실시예의 정화징검다리(43)는 징검다리 구조체(43a), 여과재(43d) 및 망체(43c)를 포함하여 구성된다.

징검다리 구조체(43a)는 내부 수납 공간을 가지는 통체로 이루어지고, 하부 측면벽에 적어도 2개 이상의 여과공(43b)이 관통 형성된다.

여과제(43d)는 망체(43c)로 여과공(43b)이 막혀진 상기 징검다리 구조체(43a) 내부를 채우며 이를 통과하는 처리수를 여과시키게 된다.

이처럼, 정화징검다리(43)는 제2 보호공(41)을 통해 균일하게 분류되어 흘러온 처리수를 가로 막은 후 징검다리 구조체(43a) 내부에 수용된 여과제(43d)들을 통과하면서 마치 지하흐름습지의 정화와 유사한 여과 방식으로 정화가 이루어지도록 한다.

다시 도 10을 참조하여 설명하면, 정화징검다리(43)를 통과한 처리수는 상기 제2 인공습지조(46)의 후단부에 집수된 후, 처리수의 수중에 띄워진 광촉매 부표(45)를 통해 정화 처리된다.

도 13은 도 10의 광촉매 부표를 도시한 사시도이다.

도 13을 참조하여 설명하면, 본 실시예의 광촉매 부표(45)는 망체(45a), 광촉매코팅 다공성 골재(45c) 및 부력체(45b)를 포함하여 구성된다.

광촉매 부표(45)는 광촉매코팅 다공성 골재(45c)가 망체(45a)의 내부 수납 공간을 내에 채워지고, 상기 망체(45a)에 가장자리를 따라 고정되어 부력체(45b)에 의해 망체(45a)의 내부에 담김 광촉매코팅 다공성 골재(45c)가 처리수 내에 기설정 깊이 내에 잠긴 상태로 띄워져 광촉매 반응을 통해 정화 처리하게 된다.

여기서, 광촉매 부표(45)는 태양광을 이용한 광촉매 반응을 통해 처리수를 정화처리하기 때문에 처리수의 수표면으로부터 대략 10cm 이내로 설치하고, 설치 주변은 나무나 기타 주변 조형물에 의해 태양광을 차단하지 않는 지역을 선정하는 것이 바람직하다.

또한, 광촉매 부표(45)를 띄우는 부력체(45b)는 여과재의 종류에 따라 조정하여 설치할 수 있고, 광촉매는 선택적으로 비점오염원의 성상에 따라 설치 여부를 결정할 수 있다.

한편, 광촉매 부표(45)의 정화 효율을 높이기 위해 망체(45a)의 가장자리를 따라 광촉매 반응을 활성화시키기 유브이 전등(45d)을 설치하여, 날씨가 흐려 일시적으로 태양광의 조사가 불가능하거나 추가적으로 광촉매 작용을 활성화시킬 필요가 있을 경우 사용하도록 하는 것도 가능하다.

한편, 축산단지의 특성상 오염원의 농도 성상에 따라 선택적으로 반송 구간을 설정하여 추가 정화시킬 수 있으며. 이때, 처리수의 반송은 정화징검다리 인공습지(40)와 전처리조(10)를 연결하는 배송 배관(60)을 통해 정화징검다리 인공습지(40)에서 처리된 처리수를 전처리조(10)로 보내어 재처리가 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.

다시 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 상기 정화징검다리 인공습지(40)로부터 배출된 4차 처리수는 침사지(50)를 통해 고비중의 이물들을 침전시켜 분리한 후 방류하도록 한다.

도 14는 도 1의 저류조를 도시한 사사이도이다.

도 14를 참조하여 설명하면, 본 실시예의 침사지(50)는 침사조(51)와 방류 배관(52)을 포함하여 구성된다.

방류 배관(52)은 침사조(51) 내부에서 기설정된 높이에 유입구가 형성되어, 상기 정화징검다리 인공습지(40)로부터 유입된 4차 처리수로부터 모래 등의 고비중의 이물들을 최종 침전시켜 분리된 처리수 만이 방류할 수 있도록 한다.

한편, 침사지(50) 역시 상기한 정화섬 인공습지(30) 및 정화징검다리 인공습지(40)와 함께 생태연못을 형태로 구성되며, 침사조(50) 가장자리에는 주변에서 서식하는 식물들중 정화력이 좋은 수생 식물을 선정하여 식재하는 것이 바람직하다.

한편, 정화섬 인공습지(30), 정화징검다리 인공습지(40) 및 침사지(50)가 하루살이, 모기, 파리와 같은 해충의 대비책으로 물고기와 수서곤충이 살기 어려운 환경일 경우 각각의 유입부에 살충제 살포망(미도시)을 설치하여 처리하도록 한다.

여기서, 살충 살포망(미도시)에는 생은행잎을 넣어 천연 살충재인 은행잎의 효소를 이용해 하루살이, 모기, 파리와 같은 해충을 처리하는 것이 바람직하다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

1: 인공습지 10: 전처리조
11: 전단조 13: 전단 월류벽
14: 경사판 15: 후단조
15a: 월류벽 16: 디에이에프(DAF)
17: 지붕 18: 제1 환기 배출관
18a: 제1 송풍기 19: 전처리 배출관
19a: 제1 전처리 배출관 19b: 제2 전처리 배출관
20: 농축조 21: 지붕
22: 제2 환기 배출관 22a: 제2 송풍기
23: 농축조 배출관 30: 정화섬 인공습지
31: 제1 보호공 31a: 보호공 구조체
31b: 분류공 31c: 망체
31d: 여과재 33: 정화섬
33a: 하부 망체부 33b: 상부 식물 식재부
33c: 망체 33d: 여과재
33e: 끈상 여과재 33f: 구획판
33g: 차폐벽 33h: 정화 식물
33i: 토양 35: 폭기관
36: 제1 인공습지조 37: 정화섬 배출 배관
40: 정화정검다리 인공습지 41: 제2 보호공
43: 정화징검다리 43a: 징검다리 구조체
43b: 여과공 43c: 망체
43d: 여과제 45: 광촉매 부표
45a: 망체 45b: 부력체
45c: 광촉매코팅 다공성 골재 46: 제2 인공습지조
47: 정화징검다리 배출 배관 50: 침사지
51: 침사조 52: 방류 배관
60: 반송 배관

Claims

축산단지로부터 유입된 오염수로부터 슬러지 및 부유물을 침전 및 분리하여 1차 처리하는 전처리조;
상기 전처리조로부터 분리 이송된 상기 슬러지를 농축시킴과 아울러 상기 전처리조로부터 침전되지 않고 분리 이송된 부유물을 고액 분리하여 2차 처리하는 농축조;
상기 전처리조로부터 유입된 1차 처리수 및 상기 농축조에서 고액 분리되어 유입된 액상의 2차 처리수를 정화섬들을 통과시켜 여과시킨 후 집수된 처리수를 폭기시켜 3차 처리하는 정화섬 인공습지;
상기 정화섬 인공 습지로부터 유입된 3차 처리수를 정화징검다리를 통과시켜 여과시킨 후 집수된 처리수를 광촉매를 이용해 정화시켜 4차 처리하는 정화징검다리 인공습지; 및
상기 정화징검다리 인공습지로부터 유입된 4차 처리수로부터 고비중의 이물들을 침전시켜 분리한 후 방류하도록 하는 침사지;를 포함하고,

상기 전처리조는,
전단조와 후단조를 구획하는 월류벽;
상기 전단조 및 상기 후단조 상부를 덮는 지붕;
상기 지붕을 관통하며 상기 전단조 및 상기 후단조에 연통 가능하게 설치되는 제1 환기 배출관:
상기 제1 환기 배출관에 설치되어 상기 전단조 및 상기 후단조 내에 발생되는 악취 공기를 외부로 확산시키도록 하는 제1 송풍기: 및
상기 제1 환기 배출관을 내에 설치되어 상기 전단조 및 상기 후단조 내에서 배출되는 악취를 탈취시키도록 하는 광촉매;를 더 포함하는 축산단지 비점오염물질 저감을 위한 자유수면형 인공습지.
제1항에서,
상기 전처리조는,
상기 전단조에 내에 설치되어 상기 축산단지로부터 유입된 오염수로부터 슬러지를 침전시키는 경사판; 및
상기 후단조에 내에 설치되어 상기 월류벽을 통해 상기 전단조에서 슬러지가분리된 오염수로부터 침전되지 않은 부유물질을 띄워 상기 농축조로 이송하도록 하는 디에이에프(DAF: Dissolved Air Flotation);를 포함하는 축산단지 비점오염물질 저감을 위한 자유수면형 인공습지.
삭제
제1항에서,
상기 농축조는,
상기 농축조 상부를 덮는 지붕; 및
상기 지붕을 관통하며 상기 농축조 내부와 연통 가능하게 설치되는 제2 환기 배출관: 및
상기 제2 환기 배출관에 설치되어 상기 농축조 내부에서 발생되는 악취 공기를 외부로 확산시키도록 하는 제2 송풍기:를 포함하는 축산단지 비점오염물질 저감을 위한 자유수면형 인공습지.
제1항에서,
상기 정화섬 인공습지는,
제1 인공습지조;
상기 제1 인공습지조의 전단부에 설치되어 상기 전처리조 및 상기 농축조로부터 유입된 1차 처리수 및 2차 처리수를 걸러 여과시킨 후, 상기 정화섬들에 균일하게 분배되도록 분류시키는 제1 보호공; 및
상기 제1 인공습지조의 후단부 내에 설치되어 상기 정화섬들을 통해 여과된 후 상기 제1 인공습지조의 후단부에 집수된 처리수를 폭기시키는 폭기관;을 포함하는 축산단지 비점오염물질 저감을 위한 자유수면형 인공습지.
제5항에서,
상기 제1 보호공은,
상기 전처리조 및 상기 농축조로부터 유입된 1차 처리수 및 2차 처리수가 유입되도록 상측이 개방된 통체로 이루어지며, 하부 측면벽에 적어도 2개 이상의 분류공이 관통 형성된 보호공 구조체; 및
상기 보호공 구조체 내부를 채우며 상기 전처리조 및 상기 농축조로부터 유입된 1차 처리수 및 2차 처리수를 걸러 여과시키는 여과재;를 포함하는 축산단지 비점오염물질 저감을 위한 자유수면형 인공습지.
제5항에서,
상기 정화섬은,
상기 제1 인공습지조의 처리수 흐름 방향 중심부에서 폭 방향으로 간격을 두고 복수 열을 이루며 설치되되, 서로 인접하며 열의 이루는 각각이 서로 교번하며 어긋나게 배치되는 축산단지 비점오염물질 저감을 위한 자유수면형 인공습지.
제7항에서,
상기 정화섬은,
망체로 포장된 하측 내부에 여과재 및 끈상 여과재가 순차로 채워지는 하부 망체부; 및
상기 하부 망체부의 상측에 분리 구획되며 정화 식물의 식재를 위해 토양이 채워지는 상부 식물 식재부;를 포함하는 축산단지 비점오염물질 저감을 위한 자유수면형 인공습지.
제1항에서,
상기 정화징검다리 인공습지는,
제2 인공습지조;
상기 제2 인공습지조 전단부에 설치되어 상기 정화섬 인공습지로부터 유입된 3차 처리수를 걸러 여과시킨 후, 처리수가 상기 정화징검다리들에 균일하게 분배되도록 분류시키는 제2 보호공; 및
상기 제2 인공습지조의 후단부에 설치되어 상기 정화징검다리들을 통해 여과된 후 집수된 처리수 수중에 띄워져 정화시키는 광촉매 부표;를 포함하는 축산단지 비점오염물질 저감을 위한 자유수면형 인공습지.
제9항에서,
상기 제2 보호공은,
상기 정화섬 인공습지로부터 유입된 3차 처리수가 유입되도록 상측이 개방된 통체로 이루어지며, 하부 측면벽에 적어도 2개 이상의 분류공이 관통 형성된 보호공 구조체; 및
상기 보호공 구조체 내부를 채우며 상기 정화섬 인공습지로부터 3차 처리수를 걸러 여과시키는 여과재;를 포함하는 축산단지 비점오염물질 저감을 위한 자유수면형 인공습지.
제9항에서,
상기 정화징검다리은,
상기 제2 인공습지조의 처리수 흐름 방향 중심부에서 폭 방향을 따라 2개의 열을 이루며 간격을 두고 설치되되, 2개의 열을 이루는 각각이 서로 교번하며 맞물리게 형성되는 축산단지 비점오염물질 저감을 위한 자유수면형 인공습지.
제9항에서,
상기 정화징검다리는,
내부 수납 공간을 가지는 통체로 이루어지고 하부 측면벽에 적어도 2개 이상의 여과공이 관통 형성된 징검다리 구조체; 및
망체로 여과공이 막혀진 상기 징검다리 구조체 내부를 채우며 유입된 처리수를 여과시키는 여과재;를 포함하는 축산단지 비점오염물질 저감을 위한 자유수면형 인공습지.
제9항에서,
상기 광촉매 부표는,
수납 공간을 가지는 망체;
상기 망체의 수용 공간 내부를 채우는 광촉매코팅 다공성 골재; 및
상기 망체에 가장자리를 따라 설치되어 상기 광촉매코팅 다공성 골재가 수납된 상기 망체가 처리수 수중에 기설정 깊이로 띄워지도록 하는 부력체:를 포함하는 축산단지 비점오염물질 저감을 위한 자유수면형 인공습지.
제13항에서,
상기 광촉매 부표는,
상기 망체의 가장자리를 따라 설치되어 상기 광촉매 코팅 다공성 골재에 유브이 광을 조사하도록 하는 유브이 전등;를 더 포함하는 축산단지 비점오염물질 저감을 위한 자유수면형 인공습지.
제1항에서,
상기 정화징검다리 인공습지와 상기 전처리조를 연결하는 처리수 반송관이 더 설치되는 축산단지 비점오염물질 저감을 위한 자유수면형 인공습지.